گردآورنده: شهرام خبیر
فضا – زمان – حرکت
پایان تاریخچهٔ زمان | شروع پیکان زمان
تاریخ جهان در زمان حقیقی، چهره ای بسیار متفاوت دارد. در حدود ده یا بیست هزار میلیون سال قبل، اندازه جهان کمینه و برابر با شعاع بیشینه تاریخ، در زمان موهومی بود، پس از مدتی در زمان حقیقی، جهان مثل مدل تورمی آشفته – لیند، گسترش یافت ( اما دیگر لازم نیست فرض کنیم:که جهان در وضعیتی آن چنان که شاید و باید آفریده شد). گسترش گیتی ادامه خواهد یافت تا آنجا که سخت پهناور گردد و سرانجام دوباره فرو خواهد پاشید و تبدیل به چیزی می شود که در زمان حقیقی، مثل یک تکینگی به نظر می رسد. بنابراین، به تعبیری، حتی اگر از سیاهچاله ها هم دوری جوییم، باز همگی محکوم به فنا هستیم. تنها در صورتی که جهان را در چهارچوب زمان موهومی به تصویر بکشیم، تکینگی ای در کار نخواهد بود. اگر گیتی به راستی دارای چنین حالت کوانتومی باشد، در تاریخ جهان در زمان موهومی، هیچ تکینگی ای وجود ندارد. از این رو شاید فکر کنید که کارهای اخیر من(هاوکینگ)، یکسره دستاوردهای پیشینم پیرامون تکینگی ها را بر باد داده است. اما همان گونه که در بالا نشان داده شد: اهمیت واقعی قضایای تکینگی آن بود که نشان داد که میدان گرانشی چنان نیرومند باید بشود که تأثیرات کوانتومی گرانش، غیر قابل صرف نظر کردن می گردد. این امر به نوبه خود به پیدایش این اندیشه انجامید که در زمان موهومی جهان میتواند متناهی و فاقد کرانه یا تکینگی باشد. اما وقتی به زمان حقیقی که در آن زندگی میکنیم باز میگردیم، به نظر میرسد تکینگی ها همچنان پا برجایند. فضانورد بیچاره ای که درون سیاهچاله بیفتد، همچنان سرنوشت ناگواری خواهد داشت؛ او تنها در صورتی که در زمان موهومی زندگی می کرد، با هیچ تکینگی ای روبرو نمی شد. این امر شاید ما را به فکر آن بیندازد که زمان به اصطلاح موهومی، در واقع، زمان حقیقی است، و آنچه که زمان حقیقی می نامیم، صرفاً ساخته و پرداخته تخیلات مان می باشد. در زمان حقیقی، تکینگی هایی که شکل دهنده کرانه فضا ـ زمان اند و در آنها قوانین علم کارایی خود را از دست می دهند، آغاز و انجام گیتی را تشکیل می دهند. اما در زمان موهومی، تکنیکی و کرانه ای وجود ندارد. پس شاید آنچه زمان موهومی می نامیم، به راستی بنیادی تر باشد و آنچه حقیقی می خوانیم، تنها انگاره ای است ساخته و پرداخته ذهن ما، برای آنکه در توصیف تصویری که از جهان داریم، یاریمان کند. اما طبق رویکردی که شرح آن در فصل یک آمد « نظریه علمی» صرفاً یک «مدل ریاضی» است که به منظور توصیف مشاهدات خویش می سازیم: این نظریه تنها در ذهن ما وجود دارد. پس پرسیدن این سؤال بی معنی است.کدام یک حقیقی است: زمان «حقیقی» یا زمان «موهومی»؟ مهم آن است که کدام یک توصیف سودمندتری ارائه میکند.
همچنین با استفاده از جمع تاریخها به همراه طرح بیکرانگی، می توان نسبت به یافتن آن خواصی از جهان که احتمال وقوع همزمان شان می رود، اقدام نمود. برای مثال میتوان احتمال آن را که جهان به هنگامی که چگالیش معادل مقدار کنونی است، با سرعتی تقریباً یکسان در همه جهات مختلف گسترش یابد، محاسبه کرد. در مدل های ساده ای که تاکنون مورد آزمایش قرار گرفته اند، معلوم شده است که احتمال این امر زیاد است؛ یعنی شرط پیشنهادی بیکرانگی به این پیش بینی می انجامد که احتمال یکسان بودن تقریبی سرعت کنونی گسترش جهان، در کلیه جهات فوق العاده زیاد است. این پیش بینی با مشاهدات ما از تابش میکروموج زمینه، که تقریباً حاکی از شدتی دقیقاً یکسان در همه جهات است، سازگار میباشد. اگر در برخی جهات، سرعت گسترش بیش از جهت های دیگر بود، شدت تابش در آن جهات، توسط یک انتقال به سرخ اضافی کاهش می یافت. هم اکنون پیش بینی های دیگر شرط بیکرانگی، در دست تهیه و تدوین است. مسئله ای که به ویژه جلب نظر میکند، میزان انحرافات از چگالی یکنواخت جهان آغازین است که در درجه اول به پیدایش کهکشان ها، و سپس به ایجاد ستارگان، وبالاخره به ما انسانها انجامید. بر اساس اصل عدم قطعیت، جهان نخستین نمی توانسته است یکسره یکنواخت بوده باشد، زیرا ناگزیر از داشتن برخی عدم قطعیت ها یا نوساناتی در وضعیت و سرعت ذرات بوده است. با استفاده از شرط بیکرانگی، پی می بریم که جهان در واقع باید با کمترین نایکنواختی مجاز از سوی اصل عدم قطعیت، شروع شده باشد. آنگاه همچون مدل تورمی، یک دوران گسترش سریع را سپری کرده است. در طول این مدت، بر دامنه نایکنواختی های اولیه افزوده شد، تا آنکه سرانجام چنان بزرگ شدند که توانستند سرمنشأ سازه هایی که در اطراف خود مشاهده می کنیم، باشند. در جهان گسترش یابنده ای که چگالی ماده، اینجا و آنجا، اندک تفاوتی با یکدیگر داشت، گرانش موجب کاهش سرعت گسترش مناطق چگال تر و انقباض آنها گردید. این امر به تشکیل کهکشان ها، ستارگان و عاقبت موجودات حقیری همچون ما، انجامید. بنابراین شرط بیکرانگی جهان، دست در دست اصل عدم قطعیت مکانیک کوانتوم، می توانند همه سازه های پیچیده ای را که مشاهده میکنیم توضیح دهند.
این اندیشه که فضا و زمان سطح بسته بی کرانه ای را تشکیل می دهد، دلالت های ضمنی ژرفی، پیرامون نقش خداوند در امور عالم، دربر دارد. موفقیت نظریه های علمی در توضیح رویدادها، موجب شد که بیشتر مردم باور کنند که خداوند گردش جهان را مطابق مجموعه ای از قوانین، اراده کرده است، و برای شکستن و نقض این قوانین، دخالتی در امور آن نمی کند. اما قوانین درباره آغاز جهان چیزی به ما نمی گویند – هنوز این خداوندگار است که ساعت جهان راکوک میکند و چگونگی آغاز آن را بر میگزیند. مادامی که جهان آغازی داشته باشد، میتوان برای آن آفریدگاری فرض کرد. اما اگر جهان واقعاً یکسره «خود گنجا» و بدون کرانه و لبه ای باشد، آنگاه نه آغازی خواهد داشت و نه پایانی: جهان صرفاً هست. آنگاه جایگاه آفریدگار چه خواهد بود؟؟
پیکان زمان
در فصلهای پیشین دیدیم: که دیدگاه ما از «سرشت زمان» در طول سالیان دستخوش تغییر بوده است. تا آغاز قرن حاضر، مردمان به «زمان مطلق» باور داشتند. یعنی می پنداشتند که به شیوه ای یگانه و واحد ، به هر رخدادی میتوان عددی بنام «زمان» نظیر نمود، و همه ساعتهای دقیق نیز، فاصله زمانی واحدی برای دو رخداد نشان می دهند. اما کشف ثابت بودن سرعت نور برای همه ناظران ، صرف نظر از چگونگی حرکتشان، به «نظریه نسبیت» انجامید و برطبق آن می بایست فکر زمان مطلق واحد را، به کنار گذاشت. در عوض هر ناظری معیار زمانی خود را داراست که توسط ساعتی که با خود حمل می کند، تعیین می شود: ساعتهای ناظران مختلف لزوما با یکدیگر همخوانی ندارند. اینچنین زمان به مفهومی « شخصی تر» تبدیل شد که به ناظری که آنرا اندازه می گرفت، بستگی داشت. اگر بخواهیم گرانش را با مکانیک کوانتومی وحدت بخشیم، باید مفهوم زمان «موهومی» را معرفی کنیم. زمان موهومی قابل تمیز از «جهات فضایی» نمی باشد. اگر کسی به سوی شمال براه افتد، می تواند برگردد و رو به جنوب روان شود؛ همینطور اگر در زمان موهومی بتوان بجلو رفت، پس باید بتوان در درازنای زمان به «عقب» بازگشت. این به معنای آنست: که تفاوت میان جهات جلو و عقب، در زمان موهومی نیست. از سوی دیگر، با نگاهی به زمان «حقیقی»، تفاوتی بس مهم بین جهت های «پیش و پس» وجود دارد که همه بر آن آگاهیم. این تفاوت میان آینده و گذشته از چیست؟ چرا ما گذشته و نه آینده را بخاطر می آوریم؟ قوانین علم، تمایزی میان آینده و گذشته، قائل نیستند. به بیان دقیقتر، همانطور که پیشتر گفتیم، تحت ترکیب عملیاتی (یا تقارن هایی) که به ، C P ،، و T معروفند ( C یعنی: تعویض ذرات با پادذرات، P یعنی: گرفتن تصویر اشیاء در آینه، درنتیجه: چپ و راست با هم عوض میشوند، و T یعنی: معکوس کردن جهت همه ذرات: در واقع پس راندن حرکات) قوانین علم دستخوش تغییر و تحول نمی شوند. قوانین علمی که بر رفتار ماده در کلیه حالات عادی حاکم اند، تحت ترکیب دو عمل C و P ، به تنهایی، تغییر نمی کنند. به دیگر سخن، زندگی برای ساکنان کره دیگری که هم تصویر آینه ای ما هستند و هم بجای ماده، متشکل از پاد ماده اند، هیچ تفاوتی نمی کند. اگر قوانین علم، تحت ترکیبی از عملیات C و P و نیز ترکیبی از C ، P ، و T تغییر نمی کند: پس به تنهایی تحت عمل T نیز به ناگزیر«ناوردا» ( غیر قابل تغییر) است. با اینهمه در زندگی روزمره، میان جهات پیش و پس زمان حقیقی، تفاوت بزرگی وجود دارد. تصور کنید فنجان آبی از روی میز بیفتد و بشکند. اگر ازین حادثه فیلم برداری کنیم، بسادگی میتوانیم بگوئیم: که فیلم دارد بر میگردد یا نه. اگر فیلم را به عقب برگردانیم، می بینیم که تکه های فنجان ناگهان به یکدیگر می چسبند و دوباره روی میز فنجانی، تشکیل می دهند. از آنجا که چنین واقعه ای هرگز در زندگی روزمره مشاهده نشده است، بسادگی می توان فهمید که فیلم به عقب بر میگردد. در غیر اینصورت کار و بار چینی بندزن ها بکلی کساد می شد! ادامه دارد…
