دوران كودكي يك نوزاد

از اوايل سالهاي دهه ي 1970، مقاله هاي مجله ها و برنامه هاي ويژه ي تلويزيوني، داستان استيون هاوكينگ را نقل مي كردند. در اواخر دهه ي 1980، پس از انتشار تاريخچه ي زمان، بيشتر نشريات ادواري دنيا گزارشهايي درباره ي او به چاپ مي رساندند. گزارشگرها و عكاسان، همه جا از او استقبال مي كردند. در عنوانهاي اصلي اين مجلات «فيزيكدان شجاع، فكر خدا را مي داند» غوغا مي كرد. عكس او روي مجله ي نيوزويك(1)چاپ شد. زمينه ي اين عكس به صورتي نمايشي، برق ستاره ها و سحابيها را نشان مي داد و زيرعكس جمله ي ستايش آميز«خبره ي رموز جهان»(2)به چشم مي خورد. در سال 1989 برنامه ي «20/20» شبكه ي تلويزيوني ABC با هاوكينگ و خانواده اش مصاحبه اي به عمل آورد و در انگلستان يك برنامه ي تلويزيوني ويژه به نام «استيون هاوكينگ: خبره ي رموز جهان» به نمايش گذاشته شد. هاوكينگ، ديگر فقط موفق و مشهور نبود. او يك بُت، يك ستاره ي بزرگ در رديف قهرمانان ورزش و موسيقي راك قرار گرفته بود. در همين سالها اعطاي جوايز فرهنگي نيز سرازير شد: پنج دكتراي افتخاري و هفت جايزه ي بين المللي ديگر.
جين هاوكينگ مي گفت: «از اينكه توانسته ام يك خانواده ي متحد بمانيم، فرزندان ما عالي هستند و استيون هنوز قادر به زندگي در خانه و در سر كار خود است، احساس سعادت مي كنم.»(3)در همين زمان روبرت هاوكينگ دانشجوي دانشگاه كمبريج در رشته ي فيزيك بود و براي كالج خود، كورپوس كريستي، در مسابقات قايقراني پارو مي زد. يك برنامه ي تلويزيوني، او را در حالي نشان مي داد كه در جريان يك مسابقه روي رودخانه پارو مي زند و بقيه ي خانواده، از جمله هاوكينگ، با صداي مصنوعي اش در كنار رودخانه براي روبرت ابراز احساسات مي كنند. لوسي هيجده سال داشت و مي خواست هنرمند تئاتر شود. او برنامه ريزي كرده بود كه يكسال مرخصي بگيرد و بعد به آكسفورد برود. تيمي در آن زمان ده سال داشت، هاوكينگ مي گفت: «او از همه ي فرزندانم به من شبيه تر است». او و تيمي، بازي را دوست داشتند. هاوكينگ معمولاً در شطرنج برنده مي شد و تيمي در مونوپولي. تيمي مي گفت: «به اين ترتيب ما هريك در كاري بسيار خوب هستيم.»(4)در سال 1988 عكاس آمريكايي استيون شِيمس(5)، عكسهايي از آنها را در حالي كه سرگرم بازي قايم موشك بودند، گرفت. تيمي در اين بازي برجستگي خود را نشان داد. او از صداي موتور صندلي چرخدار پدرش، تشخيص مي داد كه به او نزديك شده است.
لوسي به مصاحبه كنندگان گفت كه او و پدرش گرچه هر دو لجباز هستند «ولي با هم خوب كنار مي آييم. من درواقع بايد اذعان كنم كه با او در خيلي از موارد مشاجره مي كرديم و هيچ يك از ما حاضر نبوديم از مواضع خود دست برداريم. من فكر مي كنم كه خيلي از مردم نمي دانند او چه قدر لجباز است. همين قدر كه فكري در سر او جاي گيرد، آن را بدون توجه به پيامدهاي آن دنبال مي كند. او چيزي را رها نمي كند.» «او هرچه را كه مي خواهد، به هر قيمتي براي ديگران تمام شود، انجام مي دهد.»(6)اين جملات زننده به نظر مي رسد اما وقتي با لوسي صحبت مي كنيد كاملاً روشن است كه پدرش را بي نهايت دوست دارد و به عقيده ي او احترام مي گذارد. او در ادامه ي مصاحبه گفت كه پدرش در وضعي است كه مجبور است لجباز باشد. اين روشي براي ادامه ي زندگي است. قوت اراده، او را به كار هر روزه به طور مداوم وامي دارد. پوزخند مي زند، شوخي مي كند و وضع غمناك بدني خود را ناديده مي گيرد. اگر هم اين رفتارها بعضي مواقع او را لوس و خودبين جلوه مي دهد، كاملاً منطقي است كه او را ببخشيم. لوسي در مورد سلامتي و ترس او از مرگ مي گويد: « من هميشه فكر مي كنم، اوه... او خوب خواهد شد زيرا تا به حال در هر اتفاقي كه براي او افتاده، از آن جان سالم به در برده است. البته نمي توان در مورد كسي كه اين قدر نحيف است نگران نبود. من هر بار كه او از خانه بيرون مي رود، نگران مي شوم.»(7)
در محافل دانشگاهي، فيزيكدانان جهان كماكان احترام فوق العاده اي به هاوكينگ از خود نشان مي دهند. اما جنجال رسانه ها آنها را تا اندازه اي حيرت زده مي كند. اينكه درآمد فروش كتابها در ميليونها نسخه زيادتر از هزينه ي تحصيل لوسي بوده نياز به حساب و كتاب زياد ندارد. بعضي مواقع زمزمه هاي درِگوشي به اين مضمون شنيده مي شود: «پژوهشهاي او با ديگر فيزيكدانان تفاوت ندارد؛ حالت او موجب اين شهرت شده است». اما تعجب آور است كه اين اظهارنظر، كم شنيده شده است. هاوكينگ به خوبي مي تواند در هر جمعي موقعيت خود را حفظ كند و دربرابر مخالفتها،‌ بايستند. اين را همه مي دانند. علاوه بر اين، همكارانش از ديدار او، لذت مي برند. سيدني كولمان(8)از دانشگاه هاروارد كه با هاوكينگ نه تنها در زمينه ي فيزيك بلكه به عنوان يك هنرپيشه ي كمدي در كلاس رقابت مي كند، از اينكه شهرت هاوكينگ او را بيشتر به آمريكا و اغلب به نيوانگلند(9)مي كشاند، خوشحال است. گاهي فيزيكدانان ديگر، به طور غيرموجهي در سايه ي هاوكينگ قرار مي گيرند ولي با وجود اين، از شخص او گله اي ندارند.
با اين حال، نامعقول نيست اگر فكر كنيم كه دستاوردهاي علمي هاوكينگ هيچ وقت به تنهايي نمي توانست اين شهرت را براي او كسب كند و موجب فروش ميليونها جلد كتاب شود. آيا آنهايي كه مي گويند او از وضع غم انگيز خود سوء استفاده كرده و با صندلي چرخدار به سوي شهرت و جمع آوري ثروت تاخته است، درست مي گويند؟ درست اين است كه گرچه هاوكينگ با احتمال زياد، عكس آن را ترجيح مي داد، اما مردم براي روحيه ي او بيشتر از پژوهشهايش، ارزش قائل هستند. او تنها شخصي نيست كه دشواريهاي عظيمي را پشت سر گذاشته و موضع مثبتي در شرايط ناسازگار داشته است. اما چه كسي اين كار را با چنين موفقيت درخشان و شيوه ي جذابي انجام داده است؟
او بيش از يك ربع قرن، شايد به استثناي فواصل زماني كوتاهي كه ما از آن هيچ نخواهيم دانست، روحيه ي خوش بينانه و عزم راسخش را به نفع خود نگه داشت. بقا و موفقيت او به اين امر بستگي داشت. با اين همه، اين مسئوليتي تنها در برابر خود و خانواده اش بود. اما، در اواخر دهه ي 1980، اين امر مسئوليتي در برابر ميليونها نفر شده بود كه از او الهام گرفته بودند. نه تنها معلولين، بلكه بسياري انتظار داشتند كه او ثابت كند، با وجود شرايط غم انگيز، زندگي و مردم مي تواند باز هم با شكوه باشد. اگر هاوكينگ در برابر اين مسئوليت بزرگي كه بر دوش او سنگيني مي كرد، محتاط بود، نبايد تعجب كنيم. او همواره مي گفت كه من انسان ساده اي بيش نيستم.
هاوكينگ، براي معلولين، الگويي بسيار عالي شده بود. اما گاهي تفاوت بين آنچه او به دست آورده بود و آنچه بيشتر معلولين ديگر مي توانستند از خود انتظار داشته باشند، مأيوس كننده بود. هاوكينگ در هر چيز ديگر غير از بيماريش بيش از انتظار خوش اقبال بود. معدود كساني مي توانند همسري مثل جين پيدا كنند، قدرت تمركز و اعتماد به نفسي مثل هاوكينگ را داشته باشند و به نبوغ او دست يابند.
جين هاوكينگ خاطرنشان مي كند كه اگر شوهرش يك دبير فيزيك ناشناس بود، او قادر نبود يك بنياد خيريه را وادارد كه 50 هزار پوند در سال براي خدمات پرستاري تأمين كند. برنامه ي كامپيوتري هم وجود نداشت. او مجبور بود در آسايشگاه معلولان تحت نظارت پرستاران، روزي پس از روز ديگر را بدون هدف، سپري كند. زندگي او، دور از خانواده، در انزوا ارزش خود را از دست مي داد. كوتاهي خدمات ملي بهداشت(NHS)(10) براي قبول هزينه ي پرستاري، موجب شد كه جين مبارزه اي را به نفع آنهايي كه با چنين مشكلاتي رو به رو هستند آغاز كند. هدف كوششهاي او اين بود كه مؤسسه ي نامبرده، به جاي اينكه افراد خانواده ها را از هم جدا كند، هزينه ي پرستاري در منزل را بپردازد. تصوير هاوكينگ، دانشگاهها را تشويق كرد كه خوابگاههايي براي دانشجوياني كه به پرستاري 24 ساعته نياز دارند برپا كند، تا آنها بتوانند به تحصيل خود ادامه دهند. يك تنديس آبستره ي كوچك شيشه اي در دفتر كار هاوكينگ، روي يك قفسه ديده مي شود كه از اطراف «خانه ي هاوكينگ» خوابگاهي در دانشگاه بريستول، به هاوكينگ هديه شده است. در كمبريج، مشغول جمع آوري پول، براي ايجاد ساختمان مشابهي هستند.
تأثير آن روي دنيا هرچه باشد، در 1989 استيون هاوكينگ بر مشكلات فراوان پيروز شده بود. ملكه ي انگلستان، لقب مصاحب افتخاري(11)، يعني بالاترين افتخار ممكن را به او اعطا كرد. دانشگاه كمبريج در يك اقدام كم نظير، به يكي از همكاران رسمي خود عنوان دكتراي افتخاري داد. هاوكينگ، اين عنوان افتخاري را از دست پرنس فيليپ(12)، رئيس دانشگاه دريافت كرد. در مراسمي كه برپا شد، او از خانه ي سِنا(13)به كنسرت دسته آواز كينگز كالج(14)، كالج سنت جان(15)و كنسرت گروه سازهاي بادي برنجي دانشگاه كمبريج رفت. جين هاوكينگ گفت كه امسال،«تحسين از دستاوردهاي هاوكينگ، به حد كمال رسيد. من فكر مي كنم كه او از اين بابت خيلي خوشحال است.»(16)هاوكينگ گفت: « من يك خانواده ي عالي دارم، در كار خود موفق هستم و يك كتاب با تيراژ بسيار بالا نوشته ام. كسي نمي تواند واقعاً از من انتظار چيز ديگري داشته باشد.»(17)او براي شهرت خود زحمت كشيده بود و از آن لذت مي برد. براي كسي كه در سن 21 سالگي فكر مي كرد كه ديگر دليلي براي ادامه ي زندگي ندارد، واقعاً اين زندگي، يك تلاش بي پروا و يك شوخي دلپذير با سرنوشت بود.
اگر نارساييهايي وجود داشت، مي شد آن را به آساني ناديده گرفت. او زمان كمتري براي كارهاي علمي خود در اختيار داشت: دانشجويان از«فعاليتهاي خارج از برنامه ي دانشگاهي» او ماتم مي گرفتند. اشخاص زيادي به ملاقاتش مي آمدند اما او دوست داشت آنها را بپذيرد و به ندرت درخواست كسي را رد مي كرد. دعوت نامه هاي بسياري نيز دريافت مي كرد، كه به نظر مي آمد نمي تواند آنها را رد كند. او عاشق مسافرت بود و خيلي به سفر مي رفت. نامه هايي كه به او مي رسيد به قدري زياد بود كه امكان نداشت هريك از آنها را شخصاً جواب دهد. دانشجوي دستيار و منشي او، مسئوليت اصلي پاسخ به نامه ها را به عهده داشتند.
در حالي كه هاوكينگ، با تردستي برنامه ي زماني خود را كه هر روز پيچيده تر مي شد، به پيش مي برد، همكارانش از اينكه او از كارهاي علمي خود غفلت كند، نگران بودند. اما، كارهاي علمي هاوكينگ ادامه پيدا كرد. او در حالي كه به عنوان يك چهره ي سرشناس به دور دنيا سفر مي كرد، در فكر خود فواصلي را مي پيمود كه فواصل مسافرتها در مقايسه با آن ناچيز مي نمود. جان ويلز از دانشگاه پرينستون، قبلاً(در 1956) ايده ي «سوراخ كِرمهاي كوانتومي» را پيشنهاد كرده بود. هاوكينگ به ماجراجويي در زمينه ي اين سوراخ كِرمها پرداخت و اين فكر را به سرزمينهاي عجيب و غريبتري كشانيد: «جهانهاي نوزاد». بگذاريد با او در خارج از مكان و زمان بمانيم و چشم انداز بهتري به دست آوريم.

نگاهي جديد به بادكنك كيهاني

بادكنك بزرگي را تصور كنيد كه به سرعت باد مي كند و متورم مي شود. چنين بادكنكي نمايانگر جهان ماست. نقطه هاي روي سطح بادكنك، ستارگان و كهكشانها را نمايش مي دهد. اين نقاط فرورفتگيها و چين خوردگيهايي ايجاد مي كنند. همان طور كه اينشتين پيش بيني مي كرد، وجود ماده و يا انرژي موجب خميدگي فضا- زمان مي شود.
اگر ما به بادكنك كيهاني از درون يك ميكروسكوپ كه توان بالايي نداشته باشد نگاه كنيم، سطح آن از چين خوردگيها كه بگذريم، نسبتاً‌ صاف به نظر مي آيد. اما اگر با يك ميكروسكوپ بسيار قوي به آن نگاه كنيم، درمي يابيم كه زياد صاف نيست. به نظر مي رسد كه سطح بادكنك دچار نوسانات بسيار شديدي است كه حالت مه آلود و نامشخصي به اين سطح مي دهد(شكل7-9).
ما از اين حالت پريشاني قبلاً‌ صحبت كرديم. در فصل 2 و فصلهاي بعد ديديم كه اصل عدم قطعيت موجب مي شود كه جهان در سطح كوانتومي يك حالت نامشخص و مبهم به خود بگيرد. ممكن نيست بتوانيم، همزمان، مكان و سرعت يك ذره را با دقت بدانيم. يك راه براي تجسم اين عدم قطعيت كوانتومي، اين است كه تصور كنيم هر ذره در نوعي ارتعاش بي نظم ميكروسكوپي، بيقراري مي كند. هرچه از نزديكتر نگاه كنيم، بيقراري آن شديدتر است. اگر ذره اي را در سطح كوانتومي با بيشترين دقت ممكن وارسي كنيم، در بهترين وجه فقط مي توانيم بگوييم كه احتمال دارد ذره اين جا باشد- يا آنكه احتمال حركت ذره به آن طور است.
سطح بادكنك كيهاني، به طريق مشابهي غيرقابل پيش بيني است. با بزرگنمايي به حد كافي زياد، اُفت و خيزهاي كوانتومي آن قدر كاتوره اي (درهم و برهم) مي شود كه تنها مي توانيم بگوييم احتمال انجام شدن «هرچيز» وجود دارد.
استيون هاوكينگ، در مورد اين «هرچيز» چه مي گويد؟ او فكر مي كند اين احتمال وجود دارد كه برآمدگي كوچكي در سطح بادكنك به وجود آيد. در بادكنكهاي معمولي جشنها، اگر نقطه اي از سطح يك بادكنك ضعيف باشد، اين گونه برآمدگي به وجود مي آيد. معمولاً اين بادكنكها از محل ايجاد اين برآمدگي، مي تركند. در موارد استثنايي، اين برآمدگي روي سطح بادكنك، پايدار مي ماند. اگر شما مي توانستيد به وجود آمدن چنين برآمدگي را در سطح بادكنك كيهاني ببينيد، شاهد تولد يك «جهان نوزاد»(18)بوديد.
بسيار تماشايي به نظر مي آيد: « تولد يك جهان! آيا ممكن است ما شاهد چنين رويدادي باشيم؟» نه. زيرا اولاً اين واقعه در زمان موهومي روي مي دهد كه در فصل7، به آن اشاره كرديم، نه در زمان «حقيقي». دليل ديگري كه ما را از ديدن آن باز مي دارد، آن است كه به گفته ي هاوكينگ، اگر بتوانيم به درستي درباره ي چيزي صحبت كنيم كه از كوچك شروع مي شود، آن چيز يك جهان است. محتملترين اندازه براي اتصال بين جهان ما و اين نوزاد- كه مي توانيم آن را يك ناف بناميم- به عرض 10 به توان 33- سانتي متر است. براي نوشتن اين كسر بايد در صورت يك كسر عدد 1 و در مخرج كسر عدد 1 و به دنبال آن، سي و سه صفر بگذاريم. خيلي كوچك! اين روزنه كه سوراخ كِرم (Wormhole) ناميده شده است، شبيه به سياهچاله ي بسيار كوچكي است كه مي توان تصور كرد با سوسو زدن به وجود مي آيد و پس از زماني كوتاه، ناپديد مي شود. ما از چيز ديگري با طول عمر بسيار كوتاه صحبت كرده ايم: در فصل 5، آنجا كه در مورد تابش هاوكينگ بحث كرديم، دانستيم كه مي توان اُفت و خيزهاي يك ميدان انرژي را مانند يك جفت ذره با عمر بسيار كوتاه دانست. سوراخ كِرمها به طرز مشابهي، راهي براي تصور افت و خيزهاي بافت فضا- زمان اند در سطح بادكنك كيهاني.
جهان نوزاد كه به اين بادكنك متصل است، ممكن است داراي عمر كوتاهي نباشد. چيزهايي كه آغاز كوچك داشته اند، هميشه كوچك نمي مانند. درنهايت، ممكن است جهان جديد طوري گسترش پيدا كند كه چيزي مثل جهان ما به وسعت ميلياردها سال نوري شود.
مانند جهان ما ولي خالي؟ به هيچ وجه. طبق نظر هاوكينگ، «ماده مي تواند در دنيايي به هر اندازه، از انرژي گرانشي به وجود آيد.» نتيجه آن مي تواند بعداً، ستارگان، كهكشانها، سياره ها و شايد زندگي باشد.
آيا تعداد جهانهاي نوزاد و جهانهاي رشد يافته زياد است؟ آيا آنها از هر طرف شاخه مي دوانند؟ آيا درست همين جا، در اطاق ما؟ درون بدن ما؟ آري، ممكن است كه جهانهاي جديد مدام در اطراف ما، حتي در بدن ما به وجود آيند بدون اينكه كلاً براي حواس تشخيص پذير باشند.
شايد شما از اينكه جهان ما، به صورت زايده اي از جهان ديگر به وجود آمده باشد، حيرت زده شويد. هاوكينگ عقيده دارد كه چنين چيزي ممكن است. جهان ما مي تواند جزئي از كلاف سردرگمِ بي انتهايي از جهانهايي باشد كه مثل يك كندوي زنبور، بي پايان شاخه پيدا مي كنند و به يكديگر متصل مي شوند. در اين صورت، نه تنها جهانهاي نوزاد، بلكه جهانهاي بزرگتر را نيز شامل مي شود. دو جهان، ممكن است در بيش از يك نقطه اتصالهاي سوراخ كِرمي ايجاد كنند. سوراخ كِرمها ممكن است قسمتهايي از جهان ما را به قسمتهاي ديگر همين جهان، يا به جهانهاي ديگر متصل كنند.(شكل9-1).

زندگي در اَلَك كوانتومي

بگذاريد دامنه ي تصورات خود را گسترش دهيم و به همه ي اينها از ديدگاه يك الكترون بنگريم. اگر ميلياردها ميليارد سوراخ كِرم، بود و نبود وجود خود را در هر نقطه از جهان سوسوزنان اعلام مي كنند، يك الكترون، با چيزي شبيه به ديگي عظيم از آش غليظ كه به شدت مي جوشد مواجه است. حركت الكترون از ميان اين آش همان قدر دشوار است كه عبور از الكي عظيم با تغيير حالت دائمي. الكتروني كه مي كوشد در چنين محيطي، در امتداد خط راست حركت كند، به احتمال زياد با يك سوراخ كِرم برخورد مي كند، در آن مي افتد و به طرف جهاني ديگر پرتاب مي شود. ممكن است اين گمان در ما به وجود آيد كه در اين صورت ماده از جهان ما محو مي شود، چيزي كه به خاطر داريم مجاز نيست. ولي اين اتفاق نمي افتد. يك الكترون مشابه از طريق ديگر بازمي گردد و به جهان ما پرتاب مي شود.
آيا ما متوجه رد وبدل شدن الكترونها نخواهيم شد؟ ما آن را به اين صورت نخواهيم ديد. از ديدگاه ما، اين رويداد چنين مي نمايد كه يك الكترون در امتداد خط مستقيم حركت مي كند. اما وجود سوراخ كِرمها موجب مي شود كه همه ي الكترونها به گونه اي حركت كنند كه گويي جرم زيادتري دارند، زيادتر از آنچه هيچ سوراخ كِرمي در كار نباشد. بنابراين اگر بخواهيم با تكيه بر هر نظريه اي جرم ذرات را پيشگويي كنيم، دانستن اين موضوع مهم است كه آيا واقعاً چيزهايي مانند سوراخ كِرمها در آنجا وجود دارد يا نه؟
از لحاظ نظريه، اگر الكتروني همراه با يك فوتون، به درون سوراخ كِرم بيفتد، چيزي غيرعادي ظاهر نخواهد شد. ما فقط شاهد تبادل عادي يك ذره پيام رسان در برهم كنش الكترومغناطيسي خواهيم بود كه طي آن الكترون، يك فوتون از خود گسيل مي كند و الكترون ديگري آن را جذب مي كند. نظر هاوكينگ اين است كه شايد تمام جرمهاي ذرات و همه ي برهم كنشهاي بين آنها- فعاليت بي وقفه ي چهار نيرو در تمام جهان- را بتوان به وسيله ي رفتن به درون سوراخ كِرم و برگشتن از آن توضيح داد.
در اينجا حق اين پرسش را داريم كه چگونه ذرات مي توانند از سوراخ كِرمها بگذرند؟ سوراخ كِرمها از كوچكترين ذرات شناخته شده، بسيار كوچكترند. همان طور كه در مورد تابش هاوكينگ ديديم، آنچه را كه نمي توان با ديدگاههاي كلاسيك در نظر مجسم كرد، با به كارگيري نظريه ي مكانيك كوانتومي امكانپذير مي شود.
موقعي كه هاوكينگ، اثر سوراخ كِرمها را روي جرم ذراتي مانند الكترونها محاسبه كرد، ابتدا نتيجه اين بود كه جرم اين ذرات از آنچه واقعاً مشاهده مي كنيم بسيار زيادتر است. او و چند پژوهشگر ديگر توانستند بعداً به اعداد قابل قبولتري، دسترسي پيدا كنند. با وجود اين، در حال حاضر، هاوكينگ در اينكه نظريه ي سوراخ كِرم بتواند جرمهاي ذرات را براي جهان ما يا جهانهاي ديگر پيشگويي كند، ترديد دارد. همان طور كه در فصل 2 ديديم، زماني كه نمي توان چيزي را به وسيله ي نظريه، پيش بيني كرد و بايد مستقيماً به اندازه گيري پناه برد، نتيجه ي اندازه گيري يك جزء اختياري است. جرم ذرات و شدت نيروها در هر نظريه، از طرف هر كس كه تاكنون بيان شده باشد، اجزاي اختياري اند.
نظريه ي سوراخ كِرم ممكن است نتواند از اختياري بودن آنها بكاهد، ولي ممكن است توضيح دهد كه چگونه آنها اختياري شده اند. هاوكينگ فكر مي كند كه جرم ذرات و اعداد بنيادي ديگر در طبيعت، كه ممكن است «متغيرهاي كوانتومي» باشند. اين به آن معني است كه آنها ممكن است مانند مسير ذرات يا آنچه در روي سطح بادكنك جهان روي مي دهد، قطعي نباشند. اين اعداد به طور اتفاقي در زمان آفرينش، در هر جهان، به صورت اعداد ثابت درمي آيند و بنابراين اختصاص به همان جهان دارند. اين پديده مثل انداختن طاس است كه پس از اينكه انداخته شد، نتيجه ي مشخصي دارد. اما هيچ راهي نيست كه با نظريه اي بتوانيم پيشگويي كنيم طاس چگونه خواهد افتاد يا حتي بگوييم كه يك راه، قطعاً احتمال بيشتري از راه ديگر دارد. اين وضع ممكن است در مورد سوراخ كِرم واقعيت داشته يا نداشته باشد. هنوز داوران به قضاوت ننشسته اند.

بازنگري مسأله ي تاب خوردگي جهان

هاوكينگ مي گويد: «اين رمز بزرگي است كه چرا اُفت و خيزهاي كوانتومي، فضا- زمان را با پيچانيدن به صورت يك توپ كوچك درنياورده است.»(19)همان طور كه به ياد داريم، اين يكي از معماهايي است كه نظريه پردازان بايد در رهيابي به «نظريه ي همه چيز» حل كنند.
فيزيكدانان در اين مورد، از مسأله ي انرژي در خلأ (به معني متداول آن) به عنوان مسأله ي ثابت كيهان شناختي ياد مي كنند. به خاطر داريم كه اينشتين چيزي به عنوان ثابت كيهان شناختي در نظريه ي خود وارد كرد تا با گراني تعادل برقرار كند و مانع تغيير اندازه ي جهان شود. او بعداً از آن به عنوان «بزرگترين اشتباه زندگي من» ياد كرد. اصطلاح ثابت كيهان شناختي، بعدها با مفهومي كمي متفاوت از مفهوم اوليه ي آن به كار گرفته شد. ثابت كيهان شناختي آن طور كه دانشمندان امروز از آن استفاده مي كنند، عددي است كه نشانگر فشردگي انرژي در خلأ است: چگالي انرژي در خلأ. احساس عادي ما مي گويد كه در خلأ هيچ انرژي وجود ندارد ولي همان طور كه شما از اين كتاب دانستيد اصل عدم قطعيت مي گويد كه فضاي «خالي»، خالي نيست، مملو از انرژي است. ثابت كيهان شناختي (چگالي انرژي در خلأ) بايد بسيار بزرگ باشد و نظريه ي نسبيت عام به ما مي گويد كه اين جرم/انرژي، بايد جهان را درهم بپيچاند.
با وجود اين، صرفنظر از آنچه اصل عدم قطعيت و نسبيت عام ايجاب مي كند، جهان ما تاب خورده نيست. كاملاً برعكس، مقدار(عدد) ثابت كيهان شناختي، آن طور كه مشاهدات نشان مي دهد، نزديك به صفر است. ما اين نتيجه را از مشاهده ي آهنگ دور شدن كهكشانها از يكديگر و از واقعيت وجود خود، به دست مي آوريم. هاوكينگ در اين باره مي گويد: « يك ثابت كيهان شناختي بزرگ، مثبت يا منفي، سبب مي شود كه جهان براي به وجود آمدن زندگي نامناسب باشد.»(20)مقدار ثابت كيهان شناختي، يكي از نمونه هاي «تنظيم ظريف» است، كه در فصل6 از آن صحبت كرديم.
چگونه ممكن است ثابت كيهان شناختي، آن طور كه ما مشاهده مي كنيم، احتمالاً صفر باشد، در حالي كه نظريه آن را بسيار بزرگ پيش بيني مي كند؟ بار ديگر موضوع جفت ذره را كه در فصل5، در بحث تابش هاوكينگ به آن اشاره كرديم، به ياد بياوريم. اَبَر گراني، نظريه اي كه هاوكينگ در كنفرانس لوكاشين بيان كرد، به ما مي گويد كه يك جفت فرميون (ذرات ماده) در خلأ، انرژي منفي مي دهد و با انرژي مثبت جفت بوزون (ذرات پيام رسان) متعادل مي شود. اين امر در حقيقت، ‌ممكن است توضيح يا دست كم بخشي از توضيح اين مسأله باشد، اما موضوع بسيار پيچيده اي است. يك دليل اين است كه اين ذرات تنها با گراني برهم كنش نمي كنند. با وجود اين، حتي اگر مثبت و منفيهاي زيادي داشته باشيم كه يكديگر را حذف كنند، درك اينكه تمام آنها يكديگر را تا صفر حذف كنند، دشوار است. سيدني كولمَن كه در شور و ذوق هاوكينگ براي سوراخ كِرمها شريك است در اين باره مي گويد: «صفر عدد مشكوكي است. تصور كنيد كه در طول يك دوران ده ساله، شما ميليونها دلار، بدون توجه به حقوق ماهيانه ي خود خرج كنيد. سرانجام وقتي آنچه را كه خرج كرده ايد با درآمد خود مقايسه مي كنيد، به چه نتيجه اي مي رسيد؟ آيا دخل و خرج شما تا آخرين پني ترازمند شده است؟»(21)احتمال اينكه ثابت كيهان شناختي، با حذف شدن متقابل مثبت و منفيها به صفر برسد، از اين هم كمتر است.
آيا سوراخ كِرمها مي توانند براي اين راز، راه حلي پيدا كنند؟ هاوكينگ عقيده دارد كه سوراخ كِرمهايي كه از هر نقطه منشعب مي شوند، ثابت كيهان شناختي يا چگالي انرژي خلأ را، مثل جرم ذرات، به صورت يك «متغير كوانتومي» درمي آورند. اين متغير مي تواند، هر مقداري داشته باشد. در اين صورت احتمال آنكه اين متغير به نزديك صفر برسد چه قدر است؟
تولد جهاني را به صورت نوزادي مجسم كنيد كه از يك جهان موجود منشعب شده باشد. نظريه ي سوراخ كِرم مي گويد كه جهانهاي فراواني وجود دارند. بعضي از آنها از جهان ما بزرگترند، بعضي ديگر به طور غيرقابل تصوري ريزتر از اتم و بالأخره پاره اي ديگر بين اين دو هستند. جهان كودك بايد مقدار ثابت كيهان شناختيش را از طريق يك سوراخ كِرم از يكي از جهانهاي ديگر نسخه برداري كند، يا [به اصطلاح زيست شناسي] به «ارث» ببرد. براي كودك انسان، مهم نيست كه استعدادي مثلاً استعداد موسيقي پيدا كند؛ اين استعداد فقط زماني اهميت پيدا مي كند كه كودك بزرگتر شود. براي جهان نوزاد نيز مهم نيست كه مقدار ثابت كيهان شناختي نزديك به صفر به «ارث» ببرد. مقدار ثابت كيهان شناختي آن، حتي تا زماني كه بزرگتر نشود، قابل اندازه گيري نيست. اما، با وجود همه ي اندازه هاي گوناگوني كه جهانهاي اطراف دارند، بسيار محتمل است كه جهان كودك، مقدار ثابت كيهان شناختيش را از طريق سوراخ كِرم متصل به جهانهاي بزرگ و سردتر، به ارث ببرد. آن هم فقط وقتي ممكن است كه مثبتها و منفيها يكديگر را تا حد صفر، در خلأ حذف كنند. كولمَن، احتمال جهاني را كه (بنابر نظريه ي سوراخ كِرم) مانند جهان ما، ثابت كيهان شناختيش نزديك صفر باشد، مطالعه كرده است. او به اين نتيجه رسيده است كه جهاني از نوع ديگر، بسيار غيرمحتمل خواهد بود.

سوراخ كِرمها و نظريه ي همه چيز

سوراخ كِرمها و جهانهاي نوزاد، آتش به تخيلات بسياري از فيزيكدانان مي زنند. آنها مطالعه ي جدي اين نظريه ها را آغاز كرده اند، جنبه هايي از آن را مورد انتقاد قرار مي دهند و پيشنهادات جديدي ارائه مي كنند. اين نشانه ي خوبي است. هاوكينگ به طعنه مي گويد «موضوع جهانهاي نوزاد، دوران كودكي خود را مي گذراند ولي به سرعت در حال پيشرفت است.»(22)آيا سوراخ كِرمها و جهانهاي نوزاد، به پژوهش براي دستيابي به يك نظريه ي كامل براي جهان كمك مي كنند؟
اولاً، ديديم كه اين نظريه راه نويني براي بررسي مسأله ي ثابت كيهان شناختي و موضوع دشوار چگالي انرژي در خلأ، در برابر ما مي گشايد. اين انرژي مي بايستي موجب فشردگي جهان شود ولي اين عمل به وقوع نمي پيوندد. آيا هاوكينگ فكر مي كند كه نظريه ي سوراخ كِرم مي تواند ناسازگاري بين نسبيت عام و مكانيك كوانتومي را حل كند؟ او مي گويد «من به آن دوري نمي روم. ناسازگاري بنيادي در بين نيست. مسائلي فني وجود دارد كه نظريه ي سوراخ كِرم به حل آنها كمكي نمي كند.»
ثانياً، نظريه ي سوراخ كِرم نظريه اي است كه اگر بازگشت آن را تا نقطه ي «آغازين»، جهان دنبال كنيد، فرونمي پاشد. يادآور مي شويم كه اگر با نظريه هاي اينشتين، بازگشت تا مهبانگ را دنبال كنيم، به تكينگي مي رسيم كه در آنجا قانونهاي فيزيك، آن طور كه آنها را مي شناسيم درهم مي ريزند. پيشنهاد بدون مرز هاوكينگ نشان داد كه در زمان موهومي، تكينگي وجود ندارد. نظريه ي سوراخ كِرم به اين نتيجه مي رسد كه در زمان موهومي، ممكن است جهان ما به صورت يك جهان نوزاد، از جهان ديگري منشعب شده باشد.
ثالثاً، نظريه ي سوراخ كِرم، نظريه هاي نسبيت و كوانتوم را به طريق هندسي رضايت بخشي به يكديگر متصل مي كند و به ما امكان مي دهد كه به افت و خيزهاي كوانتومي، سوراخ كِرمهاي كوانتومي و جهانهاي نوزاد به شيوه اي كه از خميدگي فضا- زمان و سياهچاله ها در سطح اخترشناسي زياد دور نيست بينديشيم. اين نظريه، ‌همچنين به ما مي گويد كه اعداد بنيادي جهان مانند جرمها و بارهاي الكتريكي ذرات و ثابت كيهان شناختي ممكن است نتيجه ي شكل و هندسه ي شبكه ي پيچيده ي جهانهاي به هم پيوسته باشند.
نظريه هاي ديگر نمي توانند جرمها و بارهاي الكتريكي ذرات را پيش بيني كنند. اينها اجزاي اختياري نظريه ها هستند. بيگانه اي، خارج از جهان ما كه هرگز جهان ما را نديده است نمي تواند با استفاده از اين نظريه ها، چگونگي اين كميتهاي بنيادي را محاسبه كند، بدون آنكه نگاهي به جهان «واقعي» داشته باشد. ديديم كه هنوز اختلاف نظرهاي زيادي وجود دارد: آيا نظريه ي سوراخ كِرم مي تواند راهي براي درك و محاسبه ي اعداد پايه به ما نشان دهد، يا اينكه آيا مي تواند، با هر نوع نظريه ي ديگري، با قطعيت بيشتر، درباره ي اين اعداد پيشگويي كند يا نه؟
نظريه پردازاني كه در زمينه ي نظريه ي اَبَر ريسمان كار مي كنند، اميدوارند كه نظريه ي آنها بتواند، درنهايت، جرمها و بارهاي الكتريكي ذرات را پيشگويي كند. نظريه ي اَبَر ريسمان مي گويد كه اجزاي بنيادي جهان، نه به صورت ذرات نقطه اي شكل، بلكه به صورت ريسمانهاي بسيار ريز در حال ارتعاش اند. هاوكينگ نسبت به اين موضوع بدبين است. او مي گويد «اگر چنين تصويري از جهانهاي نوزاد درست باشد، توانايي ما براي پيشگويي اين كميتها كاهش خواهد يافت.»(23)اگر ما مي دانستيم در خارج، چند جهان وجود دارد و اندازه هاي آنها چيست، مسأله تفاوت مي كرد، ولي ما نمي دانيم و حتي نمي توانيم پيوستن آنها به يكديگر و منشعب شدن جهان خود را ببينيم. نمي توانيم تصوير دقيقي از شكل آنها به دست آوريم. تنها مي دانيم كه اگر جهانها به هم متصل يا از يكديگر منشعب شوند، مقدار ظاهري كميتهايي مانند جرم و بار ذرات تغيير مي كند. سرانجام ما به مقداري كوچك اما معين از عدم قطعيت، در مقادير پيشگويي شده مي رسيم.
با اين حال هاوكينگ، از اينكه پژوهشهايش راهگشاي نظريه ي همه چيز باشد زياد نگران نيست. استراتژي او اين است كه روي موضوعاتي كه آنها را مي فهمد متمركز شود. او موفقيت در دانستن اين مسأله را ضعيف مي بيند كه اگر نظريه ي نسبيت و مكانيك كوانتومي با هم در نظر گرفته شوند چه اتفاقي مي افتد و نتيجه چه مي شود؟ او فكر مي كند كه درستي آنچه او بدين ترتيب درباره ي جهان كشف مي كند، بايد بدون در نظر گرفتن آنكه نظريه ي همه چيز چه خواهد بود و چه كسي ان را پيدا خواهد كرد، پايدار بماند. تصويري كه او پيدا خواهد كرد بايد جزئي از يك تصوير بزرگتر و اساسيتر باشد.

موهومي فكر كنيد

دوستداران داستانهاي علمي تخيلي مأيوس خواهند شد اگر ما از امكان اينكه چيزي بزرگتر از يك ذره مي تواند از طريق يك سوراخ كِرم به جهان ديگر يا قسمت ديگري از جهان خودمان سير كند، بحثي نكنيم. درباره ي امكان وجود سوراخ كِرم در داخل سياهچاله ها، بسيار تعمق شده است. ظاهراً به نظر مي رسد كه اين نوع حركت مي بايد امكانپذير باشد. مسأله اين است كه يك سوراخ كِرم در داخل سياهچاله، سياهچاله اي كه آن قدر بزرگ باشد كه من و شما بتوانيم به داخل آن برويم، به طور خطرناكي ناپايدار است. حتي اختلال كوچكي مثل حضور ما، باعث نابودي سوراخ كِرم و خود ما خواهد شد.
اگر يك سياهچاله ي كوچك را در نظر بگيريم، وضع چه خواهد بود؟ در فصل 5 درباره ي سياهچاله هاي آغازين صحبت كرديم. هنگامي كه آنها تبخير مي شوند، چيزهايي كه قبلاً در آنها افتاده، چه مي شوند؟ نظريه ي سوراخ كِرم مي گويد كه آنها لزوماً به صورت ذرات به جهان ما باز نمي گردند. اين ذرات ممكن است به سوي يك جهان نوزاد راه يابند. اين جهان نوزاد ممكن است بار ديگر به منطقه ي فضا- زمان ما ملحق شود. در اين صورت شبيه به سياهچاله ي ديگري خواهد بود كه به وجود آمده و تبخير شده است. چيزهايي كه به درون يك سياهچاله مي ريزند، به صورت ذرات در سياهچاله ي ديگري هويدا مي شوند و بالعكس. اگر شما جاي اين ذره بوديد، يك مسافرت فضايي مي كرديد.
با وجود اين، مشكل ديگري در اين زمينه وجود دارد. همه ي اين رويدادها در زمان موهومي صورت مي گيرد. در فصل7، ديديم كه چگونه زمان، مانند ابعاد ديگر، يك بُعد فضايي مي شود. هاوكينگ آن را به شرح زير توصيف مي كند:
اگر در زمان حقيقي، فضانوردي در يك سياهچاله بيفتد، پايان دشواري خواهد داشت. تفاوت نيروي جاذبه بين سر و پاهاي او، موجب تكه تكه شدن او خواهد شد. حتي ذراتي كه بدن او را تشكيل مي دهند سالم نخواهند ماند. تاريخچه هايشان، در زمان حقيقي، در يك تكينگي پايان مي يابد. اما در زمان موهومي، تاريخچه هاي اين ذرات ادامه خواهد داشت. آنها به يك جهان نوزاد وارد مي شوند و بار ديگر به صورت ذراتي كه از سوي يك سياهچاله گسيل شده ظاهر مي شوند. پس، به يك معني، فضانورد به منطقه ي ديگري از جهان منتقل خواهد شد. اما، ذراتي كه ظاهر شده اند مانند فضانورد نخواهند بود. در زمان حقيقي هم كه او به يك تكينگي مي رسد، دانستن اينكه ذراتش در زمان موهومي از بين نرفته اند، چندان تسكين بخش نخواهد بود. شعار هر كس كه به داخل سياهچاله بيفتد، بايد اين باشد: موهومي فكر كنيد.(24)

پي نوشت ها :

1.Newsweek
2.Master of the Universe
3.Ellen Walton,"Brief History of Hard Times",1989
4.ABC"20/20"broadcast,1989
5.Stephen Shames
6.ABC"20/20"broadcast
7.Ibid
8.Sidney Coleman
9.New England
منطقه اي در ساحل شرقي آمريكا كه 6 ايالت از جمله ايالت ماساچوست را دربرمي گيرد.-م.
10.National Health Service
11.Companion of Honor
12.Prince Philip
13.Senate House
14.King`s College
15.St.John`s College
16."Walton,"Brief History of Hard Times
17.ABC"20/20"broadcast,1989
18.Baby Universe
19.Stephen Hawking, Personal interview,1989
20.Stephen Hawking, Personal interview,1989
21.David H.Freedman,"Maker of Worlds",1990
22.M.Mitchell Waldrop,"The Quantum Wave Function of the Universe",1988
23."Stephen Hawking:"Black Holes and Their Children,Baby Universe
24."Stephen Hawking:"Black Holes and Their Children,Baby Universe
منبع مقاله :
فرگوسن، كيتي(1379)، داستان زندگي و پژوهشهاي استيون هاوكينگ، رضا خزانه، ترجمه دکتر رضا خزانه، تهران: انتشارات فاطمي، چاپ ششم