اسرار جهان‌هاي موازي (قسمت سوم)

2
629

اسرار جهان‌هاي موازي - قسمت سوم

– انبساط تند شونده عالم
كشف انبساط عالم، انقلاب عظيمي در نگرش ما نسبت به كيهان پديد آورد. اما همگان انتظار داشتند اثر آشناي گرانش را نيز در مورد اين انبساط مشاهده كنند. همان‌طور كه شما توپي را به بالا پرت مي‌كنيد و سرعت توپ تحت تأثير جاذبه زمين كاهش مي‌يابد، جاذبه گرانشي تك‌تك كهكشان‌ها نيز بايد انبساط عالم را كند كند.
در دهه 1990 دو گروه از دانشمندان، يكي به سرپرستي شائول پرلماتر و ديگري به سرپرستي برايان اشميت و آدام ريس پروژه‌هايي را براي اندازه‌گيري آهنگ كاهش انبساط كيهان آغاز كردند. آنها سال‌ها كهكشان‌هاي بسيار دوردست را با استفاده از بزرگترين رصدخانه‌هاي زمين رصد كردند تا با اندازه‌گيري فاصله و سرعت دورشدن آنها از ما تعيين كنند كه نرخ انبساط عالم در طول زمان چطور تغيير كرده است. اما وقتي تحليل اطلاعات به پايان رسيد، هيچ‌كس نتيجه نهايي را باور نمي‌كرد. هر دو تيم به اين نتيجه رسيده‌ بودند كه روند انبساط عالم به جاي آنكه كند شود، از حدود 7 ميليارد سال پيش به اين سو سرعت گرفته و انبساط با شتابي روزافزون ادامه مي‌يابد. براي آنكه بهتر بتوانيد تعجب دانشمندان را درك كنيد، تصور كنيد كه توپي را به بالا پرت كرديد و توپ تا بخشي از مسير با سرعت كندشونده بالا مي‌رود (به همان روال معمول) اما ناگهان روند تغيير مي‌كند و توپ با سرعتي كه لحظه به لحظه بر مقدار آن افزوده مي‌شود، از شما دور و دورتر مي‌شود.
نتايج شگفت‌انگيز اين دو گروه، جايزه نوبل فيزيك 2011 را براي مديران اين پروژه به همراه داشت. اما از آن مهمتر، اين بود كه فيزيك‌دانان سراسر جهان تلاشي همه‌جانبه را آغاز كردند تا بتوانند دليلي براي اين انبساط تندشونده به‌دست آورند. چه نيرويي، مي‌تواند كهكشان‌ها را با سرعتي كه هر لحظه بيشتر مي‌شود، از يكديگر دورتر كند؟
نخستين‌ حدسي كه مطرح شد، همان ايده قديمي آلبرت اينشتين بود. يعني ثابت كيهان‌شناختي.
همه ما مي‌دانيم كه نيروي گرانش فقط يك رفتار از خود نشان مي‌دهد و آن جاذبه است. يعني باعث مي‌شود كه دو جسم جرم‌دار به سمت يكديگر كشيده شوند. اما در نظريه نسبيت عام اينشتين، گرانش مي‌تواند رفتار ديگري نيز از خود نشان دهد و باعث دور شدن اجسام از يكديگر شود. يعني دافعه!
چطور چنين چيزي امكان دارد؟
نيروي گرانش بين اجسام معمولي (به عبارت ديگر، ماده) همان نيروي جاذبه است. اما معادلات اينشتين نشان مي‌دهند كه كه اگر فضا چيز ديگري داشته باشد، به‌طور مشخصي نوعي انرژي مرموز كه در فضا پراكنده شده باشد، نيروي گرانشي ناشي از اين انرژي از نوع دافعه خواهد بود.
اين همان‌ چيزي است كه براي توضيح انبساط فزاينده عالم نياز داريم. نيروي دافعه گرانشي گسيل‌شده از انرژي نامرئي كه فضا را پركرده و ما آن را از اين پس «انرژي تاريك» مي‌ناميم، باعث دورشدن كهكشان‌ها از يكديگر و سرعت‌گرفتن انبساط عالم شده است.
اما يك اشكال كوچك وجود دارد. وقتي اخترشناسان توانستند مقدار انرژي تاريك موجود در عالم را كه باعث تغييرات اندازه‌گيري شده در روند انبساط عالم شده، تخمين بزنند، به عددي رسيدند كه هيچ‌كس نمي‌توانست آن‌را توضيح دهد. اين عدد حتي نزديك به هيچ عدد شناخته شده ديگري هم نبود. اگر آن را برحسب واحدهاي مناسب بيان كنيم، چگالي انرژي تاريك در عالم مقدار فوق‌العاده اندكي است:
يعني 1/38 ضرب‌در 10 به توان منفي 123.
پژوهشگران ديگر ي كه مشغول محاسبه مقدار انرژي تاريك بر اساس قوانين فيزيك بودند، به پاسخي حدود 10 به توان منفي 23 دست يافتند كه 100 مرتبه (ده به توان صد) از مقدار فوق بزرگ‌تر است.
اين مسئله در طول تاريخ علم، بزرگترين اختلاف بين مشاهدات و پيش‌بيني‌هاي نظري است.
اين چنين بود كه كشف انرژي تاريك، پرسش‌هاي بيشتر و دشوارتري را پيش‌روي فيزيك‌دانان قرار داد، طوري كه برخي از آنها براي پاسخ‌دادن به اين پرسش، رهيافت كاملاً متفاوتي را در پيش گرفتند و احتمال چند جهاني را مطرح كردند.

– راه‌حل چند جهاني :

باورتان بشود يا نه، رهيافت جديد دانشمندان ريشه در 400 سال پيش دارد. زماني‌كه يوهانس كپلر، منجم بزرگ آلماني در تلاش بود راز يك عدد مهم را پيدا كند. 150 ميليون‌ كيلومتر فاصله بين زمين و خورشيد.
كپلر سال‌ها تلاش كرد تا بتواند اين فاصله را توضيح دهد، اما هرگز موفق نشد. امروزه مي‌دانيم كه مشكل چه بود. طي دو دهه اخير، سيارات فراخورشيدي متعددي را شناخته‌ايم كه در فواصل مختلفي به دور ستاره‌هايشان گردش مي‌كنند و همين، اشكال كار كپلر بود. قوانين فيزيك هيچ مقداري را به عنوان فاصله خاص تعيين نمي‌كنند. دليل خاص بودن فاصله زمين تا خورشيد هم چيزي نيست جز اينكه در چنين فاصله‌اي از خورشيد، شرايط مساعد براي ميزباني حيات فراهم شده و گونه‌هاي مختلف حيات از جمله ما انسان‌ها روي زمين زندگي مي‌كنيم. اگر از اين فاصله به خورشيد نزديك‌تر يا خيلي دورتر مي‌شديم، دماي بسيار بالا يا پايين محيط مانع از شكل‌گيري حيات مي‌شد. كپلر تلاش مذبوحانه‌اي را براي يافتن توضيحي بنيادي براي چرايي 150 ميليون كيلومتر فاصله زمين تا خورشيد را در پيش‌ گرفته‌ بود. در حالي‌كه اين سوال پاسخي نداشت. در مقابل مي‌توان توضيح داد كه چرا ما انسان‌ها در چنين فاصله‌اي از خورشيد قرار داريم.
در جستجوي توضيحي براي مقدار انرژي تاريك، شايد ما هم مرتكب همان اشتباه تاريخي كپلر شده باشيم.
بهترين نظريه‌ي كيهان‌شناسي در دسترس كه همان نظريه‌ي تورمي است، به‌طور طبيعي وجود جهان‌هاي ديگر را محتمل مي‌داند. شايد همان‌طور كه سيارات متعددي در فواصل مختلفي از ستارگان خود قرار گرفته‌اند، جهان‌هاي متعددي با مقادير متفاوت انرژي تاريك وجود داشته باشند. اگر چنين باشد، انتظار اينكه قوانين فيزيك بتوانند مقدار خاصي از انرژي تاريك را توصيف كنند، به همان اندازه اشتباه است كه قوانين نيوتوني بخواهند 150 ميليون كيلومتر فاصله زمين تا خورشيد را توضيح دهند. در مقابل شايد پرسش درست اين باشد كه چرا ما انسان‌ها در جهاني زندگي مي‌كنيم كه از تمام مقادير مختلف انرژي تاريك، همين مقدار خاصي را دارد كه اندازه‌گيري كرده‌ايم؟
خوشبختانه مي‌توانيم به اين سوال پاسخ دهيم. در جهان‌هايي كه مقادير بيشتري از انرژي تاريك را دارند، وقتي توده‌هاي ماده بخواهند دور هم جمع شوند و كهكشان‌ها را شكل دهند، دافعه گرانشي انرژي تاريك به قدري قوي است كه توده‌هاي مواد از هم گسيخته خواهد شد و هيچ كهكشاني شكل نخواهد گرفت. در جهان‌هاي حاوي مقادير بسيار كم انرژي تاريك، دافعه گرانشي به جاذبه گرانشي تبديل شده و باعث مي‌شود آن جهان‌ها چنان به سرعت منقبض شوند كه باز كهكشان‌ها نتوانند شكل بگيرند. در چنين جهان‌هايي كه كهكشاني وجود ندارد، ستاره‌اي هم نمي‌تواند شكل بگيرد. بالطبع سياره‌اي هم وجود ندارد و در نهايت اينكه هيچ شانسي براي پديد‌آمدن نوع حيات ما وجود نخواهد داشت.
ما دقيقاً به همان دليل در اين جهان و نه هيچ جهان ديگري وجود داريم كه روي سياره زمين و نه هيچ سياره ديگري زندگي مي‌كنيم. ما در جايي زندگي مي‌كنيم كه همه شرايط براي پديد آمدن حيات فراهم است. اين‌چنين است كه حتي بدون امكان مشاهده جهان‌هاي ديگر وجود آنها نقشي علمي ايفا مي‌كند.
چند جهاني راه‌حلي را براي معماي انرژي تاريك و مقداري كه در جهان خودمان اندازه‌گيري كرده‌ايم، ارائه مي‌دهد.
شايد بهتر باشد بگوييم اين ادعايي است كه طرفداران چندجهاني مطرح مي‌كنند. در مقابل دانشمندان متعددي هستند كه نه‌ تنها توضيحات فوق را قانع‌كننده نمي‌دانند،‌كه آن را احمقانه و حتي‌ توهين‌آميز قلمداد مي‌كنند. آنها مي‌گويند وظيفه علم ارائه توضيحات كمي دقيق و قطعي است نه مشتي داستان و خيال.
اما نكته اصلي اينجاست اگر آنچه را كه شما تلاش مي‌كنيد توضيح دهيد، در گستره عالم مي‌تواند مقادير رياضي بسيار متفاوتي داشته باشد، جست‌وجوي توضيحي قطعي براي يك مقدار خاص، كاري اشتباه و بيهوده است.
پيش‌بيني قطعي فاصله يك سياره تا ستاره‌اش كاملاً بي‌معني است. چرا كه مي‌تواند فاصله‌هاي مختلفي داشته باشد. درست به همين‌شكل، اگر ما بخشي از يك چندجهاني باشيم، بي‌معني است در جست‌وجوي توضيح دقيق براي مقدار انرژي تاريك در جهان خودمان باشيم. چرا‌كه انرژي تاريك مي‌تواند مقادير بسيار مختلفي داشته باشد.
ايده چندجهاني به‌ هيچ‌وجه روش علمي و استاندارد توضيح وقايع را دست‌كاري نمي‌كند. اما ما را به اين فكر مي‌اندازد كه آيا پرسش درستي را مطرح كرده‌ايم يا خير!

در قسمت بعدي به مبحث نظريه ريسمان‌ مي‌پردازيم.



ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.

2 دیدگاه‌ها

  1. به قول معروف هر چی بیشتر میدونم
    میدونم که کم میدونم و به جهل خودم پی میبرم
    این نوع حیات
    این نوع تکامل در میان این همه جهان!!!!
    واقعا شگفت انگیزه
    چقدر احتمال وجود حیات کمه
    خداااااااا؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟