آیا ممکن است کل کیهان، یک سیاهچالۀ پنج بُعدی باشد؟

10
2947

بیگ بنگ: احتمالاً می دانید چنانچه در یك سیاهچاله سقوط كنید چه بلایی سرتان خواهد آمد. چنین سقوطی قطعاً برای شما دلپذیر نخواهد بود چرا كه پیش از محو شدن در سیاهچاله اجزای بدنتان ریز ریز خواهد شد. اما اگر بخواهید در درون یك سیاهچاله زندگی كنید هنوز یك راه حل برای شما باقی است: سیاهچاله ای را پیدا كنید كه پنج بعدی باشد. 

black holeبه گزارش بیگ بنگ، برخی محققان معتقدند كه امكان استمرار حیات در یك سیاهچاله پنج بُعدی، بسیار بیشتر از یك سیاه چاله چهار بعدی معمولی است. در سیاهچاله های چهار بعدی، تغییرات نیروهای كشندی در فاصله های بسیار كم آنقدر شدید است كه اجزای بدنتان را پاره پاره خواهد كرد. اما در سیاهچاله های پنج بُعدی، اندازه نیروهای كشندی، قابل صرف نظر كردن است و بنابراین بدون نگرانی جدی از ریز ریز شدن می توانید به كاوش در سیاهچاله بپردازید. از آن جالب تر آنكه تحقیقات حاكی از آن است كه ممكن است همگی ما هم اكنون نیز در حال انجام چنین كاری باشیم! در واقع، تجزیه و تحلیل های ریاضی نشان می دهد كه كل جهان ما ممكن است یك سیاهچاله پنج بُعدی باشد.

وجود بعد پنجم، تخیل صرف نیست. در واقع، از زمانی كه دو فیزیكدان به نام های “تئودور كالوزا” و “اسكار كلین” در دهه ،۱۹۲۰ امكان وحدت یافتن دو نظریه نسبیت و الكترومغناطیس را در سایه افزودن بعد پنجم به ساختار فضا- زمان مطرح كرده بودند، جست وجو برای آن آغاز شده بود. حتی خود اینشتین هم از چنین ایده ای استقبال كرده بود. اكنون باید گفت كه فیزیكدان ها دلایل متعددی مبنی بر صحت وجود بُعد پنجم در دست دارند. نسخه پنج بعدی نسبیت حتی از تمامی آزمون های تجربی نیز (كه صحت نسخه چهار بعدی آن را نشان داده بودند) با موفقیت بیرون آمده است. در اینجا به عنوان مثال می توان به پیش بینی های نسبیت چهار بعدی در برخی آزمون های نجومی نظیر اندازه گیری های مربوط به عدسی های گرانشی اشاره كرد.

467383main_pia10093در سال ۱۹۹۵ فیزیكدانی به نام “دیمیتری كالیگاس” و همكارانش از دانشگاه استنفورد كالیفرنیا نشان دادند كه نسخه جدید پنج بعدی نسبیت نیز با چنین مشاهداتی كاملاً سازگار است. البته چنین دستاوردی برای نظریه پردازانی كه می دانستند نسخه قدیمی تر چهار بعدی نسبیت، به خوبی در درون نسخه جدید پنج بعدی آن می گنجد چندان مایه شگفتی نبود چراكه براساس نظریه جدید، هیچ دلیلی وجود ندارد كه یك جهان پنج بعدی، ظاهراً متفاوت از یك جهان چهار بعدی به نظر برسد. در واقع باید گفت كه به دلایلی، وجود یك جهان پنج بعدی حتی طبیعی تر از یك جهان چهار بعدی است. یكی از این دلایل، مربوط به چگونگی پیدایش جهان ماست.

دانشمندان مدتی است به دنبال گزینه های دیگری فراتر از مدل استاندارد بیگ بنگ برای تبیین نحوه پیدایش جهان ما هستند. در مدل استاندارد بیگ بنگ، با بازگشت به زمان صفر، به یك تكینگی می رسیم كه در آن، تمامی قوانین فیزیك در هم می پاشد و بنابراین مدل یاد شده، عملاً چیزی را در مورد نحوه پیدایش جهان ارائه نمی دهد. اما راه حل هایی برای این معضل وجود دارد. به عنوان مثال براساس برخی از پاسخ های معادلات نسبیت عام، بیگ بنگ، در واقع حاصل از انقباض جهان بوده كه پیش از آنكه به نقطه تكینگی رسیده باشد، به ناگهان به بیرون جهش كرده و شروع به انبساط كرده است. اكنون می دانیم كه چنین ایده ای در پنج بُعد، بهتر از چهار بعد جواب می دهد. در اینجا موضوع اصلی در ارتباط با تبیین علت وجود ماده در جهان ماست. در مدل های كیهان شناسی چهار بعدی، وجود ماده در جهان را تنها باید به عنوان یك پیش فرض پذیرفت.

در واقع، مدل های چهار بعدی نمی توانند توضیح دهند كه جهان چگونه و در چه زمانی مملو از ماده شد. اما در مدل پنج بعدی چنین مسئله ای قابل تبیین است. براساس مدل پنج بعدی چنین به نظر می رسد كه مسئله پیدایش ذرات بنیادی در کیهان، با جهش ناگهانی آن از حالت انقباض به انبساط قابل تبیین باشد. در واقع در این مدل، جهش کیهان همانند یك تغییر فاز عمل كرده است و ذرات ماده بر اثر انرژی حاصل از این جهش به وجود آمده اند. اما پنج بُعدی بودن کیهان، چه ربطی به سیاهچاله های پنج بعدی دارد؟

Black Hole1در واقع این ارتباط توسط فیزیكدان ها كشف شده است. فیزیكدانی به نام پائول وسون به همراه یك دانشجوی دكترا با نام سانجیو سیرا مشغول بررسی هندسه سیاهچاله ها بودند، آنها می خواستند رفتار سیاهچاله ها را در فضا- زمان پنج بعدی مورد بررسی قرار دهند. این بررسی، كار دشواری بود چرا كه سیاهچاله های پنج بعدی، بسیار پیچیده تر از سیاهچاله های چهار بعدی معمولی هستند. اما نتیجه حاصل كاملاً شگفت انگیز بود: از دیدگاه ریاضی، یك جهان پنج بُعدی می تواند یك سیاهچاله پنج بُعدی باشد. نكته جالب آن است كه تا پیش از این، دانشمندان تقریباً مطمئن بودند كه در جهان ما سیاهچاله های چهار بعدی وجود دارند (یكی از آنها احتمالاً در مركز كهكشان ما واقع است).

از طرفی در سال ۱۹۷۲ نشان داده شده بود كه شباهت هایی میان جهان ما و سیاهچاله چهار بُعدی وجود دارد. فیزیكدان ها دریافته اند كه با ورود به بُعد پنجم، این شباهت كامل خواهد شد. تصور این كه جهان ما یك سیاهچاله پنج بُعدی باشد واقعاً شگفت انگیز است. اما بررسی های انجام شده روی نیروی گرانش و برهم كنش ذرات بنیادی مستمراً فیزیكدان ها را به سوی مدل هایی با بیش از چهار بُعد معمول سوق داده است. بنابراین ممكن است جهان های بی شماری وجود داشته باشند كه هر یك در دل دیگری واقع شده و هر یك دارای ابعاد بالاتری نسبت به قبلی باشد. انسان هنوز نمی داند در كاوش و جست وجو در این ابعاد، با چه حقایق ناشناخته و شگفت انگیزی روبه رو خواهدشد. اما آنچه مسلم است این است كه همین مدل ساده پنج بعدی هم ما را با دیدگاهی جدید نسبت به كیهان مواجه ساخته است. بار دیگر كه زیر آسمان شب به ستاره ها خیره شدید، اندكی مكث كرده و به این واقعیت غریب بیندیشید كه ممكن است ما واقعاً در یك سیاهچاله پنج بُعدی زندگی كنیم.

نویسنده و ترجمه: شهاب شعری مقدم

سایت علمی بیگ بنگ /منابع بیشتر: Life inside a black hole , newscientist



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.

10 دیدگاه‌ها

  1. بعد زمان که وجود نداره،،،اما می شه که ما تو 4 بعد مکانی یا بالاتر باشیم…..این بعدی که اینجا مطرح شده مکانی هستش….درسته که ما نمی تونیم درک کنیم اما خصوصیات و رفتار هارو کاملا می تونیم حدس بزنیم

  2. دوستان اشتباه کار برای توضیح این هست که محدودیت های ادراکی رو تعریف کنید تا برای بقیه در تفهیم اشتباهی پیش نیاد.
    شما هیچ گاه قادر به درک فراتر از 4 بعد نخوایی بود، تمام. زیرا شما در دنیایی 4 بعدی زندگی میکنید(یعنی در مقیاسی از جهان که 4 بعد از ان قابل درک هست، حتی اگر این دنیا ابعاد بیشتری داشته باشد) .
    در ضمن باید بدانید در هندسه جهان 5 بعدی فقط جهانی هست که 5 بعد هندسی دارد و جهان 4 بعدی ما در هندسیه جهانی 3 بعدی هست زیرا زمان که کمیتی فیزیکی هست در هندسه وارد نمیشود. پس ما در جهانی 3 بعدی از نطر هندسی زندگی میکنیم. داستان زمان کلا جداست. ما حتی نمیتوانیم جهان 4 بعدی هندسی را درک کنیم. حتی درکی از ان نداریم، فقط یک سایه از ان! یا ابرمکعب باز شده.
    http://en.wikipedia.org/wiki/Five-dimensional_space

  3. یعنی شما میگین که بعد پنجم صرفا بعد مکانی هستش یا من اشتباه متوجه شدم ! شاید یه بعد جدیدی باشه که ما هیچ ایده ای ازش نداشته باشیم !

    • نه این یه مثال بود فقط اینجور که از توضیحات برمیاد میتونه زمانی هم باشه فعلا که در حد نظریست و به طور قطع ثابت نشده اما اگه ثابت بشه خیلی جالب میشه چون در این صورت وجود ابعاد بالاتر هم مسجل میشه.

  4. توضیحی در خصوص بُعد پنجم: همگی ما وجود سه بُعد مکانی طول، عرض و ارتفاع و همچنین بُعد چهارم یعنی زمان را حس می کنیم. اما آیا اینکه ما صرفاً وجود این چهار بُعد جهان را حس می کنیم لزوماً به معنای آن است که جهان، چهار بُعدی است و بُعد مکانی یا زمانی دیگری ندارد؟ خیر، چنین نیست. درواقع نگاهی به تاریخ علم نشان می دهد که همواره پدیده های شگفت انگیزی در جهان بوده اند که بشر تا پیش از کشف آنها از وجودشان غافل بوده است

    احتمال وجود بُعد پنجم (و حتی ابعاد بالاتر از آن) به شدت نزد فیزیکدان ها تقویت شده است و احتمالاً به زودی با آزمایشاتی که توسط شتاب دهنده های پرقدرت ذرات زیراتمی صورت خواهد گرفت، وجود ابعاد بالاتر کیهان بر بشر آشکار خواهد شد. اما اینکه چرا ما در حالت معمول، وجود بُعد پنجم را حس نمی کنیم، چند دلیل می تواند داشته باشد. یکی از این دلایل می تواند این باشد که بُعد پنجم – برخلاف ابعاد چهارگانه دیگر جهان – به شدت در خود پیچیده است.

    برای درک بهتر این مطلب، یک مثال می آوریم: بندبازی را تصور کنید که روی یک طناب مشغول راه رفتن است. از دید این شخص، طناب عملاً یک بُعدی است زیرا او فقط می تواند در امتداد طناب حرکت کند و لاغیر. اما از دید مورچه ای که روی طناب قرار دارد، طناب یک سطح دو بُعدی را تشکیل می دهد زیرا او علاوه بر حرکت در امتداد طولی طناب می تواند دور طناب نیز بچرخد و حرکت کند. در این مثال می بینیم که چگونه یک بُعد مکانی می تواند به خاطر کوچک بودن، از دید ما پنهان بماند. بُعد پنجم جهان هم می تواند چنین حکایتی داشته باشد.