Behzad AZ
06-25-2010, 07:30 AM
باز دم پايان ناپذير
به نظرمي رسدكه جرم جهان ما كم تر از آن باشد كه در آينده منقبض شود .آينده ما چگونه است ؟يك حريق بزرگ تازه يا شايد پيشروي به سمت سرماي بيشتر و فضاي خالي بيشتر براي پاسخ چگالي ماده موجوددر كائنات را حساب كنيم («چگالي»كميت ماده در يك حجم معين است ) به عنوان مثال مكعبي از آب كه هر يك از وجود آن يك سانتي متر باشد جرمي برابر با يك گرم دارد ؛جرم همين حجم از هوا حدود يك ميلي گرم است .چگونه مي توانيم چگالي كائنات را اندازه گيري كنيم ؟بايد كار خود را با انتخاب يك حجم واحد آغاز كنيم .بديهي است كه چنين حجمي بسيار بزرگ خواهد بود! در صورتي كه به دنبال يك نمونه گويا باشيم حجم آن حتي بيش از يك ابر خوشه خواهد بود . سپس بايد فهرستي از مواد موجود در اين حجم فراهم كنيم .كهكشانها را مي شماريم جرم هاي آنها را بر آورد مي كنيم آنها را با هم جمع مي كنيم امااين پايان كار نيست. آنچنان كه در مورد ستارگان اتفاق مي افتد به آساني مي توانيم ماده اي را كه مي بينيم بشماريم ،زيرا به سمت ما نور مي فرستد. اما در مورد ماده اي كه نمي توانيم ببينيم چه مي توان گفت : ستارگان و سيارگان مرده سيارك هايي كه دور از هر گونه منشاء نوري قرار دارند ؟ ودر مورد صورتهاي احتمالي ماده كه هنوز نمي شناسيم يا موفق به رديابي آنها نشده ايم چه مي توان گفت ؟ چگونه مي توانيم ارقام مربوط به اين مواد را محاسبه كنيم؟نيوتن به ما گفته است كه ماده به طور كلي خواه نوراني باشد يا تاريك و شناخته شده يا ناشناخته از طريق نيروي گرانش خود را به ما نشان مي دهد از طريق جاذبه اي كه بر مواد اطراف خود اعمال مي كند.
به اين ترتيب حضور خود را برما آشكار مي سازد . به عنوان مثال فرض كنيم كه خورشيد نور افشاني نمي كرد. در اين صورت قادر نبوديم آن را ببينيم و در تاريكي جاودانه باقي مي مانديم.
اماخورشيد همچنان به جذب سيارات ادامه مي داد در حركتهاي آنهاهيچ گونه تغييري ايجاد نمي شدودر صورتهاي فلكي منطقه بروج به حركت در مدار سالانه خود در آسمان ما ادامه مي دادند.
بعلاوه اختر شناسان كره زمين بدون آنكه قادر به «ديدن»خورشيد باشند مي توانستند به وجود آن پي ببرند وبا دنبال كردن حركات زمين نسبت به ستارگان جرم آن را اندازه گيري نمايند.اختر شناسان جديد با بهره گيري از روشهاي مشابه مي توانندچگالي كل كائنات از جمله موادي را كه در حال حاضر نا مرئي اند بر آورد نمايند. ما به راحتي مي توانيم نتيجه را بر حسب حجمي كه همه روزه با آن سرو كار داريم يعني مكعبي به ابعاد يك متر بيان كنيم .براساس يك رقم ميانگين دركل فضاي قابل مشاهده به اين نتيجه مي رسيم كه در هر متر مكعب فضا حدود يك سوم اتم وجود دارد اين رقم خيلي دقيق نيست دامنه احتمالات به ميزان سه برابر از هر طرف تغيير مي كند به عبارت ديگر اين چگالي ميتواند به اندازه يك اتم در هر متر مكعب بزرگ شود . امروزه بسياري از پژوهشگران در زمينه محدود كردن دامنه عدم قطعيت اين رقم مهم فعاليت مي كنند.
به لحاظ نظري براي آنكه حركت كهكشانها در آنكه حركت كهكشانها در آينده متوقف يا معكوس شود اين چگالي بايد بيش از ده اتم در هر متر مكعب باشد با توجه به واقعيات مشهودچنين امكاني بعيد به نظر مي رسدما به دليل فقدان دقت ابزارهاي اندازه گيري مان نمي توانيم چنين امكاني را به كلي منتفي بشماريم اما به نظر مي رسد كه چگالي كائنات كوچك تر از آن باشد كه نهايتا به انقباض آن منجر شود . در اين صورت كائنات باز خواهد ماند.
مشاهده ديگري نيز وجود دارد كه از فرضيه كائنات باز حمايت مي كند. نسبت فراواني هيدروژن سنگين (دوتريوم)و هيدروژن سبك. شكل گيري دوتريوم در مرحله اوليه تركيب هسته اي به چگالي ماده بستگي دارد. نسبت به كائنات بسته در كاينات باز مقدار بيشتري از آن توليدمي شود و نسبتي كه در فضاي بين ستاره اي و منظومه شمسي مشاهده مي شود به آنچه از يك كائنات باز انتظار داريم نزديكتر به نظر مي رسد. بنابراين مشاهده دو پديده فوق حاكي از آن است كه انبساط كائنات تا ابد ادامه خواهد يافت :«سبك بودن»آشكار كائنات و فراواني دوتريوم. اما بايد مراقب باشيم كه قطعيت در اين حوزه اندك است .
عددي راكه مي توان نتيجه گيري هاي ما را معكوس كند در اختيار نداريم و آن عددجرم ذراتي به نام نوترينواست.
در حال حاضر براي اندازه گيرياين عددآزمايشهاييدر جريان است.
درمور ابعاد كائنات بايد يك نكته ديگر را نيز مورد توجه قرار دهيم .اين ارقام در مورد كائنات بازو بسته يكسان نيست . قبلاگفته ايم كه كائنات باز بر چگالي پايين منطبق است . در اين صورت انبساط تا ابد ادامه خواهد يافت و فضا بي پايان خواهد بود اما چنانچه چگالي بالا باشد كائنات بسته خواهد شد دوره معيني از انبساط دوراني از انقباض رادر پي خواهد داشت در اين صورت فضا، بي انتها نخواهد بود يك مسافر مي تواند دور آن را بپيمايد و به نقطه آغاز سفر خود برسددرست مانند نا خدايي كه يك كشتيرا در اطراف كره زمين هدايت مي كند در اين صورت فضا به اين مفهوم نا محدود است كه مسافر آسماني با نوعي مرز يا ديوار برخورد نخواهد كرد .
اين فكر كه كائنات داراي تاريخ است به آينشتاين باز مي گردد.كار او روي ساختار كيهان به پيدايش اين ديدگاه منجرشد (كه مي توانست انقباضي يا انبساطي باشد) .تاسال 1929 كه عقب نشيني كهكشان هادررصدخانه هابل مشاهده نشده بود،اين ديدگاه طرفداري نداشت.ازآن زمان به بعد بسياري ازنظريه هاي كيهان شناختي سعي كردند ثبات را،كه خصلت جاوداني كاينات بود، به آن باز گردانند.امروز مشاهدات صورت گرفته اين نظريه راازدور خارج كرده است بااين همه فكر وجوديك كاينات جاوداني همچنان باي بسياري از مردم جذاب است.زيرا مسئله مربوط به منشاء ماده راكنار مي گذارد. در واقع به عقيده من با جارو كردن آن به زير فرش از اين مساله فرار مي كند و مسئله واقعي هنوز هم اين است كه چرا اصولا چيزي وجود دارد ؟همه ما اعم از دانشمندان و ديگران در مقابل اين مسئله خاموش مي شويم . از اين جا است كه كليه مدل هاي كائنات حق حيات پيدا مي كنند.از طريق مشاهده مي توان نظريه هاي خوب و بد را از هم جدا كرد.امروزه به پاس مشاهدات انجام گرفته وجود يك كائنات تاريخي و تغيير يابنده تاييد مي شود اين موضوع با پيش فرض هاي ما ارتباطي ندارد.
به نظرمي رسدكه جرم جهان ما كم تر از آن باشد كه در آينده منقبض شود .آينده ما چگونه است ؟يك حريق بزرگ تازه يا شايد پيشروي به سمت سرماي بيشتر و فضاي خالي بيشتر براي پاسخ چگالي ماده موجوددر كائنات را حساب كنيم («چگالي»كميت ماده در يك حجم معين است ) به عنوان مثال مكعبي از آب كه هر يك از وجود آن يك سانتي متر باشد جرمي برابر با يك گرم دارد ؛جرم همين حجم از هوا حدود يك ميلي گرم است .چگونه مي توانيم چگالي كائنات را اندازه گيري كنيم ؟بايد كار خود را با انتخاب يك حجم واحد آغاز كنيم .بديهي است كه چنين حجمي بسيار بزرگ خواهد بود! در صورتي كه به دنبال يك نمونه گويا باشيم حجم آن حتي بيش از يك ابر خوشه خواهد بود . سپس بايد فهرستي از مواد موجود در اين حجم فراهم كنيم .كهكشانها را مي شماريم جرم هاي آنها را بر آورد مي كنيم آنها را با هم جمع مي كنيم امااين پايان كار نيست. آنچنان كه در مورد ستارگان اتفاق مي افتد به آساني مي توانيم ماده اي را كه مي بينيم بشماريم ،زيرا به سمت ما نور مي فرستد. اما در مورد ماده اي كه نمي توانيم ببينيم چه مي توان گفت : ستارگان و سيارگان مرده سيارك هايي كه دور از هر گونه منشاء نوري قرار دارند ؟ ودر مورد صورتهاي احتمالي ماده كه هنوز نمي شناسيم يا موفق به رديابي آنها نشده ايم چه مي توان گفت ؟ چگونه مي توانيم ارقام مربوط به اين مواد را محاسبه كنيم؟نيوتن به ما گفته است كه ماده به طور كلي خواه نوراني باشد يا تاريك و شناخته شده يا ناشناخته از طريق نيروي گرانش خود را به ما نشان مي دهد از طريق جاذبه اي كه بر مواد اطراف خود اعمال مي كند.
به اين ترتيب حضور خود را برما آشكار مي سازد . به عنوان مثال فرض كنيم كه خورشيد نور افشاني نمي كرد. در اين صورت قادر نبوديم آن را ببينيم و در تاريكي جاودانه باقي مي مانديم.
اماخورشيد همچنان به جذب سيارات ادامه مي داد در حركتهاي آنهاهيچ گونه تغييري ايجاد نمي شدودر صورتهاي فلكي منطقه بروج به حركت در مدار سالانه خود در آسمان ما ادامه مي دادند.
بعلاوه اختر شناسان كره زمين بدون آنكه قادر به «ديدن»خورشيد باشند مي توانستند به وجود آن پي ببرند وبا دنبال كردن حركات زمين نسبت به ستارگان جرم آن را اندازه گيري نمايند.اختر شناسان جديد با بهره گيري از روشهاي مشابه مي توانندچگالي كل كائنات از جمله موادي را كه در حال حاضر نا مرئي اند بر آورد نمايند. ما به راحتي مي توانيم نتيجه را بر حسب حجمي كه همه روزه با آن سرو كار داريم يعني مكعبي به ابعاد يك متر بيان كنيم .براساس يك رقم ميانگين دركل فضاي قابل مشاهده به اين نتيجه مي رسيم كه در هر متر مكعب فضا حدود يك سوم اتم وجود دارد اين رقم خيلي دقيق نيست دامنه احتمالات به ميزان سه برابر از هر طرف تغيير مي كند به عبارت ديگر اين چگالي ميتواند به اندازه يك اتم در هر متر مكعب بزرگ شود . امروزه بسياري از پژوهشگران در زمينه محدود كردن دامنه عدم قطعيت اين رقم مهم فعاليت مي كنند.
به لحاظ نظري براي آنكه حركت كهكشانها در آنكه حركت كهكشانها در آينده متوقف يا معكوس شود اين چگالي بايد بيش از ده اتم در هر متر مكعب باشد با توجه به واقعيات مشهودچنين امكاني بعيد به نظر مي رسدما به دليل فقدان دقت ابزارهاي اندازه گيري مان نمي توانيم چنين امكاني را به كلي منتفي بشماريم اما به نظر مي رسد كه چگالي كائنات كوچك تر از آن باشد كه نهايتا به انقباض آن منجر شود . در اين صورت كائنات باز خواهد ماند.
مشاهده ديگري نيز وجود دارد كه از فرضيه كائنات باز حمايت مي كند. نسبت فراواني هيدروژن سنگين (دوتريوم)و هيدروژن سبك. شكل گيري دوتريوم در مرحله اوليه تركيب هسته اي به چگالي ماده بستگي دارد. نسبت به كائنات بسته در كاينات باز مقدار بيشتري از آن توليدمي شود و نسبتي كه در فضاي بين ستاره اي و منظومه شمسي مشاهده مي شود به آنچه از يك كائنات باز انتظار داريم نزديكتر به نظر مي رسد. بنابراين مشاهده دو پديده فوق حاكي از آن است كه انبساط كائنات تا ابد ادامه خواهد يافت :«سبك بودن»آشكار كائنات و فراواني دوتريوم. اما بايد مراقب باشيم كه قطعيت در اين حوزه اندك است .
عددي راكه مي توان نتيجه گيري هاي ما را معكوس كند در اختيار نداريم و آن عددجرم ذراتي به نام نوترينواست.
در حال حاضر براي اندازه گيرياين عددآزمايشهاييدر جريان است.
درمور ابعاد كائنات بايد يك نكته ديگر را نيز مورد توجه قرار دهيم .اين ارقام در مورد كائنات بازو بسته يكسان نيست . قبلاگفته ايم كه كائنات باز بر چگالي پايين منطبق است . در اين صورت انبساط تا ابد ادامه خواهد يافت و فضا بي پايان خواهد بود اما چنانچه چگالي بالا باشد كائنات بسته خواهد شد دوره معيني از انبساط دوراني از انقباض رادر پي خواهد داشت در اين صورت فضا، بي انتها نخواهد بود يك مسافر مي تواند دور آن را بپيمايد و به نقطه آغاز سفر خود برسددرست مانند نا خدايي كه يك كشتيرا در اطراف كره زمين هدايت مي كند در اين صورت فضا به اين مفهوم نا محدود است كه مسافر آسماني با نوعي مرز يا ديوار برخورد نخواهد كرد .
اين فكر كه كائنات داراي تاريخ است به آينشتاين باز مي گردد.كار او روي ساختار كيهان به پيدايش اين ديدگاه منجرشد (كه مي توانست انقباضي يا انبساطي باشد) .تاسال 1929 كه عقب نشيني كهكشان هادررصدخانه هابل مشاهده نشده بود،اين ديدگاه طرفداري نداشت.ازآن زمان به بعد بسياري ازنظريه هاي كيهان شناختي سعي كردند ثبات را،كه خصلت جاوداني كاينات بود، به آن باز گردانند.امروز مشاهدات صورت گرفته اين نظريه راازدور خارج كرده است بااين همه فكر وجوديك كاينات جاوداني همچنان باي بسياري از مردم جذاب است.زيرا مسئله مربوط به منشاء ماده راكنار مي گذارد. در واقع به عقيده من با جارو كردن آن به زير فرش از اين مساله فرار مي كند و مسئله واقعي هنوز هم اين است كه چرا اصولا چيزي وجود دارد ؟همه ما اعم از دانشمندان و ديگران در مقابل اين مسئله خاموش مي شويم . از اين جا است كه كليه مدل هاي كائنات حق حيات پيدا مي كنند.از طريق مشاهده مي توان نظريه هاي خوب و بد را از هم جدا كرد.امروزه به پاس مشاهدات انجام گرفته وجود يك كائنات تاريخي و تغيير يابنده تاييد مي شود اين موضوع با پيش فرض هاي ما ارتباطي ندارد.