هفت شگفتي عظيم در جهان فيزيك
ما به جايي رسيده*ايم كه كه بدون حل كردن برخي از مشكلات و مسايل فيزيك، نمي*توانيم در مورد حقايق و پديده*هاي جالب و شگفت*انگيز ديگر فيزيكي، اطلاعات بيشتري كسب كنيم. براي درك مفاهيمي مثل خاستگاه و بنياد جهان هستي، سرنوشت نهايي سياهچاله*هاي فضايي يا امكان سفر در زمان، نياز داريم كه بدانيم جهان هستي چگونه ادامه*ي حيات مي*دهد.
۱) جهان هستي چگونه برپاست؟
ما به جايي رسيده*ايم كه كه بدون حل كردن برخي از مشكلات و مسايل فيزيك، نمي*توانيم در مورد حقايق و پديده*هاي جالب و شگفت*انگيز ديگر فيزيكي، اطلاعات بيشتري كسب كنيم. براي درك مفاهيمي مثل خاستگاه و بنياد جهان هستي، سرنوشت نهايي سياهچاله*هاي فضايي يا امكان سفر در زمان، نياز داريم كه بدانيم جهان هستي چگونه ادامه*ي حيات مي*دهد.
هم*اكنون يك ايده*ي خوب در ذهن ما هست كه مي*تواند منتج به كشف حقيقت و بنياد هستي شود. علم فيزيك در قرن بيستم بر پايه*ي انقلابهاي دوگانه*ي مكانيك كوانتومي (تئوري ماهيت جسم) و نظريه*ي معروف اينشتين در مورد فضا، زمان و جاذبه معروف به نسبيت، بنا شده است. اما وقتي شما به دو تعريف نهايي از واقعيت دست پيدا مي*كنيد زماني كه تنها يك واقعيت را موجود مي*بينيد، اين راضي*كننده نيست.
تلاش براي يگانه*سازي اين دو تئوري، موانع تكنيكي فني و مفهومي وحشتناكي را بر سر راه بهترين نظريه*پردازان فيزيك در طول دهه*هاي گذشته قرار داده و آنان را به چالش كشيده است. براي مثال از آنجايي كه جاذبه، خودش را به عنوان يك عامل ايجاد انحراف در فضاي چهاربعدي زمان-مكان معرفي مي*كند، پذيرش نظريه*ي كوانتومي در مورد جاذبه ايجاد مشكل مي*كند. از يك جهت، اين به معناي پذيرش شك و ترديد هايزن*برگ در مورد فرضيات موجود راجع به زمان – مكان به شكل في*نفسه است كه قطعاً مشكل*ساز خواهد بود.
اما ممكن است اين ترديدها، يك معناي ديگر هم داشته باشند و آن به معناي وجود يك مشكل در رابطه با گرايش و رويكرد ما نسبت به قضيه است. شايد ما نبايد مفهوم جاذبه را به تنهايي بررسي كنيم. اكثر تلاشهايي كه براي يكسان*سازي نظريات موجود در مورد جاذبه انجام شدند، خود منجر به اين گشتند كه تعريف كيفيت و كميت جاذبه، وارد يك بحث و ميدان جديد شود كه به ناچار همه*ي نيروهاي طبيعت مانند همه*ي اجزاي زيراتمي را به يك چارچوب تئوريك محدود مي*كند. اين ايده*يي است كه برخي از فيزيك*دانها آن را "تئوري همه*چيز" مي*خوانند.
نظريه*ي جديدي كه در حال حاضر مطرح مي*شود، نظريه*ي "فرا-رشته*يي" است كه به وجود حلقه*هاي كوچك و ريز رشته*يي اتمي به عنوان سازنده*ي همه*ي مواد حكم مي*دهد. فرضيه*ي ديگري كه وجود دارد و به تئوري ام مشهور است هنوز كمي پيچيده و مبهم به نظر مي*رسد و مي*تواند به عنوان لايه*يي كه در ابعاد وسيعتر فضايي حركت دارد، تصوير شد. اما مرحله و روند پيشرفت در اين نظريه*ها در بهترين حالت، اينگونه جمع*بندي مي*شود كه هيچ كس دقيقاً به ياد نمي*آورد وجود حرف "M” در نظريه*ي ام، دقيقاً به چه دليلي است و چه واژه*يي را تداعي مي*كند. راه درازي در پيش است...
۲) آيا "ضدجاذبه*"ي اينشتين واقعاً يك اشتباه بود؟
اينشتين، ضدجاذبه را بزرگترين اشتباه خود مي*شمارد. اما به نظر مي*رسد كه او با اضافه كردن يك نظريه*ي ضدجاذبه به فرضيه*ي نسبيت خود كه آن را شرط فلسفه*ي انتظام گيتي مي*خوانند، كار درستي انجام داده است.
اين شرط اضافه در فرضيه*ي نسبيت، به فضا يك خاصيت تدافعي نسبت مي*دهد به اين معنا كه فضا خودش را دفع مي*كند، گسترده*تر مي*شود و هرچه سريعتر اين روند افزايش گستردگي ادامه مي*يابد. اينشتين اين عامل به ظاهر بي*ارزش را اضافه كرد چرا كه تصور مي*شد جهان هستي ثابت است و بي*حركت. در نتيجه نياز بود تا نيرويي وجود داشته باشد و قدرت كشش جاذبه*يي زمين را بالانس و دچار تعادل كند كه مواد موجود بر روي زمين، كوچك و كوچكتر نشوند.
اما در دهه*ي ۱۹۲۰، ادوين هابل كشف كرد كه جهان هستي خود به خود در حال گسترش و افزايش است. در نتيجه اينشتين نيز نظريه*ي "تعادل انتظامي گيتي" را به دليل ترس، پس گرفت!
اما به نظر مي*رسد اين ايده نبايد محو شود. نظريه*ي كوانتومي ميدانها، ثابت مي*كند كه حتي فضاهاي خالي نيز با انرژي زياد در حال طغيان و جنب و جوش هستند. در واقع همان تاثير جاذبه*يي g=۱۰ كه نظريه*ي ضدجاذبه*ي اينشتين را توصيف مي*كند. اين نظريه در مورد قدرت دافعه* (كه در مقابل جاذبه مطرح مي*شود) مقداري گنگ و مبهم است اما به آن يك ارزش تخميني مي*دهد.
تقريباً 10 سال پيش، فضانوردان متوجه شدند كه سرعت گسترش ابعاد جهان هستي در حال افزايش است و در نتيجه نظريات آزمايش خود در مورد نيروي ضدجاذبه را مطرح كردند. در عين ناباوري و سرگرداني فيزيكدانها هم اين فضانوردان، قدرت ضدجاذبه را شامل ۱۲۰ نيرو دانستند كه ۱۰ بار از مقدار پيش*بيني*شده*ي قبلي كوچكتر است.
اين نتيجه، بسيار گمراه*كننده و عجيب است. اگر تعادل برقرار شده ميان جاذبه و دافعه، مقداري برابر با صفر بود، در نتيجه يكي از قوانين عميق و مهم طبيعي در موردش صدق مي*كرد اما يك عدد غيرصفر كه تازه با تئوري ابتدايي نيز غيرقابل مقايسه شناخته شده را نمي*شود تعبير كرد.
براي وخيم*تر كردن شرايط، كيهان*شناسان به ايده*يي علاقه*مند شدند كه نيروي دافعه*ي بسيار قوي و بزرگي در اولين مرحله*ي تفكيك پس از انفجار بزرگ يا Big Bang را مطرح مي*كند چرا كه اين نظريه، سناريوي جذاب و محبوب مربوط به زمين غيرمسطح و در حال افزايش حجم را تاييد مي*كند. با توجه به اين تئوري، جهان هستي پس از تولد و شكل*گيري، با سرعتي غيرقابل باور توسط يك عامل قدرتمند و عظيم، تغيير حجم داد و اين نيرو را قدرت ضدجاذبه يا دافعه ايجاد نمود.
در نتيجه اگر بخواهيم دليل و برهاني بر اين افزايش حجم سريع و روزافزون بيابيم، به نظريه*يي نياز داريم كه توضيح دهد چرا ضدجاذبه در ابتدا بسيار قوي و شديد بود، سپس با شتاب و سرعت كاهش مقدار پيدا كرد و سپس به مقداري در حوالي صفر رسيد. به عبارت ديگر، ما مي*خواهيم بدانيم كه چرا نيروي ضدجاذبه، تقريباً در اولين فازهاي شكل*گيري جهان هستي حذف و محو شد اما به طور كلي از بين نرفت؟
يك احتمال اين است كه نيرو بر اثر گذشت زمان، محو مي*شود. احتمال ديگر مي*تواند اين باشد كه نيرو در فضا تغيير مي*كند و در نتيجه ممكن است از وراي دوربين تلسكوپهاي ما، همه چيز بسيار بزرگتر از آنچه هستند نشان داده شوند. اگر اينگونه است، در نتيجه هر جسمي در آن منطقه، با سرعت در كهكشانها و ستاره*هاي ديگر پخش و متلاشي مي*شد و در نتيجه اصلاً هيچ ناظري نمي*توانست حضور داشته باشد تا نيرو را اندازه بگيرد.
آنچه كه ما نياز داريم، يك تئوري است كه قدرت نيروي دافعه يا ضدجاذبه را به اندازه*ي بخشي از قدرت همه*ي نيروهاي موجود در طبيعت براي ما تعريف كند. متاسفانه به نظر نمي*رسد كه تئوريهاي موجود مثل تئوري فرارشته*يي يا تئوري "ام"، اين ميزان خاص را مشخص كنند و مقدار كمي كه باقي مي*ماند هم همچنان ناشناخته و اسرارآميز خواهد بود. در نتيجه بايد دوباره به سوال يك رجوع كنيم!
۳) چرا ما در سه بعد زندگي مي*كنيم؟
آيا اينكه زمين ما سه بعد دارد، اتفاقي است يا بايد برايش دنبال يك تعبير عميقتر گشت؟ بعضي از تئوريسين*ها معتقدند كه فضاي به وجودآمده بر اثر انفجار بزرگ، تنها به صورت اتفاقي از سه بعد تشكيل گشت و ممكن است قسمتهاي ديگري از جهان هستي وجود داشته باشند كه ابعادشان متفاوت باشد.
مثلاً هيچ دليل منطقي نمي*توان يافت براي پاسخ به اين سوال كه چرا مثلاً جهان هستي فقط دو بعد ندارد. چندصد سال پيش، ادوين آبوت اثري به نام "زمين مسطح" نوشت كه در آن جهاني دوبعدي را تصوير كرد. جهاني كه در آن اجسام و موجودات حيات خود را تنها بر روي "سطح" ادامه مي*دادند. اما فيزيك جهان دوبعدي با فيزيك جهان ما بسيار متفاوت خواهد بود. براي مثال در فضاي دو بعدي، امواج به شفافيت انتشار در فضاي سه بعدي، پخش نمي*شوند و باعث ايجاد انواع مشكلات در سيگنال*رساني و انتقال اطلاعات مي*گردند. و نيز از آنجايي كه زندگي آگاهانه، به فرآيند انتقال درست و صحيح اطلاعات بستگي دارد، در نتيجه اين تفاوتها كافي خواهند بود براي اينكه مشاهدات ما را تنها در حد مناطقي ناشناخته محدود نگاه دارند.
تصور كردن فراتر از سه بعد نيز مشكلات مختلفي به همراه خواهد داشت. در چنين حالتي، سيستمهاي نجومي و سياره*يي غيرممكن مي*شوند چرا كه عكس قانون جاذبه يعني قانون قدرتهاي افزايشي به وجود خواهد آمد. در نتيجه به نظر مي*رسد كه جهان سه بعدي تنها جهاني است كه وجود دارد و فيزيكدانها مي*توانند درباره*اش بنويسند. اما نكات ريزي وجود دارد كه باعث مي*شود اين فرضيه با شك و ترديد همراه باشد.
شايد فضا سه بعدي نيست و تنها اينگونه براي ما نشان داده مي*شود. شايد فضا ۹ يا ۱۰ بعد دارد و حتي ابعاد بيشتر! برخي از تئوريهايي كه قصد يكپارچه*سازي نيروهاي طبيعت را دارند مانند فرضيه*ي فرا-رشته*يي، امكان وجود تعداد ابعاد بيشتري نسبت به آنچه كه ما مي*بينيم را رد نمي*كنند.
دليلشان نيز اين است كه بسياري از معادلاتي كه براي توصيف وضعيت موجود به كار مي*روند، با در نظر گرفتن تعداد بيشتر ابعاد، نتايج بهتري مي*دهند! در نتيجه نمي*توان آن را كاملاً بي*معني دانست. ابعاد اضافي فضا، سابقه*ي حل بسياري از مشكلات و مسايل حل*ناشدني فيزيك را دارند. براي مثال اينشتين براي توصيف كردن جاذبه، به يك بعد اضافي نياز داشت و آن، زمان بود. و تئودور كالوتزا نيز يك بعد به سه بعد اثبات شده اضافه كرد چرا كه مي*خواست نظريات جاذبه را با فرضيات ماكس*ول در مورد الكترومغناطيس، همگون سازد.
مطمئناً ما نمي*توانيم بعد چهارم را ببينيم اما اين هم احتمالاً يك دليل دارد. اين بعدهاي اضافه، مي*توانند بسيار كوچك و فشرده شوند. يك لوله*ي پليمري آب را از دور در نظر بگيريد. مانند يك خط دراز و معوج به نظر مي*رسد. از يك بعد نزديكتر آن را نگاه كنيد. به شكل تيوب يا لوله ديده مي*شود. اما آنچه كه در حقيقت اين لوله را مي*سازد، يك سطح دايره*يي شكل كوچك است كه دور محيط لوله چرخيده است. به طور مشابه، بعد چهارم نيز مي*تواند چنين لوله*يي باشد كه دور فضاي سه*بعدي مي*چرخد اما آنقدر كوچك است كه ديده نمي*شود.
در نتيجه تصور كردن ابعاد بسيار زيادتري كه اينگونه در فضا پنهان* شده*اند، به راحتي ممكن است. اما متاسفانه نظريه*ي فرا-رشته*يي هنوز دقيقاً سه بعد گشوده*شده را تاييد نمي*كند در نتيجه براي تصور ما نسبت به جهان هستي هم تعريف درستي نمي*توان ارايه داد.
اما براي تصور كردن يك بعد جديد، راههاي ديگري هم هست. فرض كنيد نيروهاي فيزيكي بتوانند نور و جسم را به يك صفحه*ي سه*بعدي مسطح يا ورقي*شكل تقليل دهند و محدود كنند در حالي كه به برخي پديده*هاي ديگر فيزيكي اجازه مي*دهند تا وارد بعد چهارم شوند. ساكن شدن سطوح دو بعدي به جاي اجسام سه*بعدي در فضاهاي مشخص باعث مي*شود تا هر جسم و پديده*يي به شكل طرح و نقشه*اش نشان داده شود. مثلاً ما يك توپ كره*يي شكل را به صورت دايره ببينيم! به طريق مشابه، ممكن است ادعا شود كه ما در حال حاضر تنها تصويري سه بعدي از اجسام و مفاهيمي را مي*بينيم كه در واقع چهاربعدي هستند.
اما فضاي "سه لايه*يي" ما مي*تواند تنها در چهار بعد نيز محدود نشود. لايه*هاي قابل كشف ديگري نيز مي*توانند وجود داشته باشند كه در فضاي چهاربعدي حضور دارند. اثبات اين فرضيه، انجام آزمايشهايي تازه را مي*طلبد كه وجود بعد چهارم را نيز به ما نشان دهد. اما اين نظريه وجود دارد كه برخورد لايه*هاي چندبعدي در مقياسهاي اين*چنيني مي*تواند به تكرار شدن "انفجار بزرگ" منجر گردد در نتيجه حضور ما بر روي كره*ي زمين شايد اصلاً مويد همين مطلب باشد كه فضا واقعاً سه*بعدي نيست!
۴) آيا سفر در زمان امكانپذير است؟
شايد سوال يك نيز بازگويي همين سوال باشد. ماهيت جسم و جاذبه*ي كوانتومي را فراموش كنيد. شايد اين سوال را هر كسي دوست دارد كه پاسخ دهد. سفر در زمان به يك موضوع علمي – تخيلي مورد علاقه و جذاب براي مردم تبديل شد پس از اينكه اچ.جي. ولز، رمان نوگرايانه و جالب خود با نام "ماشين زمان" را نوشت. اما هرآنچه كه اينجا مطرح شده، لزوماً علمي – تخيلي نيست. براي مثال سفر در زمان به سوي آينده، يك واقعيت علمي پذيرفته شده است. تئوري نسبيت اينشتين تاييد مي*كند كه يك جسم ناظر و مشاهده*گر در برابر زمين، مي*تواند به سمت آينده*ي زمين جهش كند. اين تاثير را ساعتهاي اتمي ثابت كرده*اند.
اما اينگونه درگير شدن با تار و پودهاي زمان، به سرعتي مشابه سرعت نور نياز دارد كه شايد در تئوري قابل اثبات و ممكن باشد اما به يك شاهكار بزرگ مهندسي نياز دارد، حتي اگر به بودجه و هزينه*هايش فكر نكنيم. اما سفر در زمان به سمت عقب، مشكلات بزرگتري خواهد داشت. نسبيت، اين فرضيه را تاييد نمي*كند كه يك جسم ناظر بتواند در دو بعد زمان-مكان سفر كند و به عقب هم برگردد. اما در همه*ي داستانها و سناريوها، چنين شرايط خارق*العاده*يي نيز در نظر گرفته شده است.
يكي از راههاي سفر به عقب در زمان، استفاده از يك "لانه*ي مار" فضايي خواهد بود. تئوريسين*ها معتقدند چنين تونل يا دروازه*ي ستاره*يي كه دو نقطه را در ابعاد زمان – مكان به يكديگر متصل كند، وجود دارد. اگر يكي*شان را پيدا كنيد و داخلش بپريد، چند لحظه*ي بعد از نقطه*يي ديگر در جهان هستي سردر خواهيد آورد. آنها معتقدند اگر چنين چاله*يي وجود داشته باشد، مي*توان آن را با ماشين زمان نيز مطابق و هماهنگ كرد. مي*توانيد از طريق آن سفر كنيد و نه تنها از يك مكان ديگر سر دربياوريد، كه وارد يك زمان ديگر نيز بشويد. اين "زمان" مي*تواند در گذشته يا آينده باشد.
اگر امكان سفر به گذشته وجود داشته باشد، انواع پارادوكس*ها و تضادها نيز اتفاق خواهند افتاد. مانند معماي يك مسافر زمان كه به سالهاي گذشته مي*رود و مادرش را وقتي يك كودك است، به قتل مي*رساند. از اين تضادها مي*توان گريخت اگر اصرار بورزيم و بدانيم كه هيچ چيز نمي*تواند قانون علت و معلول و كنش و واكنش را از بين ببرد. اما سفري دوطرفه در مسير زمان، هنوز پيچيده و غيرقابل هضم است.
براي بسياري از فيزيكدانها، اين مساله بسيار غيرعقلاني است. استفان هاوكينگز نظريه*ي "تخمين محافظت از تسلسل وقايع" را مطرح مي*كند و معتقد است كه يك نيرو يا عامل خاص باعث مي*شود تا اجسام فيزيكي يا نيروها نتوانند به گذشته برگردند. اين مساله شايد به دليل موانع و سدهاي فيزيكي اساسي بر سر راه ساخت ماشين زمان اتفاق مي*افتد. براي مثال انرژي خلاء كوانتومي در صورتي كه هيچ محدوديتي براي ورود به حفره*هاي ماري فضا نداشته باشد، طغيان خواهند كرد و دفع خواهند شد.
اين مساله همچنان لاينحل باقي مانده اما موضوعي است كه بسياري از مردم، وقت و تلاش خود را صرف آن مي*كنند. همانطور كه هاوكينگز اشاره كرده، صرف هزينه براي تحقيق در مورد سفر به زمان بسيار سخت است. در نتيجه به نظر مي*رسد برهان يا تكذيبيه*يي براي حل اين مساله، خود به مشكلات عمومي ديگر منجر شود. مانند طرح يك نظريه*ي رام*شدني و قابل دسترسي در مورد جاذبه*ي كوانتومي.
۵) آيا ما در يك صافي كهكشاني زندگي مي*كنيم؟
سياهچاله*هاي آشناي كهكشاني همچنان مي*توانند باعث ايجاد بهت و حيرت براي فيزيكدانهاي تئوريست شوند. يك سياهچاله*ي فضايي مي*تواند زماني كه يك ستاره*ي بزرگ آتش مي*گيرد و محو مي*شود، تشكيل گردد. هسته*ي آن بر اثر جاذبه*ي دروني فراوان، به دو نيم تقسيم مي*شود. اگر جسم به لحاظ شكلي، كروي باشد، آنگاه همه*ي مواد تجزيه*شده از ريشه با نسبتهاي مساوي به سمت مركز هندسي هسته، ريزش مي*كنند در نتيجه مقدار ميدان چگالنده و ميدان جاذبه به بي*نهايت ميل خواهد كرد. تا زماني كه جاذبه، خود را به عنوان تاروپودي از هندسه*ي مكان – زمان معرفي مي*كند، ميزان خميدگي و پيچش اين دو بعد يعني زمان و مكان، به بي*نهايت ميل خواهد كرد و براي زمان – مكان يا هر دوي آنها، يك خط مرز و محدوده خواهد ساخت. رياضيدانها، اين پديده را تكين يا فرديت مي*نامند.
هيچ كس نمي*داند كه از اين فرديت*ها، چه چيزي حاصل مي*شود. آيا فضا-زمان، همانجا به پايان خواهد رسيد يا اين فرديتها به از كارافتادگي نظريات ما منجر مي*شوند؟ اگر زمان – مكان مرز و حدودي داشته باشد، آنگاه پيش*بيني كردن حاصل آن نيز غيرممكن خواهد بود. از آنجايي كه پيش بيني و فلسفه*ي جبر و تقدير، پايه*ي همه*ي تصاوير علمي و منطقي از جهان حاضر را تشكيل مي*دهد، فرديتها مي*توانند پا را از مرزهايي فراتر بگذارند كه علم نمي*تواند.
وقتي يك سياهچاله*ي فضايي، حاصل يك تفرد را در بربگيرد، آن ديگر پوشيده و مستور مي*شود و ديگر تهديدآميز نيست. در ۱۹۶۷، راجر پنروز، فرضيه*ي "سانسور فضايي" را مطرح كرد. در اين فرضيه، اعتقاد بر اين بود كه همه*ي تفردهاي ايجادشده بر اساس كاهش جاذبه، قاعدتاً توسط سياهچاله*هاي فضايي پوشيده مي*شوند و در نتيجه براي ما غيرقابل مشاهده هستند. راه چاره نيز غيرقابل دسترسي بود يعني وجود تفردهاي ناپوشيده كه مي*توانند باعث اتفاقاتي بدون توجيه و دليل منطقي و عقلاني شوند.
سپس چند سال بعد، استفان هاوكينگز، يك پيچيدگي ديگر در مورد اين مساله را نيز مطرح كرد. او متوجه شد كه سياهچاله*ها، امواج گرمايي از خود منتشر مي*كنند و به آرامي تجزيه مي*شوند. تئوريسين*هاي فيزيكي، آنچه كه ممكن بود در پايان اتفاق بيفتد را اينگونه تصور كردند: آيا اين تبخير و تبديل در نهايت، تفردهاي موجود در دل سياهچاله*ها را نمايان و بي*پرده خواهد كرد؟
اين مساله در مباحث مربوط به تئوري اطلاعات نيز به شكلي ديگر مطرح شد. وقتي ستاره*يي از يك سياهچاله برمي*خيزد، محتواي اطلاعات جزيي ستاره (مانند تعداد اجزا و ذره*هايي كه از آن تشكيل شده است و از هر نوع ذره و قسمت، چند تكه عضو در ستاره به كار رفته) براي يك ناظر بيروني، غيرقابل مشاهده خواهد بود.
در نتيجه زماني كه يك سياهچاله*ي فضايي از بين مي*رود، آيا اطلاعات بر اثر نوعي از تابش كه هاوكينگز مطرح كرد، دوباره برمي*گردند؟ اين سياهچاله*ها به نظر مي*رسد به وضوح در همه*جاي جهان هستي وجود دارند و حاضر هستند. اگر پيچ* و تابهاي موجود در حفره*هاي ماري (حفره*هاي تكيني) باعث آشكار شدن يك چاله*ي جديد در بعد فضا – زمان مي*شوند، پس مي*توان نتيجه گرفت كه جهان هستي مثل يك كف*گير يا صافي فضايي در حال نشست كردن است؟ اگر اينگونه است، پس محتوياتش به كجا مي*روند؟
۶) جهان هستي از چه چيز ساخته شده است؟
دريغ و افسوس كه اين سردرگمي همچنان ادامه دارد. فيزيكدانها دقيقاً نمي*دانند و مطمئن نيستند كه آنجا چه چيزهايي هست. در نجوم اينگونه مطرح مي*شود كه آنچه شما مي*بينيد، دقيقاً آنچه نيست كه وجود دارد. ستاره*ها، سياره*ها و توده*هاي غبار موجود در فضا از اتم*هاي معمولي تشكيل شده*اند. اما براي هر گرم از اجرام معمولي در جهان هستي، چندين گرم اجرام ناديده و ناشناخته وجود دارد.
ما اين را از نوع حركت ستاره*ها مي*دانيم. كهكشان راه شيري بيش از حد تند مي*چرخد و اين براي نيروي جاذبه ايجاد مشكل مي*كند كه همه*ي اجسام و اجرام قابل مشاهده*ي بر روي آن را نگاه دارد. ستاره*هاي اطراف نيز اگر مقدار زيادي از اجرام و اجسام فضايي در اطرافشان در حال كشيده شدن نبودند، حتماً سقوط مي*كردند. كهكشانهاي ديگر نيز همين*گونه اند. حجم زيادي از مواد و اجرام ناديده و ناشناس در بين كهكشانها وجود دارند كه آنها را به دسته*هاي در حال جنب و جوش و آسياب كردن تبديل مي*كنند.
اگر جهان هستي را يك كل در نظر بگيريم، آنگونه كه گسترش پيدا مي*كند و پس*زمينه*ي كهكشاني در حال ساطع كردن امواج گرمازا (پس*فروزشهاي در حال محو شدن پس از انفجار بزرگ) يعني همه*ي اجزاي ظاهري و قابل رويت جهان هستي، به وجود يك اصل فراگير و نافذ اشاره مي*كنند، يعني جهان پنهان هستي.
تئوريهاي اين*چنيني در مورد ماهيت ماده يا "جرم تاريك" باز هم وجود دارند. از دسته*هاي بزرگ سياهچاله*هاي فضايي گرفته تا ذرات ريز تجزيه شده* بر اثر انفجار بزرگ. اساساً در اين مورد، سه ايده*ي اصلي وجود دارد. نخستين ايده، نظريه*ي "انرژي تاريك" است كه مانند اجرام محو و پنهان درون فضا به شكل يكسان و يكنواخت پراكنده شده*اند، رفتار مي*كند. مشاهدات به ما نشان مي*دهد كه اين اجرام مي*توانند بيش از دو سوم كل مواد جهان هستي را تشكيل دهند. نظريه*ي دوم، نظريه*ي "اشياي نوراني فشرده و حجيم" معروف به MACHO است. اشيايي مانند كوتوله*هاي قهوه*يي فضايي! فضانوردان، برخي از آنها را كشف كرده*اند اما براي تشكيل دادن باقي*مانده*ي جهان هستي، اين اشيا بسيار ناچيز هستند.
در نهايت، اجزا و ذرات ريز زيراتمي مانند نوترونها را داريم. اين اجرام روان و سيال به سختي با ديگر اجرام و مواد تعامل مي*كنند و بسيار گنگ و نامعلوم به نظر مي*رسد كه آيا آنها به كره*ي زمين هم وارد مي*شوند يا نه. تعداد بسيار زيادي از آنها وجود دارند كه شايد هر گروه يك ميليارد نوتروني از آنها، فقط به اندازه*ي يك نوترون در برابر تمام مقادير موجود در گيتي به حساب بيايد اما احتمالاً اين ذرات جرم بسيار كمي دارند و بخش كوچك و ناچيزي از مواد و اجرام موجود در جهان را تشكيل مي*دهند.
تئوريسين*ها معتقد به وجود نوع ديگري از ماده*هاي پرنفوذ هستند كه جرم قابل توجه و فراواني دارند و به عنوان WIMP يا "ذرات حجيم كم*تعامل" شناخته مي*شوند و آزمايشها براي به دست آوردن و جمع*آوري آنها در حال انجام است.
ايده*هاي عجيب و هيجان*انگيز ديگري مانند مواد و اجرام پنهان شده در بعد چهارم يا وجود يك جهان ديگر در سايه*ي كهكشهانهاي شناخته شده نيز مطرح شده*اند. شايد ماهيت جهان تاريك، مركبي از بسياري چيزها باشد كه بسياري از آنها هنوز هم ناشناخته*اند. آنچه كه واضح و مبرهن است اينكه به نظر مي*رسد اتمهاي معمولي و رايجي كه ما و كره*ي زمين از آنها ساخته شده*ايم، تنها بخش كوچكي از كل جرم و ماده*ي موجود در جهان هستي را شامل مي*شود كه بخش عمده*ي آن را ناشناخته*ها تشكيل مي*دهند.
۷) اين سوالهاي من از كجا مي*آيند؟
هوشمندي و آگاهي انسانها از كجا مي*آيد؟ چرا برخي الگوها و صفحات سلولي الكتريكي مانند صفحات سلولي در مغز، داراي احساس و انديشه هستند در حالي كه برخي ديگر از اين صفحات مانند سلولهاي سراسري در دستگاه گوارش يا دستگاه تنفسي احتمالاً چنين احساساتي را ندارند؟ يا از سوي ديگر، چگونه مي*شود كه مفاهيم انتزاعي و غيرجسماني مانند تفكرات يا آرزوها مي*توانند الكترونها و يون*ها را به سمت مغز حركت دهند و دستگاه حركت فيزيكي بدن را تحريك نمايند؟
يا آيا اين سوالات فقط مغلطه*ي بي*معنا و بي*مورد مفاهيم هستند؟ آيا فيزيكدانها اين سوالات را به راحتي پاسخ مي*دهند؟ عده*يي فكر مي*كنند كه اين سوالها براي فيزيكدانها، به آساني پاسخ داده مي*شوند. ارتباط دادن جهان مادي و جهان معنوي، چيزي است كه اكثر فيزيكدانها از آن اجتناب و دوري مي*كنند. اما اگر فيزيك مدعي باشد كه يك علم جهان*شمول و عمومي است، مي*توان نتيجه*گيري كرد كه آگاهي و معرفت علمي، تعريفي عام و تلفيقي از هر دوي اين مفاهيم است.
مكانيك كوانتومي به عنوان يك كليد در اين زمينه شناخته شده است. بيشتر به اين دليل كه ناظر بيروني، نقشي اساسي در تعريف و تعبير سيستمهاي كوانتومي بازي مي*كند. اما هنوز راه زيادي مانده تا اين موضوع روشن شود كه تاثيرات كوانتومي مي*تواند به كل دستگاه و مجموعه*ي نورونها و سلولهاي عصبي برسد يا نه.
شايد كليد رسيدن به پاسخ، رجوع كردن به تعريف زندگي است. هيچ كس نمي*داند كه دقيقاً چگونه، كجا و چه زماني، حيات شروع شد. شايد تلفيقي از مواد شيميايي بي*جان، در ابتدا منجر به تشكيل شدن بدن يك موجود زنده شد. به نظر نمي*رسد كه اين اتفاق به شكل آني و لحظه*يي و در يك مرحله افتاده باشد و بي*هيچ گفت*وگويي، مي*توان ادعا كرد كه يك فرآيند فيزيكي پيچيده و طولاني طي شده اما هنوز مشخص نيست كه اين سير تكامل حيات، از مشكلات و مسايلي است كه بايد در حوزه*ي فيزيك بررسي شود يا نه.
گاهي اوقات ادعا مي*شود كه زندگي بر پايه*ي قانونهاي فيزيكي نوشته شده است. البته اين مساله درست است كه اگر اين قوانين اندكي متفاوت بودند، زندگي به طور كلي دگرگون مي*شد اما هيچ چيزي در اين قانونهاي شناخته شده وجود ندارد كه جسم يا مفهومي را به ساماندهي در زندگي مجبور كند. اگر قانون حيات نيز در طبيعت وجود داشته باشد، نمي*توان در لابه*لاي قانونهاي فيزيكي آن را يافت كه خاستگاهش، نظرياتي چون تئوري اطلاعات و... است. علاوه بر اينها، يك سلول زنده، نوعي از ماده*ي ناشناخته و جادويي نيست كه يك سيستم و نظام بسيار پيچيده*ي پردازش و تكرار اطلاعات است.
قوانين حاكم بر تئوري اطلاعات يا تئوري پيچيدگي، همچنان مورد استفاده هستند. در سطح مشابه و از سوي ديگر، همانطور كه اروين شرودينگر در دهه*ي ۱۹۲۰ ادعا كرده بود، مكانيك كوانتومي نيز نقش مهمي در تاريخچه*ي حيات بازي مي*كند.
هرچند كه قوانين مربوط به پردازش كوانتومي اطلاعات، به شكل قابل ملاحظه*يي با سيستمهاي كلاسيك بيولوژيك تفاوت دارند اما مي*توانند كليدي براي حل اين مشكلات و پاسخ به اين سوالها باشند.
پاسخ با نقل قول
علاقه مندی ها (بوک مارک ها)