آیا ممکن است زمان هم مانند مکان چند بُعدی باشد؟

بیگ بنگ: سالیان سال تصور فیزیکدان ها آن بود که فضا سه بعدی است، اما از ابتدای قرن بیستم این تصور شروع به تغییر کرد. در ابتدا این نظریه مطرح شد که شاید فضا چهاربعدی باشد، ولی با گذشت زمان تعداد ابعاد فضا باز هم بیشتر شد تا اینکه امروزه بهترین نظریه های مطرح در فیزیک، فضا را ده بعدی می دانند. در این تصویر، جهان ما با سه بعد فضایی، تنها یک جهان از میان جهان های بی شمار شناور در پهنه کائنات است.

1115ایده وجود ابعاد بالاتر جهان، از تلاش فیزیکدان ها برای کشف نیروی واحد و بنیادین کائنات ریشه گرفته است. از دهه ۱۹۲۰ میلادی فیزیکدان ها دریافته بودند که چنانچه فضا – زمان به جای چهاربعدی، پنج بعدی باشد، می توان نظریه ای واحد ارائه داد که نظریه ها الکترومغناطیس و گرانش را تواماً دربربگیرد. این کار تا حدی شبیه آن است که از تپه مجاور میدان جنگ بالا رفته و از ارتفاع (یعنی بعد سوم)، صحنه دو بُعدی جنگ را نظاره کنیم. تنها در این صورت است که به ارتباط پنهان موجود مابین بخش های مختلف عملیات پی برده و در خواهیم یافت که چگونه نیروهای به ظاهر مختلف درگیر در صحنه جنگ، همگی به صورتی واحد و منسجم عمل می کنند.

طی سال های اخیر، ابعاد باز هم بیشتری وارد صحنه این نبرد شده اند، در سال ۱۹۸۴ انقلاب ابرریسمان ها به وقوع پیوست، این نظریه تمامی جهان را متشکل از ریسمان های انرژی می داند که در ۹ بعد مکانی و یک بعد زمانی درحال ارتعاش هستند. سپس ادوارد ویتن از موسسه مطالعات پیشرفته پرینستون امریکا و «پائول تاونسند» از دانشگاه کمبریج در سال ۱۹۹۵، بُعد فضایی دیگری را نیز به نظریه ریسمان ها اضافه کرده و نظریه دیگری به نام نظریه M را ارائه کردند. این نظریه در واقع تعمیمی از نسخه های متفاوت نظریه ریسمان بود.

اما به رغم موفقیت های ارزنده نظریه M، این نظریه نیز نتوانست تفاوت های موجود میان نسخه های مختلف نظریه های ریسمان را حذف کند و دقیقا پس از قرن ها بالاخره سر و کله یک فیزیکدان پرشهامت با ارائه ی نظریه F پیدا شد که معتقد است با افزودن یک بعد زمانی جدید به معادله های توصیف کننده کائنات می‌توان بسیاری از مسائل لاینحل موجود در فیزیک امروز را حل کرد. این فیزیکدان جسور کسی نیست جز «کامران وفا» فیزیکدان برجسته ایرانی دانشگاه هاروارد که به همراه رابرت برندنبرگر این نظریه را نخستین بار مطرح کردند. نظریه F با افزودن یک بعد جدید به نظریه M، تصویری ۱۲ بعدی را ازکائنات ارائه می دهد، نظریه پردازان نیز مشتاقانه از نظریه F استقبال کردند، چرا که این نظریه با بعد اضافی خود، مسائل باقی مانده در نظریه M را به خوبی حل می کند. اما از آنجایی که بعد اضافی مطرح شده در نظریه F، نه یک بعد مکانی بلکه یک بعد زمانی است، بنابراین نظریه مزبور، پیامدها و چالش های فلسفی عمیقی را نیز با خود به میدان آورده است.

دکتر کامران وفا، بیان گذار نظریه F

دکتر کامران وفا، بیان گذار نظریه F

«داف» در مورد دوازدهمین بعد زمان گونه نظریه F می گوید؛ «اغلب نظریه پردازان از ایده وجود بیش از یک بعد زمانی در هستی چندان استقبال نمی کنند چراکه از درون چنین ایده ای، مسائل عجیب و غریب بسیاری سر در خواهند آورد.» علت این امر نیز کاملاً واضح است. اگر زمان همانند یک خط راست یک بعدی باشد، در این صورت هر لحظه زمانی روی این خط، یا قبل از یک لحظه مفروض دیگر قرار می گیرد یا بعد از آن. بدین ترتیب، آینده و گذشته به خوبی قابل تعریف خواهند بود و هر مجموعه ای از رویدادها الزاماً توالی مشخصی خواهند داشت. اما با افزودن یک بعد زمانی دیگر، خط زمان تبدیل به صفحه زمان خواهد شد. اما در چنین جهانی چگونه می توان آینده و گذشته را مشخص کرد؟ چگونه می توان ارتباط مابین رویدادهای هستی را مشخص کرد، در حالی که نحوه ارتباط میان علت و معلول اساساً برای ما ناشناخته خواهد بود؟

اما همان طور که «داف» هم می گوید، مسائل فیزیکی موجود در جهانی با بیش از یک بُعد زمانی، حتی از این هم پیچیده تر خواهند بود چراکه ابعاد زمانی، تفاوتی اساسی نسبت به ابعاد مکانی دارند؛ بعد زمان همواره به جای علامت مثبت، با علامت منفی در معادلات ظاهر می شود و به همین دلیل هم با وارد کردن ابعاد زمانی جدید به معادله ها، سروکله انواع و اقسام پدیده های عجیب و غریب دیگر هم به طور خود به خودی در معادلات پیدا می شود، پدیده هایی نظیر امکان سفر با سرعتی فراتر از سرعت نور، فوتون هایی با جرم منفی، رویدادهایی که مجموع احتمال وقوع تمامی حالت های ممکن آنها به یک نمی رسد و…

«داف» اذعان دارد ممکن است ریاضیاتی که ما اکنون برای توصیف جهان به کار می بریم، برای چنین کاری بیش از حد پیش پا افتاده باشد. بنابراین شاید روش ها و رهیافت های موجود برای تبیین رفتار جهانی با ابعاد زمانی چندگانه نیز بیش از حد ساده انگارانه باشد اما به هر حال چون فعلاً ابزار دیگری جز همین ابزار موجود در اختیار نداریم، پس شاید ناگزیر باشیم بعد زمانی جدید مطرح شده در نظریه «وفا» را صرفاً به عنوان یک سازوکار ریاضی صرف و نه نماینده یک هویت واقعی در نظر بگیریم. بدین ترتیب می توان بدون درگیر شدن با پیامدهای فلسفی این نظریه، از مزایای ریاضی آن بهره مند شد.

در واقع بعد زمانی جدید مطرح شده توسط «وفا» ویژگی های آنچنان اسرارآمیزی به جهان می دهد که فیزیکدان ها را از واقعی پنداشتن آن نگران می کند. به عنوان مثال، در حالی که در نظریه یازده بعدی M، اصل نسبیت اینشتین همچنان پابرجاست، در نظریه دوازده بعدی «وفا» این اصل اعتبار خود ر ا از دست می دهد (براساس اصل نسبیت، قوانین فیزیک برای تمامی ناظران یکسان است). همین امر یکی از عواملی است که فیزیکدان ها را در پذیرش بعد زمانی جدید دچار تردید می کند. «فرانک ویلچک»از موسسه مطالعات پیشرفته پرینستون می گوید؛ «این بعد جدید را نمی توان همانند یک بعد زمانی معمولی در نظر گرفت.» «داف» نیز با این مساله موافق است. او نیز در این باره می گوید؛ «اگرچه این بعد شباهت هایی با بعد زمان دارد اما نمی توان آن را به عنوان یک بعد زمانی اضافی واقعی پذیرفت.»

Space_time_continuumاما خود «کامران وفا» به گونه ای دیگر می اندیشد. هرچند او نیز قبول دارد که بُعد زمانی اضافی از بسیاری جهات به یک ابزار ریاضی انتزاعی شبیه تر است تا به یک هویت فیزیکی واقعی، ولی در عین حال معتقد است که چنین برداشتی در آینده نزدیک تغییر خواهد کرد. «وفا» در این باره می گوید؛ «در حال حاضر شاید به نظریه F صرفاً به عنوان یک سازوکار ریاضی مناسب تر برای تبیین رفتار کائنات نگاه شود، اما فراموش نکنیم که در تاریخ فیزیک، همواره پشت سر سازوکارهای ریاضی جدید، پدیده های فیزیکی جدیدی نیز کشف شده اند.» «وفا» در این مورد به عنوان مثال به کوارک ها اشاره می کند. تا همین چند دهه قبل به کوارک ها صرفاً به عنوان یک سازوکار ریاضی برای تبیین رفتار ذراتی نظیر پروتون ها نگاه می شد اما امروزه اغلب فیزیکدان ها معتقدند که کوارک ها واقعاً در جهان وجود دارند. ممکن است مشابه چنین سرنوشتی در انتظار بعد زمانی جدید و اسرارآمیز نظریه F نیز باشد.

اما اگر این بعد زمانی اضافی واقعاً وجود داشته باشد پس چرا تاکنون متوجه حضور آن نشده ایم؟ یک احتمال آن است که این بعد زمانی نیز همانند هفت بعد مکانی ناپیدای دیگر، آنچنان در خود پیچیده باشند که به چشم ما نمی آیند. اگر چنین باشد، تنها راه برای بازکردن این بعد زمانی درهم پیچیده، متمرکز کردن مقدار عظیمی از انرژی در حجمی بسیار کوچک خواهد بود، کاری که در صورت موفقیت آمیز بودن، نتایج شگرفی در پی خواهد داشت.

«وفا» در این باره می گوید؛ «اگر بتوان این بُعد زمانی اضافی را از هم باز کرد، در آن صورت اشیا دیگر آن گونه که اکنون تصور می کنیم در زمان حرکت نخواهند کرد.» برای فهم بهتر این مساله به این نکته توجه داشته باشید که در بعد مکان می توان تواماً به جلو و عقب، بالا و پایین و چپ و راست حرکت کرد و این در حالی است که در حالت معمول در بعد زمان تنها می توان به سوی آینده حرکت کرد. اما همان طور که «ویلچک» هم می گوید، چنانچه بیش از یک بعد زمانی وجود داشته باشد در آن صورت حتی می توان در درون یک لحظه نیز به مسافرتی ابدی پرداخت، سفری در امتداد عمود بر جهت سیر زمان.

بدین ترتیب اگر چنانچه از وقوع رویدادی ناگوار در آینده باخبر شدیم می توان با حرکت در درون یک لحظه (به جای حرکت در امتداد لحظه ها و در جهت سیر زمان)، از مواجه شدن با واقعه مزبور اجتناب کرد.البته باید گفت که تمرکز انرژی آنچنان عظیمی که بتواند بُعد زمانی اضافی و درهم پیچیده نظریه F را از هم باز کند، کاری فوق العاده دشوار خواهد بود. به همین دلیل هم برخی فیزیکدان ها معتقدند تنها نقاطی در جهان ما که امکان ظهور آثار این بعد اضافی در آنجاها وجود دارد، قلب سیاهچاله ها هستند. در ضمن، بسیاری از کیهان شناسان بر این باورند که گذشته از جهان ما، جهان های بی شمار دیگری نیز در پهنه کائنات وجود دارند و هریک از این جهان ها ممکن است تعداد ابعاد مکانی و زمانی کاملاً متفاوتی نسبت به جهان ما داشته باشند.

اما واقعاً زندگی در جهانی با ابعاد زمانی چندگانه چگونه خواهد بود؟ «ویلچک» می گوید؛ «پاسخ این سوال، بسیار حیرت انگیز است» و ادامه می دهد؛ «آیا وجود چنین جهانی غیرممکن است؟ نه، فکر نمی کنم چراکه می توان معادلات توصیف کننده چنین جهانی را نوشت. اما آیا پاسخ این معادلات، جهانی شبیه به جهان ما خواهد بود؟ من که بعید می دانم.»

سایت علمی بیگ بنگ/ با تشکر از: شهاب شعری مقدم

منابع: New Scientist,1 Nov.1997F theory

image_pdfimage_print
(69 نفر , میانگین : 4٫87 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=27967

سمیر الله وردی

کارشناس عمران، علاقمند به نجوم، کیهان شناسی، فیزیک و تکنولوژی های جدید می باشد و بعنوان نویسنده علمی- نجومی در وب سایت بیگ بنگ فعالیت می کند.

شما ممکن است این را هم بپسندید

۱۶ پاسخ‌ها

  1. kambiz mahmoudi گفت:

    ممنون از مطالب بسیار به روز و مفیدتون .
    ایا امکان این رو دارید تا مستقیما در این مورد با پروفسور کامران وفا مصاحبه هایی برگذار کنید ؟
    باز هم ممنون از شما و سایت متفاوتتون

  2. Moez گفت:

    سلام وقت بخیر
    امروز دختر ۳٫۵ ساله ام از من پرسید که چرا صدای فکرهایی که تو سرم هستند را نمی تونیم بشنویم!
    به نظر شما چه جوابی میتونم بهش بدم؟

    • Heathen گفت:

      من متخصص نیستم و فقط نظر شخصی ام رو میگم، امیدوارم کمک باشه
      بهش بگید همونطور که صدای ما از فاصله‌ای به بعد (مثلا ۱۰۰ متر) شنیده نمیشه
      صدای توی سر ما هم اینقدر ضعبه که از سرمون بیرون نمیاد
      اگر هم جواب واقعی و علمی اش رو میخواهید به نظرم صدای داخل سر انسان ها نتیجه صوت نیست بلکه نتیجه سیگنال های الکتریکی سلول های مغز ما هستش

    • SQR گفت:

      چون گوش‌ها بیرون از سره. 🙂

    • کامران گفت:

      آقا گمراه نکنین بچه رو
      روش تولید صدا و دریافت آن توسط گوش و تفسیر توسط مغز
      روش تولید فکر توسط مغز
      سعی کنید اینارو با روش کودکانه بهشون توضیح بدین

  3. Moez گفت:

    دوست عزیز از توجه شما تشکر میکنم.

  4. علی گفت:

    بعد از تماشای فیلم “بین ستاره ای” من هم به این نتیجه رسیدم که زمان هم می تونه مثل فضا دارای چند بعد باشه و البته من معتقدم که چنین چیزی واقعیت داره.

  5. وحید رضا گفت:

    به نظر من زمان هم بعد داره البته میگم صد در صد داره فقط ما توانایی درکشو نداریم ایا در باره ی طی الزمان شنیدن سفر در دنیایی موازی

  6. سید اسماعیل قریشی گفت:

    با علم و دانش کنونی درک حقایق هستی خارج از قدرت انسان ست .حداقل فعلا .روزی خواهد رسید که آیندگان نظریات بزرگان علم رو مانند انیشتین را پیش پا افتاده و کودکانه بخوانند.بایستی زمان چند بعدی باشد تا بشریت بتواند به منشا خدایی و خلقت دست پیدا کند .عمر نهایتا صد ساله وحرکت با سرعت نور انسان را به جایی نخواهد رساند .اینجاست که بعدهای زمانی به کار انسان میاید و هستی و پیدایشش را روشن میسازد .البته آنهم باز میلیونها سال طول خواهد کشید

  7. Neda گفت:

    بنظر من هم واقعا بعد زمان وجود داره و زمانی میرسه که ما میتونیم راحت به اینده سفر کنیم نه از لحاظ جسمی بلکه از لحاظ روح و فکرمون و من حتی دیدم ادمایی رو که روحشون رو به یک زمان دیگه یا یک مکان دیگه میبرن و به این نظریه دانشمند عزیزمون ایمان دارم

  8. saman گفت:

    به نظر من زمان یک بعدی است و در طبیعت و ماده رو به جلو است در غیر این صورت تکامل دچار مشکل میشد تنها موجودات مادی که دارای یک بعد ناشناخته هستند میتوانند از این قاعده مستثنی شوند و علاوه حرکت به جلو حرکت به عقب در زمان هم داشته باشند یکی از این موجودات انسان است واین بر اثر همان بعد ناشناخته انسان است دلایل زیادی برای این امر در زندگی روز مره ما وجود دارد مثل مسیری که هر روز برای رفتن به محل کار طی میکنیم در حالی که مشغول به تفکر در مورد مسائل دیگر هستیم چگونه محل کار خود را پیدا میکنیم چون بارها این مسیر را در گذشته طی کرده ایم به همین دلیل ما در طی این سفر میلیاردها بار بین گذشته و حال سفر میکنیم تا به محل کاربرسیم چون سرعت این سفر هزاران برابر سرعت نور است ما متوجه آن نمیشویم و این فرآیندها به خاطرهمان بعد ناشناخته انسان است البته در علم پزشکی اسم این فرایند را حافظه گذاشته اند ولی حافظه یک اسم قراردادی است وهنوز ماهیت آن مشخص نشده است. منتظر کامنت های بعدی من در مورد انسان و زمان باشید.

  9. ashkan گفت:

    من نه متخصص ام نه کارشناس نه چیز دیگه ای.فقط نظرمو میگم.من میگم جهان های دیگری نیز وجود داره مثلا دو دنیا با دوتا کره زمین و دوتا بعد از ما،شاید اینطور هم نباشه ولی زمان چیز مبهمیه اثبات نشده اس.از سایتتون متشکرم.چون خیلی با بقیه سایتا فرق داره موفق باشید

  10. arash گفت:

    تا حالا براتون پیش اومده که تو یه روز چیزی براتون اتفاق میافته که احساس کنید قبلا تجربش کردین و این لحظه چقدر براتون آشناست ولی هر چی فکر میکنید بقیه ماجرا رو یادتون نمیاد آیا ممکنه واقعا زمان چندبعدی باشه و ما حضور واقعی تو این لحظه نداشته باشیم بلکه این تنها نمایشی از آنچه قبلا گذشته باشه .درک عظمت هستی سخته!!

    • Pouya86 گفت:

      دقیقا من بعضی موقع ها اینجوری میشم یعنی ممکنه؟

    • Ali گفت:

      دوست عزیز ما در لحظه در بی نهایت بعد که زمان های متفاوتی دارند وجود داریم وبه همین دلیل بعضی از اتفاقات که در بعدی دیگر اتفاق افتاده و ما اون هارو در اون بعد تجربه کردیم برامون اشنا به نظر میاد که این امر هم به علت بعضی از اختلالاتی هست که در بعد های دیگر یا جهان های موازی صورت میگیره.

  11. yashar گفت:

    پر بیراه نیست وجود ابعاد بیشتر زمانی ولی ذهن ما قادر به درک اون نیست و بنظرم بیش از یکمدل بعد زمانی پیکانی شکل رو به جلو رو درک نمیکنه , همین یگ بعد زمان هم خارج از مغز ما بطور مطلق وجود نداره بنظرم ازمایشها نشون داده ادراک زمان تو سنین مختلف متفاوته ,زمان و ذهن ما سخت برهم تاثیر گذارند ,بنظر من تنها ذهن انسان این مدل زمان و ادراک میکنه و گاها دستکاری میکنه در جهت حفظ گونه ,بالاتر از این شاید ما قبل از جهش هامون همچین زمانی رو درک نمیکردیم و حالا بعد از تکاملبطور نسبی قادر به ادراک این زمان خطی پیش چ شدیم ,اگه درست باشه قطعا در خلال جهش های بعدی ابعاد جدیدی از زمان رو هم شاید درک کردیم

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *