رده بندي A تا Z

كارل ساگان، بر پايه اندازه و حجم اطلاعات هر تمدن، روش ديگري براي رده بندي تمدن هاي پيشرفته پيشنهاد كرد، چيزي كه براي هر تمدني كه به زندگي در پهنه كيهان مي انديشد، ضروري و بايسته است. براي نمونه، تمدن رده A تمدني است كه 10 6 بيت از داده ها را پردازش كند. اين مي تواند يك تمدن نخستين باشد بدون زبان نوشتاري اما با يك زبان گفتاري. براي درك بهتر از اندازه اطلاعاتي كه با يك تمدن رده A در ارتباط است، ساگان از يك بازي بيست پرسشي سود جسته كه در آن بايد تنها با پرسيدن بيست پرسش، آنچه كه مورد پرسش است را شناسايي كرد و تنها مي تواند با پاسخ بله و خير به پرسش ها پاسخ گفت. يك راهبرد آن است كه از جاندار بودن آن پرسيده شود، و پس از پرسيدن بيست پرسش از چنين پرسش هايي، براي كوچك تر كردن دايره جست و جو، ما جهان را به 20 2 و يا 6 10 بخش تقسيم كرده ايم، كه تمامي حجم اطلاعات يك تمدن رده A است.
هنگامي كه يك زبان نوشتاري پيدا شود، مجموع حجم اطلاعات با سرعت انفجارگونه اي افزايش مي يابد. "فيليپ موريسون"، (1) فيزيكداني از موسسه فناوري ماساچوست، (2) برآورد كرده كه مجموع نوشته هاي يونانيان باستان، 9 10 بيت است و يا بر پايه رده بندي ساگان، يك تمدن از رده C.
ساگان، حجم اطلاعات تمدن امروزي ما را نيز برآورد كرده است. او با برآورد تعداد كتاب هاي همه كتابخانه هاي جهان، نزديك به دهه ها ميليون و تعداد برگ هايي ه هر كتاب دارد، 13 10 بيت اطلاعات را برآورد كرده است. اگر عكس ها را هم به حساب آوريم، آن گاه به بيشتر از 15 10 بيت مي رسيم. و اين، ما را در جايگاه يك تمدن از رده H قرار مي دهد، و بر اين برهان كه خروجي انرژي و اطلاعات بسيار كمي داريم، مي توانيم خود را در جايگاه يك تمدن 0/7H رده بندي كنيم. (0/7 از رده بندي پيشين و H از رده بندي ساگان)
ساگان برآورد كرده كه نخستين برخورد ما با يك تمدن فرازميني، با يك تمدن از رده 1/5J يا 1/K8 خواهد بود، از آن رو كه آنها، پيش تر بر نيروهايي دست يافته اند كه مي توانند به سفر ميان ستاره اي بپردازند، چنين تمدني، دست كم صدها و يا هزارها سال از ما پيشرفته تر خواهد بود. به همين ترتيب، اطلاعاتي كه يك تمدن كهكشاني رده سه مي تواند در برداشته باشد برابر است با حاصل ضرب حجم اطلاعات هر سياره كه در آن زندگاني وجود دارد در تعداد سياره هايي زيست پذير آن كهكشان. ساگان برآورد كرده كه چنين تمدني از رده سه، در رده بندي او مي تواند در جايگاه رده Q قرار بگيرد. و نيز تمدن چنان پيشرفته كه بتواند حجم اطلاعات يك ميليارد كهكشان را در اختيار خود گيرد كه بخش بزرگي از جهان مرئي است. از رده Z خواهد بود.
شايد بپنداريد كه اين يك تمرين ساده و ناچيز براي دانشجويان باشد، اما به هيچ وجه اين گونه نيست. هر تمدني كه بخواهد در كيهان به سفر پردازد، بايد توانايي محاسبه شرايط سوي ديگر كيهان را داشته باشد. معادله هاي اينشتين كه آشكارا دشوار هم هستند، تنها خميدگي فضا را در هر نقطه برآورد مي كنند؛ براي برآورد خمديگي فضا در هر نقطه، بايد موقعيت تمامي اجرام كيهاني را بدانيم و هر آنچه كه در خميدگي فضا نقش دارد. و نيز بايد به تصحيح و ويرايش هاي كوانتومي براي سياه چاله ها آگاه بود كه در حال حاضر محاسبه آنها براي ما ناممكن است. از آن جا كه اين محاسبه ها براي رايانه هاي امروزي بي اندازه دشوار است، فيزيكدان جهاني فرضي را در نظر مي گيرند كه در آن، تنها يك تك ستاره در حال رمبش حكمفرماست و محاسبه ها را با بررسي و خواندن داده هايي از اين جهان فرضي و به صورت تقريبي انجام مي دهند.
براي دريافت و شناخت هرچه بيشتر و واقعي تر از پويايي و مجموع نيروهاي كنش گر درون افق رويداد يك سياه چاله به زبان فيزيك، ديناميك آن و يا بررسي ديناميك نزديكي دهانه يك كرم چاله، دانستن ظرفيت انرژي تمامي ستاره هاي نزديك به آن و همچنين محاسبه نوسان ها يا افت و خيزهاي كوانتومي، لازم و بايسته است. و باز، اين محاسبه ها به شكل بازدارنده اي، بسيار دشوار و سخت است. حل كردن معادله هاي يك تك ستاره در يك جهان تهي فرضي كه آن چنان دشوار است،ديگر دشواري بازگشايي معادله هاي ميلياردها كهكشان شناور در يك جهان متورم، سر به آسمان مي سايد.
و بر اين برهان، هر تمدني كه خواهان سفر با يك كرم چاله باشد، بايد توانايي محاسباتي بسيار فراتر از توانايي يك تمدن رده 0/7H كه رده تمدن ماست را داشته باشد. شايد پايين ترين رده از تمدني كه به راستي مي تواند توانايي ساخت يك سازو كار جهشي براي سفرهاي كيهاني را داشته باشد، بايد تمدني با توانايي توليد انرژي و حجم اطلاعاتي از رده 3Q باشد.
همچنين، امكان پذير است كه هوش، فراتر از رده بندي كارداشف گسترش يابد. همچنان كه مارتين ريس گفته: "حتي اگر زندگي تنها در زمين وجود داشته باشد، مي توان پنداشت كه سرانجام در سرتاسر كهكشان و فراتر از آن گسترده شود. پس شايد زندگي براي هميشه، نشانه اي ناچيز و آلوده كننده در جهان نماند، با اين كه اكنون چنين است. در واقع، من اين را ديدگاهي خوشايند يافته ام و مي پندارم كه اين انديشه براي ما سودمند باشد..." اما به ما هشدار داده كه: "... اگر شمع زندگاني خود را خاموش كنيم، آن گاه يك توانايي نهان در اين جهان هستي را نابود كرده و تباه ساخته ايم. بنابراين، حتي اگر كسي بر اين باور باشد كه زندگي در زمين يكتا و يگانه است، به اين معنا نيست كه براي هميشه بخشي كم مايه و ناچيز از جهان باقي خواه ماند."

افق رويداد چيست و شعاع شوارتزشيلد و تكينگي يعني چه؟
 

هرجرمي داراي گرانش است، هرچقدر كه جرم بيشتر باشد، گرانش بيشتر است. براي رهايي از گرانش هر جرمي، به تندي گريز نيازداريم. تندي گريز از زمين برابر 11/2 كيلومتر بر ثانيه و يا 40 هزار كيلومتر در ساعت است. سرعت گريز از خورشيد به مراتب بيشتر است، زيرا جرم آن بسيار بيشتر از زمين بوده و در نتيجه نيروي گرانش نيرومندتري دارد، در سال 1783، ستاره شناس انگليسي "جان ميشل"، اين گونه پنداشت كه اگر يك ستاره، چنان پرجرم و بزرگ باشد كه حتي نور هم توان گريز از آن را نداشته باشد، چه روي خواهد داد؟ اين پرسش تا سال 1916 فراموش شد تا در اين سال، فيزيكداني آلماني "كارل شوارتزشيلد"، پاسخي براي معادله هاي اينشتين پيرامون ستارگان سنگين يافت. او نشان داد كه پيرامون يك ستاره بسيار پر جرم، يك كره فرضي فراگير با ويژگي هاي شگفت آوري وجود دارد. كران كره، نقطه بي بازگشت است و هر چيزي كه از آن كران بگذرد، با گرانش ستاره به درون ميكده مي شود. حتي نور نيز توان گريز از اين كران را ندارد. آن گاه او شعاع اين كره جادويي را برآورد كرد. براي
جسمي به جرم خورشيد، شعاع كره فرضي، كمابيش 3 كيلومتر است و براي جسمي به جرم زمين، يك سانتي متر، يعني اگر خورشيد چنان فشرده شود كه به قطر سه كيلومتر برسد و يا زمين به قطر يك سانتي متر، آن گاه ديگر نور هم ياراي گريز از آن را ندارد.
امروز ديگر مي دانيم كه آن ستاره، در واقع يك سياه چاله است. ستاره اي كه سوختش تمام شده و به درون خود رُمبيده است، يعني تا بيتشرين اندازه ممكن به درون فروريخته است. در زمين، افق به جايي گفته مي شود كه دورترين نقطه ديدرس است. به آن كره جادويي، افق رويداد گفته مي شود و آن كران آن نزديك ترين جايي است كه نور مي تواند به آن نزديك شده و به دامش نيفتند. شعاع افق رويداد راهم شعاع شوارتز شيلد مي گويند.
در مركز سياه چاله و درون آن نقطه اي بسيار فشرده وجود دارد كه همه مواد آن و تمام آن جه در خود فروداده، در آنجا قرار گرفته است. به اين نقطه "تكينگي" گفته مي شود. اين نقطه بسيار كوچك تر از كوچك ترين ذرات بنيادي است. بر اساس نظريه نسبت عام، تمام جرم يك سياه چاله در تينگي فشرده مي شود. يعني تمام جرم سياه چاله، به تمامي در ناحيه اي بدون درازا و پنها و بلندا، يعني با حجم صفر فشرده شده است. و يعني چگالي و گرانش اين نقطه بي نهايت است. و نيز خميدگي فضا - زمان در اين نقطه بي نهايت خواهد بود. در نتيجه ديگر معادله هاي كلاسيك فيزيك، از جمله نسبيت، در مركز سياه چاله كارآيي خود را از دست مي دهند.

نظريه جهان متورم چيست؟
 

نظريه جهان متورم، يكي از نظريه هاي پيشرو در فيزيك كوانتومي است. هر گاه نظريه تازه اي در جهان فيزيك پيشنهاد مي شود، نخستين كار ديگر دانشمندان آن است كه به ايرادها و دوگانگي هايي كه در آن نهفته است بپردازند. نظريه مه بانگ (انفجار بزرگ)، داراي يك پارادوكس يا دوگانگي بزر است. پذيرفته ايم كه جهان با يك انفجار به وجود آمده. و از اثرات اين انفجار، تابش پس زمينه كيهان است كه همواره و همچنان ادامه دارد. اما يك مشكل وود دارد. دانشمندان دريافته اند چيزي در حدود 380 هزار سال پس از انفجار بزرگ، نخستين تابش هاي پس زمينه به وجود آمده، و هنگامي كه پنهاي 380 هزار سال پس از انفجار را محاسبه كردند، دريافتند كه پنهاي جهان در آن هنگام چيزي در حدود 90 ميليون سال نوري بوده است. مي دانيم كه سرعت نور كران دار است و با توجه به پيشينه سرعت نور، در مي يابيم كه يا جهان در آن روزگار با سرعت بيشتر از نور حركت كرده كه ناممكن است و يا رخداد ديگري روي داده. در فرضيه تورم بيان شده: جهان در آغاز، ذره كوچكي بوده با يكنواختي در چگالي و دما، ناگهان به شدت متورم شده است. و پس از آن نيز اين تورم تا امروز ادامه داشته است. آلن گوث (Alan Guth) از دانشگاه ام.آي.تي، نظريه تورم را پيشنهاد داده است.

پي نوشت ها :
 

1- philip Morrison
2- MIT (Massachusetts Institute of technology)
 

منبع: دانشمند شماره 579