بیگ بنگ...
یک جریان انرژی که جهان ما را از "هیچ"، به "همه چیز" تبدیل کرد و فضا و زمان را به وجود آورد. این هنوز هم بهترین تئوری درباره حادثه ایست که در آغاز زمان به وقوع پیوسته است، اما نسل جدید دانشمندان جرات میکند تا به آنچه که زمانی غیر ممکن تصور میشد، بیندیشد.
آیا ما درباره "بیگ بنگ" اشتباه میکنیم؟ و ممکن است به زودی بفهمیم که چه اتفاقی "پیش از آغاز" افتاده است؟
جهان چطور شروع شد؟ ما همه درباره "بیگ بنگ" شنیده ایم. اما واقعاً از کجا میدونیم که این همان اتفاقی است که افتاده؟ بالاخره هیچکسی حضور نداشته که بداند چه اتفاقی رخ داده است. اگر پیدا کردن جواب این سوال ، سخت به نظر میرسد... درباره این یکی چه میگویید؟: چه اتفاقی "پیش از آغاز هستی" افتاده است؟
من اولین بار در یک کلیسای "مِتُدیست" با این سوال مواجه شدم.
♪ ای ارابه دل انگیز ♪ که می آیی تا مرا به خانه بری ♪ (سرود مذهبی)
در سوره "آفرینش" خداوند میگوید: "باشد تا نور به ظهور رسد و پس از آن نور ، به وجود آمد.
خداوند، آسمانها و زمین را آفرید، اما اگر همه چیز در این لحظه آغاز شده باشد، خدا چگونه وجود داشته تا آن را بیافریند؟ آیا هرگز زمانی ، پیش از آغاز وجود داشته است؟ این سوالیست که دانشمندان و فیلسوفان و همه ما را بیش از 5000 سال است به خود مشغول داشته است. اما در دهه 1920، یک کشف علمی نور تازه ای را به فصل "آغاز زمان" و آنچه که ممکن است پیش از آن رخ داده باشد، تاباند.
درود بر مرد بزرگ: "ادوین هابِل" . بر قله "کوه ویلسن" در کلیفرنیای جنوبی "هابل" سلاح تازه ای را رو به آسمان نشانه رفت. تلسکوپ 101 اینچی پر عظمت "هوکر" .
با نگاه از درون این تلسکوپ بود که او به اولین مردی که قدر دان وسعت جهان است، تبدیل شد. هابل دید که قطعات کوچک درخشنده آسمانی، توده های گاز نبوده و در حقیقت کهکشانهایی دیگرند و جهان پر بود از، نَه تنها هزاران بلکه صدها بیلیون از آنها.
با وجود چشمگیر بودن این کشف مشاهدات "هابل" حتی نتایج بیشتری را نیز آشکار کرد. اینکه: جهان در حال وسیعتر شدن است! تک تک کهکشانها، از هم دورتر و دورتر میشوند.
حال این تصویر را به عقب برگردانید و تمامی معادلات ریاضی را به مُنتهای کوچکترین و مُنتهای فشردگی آغاز جهانمان ببرید.
دانشمندان برای شناسایی این مقطع، نامی برگزیده اند. "یگانگی"
پیش از "بیگ بنگ" هیچ "مکان" و هیچ "زمانی" وجود نداشته است. پیش از این آغاز، دقیقاً هیچ چیزی نبوده است. زمان را از این "یگانگی" جلوتر ببرید. شلیک شروع، همان "بیگ بنگ" است.
انفجار عظیم انرژی و ماده با پدید آوردن همه آنچه که ما امروز در آسمان میبینیم "فضا" و "زمان" را نیز ایجاد کرد. در همان حال که تشعشعات و مواد به جهات مختلف پرتاب میشدند، ظاهراً جهان شروع به سرد شدن کرد. جاذبه، موجب جذب مواد به یکدیگر شد و ستارهها متولد شده و بعد از آن منفجر شدند. سپس صفحههای چرخان غبار و سنگ به دور ستارههای تازه تولد یافته، گرد آمدند. ظاهراً چندین بیلیون سال پس از "بیگ بنگ" بود که .سیاره ای همچون "زمین" شکل گرفت.
این داستان محیر العقول به صورت یک باور در آمده است، اما هر قدر هم محکم باشد، "بیگ بنگ" هنوز هم، تنها یک تئوریست.
پروفسور فیزیک دانشگاه "پرینستن" دکتر "دیوید اسپرگل" بیشتر حرفه خود را صرف فهمیدن احتمال و چگونگی رخ دادن چنین اتفاق عظیمی کرده است.
مردم گاهی او را "آقای جهان" (آقای یونیورس) خطاب میکنند.
از نظر "اسپرگل"، بیگ بنگ هنوز هم کاملترین و علمیترین نظریه درباره مدل جهان اولیه محسوب میشود. همه چیز در پیرامون ما، از همان "بیگ بنگ" آمده.
جهان آغاز شده، ( یعنی همان بیگ بنگ) بسیار بسیار داغ و بسیار فشرده بوده و این تشعشع داغ، سرد شده و از جریان آن ماده، تشعشعات و هر چیزی که این دنیای ما رو تشکیل میدهد به وجود آمده است.
اینجا ما در آزمایشگاههای "بل" در منطقه "کرافورد هیل" هستیم. جایی که نظریه هیجان انگیز "بیگ بنگ" به نوعی از همینجا شکل گرفت.
"آرنو پنزاس" و "رابرت ویلسن" دو ستاره شناس رادیویی بودند که همینجا در آزمایشگاههای "بل" کار میکردند. کارشان هم مطالعه روی امواج ذره ای آسمان بود. در حالی که آزمایشگاه "بل" در مسیر کشف ایده استفاده از آن برای ارتباطات مایکروویوی بود.
سال 1964 بود و در این زمان این دو مرد تلاش در حل هیچ معمای بزرگ کیهانی نداشتند. تنها سعی میکردند این پروژه را راه اندازی کنند. اما یک "صدای" اسرار آمیز، مزاحم سیگنالهای رادیویی این پیشگامان بود.
"پنزیاس" و "ویلسن" واقعاً منجمان رادیویی قابلی بودند. بنابراین ، تلسکوپ خیلی خوبی ساخته بودند که خودشان طراحی اش کرده بودند. پس نباید هیچ صدای زمینه ای دریافت میکردند. اما این صدا وجود داشت. این صدای "هیس" از همه زوایای آسمان میآمد. "ویلسن" و "پنزیاس" همه چیز را امتحان کردند، حتی آنتنها را از برگها و غبار پاک کردند، اما صدا همچنان میآمد. سعی کردند با هیلیوم مایع گیرندهها را خنک کنند، اما صدا همچنان میآمد. آنها حتی لانه کبوترها و آلودگیهای حاصله را پاک کردند اما صدا برطرف نمیشد.
گاهی علم همراه با تمیز کاریهای زیادی همراه است تا بشود آنچه که بر جا مانده است را ببینیم. آنها هر چیزی را که به نظرشان میرسید، پاک کردند و بالاخره متوجه شدند که باید یک چیزی آن بیرون باشد. تنها احتمال این بود که از جایی خارج از کهکشان ما باشد و این ایده خیلی بعید به نظر میرسید. ما اصلاً نمیدونستیم با این نتیجه گیری چه کنیم.
با همکاری تیم فیزیکدان "پرینستن " ، ویلسن و پنزیاس دریافتند که تنها دلیلی که میتواند باعث شود صدایی از همه جای آسمان بیاید این است که در واقع بازتاب ضعیف یک اتفاق عظیم کیهانی بوده باشد.
ما درجه حرارت این صدای زمینه رو اندازه گرفتیم. یعنی صدای باقیمانده از آفرینش جهان. پس از چهل سال حدسیات و محاسبات، برجسته ترین دانشمندان جهان این دو مهندس رادیو به ناله ضعیف تولد جهان خودمان دست یافته بودند.
دلیل صدای "هیس" باید باقیمانده حرارت به جا مانده از "بیگ بنگ" میبود و به این صورت ، تصویری از آغاز زمان و فضا شروع به شکلگیری کرد.
این بالون، کل جهان ماست... همینطور که من این جهان رو باد میکنم، ببینید که چطور همه نقشهای روی این بالون از هم دور میشوند.
ما در مرکز جهان نیستیم همه جهان در حال انبساط هست...انبساط در زمان و این موضوع درباره تشعشعات هم صدق میکند. اینطور نیست که امواج مایکروویو به طرف ما بیایند و ما هم درست در مرکز "بیگ بنگ" باشیم. بلکه همه بالون با تشعشعات "بیگ بنگ" پر شده است، همینطور که بالون بزرگ میشود تشعشعات هم سردتر میشوند و هر چه بالون بزرگتر شود جهان هم سردتر میشود. حالا میتوانیم جهان را به عقب برگردانیم.
جهان منقبض میشود، گرمتر میشود، گرمتر میشود، باز هم گرمتر میشود و حالا ما برگشته ایم به زمان "یگانگی"، یعنی نقطه شروع "بیگ بنگ".
همه چیز، یعنی همه فضا، درست همینجا جمع شده است. این همان نیروییست که تشعشع داغ از آن منشاء گرفته است. در یک نقطه تولید نمیشود، بلکه در همه جا تولید میشود.
بیگ بنگ در همه جای سطح بالون رخ داده است. کشف اتفاقيِ تشعشع زمینه ای امواج مایکروویو کیهانی جایزه نوبل فیزیک را برای این دو مهندس رادیویی به ارمغان آورد. همچنین به دانشمندان فرض اولیه ای از زمان حدوث "بیگ بنگ" را نشان داد. یعنی زمانی بین 12 تا 14 بیلیون سال پیش.
درک ما از جهان دیگر هرگز مثل قبل نبود. اما برای "دیوید اسپرگل" گوش سپردن به صدای "بیگ بنگ" از فراز تپه ای در "نیوجرزی" کافی نبود. او میخواست در زمان سفر کند و به اولین لحظه ای که نور، جهان را پر کرد بازگردد و آن را ببیند.
آنچه که او نیاز داشت، یک راکت بود.
احتراق را داریم...به نظر خوبه
حرکت ...
راکتی که بتواند تصویری از اولین لحظه خلق جهان بردارد. به مسیر خودش ادامه میدهد.
سال 2001 با پرتاب کاوشگر مایکروویوی "ویلکینسِن " یا WMAP دانشمندان تلاشی را برای نگاهی هر چه دورتر به گذشته تا آغاز پیدایش جهانمان به انجام رساندند.
این رویای "اسپرگل" بود که به پرواز در میآمد.
وقتی به پیش زمینه مایکروویو توجه میکنیم، یعنی نگاه به فضای خارج و زمان گذشته داریم.
ما به دورانی که جهان فقط 300.000 سال از عمرش میگذشته نگاه میکنیم. این همان لحظه ایست که جهان به اندازه ای سرد شد تا الکترونها و پروتونها توانستند با هم ترکیب بشوند و هیدروژن تولید کنند. هیدروژن امواج مایکروویو را از خودش عبور میدهد. بنابراین نور میتواند به آزادی از آن زمان تا به امروز، سفر کند.
دو سال بعد، نتایج آشکار شد.
اولین نتایج ارسالی نسا WMAP به وعده خود عمل کرد WMAP تصویری کوچک از جهان و تنها 380.000 سال پس از تولدش .
این تصاویر به هزاران کلمه میارزند.
این عکس بچگی من هست، پیشانی بلند من رو تشخیص میدهید، بینی و لبخند کلاسیک من. البته من قطعاً پیرتر شده ام و خوشبختانه عاقل تر از این عکس اولیه، اما DNA همان هست. ما میخواهیم همین کار را در کیهانشناسی هم انجام بدیم. ما عکس دوران کودکی جهان را میگیریم تا ببینیم که وقتی چند روز از عمرش میگذشته چه شکلی بوده. بعد از اون هست که میتوانیم از این تصویر استفاده کنیم و ببینیم که چطور از این عکس دوران کودکی به جهانی که امروز داریم، رسیده ایم. اما هیجان انگیزتر از اون میتونه این باشه که ما این عکس رو برداریم و برگردیم به گذشته و درباره آغاز هستی مطالعه کنیم و بفهمیم که این کودک هستی از کجا آمده یا به عبارت دیگر اینکه چه اتفاقی در اولین لحظه "بیگ بنگ" افتاده. جزییات تولد ما در حقیقت در همین تصویر منعکس هست. چه اتفاقی در فاصله بین لحظه "یگانگی" تا تصویر 380.000 ساله WMAP افتاده است؟
از نظر دکتر"الن گوت" فیزیکدان MIT ، این لحظه گم شده در عمر جهان ما کلید شناخت همه چیز از قبل و بعد از "بیگ بنگ" است. جهانی که ما میبینیم در حقیقت به شکلی باور نکردنی، یکنواخت هست. باورش سخت است. چون عرف انفجار، اینطور عمل نمیکند.
دانشمندان مختلف، نظریات متفاوتی درباره آنچه که ممکن است در لحظه "یگانگی" حادث شده باشد، دارند. قوانین فیزیک نقض میشوند. سوالهای ریاضیات دیگر هیچ مفهومی ندارند.
آغاز زمان باز هم عجیبتر میشود.
چهل سال پس از اینکه دو اختر شناس رادیویی ، اولین بار صدای نامحسوسی را از تولد کیهان شنیدند
"دیوید اسپرگل" امروز توانسته است به تصویر کودکی جهان دست یابد. رنگهای لرزان مرئی در تصویر WMAP تنها اختلاف دگرگونی دما را در کیهان نشان میدهند. وقتی به نقشه WMAP نگاه میکنیم، چیزی که دیده میشود، اختلافات جزئی حرارت جهان در نقاط مختلف هست. اختلافاتی که در یک نقطه به ده هزار و در نقطه دیگری به 100.000 میرسد.
بنابراین من فکر می کنم که این جهانی که ما با ماهواره WMAP میبینیم با عدم به هم ریختگی و نظم کاملش بسیار همگن و متجانس هست. اما اگر زمان و فضا با انفجارهای عظیم انرژی آغاز شده باشند، آیا نباید جهان از هر جهتی کاملاً به هم ریخته و نامنظم باشد؟
نه دقیقاً!
البته نباید جمله ام رو با "نه دقیقاً" شروع میکردم... نه؟
برای دکتر "الن گوت" آنچه که در خلال زمان اولیه رخ داده، معمایی جالب بود که نیاز به حل شدن داشت. حل این معما، اهتمام زندگی او شد.
در کیهانشناسی همیشه این مشکل اساسی در درک هماهنگی هستی وجود داشته در هر جهتی که ما نگاه میکنیم، تراکم یکسانی دیده میشود که اندازه آن به 100.000 میرسد. این به مفهوم آن هست که "بیگ بنگ" در حدی باورنکردنی هماهنگ عمل کرده و درک این مطلب سخت هست. چون عرف انفجار اینطور عمل نمیکند. ما یک آزمایش روی بالونی انجام میدهیم که از ارتفاع زیادی به پایین سقوط میکند.
این بالون با رنگ پر شده و میخواهیم ببینیم که چه شکلی از یک انفجار عادی ایجاد میکند.
خوب، میبینید که یک انفجار عادی به چه صورتی هست و همینطور که میبینید هر چیزی داره به جز هماهنگی. لکه هایی اینجا و آنجا و نقاط سفیدی در فاصله بین اونها. جهان اولیه اصلاً شبیه به چیزی که اینجا داریم نبوده.
"الن" به چیزی احتیاج داشت که بلافاصله تمامی پلاسمای فشرده و داغ را نرم و هموار کند و به ظهور برساند.
من به ایده ای به نام "تَورُم" رسیدم، ایده اینکه جاذبه تحت شرایطب به خصوص به صورت دافعه عمل میکند و باعث فشار عظیمی در انفجار جهان میشود که همین اتفاق ممکن است در جهان اولیه رخ داده باشد. ایده اصلی نهفته در تورم این امکان هست که حداقل بخش کوچکی از جهان اولیه حاوی این مواد عجیب دافع جاذبه بوده باشد. به این شکل تنها چیزی که لازم خواهد بود فقط کمی از این ماده هست تا "بیگ بنگ" این اثر ضد جاذبه را اعمال کند.
تورُم هستی
درست پس از حدوث "هیچ"، به هستی در حدود یک تریلیون تریلیون تریلیون ثانیه پس از آن رخ داده است. یک میدان فشار تمامی فضای متراکمی را که در لحظه اولیه یگانگی خلق شده ، فرا گرفته ... که هنوز بینهایت کوچک بوده و سپس آن را به خارج رانده است.
یک ثانیه پس از آن جهان اندازه خود را صد هزار بار تکرار کرده است.
نوعی از نقاشی، میتواند چنین ایده ای را به تصویر بکشد.
ما اینجا از یک تکنیک خاص عکس برداری استفاده میکنیم تا یک گوی بزرگ شونده داشته باشیم.
ما به جای یک حرکت ناگهانی که در سقوط بالون داشتیم، یک رشد ملایم را از جهان اولیه خواهیم داشت. با این انتشار منظم و نرم بود که جهان ما شکل گرفت.
ایده تورم حالا دقیقاً روش استاندارد کیهانشناسی محسوب میشود و پیشگوییهایی را باعث شده که همه تایید شده اند. بنابراین با چیزی که ما میبینیم ، کاملاً جور هست.
با مفهوم تورم تئوری "بیگ بنگ" یک حرکت سه جهته به هم پیوسته محسوب شد.
حرکت اول...
یک "یگانگی" از هیچ مکان و هیچ زمانی به ظهور رسیده که تنها حاوی یک نقطه از تمامی انرژی که همان انرژی هستی ماست، بوده است.
حرکت دوم...
تورم بلافاصله به وجود آمده است. یک انبساط دائمی غیر قابل تصور به آرامی، این انرژی را منتشر کرده است و نظم را بر جهان حاکم نموده است و در این حال به ملقمه ای از پلاسمایی یکنواخت و منتشر شونده تبدیل شده است.
در حرکت سوم...
جهان سرد شده است.
مواد با فشار جاذبه، شروع به برخورد با هم کرده و تشکیل ستاره ها، کهکشانها و کرات را داده اند، برای اغلب کیهانشناسان این سناریوی سه مرحلهای بهترین توضیح برای اتفاق رخ داده در آغاز پیدایش جهان است. اما نه برای همه.
تفسیر این موضوع به عنوان آغاز فقط حکم یک عصای زیر بغل را دارد. مشتق از هیچ تئوری دیگری نیست. فقط جاییست که خود تئوری در اون شکل گرفته.
دکتر "مارتین بويُوالد" پروفسور فیزیک انستیتوی جاذبه و کیهان در "پن استیت" است. او ستاره ای در نسل نوین کیهانشناسان است که باورهای دیرینه درباره هستی را، به چالش میکشد.
ایده تورم، ممکن است دو عمل را شامل شود. اما "مارتین" معتقد است که این سناریو تنها یک عملکرد است. تبدیل یک موجودیت ناگهانی و منفرد از "هیچ"، به تمامی "هستی".
یگانگی، فقط به این معناست که ما این تئوری رو به خوبی نفهمیده ایم.
الن گوت از "تئوری تورم" برای فرو رفتن در یک تریلیون تریلیون تریلیون ثانیه پس از "بیگبنگ" استفاده میکند. اما "مارتین" یک میلیون بار هم جلوتر میرود. در تئوری "بویوالد"، زمان ،حرکت آزاد ندارد، بلکه از قطعاتی مجزا تشکیل شده است. این قطعات زمان، اتمهای فضا-زمان نامیده میشوند.
این روشی بسیار متفاوت از اندیشه رخداد آغازین است.
اینجا ما یک ساعت آونگی قدیمی بسیار زیبا داریم. همینطور که میینید، آونگی در اینجا هست که به روشی ممتد، تاب میخورد و به این شکل به ساعت میگوید که زمان چطور در جریان هست.
اینها علامت گسستگی نیست، بلکه حرکت ممتد پاندول هست.
این، تصویر کلاسیک اندازه گیری ممتد زمان قلمداد میشود. اما زمان کوانتایی مقوله جداییست.
برای زمان کوانتایی ما تصویر دیگری داریم، در حالیکه عقربه ثانیه شمار ساعت حرکت میکند، میبینید که حرکتش ممتد نیست. این آونگ معلق نیست که ما بتوانیم در هر زمانی اون رو در هر وضعیتی متوقف کنیم.
اینجا وضعیت متفاوتی ارائه میشود. با گسستگی معینی بین یک تیک با تیک بعدی.
این یک زمان محدود هست که ما نمیتوانیم اون رو تقسیمبندی کنیم. در نوع جهان اولیه "بویوالد" شما هرگز به "هیچ" نمیرسید.
ثانیه شمار هر ساعت کوانتایی تنها آغاز یک لحظه نیست، بلکه پایان لحظه ای دیگر است. لحظه ای که در جهان ما به جلو رفته است. یک ثانیه از آخرین نیمه شب را رقم زده است.
به این بالون جهان توجه کنید. اگر ما چیزی را که پیش از "بیگ بنگ" بوده تصور کنیم، مثل یک فرو ریختن خواهد بود. بنابراین کل این حجم در حال کوچک شدن بوده است. حالا اگر ما همان قانون نسبیت را بر اساس "نسبیت کلی" دنبال کنیم به "یگانگی" میرسیم.
کل بالون، کاملاً باد میشود. اما با طبیعت اتمی فضا و زمان شیوه کششی جاذبه تغییر میکند. در چنین فشردگی، حالت دافعه ایجاد میشود و فرو رفتن هم متوقف میشود. بعد این فشار به همه جا اعمال میشود. بنابراین یک فشار دافعه وجود داشته که جهان را دوباره منبسط کرده است.
به نوعی ما هنوز مطمئن نیستیم، اما ممکن هست که یک روزی دوباره جهان در خودش فرو رود و همه هوای اون خارج بشود. این حجم کاهش پیدا میکند، تراکمش کم میشود و احتمالاً به یک "بیگ بنگ" دوباره میرسیم .
جهان منبسط و منقبض میشود. اما در واقع هرگز آغازی نبوده. ممکن است جهانهایی پیش از این یکی
وجود داشته باشند و جهانهایی هم پس از این در کار باشد.
بویوالد بر روی مسائل پیچیده ای که تئوریهای اساسی، همگی با آن مواجهند کار میکند. تئوری او این است که هیچ معنایی از کامل شدن وجود ندارد و ممکن است هرگز هم ایجاد نشود. ما همچنان در حال کار بر روی این معادلات هستیم. هنوز به جواب کاملی نرسیده ایم. اما اینطور به نظر میرسد که در حال حاضر همین بهترین تئوری در مورد این موضوع باشد. اما در سال 2001 دو نفر از برجستگان عالم کیهانشناسی مقاله ای را منتشر کردند که در آن مدعی دستیابی اساسی تری به آنچه که "آغاز زمان" خوانده میشود ، بودند. از نظر این دو دانشمند پاسخی غریبتر و غیر منتظرهتر وجود داشت که تا کنون هرگز مورد توجه واقع نشده بود.
بنگهای متعددی تا ابدیت وجود دارند. جهان ما ممکن است تنها جهان این هستی نبوده و تنها یکی از صدها ، یا هزاران و یا حتی بینهایت جهان دیگر باشد.
ایده ای الهام بخش و متهورانه که میگوید: جهان، مجموعه دورههایی بیپایان است. از بیگبنگهایی بیپایان، تا به ابدیت. وقتی شما به فضا نگاه میکنید و به یک ستاره دوردست خیره میشوید، در حال تماشای گذشته هم هستید. نور کهکشانهای دوردست میتواند بیلیونها سال زمان ببرد تا به ما برسد. حالا ما میدانیم که یک مرزی برای نگاه ما به گذشته وجود دارد. مرزی برای هستی قابل رویت بازتاب کیهانی. این نور مقدار 13.7 بیلیون سال زمان برده تا به زمین برسد.
پشت پرده چه خبر هست؟
طبق نظر پروفسور "مارتین بویوالد" زمان در حال نزدیک شدن به لحظه یگانگی، فشرده و به هم ریخته میشود و بعد به انبساط دیگری جهش پیدا میکند. ولی شاید یک راه دیگری هم برای نگریستن به آنچه که پیش از آغاز رخ داده، وجود داشته باشد.
دانشمند افریقای جنوبی، دکتر "نیل توراک"، اکنون بیش از هر کس دیگری جرات عبور از مرزهای "گذشته" را به خود میدهد. روش اساسی او درباره هستی، برگرفته از درگیریهای والدینش در دوران آپارتاید است.
پدر و مادر من فعالان سیاسی ضد دولت افریقای جنوبی بودند. به خاطر نظراتشون زندانی کشیدند، اما نهایتاً دموکراسی بر آفریقای جنوبی حاکم شد و هر دوی اونها نماینده مجلس شدند. تنها زوج نماینده عضو مجلس "نلسن ماندلا" و "وینی ماندلا" بودند. اونها الگوی استقامت شناخته شدند. فقط به این دلیل که در حال حاضر ایده شما مورد قبول یا پسند نیست، اگر به درستی ایده خودتون معتقد هستید، روی آن پافشاری کنید.
از همان لحظه که او وارد حوزه فیزیک تئوریک شد، این دانشمند افریقای جنوبی به دنبال پاسخهای تازه ای برای معضل عمر زمان بود.
یک خِرد عُرفی در هر زمینه ای حاکم هست و مردم هم در پذیرش ایده های تازه، عجله ای ندارند و صراحتاً باید گفت که بسیاری هم، حرفه خودشون را بر اساس وضعیت جاری بنا کرده اند و مایل نیستند که هیچ ایده تازه ای وارد جریان شده و قایق اونها رو سرنگون کند.
از نظر "نیل"، ره آورد WMAP حس آشنایی از مشاهده جهان داشت. بر خلاف نظرات متفاوت برخی دیگر از همکارانش در میز گرد خبری WMAP .
البته دانشمندان حاضر دقیقاً اون رو به "تورم" ربط دادند و گفتند که: این به شکل خارق العاده ای "تورم" را اثبات میکند و این موضوع باعث به هم ریختن من شد.
نظر من این بود که اطلاعاتی که در داده های WMAP وجود داشت، به خودی خود برای اثبات یا عدم اثبات "تورم" کافی نبود و او تنها نبود. در آن سوی اقیانوس اطلس، دانشمند مفسر دیگری در حال بررسی برداشتن پرده از حقیقت آنچه که پیش از آغاز رخ داده است بود.
"پائول استاینهارت"، آلبرت اینشتاینِ" فیزیکِ" دانشگاه "پرینستن" است.
در جوانی پائول با فرود بر ماه، به علم علاقمند شد.
کندی: ما در این قرن به ماه خواهیم رفت.
به اموری از نوعی دیگر خواهیم پرداخت. نه برای اینکه اینها اموری آسانند، بلکه به این دلیل که دشوارند. در 1999 این دو مرد، قوایشان را به کار گرفتند تا ببینند آیا میتوان پاسخی برای برخی از سوالاتشان در زمینه مدل تورمی از آنچه که در آغاز رخ داده بیابند یا خیر.
نظریه تورم، موفقیت بینظیری داشته است. رقابت با "تورم" رقابت دشواری است. برای همین هم من همه ایده هایی که به ذهنم رسیده اند و حتی اونها رو دور ریخته ام را به شما نخواهم گفت.
ما اهداف مشابهی داریم که هر از چندی این حوزه را تحت تاثیر قرار میدهد و به نتایجی خالص و دست اول و متفاوت هم ختم میشود تا وضع موجود را بهبود ببخشد.
من ترتیب یک کنفرانس را با "نیل توراک" دادم. ما علاقمندیهای مشابهی در زمینه تئوری ریسمان که در اون دوران تازه منتشر شده بود، داشتیم که شاید میتوانستند ایدههای تازه ای را در کیهانشناسی تحریک کنند.
تئوری ریسمان، در 35 سال اخیر به عنوان تلاشی در تدبیر یک تئوری برای توضیح همه چیز در هستی بوده است. در این تئوری، همه چیز از لحظه جنبش ریسمانها شکل گرفته است، اما برای عملکرد ریاضی این تئوری باید بیش از سه بُعد فضایی که برای ما قابل رویت است، وجود داشته باشد. در حالیکه به جای آن، 10 بُعد فضایی به انضمام یک بُعد زمان در کار است.
فضا-زمان یک جوهر انعطاف پذیر است مثل غشا که میتواند منبسط و منقبض گردد. بنابراین ما میدانیم قابل تحرک هست. اما کسی تا به حال این روند را بررسی نکرده است. پس ما از متخصصانی مثل "برت اورات" کمک گرفتیم که او خودش یکی از متخصصترین توسعهدهندگان مدل اجزای فیزیکی بر مبنای تئوری ریسمان هست.
او حرفهای قشنگی میزد و اونطور که برای ما شرح داد، جهان سه بُعدی در یک دنیای غشایی واقع شده که با فاصله اندکی از جهان غشایی دیگری جدا شده است. درست در کنار یک فضای سه بُعدی دیگر و همینطور که ما نشسته بودیم، هر دو فکرهای مشابهی داشتیم.
مثلاً اگر شما فرض کنید که این ساختار جهان باشد، یک تفسیر تازه از امکان اینکه بیگ بنگ چه بوده، وجود خواهدداشت. اون چی هست که ما هنوز باهاش مواجه نشده ایم؟
این فیل درون اتاق چه شکلیست؟ و مهمترین سوال قابل طرح هم همان "یگانگی" است.
هر دوی ما در انتها به "برت" رسیدیم و بعد از صحبتهایش او را در تنگنا گذاشتیم. هر کدام از ما جمله همدیگر را تمام کردیم و گفتیم: حالا اگر اینها با هم برخورد کنند چطور؟ بعدش چه اتفاقی خواهد افتاد؟ ممکنه که "بیگ بنگ" یک شروع نبوده و یک برخورد بوده باشد؟ جوابش هم این بود که: شاید.
این ملاقات به زودب به پایان رسید، اما هر سه نفر به ادامه این سناریو در لندن دعوت شدند.
ما در ایستگاه قطار با هم ملاقات کردیم و شروع کردیم به تصور این ایده با جزییاتب بیشتر در این باره که ممکن است "بیگ بنگ" یک آغاز نبوده و یک تصادم بوده باشد و بعد هم با قطار به لندن رفتیم. در حالیکه طوفانی در ذهنمان به پا شده بود. به شکلی نامطمئن و بدون ساختار و بیمحاسبه، ما از خودمان سوال کردیم که آیا ما میتوانیم به چیزی متفاوت از تصویر "تورم" دست پیدا کنیم که متفاوت از تصویر استاندارد باشد؟
ما ایدههای نامعینی درباره چگونگی این موضوع داشتیم، اما همه چیز هم کاملاً بدیهی نبود. زمان به سرعت میگذشت. همینطور که قطار به حرکت خودش ادامه میداد، یکی از اون موقعیتهای خاص بود که شما در حال یک گفتگویی هستید و حس میکنید که دارید به ایده هیجانانگیزی دست پیدا میکنید. به نوعی شبیه به یک حس ششم هست که به شما بگوید که اتفاق مهمی در حال رخ دادن هست. رسیدن به ایدهای نامعین برای اینکه همه چیز چطوری پیش برود. البته هیجان انگیز هست. اما داشتن ایدهای اینچنینی و تمایل به پیگیری این ایده، یعنی اینکه خودتان را برای سالها بیچاره کنید. چون حالا دیگر لازم هست که این کار را تمام کنید و برای حل این معما ،"نیل" و "پائول" به بزرگترین چالش ذهنی بشر رسیدند. یعنی به جهانی غریب و باور نکردنی از 11 بُعد فضایی و جهانهایی موازی با جهان خود ما.
آلبرت آینشتاین" متفکری قدرتمند بود. نظریات نسبیت او دستاوردهایی را به لرزه در آورد که اهداف قرنها مشاهدات کیهانی بشر بودند، اما حتی بنیادیتر از آن تشخیص او از بافت فضا و زمان بود. سه بُعد فضا در حقیقت بخشی از چهار بُعد زمینهای هستند موسوم به فضا - زمان. اما اکنون، جریان تازه ای در فیزیک تئوریک دیده میشود. موسوم به "نظریه ریسمان" و از نظریه ریسمان هم تئوری دیگری موسوم به تئوری "M" مشتق میشود.
در تئوری "M" نه تنها چهار، بلکه 11 بُعد وجود دارد. ده بُعد فضایی و یک بُعد زمانی.
این تئوری تلاشی برای شناخت جهانهای سه بُعدی و بینهایتی که منبسط میشوند، هست.
نظریه موعود و یکپارچه از میان تمامس نیروها و اجزاس بنیادینی است که ما در طبیعت میبینیم. به تعبیری میتوانید اون رو یک توصیفی از اوج دستاوردهای فیزیک تئوریک قرن بیستم قلمداد کنید. بر این مبنا، چگونگی عملکرد این تئوری اینگونه هست که نیاز به بیش از سه بُعد عادی فضایی خواهید داشت. بنابراین کلید نهفته در تئوری "M" این هست که ما بیش از سه بُعد فضایی را که تا به حال تجربه کرده ایم داریم. بُعدهایی که پنهانند. در واقع ما 7 بُعد دیگر هم داریم و دلیل اینکه ما از وجودشان بیخبریم این هست که اینها بسیار بسیار ریز هستند و برای دیدنشان نیاز به میکروسکوپی بینهایت قدرتمند داریم. بسیار قدرتمندتر از هر میکروسکوپی که در اختیار داریم. جهان سه بُعدی ما در یک سطح و در بستر فضا قرار گرفته است. با یک بُعد اضافه دیگر که این جهان را از جهانی دیگر جدا میکند. یک احتمال که از این بُعد دیگر سرچشمه میگیرد آن است که جهان سه بُعدی دیگری میتواند تنها به اندازه کسر یک سانتیمتر از جهان ما فاصله داشته باشد و همچنان از چشم ما پنهان بماند. این سطوح، غشا نام دارند که از همان غشای سلولی برگرفته شده اند که فقط یاد آور انعطاف پذیر بودن این سطوح هستند که منبسط میشوند، تکان میخورند، لوله میشوند و میتوانند در امتداد این بُعد اضافه، حرکت کنند. همه جزئیاتی که ما از آنها ساخته شده ایم. در واقع در حصار یک غشای کوچک قرار گرفته است و همه ابعاد فضا هم که ما در آنها سفر میکنیم شامل این غشا میشود. بنابراین همه چیز در جهان مرکب از این اجرام هندسی است.
من هیچ فکر نمیکنم که بتوانم این مطلب را دوباره تکرار کنم.
مراقب باشید، شما به نقطه ای وارد میشوید موسوم به "عالم غشا".. ما مثل یک حشره روی کاغذ حشره کش در دنیای غشایی خودمان گیر کرده ایم. ما واقعاً نمیتوانیم به بُعد دیگری برسیم. حتی اگر 10 تا 30 سانتیمتر هم بیشتر فاصله تا رسیدن به یک دنیای غشایی دیگر نداشته باشیم.
از همین جهان غشایی بود که "پائول" و "نیل" به صورت بالقوه به تئوری تازه ای از آنچه پیش از آغاز اتفاق افتاده، دست پیدا کردند.
حالا من اینجا یک تکه پارچه دارم که به نظر یک جرم دو بُعدی می رسد، چون یک بُعد از بالا به پایین و یک بعد هم از پهلو به پهلو دارد. اما وقتی ما کمی از زاویهای نزدیکتر به این جسم نگاه کنیم و از این طرف اون رو ببینیم، متوجه میشویم که در واقع دو قطعه پارچه وجود دارد که با یک فاصله خیلی کمی از هم جدا هستند و شما میتوانید این فاصله را به عنوان بُعد چهارم فرض کنید. برخورد این دو جهان سه بُعدی یعنی جهانی که ما در آن زندگی می کنیم با جهانی دیگر، همان "بیگ بنگ" را ایجاد میکند. این یک برخورد بوده، به جای اینکه از "هیچ" منشاء گرفته باشد، پس اگر غشا، قبل و بعدش وجود داشته یعنی فضا و زمان هم از قبل وجود داشته اند و میتوانند به ایجاد شرایطی که ما در جهان امروز داریم، کمک کرده باشند. به هم برخورد کنند و دوباره از هم جدا بشوند.
بیگ بنگ" آغاز نیست". این یعنی که ما زمان بیشتری برای حل مسائل کیهانی که تورم، قصد حل کردن اونها را داشته، داریم. پس ما شروع کردیم به تصور اینکه آیا میشود این ایده را با چیزی که پیش از "بیگ بنگ" اتفاق افتاده عوض کنیم؟ و همینطور که ما در قطار نشسته بودیم، شروع به تصور احتمالات زیادی کردیم و در نهایت هم به مقصودی بسیار هیجان انگیزتر از تصویر استاندارد تورمی "بیگ بنگ" رسیدیم.
به مدت 18 ماه این سه مرد به همراه فیزیکدان دیگری به نام "جاستین کوری" با تب و تاب فراوانی مشغول شفافسازی و قضاوت جرقه خلاقیت ذهنیشان بودند.
حالا ما باید اثبات ریاضی آن را هم به انجام میرساندیم و این موضوع هم مستلزم بسط فیزیک زیادیست تا توصیف کننده حرکات غشای متحرک در امتداد ابعاد اضافه باشد که تحت تاثیر نیرویی که آنها را به سوی هم میراند قرار دارند.
این شیوه ریاضیات قبلاً وجود نداشته است. تئوری تازه ای از هستی، شروع به جان گرفتن کرد.
تصویری که ما در ذهن داشتیم، دو جهان سه بُعدی بود که تا ابدیت منبسط میشدند، اما با فاصله ای اندک از هم جدا بودند. یعنی همان بُعد چهارم فضا. هر دو جهان سه بُعدی در واقع با نیروی بسیار بسیار اندکی به هم جذب میشوند. این نیرو باید بسیار بسیار کم باشد. در غیر اینصورت "بنگ" خیلی زود اتفاق میافتد.
ما میدانیم که این دورهها نمیتوانند خیلی کوتاه باشند. چون جهان تا همین حالا، 14 بیلیون سال از آخرین بنگ خودش را پشت سر گذاشته است. یک تریلیون سال ،احتمالاً یک نقطه شروع عادی برای آنچه که ما از طول این دوره انتظار داریم، خواهد بود. در حالیکه غشاها به هم نزدیکتر میشوند. نیرو قویتر و قویتر میشود و وقتی به هم برخورد میکنند، انرژی جنبشی غشاها به اشعه داغی تبدیل میشود که هر دو جهان سه بُعدی را پر میکند و یک "بیگ بنگ" به نظر میرسد.
وقتی غشاها دوباره از هم دور میشوند، مجددا از مواد و تشعشعاتی پر میشوند که در برخورد اینها با هم شکل گرفته و همین باعث میگردد که غشاها دوباره منبسط و سرد بشوند و دوره تازه ای از انبساط ، سرد شدن خلق اتمها ، مولکولها ، ستارهها و کهکشانها را از سر بگیرند.
حالا ما یک توضیح برای "بیگ بنگ" داریم. این به صورت عادی همان "یگانگی کیهانی" محسوب میشود. نوعی تغییر در قوانین فیزیک که در تئوری استاندارد "بیگ بنگ" .ناچارید به سادگی ندیده اش بگیرید، اما در این تصویر شما در واقع یک توضیح برای اون دارید. این در حقیقت یک برخورد بین دو جهان غشایی بوده است. این یک تئوریست که به آن "یگانگی کیهانی" میگوییم.
این یکی از اساسیترین و برازنده ترین نتایج برای یکی از مهمترین معماهای هستی است.
طبق نظر "نیل" و "پائول" و همکارانشان ،"برت" و "جاستین" همواره زمانی، پیش از زمان وجود داشته است. پس از تقریباً 2 سال کار، اکنون زمان آن بود که این تئوری جدید را به دوستان دانشمند خود ارائه کنند. در کنفرانسی در فنلاند این دو فیزیکدان، تئوری خود را مطرح کردند. بازتاب آن، برخوردی سرد بود. انتقاد آنها این بود که ما فقط نتیجهگیری کرده ایم یا ادعا کرده ایم که غشاها صاف و موازی هستند، بدون اینکه ثابت کرده باشیم چرا اینطور است!
ما خیلی درباره این ایده هیجان داشتیم، اما خرابش کردند. راستش باید بگویم که این نشست به نفع ما تمام نشد. فردای آن روز، ما هر دو دمغ بودیم. بنابراین مشغول قدم زدن در ساحل رود
نزدیک به "روا نیمی" شدیم و با هم این گفتگو را داشتیم که چه چیزی را میشود جایگزین این ایده کرد؟ بنابراین شروع کردیم به فکر کردن به موضوعی که هنوز در تئوری مطرح نشده بود و اون هم موضوع "انرژی سیاه" بود.
"انرژی سیاه" ، یک کشف کاملاً غیر منتظره اخیر است. نیرویی اسرار آمیز که موجب انبساط سریعتر جهان میشود. در حقیقت، انرژی سیاه چنان موجب انبساط جهان میشود که هیچ چیزی به جز فضای سرد و خالی در جهان باقی نمی ماند. در دستور زبان تئوری "M" این ترجمه همان غشای مسطح است. انرژی سیاه، جهانهای سه بُعدی را منبسط و اونها رو به حدی کاملاً مسطح خالی و موازی میرساند.
البته این بلافاصله با یک ایده دیگری همنوا شد. ما حالا داریم از اون استفاده میکنیم. اما قبل از "بنگ" هم از آن استفاده میکنیم!
شاید منبع انرژی سیاه، در آن زمان مثل همین بوده که حالا هست و جهان به نوعی، یک جهان دوره ای باشد. پس شما میتوانید یک "بنگ" داشته باشید که در پی دورههای عادی جهانهایی دیگر از راه می رسد. مثل همین که ما امروز در آن هستیم و در پی آن هم یک "بنگ" دیگر خواهد بود که در آینده خواهد آمد و آنهم "بنگ" دیگری را در پی خواهد داشت و همینطور تا ابد. یعنی همینطور برخورد و بیگ بنگهایی تا ابد خواهد بود.
حالا تئوری کامل شده بود. دو غشا به هم میرسند و انرژی را به یکدیگر تزریق میکنند، سپس انرژی سیاه ، به مدت یک تریلیون سال یا بیشتر آنها را از هم دور میکند. غشاها مسطح میشوند و باز به هم نزدیک میگردند و این روند بیپایان ادامه خواهد یافت.
"نیل توراک" و "پائول استاینهارت" به یک تئوری نهایی شگفت انگیز از "بیگ بنگ" دست یافتند و روزنه ای در آنچه پیش از آغاز رخ داده بود ، ایجاد کردند.
هر قدر هم که مدلها با هم فرق داشته باشند، اما دقیقاً همان تنوع را در تشعشع زمینهای تولید میکنند.
تصویر WMAP نیز همین دو ایده را منعکس میکند.
قطعاً WMAP بود که این موضوع را آشکار کرد و روشی هم که اغلب در تفسیر این خبر شد به زیبایی سازگار بود با تصویر "بیگ بنگ تورمی"، اما از نظر ما ، به معنای این بود که احتمال "مدل دوره ای" به اندازه "مدل تورمی" هست.
اما کدام یک از این دو نظریه درست است؟
پاسخ به یکی از بزرگترین معماهای هستی، مبنی بر اینکه: "آیا زمانی پیش از زمان ما وجود داشته؟"، میتواند در یک میلیون مایلی بالای سر ما به دور زمین در گردش باشد.
پیش از "آغاز"، چه اتفاقی افتاده است؟
سوال مطرح میشود.
بحثهای نزدیک مطرح میشوند
جواب این است؟ "هیچ چیز"
آیا بیگ بنگ به طور ناگهانی و بدون توضیح رخ داده است؟
از جایی که زمان و مکان نبوده اند؟
یا میتوانیم از انقباض جهانی دیگر که قبل از ما وجود داشته است، پدید آمده باشیم یا ما در یک تریلیونم تریلیونم عرض یک اتم به دور از جهان موازی دیگر زندگی میکنیم و در هر تریلیون سال این جهانهای موازی به یکدیگر برخورد میکنند و یکدیگر را از مقدار زیادی انرژی و مواد پر میکنند.
جهان پر تلاطم پروفسور "مارتین بویوالد" همچنان در حال پیشرفت است اما برای مدعیان "مدل دوره ای" و "تورمی" بیگ بنگ پاسخ به چگونگی آغاز جهان میتواند حرکت به سوی ما از میان زمان و فضا باشد. همچون امواج کوچکی در دریای هستی: "امواج کششی".
امواج کششی خیلی شبیه به امواج صوتی هستند. ما به امواج صوتی که، در حال صحبت من
از من به شما میرسد. به عنوان انبساط و انقباض هوای بینمان عادت داریم. مولکولها به هم فشرده و بعد از هم دور میشوند درحالیکه موج از من به شما در حرکت هست، اما امواج کوچک کششی، مولکولهای هوا نیستند، بلکه خود فضا هستند و مفهوم آن این است که میتوانند انبساط یابند یا پرتوی از نور را منتشر کنند و در رنگهای آن تغییر ایجاد کنند. پس وقتی که فضا منبسط میشود ما میبینیم که تشعشعات به فرکانسهای قرمز با طول موجهای بلند تغییر میکنند. اما وقتی بر میگردند، آبی تر از وضعیت متضادش خواهند بود.
پس با تجزیه دقیق مسیر تشعشعات در آسمان، ما در حقیقت میتوانیم موجهای کششی را که در آن بخش از جهان که ما در آن هستیم در حرکتند، دنبال کنیم و تکنولوژی موشکی هم دانشمندان را به اندازه کافی به عمق فضا میبرد تا قادر به زیر نظر گرفتن این امواج کششی باشند.
ماهواره "پلانک"، جانشین WMAP است. آسمان را دو برابر آن و در حدود 10 برابر حساسیت ، رصد میکند. ماهواره "پلانک" واقعاً اولین وسیله ای است که به نظر میرسد شاید بتواند این امواج کششی را پیدا کند. اگر ما خوششانس باشیم به ما خواهد گفت که چه اتفاقی در اولین لحظه "بیگ بنگ" رخ داده یا حتی در لحظه پیش از اون، برای مسئولین "مدل تورمی" بیگ بنگ، یافتن امواج کششی شکوهمند، آخرین گام در راه اثبات این هست که انبساط عظیمی از یک انرژی پس زننده در کار بوده است. از زمانی بی آغاز و از مکانی لامکان اما "پائول استاینهارت" و "نیل توراک" نیز چشم به نتایج ماهواره "پلانک" دوخته اند. در "مدل دوره ای" آغاز جهان آنها، رسیدن دو غشا به هم، برخورد بسیار کمتراکمتری دارد و شانس وجود امواج کششی، تقریباً ناممکن خواهد شد.
اگر ما امواج کششی را در ماهواره "پلانک" مشاهده کنیم، این موضوع ثابت کننده "تئوری تورمی" خواهد بود که حاکم بر تصویر "دوره ای" ما میشود. اما اگر این امواج را نبینیم، این موضوع با قوت، حمایتکننده "تئوری دوره ای" خواهد بود.
اما هر یک از این توضیحات درباره آغاز جهان صحیحتر باشد، برنده حقیقی، درک علمی خود ما خواهد بود.
بله از نظر من این بشر است در مقابل طبیعت، ما داریم تلاش میکنیم رازهای طبیعت را کشف کنیم. اگر موفق بشیم، غافلگیر خواهیم شد. این امواج ریز و تقریباً غیر قابل کشف تاثیری شبیه به سونامی در مسیر آینده کیهانشناسی خواهند داشت. به جای ظهور از لامکان و زمانی بی آغاز و پیدایش ما از غبار ستارگان به "بشر" شاید ما باید به منطق ذهنی خودمان توجه داشته باشیم که ما تنها آخرین گونه از دوره ای از جهانهای بی پایان هستیم.
شاید ما هنوز هم ندانیم که چه اتفاقی پیش از آغاز رخ داده است. اما در خواهیم یافت که ...یک اتفاقی افتاده است.
پاسخ نهایی، شاید در همین نزدیکیها باشد.