تلاش برای فهم جهان هستی یکی از معدود چیزهایی بوده است که زندگی بشر را اندکی بالاتر از کارهای پوچ و بیهوده قرار داده است، و کمی به آن طعم تراژدی بخشیده است – استیون وینبرگ (سه دقیقه‌ی آغازین، 1993)
یکی از بزرگترین سوالاتی که همواره ذهن بشر را
به خود معطوف کرده است سرمنشع جهان هستی بوده است؟ این جهان هستی، قوانین حاکم بر آن و انسان از کجا آمده‌اند. به چه شکلی متولد
شده اند و چگونه در طول زمان تغییر پیدا می‌کنند. از فلاسفه و دانشمندان گرفته تا
عرفا و روحانیون سعی کرده‌اند پرده از این راز هستی بردارند و هر یک به شکلی به
شرح و تبیین پیدایش جهان هستی و قوانین حاکم بر آن بپردازند. در میان این مطالعات
و پژوهش‌ها و نظریه‌پردازی‌ها نمی‌توان کارهای فیزیکدانان نظری و تجربی را نادیده
گرفت. چرا که مطالعات و پژوهش‌های نظری و تجربی فیزیکدان بوده است که فهم ما نسبت
به جهان هستی و قوانین حاکم بر آن را دگرگون کرده است و امروزه هیچ مطالعه‌ای در
این زمینه بدون ارجاع به نظریات فیزیکدان کامل نیست. آغاز روند تکاملی شناخت انسان
نسبت به جهان هستی را می‌توان در کارهای فلاسفه‌ی نخستین و انسان‌های اولیه که به
آسمان می‌نگریستند دنبال کرد. در آن روزگار در اکثر نظریه‌پردازی‌های موجود زمین
مرکزی و اینکه انسان موجودی ویژه در جایگاهی ویژه در جهان هستی است گزاره‌ای صادق
فرض می‌شد. کمی پیش از انقلاب علمی و پس از آن می‌توان تلاش برای درک جهان هستی را
در انقلاب کوپرنیکی، کشف نیروی گرانش و سعی در تبیین آن، کشف نیروهای
الکترومغناطیسی، نیروی ضعیف و قوی هسته‌ای، کشف و مطالعه‌ی ذرات بنیادی و قوانین
حاکم بر آنها، نسبیت عام، نظریه مه‌بانگ، مشاهده تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی، انبساط
جهان هستی، نظریه ماده‌ی تاریک و انرژی تاریک، اندازه‌گیری ثابت‌های کیهانی و ...
دنبال کرد. اما به راستی این جهان هستی که ما جزئی از آن هستیم از کجا آمده است؟
ساده‌ترین تصویری که دانش امروز بشر از جهان
هستی به ما ارائه می‌کند را می‌توان به صورت زیر بیان کرد: جهان هستی از نقطه‌ای
بسیار داغ و چگال آغاز شده است، که آن را مه‌بانگ می‌نامیم، و پس از آن فضا زمان
شروع به گسترش پیدا کردن کرده‌اند، همانگونه که جهان هستی در حال انبساط پیدا کردن
بوده است، سردتر و رقیق‌تر شده است و ذرات بنیادی با یکدیگر ترکیب شده‌اند و هسته‌های
اولیه، مولکول‌های اولیه و سپس غبارهای اولیه و کهکشان‌ها و ستاره‌های اولیه را
شکل داده‌اند، و این جهان نه تنها هر روز اجزای آن، منظور ما کهکشان‌ها می‌باشد،
از یکدیگر دورتر و دورتر می‌شوند بلکه این سرعت دورتر شدن شتابدار نیز بوده و هست،
بدان معنا که هر روز با سرعت بیشتری همه چیز* از یکدیگر دور می‌شوند.
*منظور از همه چیز کهکشان‌هایی است که نمی‌توانند
به صورت گرانشی بر روی یکدیگر تاثیر بگذارند وگر نه یک کهکشان از هم پاشیده نمی‌شود
و به اجزای سازنده‌اش، ستاره‌ها، مولکول‌ها، نوترون‌ها و پروتن‌ها و الکترون‌ها و
یا ذرات بنیادی تجزیه نمی‌شود.
و اما باز گردیم به سوال اصلی. سرمنشا جهان
هستی از کجاست؟ اگر نظریه مه‌بانگ، که شواهد تجربی بسیاری برای تایید آن وجود
دارد، که اصلی‌ترین آنها تابش پس زمینه‌ی کیهانی است، را نقطه‌ی آغازین جهان هستی،
که ما در آن قرار داریم، بدانیم این نقطه‌ی آغازین خود از کجا آمده است؟ یا چه
چیزی این محرک این نقطه‌ی آغازین بوده است. یا می‌توان همین سوال را به شکلی دیگر
نیز پرسید. آنچه که ما در اطرافمان می‌بینیم، درخت‌ها، دریاها، ستارگان، کهکشان‌ها،
ذرات بنیادی همچون کوارک‌ها و لپتون‌ها و ... یا حتی آنچه که تا به امروز نتوانسته‌ایم
به طور مستقیم مشاهده کنیم همچون ماده‌ی تاریک و یا انرژی تاریک و یا حتی بنیادی‌تر
از ماده و انرژی خود فضا زمان از کجا آمده‌اند. چرا به جای اینکه چیزی نباشد چیزی
هست؟
شاید ساده‌ترین پاسخ به این پرسش مفهوم
"خدا" باشد. اما آیا به راستی فیزیکدانان نظری و تجربی نمی‌توانند جواب‌هایی
در خور تامل برای پاسخ دادن به این پرسش داشته باشند؟ تا به این لحظه فیزیکدانان
توانسته‌اند به روش‌های گوناگونی چگونگی پیدایش چیزی را از هیچ تبیین کنند و آن را
به صورت نظری نشان دهند و اتفاقا برای این نظریه‌پردازی‌های تئوریک، داده‌های
تجربی قابل توجهی نیز وجود دارد که تایید کننده‌ی نظریه‌پردازی‌های آنان می‌باشد
در اینجا می‌خواهم اشاره‌ای گذرا و بسیار ساده به برخی از این نظریه‌ها و رابطه‌ی
آنها با یکدیگر داشته باشم تا ببینیم چگونه جهان هستی می‌تواند خود به خود و بدون
نیاز به نیرویی خارجی می‌واند از هیچ به وجود آید و در ادامه گسترش و تحول پیدا
کند.
نظریه‌ی مکانیک کوانتمی در کنار نظریه‌ی نسبیت
عام، بزرگترین انقلاب در فیزیک معاصر بوده است. آنچنان این نظریه توانسته است در
تبیین پدیده‌های هستی موفق باشد که حتی مهندسین نیز در سطوح بالا اگر بخواهند
مطالعات اصولی بر روی مواد گوناگون و رفتارهای مختلف مواد داشته باشند مسلما در
تحلیل‌های خویش نیاز دارند که از ابزار مکانیک کوانتمی استفاده کنند. امروز برای
فهم تمامی پدیده‌ها، همچون پدیده‌های اپتیکی، پدیده‌های ابعاد میکرو و نانو و
کوچکتر از آن، پدیده‌های الکتریکی، پدیده‌های گرمایی و ... همه و همه نیاز به دانش
مکانیک کوانتمی داریم. در مطالعات نظری، مکانیک کوانتم زیر ساخت و چهارچوب کلی و
اصلی نظریه‌هایی همچون نظریه‌های کلاسیک در ذرات بنیادی و یا نظریه‌های فراکلاسیک
همچون نظریه‌ی ریسمان می‌باشد. به طور کلی فیزیک نظری و تجربی معاصر بدون ابزار
مکانیک کوانتم هیچ معنا و مفهومی ندارد.
اما چرا تا به این اندازه از اهمیت مکانیک
کوانتم سخن گفته شد؟ چون یکی از نتایج مکانیک کوانتم در ابعاد بسیار بسیار کوچک
نوسانات کوانتمی است که در آنها از هیچ چیزی به وجود می‌آید و چیزهایی هیچ می‌شوند.
بنابراین در قالب این نظریه می‌توان تبیین کرد که چگونه در فضایی خالی می‌تواند
چیزی به وجود بیاید و یا چیزی از بین برود، و چنین پدیده‌های در قالب مکانیک
کوانتم قابل تبیین و فهم است، حتی مشاهداتی تجربی نیز برای تایید این نتایج مکانیک
کوانتمی وجود دارد.
حال بیایید بازگردیم به مساله‌ی کیهان، یا همان
جهان هستی خودمان، و این پرسش را مطرح کنیم که مشخصات کیهانی چیست؟ جهان هستی که
ما در آن زندگی می‌کنیم چه ویژگی‌هایی دارد و آیا این ویژگی‌ها به ما کمکی می‌کند
تا پرده از این راز برداریم؟ طبق نظریه‌ی نسبیت عام هندسه‌های جهان هستی می‌تواند
اشکال گوناگونی داشته باشد. نسبیت عام یک معادله می‌باشد که در یک سمت آن هندسه
فضا تعریف می‌شود و در طرف دیگر آن روابط ماده و انرژی نوشته می‌شود. هندسه‌ی جهان
هستی از روی مشاهدات رصدی تعیین می‌شود و نه از روی مطالعات نظری. در حال حاضر ما
از طریق روابط نظری نمی‌توانیم هندسه‌ی جهان هستی را تبیین کنیم بلکه هندسه‌ی جهان
هستی از روی اندازه‌گیری‌های تجربی مشخص می‌گردد. می‌دانیم که جهان هستی نه تنها
در حال انبساط پیدا کردن است بلکه این انبساط شتابدار نیز می‌باشد. این نتیجه‌گیری‌ها
حاصل مطالعات مشاهداتی است که در کیهان‌شناسی انجام شده است و هنوز فیزیکدانان به
صورت نظری و به دقت نمی‌توانند چرایی این مساله را توضیح دهند. همچنین اندازه‌گیری‌های
دیگری نیز نشان می‌دهد که هندسه جهان هستی تخت می‌باشد. (در اینجا به تشریح
چگونگی اندازه‌گیری این مشخصات کیهانی نمی‌پردازیم) تحلیل این داده‌های تجربی نشان
می‌دهد که مجموعه‌ی انرژی جهان هستی بایستی صفر باشد چرا که اگر مجموعه‌ی انرژی
جهان هستی صفر نباشد دیگر هندسه‌ی جهان هستی را نمی‌توان تخت در نظر گرفت. همچنین
داده‌های تجربی انبساط کیهانی نیز این تخت بودن جهان هستی را تا دقت بسیار بالایی
تایید می‌کند. حال نتیجه این تخت بودن هندسه‌ی جهان هستی و یا همان صفر بودن انرژی
چیست؟
نتیجه آن است که برای به وجود آمدن جهان هستی
نیاز به هیچ انرژی نیست، چرا که مجموعه‌ی انرژی جهان هستی صفر است و این یکی خاصیت
ذاتی جهان هستی ما می‌باشد. همچنین با توجه به خواص کوانتمی در خلا می‌تواند
چیزهایی به وجود بیایید و بنابراین آنچه که ما در اطراف خود مشاهده می‌کنیم می‌تواند
حاصل این نوسانات کوانتمی باشد. البته روش‌های گوناگونی وجود دارد برای تبیین این
مساله که چرا جهان هستی وجود دارد و از کجا آمده است و ما در اینجا تنها به گوشه‌ای
از آن اشاره کردیم، و همچنان چه در ابعاد تجربی چه در ابعاد نظری این پرسش که جهان
هستی ما چگونه به وجود آمده است و منشا آن چگونه بوده است مساله‌ای باز است و
پژوهش‌ها در این زمینه ادامه دارد. اما همانگونه که شرح داده شد بستری برای تبیین
چرایی آن وجود دارد و فیزیکدانان برای پاسخ دادن به این سوال هرچند همچنان در
ابتدای مسیر هستند اما شواهد تجربی و نظری قابل توجهی را دارند که نشان می‌دهد فرض
این مساله که جهان هستی می‌تواند به خودی خود و از هیچ به وجود بیاید غیر محتمل
نیست و چنین امکانی وجود دارد.
شان کرول (Sean Carroll)
یکی از پژوهشگران ارشد موسسه تکنولوژی کالیفرنیا (Caltech)
بر این عقیده است که اگر به اندازه‌ی کافی صبر کنیم در گوشه‌ای از همین جهان جهانی
دیگر زاده می‌شود و چنین فرضی نه تنها بعید نیست بلکه بسیار محتمل نیز می‌باشد.
اما با توجه به انبساط کیهانی و مسائل نظری دیگر شاید ما نتوانیم این جهان‌ها را
مشاهده کنیم. که البته پژوهش‌ها در این زمینه همچنان ادامه دارد و نظریه‌های
گوناگونی نیز مطرح می‌شود.
به تازگی لارنس کراوس (Lawrence Krauss)
در کتابی با عنوان "جهانی از هیچ" (A Universe from Nothing) سعی
کرده است به تبیین دیدگاه‌هایشان در این زمینه بپردازد. این کتاب بر پایه یکی از
سخنرانی‌های معرف ایشان که در یوتیوب نیز موجود است، نوشته
شده است. نقدهایی درباره‌ی کتاب جدید ایشان از طرف شان کرول، جان هورگن و ...
نوشته شده است که می‌توانید آنها را در اینجا و اینجا و ... بخوانید.
بایستی این نکته را بار دیگر متذکر شد که این
پرسش همچنان پرسشی باز است و پژوهش‌های نظری و تجربی در این زمینه ادامه دارد و
ممکن است داده‌های تجربی و پژوهش‌های نظری تصویر جهان‌هستی، قوانین حاکم بر آن و
منشا آن در آینده دگرگون شود اما آنچه که قابل توجه است این است که بستر تجربی و
نظری قابل توجهی برای تبیین پیدایش جهان هستی از هیچ وجود دارد، و از دیدگاه فیزیک
معاصر چنین چیزی نه تنها بعید نیست بلکه بسیار محتمل نیز می‌باشد.
پی‌نوشت مرتبط: در اینجا به صورت خلاصه ده جواب
به پرسش "چرا به جای اینکه چیزی وجود نداشته باشید چیزی وجود دارد؟"
آمده است.
پی‌نوشت: نوشتارهای مرتبط پیشین در همین زمینه:
شعر
نوشت:
از
خیام،
در دایره‌ای که آمد و رفتن ماست
|
او را نه بدایت نه نهایت پیداست
|
|
کس می نزند دمی در این معنی راست
|
کاین آمدن از کجا و رفتن بکجاست
|
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر