– نظريه ريسمان

در قسمت قبل بيان شد كه انرژي تاريك مقادير متفاوتي مي‌تواند داشته باشد. و براي حصول نتيجه بايستي چگالي انرژي تاريك جهان خودمان را كه اندازه‌گيري كرده‌ايم، جزء مقادير ممكن براي چگالي انرژي تاريك چندجهاني نيز باشد. اينجاست كه جبهه سوم تحقيقات فيزيك‌دانان ظاهر مي‌شود: نظريه ريسمان.
نظريه ريسمان تلاشي است براي به حقيقت پيوستن «نظريه وحدت بزرگ» يا «نظريه يكپارچه» يا «نظريه همه‌چيز» كه روياي بسياري از فيزيك‌دانان بوده و هست.
در يك كلام، نظريه همه‌چيز تمام مواد و نيروهاي موجود در عالم را در قالب يك فرمول‌بندي رياضي جمع مي‌كند. نظريه ريسمان در اواخر دهه 1960 بر اساس اين ايده طرح‌ريزي شد كه در ژرفاي هر ذره بنيادي، ريسماني (موجودي شبيه به رشته) ريز و چند بعدي (نه لزوماً همان 3 بعد فضا و يك بعد زمان) از انرژي وجود دارد كه مرتعش است. همان‌طور كه الگوهاي ارتعاشي مختلف تارهاي يك ساز موسيقي به توليد صداهاي مختلفي مي‌انجامد، الگوهاي نوساني مختلف اين ريسمان‌هاي ريز هم به ذرات گوناگوني منجر مي‌شود.

پيشگامان نظريه ريسمان تصور مي‌كردند ساختار رياضي اين نظريه به زودي مي‌تواند پيش‌بيني‌هايي قطعي و آزمون‌پذيري را توليد كند. اما سال‌ها گذشت و تحليل‌هاي دقيق‌تر معادلات اين نظريه از وجود پاسخ‌هاي فراواني پرده برداشت كه هر يك مي‌توانست متناظر با جهاني خاص باشد. هرچه در وصف تعداد اين پاسخ‌هاي فراوان بگوييم، كم گفته‌ايم!
آخرين تخمين‌ها نشان مي‌دهند نظريه ريسمان پيش‌بيني مي‌كند كه « 10 به توان 500» جهان مي‌تواند وجود داشته باشد!!!!
اين عدد چنان بزرگ است كه هيچ‌جور نمي‌توان آن را توصيف كرد. عددي كه بزرگ‌تر از هر عددي است كه تا كنون در دنياي علم مطرح شده است. فيزيك‌دانان، اين عدد واقعاً عظيم را چشم‌انداز ريسمان مي‌نامند.
براي برخي طرفداران نظريه ريسمان، ناتواني اين نظريه در ارائه پاسخ خاص جهان خودمان به معني شكست بود. اما تنوع فوق‌العاده زياد جهان‌هاي ممكن‌الوقوع در نظريه ريسمان براي طرفداران‌ چندجهاني بسيار دلگرم‌كننده بود. با تركيب كيها‌ن‌شناسي تورمي و نظريه ريسمان مي‌توان به بازه‌اي بي‌اندازه بزرگ از مقادير مختلف براي انرژي تاريك دست يافت كه يكي از آنها مقدار اندازه‌گيري شده براي جهان خودمان است. به عبارت ديگر، با ورود تورم به دنياي ريسمان‌ها، بیگ بنگها يكي پس از ديگري به وقوع مي‌پيوندند و جهان‌هاي ممكن را به جهان‌هاي حقيقي تبديل مي‌كنند. يكي از اين جهان‌ها همان جهان ماست و از آنجا كه شرايط لازم براي پيدايش حيات در اين جهان فراهم آمده، 14 ميليارد سال پس از آغاز اين جهان، شما روي سياره زمين و با خيال راحت به مطالعه اين مطلب مشغوليد.

– شواهد فوق‌العاده

سال‌ها پيش كارل سیگن، منجم و مروج علم مشهور گفت: «براي اثبات ادعاهاي فوق‌العاده به دلايل فوق‌العاده نياز داريد.» آيا ما هم مي‌توانيم شواهدي فوق‌العاده دال بر وجود جهان‌هاي ديگر پيدا كنيم؟
از آنجا كه جهان‌هاي موازي مرزهاي قابل رويت قرار گرفته‌اند، به‌نظر مي‌رسد كه پاسخ سوال فوق منفي است و چند جهاني (Mutiverse) را بايد خارج از مرزهاي علم در نظر گرفت. اما عجله نكنيد!
خيلي وقت‌ها شواهد مورد نياز را مي‌توان به دست آورد. حتي در مورد اجسامي كه ذاتاً غير قابل دسترسي هستند.
سياه‌چاله‌ها را در نظر بگيريد. كيهان‌شناسان سال‌هاست كه در مورد خواص عجيب و غريب دنياي درون يك سياه‌چاله با قطعيت صحبت مي‌كنند. در حالي‌كه همه ما مي‌دانيم كه هيچ‌چيز، حتي نور نمي‌تواند از داخل سياه‌چاله‌ها به بيرون بيايد و به همين دليل مرزهاي داخلي يك سياه‌چاله، منطقه ممنوعه و غيرقابل دستيابي است. پس فيزيك‌دانان چطور خواص سياه‌چاله‌ها را تحليل مي‌كنند؟
پاسخ در اعتبار معادلات رياضي نهفته است. وقتي نظريه‌اي مانند نسبيت عام مجموعه‌اي از پيش‌بيني‌هاي دقيق و قابل مشاهده را ارائه مي‌دهد و شما با آزمايش‌ و مشاهدات آن را تأييد مي‌كنيد، اعتبار نظريه و اعتماد ما به آن افزايش مي‌يابد و پيش‌بيني‌هاي نظريه را در مورد پديده‌هايي مشاهده‌ناپذير مي‌پذيريم.
در مورد چند جهاني نيز همين است. وقتي ايده پيشنهادي چندجهاني با پيش‌بيني‌هاي درست و دقيق در مورد آنچه مي‌توانيم ببينيم و در جهان خود، به آن دسترسي داريم اعتماد ما را به‌دست آورد، آنگاه جرأت پيدا مي‌كنيم به پيش‌بيني‌هايش از آنچه در جهان‌هاي ديگر و خارج از دسترس ما روي مي‌دهد نيز اعتماد كنيم.
البته هنوز تا رسيدن به اين مرحله راه زيادي در پيش است. كيهان‌شناسي تورمي پيش‌بيني‌هاي دقيقي در مورد تابش زمينه كيهاني ارائه داده است. انرژي تاريك هم روند انبساط جهان را با دقت توضيح مي‌دهد. اما نظريه ريسمان هنوز در حد معادلاتي روي كاغذ است و شايد بهتر باشد بگوييم در مرحله فرضيه متوقف مانده. زيرا پيش‌بيني‌هاي متفاوت و روح اصلي اين نظريه در ابعادي ميلياردها بار كوچك‌تر از آنچه امروز در بزرگ‌ترين شتاب‌دهنده‌هاي ذرات مي‌توانيم بررسي كنيم، ظاهر مي‌شوند.
اما اين‌ همه ماجرا نيست. شايد بتوانيم شواهدي از وجود جهان‌هاي ديگر را در برخوردهاي احتمالي جهان در حال گسترش خودمان با جهان‌هاي همسايه پيدا كنيم. چنين برخورد عظيمي حتي اگر در حد ماليده‌شدن (و نه برخورد مستقيم) هم باشد، الگوهاي متفاوتي در تغييرات دمايي تابش زمينه كيهاني ايجاد مي‌كند كه ممكن است روزي تلسكوپ‌هاي فوق‌پيشرفته بتوانند آنها را رديابي كنند.
خيلي‌ها معتقدند نخستين تأييد بر ايده چندجهاني از دل همين برخوردهاي احتمالي بيرون خواهد آمد. اما اگر كمي خوش‌شانس باشيم، شايد بتوانيم اين شواهد را زودتر از آنچه فكرش را مي‌كرديم، بيابيم!

ادامه دارد …