اصل عدم قطعيت در آگاهي کيهاني
نويسنده: محمد حسين عصاره
خداوند همان ذات اقدسي است که هفت آسمان را کاملاً منطبق برهم آفريد.در آفرينش خداوند رحمان هيچ رخنه اي نمي بيني، باز بنگر آيا هيچ نقصاني مي بيني؟ بار ديگر چشم باز کن و بنگر تا نگاهت درمانده از يافتن نقص، به سويت باز شود.(سوره ملک، آيات 3 و4)
در عمر تقريبي پانزده ميليارد ساله جهان، بشر با زمان ناچيز ده هزار ساله عمر خود وقايع بي شماري را پشت سر گذاشته و هرچه جلوتر آمده، به حقايق حيرت انگيزتري پي برده است.دريافت هاي علمي چند قرن اخير بيش از ميزان آن در تمام ادوار تاريخ بشر بوده، و هيچ چيز شگفت انگيزتر و جالب تر از اين يافته ها و حقايق نبوده است.از هنگامي که بشر آموخت به گونه اي تحليلي تفکر کند، مرزهاي وسيعي را در نورديد و با اتکا به فرضيات خود، مجهولات بيشتري را نمايان و کشف کرد.اما رازهاي اين حکايت هم چنان باقي است...
امروزه موفقيت علم، مرهون صداقت آن است و به همين دليل، علم جديد بر فرضيات صحيح استوار شده است.علم( که معرفتي ماخوذ از يافته هاي تجربي است) نه فقط به بيان ساده اکتشافات بلکه به شرح پيشرفت علمي، گسترش تدريجي آگاهي و تمايل به درک آنها( که به نوعي افزايش سهم ما در تکامل هوش کيهاني است) نيز منجر مي شود.انسان تا مادامي که در ذهن خود قوانين علمي را نپذيرد، نمي تواند به مرزهاي علوم جديد و مدرن برسد، بنابراين ابطال پذيري جزوي از قوانين و معيارهاي علمي براي فرضيات بشر گرديده که هرچه ابطال پذيري بيشتر باشد(1)، پيش بيني هاي بديع و رشد علم بيشتر خواهد بود.با نگاهي به گذشته و در بازه زماني فقط دو هزار ساله در تاريخ علم، به افرادي هوشمند بر مي خوريم که فارغ از ديدگاه انسان مدارانه، داهيانه و جسورانه، اصول ناوردايي را براي بشر تعميم دادند و با وجود پارالاکس( يکي از روش هاي محاسبه فاصله کهکشان ها)و اختلاف منظر علمي، قوانين طبيعت را با استنتاج و تجربه آزمودند و با عينيت و آگاهي به زباني رياضي تأويل کردند.اين موفقيت ها که تأثير آنها بر سرنوشت بشر غير قابل انکار است.تأييدي براساس فرضيات و تفکرات صادق آنها به مثابه يک ساختار است.اين همان مفهومي است که عقل سليم، از علم به عنوان مظهر زيبايي آفرينش ياد مي کند.
از عصر تفکرات پويا و ديناميکي حکماي متاله کشورمان که در اين کارگاه هستي با علم به دنبال تبيين حقيقت بوده اند، سال ها گذشته است.مبنا قرار گرفتن مطالعات رياضي "الجبر" ( Algebra) خوارزمي قبل از رنسانس علمي در اروپا، ابطال هيئت بطليموسي متکي بر نظريه زمين مرکزي قبل از گاليله و کوپرنيک توسط رازي، ابن سينا، ابوريحان بيروني و خواجه نصيرالدين طوسي( با اين که پيش تر توسط اکثر فلاسفه يونان باستان نيز رد شده بود)، ابداع جفت طوسي و تحرير اقليدسي با مثلثات مسطحه و کروي توسط خواجه نصيرالدين طوسي که بعدها توسط کوپرنيک و کپلر ارائه و فرموله شد، ديدگاه ژرف بين علمي و فلسفي ملاصدرا با حدوث تدريجي، حرکت جوهري و تحليل مسائل نجومي در کتاب" حل الاشکالات الفلکيه"، در باب چگونگي سَيَلان زمان قبل از ارائه نسبيت عام اينشتين(2) و ...، همگي نمونه هايي بارز از تفکرات راستين و استوار بر پايه هاي دانش و منطق دانشمندان کشور هستند که با تبييني آفاق گرايانه از نظريه هاي علمي، منجر به گسترش علوم در جهان شدند.
اکنون بشر به مدد فناوري هاي پيشرفته خود، با جهش غول آسا به ماوراي زمين دست يافته و اطلاعات علمي خود را در فراسوي آن با شتابي لگاريتمي گسترش داده است.امروزه ما با آرايه هاي بسيار بزرگ (3) براي تمام طول موج ها، ديد خود را تا بي نهايت در ژرفاي کيهان گسترانيده ايم و براي يافتن بيگانه ها، در جست و جوي هوش برون زميني ( SETI) هستيم. شتاب دهنده هاي عظيم ذرات براي توجيه عالم هستي در تلاشند تا با خلق ذرات، چشم اندازي از خلقت آغازين جهان را به نمايش گذارند. کاروان فضاپيماها و کاوش گران تحقيقاتي، سفينه هاي فضايي سرنشين دار و بدون سرنشين تا فراتر از منظومه، و ماهواره هاي رصدي مستقر در نقاط لاگرانژي(4) در ملاقات با تاريخ کيهان به دنبال پاسخ به سؤالات بنيادين بشرند.
در تاريخ علم، يافته هاي حاصل از مشاهده با استقرا به تئوري، قوانين و سپس با قياس به پيش بيني و تبيين، تکامل يافته اند.در اين پروسه، دانش پيشه ها با تطور نگرش هاي فلسفي در علم مانند اصول موجبيت( Determinism)، عدم قطعيت(Indeterminacy) و مُکمِلّيت( Complementary) در آزمايش ها، مشاهدات، اکتشافات و نظريه هاي پيشرفته، راه هاي جديدي را در مقابل مشکلات علم گشوده اند.علمي که اکنون نه در دست دانشمندان معروف، بلکه توسط سازمان ها و مراکز آکادميک قدرتمند نهادينه مي شود.
هنوز بشر اطلاعاتي بسيار اندک، نسبت به کل عالم دارد. اطلاعاتي اندک که براي پيش بيني هاي متکي بر مشاهدات او کافي نخواهند بود.ما فقط قادريم مناطقي بسيار کوچک، کرانمند و متناهي از کل عالم را مورد مطالعه قرار دهيم که آشکارا هستند و قسمت اعظم آن بر ما پوشيده است.هنوز ما راز پيدايش جهان و قبل از آن، چگونگي گسترش آن، آينده آن و خيلي از موارد ديگر را نمي دانيم.
هنوز رفتار ماده برخلاف ظاهر خود، مانند ماهيت پيوستگي و اقتران فضا و زمان در نسبيت عام، يا عدم صحت اطلاعات توامان اندازه حرکت و تعيين وضعيت آن در تعبير کپنهاگي نظريه کوانتومي ( اصل عدم قطعيت) و هم چنين روند زماني پادماده، اسرار قبل از مه بانگ( Big Bang) و چگونگي آغاز جهان، عامل گرانش و وجود ذره بنيادي گراويتون، منشاء و حاکميت قوانين با خصلتي رياضي در جهان، چگونگي تبعيت تمام جهان از قوانيني يکسان و عام در گستره فضا- زمان، و بسياري ديگر از اين پارادوکس ها در خارج از محدوده فيزيک و ادراکات برهاني ما قرار دارند.اکنون اما، به بهانه سال نجوم، فرصتي است تا با مروري کوتاه و سريع بر دستاوردها و واقعيات اخير بشر در کيهان با تعبيري از سامانه هاي نجومي براساس مکانيک سماوي، کائنات را با نگره اي واقعي تر نظاره کنيم.
بيگ بنگ؛ فيلم نامه جهان را از مبدأ فضا و زمان در نقطه صفر آغاز مي کند، جهاني که با چگالي و دماي فوق العاده زياد آغاز و با کاهش آنها و با انبساطي سراسري، به شکل کنوني اش رسيده است. ژانر( گونه) اين فيلم نامه براساس علوم کنوني ما از گسترش و تحولات جهان پس از لحظه آفرينش است و چگونگي هستي قبل از آن را به دليل تکينگي(5) فيزيک آن، در بر نمي گيرد. داستان از انفجاري پر عظمت در دمايي غير قابل تصور با صدها هزار ميليارد درجه حرارتي در ذره اي بي نهايت کوچک (6) شروع مي شود تا از نيروي واحد ازلي آن، چهار نيروي اصلي کائنات منشعب شوند.اگر يک ثانيه اول خلقت را به تريليون ها قسمت تقسيم کنيم، از شروع آن تا يک ميليونيم پايان آن، اولين ذرات عالم و اضداد آنها خلق شده اند.در کسري فوق العاده کوچک از زمان يعني 43- ^10 ثانيه در دوره پلانک، شعاع اين نقطه به 30- ^10 متر افزايش و حرارت آن به يعني 32 ^10 درجه کلوين کاهش مي يابد تا نيروي واحد اين داستان به دو نيروي گرانش و الکترو- هسته اي مبدل شود. ساعت آفرينش، زمان 33 ^10 ثانيه معروف به دوره تورم و گسترش را نشان مي دهد که جهان از اندازه يک اتم با سرعتي حيرت آور، ميلياردها برابر بزرگ تر شده و به اندازه يک پرتقال مي رسد تا براساس معادله هم ارزي جرم و انرژي( E=mc2)، ذرات کوارک و پادکوارک ها آفريده شوند. (7) حالا نيروي الکترو- هسته اي، خود به دو نيروي پيوند هسته اي قوي و الکتروضعيف ( اتحاد نيروهاي الکترومغناطيس و هسته اي ضعيف) تبديل مي شود.
در ادامه اين داستان، دوره بازگرمايشي با تبديل انرژي به پرتوهاي گرمايي و آفرينش نور سپري مي شود.
ساعت آفرينش اينک زمان 12- ^10 ثانيه را در دوره الکترو ضعيف نشان مي دهد، دوره اي که قطر جهان با هزاران ميليارد برابر افزايش به 300 ميليون کيلومتر رسيده و حرارت به 16 ^10 درجه کلوين کاهش مي يابد تا با تبديل نيروي الکتروضعيف به نيروهاي الکترومغناطيس و هسته اي ضعيف، پس از خلق نيروهاي گرانش و پيوند هسته اي قوي، نيروهاي 4 گانه اصلي و ابدي جهان تفکيک و کامل شوند.
و بالاخره به پايان اولين ثانيه از آغاز داستان آفرينش مي رسيم. زمان ثانيه 1، در دوره لپتون که دما به 10 ^10 درجه کلوين کاهش يافته و فوتون هاي نور طبق معادله هم ارزي جرم و انرژي، به ذرات مادي (8) تبديل شده اند.
تمام اين ادوار با نام هاي معروف و مختلف مانند : افق ذره، پلانگ، گسترشي، بازگرمايشي، قوي( هادرون)، لپتون و ...، با آن همه اتفاقات شگفت انگيز و غيرقابل تصور، خود در انواع ديدگاه هاي علمي- فلسفي کيهان شناسانه مه بانگ، کلاسيک، تورمي و ...، جاي گرفته اند.
در کل مدت اين زمان ناچيز، اندک و قابل اغماض( البته از ديد ما)، بي نهايت وقايع با آفرينش نامتناهي نيروها و زمان هاي بي کران، واقع شده و خلقت ما بستگي به ميلياردها ميليارد پارامتر اين داستان يک ثانيه اي داشته است.
اگر اين داستان دوباره تکرار شود، احتمال به وجود آمدن دوباره بشر با تمامي فاکتورها، پارامترها و ضرايب شناخته شده، مقدار يک روي ميلياردها ميليارد، يعني حدود صفر خواهد بود.مثلاً اگر جهان اندکي سريع تر( يعني فقط به اندازه يک در همان تريليون ها قسمت ثانيه اول) خنک مي شد، امکان داشت کل اين جهان صخره اي باشد.
" اسفن هاوکينگ" خاطر نشان مي سازد: " اگر نرخ انبساط کيهاني يک ثانيه پس از انفجار بزرگ حتي به اندازه يک، در صدها هزار ميليارد کمتر مي بود جهان پيش از آن که به اندازه کنوني برسد، فرو مي پاشيد."
اينشتين با تئوري نسبيت عام و فرموله کردن انحناي فضا- زمان، تنيدگي زمان در فضا و جهان 4 بعدي را ترسيم کرد. پس از آن، تئوري اَبَر ريسمان، جهان را 9 بعدي و متعاقب آن تئوري M با وحدت تئوري هاي مختلف ابرريسمان، جهان را 11 بعدي اعلام کرد.دکتر " کامران وفا" از دانشگاه هاروارد براي رفع مشکلات باقي مانده تئوري M، با افزودن يک بعد ديگر به زمان و ارائه زمان دو بعدي در تئوري F، جهان را 12 بعدي ترسيم کرد. تئوري F مسائل لاينحل تئوري M را حل مي کند، اما از طرفي با اصل نسبيت اينشتين که قوانين فيزيک را براي تمامي ناظران يکسان مي داند، در پارادوکس ( تناقض) قرار گرفته و اين تئوري، فوق العاده پيچيده، مبهم و اسرار آميز شد و با چالش هاي عميق فلسفي رو به رو شد. اين تئوري زمان را نه يک خط، بلکه يک صفحه تعريف مي کند که حرکت يا توقف در هر جهت آن امکانپذير است و حتي مي توان در هر لحظه آن به مسافرتي ابدي پرداخت، سفري در امتداد عمود بر جهت سير زمان که مي توان در آينده آن، گذشته ها را تغيير داد!
ما اکنون مي دانيم بيش از صد ميليارد کهکشان وجود دارد که هرکدام از آنها نيز بيش از صد ميليارد ستاره دارند.اما با وجود ميلياردها ميليارد ستاره با آن همه عظمت، چگالي جهان به علت فواصل غير قابل تصور بين آنها، ناچيز است؛ به طوري که در کهکشان ما با چگالي مناسب( همگن)، هر ستاره در مکعب مربعي با ابعاد حدود 8 سال نوري قرار گرفته است.فواصل زياد اجرام نجومي، امکان مشاهده وضعيت حال آنها را براي ما غيرممکن مي سازد به طوري که ما الان 1 ثانيه گذشته ماه، 8 دقيقه گذشته خورشيد، 4/3 سال گذشته پروکسيماي قنطورس( نزديک ترين ستاره به خورشيد)، دو ميليون سال گذشته کهکشان همسايه و ...، را نظاره مي کنيم.
استفن هاوکينگ براساس معادلات ماکسول، اينشتين، پوآنکاره، مايکلسون و مورلي، زمان را به صورت مخروطي از نور ترسيم کرد.در اين مخروط ما در نقطه اي واقع در اوج زمان، فقط گذشته عالم را مي بينيم. تمام اطلاعات عالم در " مخروط نور گذشته" است و ما فقط قادر به نظاره مناطقي از جهان هستيم که در محدوده مخروط نور گذشته قرار دارند و لذا مناطقي که در حال حاضر وجود دارند، در مخروط نور آينده اند و نور آنها نمي تواند از اين مناطق در زمان تشعشع به ما برسد و بنابراين براي ما نامرئي باقي خواهند ماند.
مرزهاي نوري، ما را از واقعيت هاي موجود در عالم جدا مي سازند.هرچه سن جهان رو به کهولت رود، نور فرصت و زمان بيشتري براي رسيدن به ما خواهد داشت و در نتيجه گستردگي جهان براي ما وسيع تر و آشکارتر خواهد شد.(13) " اصل جايمندي" که از يکي از اصول مهم علم فيزيک است، با کمک مخروط نور توانست عدم کنش از راه دور را در فضا- زمان و ساختار همديس آن ثابت کند.
نسبيت خاص با تعريف يکسان بودن قوانين فيزيک در تمامي چارچوب هاي مرجع لَخت، يادآوري مي کند که چيزي به نام اکنون، گذشته و يا آينده وجود ندارد و ظروف زمان به يکديگر پيوسته و وابسته اند، چون همه عالم با سرعتي برابر در حرکت است.
کهکشان راه شيري اما، با سرعت تقريبي وضعي 900000 کيلومتر در ساعت( 250km/s) حول محور خود و با سرعت تقريبي انتقالي 1000000 کيلومتر در ساعت(300km/s) از کهکشان هاي " گروه محلي" فاصله مي گيرد.
سرعت کهکشان ها، ما را وارد مبحث عظيم و پيچيده آهنگ انبساط عالم مي کند.مبحثي که در آن به روايت اثر اپتيکي دوپلر و ثابت هابل، با افزايش فاصله ها، سرعت نيز فزوني مي يابد.براساس رابطه سرعت- فاصله در قانون هابل، از کهکشان هاي دورتر با سرعت 360 ميليون کيلومتر در ساعت ( 100000km/s) به بالا تا دورترين اجرامي که در حال حاضر مي توان رصد کرد، با سرعتي در حد سرعت نور(15) از ما فاصله مي گيرند.
ما براي جواب اين سؤالات، نيازمند اطلاعاتي راجع به چگالي، جرم، حجم و شعاع جهان هستيم. مشکل ترين مجهول ما در حل اين مسائل، نامرئي بودن بيش از 90 درصد جهان است، يعني آن چه ما مي بينيم و برايمان قابل محاسبه است، بسيار پايين تر از 10 درصد جرم واقعي جهان است.
اکنون دريافته ايم که ماده تاريک وجود دارد و اين ماده در يونيزه شدن دوباره جهان در سن يک ميليارد سالگي و تجزيه اتم هاي هيدروژن آن نقش داشته است. ماده تاريک که امکان دارد شکل ديگري از ماده باشد( يعني متشکل از موادي غير از نوترون، پروتون و الکترون هايي که کل عالم ما را ساخته اند)، پايايي ديناميکي کهکشان ها را نيز توجيه مي کند. متأسفانه قرارگيري انبوه اين جرم هاي گمشده در فضاهاي بين خوشه هاي کهکشاني، اطلاعات ما را از آنها بسيار محدود مي کند.
" پارادوکس اولبرس" به ما مي گويد، اگر جهان نامتناهي و ايستمند( استاتيک) باشد، بايد در حال تعادل با ستاره ها به صورت يکنواخت پر شده باشد؛ در صورتي که تصوير آسمان تاريک شب، خلاف آن را ثابت مي کند.(16)
دانشمندان و اخترشناسان در طول تاريخ علم نجوم براساس باورها و ديدگاه هاي خود، مدل هاي مختلفي را براي جهان ترسيم نمودند.اما الگوي استاتيکي اينشتين نخستين مرجع يکپارچه از ساختار مقياس بزرگ جهان محسوب مي آيد که اساسش، تئوري نسبيت عام او بود.اينشتين در اين مدل، چگالي ناچيز جهان را 27-^ 10 × 5، جرم آن را 35^10 ×6 کيلوگرم، حجم آن را 80^10×6 مترمکعب و بالاخره شعاع آن را 10^10 ×3/5 سال نوري(17) توصيف نمود.
سپس " ادوين هابل" ميانگين تراکم جرمي جهان را براساس اين الگو، تخمين زد.هابل ثابت کرد سرعت گريز هر کهکشان متناسب با فاصله آن است.يعني کهکشاني با دو برابر فاصله دورتر، دو برابر سريع تر دور مي شود.وي حرکت کهکشان ها را در عالم همسان گرد(18) ترسيم کرد.وي اين گسترش را در فضايي مجزا و ثابت يا تهي نمي دانست بلکه اين فضا را همان طور که از زمان انفجار بزرگ آفريده شده بود، همگام با اجرام درون آن در حال گسترش مي ديد.منتجه قانون هابل، نقطه اي براي آغاز کائنات بود که با معکوس نمودن زمان و حرکت کائنات از انفجار بزرگ تاکنون، همه آنها در يک زمان و مکان معين متراکم مي شوند، که اين خود دليلي بر صحت انفجار بزرگ است. ادوين هابل به ما ثابت کرد جهان رو به انبساط و تکامل، و در حال تغيير و تحول ابدي است.انبساط جهان که توسط اثر دوپلر از خطوط طيفي در امتداد انتهاي قرمز رنگ طيف اندازه گيري مي شود، سرعت پس روي کهکشان ها نام گرفت.
اختلاف اخترفيزيکدانان در حالت هاي مدل جهان بسته( با مفهوم غلبه گرانش بر انبساط جهان به دليل چگالي زياد)، يا مدل جهاني باز( با مفهوم غلبه انبساط به گرانش جهان به دليل چگالي پايين) است.آنها سرنوشت جهان را براساس مقادير ثابت هابل و گرانش نيوتن، در 3 مدل محتمل مي دانند:
1- اگر چگالي جهان زياد باشد( K=+1)، نيروي انبساط مغلوب نيروي گرانش شده و جهان شتابي منفي، هندسه اي بسته و حالتي کروي دارد.اين جهان با اندازه اي متناهي و ناپايدار سرانجام با يک انقباض تدريجي و خردشدگي عظيم( انهدام بزرگ)(24) به نقطه اي کوچک مملو از انرژي اي غيرقابل تصور، تبديل مي شود.در اين جهان بسته پس از مه رمبش، امکان انفجاري بزرگ براي تولد دوباره جهاني ديگر، مي باشد.
2- اگر چگالي جهان کم باشد( K=-1)، نيروي انبساط بر نيروي گرانش چيره شده و جهان شتابي مثبت، هندسه اي هذلولي و حالتي با سطوح منفي و هندسه هاي نااقليدسي ريماني و لوباچفسکي دارد.اين جهان با اندازه اي نامتناهي و ناپايدار تا بي نهايت منبسط مي شود.اين جهان باز، همواره با سرعت رو به افزايش گسترده مي شود.
3- اگر چگالي جهان بين دو حالت پيشين (K=0) با تراکم مطلق باشد، باز چيرگي نيروي انبساط بر نيروي گرانش در جهان اتفاق مي افتد ولي بدون شتاب و با هندسه اي اقليدسي و فضايي يکسان تعريف مي شود.اين جهان با اندازه اي نامتناهي و پايدار تا بي نهايت گسترده مي شود.در اين جهان باز، سرعت انبساط به صورت نامحسوس کاهش مي يابد.(25)
سرنوشت هر سه مدل جهان بستگي به چگالي آنها و برتري يکي از نيروهاي " انبساط" يا " گرانش"( آرايش گر جهان) در ميدان مبارزه دارد.ما در اين مدل ها به رابطه بين هندسه و چگالي جهان در نقطه آغازين و نيز مقادير رياضي معروف حاکم مانند ابعاد، چگالي، نيروهاي هسته اي، نيروهاي گرانشي و ضد آنها براي شناخت ساختار و خواص جهان، نيازمنديم.
مي دانيم جهان مادي به صورت مستقل از انديشه ما وجود ندارد و داستان تورم جهان آغازين و نشانه هاي فيزيک ذرات را براي درک کل جهان، تعميم مي دهيم.
مي دانيم مطالعه ما فقط در جهاني است که زندگي مي کنيم و نمي توانيم براي بررسي و جايگاه ديگر جهان ها، از اين جهان بيرون رويم.
مي دانيم علم و آگاهي ما در سراسر فضا و زمان، پيچ و تاب مي خورد و با دگرگوني جهان، آگاهي ما نيز با تعبيرهاي جديد متحول مي شود.
مي دانيم نيرو، مقدار و اساس کيهان در حاکميت اعدادي فوق العاده دقيق و رياضي(26) است.
مي دانيم هر واحد جهان، چشم اندازي از کل جهان است.
مي دانيم حاکميت جهان( از بعد دانش فيزيک) در اختيار گرانش و امواج آن است و اين نيرو مي تواند باعث تداخل جهان ها درهم شود.
مي دانيم که مناطقي خاص در جهان، پتانسيل وجود هوش و تکامل آن را دارند و براساس اصل کيهاني آنتروپيک(27) جهان بايد در احداث اوليه خود با ثابت هاي ارزشمند و اساسي طبيعت، شرايط مناسب را داشته باشد چه در غير اين صورت، زندگي وجود نخواهد داشت.
مي دانيم آن چه هست فقط تغيير است و ساختار جهان امروز که الگويي از ساخت اوليه اش است، در هنگام رشد تغيير زيادي کرده است.
مي دانيم ناوردايي برگشت زمان، با سفر به سمت آينده يا گذشته آن امکان پذير است(28).
مي دانيم جهان در مقياس هاي بسيار بزرگ به صورت همسان گرد است و توزيع خوشه هاي کهکشاني در اين مقياس ها، داراي بي نظمي است.
مي دانيم تابش زمينه اي( 29) در تمام جهان وجود دارد و دماي آن حدود 3 درجه کلوين يا 270- درجه سلسيوس است.
ميد انيم برخي ذرات در واکنش هاي اتمي (30) مي توانند سريع تر از سرعت نور حرکت کنند.
مي دانيم وجود کهکشان هاي آبي رنگ، تأييدي در صدق نسبيت عام است.
مي دانيم عناصر سبک و فراوان هليوم، دو تريوم ( هيدروژن) و ليتيوم، توسط ترکيب هسته اي آغازين در مراحل اوليه مه بانگ خلق شده اند که خود مويد چيرگي گرانش، در سرانجام جهان است.
مي دانيم تقريباً همه جهان گم شده و اکثر جرم آن به شکل تاريک است و اشکال ماده قابل رؤيت در آن، ده ها بار کمتر از ماده تاريک است.
مي دانيم با آزمايش برخورد ذرات با سرعتي نورآسا، مانند پروژه برخورد دهنده بزرگ هادون ها( LHC)، امکان يافتن ذره بوزون هيگز( يا ساز و کار BEH، ذره بنيادي اوليه فرضي جرم دار) را در توجيه انرژي تاريک، زمان انفجار آغازين و ديگر رازهاي هستي، خواهيم داشت.
با دقيق تر شدن در کميت اين آگاهي ها اما، دانش ما نسبت به متغير مزدوج آنها يعني مجهولات و علوم غيرشناختاري کمتر مي شود و درک توأمان تمام پديده ها و رازهاي اين عالم را براي ما در زمان واحد غير ممکن مي سازد.
آيا اصل آنتروپيک با روايت هاي ضعيف و قوي خود، آلترناتيوي در آفرينش عالم است؟
آيا اصل مکمليت با جمع ديدگاه هاي متضاد، قادر به وحدت دوگانگي موج- ذره(31) در مکانيک کوانتومي خواهد بود؟
آيا انرژي تاريک، قدرتمندترين، مرموزترين و ناشناخته ترين انرژي جهان، انبساط عالم را شتاب مي بخشد؟
آيا اتساع زمان نسبيتي، مانع سفرهاي رفت و برگشت بشر به ماوراي زيست سپهر کره زمين نخواهد بود؟
آيا وحدت بزرگ نيروهاي طبيعت(32) با استدلال ها و تئوري هاي زيباشناسانه ابرتقارن و ابرريسمان، توان توجيه معماهاي توپولوژيک کيهان شناختي مانند ريسمان کيهاني، تک قطبي ها و ديواره هاي حوزه اي را در آغاز پيدايش عالم دارد؟
آيا در اين عالم تنها هستيم؟(33)
آيا براساس مدل هاي موجود، جهان چند بار خلق شده است؟
آيا جهان مداوم در تکاپوي ما، تنها يک جهان از ميان جهان هاي بي شمار شناور در پهنه کائنات است؟
آيا انفجار آغازين خلقت، بر اثر برخورد دو جهان موازي رخ داده است؟
آيا قوانين فيزيکي و هندسي ما مانند آنتروپي، آنتالپي، آشوب، پايستگي انرژي، ناوردايي پيمانه اي، فراکتال و ...، در جهان هاي ديگر متفاوتند؟
سرانجام اين داستان چه خواهد شد؟
شايد امواج انتشار يافته انفجار آغازين در لحظه شروع آفرينش که اکنون به نام نجواي ضعيف مه بانگ در سراسر عالم گسترده اند، پيامي از ماوراي فضا- زمان، براي آگاهي کيهاني و مکاشفه موجودات عالم با معمار بزرگ کائنات باشد.
در خاتمه نيز همانند آغاز، به کلام يکتاي هستي بخش توجه مي کنيم:
ما آسمان را مانند طوماري از نوشته ها، در هم مي پيچيم و همان گونه که خلقت را آغاز کرديم آن را به همان صورت اول باز مي گردانيم، اين وعده ماست و قطعاً آن را تحقق خواهيم بخشيد.( سوره انبياء، آيه 104)
در عمر تقريبي پانزده ميليارد ساله جهان، بشر با زمان ناچيز ده هزار ساله عمر خود وقايع بي شماري را پشت سر گذاشته و هرچه جلوتر آمده، به حقايق حيرت انگيزتري پي برده است.دريافت هاي علمي چند قرن اخير بيش از ميزان آن در تمام ادوار تاريخ بشر بوده، و هيچ چيز شگفت انگيزتر و جالب تر از اين يافته ها و حقايق نبوده است.از هنگامي که بشر آموخت به گونه اي تحليلي تفکر کند، مرزهاي وسيعي را در نورديد و با اتکا به فرضيات خود، مجهولات بيشتري را نمايان و کشف کرد.اما رازهاي اين حکايت هم چنان باقي است...
امروزه موفقيت علم، مرهون صداقت آن است و به همين دليل، علم جديد بر فرضيات صحيح استوار شده است.علم( که معرفتي ماخوذ از يافته هاي تجربي است) نه فقط به بيان ساده اکتشافات بلکه به شرح پيشرفت علمي، گسترش تدريجي آگاهي و تمايل به درک آنها( که به نوعي افزايش سهم ما در تکامل هوش کيهاني است) نيز منجر مي شود.انسان تا مادامي که در ذهن خود قوانين علمي را نپذيرد، نمي تواند به مرزهاي علوم جديد و مدرن برسد، بنابراين ابطال پذيري جزوي از قوانين و معيارهاي علمي براي فرضيات بشر گرديده که هرچه ابطال پذيري بيشتر باشد(1)، پيش بيني هاي بديع و رشد علم بيشتر خواهد بود.با نگاهي به گذشته و در بازه زماني فقط دو هزار ساله در تاريخ علم، به افرادي هوشمند بر مي خوريم که فارغ از ديدگاه انسان مدارانه، داهيانه و جسورانه، اصول ناوردايي را براي بشر تعميم دادند و با وجود پارالاکس( يکي از روش هاي محاسبه فاصله کهکشان ها)و اختلاف منظر علمي، قوانين طبيعت را با استنتاج و تجربه آزمودند و با عينيت و آگاهي به زباني رياضي تأويل کردند.اين موفقيت ها که تأثير آنها بر سرنوشت بشر غير قابل انکار است.تأييدي براساس فرضيات و تفکرات صادق آنها به مثابه يک ساختار است.اين همان مفهومي است که عقل سليم، از علم به عنوان مظهر زيبايي آفرينش ياد مي کند.
از عصر تفکرات پويا و ديناميکي حکماي متاله کشورمان که در اين کارگاه هستي با علم به دنبال تبيين حقيقت بوده اند، سال ها گذشته است.مبنا قرار گرفتن مطالعات رياضي "الجبر" ( Algebra) خوارزمي قبل از رنسانس علمي در اروپا، ابطال هيئت بطليموسي متکي بر نظريه زمين مرکزي قبل از گاليله و کوپرنيک توسط رازي، ابن سينا، ابوريحان بيروني و خواجه نصيرالدين طوسي( با اين که پيش تر توسط اکثر فلاسفه يونان باستان نيز رد شده بود)، ابداع جفت طوسي و تحرير اقليدسي با مثلثات مسطحه و کروي توسط خواجه نصيرالدين طوسي که بعدها توسط کوپرنيک و کپلر ارائه و فرموله شد، ديدگاه ژرف بين علمي و فلسفي ملاصدرا با حدوث تدريجي، حرکت جوهري و تحليل مسائل نجومي در کتاب" حل الاشکالات الفلکيه"، در باب چگونگي سَيَلان زمان قبل از ارائه نسبيت عام اينشتين(2) و ...، همگي نمونه هايي بارز از تفکرات راستين و استوار بر پايه هاي دانش و منطق دانشمندان کشور هستند که با تبييني آفاق گرايانه از نظريه هاي علمي، منجر به گسترش علوم در جهان شدند.
اکنون بشر به مدد فناوري هاي پيشرفته خود، با جهش غول آسا به ماوراي زمين دست يافته و اطلاعات علمي خود را در فراسوي آن با شتابي لگاريتمي گسترش داده است.امروزه ما با آرايه هاي بسيار بزرگ (3) براي تمام طول موج ها، ديد خود را تا بي نهايت در ژرفاي کيهان گسترانيده ايم و براي يافتن بيگانه ها، در جست و جوي هوش برون زميني ( SETI) هستيم. شتاب دهنده هاي عظيم ذرات براي توجيه عالم هستي در تلاشند تا با خلق ذرات، چشم اندازي از خلقت آغازين جهان را به نمايش گذارند. کاروان فضاپيماها و کاوش گران تحقيقاتي، سفينه هاي فضايي سرنشين دار و بدون سرنشين تا فراتر از منظومه، و ماهواره هاي رصدي مستقر در نقاط لاگرانژي(4) در ملاقات با تاريخ کيهان به دنبال پاسخ به سؤالات بنيادين بشرند.
در تاريخ علم، يافته هاي حاصل از مشاهده با استقرا به تئوري، قوانين و سپس با قياس به پيش بيني و تبيين، تکامل يافته اند.در اين پروسه، دانش پيشه ها با تطور نگرش هاي فلسفي در علم مانند اصول موجبيت( Determinism)، عدم قطعيت(Indeterminacy) و مُکمِلّيت( Complementary) در آزمايش ها، مشاهدات، اکتشافات و نظريه هاي پيشرفته، راه هاي جديدي را در مقابل مشکلات علم گشوده اند.علمي که اکنون نه در دست دانشمندان معروف، بلکه توسط سازمان ها و مراکز آکادميک قدرتمند نهادينه مي شود.
هنوز بشر اطلاعاتي بسيار اندک، نسبت به کل عالم دارد. اطلاعاتي اندک که براي پيش بيني هاي متکي بر مشاهدات او کافي نخواهند بود.ما فقط قادريم مناطقي بسيار کوچک، کرانمند و متناهي از کل عالم را مورد مطالعه قرار دهيم که آشکارا هستند و قسمت اعظم آن بر ما پوشيده است.هنوز ما راز پيدايش جهان و قبل از آن، چگونگي گسترش آن، آينده آن و خيلي از موارد ديگر را نمي دانيم.
هنوز رفتار ماده برخلاف ظاهر خود، مانند ماهيت پيوستگي و اقتران فضا و زمان در نسبيت عام، يا عدم صحت اطلاعات توامان اندازه حرکت و تعيين وضعيت آن در تعبير کپنهاگي نظريه کوانتومي ( اصل عدم قطعيت) و هم چنين روند زماني پادماده، اسرار قبل از مه بانگ( Big Bang) و چگونگي آغاز جهان، عامل گرانش و وجود ذره بنيادي گراويتون، منشاء و حاکميت قوانين با خصلتي رياضي در جهان، چگونگي تبعيت تمام جهان از قوانيني يکسان و عام در گستره فضا- زمان، و بسياري ديگر از اين پارادوکس ها در خارج از محدوده فيزيک و ادراکات برهاني ما قرار دارند.اکنون اما، به بهانه سال نجوم، فرصتي است تا با مروري کوتاه و سريع بر دستاوردها و واقعيات اخير بشر در کيهان با تعبيري از سامانه هاي نجومي براساس مکانيک سماوي، کائنات را با نگره اي واقعي تر نظاره کنيم.
آفرينش عالم
بيگ بنگ؛ فيلم نامه جهان را از مبدأ فضا و زمان در نقطه صفر آغاز مي کند، جهاني که با چگالي و دماي فوق العاده زياد آغاز و با کاهش آنها و با انبساطي سراسري، به شکل کنوني اش رسيده است. ژانر( گونه) اين فيلم نامه براساس علوم کنوني ما از گسترش و تحولات جهان پس از لحظه آفرينش است و چگونگي هستي قبل از آن را به دليل تکينگي(5) فيزيک آن، در بر نمي گيرد. داستان از انفجاري پر عظمت در دمايي غير قابل تصور با صدها هزار ميليارد درجه حرارتي در ذره اي بي نهايت کوچک (6) شروع مي شود تا از نيروي واحد ازلي آن، چهار نيروي اصلي کائنات منشعب شوند.اگر يک ثانيه اول خلقت را به تريليون ها قسمت تقسيم کنيم، از شروع آن تا يک ميليونيم پايان آن، اولين ذرات عالم و اضداد آنها خلق شده اند.در کسري فوق العاده کوچک از زمان يعني 43- ^10 ثانيه در دوره پلانک، شعاع اين نقطه به 30- ^10 متر افزايش و حرارت آن به يعني 32 ^10 درجه کلوين کاهش مي يابد تا نيروي واحد اين داستان به دو نيروي گرانش و الکترو- هسته اي مبدل شود. ساعت آفرينش، زمان 33 ^10 ثانيه معروف به دوره تورم و گسترش را نشان مي دهد که جهان از اندازه يک اتم با سرعتي حيرت آور، ميلياردها برابر بزرگ تر شده و به اندازه يک پرتقال مي رسد تا براساس معادله هم ارزي جرم و انرژي( E=mc2)، ذرات کوارک و پادکوارک ها آفريده شوند. (7) حالا نيروي الکترو- هسته اي، خود به دو نيروي پيوند هسته اي قوي و الکتروضعيف ( اتحاد نيروهاي الکترومغناطيس و هسته اي ضعيف) تبديل مي شود.
در ادامه اين داستان، دوره بازگرمايشي با تبديل انرژي به پرتوهاي گرمايي و آفرينش نور سپري مي شود.
ساعت آفرينش اينک زمان 12- ^10 ثانيه را در دوره الکترو ضعيف نشان مي دهد، دوره اي که قطر جهان با هزاران ميليارد برابر افزايش به 300 ميليون کيلومتر رسيده و حرارت به 16 ^10 درجه کلوين کاهش مي يابد تا با تبديل نيروي الکتروضعيف به نيروهاي الکترومغناطيس و هسته اي ضعيف، پس از خلق نيروهاي گرانش و پيوند هسته اي قوي، نيروهاي 4 گانه اصلي و ابدي جهان تفکيک و کامل شوند.
و بالاخره به پايان اولين ثانيه از آغاز داستان آفرينش مي رسيم. زمان ثانيه 1، در دوره لپتون که دما به 10 ^10 درجه کلوين کاهش يافته و فوتون هاي نور طبق معادله هم ارزي جرم و انرژي، به ذرات مادي (8) تبديل شده اند.
تمام اين ادوار با نام هاي معروف و مختلف مانند : افق ذره، پلانگ، گسترشي، بازگرمايشي، قوي( هادرون)، لپتون و ...، با آن همه اتفاقات شگفت انگيز و غيرقابل تصور، خود در انواع ديدگاه هاي علمي- فلسفي کيهان شناسانه مه بانگ، کلاسيک، تورمي و ...، جاي گرفته اند.
در کل مدت اين زمان ناچيز، اندک و قابل اغماض( البته از ديد ما)، بي نهايت وقايع با آفرينش نامتناهي نيروها و زمان هاي بي کران، واقع شده و خلقت ما بستگي به ميلياردها ميليارد پارامتر اين داستان يک ثانيه اي داشته است.
اگر اين داستان دوباره تکرار شود، احتمال به وجود آمدن دوباره بشر با تمامي فاکتورها، پارامترها و ضرايب شناخته شده، مقدار يک روي ميلياردها ميليارد، يعني حدود صفر خواهد بود.مثلاً اگر جهان اندکي سريع تر( يعني فقط به اندازه يک در همان تريليون ها قسمت ثانيه اول) خنک مي شد، امکان داشت کل اين جهان صخره اي باشد.
" اسفن هاوکينگ" خاطر نشان مي سازد: " اگر نرخ انبساط کيهاني يک ثانيه پس از انفجار بزرگ حتي به اندازه يک، در صدها هزار ميليارد کمتر مي بود جهان پيش از آن که به اندازه کنوني برسد، فرو مي پاشيد."
ابعاد عالم
اينشتين با تئوري نسبيت عام و فرموله کردن انحناي فضا- زمان، تنيدگي زمان در فضا و جهان 4 بعدي را ترسيم کرد. پس از آن، تئوري اَبَر ريسمان، جهان را 9 بعدي و متعاقب آن تئوري M با وحدت تئوري هاي مختلف ابرريسمان، جهان را 11 بعدي اعلام کرد.دکتر " کامران وفا" از دانشگاه هاروارد براي رفع مشکلات باقي مانده تئوري M، با افزودن يک بعد ديگر به زمان و ارائه زمان دو بعدي در تئوري F، جهان را 12 بعدي ترسيم کرد. تئوري F مسائل لاينحل تئوري M را حل مي کند، اما از طرفي با اصل نسبيت اينشتين که قوانين فيزيک را براي تمامي ناظران يکسان مي داند، در پارادوکس ( تناقض) قرار گرفته و اين تئوري، فوق العاده پيچيده، مبهم و اسرار آميز شد و با چالش هاي عميق فلسفي رو به رو شد. اين تئوري زمان را نه يک خط، بلکه يک صفحه تعريف مي کند که حرکت يا توقف در هر جهت آن امکانپذير است و حتي مي توان در هر لحظه آن به مسافرتي ابدي پرداخت، سفري در امتداد عمود بر جهت سير زمان که مي توان در آينده آن، گذشته ها را تغيير داد!
حجم عالم
ما اکنون مي دانيم بيش از صد ميليارد کهکشان وجود دارد که هرکدام از آنها نيز بيش از صد ميليارد ستاره دارند.اما با وجود ميلياردها ميليارد ستاره با آن همه عظمت، چگالي جهان به علت فواصل غير قابل تصور بين آنها، ناچيز است؛ به طوري که در کهکشان ما با چگالي مناسب( همگن)، هر ستاره در مکعب مربعي با ابعاد حدود 8 سال نوري قرار گرفته است.فواصل زياد اجرام نجومي، امکان مشاهده وضعيت حال آنها را براي ما غيرممکن مي سازد به طوري که ما الان 1 ثانيه گذشته ماه، 8 دقيقه گذشته خورشيد، 4/3 سال گذشته پروکسيماي قنطورس( نزديک ترين ستاره به خورشيد)، دو ميليون سال گذشته کهکشان همسايه و ...، را نظاره مي کنيم.
استفن هاوکينگ براساس معادلات ماکسول، اينشتين، پوآنکاره، مايکلسون و مورلي، زمان را به صورت مخروطي از نور ترسيم کرد.در اين مخروط ما در نقطه اي واقع در اوج زمان، فقط گذشته عالم را مي بينيم. تمام اطلاعات عالم در " مخروط نور گذشته" است و ما فقط قادر به نظاره مناطقي از جهان هستيم که در محدوده مخروط نور گذشته قرار دارند و لذا مناطقي که در حال حاضر وجود دارند، در مخروط نور آينده اند و نور آنها نمي تواند از اين مناطق در زمان تشعشع به ما برسد و بنابراين براي ما نامرئي باقي خواهند ماند.
مرزهاي نوري، ما را از واقعيت هاي موجود در عالم جدا مي سازند.هرچه سن جهان رو به کهولت رود، نور فرصت و زمان بيشتري براي رسيدن به ما خواهد داشت و در نتيجه گستردگي جهان براي ما وسيع تر و آشکارتر خواهد شد.(13) " اصل جايمندي" که از يکي از اصول مهم علم فيزيک است، با کمک مخروط نور توانست عدم کنش از راه دور را در فضا- زمان و ساختار همديس آن ثابت کند.
نسبيت خاص با تعريف يکسان بودن قوانين فيزيک در تمامي چارچوب هاي مرجع لَخت، يادآوري مي کند که چيزي به نام اکنون، گذشته و يا آينده وجود ندارد و ظروف زمان به يکديگر پيوسته و وابسته اند، چون همه عالم با سرعتي برابر در حرکت است.
حرکت پيچ در پيچ عالم
کهکشان راه شيري اما، با سرعت تقريبي وضعي 900000 کيلومتر در ساعت( 250km/s) حول محور خود و با سرعت تقريبي انتقالي 1000000 کيلومتر در ساعت(300km/s) از کهکشان هاي " گروه محلي" فاصله مي گيرد.
سرعت کهکشان ها، ما را وارد مبحث عظيم و پيچيده آهنگ انبساط عالم مي کند.مبحثي که در آن به روايت اثر اپتيکي دوپلر و ثابت هابل، با افزايش فاصله ها، سرعت نيز فزوني مي يابد.براساس رابطه سرعت- فاصله در قانون هابل، از کهکشان هاي دورتر با سرعت 360 ميليون کيلومتر در ساعت ( 100000km/s) به بالا تا دورترين اجرامي که در حال حاضر مي توان رصد کرد، با سرعتي در حد سرعت نور(15) از ما فاصله مي گيرند.
مدل هاي عالم
ما براي جواب اين سؤالات، نيازمند اطلاعاتي راجع به چگالي، جرم، حجم و شعاع جهان هستيم. مشکل ترين مجهول ما در حل اين مسائل، نامرئي بودن بيش از 90 درصد جهان است، يعني آن چه ما مي بينيم و برايمان قابل محاسبه است، بسيار پايين تر از 10 درصد جرم واقعي جهان است.
اکنون دريافته ايم که ماده تاريک وجود دارد و اين ماده در يونيزه شدن دوباره جهان در سن يک ميليارد سالگي و تجزيه اتم هاي هيدروژن آن نقش داشته است. ماده تاريک که امکان دارد شکل ديگري از ماده باشد( يعني متشکل از موادي غير از نوترون، پروتون و الکترون هايي که کل عالم ما را ساخته اند)، پايايي ديناميکي کهکشان ها را نيز توجيه مي کند. متأسفانه قرارگيري انبوه اين جرم هاي گمشده در فضاهاي بين خوشه هاي کهکشاني، اطلاعات ما را از آنها بسيار محدود مي کند.
" پارادوکس اولبرس" به ما مي گويد، اگر جهان نامتناهي و ايستمند( استاتيک) باشد، بايد در حال تعادل با ستاره ها به صورت يکنواخت پر شده باشد؛ در صورتي که تصوير آسمان تاريک شب، خلاف آن را ثابت مي کند.(16)
دانشمندان و اخترشناسان در طول تاريخ علم نجوم براساس باورها و ديدگاه هاي خود، مدل هاي مختلفي را براي جهان ترسيم نمودند.اما الگوي استاتيکي اينشتين نخستين مرجع يکپارچه از ساختار مقياس بزرگ جهان محسوب مي آيد که اساسش، تئوري نسبيت عام او بود.اينشتين در اين مدل، چگالي ناچيز جهان را 27-^ 10 × 5، جرم آن را 35^10 ×6 کيلوگرم، حجم آن را 80^10×6 مترمکعب و بالاخره شعاع آن را 10^10 ×3/5 سال نوري(17) توصيف نمود.
سپس " ادوين هابل" ميانگين تراکم جرمي جهان را براساس اين الگو، تخمين زد.هابل ثابت کرد سرعت گريز هر کهکشان متناسب با فاصله آن است.يعني کهکشاني با دو برابر فاصله دورتر، دو برابر سريع تر دور مي شود.وي حرکت کهکشان ها را در عالم همسان گرد(18) ترسيم کرد.وي اين گسترش را در فضايي مجزا و ثابت يا تهي نمي دانست بلکه اين فضا را همان طور که از زمان انفجار بزرگ آفريده شده بود، همگام با اجرام درون آن در حال گسترش مي ديد.منتجه قانون هابل، نقطه اي براي آغاز کائنات بود که با معکوس نمودن زمان و حرکت کائنات از انفجار بزرگ تاکنون، همه آنها در يک زمان و مکان معين متراکم مي شوند، که اين خود دليلي بر صحت انفجار بزرگ است. ادوين هابل به ما ثابت کرد جهان رو به انبساط و تکامل، و در حال تغيير و تحول ابدي است.انبساط جهان که توسط اثر دوپلر از خطوط طيفي در امتداد انتهاي قرمز رنگ طيف اندازه گيري مي شود، سرعت پس روي کهکشان ها نام گرفت.
اختلاف اخترفيزيکدانان در حالت هاي مدل جهان بسته( با مفهوم غلبه گرانش بر انبساط جهان به دليل چگالي زياد)، يا مدل جهاني باز( با مفهوم غلبه انبساط به گرانش جهان به دليل چگالي پايين) است.آنها سرنوشت جهان را براساس مقادير ثابت هابل و گرانش نيوتن، در 3 مدل محتمل مي دانند:
1- اگر چگالي جهان زياد باشد( K=+1)، نيروي انبساط مغلوب نيروي گرانش شده و جهان شتابي منفي، هندسه اي بسته و حالتي کروي دارد.اين جهان با اندازه اي متناهي و ناپايدار سرانجام با يک انقباض تدريجي و خردشدگي عظيم( انهدام بزرگ)(24) به نقطه اي کوچک مملو از انرژي اي غيرقابل تصور، تبديل مي شود.در اين جهان بسته پس از مه رمبش، امکان انفجاري بزرگ براي تولد دوباره جهاني ديگر، مي باشد.
2- اگر چگالي جهان کم باشد( K=-1)، نيروي انبساط بر نيروي گرانش چيره شده و جهان شتابي مثبت، هندسه اي هذلولي و حالتي با سطوح منفي و هندسه هاي نااقليدسي ريماني و لوباچفسکي دارد.اين جهان با اندازه اي نامتناهي و ناپايدار تا بي نهايت منبسط مي شود.اين جهان باز، همواره با سرعت رو به افزايش گسترده مي شود.
3- اگر چگالي جهان بين دو حالت پيشين (K=0) با تراکم مطلق باشد، باز چيرگي نيروي انبساط بر نيروي گرانش در جهان اتفاق مي افتد ولي بدون شتاب و با هندسه اي اقليدسي و فضايي يکسان تعريف مي شود.اين جهان با اندازه اي نامتناهي و پايدار تا بي نهايت گسترده مي شود.در اين جهان باز، سرعت انبساط به صورت نامحسوس کاهش مي يابد.(25)
سرنوشت هر سه مدل جهان بستگي به چگالي آنها و برتري يکي از نيروهاي " انبساط" يا " گرانش"( آرايش گر جهان) در ميدان مبارزه دارد.ما در اين مدل ها به رابطه بين هندسه و چگالي جهان در نقطه آغازين و نيز مقادير رياضي معروف حاکم مانند ابعاد، چگالي، نيروهاي هسته اي، نيروهاي گرانشي و ضد آنها براي شناخت ساختار و خواص جهان، نيازمنديم.
آگاهي کيهاني
مي دانيم جهان مادي به صورت مستقل از انديشه ما وجود ندارد و داستان تورم جهان آغازين و نشانه هاي فيزيک ذرات را براي درک کل جهان، تعميم مي دهيم.
مي دانيم مطالعه ما فقط در جهاني است که زندگي مي کنيم و نمي توانيم براي بررسي و جايگاه ديگر جهان ها، از اين جهان بيرون رويم.
مي دانيم علم و آگاهي ما در سراسر فضا و زمان، پيچ و تاب مي خورد و با دگرگوني جهان، آگاهي ما نيز با تعبيرهاي جديد متحول مي شود.
مي دانيم نيرو، مقدار و اساس کيهان در حاکميت اعدادي فوق العاده دقيق و رياضي(26) است.
مي دانيم هر واحد جهان، چشم اندازي از کل جهان است.
مي دانيم حاکميت جهان( از بعد دانش فيزيک) در اختيار گرانش و امواج آن است و اين نيرو مي تواند باعث تداخل جهان ها درهم شود.
مي دانيم که مناطقي خاص در جهان، پتانسيل وجود هوش و تکامل آن را دارند و براساس اصل کيهاني آنتروپيک(27) جهان بايد در احداث اوليه خود با ثابت هاي ارزشمند و اساسي طبيعت، شرايط مناسب را داشته باشد چه در غير اين صورت، زندگي وجود نخواهد داشت.
مي دانيم آن چه هست فقط تغيير است و ساختار جهان امروز که الگويي از ساخت اوليه اش است، در هنگام رشد تغيير زيادي کرده است.
مي دانيم ناوردايي برگشت زمان، با سفر به سمت آينده يا گذشته آن امکان پذير است(28).
مي دانيم جهان در مقياس هاي بسيار بزرگ به صورت همسان گرد است و توزيع خوشه هاي کهکشاني در اين مقياس ها، داراي بي نظمي است.
مي دانيم تابش زمينه اي( 29) در تمام جهان وجود دارد و دماي آن حدود 3 درجه کلوين يا 270- درجه سلسيوس است.
ميد انيم برخي ذرات در واکنش هاي اتمي (30) مي توانند سريع تر از سرعت نور حرکت کنند.
مي دانيم وجود کهکشان هاي آبي رنگ، تأييدي در صدق نسبيت عام است.
مي دانيم عناصر سبک و فراوان هليوم، دو تريوم ( هيدروژن) و ليتيوم، توسط ترکيب هسته اي آغازين در مراحل اوليه مه بانگ خلق شده اند که خود مويد چيرگي گرانش، در سرانجام جهان است.
مي دانيم تقريباً همه جهان گم شده و اکثر جرم آن به شکل تاريک است و اشکال ماده قابل رؤيت در آن، ده ها بار کمتر از ماده تاريک است.
مي دانيم با آزمايش برخورد ذرات با سرعتي نورآسا، مانند پروژه برخورد دهنده بزرگ هادون ها( LHC)، امکان يافتن ذره بوزون هيگز( يا ساز و کار BEH، ذره بنيادي اوليه فرضي جرم دار) را در توجيه انرژي تاريک، زمان انفجار آغازين و ديگر رازهاي هستي، خواهيم داشت.
با دقيق تر شدن در کميت اين آگاهي ها اما، دانش ما نسبت به متغير مزدوج آنها يعني مجهولات و علوم غيرشناختاري کمتر مي شود و درک توأمان تمام پديده ها و رازهاي اين عالم را براي ما در زمان واحد غير ممکن مي سازد.
آيا اصل آنتروپيک با روايت هاي ضعيف و قوي خود، آلترناتيوي در آفرينش عالم است؟
آيا اصل مکمليت با جمع ديدگاه هاي متضاد، قادر به وحدت دوگانگي موج- ذره(31) در مکانيک کوانتومي خواهد بود؟
آيا انرژي تاريک، قدرتمندترين، مرموزترين و ناشناخته ترين انرژي جهان، انبساط عالم را شتاب مي بخشد؟
آيا اتساع زمان نسبيتي، مانع سفرهاي رفت و برگشت بشر به ماوراي زيست سپهر کره زمين نخواهد بود؟
آيا وحدت بزرگ نيروهاي طبيعت(32) با استدلال ها و تئوري هاي زيباشناسانه ابرتقارن و ابرريسمان، توان توجيه معماهاي توپولوژيک کيهان شناختي مانند ريسمان کيهاني، تک قطبي ها و ديواره هاي حوزه اي را در آغاز پيدايش عالم دارد؟
آيا در اين عالم تنها هستيم؟(33)
آيا براساس مدل هاي موجود، جهان چند بار خلق شده است؟
آيا جهان مداوم در تکاپوي ما، تنها يک جهان از ميان جهان هاي بي شمار شناور در پهنه کائنات است؟
آيا انفجار آغازين خلقت، بر اثر برخورد دو جهان موازي رخ داده است؟
آيا قوانين فيزيکي و هندسي ما مانند آنتروپي، آنتالپي، آشوب، پايستگي انرژي، ناوردايي پيمانه اي، فراکتال و ...، در جهان هاي ديگر متفاوتند؟
سرانجام اين داستان چه خواهد شد؟
نتيجه گيري
شايد امواج انتشار يافته انفجار آغازين در لحظه شروع آفرينش که اکنون به نام نجواي ضعيف مه بانگ در سراسر عالم گسترده اند، پيامي از ماوراي فضا- زمان، براي آگاهي کيهاني و مکاشفه موجودات عالم با معمار بزرگ کائنات باشد.
در خاتمه نيز همانند آغاز، به کلام يکتاي هستي بخش توجه مي کنيم:
ما آسمان را مانند طوماري از نوشته ها، در هم مي پيچيم و همان گونه که خلقت را آغاز کرديم آن را به همان صورت اول باز مي گردانيم، اين وعده ماست و قطعاً آن را تحقق خواهيم بخشيد.( سوره انبياء، آيه 104)
پي‌نوشت‌ها:
1- ورنر هايزنبرگ با ارائه اصل عدم قطعيت يا عدم يقين( Indeterminacy Principle) در دنياي کوانتومي، بيان نمود که دو کميت به طور هم زمان و توأمان قابل تعريف و اندازه گيري نيستند.يعني هرچه يک کميت را دقيق تر بدانيم، دانش ما نسبت به متغير مزدوج آن کمتر مي شود و بالعکس، پس شناخت پديده هاي فيزيکي نمي تواند در آن واحد، دقيقاً صريح و کامل باشد. مثلاً هرچه مکان ذره را دقيق تر بدانيم، اطلاعات ما درباره سرعت آن با عدم تعيين کمتر مي شود.
2- نسبيت عام اينشتين، گونه اي از نظريه هاي پيمانه اي در فيزيک است.
3- VLA: مجموعه اي از يک راديو تلسکوپ عظيم با 27 آنتن بشقابي است که هرکدام از آنها 25 متر قطر دارند.طول هر بازوي اين آرايه که به شکل Y مرتب شده، 21 کيلومتر است.
4-Lagrangian Point: پنج مقطعه ميان دو جرم بزرگ مانند زمين و خورشيد که نيروي برهم کنشي همديگر را خنثي مي کنند تا هر جسم با قرار گرفتن در آنها تعادل ديناميکي داشته باشد.اين نقاط از معادلات سه جرم اويلر- لاگرانژ استخراج شده اند.
5- Singularity: رفتاري که اصلاً قابل توصيف و درک نيست.در رياضي اگر يک تابع در يک نقطه تعريف نشده باشد يعني در آن نقطه پيوسته نباشد، اين تابع در آن نقطه تکينگي دارد.
6- بدون در نظر گرفتن ابعادي مانند نقطه رياضي- هندسي.
7-Quoark: بنيادي ترين ذره شناخته شده توسط تئوري کروموديناميک کوانتومي ( کوانتيدگي تئوري نسبيت براي برهم کنش هاي قوي هسته اي) است. کوارک و لپتون دو جز اصلي تشکيل دهنده موادند. کوارک ها در ترکيب با هم، پروتون و نوترون را تشکيل مي دهند.
8-Hadrons: در يوناني به معناي محکم، سخت، قوي.
9- الکترون، نوترينو، ميون و ضد آنها.
10 دماي کنوني جهان حدود 3 درجه کلوين يعني 3 درجه بالاتر از صفر مطلق يا 270- درجه سانتي گراد است.
11-Light Year
12- پروکسيما قنطورس در صورت فلکي قنطورس.
13- به طور متوسط هر سال 10 کهکشان وارد عالم مرئي ما مي شوند.
14-0/5km/s براي نقاط استوا يا حدود 40 هزار کيلومتر در شبانه روز که اين سرعت از تقسيم محيط زمين در خط استوا به دست مي آيد و چون در قطبين، محيط زمين به صفر ميل مي کند، سرعت در آنجا نيز به صفر کاهش مي يابد.
15- اندکي کمتر از سرعت نور.
16- چرا آسمان شب تاريک است؟ ما هيچ وقت نمي توانيم نور ستاره هاي دور و نزديک را همزمان در همه جهات ببينيم. نور دورترين ستاره ها با فاصله ميلياردها سال نوري هنوز به ما نرسيده يا اگر برسد اين سفر اين قدر طول مي کشد که تعدادي از اجرام نزديک در اين فاصله خاموش مي شوند.
17- 23^10 × 3/3 کيلومتر.
18- ايزوتروپيک.
19-Black Hole: توده اي سنگين از ماده که تحت گرانش خود با فشردگي و انقباض شديد از افق نور خود هم مي گذرد، در اين صورت جرمي فوق العاده سنگين و نامرئي باقي مي ماند که فقط نيروي گرانش متمرکزش، وجودش را ثابت مي کند.
20- اصل تغيير و تبديل نظم به بي نظمي.
21- فيزيک کلاسيک در تبيين سياه چاله ها ناکام است ولي فيزيک مدرن در نسبيت عام با ترسيم انحنا و فرورفتگي فضا- زمان توسط ماده، آن را تأييد مي کند. برخي از دانشمندان در طرف ديگر سياه چاله، سفيد چاله اي را فرض مي کنند.
22- تشعشعات هاوکينگ.
23- کوانتوم با افزودن قواعد شگفت کوانتش به مکانيک کلاسيک نيوتن، بسياري از ويژگي هاي مشاهدات را تبيين کرد.
24- Big Crunch: معکوس بيگ بنگ، مه رمبش.
25- اکتشاف تشعشعات پيش زمينه ريز موج کيهاني، باورهاي اين حالت را متزلزل ساخت.
26-N،?،?،D،? و Q.
27- اصلي که جهان را منحصر به فرد و تکينه براي پيدايش حيات مي داند.
28- بسياري از کيهان شناسان سقوط هر جرم در سياه چاله ها را سفري به پشت زمان ها و گذشته تلقي مي کنند.
29- تشعشعات پيش زمينه ريز موج کيهاني، امواج فسيل شده يا نجواي ضعيف شده بيگ بنگ.
30- پرتوي آبي يا تشعشعات چرنکوف موجود در رآکتورهاي اتمي.
31- امکان رفتار نور و ديگر امواج الکترومغناطيسي به صورت خواص ذره اي يا امکان رفتار ذرات به صورت امواج.
32- نظريه " تقريباً همه چيز".
33- آرتورسي. کلارک، دانشمند و نويسنده مشهور، بر اين باور بود: دو احتمال پيش روي ماست، يا در عالم تنها هستيم و يا نيستيم. هر دو صورت وحشتناکند!
/ج
