مترجم: محمدحسین ذوفقاری- حسین زمانی فر
نظریه نسبیت اینشتین پیش بینی می کند که زمان در لحظاتی که تکینگی نامیده می شود پایان می یابد مانند زمانی که ماده به مرکز یک سیاه چاله می رسد یا هنگامی که کیهان در یک برخورد بزرگ فرومی پاشد. این نظریه در عین حال پیش بینی می کند که این تکینگی ها وجود ندارند.
یک راه برای برطرف کردن این تناقض این است که مرگ زمان را تدریجی در نظر بگیریم نه به طور ناگهانی. زمان ممکن است بسیاری از خصوصیاتش را یکی پس از دیگری از دست بدهد؛ جهتش را، مفهوم گذر کردنش و نقشش در مرتب سازی علت و معلولی رویدادها. بالاخره ممکن است زمان به یک فیزیک بی زمان و عمیق تر منتهی شود.
هال 9000 ممکن است یک رایانه بوده باشد ولی بیشترین خصوصیات انسان منشی را در داستان ادیسه فضایی 2001 دارا بود؛ گویا، پرکاربرد و شبکه ای نه فقط متشکل از سیم ها بلکه مملو از تضادها. حتی مرگش تداعی کننده مرگ انسان ها بود. مرگش یک رویداد نبود بلکه یک فرایند بود. در حالی که دیو بود مدارهایش را بیرون می کشید هال قوای ذهنی اش را یکی پس از دیگری از دست می داد و حسش را شرح می داد. او تجربه رگرسیون( بازگشت به گذشته و دیدن خاطرات) را طوری شرح می داد که مردمی که در حال مرگ هستند اغلب نمی توانند شرح دهند.
حیات انسان شاهکاری پیچیده از سازمان یافتگی و پیچیده ترین چیز شناخته شده برای علم است و منشأ یا قسمتی از منشأ آن از تاریک و روشنی بین حیات و عدم حیات گذر می کند. پزشکی مدرن در این تاریکی و روشنی چراغی را روشن می کند به این شکل که پزشکان نوزادان زودرسی که سابقاً از دست می رفتند را نجات می دهند. و مردمی را که یکبار از نقطه ای غیرقابل بازگشت عبور کرده اند، باز می گردانند. همزمان با اینکه فیزیکدانان و فلاسفه برای درک پایان زمان مبارزه می کنند، بسیاری آن را موازی اتمام حیات می دانند. درست هنگامی که حیات از مولکول های غیرزنده ای که خود را سازمان می دهند، پدید می آید زمان ممکن است از برخی مواد بی زمانی نشأت گرفته باشد که خود را سازمان داده اند. (ر.ک به « آیا زمان یک خیال باطل است؟»Scientific American ژوئن 2008). یک دنیای زمانی یک چیز بسیار سازمان یافته است. زمان به ما می گوید که رویدادها کی و برای چه مدت و با چه نظمی رخ می دهند. شاید این سازمان یافتگی نه از بیرون بلکه از درون رخ داده است. چیزی که می تواند ساخته شود ممکن است ساخته نشود. وقتی که ساختار ریز ریز می شود، زمان پایان می یابد. با این طرز تفکر، پایان زمان خیلی تناقض آمیزتر از تکه تکه شدن هر سیستم پیچیده دیگر نیست. زمان یکی پس از دیگری ویژگی هایش را از دست می دهد و مانند هوای گرگ و میش از وجود و عدم، گذر می کند. اولین چیزی که از بین می رود ممکن است تک جهتی بودن(1) آن باشد- سوی پیکان زمان از گذشته به آینده. فیزیکدانان از اواسط قرن نوزدهم پیکان را ویژگی زمان به خودی خود ندانسته بلکه به عنوان ویژگی ماده شناخته اند. زمان ذاتاً دوجهته(2)است؛ پیکانی که ما درک می کنیم افت طبیعی ماده از نظم داشتن به بی نظمی است.(اشاره به قانون دوم ترمودینامیک-م)؛ مشخص هایی که هرکس با کودکان زندگی می کند آن را می شناسد. ریشه این نظم ممکن است وام دار هندسه ای باشد که « مکینز»(3) بنا نهاد. اگر این روند ادامه پیدا کند جهان به یک تعادل یا مرگ گرمایی نزدیک می شود که شاید دیگر نتواند بی نظم تر شود. ذرات منفرد همچنان تجدید سازمان می کنند اما تغییر جهان به عنوان یک کل متوقف می شود، ساعت های باقی مانده در هر دو جهت( گذشته و آینده- م) جنبش می کنند و آینده از گذشته قابل تشخیص نخواهد بود(ر.ک«منشاهای کیهانی پیکان زمان» نوشته سین کارولScientific American(4)ژوئن 2008). تعداد اندکی از فیزیکدانان اینگونه می اندیشند که پیکان ممکن است وارونه شود لذا جهان شروع به منظم کردن خود می نماید اما برای موجودات فانی که اصل وجودشان به یک پیکان رو به آینده بستگی دارد چنین وارونگی درست مثل مرگ گرمایی به زمان برچسب پایان خواهد زد.
او و فیزیکدان دانشگاه کمبریج، استفن هاوکینگ، در دهه 60 نشان دادند که تکینگی تنها در شرایط خاص رخ نمی دهد بلکه باید همه جا وجود داشته باشد. همچنین او ثابت کرد که موادی که درون یک سیاه چاله می افتند پس از آن دیگر حیاتی نخواهند داشت و آن زمان هیچ جایگاهی در یک نظریه بنیادین و صحیح فیزیکی ندارد.
پنروز در آخرین تلاش هایش کارش را با یک مشاهده اولیه محض از جهان آغازین شروع می کند. این شبیه یک جعبه لگو است که روی زمین رها شده و هنوز جمع نشده است- معجونی از کوارک ها، الکترون ها و دیگر ذرات بنیادین.
ساختارهایی همچون اتم ها، مولکول ها، ستارگان و کهکشان ها باید مرحله به مرحله از به هم وصل شدن و جفت و جور شدن این چیزها( که در آن معجون هستند-م) ساخته می شدند. اولین گام پیدایش فوتون ها و نوترینوهایی است که از سه کوارک مجزا ساخته شده اند و حدود یک فمتومتر
عرض دارند. آنها حدود 10 میکرو ثانیه پس از انفجار بزرگ( جهش بزرگ یا هر چیز دیگری که بوده است)به هم پیوسته اند.
قبل از این زمان، هیچ ساختاری وجود نداشت، هیچ چیز از تکه هایی که به هم پیوسته باشند، ساخته نشده بود. بنابراین هیچ چیزی نبود که بتواند به عنوان یک ساعت رفتار کند. نوسانات یک ساعت به یک مرجع قابل فهم همچون طول یک پاندول، فاصله بین دو آینه و یا اندازه مدارهای اتمی وابسته است. هنوز چنین مرجعی وجود نداشت.(همان طور که در تکینگی یک سیاه چاله وجود ندارد-م) دسته هایی از ذرات ممکن است موقتاً به هم پیوسته باشند اما نمی توانستند زمان را بیان کنند زیرا آنها هیچ اندازه ثابتی نداشتند. کوارک ها و الکترون های منفرد نمی توانسته اند به عنوان مرجع قرار داده شوند زیرا آنها نیز هیچ اندازه ای ندارند. مهم نیست که فیزیکدانان ذرات، تا چه اندازه بر روی یک ذره بزرگنمایی می کنند زیرا همه آن چه آنها می بینند تنها یک نقطه است. تنها خاصیت( نشان ) مشابه با اندازه ای که آنها دارند به اصطلاح طول موج کامپتون است که مقیاس اثرات کوانتومی را تنظیم می کند و با جرم، نسبت عکس دارد. و آنها حتی این مقیاس اولیه را هم تا پیش از زمانی در حدود 10 پیکوثانیه بعد از انفجار بزرگ یعنی همان زمان که فرایندی که به آنها جرم می داد هنوز رخ نداده بود، نداشته اند.
پنروز می گوید:« هیچ نوع ساعتی وجود ندارد».«و اشیاء نمی دانند که چگونه ردپای زمان را حفظ کنند.» بدون وجود چیزی که بتواند مقاطع زمانی معمول را نشان دهد، برای ذراتی که در آن سوپ اولیه بوده اند چه یک آتو ثانیه
می گذشته است چه یک فمتوثانیه، هیچ تفاوتی را ایجاد نمی کند.
پنروز پیشنهاد می دهد که این شرایط نه تنها گذشته دور بلکه آینده دور را نیز توصیف می کند. مدت زیادی پس از آنکه همه ستارگان بی فروغ می گردند جهان ظرف جوشان ترسناکی از سیاه چاله ها و ذرات سرگردان خواهد شد. پس از آن حتی سیاه چاله ها نیز از یکدیگر وامی پاشد و تنها ذرات را از خود برجای می گذارند. اغلب آن ذرات همچون فوتون ها بی جرم خواهند بود و باز هم ایجاد ساعت ها غیرممکن خواهد بود.
در آینده های متفاوت دیگری پیش بینی شده است که جهان کاملاً نابود می شود، مانند رمبش بزرگ، ساعت ها باز هم خیلی خوب عمل نمی کنند. شما ممکن است گمان کنید که در آن حال ( مفهوم) گذر زمان به شکل انتزاعی معنا پیدا خواهد کرد حتی اگر هیچ چیزی نتواند آن را اندازه بگیرد. اما پژوهشگران خواهند پرسید چگونه یک کمیت که اصولاً قابل اندازه گیری نیست واقعاً وجود دارد. برای آنها ناتوانی در ساخت یک ساعت نشانه هایی است از اینکه زمان خودش از یکی از ویژگی های معرفش محروم شده است. هنریک زینکرناگل(6) فلسفه فیزیکدان، از دانشگاه گرانادا در اسپانیا که او هم در مورد ناپدید بودن زمان در جهان اولیه مطالعه کرده است، می گوید:« اگر زمان همان چیزی باشد که ساعت آن را اندازه می گیرد، و هیچ ساعتی وجود نداشته باشد پس هیچ زمانی هم وجود ندارد.»
سناریوی پنروز با وجود شکوهش، نقاط ضعفی هم دارد. همه ذرات در آینده دور بی جرم نخواهند بود. حداقل چند الکترون باقی خواهند ماند و شما خواهید توانست از آنها یک ساعت بسازید. پنروز فکر می کند که الکترون ها یک نوع رژیم غذایی گرفته و جرمشان را از دست می دهند. اما او می پذیرد که معلوم نیست ادعایش درست باشد. او می گوید:« این مطلب یکی از ناخوشایندترین چیزها در مورد این نظریه است.»نیز اگر جهان اولیه هیچ درکی از مقیاس نمی داشت چگونه می توانست انبساط یابد و رقیق و خنک شود؟
با این حال پنروز اگر از چیزی سخن بگوید یک مفهوم ضمنی برجسته دارد. اگرچه جهان فشرده شده چگال اولیه و آینده دور همواره در حال تهی شدن، به نظر دو قطب مخالف می رسند به هر حال هر دوی آنها فاقد ساعت و دیگر مقیاس های اندازه گیری هستند.پنروز می گوید:« انفجار بزرگ بسیار شبیه به آینده دور است». او جسورانه گمان می کند که آنها درواقع یک مرحله از یک چرخه کیهانی عظیم هستند. هنگامی که زمان پایان می یابد مانند حرکت به دور حلقه ای به سمت یک مه بانگ جدید باز می گردد. پنروز، مردی که عمرش را بر روی اثبات اینکه تکینگی ها نشان دهنده پایان زمان هستند صرف کرده است، ممکن است عجالتاً راه حلی یافته باشد. قاتل زمان ناجی آن شده است.
ما درون یک غشا( پوسته) به دام افتاده ایم همچون یک کرم صدپا که به یک برگ چسبیده باشد. به طور معمول ما برای گردش به دور زندان چهاربعدیمان آزاد هستیم. اگر غشا با شدت کافی بلغزد تنها کاری که می توانیم انجام دهیم این است که به سختی برای زندگی دوست داشتنیمان زنده بمانیم؛ ولی دیگر نمی توانیم حرکت کنیم. به طور خاص، ما باید سریع تر از سرعت نور حرکت کنیم تا بتوانیم در امتداد غشا پیشروی کنیم اما نمی توانیم این کار را انجام دهیم. همه فرایندها دربرگیرنده نوعی جابه جایی هستند بنابراین نهایتاً متوقف خواهند شد. با یک نگاه از بیرون، محورهای زمان (خطوط زمان)که لحظه های پی در پی از زندگی ما آنها را شکل داده اند پایان نمی یابند، صرفاً خمیده می شوند. به طوری که آنها در عوض خطوطی در فضا می شوند.
غشا هنوز چهاربعدی خواهد بود اما همه چهار بعدش فضایی است. مارس می گوید که غشا اجسام را« وادار می کند تا با سرعتی نزدیک و نزدیک تر به سرعت نور حرکت کنند تا آنکه به تدریج مسیرها آن قدر منحرف( کج) شوند که در واقع سرعتشان فراتر از سرعت نور(11) شود و هیچ زمانی وجود نداشته باشد. نکته کلیدی اینجاست که ممکن است آنها کاملاً از آنچه برایشان اتفاق افتاده است بی اطلاع باشند.»
همچنین چون همه ساعت های ما کند شده و نهایتاً متوقف می شوند هیچ راهی برای این نداریم که بگوییم زمان در حال تغییر شکل به فضا بوده است. همه آن چه ما خواهیم دید اجسامی همچون کهکشان ها خواهند بود که به نظر می رسد در حال افزایش سرعت هستند. به طور شگفتی این دقیقاً همان چیزی است که اخترشناسان می بینند و علت آن را به برخی انواع ناشناخته « انرژی تاریک» نسبت می دهند. آیا می تواند به جای شتاب( آن چیزی که به نظر می آید.م) آخرین آواز زمان باشد؟
اما عکس این موضوع صادق نیست. هر تصویری یک هولوگرام نیست؛ آن تصویر تنها باید به طور خاصی آرایش یافته باشد (تا هولوگرام باشد. م) اگر بر یک هولوگرام خراش بیندازید خطای دیدی را که ایجاد می کند از بین برده اید. به طور مشابه، هر سیستمی از ذرات باعث به وجود آمدن جهانی همچون جهان ما نمی شود. سیستم تنها باید به شکل خاصی آرایش یافته باشد. اگر سیستم در ابتدا فاقد نظم و ترتیب لازم باشد اما بعداً آن را به دست آورد، بعد فضایی( مکانی) به طور ناگهانی به وجود می آید. اگر سیستم به بی نظمی اولیه برسد آن بعد، همان طور که به وجود آمده اکنون ناپدید می شود. حال رمبش (فروپاشی) یک ستاره را به یک سیاه چاله تصور کنید. ستاره برای ما به نظر سه بعدی می رسد اما در برخی از سیستم های ذرات، معادل یک الگوی دو بعدی است. در همان حال که گرانش افزایش می یابد سیستم مسطح(دوبعدی) معادل، با شدتی فزاینده به جنبش درمی آید. زمانی که یک تکینگی شکل می گیرد، نظم به طور کامل درهم می ریزد.این فرایند مشابه ذوب یک مکعب یخی است: مولکول های آب از یک آرایش بلوری منظم بیرون آمده به شکل درهم و برهم مایع درمی آیند. بنابراین بعد سوم در حقیقت ناپدید می شود. چون (این بعد) از بین می رود زمان نیز نتیجتاً از بین می رود.
اگر درون یک سیاه چاله بیفتید، زمان بر روی ساعت شما بسته به فاصله ای دارد که از مرکز سیاه چاله دارید که مطابق با ناپدید شدن بعدهای مکان سنجیده می شود.
همزمان با تجزیه آن بعدها، ساعت شما به طور غیرقابل کنترلی شروع به چرخش می کند و گفتن اینکه رویدادها در زمان های خاص رخ می دهند و اشیاء در مکان های خاص واقعند، غیرممکن خواهد شد. مارتینک می گوید:« تصور هندسی معمول از فضا- زمان( در آن حال) خاتمه یافته است.» این جمله به آن معناست که در حقیقت فضا و زمان دیگر به جهان ساختاری نمی دهند.(بر جهان فرمانروایی نمی کنند) اگر تلاش کنید تا وضعیت اجسام را اندازه بگیرید درخواهید یافت که گویی آنها در بیش از یک مکان قرار دارند. تفکیک مکانی برای آنها معنایی ندارد؛ آنها بدون طی مسافت های حایل از یک مکان به مکان دیگر پرش می کنند. درواقع، به همین خاطر است که تصور کردن یک فضانورد که از نقطه غیرقابل بازگشت سیاه چاله، افق رویداد، گذر می کند می تواند شدنی باشد. هوروویتز می گوید:« اگر فضا و زمان در نزدیکی یک تکینگی وجود نداشته باشد، افق رویداد دیگر به خوبی قابل تعریف نخواهد بود.»
به عبارت دیگر، نظریه ریسمان نه تنها تکینگی مفروض را از صفحه روزگار محو می کند بلکه نقطه ای سرگردان و چیزهایی قابل پذیرش تر را بدون تغییر در بقیه جهان به بقیه جهان، جایگزین می کند. در عوض درهم ریختگی و ناکارآمدی وسیع تری از مفاهیم فضا و زمان را به دست می دهد اثراتی که بیش تر از خود تکینگی مقاوم هستند.
برای حصول اطمینان هنوز نظریه نیازمند تصوری اولیه از زمان در سیستم ذره ای است. پژوهشگران در حال حاضر در تلاش برای توسعه یک ایده از دینامیک هستند که اصلاً زمان را پیش فرض قرار ندهد. تا آن وقت،( که دانشمندان به نظریه فاقد زمان برسند) زمان سرسختانه به حیات خود ادامه می دهد. در فیزیک به شدت این طور جاافتاده است که دانشمندان هنوز باید ناپدید شدن کامل و نهایی زمان را در نظر بگیرند.
علم، چیزهای درک ناپذیر را با درهم ریختن آن و با نشان دادن اینکه یک سفر هول انگیز چیزی جز یک سری گام های کوچک نیست، قابل درک می سازد. بنابراین علم در پایان زمان نیز حضور دارد. و همراه با تفکر پیرامون زمان ارزش خودمان را به عنوان موجودات فانی بیشتر خواهیم دانست. ویژگی هایی که زمان یکی پس از دیگری از دست خواهد داد مقدمات( پیش شرط های) وجود ما هستند.
ما نیاز داریم که زمان برای ما « تک جهتی» باشد تا پیشرفت و رشد کنیم. نیازمند تصوری از گذر زمان و مقیاس هستیم تا بتوانیم ساختارهای پیچیده را ایجاد کنیم. ما برای شرح فرایندها به تقدم علت بر معلول نیاز داریم.
برای اینکه بدن ما نمونه کوچکی از نظم در جهان را پدید آورد به انفصال مکانی احتیاج داریم. هرچه قدر که این خصوصیات از بین می روند توانایی ما نیز برای بقا کمتر می شود. پایان زمان ممکن است چیزی باشد که بتوانیم تصورش کنیم اما هیچ کس آن را مستقیماً تجربه نخواهد کرد چه برسد به اینکه در زمان مرگ بتواند هوشیار باشد(تا آن را درک کند). هرچه که نسل های آینده ما به پایان زمان نزدیک می شوند بیشتر نیازمند مبارزه برای بقا در یک جهان خصومت آمیز هستند و تلاش هایشان تنها به امری اجتناب ناپذیر شتاب می بخشد. با این حال، ما قربانیان تسلیم شده در برابر مرگ زمان نیستیم بلکه خود مقصریم. ما در حین زندگی انرژی را به گرمای بی مصرف تبدیل و در فساد جهان شرکت می کنیم.
ناله بزرگ: یک جهان نامتناهی از لحاظ فضا- زمانی باز است و برای همیشه انبساط می یابد ولی آهنگ افزایش سرعت انبساط به دلیل تأثیر ماده و انرژی معمولی با گذر زمان کم می شود و نرخ انبساط به یک مقدار نهایی می رسد. به این سناریو Big Whimper( به معنی ناله بزرگ که تداعی کننده آخرین آوای جهان در زمان مرگش است) و گاهی Big Chill( به معنی سرمای بزرگ که نماد سرد شدن جهان تا نزدیک صفر کلوین و مرگ گرمایی آن است) گفته می شود. جهان نمی تواند به دمای صفر کلوین برسد ولی بسیار به آن نزدیک می شود.(مثلاً در صد میلیارد سال آینده به دمای حدود 〖10〗^(-16) کلوین خواهد رسید). این پایان حیات هر سیستم زنده ای است زیرا بعد از آن هیچ گرمایی تلف نمی شود- و هیچ حیاتی بدون اتلاف انرژی باقی نخواهد ماند.
منبع: نشریه دانشمند، شماره 583.
یک راه برای برطرف کردن این تناقض این است که مرگ زمان را تدریجی در نظر بگیریم نه به طور ناگهانی. زمان ممکن است بسیاری از خصوصیاتش را یکی پس از دیگری از دست بدهد؛ جهتش را، مفهوم گذر کردنش و نقشش در مرتب سازی علت و معلولی رویدادها. بالاخره ممکن است زمان به یک فیزیک بی زمان و عمیق تر منتهی شود.
هال 9000 ممکن است یک رایانه بوده باشد ولی بیشترین خصوصیات انسان منشی را در داستان ادیسه فضایی 2001 دارا بود؛ گویا، پرکاربرد و شبکه ای نه فقط متشکل از سیم ها بلکه مملو از تضادها. حتی مرگش تداعی کننده مرگ انسان ها بود. مرگش یک رویداد نبود بلکه یک فرایند بود. در حالی که دیو بود مدارهایش را بیرون می کشید هال قوای ذهنی اش را یکی پس از دیگری از دست می داد و حسش را شرح می داد. او تجربه رگرسیون( بازگشت به گذشته و دیدن خاطرات) را طوری شرح می داد که مردمی که در حال مرگ هستند اغلب نمی توانند شرح دهند.
حیات انسان شاهکاری پیچیده از سازمان یافتگی و پیچیده ترین چیز شناخته شده برای علم است و منشأ یا قسمتی از منشأ آن از تاریک و روشنی بین حیات و عدم حیات گذر می کند. پزشکی مدرن در این تاریکی و روشنی چراغی را روشن می کند به این شکل که پزشکان نوزادان زودرسی که سابقاً از دست می رفتند را نجات می دهند. و مردمی را که یکبار از نقطه ای غیرقابل بازگشت عبور کرده اند، باز می گردانند. همزمان با اینکه فیزیکدانان و فلاسفه برای درک پایان زمان مبارزه می کنند، بسیاری آن را موازی اتمام حیات می دانند. درست هنگامی که حیات از مولکول های غیرزنده ای که خود را سازمان می دهند، پدید می آید زمان ممکن است از برخی مواد بی زمانی نشأت گرفته باشد که خود را سازمان داده اند. (ر.ک به « آیا زمان یک خیال باطل است؟»Scientific American ژوئن 2008). یک دنیای زمانی یک چیز بسیار سازمان یافته است. زمان به ما می گوید که رویدادها کی و برای چه مدت و با چه نظمی رخ می دهند. شاید این سازمان یافتگی نه از بیرون بلکه از درون رخ داده است. چیزی که می تواند ساخته شود ممکن است ساخته نشود. وقتی که ساختار ریز ریز می شود، زمان پایان می یابد. با این طرز تفکر، پایان زمان خیلی تناقض آمیزتر از تکه تکه شدن هر سیستم پیچیده دیگر نیست. زمان یکی پس از دیگری ویژگی هایش را از دست می دهد و مانند هوای گرگ و میش از وجود و عدم، گذر می کند. اولین چیزی که از بین می رود ممکن است تک جهتی بودن(1) آن باشد- سوی پیکان زمان از گذشته به آینده. فیزیکدانان از اواسط قرن نوزدهم پیکان را ویژگی زمان به خودی خود ندانسته بلکه به عنوان ویژگی ماده شناخته اند. زمان ذاتاً دوجهته(2)است؛ پیکانی که ما درک می کنیم افت طبیعی ماده از نظم داشتن به بی نظمی است.(اشاره به قانون دوم ترمودینامیک-م)؛ مشخص هایی که هرکس با کودکان زندگی می کند آن را می شناسد. ریشه این نظم ممکن است وام دار هندسه ای باشد که « مکینز»(3) بنا نهاد. اگر این روند ادامه پیدا کند جهان به یک تعادل یا مرگ گرمایی نزدیک می شود که شاید دیگر نتواند بی نظم تر شود. ذرات منفرد همچنان تجدید سازمان می کنند اما تغییر جهان به عنوان یک کل متوقف می شود، ساعت های باقی مانده در هر دو جهت( گذشته و آینده- م) جنبش می کنند و آینده از گذشته قابل تشخیص نخواهد بود(ر.ک«منشاهای کیهانی پیکان زمان» نوشته سین کارولScientific American(4)ژوئن 2008). تعداد اندکی از فیزیکدانان اینگونه می اندیشند که پیکان ممکن است وارونه شود لذا جهان شروع به منظم کردن خود می نماید اما برای موجودات فانی که اصل وجودشان به یک پیکان رو به آینده بستگی دارد چنین وارونگی درست مثل مرگ گرمایی به زمان برچسب پایان خواهد زد.
گم شدن رد پای زمان
بیشتر پژوهش های اخیر اظهار می دارند که پیکان تنها ویژگی ای نیست که ممکن است زمان طی مرگ خود در اثر تضعیفش از دست بدهد. ویژگی دیگر می تواند مفهوم گذر زمان باشد. همان طور که می دانیم زمان درقالب واحدهایی همچون ثانیه ها روزها و سال ها به وجود می آید. اگر این گونه نبود ما می توانستیم بگوییم که رویدادها با چه ترتیب زمانی رخ می دهند اما نمی توانستیم بگوییم که برای چه مدتی رخ می دهند. این سناریو همان چیزی است که فیزیکدان دانشگاه آکسفورد، « راجر پنروز»(5) در کتاب جدیدش، سیکل های زمان: دیدگاهی فوق العاده جدید از جهان مطرح می کند. به نظر می آید پنروز در خلال کارهایش با مفهوم زمان مشکل داشته باشد.او و فیزیکدان دانشگاه کمبریج، استفن هاوکینگ، در دهه 60 نشان دادند که تکینگی تنها در شرایط خاص رخ نمی دهد بلکه باید همه جا وجود داشته باشد. همچنین او ثابت کرد که موادی که درون یک سیاه چاله می افتند پس از آن دیگر حیاتی نخواهند داشت و آن زمان هیچ جایگاهی در یک نظریه بنیادین و صحیح فیزیکی ندارد.
پنروز در آخرین تلاش هایش کارش را با یک مشاهده اولیه محض از جهان آغازین شروع می کند. این شبیه یک جعبه لگو است که روی زمین رها شده و هنوز جمع نشده است- معجونی از کوارک ها، الکترون ها و دیگر ذرات بنیادین.
ساختارهایی همچون اتم ها، مولکول ها، ستارگان و کهکشان ها باید مرحله به مرحله از به هم وصل شدن و جفت و جور شدن این چیزها( که در آن معجون هستند-م) ساخته می شدند. اولین گام پیدایش فوتون ها و نوترینوهایی است که از سه کوارک مجزا ساخته شده اند و حدود یک فمتومتر
قبل از این زمان، هیچ ساختاری وجود نداشت، هیچ چیز از تکه هایی که به هم پیوسته باشند، ساخته نشده بود. بنابراین هیچ چیزی نبود که بتواند به عنوان یک ساعت رفتار کند. نوسانات یک ساعت به یک مرجع قابل فهم همچون طول یک پاندول، فاصله بین دو آینه و یا اندازه مدارهای اتمی وابسته است. هنوز چنین مرجعی وجود نداشت.(همان طور که در تکینگی یک سیاه چاله وجود ندارد-م) دسته هایی از ذرات ممکن است موقتاً به هم پیوسته باشند اما نمی توانستند زمان را بیان کنند زیرا آنها هیچ اندازه ثابتی نداشتند. کوارک ها و الکترون های منفرد نمی توانسته اند به عنوان مرجع قرار داده شوند زیرا آنها نیز هیچ اندازه ای ندارند. مهم نیست که فیزیکدانان ذرات، تا چه اندازه بر روی یک ذره بزرگنمایی می کنند زیرا همه آن چه آنها می بینند تنها یک نقطه است. تنها خاصیت( نشان ) مشابه با اندازه ای که آنها دارند به اصطلاح طول موج کامپتون است که مقیاس اثرات کوانتومی را تنظیم می کند و با جرم، نسبت عکس دارد. و آنها حتی این مقیاس اولیه را هم تا پیش از زمانی در حدود 10 پیکوثانیه بعد از انفجار بزرگ یعنی همان زمان که فرایندی که به آنها جرم می داد هنوز رخ نداده بود، نداشته اند.
پنروز می گوید:« هیچ نوع ساعتی وجود ندارد».«و اشیاء نمی دانند که چگونه ردپای زمان را حفظ کنند.» بدون وجود چیزی که بتواند مقاطع زمانی معمول را نشان دهد، برای ذراتی که در آن سوپ اولیه بوده اند چه یک آتو ثانیه
پنروز پیشنهاد می دهد که این شرایط نه تنها گذشته دور بلکه آینده دور را نیز توصیف می کند. مدت زیادی پس از آنکه همه ستارگان بی فروغ می گردند جهان ظرف جوشان ترسناکی از سیاه چاله ها و ذرات سرگردان خواهد شد. پس از آن حتی سیاه چاله ها نیز از یکدیگر وامی پاشد و تنها ذرات را از خود برجای می گذارند. اغلب آن ذرات همچون فوتون ها بی جرم خواهند بود و باز هم ایجاد ساعت ها غیرممکن خواهد بود.
در آینده های متفاوت دیگری پیش بینی شده است که جهان کاملاً نابود می شود، مانند رمبش بزرگ، ساعت ها باز هم خیلی خوب عمل نمی کنند. شما ممکن است گمان کنید که در آن حال ( مفهوم) گذر زمان به شکل انتزاعی معنا پیدا خواهد کرد حتی اگر هیچ چیزی نتواند آن را اندازه بگیرد. اما پژوهشگران خواهند پرسید چگونه یک کمیت که اصولاً قابل اندازه گیری نیست واقعاً وجود دارد. برای آنها ناتوانی در ساخت یک ساعت نشانه هایی است از اینکه زمان خودش از یکی از ویژگی های معرفش محروم شده است. هنریک زینکرناگل(6) فلسفه فیزیکدان، از دانشگاه گرانادا در اسپانیا که او هم در مورد ناپدید بودن زمان در جهان اولیه مطالعه کرده است، می گوید:« اگر زمان همان چیزی باشد که ساعت آن را اندازه می گیرد، و هیچ ساعتی وجود نداشته باشد پس هیچ زمانی هم وجود ندارد.»
سناریوی پنروز با وجود شکوهش، نقاط ضعفی هم دارد. همه ذرات در آینده دور بی جرم نخواهند بود. حداقل چند الکترون باقی خواهند ماند و شما خواهید توانست از آنها یک ساعت بسازید. پنروز فکر می کند که الکترون ها یک نوع رژیم غذایی گرفته و جرمشان را از دست می دهند. اما او می پذیرد که معلوم نیست ادعایش درست باشد. او می گوید:« این مطلب یکی از ناخوشایندترین چیزها در مورد این نظریه است.»نیز اگر جهان اولیه هیچ درکی از مقیاس نمی داشت چگونه می توانست انبساط یابد و رقیق و خنک شود؟
با این حال پنروز اگر از چیزی سخن بگوید یک مفهوم ضمنی برجسته دارد. اگرچه جهان فشرده شده چگال اولیه و آینده دور همواره در حال تهی شدن، به نظر دو قطب مخالف می رسند به هر حال هر دوی آنها فاقد ساعت و دیگر مقیاس های اندازه گیری هستند.پنروز می گوید:« انفجار بزرگ بسیار شبیه به آینده دور است». او جسورانه گمان می کند که آنها درواقع یک مرحله از یک چرخه کیهانی عظیم هستند. هنگامی که زمان پایان می یابد مانند حرکت به دور حلقه ای به سمت یک مه بانگ جدید باز می گردد. پنروز، مردی که عمرش را بر روی اثبات اینکه تکینگی ها نشان دهنده پایان زمان هستند صرف کرده است، ممکن است عجالتاً راه حلی یافته باشد. قاتل زمان ناجی آن شده است.
زمان همچنان استقامت می کند
حتی اگر گذر زمان بی معنا شود و فمتوثانیه و آتوثانیه در یکدیگر محو شوند( غیرقابل تشخیص شوند) باز هم زمان کاملاً از بین نمی رود. هنوز رویدادها را کنترل می کند تا در یک توالی علت و معلولی آشکار گردند. در این رابطه، زمان با فضا که محدودیت هایی را بر چگونگی آرایش اجسام درون آن، ایجاد می کند متفاوت است. دو رویداد که از نظر زمانی نزدیک به هم اتفاق می افتند- مثلاً‌به محض اینکه من روی صفحه کلیدم تایپ می کنم و حروف روی صفحه نمایش ظاهر می شوند- به صورت جدانشدنی ای به هم متصل هستند. اما دو جسم که در فضا به هم نزدیک هستند- یک صفحه کلید و یک کاغذ یادداشت ممکن است هیچ چیز برای ارتباط با یکدیگر نداشته باشند. ارتباط های فضایی( مکانی) واقعاً همان اجتناب ناپذیری( و بدیهی بودن .م) ارتباط های زمانی را ندارند. اما زمان، تحت شرایطی خاص حتی این وظیفه سامان بخشی اولیه را نیز می تواند از دست بدهد و تنها بعدی از فضا شود. این ایده به دهه 80 باز می گردد؛ زمانی که هاوکینگ و هارتل به دنبال این بودند که مه بانگ را به عنوان لحظه تمایز فضا و زمان معرفی کنند. سه سال بعد« مارک مارس»(7) از دانشگاه سالامانکای اسپانیا، « حوز سنوویلا»(8) و «رائول ورا»(9) از دانشگاه باسکی چنین ایده ای را نه برای آغاز زمان بلکه برای پایان آن به کار گرفتند. آنها از نظریه ریسمان و حدس آن مبنی بر اینکه جهان چهاربعدی ما- سه بعد فضا و یک بعد زمان آن- ممکن است یک غشا(10)(پوسته ) باشد که همچون یک برگ در باد، درون فضایی با ابعاد بالاتر n(بعدی) شناور است، الهام گرفتند.ما درون یک غشا( پوسته) به دام افتاده ایم همچون یک کرم صدپا که به یک برگ چسبیده باشد. به طور معمول ما برای گردش به دور زندان چهاربعدیمان آزاد هستیم. اگر غشا با شدت کافی بلغزد تنها کاری که می توانیم انجام دهیم این است که به سختی برای زندگی دوست داشتنیمان زنده بمانیم؛ ولی دیگر نمی توانیم حرکت کنیم. به طور خاص، ما باید سریع تر از سرعت نور حرکت کنیم تا بتوانیم در امتداد غشا پیشروی کنیم اما نمی توانیم این کار را انجام دهیم. همه فرایندها دربرگیرنده نوعی جابه جایی هستند بنابراین نهایتاً متوقف خواهند شد. با یک نگاه از بیرون، محورهای زمان (خطوط زمان)که لحظه های پی در پی از زندگی ما آنها را شکل داده اند پایان نمی یابند، صرفاً خمیده می شوند. به طوری که آنها در عوض خطوطی در فضا می شوند.
غشا هنوز چهاربعدی خواهد بود اما همه چهار بعدش فضایی است. مارس می گوید که غشا اجسام را« وادار می کند تا با سرعتی نزدیک و نزدیک تر به سرعت نور حرکت کنند تا آنکه به تدریج مسیرها آن قدر منحرف( کج) شوند که در واقع سرعتشان فراتر از سرعت نور(11) شود و هیچ زمانی وجود نداشته باشد. نکته کلیدی اینجاست که ممکن است آنها کاملاً از آنچه برایشان اتفاق افتاده است بی اطلاع باشند.»
همچنین چون همه ساعت های ما کند شده و نهایتاً متوقف می شوند هیچ راهی برای این نداریم که بگوییم زمان در حال تغییر شکل به فضا بوده است. همه آن چه ما خواهیم دید اجسامی همچون کهکشان ها خواهند بود که به نظر می رسد در حال افزایش سرعت هستند. به طور شگفتی این دقیقاً همان چیزی است که اخترشناسان می بینند و علت آن را به برخی انواع ناشناخته « انرژی تاریک» نسبت می دهند. آیا می تواند به جای شتاب( آن چیزی که به نظر می آید.م) آخرین آواز زمان باشد؟
زمان شما پایان یافته است
در مرحله اخیر ممکن است به نظر برسد که زمان به پوچی و نیستی گراییده است. اما هنوز سایه ای از زمان باقی مانده است. حتی اگر نتوانید مدت و یا ارتباط های علت و معلولی را تعریف کنید باز هم خواهید توانست رویدادها را با زمان رخ دادن آنها نشانه گذاری کنید و بر روی محور زمان مرتب کنید. گروه هایی از نظریه پردازان ریسمان به تازگی در این زمینه که چگونه زمان ممکن است از این آخرین ویژگی باقیمانده اش رهایی یابد، پیشرفت هایی داشته اند. «امیل مارتینک»(12) و « ساودیپ ستی»(13) از دانشگاه شیکاگو، «دنیل رابینس»(14) از دانشگاه A&M تگزاس به همراه « هورویتز» و « ایوا سیلورشتاین»(15) از دانشگاه استنفورد و « آلبیون لورنس»(16) از دانشگاه برندیس در کنار دیگران، با استفاده از یکی از قدرتمندترین ایده های نظریه ریسمان که به اصل هولوگرافیک موسوم است، بر روی آنچه برای زمان در تکینگی های سیاه چاله اتفاق می افتد، مطالعاتی را انجام داده اند. هولوگرام نوع خاصی از تصویر است که احساس عمق می دهد. هولوگرام برخلاف تصویر مسطح، طوری آرایش یافته است که گویی یک جسم جامد در فضایی سه بعدی جلوی رویتان شناور است. اصل هولوگرافیک می گوید که کل جهان ما شبیه یک تصویر هولوگرافیک است. یک سیستم پیچیده از ذرات کوانتومی در حال برهم کنش می تواند حس عمق القا کند به عبارت دیگر، یک بعد فضایی را که در سیستم اصلی وجود ندارد ایجاد می کند.اما عکس این موضوع صادق نیست. هر تصویری یک هولوگرام نیست؛ آن تصویر تنها باید به طور خاصی آرایش یافته باشد (تا هولوگرام باشد. م) اگر بر یک هولوگرام خراش بیندازید خطای دیدی را که ایجاد می کند از بین برده اید. به طور مشابه، هر سیستمی از ذرات باعث به وجود آمدن جهانی همچون جهان ما نمی شود. سیستم تنها باید به شکل خاصی آرایش یافته باشد. اگر سیستم در ابتدا فاقد نظم و ترتیب لازم باشد اما بعداً آن را به دست آورد، بعد فضایی( مکانی) به طور ناگهانی به وجود می آید. اگر سیستم به بی نظمی اولیه برسد آن بعد، همان طور که به وجود آمده اکنون ناپدید می شود. حال رمبش (فروپاشی) یک ستاره را به یک سیاه چاله تصور کنید. ستاره برای ما به نظر سه بعدی می رسد اما در برخی از سیستم های ذرات، معادل یک الگوی دو بعدی است. در همان حال که گرانش افزایش می یابد سیستم مسطح(دوبعدی) معادل، با شدتی فزاینده به جنبش درمی آید. زمانی که یک تکینگی شکل می گیرد، نظم به طور کامل درهم می ریزد.این فرایند مشابه ذوب یک مکعب یخی است: مولکول های آب از یک آرایش بلوری منظم بیرون آمده به شکل درهم و برهم مایع درمی آیند. بنابراین بعد سوم در حقیقت ناپدید می شود. چون (این بعد) از بین می رود زمان نیز نتیجتاً از بین می رود.
اگر درون یک سیاه چاله بیفتید، زمان بر روی ساعت شما بسته به فاصله ای دارد که از مرکز سیاه چاله دارید که مطابق با ناپدید شدن بعدهای مکان سنجیده می شود.
همزمان با تجزیه آن بعدها، ساعت شما به طور غیرقابل کنترلی شروع به چرخش می کند و گفتن اینکه رویدادها در زمان های خاص رخ می دهند و اشیاء در مکان های خاص واقعند، غیرممکن خواهد شد. مارتینک می گوید:« تصور هندسی معمول از فضا- زمان( در آن حال) خاتمه یافته است.» این جمله به آن معناست که در حقیقت فضا و زمان دیگر به جهان ساختاری نمی دهند.(بر جهان فرمانروایی نمی کنند) اگر تلاش کنید تا وضعیت اجسام را اندازه بگیرید درخواهید یافت که گویی آنها در بیش از یک مکان قرار دارند. تفکیک مکانی برای آنها معنایی ندارد؛ آنها بدون طی مسافت های حایل از یک مکان به مکان دیگر پرش می کنند. درواقع، به همین خاطر است که تصور کردن یک فضانورد که از نقطه غیرقابل بازگشت سیاه چاله، افق رویداد، گذر می کند می تواند شدنی باشد. هوروویتز می گوید:« اگر فضا و زمان در نزدیکی یک تکینگی وجود نداشته باشد، افق رویداد دیگر به خوبی قابل تعریف نخواهد بود.»
به عبارت دیگر، نظریه ریسمان نه تنها تکینگی مفروض را از صفحه روزگار محو می کند بلکه نقطه ای سرگردان و چیزهایی قابل پذیرش تر را بدون تغییر در بقیه جهان به بقیه جهان، جایگزین می کند. در عوض درهم ریختگی و ناکارآمدی وسیع تری از مفاهیم فضا و زمان را به دست می دهد اثراتی که بیش تر از خود تکینگی مقاوم هستند.
برای حصول اطمینان هنوز نظریه نیازمند تصوری اولیه از زمان در سیستم ذره ای است. پژوهشگران در حال حاضر در تلاش برای توسعه یک ایده از دینامیک هستند که اصلاً زمان را پیش فرض قرار ندهد. تا آن وقت،( که دانشمندان به نظریه فاقد زمان برسند) زمان سرسختانه به حیات خود ادامه می دهد. در فیزیک به شدت این طور جاافتاده است که دانشمندان هنوز باید ناپدید شدن کامل و نهایی زمان را در نظر بگیرند.
علم، چیزهای درک ناپذیر را با درهم ریختن آن و با نشان دادن اینکه یک سفر هول انگیز چیزی جز یک سری گام های کوچک نیست، قابل درک می سازد. بنابراین علم در پایان زمان نیز حضور دارد. و همراه با تفکر پیرامون زمان ارزش خودمان را به عنوان موجودات فانی بیشتر خواهیم دانست. ویژگی هایی که زمان یکی پس از دیگری از دست خواهد داد مقدمات( پیش شرط های) وجود ما هستند.
ما نیاز داریم که زمان برای ما « تک جهتی» باشد تا پیشرفت و رشد کنیم. نیازمند تصوری از گذر زمان و مقیاس هستیم تا بتوانیم ساختارهای پیچیده را ایجاد کنیم. ما برای شرح فرایندها به تقدم علت بر معلول نیاز داریم.
برای اینکه بدن ما نمونه کوچکی از نظم در جهان را پدید آورد به انفصال مکانی احتیاج داریم. هرچه قدر که این خصوصیات از بین می روند توانایی ما نیز برای بقا کمتر می شود. پایان زمان ممکن است چیزی باشد که بتوانیم تصورش کنیم اما هیچ کس آن را مستقیماً تجربه نخواهد کرد چه برسد به اینکه در زمان مرگ بتواند هوشیار باشد(تا آن را درک کند). هرچه که نسل های آینده ما به پایان زمان نزدیک می شوند بیشتر نیازمند مبارزه برای بقا در یک جهان خصومت آمیز هستند و تلاش هایشان تنها به امری اجتناب ناپذیر شتاب می بخشد. با این حال، ما قربانیان تسلیم شده در برابر مرگ زمان نیستیم بلکه خود مقصریم. ما در حین زندگی انرژی را به گرمای بی مصرف تبدیل و در فساد جهان شرکت می کنیم.
زمان باید بمیرد تا ما زنده بمانیم
مرگ گرمایی: براساس قانون دوم ترمودینامیک آنتروپی کل جهان در حال افزایش است. پس با به کار بستن این قانون در مورد کیهان نتیجه می گیریم موتور کیهان سرانجام فرسوده شده و از رمق می افتد. سوخت ستارگان مصرف می شود و فقط مجموعه ای از سیاه چاله های تاریک و اجرام آسمانی کم فروغی مانند کوتوله های سفید باقی می مانند.ناله بزرگ: یک جهان نامتناهی از لحاظ فضا- زمانی باز است و برای همیشه انبساط می یابد ولی آهنگ افزایش سرعت انبساط به دلیل تأثیر ماده و انرژی معمولی با گذر زمان کم می شود و نرخ انبساط به یک مقدار نهایی می رسد. به این سناریو Big Whimper( به معنی ناله بزرگ که تداعی کننده آخرین آوای جهان در زمان مرگش است) و گاهی Big Chill( به معنی سرمای بزرگ که نماد سرد شدن جهان تا نزدیک صفر کلوین و مرگ گرمایی آن است) گفته می شود. جهان نمی تواند به دمای صفر کلوین برسد ولی بسیار به آن نزدیک می شود.(مثلاً در صد میلیارد سال آینده به دمای حدود 〖10〗^(-16) کلوین خواهد رسید). این پایان حیات هر سیستم زنده ای است زیرا بعد از آن هیچ گرمایی تلف نمی شود- و هیچ حیاتی بدون اتلاف انرژی باقی نخواهد ماند.
پی نوشت ها :
1.unidierctionality
2.bidirectional
3.McInnes
4.Sean M.Carroll
5.Roger Penrose
6.Henrik Zinkernagel
7.Marc Mars
8.Jose M.M.Senovilla
9.Raul Vera
10.membrane
11.superluminal
12.Emil J.Martinec
13.Savdeep S.Sethi
14.Daniel Robbins
15.Eva Silverstein
16.Albion Lawrence
منبع: نشریه دانشمند، شماره 583.
