نگاهي به عالم ديگر
نويسنده :استيوناديس
ترجمه:کيارا عباس زاده اقد م
ترجمه:کيارا عباس زاده اقد م
شايد عالم ما يکي از حباب هاي موجود در کيهاني پرعالم باشد.کيهان شناسان اکنون به دنبال نشانه هايي از حباب هاي ديگري مانند عالم ما مي گردند.
هرچند جنون آميز به نظر مي رسد، اما تصور کنيد که کلّ عالم ما در واقع يک حباب است؛ چيزي شبيه به حباب صابوني غول آسا.حالا در نظر بگيريد که حباب ما يکي از بي شمار «عالم هاي حبابي»باشد، که بعضي از آنها ممکن است جايي در نزديکي ما نهفته باشند.
متأسفانه هيچ روشي وجود ندارد که ما اين حباب هاي ديگر را ببينيم، با آن ها ارتباط برقرار کنيم، يا حتي وجودشان را اثبات کنيم.کل چيزي که مي بينيم محدود است به بخش کوچکي از عالم حبابي شکل خودمان، کره اي به شعاع تقريبي 13/7 ميليارد سال نوري که «حجم هابل»ناميده مي شود.اين، همه ي چيزي است که مي توانيم ببينيم و درک کنيم زيرا-دست کم در حوزه ي مربوط به ما-براي سرعت نور حد قاطعي وجود دارد که نمي توان از آن تخطي کرد.
براي کيهان شناساني که به دانستن ساختار عالم با تمام شکوه و تنوع اش علاقه مندند، اين موضوع فوق العاده نااميد کننده است.با اين حال شرايط خاصي وجود دارد که مي تواند براي کيهان شناسان کنجکاواندكي اميدبخش باشد (که البته با مقداري خطر همراه است).ما به شرطي مي توانيم از فراسوي کره ي محدودمان خبر بگيريم که عالم حبابي ديگري که با سرعتي نزديک به سرعت نور حرکت مي کند ناگهان با ما برخورد مي کند.
اگر اين اتفاق بيفتد، اوضاع آشفته خواهد شد.يک پيامد ممکن اين است که انرژي آزاد شده از ديوارهاي حباب برخورد کننده به آساني ما را نيست و نابود کند.البته اين امکان وجود دارد که مکان ما در عالم آن قدر از محل برخورد دور باشد که از انفجار جان سالم به درببريم.با وجود اين، اگر عالم ما دچار تغيير فازناگهاني بشود و در يک آن به «حالت خلأ»حباب متجاوز تغيير وضعيت بدهد، ما از بين خواهيم رفت.اين حباب به احتمال بسيار، خواص فيزيکي متفاوتي خواهد داشت و در سطح انرژي متفاوتي نسبت به ما قرار مي گيرد.چنين فرايندي همه چيز-از جمله خود ما-در عالم تبخير خواهد کرد.اگر اين اتفاق بيفتد زمان بسياري براي فکر کردن به آنچه که رخ داده يا انديشيد ن به زير و بم سناريورهاي مختلف وجود نخواهد داشت.
در عوض بيابيم فرض کنيم که ما در نقطه ي دوري به سر مي بريم و ديواره ي حباب ما به حد کافي از ما حفاظت مي کند، به طوري که از اين برخورد جان به در مي بريم.و بياييد اميدوارباشيم که آن قدر شانس داريم که تبخير هم نخواهيم شد (ساکنان حباب ديگر ممکن است اين قدر خوش شانس نباشد!).
آيا راهي وجود دارد که دريابيم چنين اتفاقي واقعاً روي داده است؟ آيا مي توانيم درست مثل کارآگاه ها در صحنه ي تصادف، شواهد را بررسي کنيم و بفهميم چه کسي در چه زماني با چه چيزي برخورد کرده است؟
تورم چه ارتباطي با عالم حبابي دارد؟ الکساندر ويلنکين، يکي از پيشگامان نظريه ي تورمي چنين توضيح مي دهد:«طي تورم، مقداري خلأ پر انرژي وجود دارد که انبساط نمايي عالم را به وجود مي آورد».اما از آنجا که تورم فقط کسر کوچکي از ثانيه دوام مي آورد، اين خلأ پرانرژي بايد تقريباً بلافاصله به خلأ با انرژي کمتر فرو بپاشد.اين اتفاق زماني رخ مي دهد که حبابي با ماده ي کم انرژي تر در ميان ماده ي پرانرژي تر شکل مي گيرد، درست مانند حبابي که در ديگي از آب حرارت داده شده، شکل مي گيرد ويلنکين اضافه مي کند:«ما مي دانيم که اين اتفاق مي افتد زيرا در يکي از اين حباب هاي کم انرژي زندگي مي کنيم.»
مرحله ي رشد به سرعت متوقف مي شود، اما حباب به حدّ کافي انرژي حفظ مي کند تا انبساط را با آهنگي آهسته تر ادامه بدهد.
اما کل تورم به پايان نرسيده است.تقريباً همه ي اشکال اين نظريه، ويژگي «بي پاياني»دارند به اين معنا که به محض اين که تورم شروع شد، ديگر هرگز به پايان نمي رسد.تورم در يک منطقه متوقف مي شود، در حالي که در جاي ديگر دوباره آغاز مي شود.اين امر امکان پذير است، چون ماده ي خلأ که تورم را ايجاد مي کند، اين خاصيت عجيب را دارد که آرام تر از آن که انبساط يابد، با ايجاد حباب هايي با انرژي پايين تر، فرو بپاشد تا زماني که آهنگ انبساط از آهنگ شکل گيري حباب بيشتر است، فرايند هرگز پايان نمي پذيرد.تورم بي پايان مدام عالم هاي حبابي را ايجاد خواهد کرد که با هم از نظر انرژي خلأ و خواص فيزيکي ديگر متفاوت اند.
بياييد دوباره به مثال ديگ روي اجاق بازگرديم.وقتي آب را تا نقطه ي جوش حرارت مي دهيم، دچار تغيير حالت مي شود و حباب هاي کوچک گاز شکل مي گيرند. هرچه حباب هاي بيشتري شکل مي گيرند، به هم مي پيوندند و طولي نمي کشد که آبي باقي نمي ماند و فقط هوا وجود خواهد داشت.به گفته ي بن فريوگل، فيزيک دان دانشگاه کاليفرنيا در برکلي:«تورم بي پايان به همين شکل عمل مي کند، با اين تفاوت که آب آن قدر انبساط مي يابد که حتي با تشکيل دادن حباب هم، هرگز نابود نمي شود.به همين سبب است که تورم ادامه مي يابد».
ايده ي تورم در سال 1979/1358 هنگامي که فيزيک دان MIT آلن گات دانشجوي فوق دکتري دانشگاه استنفورد بود به ذهن او خطور کرد.از آن زمان تاکنون اين ايده در برابر بررسي هاي دقيق تجربي موقعيت خود را حفظ کرده است.در واقع، بسياري از کيهان شناسان تورم را يکي از موفق ترين –يا شايد هم موفق ترين – ايده هاي کيهان شناسي در چند دهه مي دانند اما حتي گات اقرار مي کند که تورم، نظريه ي فيزيکي کاملي نيست چون سازوکاري که انبساط کيهاني را ايجاد مي کند، توجيه نشده باقي مانده است.براي توضيح دادن تورم به نظريه ي «گرانش کوانتومي»نياز است که مکانيک کوانتومي و نسبيت عام را با هم ترکيب کند.
علاوه بر اين، نظريه ي ريسمان توصيفي را ارائه مي دهد که به خوبي با ايده ي تورم بي پايان و کيهاني متشکل از بي شمار عالم حبابي مطابقت دارد.براي تجسم اين ايده ها، برخي ازپژوهش گران به مفهومي به نام «چشم انداز نظريه ي ريسمان» متوصل شده اند.اين چشم انداز در کل بيان مي کند که معادلات نظريه ي ريسمان، تعداد بسياري راه حل ممکن دارند، که هرکدام نماينده ي يک عالم ممکن با انرژي خلأ متفاوت و فيزيک متفاوت است.
همه ي اين راه حل ها (يا «خلأها») را به صورت پستي و بلندهايي، که در ارتفاعات مختلف روي چشم اندازي تپه مانند قرار گرفته اند، در نظر بگيريد، اما اين حالت هاي خلأ کاملاً پايدار نيستند و مي توانند به نقطة پايين تري از چشم انداز فرو بپاشند.اين اتفاق هنگامي رخ مي دهد که يک حباب درون حبابي ديگري ايجاد مي شود.در اين صورت انرژي ميان دو خلأ، انبساط حباب جديد را ايجاد مي کند. اين، توصيف کلي تورم بي پايان نيز هست، بنابراين اين دو ايده به خوبي با هم مطابقت دارند.
فيزيک دان دانشگاه نيويورک متيوکلبان اين گونه توضيح مي دهد:«اگر توصيف چشم انداز درست باشد، ما در يک حباب زندگي مي کنيم و حباب هاي ديگري نيز وجود دارند.اگر چشم انداز صحيح باشد، اين حباب ها و نظريه ي ريسمان با هم مطابقت دارند.»
اما ايده ي چشم انداز کاملاً نظري است.هرچه باشد، خود نظريه اي که آن را ارائه مي دهد –نظريه ي ريسمان-هنوز تأييد نشده است.نيما ارکاني حامد، فيزيک دان موسسه مطالعات پيشرفته، جدال بر سر مبحث چشم انداز، تورم بي پايان و عالم هاي چندگانه را «يکي از مجادله هاي اصلي زمانه ي ما»ناميده است.
تابش زمينه ي ريز موج کيهاني (CMB) بهترين مکان براي جست و جوي سرنخ است.نشانه به صورت يک اثر غيرعادي خواهد بود که به روش هاي ديگر توجيه پذير نيست.CMB که چند صد هزار سال پس از انفجار بزرگ گسيل شد، به طرز فوق العاده اي يکدست است، يعني تا حد يک قسمت در صد هزار يکنواخت است. اما برخوردي شديد با حبابي ديگر مقادير هنگفتي انرژي را به بخشي از عالم خواهد داد که اين موضوع، انحرافي موضعي از حالت همگن ايجاد مي کند.چنين برخوردي جهتي بر عالم ما تحميل مي کند، پيکاني که مستقيماً به سوي مرکز حباب ديگر، درست پيش از زمان برخورد آن با ما، اشاره مي کند اين امر مي تواند به صورت يک ناهمسانگردي در CMB ظاهر شود که ناشي از افت و خيز تصادفي صرف نيست.
اين همان سرنخي است که کيهان شناسان به دنبال آن هستند.آنها در حال حاضر يک ناهمسانگردي آشکار را به نام «محور شرارت»در داده هاي CMB کشف کرده اند پژوهش گران دريافته اند که به جاي توزيع تصادفي، ظاهراً نقاط داغ و سرد CMB در امتداد يک محور خاص هم خط شده اند.اگر معلوم شود که اين اثر با مفهوم است، نشان مي دهد که عالم جهت مشخصي دارد، که با اصول مقدس کيهان شناختي (که مي گويند همه ي جهات معادل اند و بر هم ترجيح ندارند)منافات خواهد داشت. بسياري از مشاهده گران همچنان درباره ي اين محور ترديد دارند و ادعا مي کنند که ممكن است صرفاً تصادفي آماري باشد.نشانه ي قطعي برخورد،يک اثر دايره شکل خواهد بود که مرکز آن، همان جهت ترجيحي است.کلبان توضيح مي دهد:«اين اثر به يک قرص محدود خواهد بود.در يک نقطه از آسمان حداکثر شدت را خواهد داشت و با دور شدن از آن نقطه، شدت آن کم مي شود.در يک نقطه، اين اثر ديگر به طور کلي مشاهده نخواهد شد».
اگر آسمان به دور مرکز قرص متقارن به نظر برسد و مثلاً حلقه هاي متحدالمرکزي با دماهاي مختلف به دور آن واقع باشند، چطور؟ به گفتة آگواير:«دشوار بتوان به تفسيري جز اين رسيد که حباب ديگري در حال برخورد با حباب ماست».
به سبب اين عامل و عوامل ديگر، تحليل آگواير با متيو جانسون از موسسه ي فناوري کاليفرنيا به نتيجه گيري بدبينانه اي درباره ي احتمال موفقيت رسيد.آنها در سال 2008/1387 در مقاله اي با عنوان «جان به در برد ن از برخورد»نوشتند: «با وجود اين که مي توان تصور کرد که به طور اتفاقي آن قدر به ناحيه ي برخورد نزديک باشيم که آثار آن را ببينيم، سناريوي محتمل تر آن است که تمام سرنخ هاي جالب ديناميک تورم بي پايان در راستايي خاص در آسمان وجود داشته باشند و تا ابد از ما پنهان بمانند؛ مانند کوچک ترين سوزن در انبار کاه کيهاني».
ويلنکين که اين پرسش را همراه گات و ژومه گاريگا از دانشگاه بارسلون بررسي کرده است، دورنماي آشکارسازي اين اثر را در بهترين حالت، نامعلوم ارزيابي مي کند.او مي گويد:«وقتي که حباب تا اندازه ي نامتناهي رشد مي کند، بي شمار مشاهده گر بالقوه وجود خواهند داشت که مي توانند برخوردي را ببينند و نيز بي شمار مشاهده گر خواهند بود که قادر به اين کار نيستند.تا زماني که بفهميم چگونه بايد مقادير بي شمار را با هم مقايسه کنيم، که کاري پردردسر است، فکر نمي کنم بتوانيم پاسخي روشن براي اين پرسش بيابيم که احتمال مشاهده ي برخورد با يک حباب چقدر است».
به عقيده ي فريوگل، مسئله ي اصلي آن است که کيهان شناسان به راستي هيچ يک از اين اعداد را نمي دانند.نخستين جمله، يعني آهنگ تشکيل حباب را در نظر بگيريد. نظريه پردازان مي دانند که اين عدد بايد کوچک تر از يک باشد-احتمالاً بسيار کوچک تر از يک.در غير اين صورت تمام آب در ديگ روي اجاق مثال ما مي جوشيد، بخار مي شد و هيچ آبي باقي نمي ماند تا تورم بي پايان تداوم بيابد.اما بدون تورم بي پايان، کل سناريوي حباب از بين مي رود.و اما در مورد آن نسبت، دليل خوبي وجود دارد که باور داشته باشيم انرژي خلأ در بيرون از حباب ما به مقياس پلانک، بالاترين مقياس انرژي در فيزيک، نزديک است.اما انرژي اي که باعث ايجاد تورم شد، نمي تواند نزديک به مقياس پلانک باشد زيرا در اين صورت امواج گرانشي اي توليد مي کرد که بايد تاکنون مي ديديم، بنابراين اين نسبت مي تواند عدد بزرگي باشد.
وقتي اين عدد بزرگ را در عدد کوچکي که به تشکيل حباب مربوط است ضرب مي کنيم، چه به دست مي آيد؟ به گفتة کلبان:«متأسفانه اين حاصل ضرب هر چيزي ممکن است باشد.شايد بزرگ، کوچک يا نزديک يک باشد.بهترين دليل براي اين اميدواري آن است که نمي توانيم به اين نتيجه برسيم که اميدي نيست».
فريوگل نيز خوش بين است، اما معتقد نيست که شانس زيادي براي بهبود محاسبات در مدت کوتاه وجود دارد.در عوض او معتقد است که نظريه پردازان بايد بيشتر روي اثرات رصدي و نوعي از اندازه گيري ها که مورد نياز است تمرکز کنند در اين صورت تمام آنچه که اخترشناسان مي توانند انجام بدهند آن است که به مشاهده بپردازند، در حالي که از داده هاي موجود CMB، که هرسال بهتر مي شوند، بهتر مي برند.
اگر خوش اقبال باشيم (با اين فرض که شما حامي نظريه ي برخورد حباب ها هستيد)روزي پژوهش گران ممکن است قرص مربوطه را مشاهده کنند.چنين رويدادي اين نظر را تأييد خواهد کرد که ما در حبابي به سر مي بريم که زماني به حباب ديگري برخورد کرده است.در اين صورت ما چيزي بيش از مطلبي درباره ي حباب ها فرا گرفته ايم و آن اين است که آنچه ما عالم مي ناميم مکاني پيچيده تر و جالب تر از آن است که تاکنون مي انديشيده ايم.
ماهنامه ي نجوم، ارديبهشت 1389
هرچند جنون آميز به نظر مي رسد، اما تصور کنيد که کلّ عالم ما در واقع يک حباب است؛ چيزي شبيه به حباب صابوني غول آسا.حالا در نظر بگيريد که حباب ما يکي از بي شمار «عالم هاي حبابي»باشد، که بعضي از آنها ممکن است جايي در نزديکي ما نهفته باشند.
متأسفانه هيچ روشي وجود ندارد که ما اين حباب هاي ديگر را ببينيم، با آن ها ارتباط برقرار کنيم، يا حتي وجودشان را اثبات کنيم.کل چيزي که مي بينيم محدود است به بخش کوچکي از عالم حبابي شکل خودمان، کره اي به شعاع تقريبي 13/7 ميليارد سال نوري که «حجم هابل»ناميده مي شود.اين، همه ي چيزي است که مي توانيم ببينيم و درک کنيم زيرا-دست کم در حوزه ي مربوط به ما-براي سرعت نور حد قاطعي وجود دارد که نمي توان از آن تخطي کرد.
براي کيهان شناساني که به دانستن ساختار عالم با تمام شکوه و تنوع اش علاقه مندند، اين موضوع فوق العاده نااميد کننده است.با اين حال شرايط خاصي وجود دارد که مي تواند براي کيهان شناسان کنجکاواندكي اميدبخش باشد (که البته با مقداري خطر همراه است).ما به شرطي مي توانيم از فراسوي کره ي محدودمان خبر بگيريم که عالم حبابي ديگري که با سرعتي نزديک به سرعت نور حرکت مي کند ناگهان با ما برخورد مي کند.
اگر اين اتفاق بيفتد، اوضاع آشفته خواهد شد.يک پيامد ممکن اين است که انرژي آزاد شده از ديوارهاي حباب برخورد کننده به آساني ما را نيست و نابود کند.البته اين امکان وجود دارد که مکان ما در عالم آن قدر از محل برخورد دور باشد که از انفجار جان سالم به درببريم.با وجود اين، اگر عالم ما دچار تغيير فازناگهاني بشود و در يک آن به «حالت خلأ»حباب متجاوز تغيير وضعيت بدهد، ما از بين خواهيم رفت.اين حباب به احتمال بسيار، خواص فيزيکي متفاوتي خواهد داشت و در سطح انرژي متفاوتي نسبت به ما قرار مي گيرد.چنين فرايندي همه چيز-از جمله خود ما-در عالم تبخير خواهد کرد.اگر اين اتفاق بيفتد زمان بسياري براي فکر کردن به آنچه که رخ داده يا انديشيد ن به زير و بم سناريورهاي مختلف وجود نخواهد داشت.
در عوض بيابيم فرض کنيم که ما در نقطه ي دوري به سر مي بريم و ديواره ي حباب ما به حد کافي از ما حفاظت مي کند، به طوري که از اين برخورد جان به در مي بريم.و بياييد اميدوارباشيم که آن قدر شانس داريم که تبخير هم نخواهيم شد (ساکنان حباب ديگر ممکن است اين قدر خوش شانس نباشد!).
آيا راهي وجود دارد که دريابيم چنين اتفاقي واقعاً روي داده است؟ آيا مي توانيم درست مثل کارآگاه ها در صحنه ي تصادف، شواهد را بررسي کنيم و بفهميم چه کسي در چه زماني با چه چيزي برخورد کرده است؟
بادکردن حباب
تورم چه ارتباطي با عالم حبابي دارد؟ الکساندر ويلنکين، يکي از پيشگامان نظريه ي تورمي چنين توضيح مي دهد:«طي تورم، مقداري خلأ پر انرژي وجود دارد که انبساط نمايي عالم را به وجود مي آورد».اما از آنجا که تورم فقط کسر کوچکي از ثانيه دوام مي آورد، اين خلأ پرانرژي بايد تقريباً بلافاصله به خلأ با انرژي کمتر فرو بپاشد.اين اتفاق زماني رخ مي دهد که حبابي با ماده ي کم انرژي تر در ميان ماده ي پرانرژي تر شکل مي گيرد، درست مانند حبابي که در ديگي از آب حرارت داده شده، شکل مي گيرد ويلنکين اضافه مي کند:«ما مي دانيم که اين اتفاق مي افتد زيرا در يکي از اين حباب هاي کم انرژي زندگي مي کنيم.»
مرحله ي رشد به سرعت متوقف مي شود، اما حباب به حدّ کافي انرژي حفظ مي کند تا انبساط را با آهنگي آهسته تر ادامه بدهد.
اما کل تورم به پايان نرسيده است.تقريباً همه ي اشکال اين نظريه، ويژگي «بي پاياني»دارند به اين معنا که به محض اين که تورم شروع شد، ديگر هرگز به پايان نمي رسد.تورم در يک منطقه متوقف مي شود، در حالي که در جاي ديگر دوباره آغاز مي شود.اين امر امکان پذير است، چون ماده ي خلأ که تورم را ايجاد مي کند، اين خاصيت عجيب را دارد که آرام تر از آن که انبساط يابد، با ايجاد حباب هايي با انرژي پايين تر، فرو بپاشد تا زماني که آهنگ انبساط از آهنگ شکل گيري حباب بيشتر است، فرايند هرگز پايان نمي پذيرد.تورم بي پايان مدام عالم هاي حبابي را ايجاد خواهد کرد که با هم از نظر انرژي خلأ و خواص فيزيکي ديگر متفاوت اند.
بياييد دوباره به مثال ديگ روي اجاق بازگرديم.وقتي آب را تا نقطه ي جوش حرارت مي دهيم، دچار تغيير حالت مي شود و حباب هاي کوچک گاز شکل مي گيرند. هرچه حباب هاي بيشتري شکل مي گيرند، به هم مي پيوندند و طولي نمي کشد که آبي باقي نمي ماند و فقط هوا وجود خواهد داشت.به گفته ي بن فريوگل، فيزيک دان دانشگاه کاليفرنيا در برکلي:«تورم بي پايان به همين شکل عمل مي کند، با اين تفاوت که آب آن قدر انبساط مي يابد که حتي با تشکيل دادن حباب هم، هرگز نابود نمي شود.به همين سبب است که تورم ادامه مي يابد».
ايده ي تورم در سال 1979/1358 هنگامي که فيزيک دان MIT آلن گات دانشجوي فوق دکتري دانشگاه استنفورد بود به ذهن او خطور کرد.از آن زمان تاکنون اين ايده در برابر بررسي هاي دقيق تجربي موقعيت خود را حفظ کرده است.در واقع، بسياري از کيهان شناسان تورم را يکي از موفق ترين –يا شايد هم موفق ترين – ايده هاي کيهان شناسي در چند دهه مي دانند اما حتي گات اقرار مي کند که تورم، نظريه ي فيزيکي کاملي نيست چون سازوکاري که انبساط کيهاني را ايجاد مي کند، توجيه نشده باقي مانده است.براي توضيح دادن تورم به نظريه ي «گرانش کوانتومي»نياز است که مکانيک کوانتومي و نسبيت عام را با هم ترکيب کند.
گرانش کوانتومي و ريسمان ها
علاوه بر اين، نظريه ي ريسمان توصيفي را ارائه مي دهد که به خوبي با ايده ي تورم بي پايان و کيهاني متشکل از بي شمار عالم حبابي مطابقت دارد.براي تجسم اين ايده ها، برخي ازپژوهش گران به مفهومي به نام «چشم انداز نظريه ي ريسمان» متوصل شده اند.اين چشم انداز در کل بيان مي کند که معادلات نظريه ي ريسمان، تعداد بسياري راه حل ممکن دارند، که هرکدام نماينده ي يک عالم ممکن با انرژي خلأ متفاوت و فيزيک متفاوت است.
همه ي اين راه حل ها (يا «خلأها») را به صورت پستي و بلندهايي، که در ارتفاعات مختلف روي چشم اندازي تپه مانند قرار گرفته اند، در نظر بگيريد، اما اين حالت هاي خلأ کاملاً پايدار نيستند و مي توانند به نقطة پايين تري از چشم انداز فرو بپاشند.اين اتفاق هنگامي رخ مي دهد که يک حباب درون حبابي ديگري ايجاد مي شود.در اين صورت انرژي ميان دو خلأ، انبساط حباب جديد را ايجاد مي کند. اين، توصيف کلي تورم بي پايان نيز هست، بنابراين اين دو ايده به خوبي با هم مطابقت دارند.
فيزيک دان دانشگاه نيويورک متيوکلبان اين گونه توضيح مي دهد:«اگر توصيف چشم انداز درست باشد، ما در يک حباب زندگي مي کنيم و حباب هاي ديگري نيز وجود دارند.اگر چشم انداز صحيح باشد، اين حباب ها و نظريه ي ريسمان با هم مطابقت دارند.»
اما ايده ي چشم انداز کاملاً نظري است.هرچه باشد، خود نظريه اي که آن را ارائه مي دهد –نظريه ي ريسمان-هنوز تأييد نشده است.نيما ارکاني حامد، فيزيک دان موسسه مطالعات پيشرفته، جدال بر سر مبحث چشم انداز، تورم بي پايان و عالم هاي چندگانه را «يکي از مجادله هاي اصلي زمانه ي ما»ناميده است.
وقتي دو حباب با هم روبرو مي شوند
تابش زمينه ي ريز موج کيهاني (CMB) بهترين مکان براي جست و جوي سرنخ است.نشانه به صورت يک اثر غيرعادي خواهد بود که به روش هاي ديگر توجيه پذير نيست.CMB که چند صد هزار سال پس از انفجار بزرگ گسيل شد، به طرز فوق العاده اي يکدست است، يعني تا حد يک قسمت در صد هزار يکنواخت است. اما برخوردي شديد با حبابي ديگر مقادير هنگفتي انرژي را به بخشي از عالم خواهد داد که اين موضوع، انحرافي موضعي از حالت همگن ايجاد مي کند.چنين برخوردي جهتي بر عالم ما تحميل مي کند، پيکاني که مستقيماً به سوي مرکز حباب ديگر، درست پيش از زمان برخورد آن با ما، اشاره مي کند اين امر مي تواند به صورت يک ناهمسانگردي در CMB ظاهر شود که ناشي از افت و خيز تصادفي صرف نيست.
اين همان سرنخي است که کيهان شناسان به دنبال آن هستند.آنها در حال حاضر يک ناهمسانگردي آشکار را به نام «محور شرارت»در داده هاي CMB کشف کرده اند پژوهش گران دريافته اند که به جاي توزيع تصادفي، ظاهراً نقاط داغ و سرد CMB در امتداد يک محور خاص هم خط شده اند.اگر معلوم شود که اين اثر با مفهوم است، نشان مي دهد که عالم جهت مشخصي دارد، که با اصول مقدس کيهان شناختي (که مي گويند همه ي جهات معادل اند و بر هم ترجيح ندارند)منافات خواهد داشت. بسياري از مشاهده گران همچنان درباره ي اين محور ترديد دارند و ادعا مي کنند که ممكن است صرفاً تصادفي آماري باشد.نشانه ي قطعي برخورد،يک اثر دايره شکل خواهد بود که مرکز آن، همان جهت ترجيحي است.کلبان توضيح مي دهد:«اين اثر به يک قرص محدود خواهد بود.در يک نقطه از آسمان حداکثر شدت را خواهد داشت و با دور شدن از آن نقطه، شدت آن کم مي شود.در يک نقطه، اين اثر ديگر به طور کلي مشاهده نخواهد شد».
اگر آسمان به دور مرکز قرص متقارن به نظر برسد و مثلاً حلقه هاي متحدالمرکزي با دماهاي مختلف به دور آن واقع باشند، چطور؟ به گفتة آگواير:«دشوار بتوان به تفسيري جز اين رسيد که حباب ديگري در حال برخورد با حباب ماست».
بدبين ها وارد معرکه مي شوند!
به سبب اين عامل و عوامل ديگر، تحليل آگواير با متيو جانسون از موسسه ي فناوري کاليفرنيا به نتيجه گيري بدبينانه اي درباره ي احتمال موفقيت رسيد.آنها در سال 2008/1387 در مقاله اي با عنوان «جان به در برد ن از برخورد»نوشتند: «با وجود اين که مي توان تصور کرد که به طور اتفاقي آن قدر به ناحيه ي برخورد نزديک باشيم که آثار آن را ببينيم، سناريوي محتمل تر آن است که تمام سرنخ هاي جالب ديناميک تورم بي پايان در راستايي خاص در آسمان وجود داشته باشند و تا ابد از ما پنهان بمانند؛ مانند کوچک ترين سوزن در انبار کاه کيهاني».
ويلنکين که اين پرسش را همراه گات و ژومه گاريگا از دانشگاه بارسلون بررسي کرده است، دورنماي آشکارسازي اين اثر را در بهترين حالت، نامعلوم ارزيابي مي کند.او مي گويد:«وقتي که حباب تا اندازه ي نامتناهي رشد مي کند، بي شمار مشاهده گر بالقوه وجود خواهند داشت که مي توانند برخوردي را ببينند و نيز بي شمار مشاهده گر خواهند بود که قادر به اين کار نيستند.تا زماني که بفهميم چگونه بايد مقادير بي شمار را با هم مقايسه کنيم، که کاري پردردسر است، فکر نمي کنم بتوانيم پاسخي روشن براي اين پرسش بيابيم که احتمال مشاهده ي برخورد با يک حباب چقدر است».
گروه خوش بينان
به عقيده ي فريوگل، مسئله ي اصلي آن است که کيهان شناسان به راستي هيچ يک از اين اعداد را نمي دانند.نخستين جمله، يعني آهنگ تشکيل حباب را در نظر بگيريد. نظريه پردازان مي دانند که اين عدد بايد کوچک تر از يک باشد-احتمالاً بسيار کوچک تر از يک.در غير اين صورت تمام آب در ديگ روي اجاق مثال ما مي جوشيد، بخار مي شد و هيچ آبي باقي نمي ماند تا تورم بي پايان تداوم بيابد.اما بدون تورم بي پايان، کل سناريوي حباب از بين مي رود.و اما در مورد آن نسبت، دليل خوبي وجود دارد که باور داشته باشيم انرژي خلأ در بيرون از حباب ما به مقياس پلانک، بالاترين مقياس انرژي در فيزيک، نزديک است.اما انرژي اي که باعث ايجاد تورم شد، نمي تواند نزديک به مقياس پلانک باشد زيرا در اين صورت امواج گرانشي اي توليد مي کرد که بايد تاکنون مي ديديم، بنابراين اين نسبت مي تواند عدد بزرگي باشد.
وقتي اين عدد بزرگ را در عدد کوچکي که به تشکيل حباب مربوط است ضرب مي کنيم، چه به دست مي آيد؟ به گفتة کلبان:«متأسفانه اين حاصل ضرب هر چيزي ممکن است باشد.شايد بزرگ، کوچک يا نزديک يک باشد.بهترين دليل براي اين اميدواري آن است که نمي توانيم به اين نتيجه برسيم که اميدي نيست».
فريوگل نيز خوش بين است، اما معتقد نيست که شانس زيادي براي بهبود محاسبات در مدت کوتاه وجود دارد.در عوض او معتقد است که نظريه پردازان بايد بيشتر روي اثرات رصدي و نوعي از اندازه گيري ها که مورد نياز است تمرکز کنند در اين صورت تمام آنچه که اخترشناسان مي توانند انجام بدهند آن است که به مشاهده بپردازند، در حالي که از داده هاي موجود CMB، که هرسال بهتر مي شوند، بهتر مي برند.
اگر خوش اقبال باشيم (با اين فرض که شما حامي نظريه ي برخورد حباب ها هستيد)روزي پژوهش گران ممکن است قرص مربوطه را مشاهده کنند.چنين رويدادي اين نظر را تأييد خواهد کرد که ما در حبابي به سر مي بريم که زماني به حباب ديگري برخورد کرده است.در اين صورت ما چيزي بيش از مطلبي درباره ي حباب ها فرا گرفته ايم و آن اين است که آنچه ما عالم مي ناميم مکاني پيچيده تر و جالب تر از آن است که تاکنون مي انديشيده ايم.
ماهنامه ي نجوم، ارديبهشت 1389
