نوشته : مسعود آموزگار



جواب اين سوال را تا به حال هيچ دانشمند و يا فيلسوفي نيافته است. حتي هاوكينگ دانشمند و اختر شناس بزرگ در جواب به آن گفته است :«اگرجواب اين سوال را بدانم مطمئناً به سوال هاي ديگري خواهم رسيد كه آغازگركشف نظريه ي همه چيز) Theory of every thing) و رسيدن به قله هاي ناممكن فيزيك و تمام علوم ديگر است.» از نظريه ي همه چيز گفتيم ، حتماً محتواي اين نظريه ي جديد كه هنوز كامل نشده براي شما مبهم است. پس در اين مقاله به بحث و بررسي درباره اركان سازنده ي اين نظريه خواهيم پرداخت. نظريه اي كه شايد انسان بتواند با داشتن آن فكر خدا را درباره ي كائنات و جهان آفرينش بخواند و خود را به بينهايت نزديك تر سازد. به عبارت ديگر تلاش ما بيان مفاهيمي است كه انسان براي يافتن سرنوشت ويا گذشته ي خويش به آن هااحتياج دارد .

بهتر است قبل ازبررسي پايه اي اين نظريه با چند مفهوم وعبارت آشنا شويم:

1- سياهچاله ها يا ستاره هاي رمبيده شده (Blackholes): يك سياهچاله يك جرم متراكم و يك ستاره ي مرده است كه در آن گرانش به حدي شديد است كه حتي نور نيز نمي تواند از آن بگريزد، پس يك سياه چاله ديده نمي شود .

2- انفجار بزرگ( (Big Bang: نظريه اي كه مي گويد جهان در ابتدا يك گوي آتشين بسيار داغ بوده كه منفجر شده و ماده وانرژي و...را بوجود آورده است تا جهان بصورتي كه امروزه مي بينيم در آيد اين نظريه در قرن نوزدهم ميلادي توسط هوگان ارائه شد.

3- مكانيك كوانتومي( Quantum mechanics): سال ها پيش تصور مي شد كه كوچك ترين اجزاي تشكيل دهنده ي ماده، اتم ها هستند ولي بعدها كشف شد كه در اتم نيز هسته اي وجود دارد كه الكترون ها به دورآن چرخش مي كنند و همين طور خود هسته از ذرات كوچك تري به نام نوكلئون تشكيل شده و هر يك از نوكلئون ها نيز باز از ذرات كوچك تري به نام كوارك ها تشكيل يافته اند كه بار و وزن هسته اتم را مشخص مي كنند . كوارك ها يكي از ذرات بنيادين هستند كه بعد از انفجار بزرگ بوجود آمدند.كوارك ها داراي شش نوع هستند كه هسته اتم فقط از دو نوع اول آنها يعني up , down تشكيل يافته است.

4- نيروهاي بنيادين يا اوليه :بين ذرات بنيادين چهارنوع نيروعمل مي كند كه عبارتند از:

الف) نيروي پر قدرت كوارك :اين نيرو از جدا شدن بيش از حد كوارك هاي داخل هسته از يكديگر و يا حتي از پرت شدن آنها به خارج جلوگيري مي كند ، نيروي پر قدرت كوارك از طريق ذرات مبادله كننده(گلوئون)انتقال مي يابد كه بين كوارك ها در پروازهستند .

ب) نيروي الكترومغناطيسي : يك ذره داراي بارمنفي به وسيله يك ذره ي منفي ديگر دفع و به سوي يك ذره با بارمثبت جذب مي شود اين نيرو توسط فوتون ها مبادله مي شود .

پ) نيروي ضعيف : اين نيرودربين ذرات بدون بار(خنثي)ودرفواصل خيلي نزديك برقراراست و باعث راديواكتيويته مي شود كه نوعي از آنرا راديواكتيويته ي بتا مي نامند وذره ي پيام رسان اين نيرو«ويكون»نام دارد.

ت) نيروي گرانش : يكي از چهار نيروي طبيعت كه ضعيف ترين آنهاست . گراني،هميشه جذب مي كند،هيچ گاه دفع نمي كندومي تواند تا فواصل بسياردور،تاثيرداشته باشد.همچنين ذره ي پيام رسان اين نيرو«گراويتون»نام دارد كه تاكنون بطور مستقيم مشاهده نشده است.

انرژي تاريك (Dark energy ):

يكي ازنظريه هايي كه ما را دررسيدن به «نظريه ي همه چيز» ياري مي كند،نظريه ي اينشتين درمورد مجموعه ايست كه سبب انبساط جهان مي شود.اين مجموعه (منظورماده وانرژي)حدود 95 درصد ماده وانرژي جهان را تشكيل مي دهد.

ازاين مجموعه ي 95 درصدي،30درصد ماده ي تاريك (Dark matter)و65درصد انرژي تاريك (Dark energy)است كه عامل شتاب داربودن انبساط و بي نظمي جهان مي باشد.همچنين سياهچاله ها نيز نوعي ماده تاريك محسوب مي شوند. نظريه پردازان انرژي تاريك يا نيروي ضد جاذبه معتقدند كه: اين نيرو در طول زمان مي تواند نيرومندتر يا ضعيف تر شود.اين نيرو يا سرانجام دنيا را در يك لحظه از هم مي پاشاند،يا درآينده ي دوررفته رفته آن را خاموش مي كند.اين آينده ي دور10 ميليارد سال با زمان حال فاصله دارد.اگراين نيروخود به خود ازميان برود،جاذبه بارديگربر گيتي مستولي مي شود و جهان خود به خود فرومي پاشد.اين نيرومدت هاست كه وجود دارد وتغيير آن بسياركند وآرام است.

يكي از كيهان شناسان به نام دكتر"ريس"مي گويد:«هرگونه تحول تسريع كننده،كه به قدرتمند شدن اين انرژي تاريك منجرشود تا30ميليارد سال ديگرروي نخواهد داد.»هم چنين برخي محاسبات دانشمندان درباره ي قدرت اين انرژي به يك عدد واحد رسيده است كه نام آن را«»wگذاشته اند.اين عدد درحقيقت نسبت ميان فشاروتراكم اين انرژي تاريك است.يكي ازعجيب ترين خصوصيات اين انرژي مرموزاين است كه برخلاف ماده يا انرژي معمولي چگالي آن با انبساط فضا كاهش نمي يابد و شواهد زيادي حكايت ازآن دارد كه هميشه داراي چگالي ثابتي است.به اين ترتيب با انبساط جهان چگالي مواد معمولي رفته رفته كمتر مي شودوحتي نسبتي كمتراز5 درصد را به خود اختصاص خواهد داد ولي درصد انرژي تاريك روبه ازدياد خواهد گذاشت.

اميد است با ادامه ي كاردانشمندان در آينده ي نزديك هيجان انگيزترين راز علم حل شود.

فرضيه سفردرزمان: يكي ازجالب ترين افكاربشر،ايده ي جابجايي دربعد زمان است.اينشتين با ارائه ي نظريه ي نسبيت خاص خود نشان داد كه اين كار از نظرتئوري شدني است،برطبق اين نظريه اگرشيئي به سرعت نورنزديك شود،گذشت زمان برايش آهسته تر صورت مي گيرد.بنابراين اگر بشود با سرعت بيش از سرعت نور حركت كرد زمان به عقب بر مي گردد.مانع اصلي اين است كه اگرجسمي به سرعت نور نزديك شود جرم نسبي آن به بي نهايت ميل مي كند لذا نمي شود شتابي بيش از سرعت نور پيدا كرد. اما شايد روزي هم اين مشكل حل شود!

دانشمندان براين عقيده هستندكه اين كاربه كمك يك پديده ي طبيعي صورت مي گيرد.دراين خصوص سه پديده مدنظراست:

(سياهچاله هاي دوار ، كرم چاله هاوريسمان هاي كيهاني )



سياهچاله هاي دوار:سياهچاله ها بر دو نوع اند ، دوار و غير دوار ، سياهچاله هاي غيردوار داراي انتهاي نقطه مانند هستند ، در آن جا هر جسمي كه به حفره مكش شده باشد نابود مي شود ، اما

سياهچاله هاي دوار داراي انتهايي قاعده دار به شكل حلقه هستند كه مانند يك قيف واقعي انتهايشان بازاست،همچنين فقط اين نوع سياهچاله است كه مي تواند سكوي پرتاب به آينده يا گذشته باشد.انتهاي قيف به يك قيف ديگر به اسم سفيدچاله(White hole) مي رسد كه درست عكس آن عمل مي كند.يعني هر جسمي را به شدت به بيرون پرتاب مي كند.ازهمين جاست كه مي توانيم پا به زمان هاوجهان هاي ديگربگذاريم.



كرمچاله ها(Worm holes): يك سكوي ديگر گذر از زمان است كه مي تواند درعرض چند ساعت ماراچندين سال نوري جابجا كند.فرض كنيد دونفردوطرف يك ملافه راگرفته ومي كشنداگر يك توپ تنيس برروي ملافه قرار دهيم يك انحنا درسطح ملافه به سمت توپ ايجادمي شود.



يك تيله روي اين ملافه قرار دهيم به سمت چاله اي كه توپ ايجاد كرده است مي رود.

اين نظر اينشتين است كه كرات آسماني در فضا و انحنا ايجاد مي كنند ،درست مثل همان توپ روي ملافه. حالا فرض كنيم فضا به صورت يك لايه ي دوبعدي روي يك محورتاشده باشد وبين نيمه بالاوپايين آن خالي باشدودوجرم هم اندازه درقسمت بالا وپائين مقابل هم قرارگيردآن وقت حفره اي كه هردو ايجاد مي كنند مي توانند به هم ديگررسيده وايجاد يك تونل كند0مثل اين كه يك ميانبردرزمان ومكان ايجاد شده باشد به اين تونل كرمچاله مي گويند.



حال سوالي پيش مي آيد كه اگرما مي توانستيم به گذشته سفركنيم.زماني كه هنوزبه دنيانيامده بوديم وپدربزرگ خودرامي كشتيم پس چگونه ماوجود داريم اين يك پارادوكس است ونقيض خودش دردرونش است ولي بايد گفت راه حلي نيزبراي اين موضوع پيداشده است واين راه حل نظريه ي جهان هاي موازي است.طبق اين نظريه امكان داردچندين جهان وجود داشته باشد،كه مشابه جهان ماست اما ترتيب وقايع درآنهافرق مي كند.پس وقتي به عقب برميگرديم دريك جهان ديگروجود داريم نه درجهاني كه درآن هستيم.همچنين مي توان گفت كه اين نظريه تقريبا همجهت ومنطبق با نظريه استيفن هاوكينگ درباره ي جهان هاي نوزاد است كه بيانگر اين است كه غيرازجهان ما جهان هاي ديگري نيزوجود دارند كه ازطريق راه هائي به هم متصلند.

نظريه ريسمانهاي كيهاني يا ابر ريسمان:

يكي ازبرترين موفقيت هاي علم درقرن بيستم اين است كه درسطح پايه،قوانين فيزيك به دو فرمول خلاصه شدند:

1-تئوري گرانش اينشتن:كه فضاهاي بسياربزرگ راتوصيف مي كند.مثلاكهكشانها، سياهچاله ها وانفجار بزرگ.

2-تئوري كوانتومي:كه فضاهاي بسياركوچك راتوصيف مي كند0مثلاجهان كوچك ذرات زير اتمي والكترومغناطيس0

يكي از بزرگترين طنزهاي طبيعت كيهان شناسي اتحاداين دوفرمول است كه واقعاگيج كننده به نظرمي رسد وحتي بزرگترين فيزيكدانان جهان مثل اينشتين وهايزنبرگ نتوانستند ازعهده ي آن برآيند،خوشبختانه مايك تئوري مناسب براي اتحاداين دونيروداريم (در حقيقت اين تنها تئوري است و ديگرتئوري هابه تناقض رسيده اند ) كه ابر ريسمان ناميده مي شود كه به سادگي دستگاه گرانشي را با تئوري الكترومغناطيس كه براي حل مشكلات كرمچاله هاي كوانتومي لازم است،متحد مي كند.

تئوري ابرريسمان قوانين مبهم فيزيك كوانتومي رابافرض اين كه ذرات زيراتمي درحقيقت ارتعاشي از يك رشته كوچك هستند توضيح مي دهد،ارتعاش يك رشته ويالون سبب ايجاد يك نت مي شود،همچنين ارتعاش يك ابرريسمان سبب ايجاد ذرات موجود درطبيعت مي شود. بنابراين جهان يك سمفوني ازريسمان هاي درحال ارتعاش است و توضيح بيشتراين كه يك ريسمان كه درزمان حركت مي كند باعث انحناي فضاي اطرافش مي شود كه سياهچاله،كرمچاله وديگرجوابهاي مرموزاينيشتن رامي سازد ودريك كلام، تئوري ريسمان،تئوري اينيشتن وكوانتوم فيزيك را با يك نتيجه ي منطقي متحد مي كند.

همچنين بايد دانست،كه اين ذرات زيراتمي كه سازنده ي تارهاي اين ويالون هستندآن قدركوچك هستند طوري كه اگرهسته ي اتم هيدروژن راشهرتهران فرض كنيم اندازه اين ذرات اتمي درداخل اين شهراست به عبارتي ديگراين ذره 18-^10برابريك اتم است.

ادوارد ويتن ازموسسه ي تحصيلي پيشرفته در پرينستون ادعاكرده است: «تئوري ابرريسمان تئوري قرن بيست ويكم است كه تصادفادرقرن بيستم كشف شده است وهنوز رياضيات موردنيازقرن بيست ويكم براي حل سياهچاله هاي كوانتمي كشف نشده است.»تا اينجا به تلاش هاي انجام شده و نظريه هاي ارائه شده براي رسيدن به نظريه كلي «همه چيز» پرداختيم.در پايان بهتراست شناخت دقيق تري نيز از خود نظريه درحيطه ي فيزيك داشته باشيم:

اين نظريه :

ـ بايد مدلي به ما بدهد كه بين نيروها وذرات،يگانگي ايجاد كند.

ـ بايد به اين سوال پاسخ دهد كه«شرايط مرزي»چيست؟ شرايطي كه دراولين لحظه،قبل ازآن كه هيچ زماني بگذرد وجود داشته است.

ـ بايد امكان چند انتخاب را بدهد.بايد محدود كننده باشد.به عنوان مثال،بايد دقيقاً پيشگويي كند كه چند نوع ذره وجود دارد. اگرحق انتخاب هايي راباقي مي گذارد،بايداين واقعيت را به نحوي توضيح دهد كه اين، جهاني است كه ما داريم،نه جهاني كه با آن اندك تفاوتي دارد.

ـ بايد تعداد كمي اجزاي اختياري داشته باشد ، هاوكينگ نظريه اي دارد به نام سوراخ كرم 4كه

ميتواند به اين معني باشد كه ما هيچ گاه نظريه اي بدون اجزاي اختياري نخواهيم داشت با اين حال ، ترجيح مي دهيم كه براي پاسخ ها نبايد نگاه زيرچشمي بسيارمكرري به جهان واقعي داشته باشيم، شگفت آن كه نظريه ي«همه چيز»ممكن است يك جزءاختياري باشد.

ـ بايد جهاني،مثل جهاني راكه مشاهده مي كنيم،پيشگويي كند يابه طورقانع كننده اي توضيح دهد كه چرا اختلافي وجود دارد.يك نظريه «همه چيز»بايدراهي بيابد تادرقياس با آنچه مامشاهده مي كنيم، ايستادگي كند.

ـ بايد ساده باشد و درهمان حال،امكان پيچيدگي هاي عظيم رابدهد.

ـ بايدمعماي تركيب نظريه ي نسبيت عام اينيشتن (نظريه اي كه معمولاباآن گراني راتوضيح مي دهيم)ومكانيك كوانتومي(نظريه اي كه معمولابه هنگام بحث درباره ي سه نيروي ديگربه كار مي بريم)راحل كند.