جهان ما از هیچ برخاسته؟
ارسال شده: چهارشنبه ۱۳۹۱/۸/۱۷ - ۲۲:۵۰
نوشته ی زیر را بسیار خواندنی یافتم ،گفتم در اینجا بگذارم تا دوستان هم ببینند و نگر خود را بگویند
نظريهي جهاني برخاسته از هيچ
ممكن است در نگاه اول با نظريهي جهانهاي چندگانه مخالفت كنيم. زيرا بهنظر ميرسد اين نظريه، قوانين شناختهشدهاي مثل قانون بقاي ماده و انرژي را به هم ميريزد.
...
در واقع مجموع كل ماده بهعلاوه انرژي در جهان احتمالاً خيلي كوچك است. درست است كه مقدار ماده موجود در جهان شامل تمام ستارگان، سيارات و كهكشانها مقداري مثبت و بسيار بزرگ است، با اين حال انرژي ذخيره شده در گرانش، ممكن است منفي باشد. اگر انرژي مثبت ماده را با انرژي منفي گرانش جمع كنيم، نتيجه عددي نزديك به صفر خواهد بود.
از بعضيجهات ميتوان گفت كه چنين جهانهايي آزاد هستند. آنها ميتوانند از درون خلاء، تقريباً بدون هيچ تلاشي بيرون بجهند. (اگر كيهان بسته باشد، مقدار انرژي كل آن بايد دقيقاً برابر صفر باشد).
براي درك بهتر اين موضوع الاغي را در نظر بگيريد كه به چاله بزرگي افتاده است. بايد به الاغ انرژي بدهيم تا ازچاله بيرون بيايد. فرض كنيم وقتي الاغ بيرون چاله روي زمين ايستاده، انرژي صفر داشته باشد. بنابراين به دليل اينكه مجبور شديم به الاغ انرژي كمكي بدهيم تا او را به حالت انرژي صفر برسانيم، ميتوان گفت الاغ در چاله داراي مقدار معيني انرژي منفي است.
همينطور براي خارج كردن سيارهاي از درون يك منظومهي ستارهاي، مجبوريم به آن انرژي بدهيم. وقتي سياره در فضاي آزاد خارج از منظومه قرار دارد، انرژي صفر خواهد داشت. چون مجبور شديم به سياره انرژي بدهيم تا آن را از درون يك سيستم خورشيدي بيرون بياوريم تا به انرژي صفر دست يابد، بنابراين سياره هنگام حضور در سيستم خورشيدي داراي انرژي منفي بوده است.
در حقيقت براي ايجاد جهاني شبيه به آنچه ما درون آن هستيم، ممكن است به مقدار واقعاً كمي ماده، شايد به اندازهي چند گرم نياز داشته باشيم. آنطور كه آلن گوث ميگويد:
جهان، شايد يك ناهار مجاني باشد!
ايده ايجاد يك جهان از هيچ، اولين بار در سال 1973، طي مقالهاي در مجلهي نيچر، توسط ادوارد ترايون از كالج هانتر دانشگاه سيتي شهر نيويورك مطرح شد. او تصور كرد كه جهان چيزي است كه به دليل يك تحول كوانتومي در خلاء، هر چند وقت يكبار رخ ميدهد. اگرچه مقدار ماده خالص لازم براي ايجاد يك جهان ممكن است نزديك به صفر باشد، اين ماده بايد تا حد چگاليهاي غير قابل تصور، فشرده شود.
همانند افسانه پنكو، اين مثالي است از كيهانشناسي وجود از عدم.
اگرچه نظريهي جهان برخاسته از هيچ را نميتوان با روشهاي مرسوم ثابت كرد، اما اين نظريه، در پاسخ به بسياري از سؤالات كاربردي در مورد جهان كمك ميكند.
بهعنوان مثال، چرا جهان فرفرهوار به دور خود نميچرخد؟ تمام چيزهايي كه در اطراف خود ميبينيم، در حال چرخشاند. از طوفانها، سيارات، كهكشانها گرفته تا اختروشها. بهنظر ميرسد اين ويژگي عمومي ماده در جهان باشد. اما چرا خود جهان نميچرخد؟
وقتي در آسمان به كهكشانها نگاه ميكنيم، مجموع چرخش آنها صفر است. اين خوششانسي ما است. زيرا اگر جهان ميچرخيد، آنوقت سفر در زمان عادي شده و بنابراين نوشتن تاريخ غيرممكن بود.
دليل اينكه چرا جهان نميچرخد، ميتواند اين باشد كه جهان ما از هيچ بهوجود آمده است. از آنجا كه خلاء نميچرخد، انتظار نداريم كه هيچ چرخش خالصي در جهان ما به وجود آيد. در حقيقت تمام جهانهاي حبابي درون جهان چندگانه، چرخش خالصي برابر صفر دارند.
چرا بارهاي الكتريكي مثبت و منفي دقيقاً با هم برابرند و يكديگر را خنثي ميكنند؟ بهطور معمول زمانيكه به نيروهاي كيهاني حاكم بر جهان ميانديشيم، بيشتر به گرانش فكر ميكنيم تا نيروي الكترومغناطيسي. حتي اگر نيروي گرانش در مقايسه با نيروي الكترومغناطيسي بسيار كوچك باشد، دليل اين امر، تعادل كامل و دقيق بين بارهاي مثبت و منفي است. در نتيجه بهنظر ميرسد بار الكتريكي خالص جهان صفر بوده و اين گرانش است كه جهان را احاطه كرده و نه نيروي الكترومغناطيسي.
اگرچه اين مسئله بسيار بديهي بهنظر ميرسد، اما در اصل خنثيسازي بارهاي مثبت و منفي كاملاً جالب توجه است. (البته واضح است كه عدم تعادل بين بارهاي الكتريكي بهطور محلي وجود دارد و به همين دليل است كه رعد و برق بهوجود ميآيد. اما تعداد كل بارها، حتي براي طوفانهاي رعدآسا، برابر با صفر است).
آيا ميدانيد كه اگر درون بدن شما، تنها يك صدهزارم (0/00001) درصد تفاوت در بارهاي خالص الكتريكي مثبت و منفي وجود داشته باشد، آناً از هم پاشيده ميشويد و اجزاي بدن شما، بهوسيلهي نيروي الكتريكي به خارج پرتاب ميشوند.
جواب اين معماي قديمي ممكن است اين باشد كه جهان ازهيچ درست شده است. از آنجا كه مقدار چرخش و بار خالص خلاء برابر صفر است، هر جهان كودكي كه از هيچ بيرون ميجهد نيز بايد چرخش و بار الكتريكي خالصي برابر صفر داشته باشد.
استثناي آشكارسازي براي اين قانون وجود دارد:
جهان بيشتر از ماده تشكيل شده است تا ضد ماده. از آنجا كه ماده و ضد ماده مخالف هم هستند (با بار الكتريكي مخالف)، ممكن است تصور كنيم كه انفجار بزرگ، مقادير برابري ماده و ضد ماده ايجاد كرده باشد. مشكل اين است كه ماده و ضد ماده در برخورد با هم، يكديگر را از بين ميبرند و انفجاري از پرتوهاي گاما ايجاد ميكنند. بنابراين ما نميبايست وجود داشته باشيم.
در اينصورت، جهان بهجاي اينكه از مادهي معمولي پر شده باشد، بايد مجموعهي تصادفي از پرتوهاي گاما باشد. اگر انفجار بزرگ كاملاً متقارن بود يا از هيچ برميخواست، آنگاه ما بايد انتظار شكلگيري مقادير يكساني ماده و پادماده را داشته باشيم.
پس چرا ما وجود داريم؟
پاسخي كه به وسيلهي فيزيكدان روسي، آندرهي ساخاروف ارائه شد اين است كه انفجار بزرگ اوليه، به هيچوجه كاملاً متقارن نبوده است. درست در لحظهي پيدايش، مقدار كمي شكست تقارن بين ماده و پادماده وجود داشته كه باعث شده ماده بر ضد ماده غلبه كند و در نتيجه جهان اطراف بهوجود آيد.
تقارني كه در انفجار بزرگ شكسته شده، تقارن CP ناميده ميشود. تقارني كه بر اساس آن، بار و زوجيت ذرات ماده و ضدماده جابجا ميشوند.
اگر جهان از هيچ بهوجود آمده باشد، آنوقت شايد بتوان گفت كه خلاء كاملاً خالي نيست، بلكه مقدار بسيار كمي شكست تقارن دارد كه باعث غلبه ماده به ضد ماده شده است. منشأ اين شكست تقارن، هنوز مشخص نيست.
بن مایه : كتاب جهانهاي موازي نوشته ميچيو كاكو
نظريهي جهاني برخاسته از هيچ
ممكن است در نگاه اول با نظريهي جهانهاي چندگانه مخالفت كنيم. زيرا بهنظر ميرسد اين نظريه، قوانين شناختهشدهاي مثل قانون بقاي ماده و انرژي را به هم ميريزد.
...
در واقع مجموع كل ماده بهعلاوه انرژي در جهان احتمالاً خيلي كوچك است. درست است كه مقدار ماده موجود در جهان شامل تمام ستارگان، سيارات و كهكشانها مقداري مثبت و بسيار بزرگ است، با اين حال انرژي ذخيره شده در گرانش، ممكن است منفي باشد. اگر انرژي مثبت ماده را با انرژي منفي گرانش جمع كنيم، نتيجه عددي نزديك به صفر خواهد بود.
از بعضيجهات ميتوان گفت كه چنين جهانهايي آزاد هستند. آنها ميتوانند از درون خلاء، تقريباً بدون هيچ تلاشي بيرون بجهند. (اگر كيهان بسته باشد، مقدار انرژي كل آن بايد دقيقاً برابر صفر باشد).
براي درك بهتر اين موضوع الاغي را در نظر بگيريد كه به چاله بزرگي افتاده است. بايد به الاغ انرژي بدهيم تا ازچاله بيرون بيايد. فرض كنيم وقتي الاغ بيرون چاله روي زمين ايستاده، انرژي صفر داشته باشد. بنابراين به دليل اينكه مجبور شديم به الاغ انرژي كمكي بدهيم تا او را به حالت انرژي صفر برسانيم، ميتوان گفت الاغ در چاله داراي مقدار معيني انرژي منفي است.
همينطور براي خارج كردن سيارهاي از درون يك منظومهي ستارهاي، مجبوريم به آن انرژي بدهيم. وقتي سياره در فضاي آزاد خارج از منظومه قرار دارد، انرژي صفر خواهد داشت. چون مجبور شديم به سياره انرژي بدهيم تا آن را از درون يك سيستم خورشيدي بيرون بياوريم تا به انرژي صفر دست يابد، بنابراين سياره هنگام حضور در سيستم خورشيدي داراي انرژي منفي بوده است.
در حقيقت براي ايجاد جهاني شبيه به آنچه ما درون آن هستيم، ممكن است به مقدار واقعاً كمي ماده، شايد به اندازهي چند گرم نياز داشته باشيم. آنطور كه آلن گوث ميگويد:
جهان، شايد يك ناهار مجاني باشد!
ايده ايجاد يك جهان از هيچ، اولين بار در سال 1973، طي مقالهاي در مجلهي نيچر، توسط ادوارد ترايون از كالج هانتر دانشگاه سيتي شهر نيويورك مطرح شد. او تصور كرد كه جهان چيزي است كه به دليل يك تحول كوانتومي در خلاء، هر چند وقت يكبار رخ ميدهد. اگرچه مقدار ماده خالص لازم براي ايجاد يك جهان ممكن است نزديك به صفر باشد، اين ماده بايد تا حد چگاليهاي غير قابل تصور، فشرده شود.
همانند افسانه پنكو، اين مثالي است از كيهانشناسي وجود از عدم.
اگرچه نظريهي جهان برخاسته از هيچ را نميتوان با روشهاي مرسوم ثابت كرد، اما اين نظريه، در پاسخ به بسياري از سؤالات كاربردي در مورد جهان كمك ميكند.
بهعنوان مثال، چرا جهان فرفرهوار به دور خود نميچرخد؟ تمام چيزهايي كه در اطراف خود ميبينيم، در حال چرخشاند. از طوفانها، سيارات، كهكشانها گرفته تا اختروشها. بهنظر ميرسد اين ويژگي عمومي ماده در جهان باشد. اما چرا خود جهان نميچرخد؟
وقتي در آسمان به كهكشانها نگاه ميكنيم، مجموع چرخش آنها صفر است. اين خوششانسي ما است. زيرا اگر جهان ميچرخيد، آنوقت سفر در زمان عادي شده و بنابراين نوشتن تاريخ غيرممكن بود.
دليل اينكه چرا جهان نميچرخد، ميتواند اين باشد كه جهان ما از هيچ بهوجود آمده است. از آنجا كه خلاء نميچرخد، انتظار نداريم كه هيچ چرخش خالصي در جهان ما به وجود آيد. در حقيقت تمام جهانهاي حبابي درون جهان چندگانه، چرخش خالصي برابر صفر دارند.
چرا بارهاي الكتريكي مثبت و منفي دقيقاً با هم برابرند و يكديگر را خنثي ميكنند؟ بهطور معمول زمانيكه به نيروهاي كيهاني حاكم بر جهان ميانديشيم، بيشتر به گرانش فكر ميكنيم تا نيروي الكترومغناطيسي. حتي اگر نيروي گرانش در مقايسه با نيروي الكترومغناطيسي بسيار كوچك باشد، دليل اين امر، تعادل كامل و دقيق بين بارهاي مثبت و منفي است. در نتيجه بهنظر ميرسد بار الكتريكي خالص جهان صفر بوده و اين گرانش است كه جهان را احاطه كرده و نه نيروي الكترومغناطيسي.
اگرچه اين مسئله بسيار بديهي بهنظر ميرسد، اما در اصل خنثيسازي بارهاي مثبت و منفي كاملاً جالب توجه است. (البته واضح است كه عدم تعادل بين بارهاي الكتريكي بهطور محلي وجود دارد و به همين دليل است كه رعد و برق بهوجود ميآيد. اما تعداد كل بارها، حتي براي طوفانهاي رعدآسا، برابر با صفر است).
آيا ميدانيد كه اگر درون بدن شما، تنها يك صدهزارم (0/00001) درصد تفاوت در بارهاي خالص الكتريكي مثبت و منفي وجود داشته باشد، آناً از هم پاشيده ميشويد و اجزاي بدن شما، بهوسيلهي نيروي الكتريكي به خارج پرتاب ميشوند.
جواب اين معماي قديمي ممكن است اين باشد كه جهان ازهيچ درست شده است. از آنجا كه مقدار چرخش و بار خالص خلاء برابر صفر است، هر جهان كودكي كه از هيچ بيرون ميجهد نيز بايد چرخش و بار الكتريكي خالصي برابر صفر داشته باشد.
استثناي آشكارسازي براي اين قانون وجود دارد:
جهان بيشتر از ماده تشكيل شده است تا ضد ماده. از آنجا كه ماده و ضد ماده مخالف هم هستند (با بار الكتريكي مخالف)، ممكن است تصور كنيم كه انفجار بزرگ، مقادير برابري ماده و ضد ماده ايجاد كرده باشد. مشكل اين است كه ماده و ضد ماده در برخورد با هم، يكديگر را از بين ميبرند و انفجاري از پرتوهاي گاما ايجاد ميكنند. بنابراين ما نميبايست وجود داشته باشيم.
در اينصورت، جهان بهجاي اينكه از مادهي معمولي پر شده باشد، بايد مجموعهي تصادفي از پرتوهاي گاما باشد. اگر انفجار بزرگ كاملاً متقارن بود يا از هيچ برميخواست، آنگاه ما بايد انتظار شكلگيري مقادير يكساني ماده و پادماده را داشته باشيم.
پس چرا ما وجود داريم؟
پاسخي كه به وسيلهي فيزيكدان روسي، آندرهي ساخاروف ارائه شد اين است كه انفجار بزرگ اوليه، به هيچوجه كاملاً متقارن نبوده است. درست در لحظهي پيدايش، مقدار كمي شكست تقارن بين ماده و پادماده وجود داشته كه باعث شده ماده بر ضد ماده غلبه كند و در نتيجه جهان اطراف بهوجود آيد.
تقارني كه در انفجار بزرگ شكسته شده، تقارن CP ناميده ميشود. تقارني كه بر اساس آن، بار و زوجيت ذرات ماده و ضدماده جابجا ميشوند.
اگر جهان از هيچ بهوجود آمده باشد، آنوقت شايد بتوان گفت كه خلاء كاملاً خالي نيست، بلكه مقدار بسيار كمي شكست تقارن دارد كه باعث غلبه ماده به ضد ماده شده است. منشأ اين شكست تقارن، هنوز مشخص نيست.
بن مایه : كتاب جهانهاي موازي نوشته ميچيو كاكو