جهان خود زاينده

آندره ليند- كيهان شناس – يكي از بنيانگذاران  نظريه جهان  تورمي كه نشان مي دهد جهان احتمالا در خلال مراحل اوليه تكامل ، وارد مرحله خود باز آفريني شده است.در اين مرحله جهان به تعداد بسيار زيادي از مناطق عظيم نمايي  تقسيم مي شود كه در هر منطقه از آن قوانين فيزيكي متفاوتي حاكم است.

Andei Linde  

مهم ترين مشكل نظريه كيهان شناسي انفجار بزرگ ، نفس وجود انفجار بزرگ است. انسان مي تواند اين پرسشها را مطرح كند كه قبل از انفجار بزرگ چه چيزي وجود داشت ؟ جهان از كجا منشا گرفت ؟  اگر فضا/ زمان  وجود نداشته است ، چگونه ممكن است كه همه چيز از هيچ به وجود آيد ؟ . آيا مي توان گفت قوانين فيزيك ، هنگامي نوشته شدند كه هيچ جهاني وجود نداشت ؟ اين شگفتي كيهان شناختي ، هنوز مشكل ساز ترين مسئله كيهان شناسي جديد است. با اين حال در حال حاضر مي توانيم به اين مسئله از منظري كاملا متفاوت بنگريم...

چند سال پيش ، طرح پرسشهايي از قبيل اينكه : چرا فضا – زمان ، چهار بعدي است ؟ چرا ثابت جاذبه ، اين قدر كوچك است ؟ چرا پروتون ، دو هزار بار سنگين تر از الكترون است ؟ و .. بي معنا به نظر مي رسيد. اما اينك اين پرسشها معنا يافته اند و نمي توان آنها را ناديده گرفت. نظريه جهان انبساط يافته به ما كمك مي كند تا به اين پرسشها پاسخ گوييم.

...

در بسياري از نسخه هاي سناريوي انبساط جهان ، اجزائي از جهان كه به صورت تصاعدي گسترش مي يابند ، دائما ساير اجزائ جهان  را كه خود نيز به صورت تصاعدي  گسترش مي يابند ، توليد مي كنند . در برخي از اجزا گسترش متوقف شده و در برخي ديگر ، اين امر ادامه پيدا مي كند. ما به جاي آنكه جهان را يك گوي واحد رو به گسترش فرض كنيم كه از انفجار بزرگ به وجود آمده است ، آن را يك خط بزرگ و پرشكن در حال رشد ، تجسم مي نماييم كه حاوي گويهاي متورم شونده بسياري است كه هريك از اين گويها نيز خود گويهاي جديدي توليد مي كنند و الي آخر...

... انبساط ابدي به معناي آن است كه جهان به طور كلي جهاني فناناپذير است. هر بخشي از جهان مي تواند از يك نقطه واحد در جايي در گذشته ظاهر شود و مي تواند به يك نقطه واحد در جايي در آينده  ختم گردد. با اين حال ، براي تكامل كل جهان ، پاياني متصور نيست. البته در مورد ابتداي جهان هستي ، با قطعيت نمي توانيم چيزي ابراز داريم. احتمال دارد كه هر بخش از جهان انبساطي از يك نقطه واحد در گذشته منشا گرفته باشد. با اين حال ، در حال حاضر هيچ مدركي در اختيار نداريم كه نشان دهد تمام بخشهاي جهان به صورت همزمان در طي يك رويداد شگفت كيهان شناختي – به نحوي كه در آن هيچ فضا و زماني نداشته – به وجود آمده باشد. با اين حال ، تمام حبابهاي انبساطي بر روي "درخت جهاني " ما ، نسبت به زمان به صورت تصاعدي رشد مي كند. بنابراين ، اغلب حبابها ( از جمله بخش خودمان در جهان هستي ) ، نسبت به ريشه اين درخت ، به نحو نامحدود رشد مي نمايد. اين آغاز احتمالي جهان هستي را به گذشته اي نامحدود ، منتقل مي سازد.

... در برخي از جهانهاي جديد ايجاد شده به علت نوسانات شديد ميدان اسكالر  ، جهشهايي صورت مي گيرند كه "قوانين فيزيك" را در آنها متفاوت مي كنند. در برخي از الگو هاي انبساطي ، نوسانات كوانتومي چنان شديد مي شوند كه شمار زيادي از ابعاد زماني و مكاني تغيير مي كنند . طبق اين الگوها ، ما خود را در درون يك دامنه ي چهار بعدي مي يابيم كه داراي قوانين فيزيكي  خاص خود است ، آن هم نه به خاطر آنكه دامنه هايي كه ابعد و ذرات مختلف هستند امكان پذير نمي باشند ، بلكه صرفا به دليل آنكه نوع زندگي ما نمي تواند در ساير دامنه ها وجود داشته باشد.

... قوانين جهان ، در ظاهر  چنان دقيق هستند كه ما هيچ نيازي به اين فرضيه نداريم كه دخالت الهي براي تشريح و توضيح رفتار جهان به گونه اي كه شاهد آن هستيم ضرورت دارد... احتمال اينكه جهان به صورت ابدي در حال باز آفريني خود باشد ، لزوما مسئله خلقت را حل نخواهد كرد ، ولي اين مسئله را به گذشته هاي نا مشخص و دور عقب مي راند. بدين ترتيب ويژگيهاي جهان ما كاملا از ويژگي هاي جهان ابتداي پيدايش آن ، متفاوت خواهد شد ( اگر اصلا چنين زماني وجود داشته باشد ) . به عبارت ديگر انسان مي تواند استدلال كند كه ويژگي هاي جهان ما نمايانگر طرح اوليه نيستند و نمي توانند حاوي پيامي از سوي خالق و آفريننده باشند.

آيا اين سخن و كلام نهايي علم است ؟ من معتقدم هنوز زود است كه در اين زمينه اظهار نظر قطعي كرد.

گزيده اي از كتاب  "علم و كندوكاو معنوي"  – ترجمه  محمد حسين ملايري  - نشر پنگان1383

  نیمه پنهان جهان

   حدود ۲۰۰ ميليارد كهكشان كه هر كدام داراي تقريباً ۲۰۰ ميليارد ستاره است به وسيله تلسكوپ ها قابل تشخيص است. اما اين تعداد فقط ۴ درصد از محل گيتي را تشكيل مي دهد.

حدود ۷۳ درصد از جهان از ماده ديگري ساخته شده است كه «انرژي تاريك» (dark matter) ناميده مي شود. هيچ كس نمي داند كه ماهيت اين ماده ناشناخته چيست، اما مقدار اين نوع ماده از تمام اتم هاي موجود در تمام ستارگان موجود در كل كهكشان هاي قابل شناسايي گستره فضا بسيار بيشتر است. به نظر مي رسد اين نيروي عجيب، اجزاي جهان را با سرعت فزاينده اي از يكديگر دور مي كند، در حالي كه نيروي گرانش با اين نيرو مقابله كرده و از سرعت اين گسترش مي كاهد.
اين اكتشاف ها به وسيله رصدخانه مداري كه كاوشگر ناهمسانگرد ريز موج ويلكينسون (WMAP) ناميده مي شود، انجام شده است. اين كاوشگر افت و خيزهاي ناچيز موجود در پرتوهاي ريز موج پس زمينه كيهاني را اندازه  مي گيرد كه در اثر پژواك هاي ميراي انفجار بزرگ به وجود آمده است...

اين يافته ها به مشاجرات فراواني كه در مورد جهان، عمر جهان، سرعت انبساط آن و تركيب آن جريان داشت، پايان داد. با استفاده از نتايج دو تحقيق ذكر شده، اخترشناسان امروز بر اين باورند كه سن جهان 13.7 ميليارد سال با تقريب چند صد هزار سال است. براساس اطلاعات موجود، جهان با سرعت شگفت  آور ۷۱ كيلومتر در ثانيه در مگابارسك در حال انبساط است.  (بارسك يك واحد اخترشناسي است و تقريباً برابر 3.26 ميليون سال نوري است). به نظر مي رسد كه چيزي در فضا نهفته است و همانند نوعي نيروي ضد گرانشي عمل مي كند. اين نيرو باعث مي شود كه به جاي آن كه جهان متراكم شود و اجزاي آن به يكديگر نزديك شود، انبساط مي يابد.
از حدود بيست سال پيش حدس مي زنند كه در جهان ماده تاريك وجود دارد، چرا كه در آن زمان دريافتند كه جهان به گونه اي عمل مي كند كه انگار بسيار سنگين تر از چيزي است كه واقعاً به نظر مي رسد.
دانشمندان براي توجيه پديده مشاهده شده همه احتمالات ممكن را در نظر گرفتند از جمله وجود سياهچاله ها، كوتوله هاي قهوه اي و ذرات غيرقابل شناسايي كه از نظر ماهيت با انواع معمولي اتم ها تفاوت دارند اما هيچ كدام از آنها  نتوانست جرم بسيار زياد مشاهده شده را توجيه كند.  اما داستان انرژي تاريك از سال ۱۹۹۸ آغاز شد. در آن زمان دانشمندان دريافتند كه بسياري از كهكشان هاي دور دست با سرعتي بسيار بيشتر از آن چه كه محاسبات موجود پيش بيني كرده اند، از يكديگر دور مي شوند تحقيقاتي كه روي انواع ويژه اي از ابر نواختر ها (Supernova) انجام شد بيانگر آن بود كه محاسبات انجام شده اشتباهي نداشت، به عبارت ديگر محاسبات دقيق نشان دهنده آن بود كه سرعت انبساط جهان لحظه به لحظه در حال افزايش است و از سرعت اين انبساط كاسته نمي شود.
به نظر مي رسد كشف بعضي از انواع نيروهاي غيرمنتظره غيرقابل شناسايي كه باعث مي شوند ساختار فضا به طور مرتب از يكديگر فاصله گرفته و از هم دور شوند مويد مشاهدات هالدين (JBS Haldane) دانشمند انگليسي است كه سال ها پيش صورت گرفته است. وي مي گويد: «جهان عجيب تر از چيزي است كه فكر مي كنيم، جهان حتي عجيب تر از چيزي است كه بتوان فكرش را كرد.»
يك بار ديگر پرسش هاي اساسي بسياري در مورد ماهيت جهان مطرح شده است: ماهيت فضا، زمان، انرژي و ماده چيست؟ اكنون يك بار ديگر زمان آن فرا رسيده است كه نظريه پردازان تفسيري بر اين مشاهدات ارائه دهند و در مرحله بعد آزمايشاتي را طراحي كنند كه مويد نظريه هاي آنان باشد.
بنابراين دانشمندان يكبار ديگر توجه خود را معطوف همان پديده اي كرده اند كه براي اولين بار شاهدي بر انفجار بزرگ (Big Bang) محسوب مي شد، يعني تابش پس زمينه ريز موج كيهاني. اين تابش ها اولين پرتوهاي پس از تولد جهان محسوب مي شوند. دانشمندان درصددند با انجام آزمايش هاي متعددي در چند رشته مختلف از جمله آزمايش هاي صورت گرفته در جنوبگان و استفاده از بالون هاي در ارتفاع هاي بسيار بالا تصوير دقيق تري از كيهان به دست آورند: به نظر مي رسد جهان بايد شامل چيز ديگري به غير از اين اتم هاي معمولي باشد و به همين نام ماده تاريك براي آنان انتخاب شد.
  رئيس   موسسه اخترشناسي كمبريج در اين مورد مي گويد: «اما WMAP با اطلاعات بسيار دقيقي كه از فضاپيماي كوچكي در فاصله چند ميليون كيلومتري ارسال مي كند شواهد بسيار محكمي ارائه كرده است. ماده تاريك به طور يكنواخت در تمام جهان پراكنده شده، و در فضاهاي خالي مخفي شده است. ماهيت ماده تاريك هنوز به صورت يك راز است. اين احتمال واقعاً وجود دارد كه طي ۵ تا ۱۰ سال آينده ما به ماهيت واقعي ماده تاريك پي ببريم، اما من اميد چنداني براي درك ماهيت انرژي تاريك ندارم، مگر آن كه يك تئوري منسجم ارائه شود كه ماهيت فضا و زمان را براي ما به طور دقيق تر روشن سازد.»

( تيم ردفورد - ترجمه سليمان فرهاديان- روزنامه شرق)

اطلاعاتي در باره جهان

عمر کيهان (با ضريب خطای يک درصدی) تقريبا 7/13 ميليارد سال است و تنها 4 درصد آن از اتم ها، يا به عبارت ديگر ماده، تشکيل شده است. 23 درصد کيهان از "ماده تاريک" (که احتمالا ذراتی بنيادی از بقايای کشف نشده انفجار بزرگ است) و 73 درصد آن از "انرژی تاريک" تشکيل شده است.
همچنين معلوم شد که جهان به لحاظ هندسی "مسطح" است به اين معنی که دو خط موازی حتی اگر تا بی نهايت ادامه يابند همديگر را قطع نخواهند کرد.
 

مشاهدات WMAP مدل تورمي را تاييد مي کند که مي گويد: جهان با مهبانگ شروع شد و در زمان کوتاهي خيلي سريع منبسط شد و سپس آهنگ انبساطش کند شد تا به مقدار کنونيش رسيد. اين انبساط ادامه خواهد داشت و جهان تا ابد منبسط خواهد شد. نتايج اخير امکان توقف انبساط يا باز رميدن جهان در خودش را رد مي کند. طبق محاسبات نخستين ستاره ها 200 ميليون سال پس از توليد کيهان متولد شدند.  

تعداد ستارگان قابل رصد با تلسكوپهاي كنوني بيش از تعداد دانه هاي  ساحل و صحرا  ، بيش از هفتاد هزار ميليون - ميليون - ميليون می رسد. ستاره شناسان يک "نقشه جرمی" از يکی از عظيم ترين ساختمان های موجود در کيهان تهيه کرده اند که نشان می دهد جهان چيزی بس فراتر از ستارگان تابناک و سحاب های آسمانی است.اين شی يک خوشه دورافتاده از کهکشان های حاوی "ماده تاريک" است. اين نقشه نشان می دهد که توزيع ماده تاريک در کيهان عمدتا همانند نحوه توزيع ستارگان و سحاب های آسمانی است.
داده ها قويا نظريه انفجار بزرگ را تاييد مي کند و به محققان اين امکان را مي دهد تاگونه هاي مختلف نظريه تورمي را امتحان کنند که مربوط به زماني است که هنوز حتي يک ثانيه هم از عمر جهان نگذشته بود و جهان دستخوش يک انبساط بسيار سريع شد. با اين وصف ، دانشمندان قدم بزرگي در راه رسيدن به يک نظريه وحدت يافته کيهان شناختي برداشته اند. ماهواره دبليومپ در ادامه ماموريتش هر 6ماه يک بار نقشه کاملي از آسمان تهيه مي کند و داده هاي جديد به دانشمندان کمک مي کند که خطاي محاسبات را کمتر کنند. با اين داده ها و آزمايش هاي فعلي گرچه پرسشهاي بسياري پاسخ داده شدند، اما هنوز پرسشهاي بسيار زيادي وجود دارد که با وجود سادگيشان جوابشان را نمي دانيم.
مثلا هنوز نمي دانيم که جهان ما واقعا بي نهايت است يا نه ، ماهيت ماده تاريک را نمي دانيم و حتي نمي دانيم چيزي که 73 (الي 85) درصد از عالم را تشکيل داده (انرژي تاريک) چيست؟ بعضي از اينها پرسشهايي است که شايد 20سال پيش حتي وجود نداشتند؛ اما حالا مهمترين پرسشهايي هستند که دانشمندان ، مهندسان و هزينه هاي انبوهي را براي يافتن پاسخشان به چالش مي طلبند و اين گونه است که علم ادامه مي يابد.