In touch with Diverse Iranian Community

ذرّه‌ها و تکّه‌ها در فیزیک کوانتم

به‌عنوان یک نفر که پشتوانه تحصیلاتی وی اقتصاد بوده و زمینه‌های مورد علاقه مطالعاتی وی ادبیات، تاریخ، سیاست و فلسفه می‌باشد، می‌خواهد در زمینه فیزیک کوانتم صحبت بکند، شرط واقعبینی حکم می‌کند که نه در مقیاس یک نفر دانشمند فیزیک دان از صحبت‌های وی انتظار داشت. با اقرار اولیه به این مساله خواستم خواننده را به این مساله متوجه کرده باشم که  بیشتر به ابعاد عمومی فلسفی،  اجتماعی و در عین حال علمی مساله توجه کرده، مورد مطالعه و نقد قرار دهند.

بیش از دو هزار و پانصد سال پیش بود که فلسفه در یونان دوران شکوفائی اولیه خویش را آغاز کرد. اگر دوران درخشان شکوفائی فلسفی یونان قدیم را به سه دوره  تقسیم کرده باشیم که دوران اول آن قبل از دوران سه فیلسوف شاخص و برجسته آن دوران، یعنی سقراط، افلاطون و ارسطو، دوران دوم همان دوران  سه فیلسوف شاخص نامبرده و دوران آخر یا سوم دوران بعد از این سه  فیلسوف تقسیم کرده باشیم، برای اولین بار این «دموکریت» بود که قبل از سه فیلسوف بزرک مطرح کرد که اگر ما قطعات مادی را به پارچه‌های ریزتر و ریزتر تقسیم بکنیم، در آخر به قطعه ای می‌رسیم که دیگر قار نیستیم بیشتر از آن تقسیم بکنیم و وی این قطعه آخر را «اتم» نامید.

BlackHole-378x302 ذرّه‌ها و تکّه‌ها در فیزیک کوانتم

بیست و چند قرن طول کشید تا به دنبال جا افتادن انقلاب صنعتی و شکوفائی رنسان، بشر توانست مرزها و پوسته اندیشه و تئوری دموکریت را در هم شکسته و آن را بسط بدهد. بیست و پنج قرن بعد از دوران دموکریت، امروز ما می دانیم که آنچه ما آن را  قرن‌ها اتم و قطعه تجزیه ناپذیر آخر ماده نامیده‌ایم می‌توانیم به قطعات ریزتر بشکافیم و نشان دهیم که اتم از الکترون، پروتون و نوترون تشکیل شده است. الان فیزیک کوانتم در این زمینه که  بخش‌های مختلف اتم را می‌شود در هم شکست و از در هم پاشیدگی آن‌ها الکترون، پروتون و یا نوترون‌ها می‌توان تکه پارچه‌های دیگری از ساختار اتم را از هم تفکیک کرد. الان یکی از دستاوردهای فیزیک کوانتم این است که قطعات و پارچه‌های کوچک‌تر تشکیل‌دهنده الکترون‌ها، پروتون‌ها و نوترون‌ها را از طریق شکافتن آن‌ها از هم تفکیک کرده و مورد مطالعه قرار دهند. این تکه پارچه‌های مختلف تشکیل‌دهنده را  «کوارک»ها می‌نامیم.  مطالعه در این زمینه ادامه یافته و نه‌تنها با ماهیت و کیفیت درونی کوارک‌ها می‌پردازد، بلکه به قانونمندی‌های رفتاری این قطعات کوانتم که با قانونمندی‌های فیزیک و مکانیک کلاسیک بصورتی بنیادین متفاوت هستند می‌پردازد.

نکته قابل توجه اصلی این نیست که علم فیزیک امروز قادر است تکه پارچه‌های تشکیل‌دهنده الکترون و غیره را از هم تفکیک کرده و آنالیز بکند. بلکه نقطه عمده قابل توجه این می‌باشد که قانونمندی‌های ساختاری و عملکردی فیزیک در مقیاس کوانتم، نه‌تنها کاملاً با فیزیک علمی کلاسیک متفاوت است، بلکه ویژگیها و قانونمندی‌ها و فورمولبندی های خاص خود را دارد. با توجه بیشتر به ویژگیهای فیزیک کوانتم الگوهای ساختاری و عملکردی آن موجب حیرت و حیران بشر گشته است. گرچه ما امروزه روز هر چه بیشتر  به این قانونمندی‌ها و الگوهای ساختاری عملکردی پی می‌بریم، ولی مدت زمان قابل توجهی طول خواهد کشید تا این قانون مندی ها را فورمولبندی کرده، اثبات علمی نموده و به‌صورت علمی در مقیاس‌های بسیط تری توضیح داده و  ثابت نمائی‌ام. امروز تلاش در این زمینه‌ها هر روز دریچه‌های نوینی را پیش پای بشریت باز می‌کند که استفاده از آن‌ها زمینه را جهت جهش‌های علمی صنعتی، اینترنت، مناسبات اطلاعاتی ماهواره ای، ساختن کامپیوترهای پیچیده و سیستم‌های روبوتیک و غیره  برای بهبود حیات بشریت فراهم می‌کند.

تجربه پرتاب گلوله به‌سمت دیوار با دو سوراخ در آن

اگر ما رو به روی دیواری قرار گرفته باشیم و در دستهایمان یکسری گلوله‌های آهنی داشته باشیم. اگر در این دیوار دو سوراخ ایجاد کرده باشیم و به‌موازات این دیوار، دیوار دیگری پشت سر آن واقع شده باشد، هر موقع این گلوله‌ها را بسمت دیوار اولی پرتاب بکنیم، تعدادی از این گلوله‌ها یا از سوراخ اول و یا از سوراخ دوم عبور کرده و به دیوار پشت سری خواهند خورد. اگر محدوده ای را که این گلوله‌ها پس از عبور از سوراخ اول و یا سوراخ دوم  از دیوار اول عبور کرده و به دیوار دوم خورده‌اند، نشانه گذاری بکنیم، شاید به‌صورت دو تا دایره در موازات دو سوراخ در دیوار اولی خواهند بود.   یک سری از گلوله‌ها از سوراخ اولی گذشته و دایره اول را تشکیل می‌دهند و سری دیگر از سوراخ دوم گذشته و دایره دوم را تشکیل خواهند داد.

این نتیجه طبیعی حرکت فیزیکی و مکانیکی پرتاب گلوله‌ها بسوی دو سوراخ در دیوار مقابل می‌باشند. اگر به جای پرتاب گلوله‌های سنگین و آهنی بسمت دو سوراخ کنده شده،  ما اقدام به پرتاب الکترون‌ها به سمت این دو سوراخ بکنیم، نتایج کاملاً متفاوت و حیرت آوری را شاهد خواهیم بود. این نتایج نه‌تنها با قوانین فیزیک و مکانیک کلاسیک همخوانی نخواهند داشت، بلکه عرصه‌های نوینی از فیزیک و مکانیک کوانتم و یا ذرّه ای را برای ما به نمایش خواهند گذاشت که برای خود رفتارها و قانونمندی‌های خاص و کاملاً متفاوت خود را دارا می‌باشند. ساختارها، رفتارها و قانونمندی‌های این عرصه‌های نوین آنقدر متفاوت می‌باشند که برای تعریف و توجیه آن‌ها به تئوری‌های نوینی احتیاج می‌باشد و در کنار آن برای اثبات تئوری‌های نوین مطالعات و آزمایش‌های طاقت فرسا و نوینی لازم است که بتواند پرتوهایی بر تاریکی این عرصه‌های نوین علم فیزیک و مکانیک کوانتم بیافکند.

اگر همان دو سوراخ کوچک کنده شده در دیوار روبرو را الکترون باران بکنیم، الکترون‌های عبور کرده از دو سوراخ، در دیوار مقابل نوارهای موازی به‌صورت خطوط موازی ایجاد خواهند کرد. همه الکترون‌های عبور کرده از سوراخ‌ها، در روی یکی از این خطوط موازی هم با دیوار مقابل تماس خواهند گرفت و فاصله‌های ما بین این خطوط خالی خواهند بود. علت این امر چه می‌تواند باشد؟ چرا الکترون‌های عبور کرده از دو سوراخ، روی دیوار مقابل به جای تشکیل دادن دو مرکز تماس موازی با سوراخ‌های کنده شده در دیوار اول، خطوط موازی تشکیل می‌دهند؟ چرا آن‌ها در نقاط مابین خطوط موازی بر روی دیوار دوم به دیوار نمی‌خورند؟ چرا عوض اینکه الکترون‌ها عوض اینکه در دو مرکز دایره ای با دیوار دوم تماس بگیرند، در هفت هشت نوار خطی با دیوار دوم تلاقی می‌کنند؟

در تشریح این مساله دانشمندان روی چندین نقطه تأکید می‌کنند. سه تا از این نکات کلیدی شامل این مسائل می‌باشند. اولاً الکترون‌ها و تکه پارچه‌های ریز کوانتم در حرکت خویش نه به‌صورت مستقیم و مکانیکی، بلکه به‌صورت موج‌های درهم، در تلاطم و موازی متصادم حرکت می‌کنند. این موج‌ها در حرکت خویش در نکاتی اوج، قدرت و شدت می‌گیرند و در نکاتی همدیگر را خنثی می‌کنند. این افت و خیز و خنثی شدن حرکت موج وار می‌باشد که موجب ایجاد خطوط موازی با فاصله‌های خنثی ما بین آن‌ها می‌باشد. در نقاطی که امواج حرکتی الکترون‌ها  پر قدرت می‌باشد و الکترون‌های بیشتری در آنجا متمرکز هستند، نوارهای خطی تصادم با دیوار دومی تشکیل می‌گردد و در نقاطی که موج‌ها همدیگر را خنثی کرده‌اند، نوار خطی ناشی از تلاقی و تصادم آن‌ها با دیوار مشاهده نمی‌شود.

مساله ای دیگر که حیرت آور می‌باشد و دانشمندان به آن اشاره می‌کنند این می‌باشد که الکترون‌ها قادرند در آن واحد از هر دو سوراخ عبور بکنند. چطور ممکن می‌باشد که ما الکترونی را بسمت دو سوراخ کنده شده دریک دیوار پرتاب بکنیم و همان الکترون قادر باشد تا از دو سوراخ در آن واحد عبور کرده باشد. آیا یک تکه پارچه کوانتم قادر می‌باشد تا در آن واحد در دو نقطه وجود و حضور داشته باشد. جواب دانشمندان به این سؤال مثبت می‌باشد.  اینکه تکه‌های کوانتم قادر هستند در آن واحد هم در اینطرف و هم آن طرف دیوار قرار داشته باشند، توسط قانون مندی دو سره بودن قطعات کوانتم قابل توصیف می‌باشد. یکی از خصوصیات قطعات کوانتم چنین است که آن‌ها از خصوصیت دو سرگی برخوردار می‌باشند که هرکدام از سره‌ها در هر مسیری حرکت کرده و بچرخد، سر دیگر در جهت مقابل آن چرخش و حرکت می‌کند. ممکن است دو سر قطعه ای کوانتم از هم میلیون‌ها کیلومتر فاصله داشته باشند و کوچک‌ترین تغییری در یکی از سرهای آن، موجب تغییر متقابل در سر دیگر آن خواهد شد. یک چنین تغییری به مراتب سریع تر از سرعت نور از یک سر قطعه کوانتم به سر دیگر آن منتقل می‌گردد. این مساله نشان می‌دهد که امکان انتقال تاثیرات، اطلاعات و داتا با سرعت بمراتب سریع تر از سرعت نور به فاصله‌های میلیون‌ها کیلومتر  موجود می‌باشد. آیا بشر می‌تواند از این خاصیت تأثیر گذاری در یکی از سرهای تکه‌های کوانتم جهت انتقال اطلاعات و یا قطعات استفاده بکند؟

مساله دیگری که در این رابطه مطرح می‌شود این است که نگاه کردن ما به الکترون با نگاه نکردن ما به آن در تشخیص موقعیت آن موقع پرتاب آن‌ها به سمت دو سوراخ کنده شده تأثیر می‌گذارد. موقعی که ما به آن نگاه نمی‌کنیم، به‌صورت طبیعی موج‌های در تلاطم حرکت کرده و از سوراخ‌ها عبور کرده و نوارهای موازی را در دیوار مقابل تشکیل می‌دهند. از یک طرف نگاه کردن ما به آن‌ها موجب می‌شود تا ما الکترون را در یک نقطه و یک آن ببینیم، ثانیاً نگاه ما به آن تأثیر ویژه ای روی آن می‌گذارد این تأثیر به‌صورت متقابل سر دیگر کوانتم را در جهت متقابل به تأثیر پذیری متقابل وا می‌دارد. انشتاین در دهه‌های سی و چهل در مباحثه با فیزیک دانان کوانتم که اندیشه‌های فیزیک کلاسیک را زیر سؤال می‌کشیدند، خاصیت دو سره بودن ذره‌ها و چرخش آن‌ها در جهت مخالف هم و انتقال متقابل هر گونه تغییر در یکی از سرها بصورتی متقابل به سر دیگر را «ماجرای عملکردی غیر عادی در فاصله‌های دور» نامید.

اینکه ذره‌های کوانتم را تا چه اندازه می‌شود از هم شکافت و  قطعه‌های ریزترآنرا تجزیه و شناسایی کرد، همیشه ذهن بشر را به خود مشغول کرده نموده است. الکترون‌ها، نوترون‌ها، پروتون‌ها و قطعات ریزتر تشکیل‌دهنده آن‌ها از چه تکه پارچه‌هایی تشکیل می‌گردند؟ آیا ما قادر بوده و یا خواهیم بود این قطعات را بصورتی تجربی و عملی در آزمایشگاه شناسایی کنیم؟ قبلاً در این زمینه تئوری قدرتمندی توسط «پیتر هیگز» مطرح شده بود که این قطعات را هر چه اندازه ریزتر بکنیم، در آخر به قطعه‌هایی از میدان انرژی کوچک خواهیم رسید.

در آزمایشی خیلی پر هزینه که در تونل مداری زیر زمینی کیلومترها طویل در سویس صورت گرفت، دانشمندان قادر شدند وجود «میدان انرژی هیگز» را کشف نمایند. از این طریق و از طریق به هم کوبیدن پارچه‌های تشکیل‌دهنده اتم به این نتیجه رسیدند که کوچک‌ترین واحدهایی که آنچه که ما به آن ماده میگوئیم، از به هم پیوستگی میدان‌ها و رشته ای ریز انرژی می‌باشد که به آن تئوری «رشته‌ها» که در واقع رشته‌های انرژی می‌باشند که به نام «هیگز بوزم» مشهور شده است، تشکیل می‌گردد. تعدادی از دانشمندان وحشت این را داشتند که چنین آزمایشی ممکن است به تخلیه شدن انرژی درون اتم و این قطعات ریز سبب شده و حتی به «بیگ بنگ» در مقیاس غیر قابل پیش بینی سبب گردند.

تئوری ابعاد، نسبیت و زمان و مکان

میدانیم که برای تعریف ابعاد، اگر در فورم و حالت ساده آن، یعنی از نقطه آغاز بکنیم، از به هم پیوستن نقطه‌ها هست که خطوط شکل می‌یابند. در ادامه و بسط همین تجربه میدانیم که از به هم پیوستن خطوط، صفحه شکل می‌یابد؛ و به گسترش همین تجربه می‌توان این آزمون را مشاهده کرد که اگر صفحه‌ها را روی هم بگذاریم، از پیوستگی آن‌ها حجم‌های سه بعدی تشکیل می‌گردد. حس‌های تشخیصی چندگانه ما این امکان را فراهم آورده است تا محیط دور و بر خود را در ابعاد سه بعدی آن شناخته و تشخیص دهیم. آیا از به هم پیوستگی حجم‌ها چه نوع ساختار چهار بعدی تشکیل می‌گردد، از پیوستگی ساختارهای چهاربعدی چگونه ساختار پنج بعدی تشکیل می‌گردد و ویژگیهای ساختارهای پنج، شش و چند بعدی چگونه خواهند بود؟ این‌ها سوالاتی است که افکار پژوهشگران را به خود مشغول کرده است.

این انشتاین بود که در بسط ساختار سه بعدی، بعد چهارم را «زمان» معرفی کرده و حجم، مکان و زمان را در امتزاخ و گره خوردگی با هم دیگر تعریف کرد. مکان، همان شناسایی موقعیت‌ها در ساختار سه بعدی و درون حجم‌ها می‌باشد. زمان وقتی مفهوم پیدا می‌کند که ما از نقطه ای در درون یک حجم و یا ساختار سه بعدی به نقطه ای دیگر حرکت بکنیم. فاصله رسیدن از یک نقطه به نقطه دیگر را زمان می‌نامیم و برای اندازه گیری آن مقیاس‌های جهانی مشخصی به نام ساعت، دقیقه و ثانیه تعیین گردیده است. بر اساس این اندازه گیری، مدت زمان هشت دقیقه و بیست ثانیه طول می‌کشد تا فوتون‌های نور از خورشید به زمین برسند. دانشمندان متوجه این امر شده‌اند که در سرعت‌های حرکتی بالا، سرعت گذشت زمان کاهش می‌یابد. این واریانس تغییر زمان می‌تواند در صنایعی مانند فرود هواپیماها در فرودگاه و یا عبور قطارها در متروهای پر تردد می‌تواند خیلی خطرناک باشد. اختراع ساعت‌های اتمی در مقایس های زیستی انسانی در کره زمین قادر بوده است تا این مشکل را پاسخگو باشد، ولی آیا در مقیاس‌های کهکشانی چنین تغییراتی چه بازتاب‌هایی می‌توانند داشته باشند؟ آیا انرژی‌های جاذبه، انرژی الکترومغناطیس، انرژی سیاه و سفید، انرژی انفجارات اتمی قادر به تاثیرگذاری در زمان می‌باشند؟ آیا اگر ما زمان مثبت داریم، می‌توانیم در عین حال زمان منفی داشته و به گذشته سفرکنیم؟ این‌ها جزو سوالاتی هستند که کنجکاوی دانشمندان را به خود مشغول داشته است.

تئوری انرژی متعادل کننده انشتاین

حدود دهه‌های سی بود که دانشمندانی که کهکشان‌ها و هستی کل کائنات را مطالعه می‌کردند متوجه واقعیت‌ها و قانون مندی های جدیدی شدند. آن‌ها حدث می‌زدند که تحت تأثیر انرژی جاذبه، سرعت گسترش و فرار از مرکز کهکشان‌ها از همدیگر شتاب منفی خواهد داشت و روندی نزولی خواهند داشت. آن‌ها حدث می‌زدند که در نتیجه تاثیرات انرژی جاذبه، کهکشان‌هایی که در حال گسترش و فاصله گیری از هم می‌باشند، به مرور زمان توقف کرده و به سمت مرکز و تراکم در مرکز حرکت خواهند کرد. این مساله اسرار ناگشوده زیادی را در مقابل بشریت قرارمی داد. در همین موقع ها بود که آلبرت انشتاین برای یافتن اینکه چگونه ممکن است با وجود انرژی جاذبه و انرژی‌های دیگر کائنات بصورتی به هم پیوسته در جایگاه خود به هستی خود ادامه دهد. وی در جواب به این سؤال «تئوری انرژی متعادل کننده» خویش را مطرح کرد. وی مطرح کرد که باید یک انرژی دیگری وجود داشته باشد که توازن و بالانس لازم را که ما شاهدش هستیم ایجاد کرده باشد. بعدها انشتاین، این تئوری خویش را مانند «ماجرای چیز غیر عادی در فاصله‌های دوردست- مربوط به دو سره بودن پارچه‌های کوانتم» بود، بخاطر کمبود مدارک جهت ثبوت آن‌ها، به کناری گذاشت و تعطیل کرد.

 در حالی که بعدها دانشمندان متوجه شدند همان تئوری‌هایی که انشتاین تعطیل کرده و به کنار گذاشته بود، فکر می‌کرد اشتباه می‌باشند، ثابت شد که درست می‌باشند. نتیجه ازمایش های مختلف توسط «هابل» و دیگران نشان داد که برعکس حدث آن‌ها، سرعت پخش، گسترش و فرار از مرکز کهکشان‌ها و هستی بطور کلی با شتاب بیشتری صورت می‌گیرد. در این زمینه آن‌ها متوجه شدند نیروی دیگری علاوه بر نیروی جاذبه در مقیاس کائنات دارد عمل می‌کند که موجب شتاب فزاینده جدا کننده و فرار از همدیگر کهکشان‌ها می‌گردد. این انرژی همان «انرژی تاریک» می‌باشد.

همان طوری که تئوری دو سره بودن پارچه‌های کوانتم توسط تجربیات مختلف ثابت شد که درست می‌باشد، بعدها با کشف «ماده تاریک» و «انرژی تاریک» نه‌تنها بشر متوجه این شد که آنچه که کلیت کائنات را در به هم پیوستگی نگه می‌دارد، همان «ماده تاریک» می‌باشد و آنچه که باعث شتاب حرکت گسترش فاصله گیری کهکشان‌ها می‌انجامد، همان «انرژی تاریک» می‌باشد. محاسبات ویژگیها و تفاوت‌های انرژی جاذبه و انرژی تاریک را به فیزیک دان ها می‌سپاریم و فقط به این نقطه اشاره می‌کنیم که انرژی جاذبه ضعیف‌ترین چهار نوع انرژی شناخته شده در کائنات می‌باشد.

تئوری انفجار  بیگ بنگ

همه چیز در عرض کمتر از یک ثانیه اتفاق افتاد. تراکم بین‌هایت انرژی در یک نقطه منفجر می‌شود. این انفجار در میلیونم، صدها هزارم و کسری‌های نجومی از یک ثانیه مقیاس غیر قابل تصور انرژی را بصورتی انفجاری پخش می‌کند. همزمان با این انفجار، نیروی انفجاری انرژی‌های مختلف، رعشه‌ها و تندرها و ناشی از آن در مقیاس غیر قابل تصوری بصورتی انبساطی گستره وسیعی را به خود اختصاص می‌دهد. همان‌طور که همگام با شعله‌های یک آتش مهیب، دوده، خاکستر، تکه پارچه‌های سوخته و غیره به دور و بر پخش می‌شوند، در ابتدای «بیگ بنگ» این عمتا انرژی‌های مختلف  بودند که ساطع و پخش می‌شدند.

سیصد و هشتاد و پنج میلیون سال طول می‌کشد تا در اثر تاثیرات انرژی جاذبه  و سرد شدن نسبی انرژی‌های ناشی از انفجار اول، تراکم انرژی به‌صورت «ماده – مته ر»، «آنتی مته ر»، «دارک مته ر»، «دارک انرژی»، و دیگر بخش‌های هستی کریستالیزه شده و صورت فعلی خود را نشان می‌دهند. آنچه که بشر به‌صورت ملموس تا امروز توسط دانش علمی خود قادر به تماس مستقیم و آزمایش آن شده است، مربوط به «ماده- مته ر» و انرژی‌های مربوطه به آن می‌باشد. این بخش از دانش علمی توسط علوم مختلف از قبیل فیزیک، مکانیک، زیست شناسی و غیره مورد مطالعه قرار می‌گیرند.

در مقیاس فیزیک کهکشانی بشر قادر به یافت سیاه چاله‌ها، طوفان‌های غباری، میلیون‌ها کهکشان متفاوت که هرکدام همراه با میلیون‌ها منظومه می‌باشند شده است. چگونگی شکل گیری ستارگان، سیاره‌ها، پیر شدن و مرگ ستارگان، انفجارات ستارگان مرده و «سوپرنوا»،  تلاقی کهکشان‌ها و بازتاب‌های انفجاری آن‌ها، مطالعه انواع انرژی‌های مختلف حاصله از این فعل و انفعالات را مورد مطالعه قرار می‌دهند. طوفان و انفجارهای نجومی موجب بوجود آمدن گردچاله ها و سیاه چاله‌های عظیمی می‌گردد که انرژی‌ها و ماده‌ها و ماده تاریک‌ها را در درون خویش می‌بلعد.

در حدود سیزده میلیارد و هفت صد و پنجاه میلیون سال از انفجار اولیه بیگ بنگ می‌گذرد. یکی از پدیده‌هایی که بشر قادر به تشخیص آن گشته ولی هنوز موفق به کشف مشخص فیزیکی آن نگشته است، «ماده تاریک- دارک مته ر» و همراه و همزاد آن «انرژی تاریک – دارک انرژی» می‌باشد. بیست و شش درصد هستی کائنات را «دارک مته ر- ماده تاریک» و هفتاد در صد کائنات را «دارک انرژی – انرژی تاریک» تشکیل می هند. این مساله نشان می هد که ما رویهمرفته فقط با چهار درصد هستی که به‌صورت «ماده – مته ر» و انرژی‌های مربوط به آن می‌باشد به‌صورت فیزیکی در تماس بوده و آن را تشخیص داده و مورد آزمایش قرار می‌دهیم.

کهکشان‌ها، منظومه‌ها و ستارگانی که ما از طریق تلسکوپ‌ها رویت می‌کنیم، به مانند چراغ‌های روشنی در شب تاریک بر بالای درخت «کریسمس» می‌باشند. ما در تاریکی چراغ‌ها را می‌بینیم، در صورتی که از فاصله دور درخت کریسمس را که حجم کلی ساختاری درخت کریسمس و چراغ‌های کاشته شده بالای سر آن را تشکیل می‌دهند، نمی‌بینیم. هستی مادی که ما مورد  مطالعه قرار داده و می‌بینیم و لمس می‌کنیم، در درون هستی منقبض «دارک مته ر – ماده تاریک» واقع شده‌اند. در واقع کل کائنات مادی در بغل و درون انبوهه «دارک مته ر» جای گرفته است.

دانشمندان متوجه این امر شده‌اند که آنچه که از چهار انرژی اصلی شناخته شده در کائنات از همه قدرتمند تر عمل می‌کند، «انرژی تاریک» می‌باشد که موجب فرار از همدیگرشتاب انگیز کهکشان‌ها از همدیگر می‌باشد. تشخیص «ماده تاریک» و «انرژی تاریک» در عین حال سؤالات و ناشناختگیهای فراوانی را برای بشر، این موجود با هوشی که در کره زمین زندگی می‌کند فراهم می‌کند. انرژی تاریک که قبلاً در زمان‌های اولیه بعد از انفجار بیگ بنگ چندان نقش عمده ای نداشت، بلکه انرژی جاذبه نقش بیشتری را ایفا می‌کرد، الان نقش غالب تری یافته است. آیا ما  کهکشان‌ها، منظومه‌ها، طوفانه ها و طغیان‌های «ماده تاریک» را هم داریم که نمی‌شناسیم؟ آیا فورم های دیگری از هستی انرژی تاریک و ماده تاریک وجود دارند که ما نمی‌توانیم حدث بزنیم؟

در مقیاس کوانتم، تکه‌ها و پارچه‌های کوانتم «ماده و انرژی تاریک»  از درون ماده، کرات آسمانی، تن ما انسان‌ها براحتی در مقیاس میلیون‌ها عبور می‌کنند. تکه پارچه‌های کوانتم تشکیل‌دهنده ماده‌ها که تا به حال چندین نوع آن‌ها شناسایی شده و یا در آزمایشگاه‌ها از طریق در هم کوبیدن اتم‌ها و آزمایش‌های دیگر شناسایی شده‌اند، هیچ کدام ویژگیهای ساختاری «ماده تاریک» و «انرژی تاریک» را دارا نمی‌باشند. همانطوری که اشاره شد تا امروز بشر قادر نبوده است بصورتی فیزیکی «ماده تاریک» را تجزیه و در آزمایشگاه کشف نماید.

این، انرژی تاریک و ماده تاریک می‌باشند که موجب توازن و بالانس حضور کهکشان‌ها، منظوه ها، ستارگان و سیارگان، سیاه چاله‌ها و غیره در درون کائنات بوده و از این طریق حضور و فعل و انفعالات آن‌ها می‌باشد که پدیده ای به نام حجم، فضا و مکان را بوجود می‌آورند. در اندرون این حجم می‌باشد که حرکت پارچه‌های مادی از نقطه ای به نقطه دیگر به‌صورت زمان و فاصله مکانی اندازه گیری می‌شوند. از این طریق است که مکان، زمان و حجم شکل و هویت می‌یابند.

تئوری رشته‌ها. «استرینگ تئوری». «میدان انرژی هیگز»  «هیگز بوزم»

ماده چطور حجم پیدا می‌کند. اگر انفجار اولیه بیگ بنگ موجب انفجار عظیم انرژی‌های اتمی، الکترومغناطیس، انرژی جاذبه و غیره  در مقیاس کائنات گردید، چه چیزی موجب گردید تا این انرژی‌ها به هم پیوسته و برای خودشان حجم و وزن و انبوهه تشکیل بدهند. چه چیزی موجب گردید تا از انبوه‌های آن‌ها ماده و ماده تاریک و غیره تشکیل گردند. این‌ها بخش‌هایی از سوالاتی را تشکیل می‌دادند که فیزیک دانان و دانشمندان را به خود مشغول داشته بودند. آلبرت انشتاین با فورمول (ای مساوی‌ام ضربدر سی به توان دو) نشان داد که انرژی قابل تبدیل شدن به ماده بوده و برعکس آن نیز امکان پذیر می‌باشد و فرمول محاسباتی و نسبت آن‌ها را نیز با همدیگر نشان داد. قطعه‌های کوچک تر انرژی به‌صورت «فوتون» یا «گروه تون» و غیره از تکه پارچه‌هایی می‌باشند که مثل «کوارک»ها از حجم‌ها و محتوای مختلف انرژی تشکیل می‌گردند. هرکدام از چهار انرژی، نیروی جاذبه، نیروی الکترو مغناطیس، انفجار اتمی، انرژی سیاه، تکه پارچه‌های اولیه تشکیل‌دهنده خود را دارا می‌باشند.

الان در دنیای کائنات مادی و ماده تاریک، منظومه‌ها و کهکشان‌ها با سنگینی‌های ویژه خویش تاب‌ها و گودی‌ها و چرخه‌های ویژه ای در هستی ماده‌های تاریک ایجاد می‌کنند. این تاب‌ها و قوس‌ها موجب چرخش انرژی‌های مختلف در مسیر حرکتی آن‌ها می‌گردد؛ مثلاً لزوماً انرژی الکترومغناطیس یا فوتون‌های نور لزوماً به‌صورت خط مستقیم از مبدأ به مقصد حرکت نمی‌کنند، بلکه آن‌ها تحت تأثیر پذیری از قوس‌ها و تاب‌های ماده تاریک مسیر حرکتی خود را تغییر می‌دهند. برای اندازه گیری و درک آن‌ها نه فقط دنیای سه بعدی ما کفایت نمی‌کند، بلکه دانشمندان به ابعاد یازده گانه هستی در حال حرکت، غلیان و جوش و خروش باورمند هستند. تئوری‌های بالا در کائنات یازده بعدی قابل درک و مطالعه می‌باشد.

تئوری اولیه ای که در این زمینه جا دارد تا بعنوان آغاز صحبت به آن پرداخته شود، «میدان انرژی هیگز» می‌باشد. «هیگز» و دانشمندان همفکر وی معتقد بودند که ریزترین نقطه و قطعه ماده از انرژی تشکیل شده است. بخاطر پیچیدگی علمی محاسباتی تجربه تصادم اتم‌ها در میدان آزمایشی زیر زمینی در سویس، از پرداختن به جزئیات آن دوری گزیده و به نتیجه گیری آن می‌پردازیم. این آزمایش نشان داد که تئوری اینکه ریزترین قسمت و تکه پارچه شناخته ماده، از رشته‌های ریز انرژی تشکیل می‌گردند. این  رشته‌ها را می‌شود «استرینگ» نامید که برای خود میدان‌های نوسانی با درجات مختلف نوسانی انرژی را تشکیل می‌دهند. این میدان‌های نوسانی انرژی را «میدان انرژی هیگز» می‌نامند. درجه‌های مختلف نوسانی انرژی رشته‌ها، در میدان‌های انرژی خود با رشته‌های مشابه با درجه‌های نوسانی همگون پیوند یافته و میدان‌های انرژی آن‌ها در هم جوش خورده و از این طریق تکه پارچه‌های هستی اولیه ماده در شکل‌ها و هویت‌های مختلف آن شکل می‌گیرند.

«هیگز بوزون» به این مساله اشاره می‌کند که آیا می‌شود تک تک درجه‌های مختلف انرژی نوسانی تکه‌های رشته‌ها و «استرینگ» ها را شناسایی، مطالعه و اندازه گیری کرد؟ آیا می‌شود این تکه‌ها و پارچه‌های کوچک انرژی را در آزمایشگاه‌ها به‌صورت جدا گانه مثل نوساتان صوتی سازهای مختلف موسیقی از همدیگر تمیز داده، جدا کرده و سنجید؟ نتیجه در این مورد هنوز منفی می‌باشد و بشر قادر نشده است به این مهم دست بیابد.

تئوری «استرینگ» دامنه جدید و نوینی را در زمینه نزدیکی به آنچه که آلبرت آنشتاین به نام «تئوری همه چیز» نامیده و  آغازگر آن بود، باز کرده است. با توجه به اینکه این انشتاین بود که اول صحبت از تبدیل انرژی به ماده و بالعکس را مطرح نمود، تئوری «استرینگ» یا «رشته‌های  میدانی انرژی» تئوری آنشتاین را تکمیل تر می‌کند. اگر هستی مادی از انجماد و پیوستگی انرژی تشکیل می‌گردد، بخش اعظم هستی کائنات از این طریق قابل تشریح می‌باشد.

تئوری کائنات و بیگ بنگ‌ها

اگر ما در مجموعه پردایم فیزیکی «ماده» مفهوم پیدا می‌کنیم و از طریق علوم فیزیکی و مکانیکی و دیگر علوم با شناسایی علوم هستی مادی می‌پردازیم، از کجا معلوم  همان‌طور که «ماده تاریک» یکی از انواع هستی کائنات می‌باشند، ما انواع دیگری از ساختارهای هستی نداشته باشیم که به‌موازات هستی مادی وجود خارجی دارند و ما قادر به لمس و مطالعه آن‌ها نیستیم. در این زمینه دو نوع تئوری به‌صورت کائنات پارالل و موازی و دیگری کائنات حباب گونه جدا از هم مطرح می‌گردند. در این زمینه حتی مطرح می‌گردد که احتمال دارد بیگ بنگ حاصل تصادم دو کائنات با همدیگر باشند. با بسط این تئوری می‌توان به این نتیجه رسید که بیگ بنگ‌های زیادی بوده و خواهند بود.

تئوری حباب‌ها مطرح می‌کنند که کائنات مختلف به‌صورت حباب‌های مستقل و جداگانه از همدیگر به هستی خویش ادامه می‌دهند. این کائنات نه‌تنها می‌توانند از طریق بسط و گشایش کائنات بیشتری را تولید بکنند، بلکه تصادم این کائنات حباب گونه به همدیگر هم وجود دارد. هرکدام از این کائنات حباب گونه نتیجه بیگ بنگ‌های مستقل و جداگانه‌ای می‌باشند. همین تئوری هم به تنوع و بیشتر بودن بیگ بنگ‌ها معتقد می‌باشند. هردوی این تئوری‌ها به مستقل و کاملاً از همدیگر بیگانه بودن کیفیت ماهوی هستی مواد، تکه پارچه‌های تشکیل‌دهنده این کائنات از همدیگر تأکیددارند.

بر اساس تئوری کائنات مستقل از هم حباب گونه، این کائنات می‌توانند در هم ادغام شوند، یا اینکه یکی از آن‌ها در اثر انبساط می‌تواند به کائنات بیشتری تفکیک گردد. آنچه مسلم است با سرعت نور میلیاردها میلیارد سال طول می‌کشد تا از یک کائنات به کائنات دیگری رفت. آیا «کرم‌چاله‌ها» این امکان را فراهم خواهند کرد که مسافرت از یک کائنات به کائنات دیگر صورت بگیرد؟ آیا در اثر چنین مسافرتی موجود زنده قادر خواهد بود هستی مادی فیزیک و روانی خویش را محفوظ نگه دارد؟

موجود کوچکی در گوشه‌ای دنج و کم‌خطر از کهکشان راه شیری، در کره‌ای به نام زمین، در بخش نسبتاً آرام و کمتر تحت تأثیر گردوغبارهای کهکشانی کهکشان راه شیری در مسیر زندگی خویش اقدام به گشودن رازهای هستی نموده است. بشر با کشف رازهای هستی ازیک‌طرف، به فرمول‌بندی فرضیه‌ها و تئوری‌ها و از طرف دیگر به آزمایش و تست درست و غلط بودن این تئوری‌ها هرروز بیشتر و بیشتر به گشایش رازهای هستی می‌پردازد. کمتر از یک قرن پیش بشر فکر می‌کرد تمام هستی کائنات در کهکشان راه شیری خلاصه می‌شود. امروز به کشف کهکشان‌های دیگر، سیاه‌چاله‌ها، تکه پارچه‌های کوانتم تشکیل‌دهنده آنچه ما ماده می‌نامیم، به وجود ماده تاریک و انرژی تاریک دست‌یافته است. گرچه ندانسته‌های بشر به‌مراتب بیشتر از دانسته‌های او است، ولی این موجود کوچک در گوشه‌ای دنج از کهکشان راه شیری با توسل به قدرت تفکر، تخیل و خلاقیت خویش قصد کشف رازهای هستی کل کائنات را در پیش‌گرفته است و هیچ نیرویی در این راه جلودارش نیست.

20-05-2015

پاسخ دهید

مشاهدهٔ قبل از ارسال

نمایش متن بعد از ارسال