فصل ششم: عدم، نامُوَلّد است

فصل ششم:

عدم، نامُوَلّد است

﴿أَمْ خُلِقُوا مِنْ غَیْرِ شَیْءٍ أَمْ هُمُ الْخَالِقُونَ﴾ (۱) (آیا از هیچ چیز پدید آمده‌اند یا خود خالق‌ خویشند؟)

دلیل دوم بر وجود خداوندگار مطلق: عدم، نامولّد است

خداوند متعال در قرآن به آن اشاره فرموده است: ﴿أَمْ خُلِقُوا مِنْ غَیْرِ شَیْءٍ أَمْ هُمُ الْخَالِقُونَ﴾ (آیا از هیچ چیز پدید آمده‌اند یا خود خالق خویشند؟)

چکیده‌ی این استدلال:

جهان، قدیم نیست، بلکه حادث است؛ زیرا در حال تغییر می‌باشد (۲) و هر حادثی مسبوق به عدم است و به طور قطع باید محدِث و پدیدآورنده‌ای داشته باشد؛ زیرا در عدم مطلق موجودیتی نیست و درنتیجه مولد و صادرکننده چیزی نمی‌باشد. به طور قطع محال است از نیستی مطلق، چیزی پدیدار گردد یا به عبارتی دیگر از عدم مطلق، شیء پدیدار شود. جهان یا جهان‌ها یا وجود حادث، همگی شیء محسوب می‌شوند و درنتیجه نمی‌توانند از عدم مطلق پدید آمده باشند. بنابراین وجود حادث) جهان یا جهان‌ها (ثابت می‌کند که هستی از یک وجود قدیم که بی‌نیاز از آن یا از هر چیز دیگری است، به وجود آمده است.

اگر بگوییم احداث‌کننده‌ی آن، قدیم و غیرمسبوق به عدم است، وجود خدای سبحان را ثابت کرده‌ایم. اگر بگوییم او نیز حادث است، الزاماً باید مُحدِث و پدید آورنده ای داشته باشد؛ که این محدِث نمی‌تواند خود او باشد زیرا معنایش این خواهد شد که شیء موجود و معدوم، با هم و ملازم هم باشند (۱) و اگر هم غیر از او باشد تسلسل پیش می‌آید. این تسلسل نمی‌تواند از هر جهت نامتناهی باشد؛ زیرا عالم حادث متناهی است و سرآغازی دارد و اگر این تسلسل متناهی باشد، حداقل از جهت وجودیش باید ابتدایی داشته باشد و لاجرم به یک مُحْدِث (پدید آورنده) قدیم منتهی شود؛ پس وجود خدای سبحان ثابت می‌گردد.

منظور ما از:

حادث: مسبوق به عدم (عدم وجود آن) یعنی پیش از وجود داشتن، عدم بوده است و به عبارت دیگر موجودی که وجودش آغازی دارد.

قدیم: چیزی که مسبوق به عدم نیست؛ یعنی او را آغاز و ابتدایی نیست. منظور از قدیم در اینجا قدمت زمانی نیست، بلکه مراد قدمت حقیقی است و این ربطی به بُعد زمان و به وجود آمدن آن از عدم ندارد. (۲) قدیم نمی‌تواند محل حوادث باشد؛ زیرا در این صورت قدیم و حادث با هم خواهد بود و این تناقض است. چیزی که محل حوادث باشد حادث است.

نامتناهی مطلق: چیزی که از هر حیث و جهت نامحدود است و نه آغازی دارد و نه پایانی؛ صرف نظر از بُعد زمان و مکان و وجود این دو از عدم او. منظور ما از «بی‌نهایت» چیزی که در برخی معادلات ریاضی آمده نیست، مثل:

۱+۱/۲+ ۱/۴+ ۱/۸+ ۱/۱۶+⋯ =۲

درست است که سمت چپ معادله، دارای بی‌نهایت جمله است، اما سرآغازی دارد. مثال آن، مدل جهان مسطح می‌باشد که از نظر تئوری تا بی‌نهایت گسترش می‌یابد ولی به هر حال سرآغازی دارد که از آنجا شروع شده است.

موضوع این دلیل (عدم نامولّد است) فراتر از حیات زمینی است؛ پس این استدلال، ربطی به نظریه‌ی داروین ندارد. اگر مطلب را خلاصه کنیم چنین می‌شود: اینکه وجود اثر دالّ بر مؤثر است، به این معنا نیست که هر اثری به طور مستقیم بر خداوند دلالت دارد، بلکه سلسله‌ی آثار و مؤثرها باید به یک مؤثر اصیل (قدیم، ازلی و غنی) خاتمه یابند؛ زیرا عدم مولّد و به وجود آورنده‌ی چیزی نیست. این مؤثر همان خداوند سبحان و متعال است و این حیات زمینی هم فقط حلقه‌ای کوچک از این سلسله می‌باشد. بنابراین گفت و گو در باب ردّ این استدلال باید حول محور آغاز ماده و اثبات اینکه ماده از عدم یا از هیچ چیز پدید آمده، صورت پذیرد. هیچ کس چنین چیزی را اثبات نکرده، بلکه آنچه تقریباً ثابت نموده‌اند، این است که انفجار بزرگ سرآغاز جهان مادی می‌باشد.

در واقع انفجار بزرگ خود سبب و علتی دارد و پس از آن نیز این سلسله‌ی علل و اسباب ادامه می‌یابد تا به سبب اصیل که همان خداوند سبحان است پایان پذیرد. به خواست خدا در ادامه به مدل استاندارد یا انفجار بزرگ و دلالت آن بر وجود خداوند می‌پردازیم.

تفسیر وجود جهان

در خصوص تفسیر وجود جهان فرضیه‌ها و نظریات مختلفی وجود دارد:

یک فرضیه جهان را ازلی می‌داند. این فرضیه یا نظریه، با پیشرفت علم فیزیک و پیشرفت ابزار و تجهیزات رصد از بین رفته و در حال حاضر فاقد ارزش علمی است؛ زیرا امروزه با دلایل علمی و قطعی ثابت شده که هستی حادث است و سرآغازی دارد. بر این اساس موضوع بحث درباره‌ی ازلی بودن می‌تواند به مناقشه در باب علت اولیه‌ای که هستی از آن نشأت گرفته تغییر یابد. به خواست خدا در بخش‌های بعدی به این مسأله خواهیم پرداخت.

تئوری دوم، نظریه یا فرضیه‌ی هویل (۱) می‌باشد. وی می‌کوشد دور شدن کهکشان‌ها از یکدیگر را به گونه‌ای توضیح دهد که زمان کیهانی را فاقد ابتدا به شمار آورد. همان طور که بیان خواهیم کرد، مشاهدات نجومی و دلایل علمی، این فرضیه را نیز به نظریه‌ی انفجار بزرگ سوق می‌دهد.

نظریه‌ی دیگری هم هست که می‌گوید جهان حادث است و خدا به طور مستقیم پدیدآورنده‌ی آن با تمام جزئیاتش می‌باشد. برخی مفسران متون دینی - امثال کسانی که به ساکن بودن زمین اعتقاد دارند- هوادار این نظریه‌ی عامیانه‌ی دینی هستند. پیشتر بطلان این نظریه نیز ثابت شد. اکنون فیزیکدانان - با توجه به دقت علمیشان - می‌دانند که کِی و چگونه زمین، خورشید و کهکشان ما و بسیاری از کهکشان‌های دیگر به وجود آمده‌اند؛ چه زمانی کلّ هستی به وجود آمده و خط سیر آن در حال حاضر چگونه است و با توجه به وضع موجود، برخی احتمالات آینده‌ی آن را پیش‌بینی می‌کنند.

نظریه‌ی انفجار بزرگ (مهبانگ)

دلایل فراوان علمی، مؤید نظریه‌ی انفجار بزرگ می‌باشد، از جمله: فرمول‌ها و ادله‌ی ریاضی و نظریه‌ی نسبیت عام و سپس ارائه‌ی مدل‌های فریدمان (۲) که مدل استاندارد یا انفجار بزرگ را پیش‌بینی می‌کرد، مبنی بر اینکه هستی به اندازه‌ی صفر یا بی‌نهایت کوچک بوده است.

و از جمله، دلایل مبتنی بر رصدها و محاسبات مانند انتقال رنگ کهکشان‌ها به قرمز، که طبق پدیده‌ی دوپلر به معنی دور شدن و توسعه‌ی هستی و نیز تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی که به تفصیل بررسی خواهد شد و اینکه در نهایت اخترشناسان و فیزیکدانان نظری در سال‌های اخیر بر پذیرفتن مدل استاندارد یا انفجار بزرگ هم‌سخن شده‌اند.

نظریه‌ی کوانتوم - مکانیک کوانتومی (Quantum Theory)

در ابتدای قرن بیستم ماکس پلانک (۱) به هنگام جست و جوی روشی برای توضیح پدیده‌ی تابش جسم سیاه، نظریه‌ی کوانتوم را ابداع نمود. ماکس پلانک نیروی الکترومغناطیسی را کوانتوم‌های جداگانه‌ای دانست که جذب یا ساطع می‌شود و بر خلاف تصور رایج آن زمان به صورت موج پیوسته نمی‌باشد. به این ترتیب طبق نظریه‌ی کوانتوم پلانک، انرژی به صورت ذراتی با اندازه‌های مشخص که کوانتوم (۲) نام دارد، جذب یا ساطع می‌شود.

طبق فرمول پلانک، انرژی هر ذره به بسامد آن بستگی دارد:

E : انرژی ذره

v : بسامد ذره

h : ثابت پلانک که برای بیان کوانتوم به کار می‌رود:

h=۶/۶۲۶۰۶۸۹۶× ۱۰^(- ۳۴) J.s

یا:

h=۴/۱۳۵۶۶۷۵۱۶(۹۱)× ۱۰^(- ۱۵) eV.s

شکل ۲۱: میدان‌ها و بسامدهای امواج الکترومغناطیسی، و رابطه‌ی بین بسامد و انرژی (یا گرما)

منبع (۱): آژانس فضایی ناسا

سپس در سال ۱۹۰۵ اینشتین (۲) در یکی از پژوهش‌های خود، این نظریه را بر نور تطبیق داد و آن را بر خلاف اعتقاد آن روز به ذرات کوانتومی نور یا فوتون تفسیر کرد، نه یک موج پیوسته. این پژوهش اثر عمیقی در هر آنچه که پس از مکانیک کوانتوم پدیدار شد، بر جای گذاشت و تاثیر بسزایی بر اعتبار هر دو نظریه‌ی ذره‌ای و موجی بودن نور داشت؛ دو نظریه‌ای که هر یک دیگری را در تفسیر رخدادهای کوانتومی تکمیل می‌کرد؛ چیزی که پس از طرح اینشتین (فوتون‌ها) به ماهیت دوگانه‌ی نور یعنی ماهیت موجی - ذره‌ای معروف شد؛ و پس از آن ماهیت دوگانه‌ی موجی - ذره‌ای برای ماده (مانند الکترون‌ها) نیز مطرح گردید.

نظریه‌ی رایج کلاسیک در توجیه اتم‌ها، در بسیاری موارد با ناکامی روبه‌رو می‌شود، از جمله:

در مدل اتمی رادرفورد (۳)، در صورت تاباندن الکترون به هسته‌ی اتم، فروپاشی اتم رقم خواهد خورد، زیرا الکترون دارای بار منفی است. اگر فرض شود که الکترون ثابت و پایدار باشد، هسته‌های دارای بار مثبت آن را جذب خواهند کرد و بنابراین اتم از هم فرو خواهد پاشید. اگر هم فرض شود که الکترون در یک مدار دایره‌ای شکل در حرکت است، الزاماً باید ضمن تابش، انرژی خود را از دست بدهد و در یک مدار مارپیچی حرکت کند، تا در نهایت بر روی هسته افتاده، اتم متلاشی گردد.

نظریه‌ی کلاسیک اتمی نمی‌تواند جابه‌جایی الکترون از ترازی به تراز دیگر یا از مداری به مدار دیگر را توجیه کند. این نظریه همچنین از توضیح جابه‌جا شدن الکترون در یک لحظه‌ی معین - و نه زمانی دیگر - ناتوان است.

همچنین، پرتوزایی یا شکافت هسته‌ی اتم‌ها و آزاد کردن ذراتی مانند آلفا (شامل پروتون و نوترون یعنی هسته‌های هلیوم که هسته‌های ناپایدار آن را ساطع می‌کنند) یا بتا (که الکترونی است که به هنگام واپاشی نوترون حاصل می‌شود) به خارج از حوزه‌ی هسته در یک لحظه‌ی معین نیز با نظریات کلاسیک سازگاری ندارد.

حل این اشکالات زمانی آغاز شد که بور در تفسیر آنچه در درون اتم روی می‌دهد، نظریه‌ی کوانتومی را ارائه نمود. بور در ابتدا به صورت جزئی، مدلی کوانتومی برای اتم ارائه داد؛ به این صورت که الکترون قادر به دریافت یا از دست دادن مقدار معینی از کوانتوم انرژی می‌باشد و به این ترتیب از مداری به مدار دیگری با سطح انرژی بالاتر یا پایین‌تر منتقل می‌شود.

بعدها گام‌های دیگری به تناوب در همین جهت برداشته شد؛ زیرا مکانیک کلاسیک به طور صحیح قادر به تفسیر آنچه در اتم رخ می‌دهد و همچنین قادر به همراهی با مکانیک کوانتوم در ارائه‌ی تفسیر کاملی از اتم نمی‌باشد. بنابراین مکانیک کوانتومیِ ذره راه خود را ادامه داد و چنانچه شاهد هستیم، دیگر اثری از مدل کلاسیکی اتم یا هسته‌هایی که الکترون‌ها دور آن در حال گردش هستند، دیده نمی‌شود.

مدل اتمی بور که با در نظر گرفتن مکانیک کوانتوم به دست آمده و جدول تناوبی عناصر بر اساس آن بنا گردیده است، برای درک بهتر علم شیمی مفید است؛ زیرا نهایتاً به شناخت رفتار الکترون‌ها در اتم به عبارتی مبادله و یا اشتراک آنها با اتم دیگر که برای رسیدن به حالت پایدار و پر شدن ظرفیت لایه‌های خارجی ‌اتم می‌باشد، می‌پردازد و نه بیشتر. بنابراین با وجود اینکه این مدل چیزی در مورد حقیقت اتم‌ها و چگونگی تشکیل الکترون‌ها در آن بیان نمی‌کند، مورد تدریس قرار می‌گیرد.

سپس مدل لویی دوبروی (۱) ارائه شد، که معتقد بود الکترون‌ها و ذرات مادی دارای رفتارهای موجی هستند و فوتون‌ها و امواج انرژی دارای رفتارهای ذره‌ای. در اینجا به روشنی مشخص می‌گردد که فیزیک کلاسیک قادر به توضیح این مسأله که همه‌ی ذرات، رفتار موجی دارند نمی‌باشد. از سوی دیگر بر این اساس واضح می‌گردد که مدارهای الکترونی در اتم بور، توصیفی واقعی برای آنچه حقیقتاً در اتم می‌گذرد، نمی‌باشند.

سر آرتور ادینگتون (۱) به طور واضح و خلاصه، این وضعیت را در کتاب خود «طبیعت جهان فیزیکی» (۲) چاپ ۱۹۲۹ به این صورت بیان کرده است: «هیچ توصیف واضحی درباره‌ی الکترون وجود ندارد و بهترین توصیف ما از اتم، توصیف بسیار ناقصی شبیه چیزی ناشناس که کاری ناشناس انجام می‌دهد می‌باشد. ..... اما نکته این است که اگرچه ما نمی‌دانیم الکترون‌ها چه عملی انجام می‌دهند، اما می‌دانیم که تعداد الکترون‌ها مهم می‌باشد؛ با اضافه کردن تعداد کمی الکترون، گویی یک شعر درهم و نامفهوم علمی سروده‌ایم: «هشت تا توی اکسیژنند، هفت تا توی نیتروژن ..... اگه یکی از هشت تا فرار کنه، شاید اکسیژن بپره تو دسته‌ی نیتروژن».

چیزی که اشاره شد، فکاهی نیست. همان طور که ادینگتون بیش از پنجاه سال پیش اشاره کرده بود، با در نظر گرفتن اینکه تعداد الکترون‌ها نامتغیر می‌باشد، تمام اصول علم فیزیک می‌تواند در قالب یک شعر نامفهوم ترجمه شود». (۳)

پس از آن نوبت به هایزنبرگ (۴) رسید که با تمرکز بر فرمول‌های ریاضی و موارد قابل مشاهده از قبیل خطوط طیفی، و نیز با کنار گذاشتن تعریف سنتی (و رایج) اتم، تعریف دقیقی از اتم و نحوه‌ی رفتار ذرات اتمی ارائه دهد که آن را به نام مکانیک ماتریسی می‌شناسند.

سپس پل دیراک (۵) جبر کوانتومی را که عام‌تر بود، وضع نمود.

همان طور که پیشتر اشاره شد، الکترون مانند موج نیز عمل می‌کند. دوبروی این مطلب را شرح داد و شرودینگر (۶) بر اساس آن توانست مکانیک کوانتوم را با امواج توصیف کند، و شاید در تلاش برای ارائه‌ی راه حلی شبه کلاسیک برای مکانیک کوانتوم، مکانیک موجی را بنیان نهد.

به این ترتیب دو نوع معادله‌ی متفاوت ارائه شد که یکی از آنها الکترون‌ها را ذرات بنیادی می‌داند و دیگری آنها را امواج به شمار می‌آورد. هر دو برای توصیف آنچه می‌توان در مکانیک کوانتوم مورد سنجش و اندازه‌گیری قرار داد به کار می‌رود. آنچه معمولاً مورد استفاده و استناد قرار می‌گیرد و تدریس می‌شود، همان مکانیک موجی یا راه حل شرودینگر است؛ چرا که فهم آن آسان‌تر است و تصویر کلاسیک‌تری از مکانیک ماتریسی هایزنبرگ ارائه می‌کند؛ به ویژه پس از آنکه مشخص شد این دو راه حل با یکدیگر همخوانی دارند و راه حل موجی شرودینگر بر خلاف آنچه انتظار می‌رفت، نتوانست مشکل جهش موج را به طور کلاسیک حل و فصل نماید.

در بررسی دقیق‌تر، خود امواج تمایل دارند که مثل اعداد کوانتومی دیراک (۱) مجرد باشند. مدل ریاضی نشان می‌دهد این امواج برخلاف امواج کوتاهی که روی سطح یک حوض دیده می‌شوند، نمی‌توانند واقعاً در فضا وجود داشته باشند، اما این مدل شکل پیچیده‌ای از ارتعاش را در یک فضای ریاضی موهومی (مختلط) که فضای فاز نامیده می‌شود، نشان می‌دهد. بدتر از این، هر ذره (مثلاً هر الکترون) به سه بعد مخصوص خودش نیاز دارد. یک الکترون به تنهایی توسط یک معادله‌ی موج سه بعدی در فضای فاز توصیف می‌شود؛ دو الکترون به فضای شش بعدی احتیاج دارد، سه الکترون به فضای نه بعدی و همین طور الی آخر. همین طور در مورد تابش جسم سیاه اگر همه چیز به زبان مکانیک موجی برگردانیده شود، باز هم نیاز به کوانتاهای (۲) گسسته و پرش‌های کوانتومی (۳) باقی می‌ماند. شرودینگر درمانده شده بود و نکته‌ای را بارها با تغییرات کوچکی به این صورت بیان کرده بود: «اگر می‌دانستم قرار نیست از دست این پرش‌های کوانتومی لعنتی خلاص شویم، هیچ وقت خودم را درگیر این قضیه نمی‌کردم». هایزنبرگ نیز در کتاب «فیزیک و فلسفه» آورده است: «..... پارادوکس دوگانه‌ی ماهیت موجی و ماهیت ذره‌ای حل نشده و فقط به نوعی در مدل ریاضی (۴) مخفی شده بود».

بدون شک، نیاز مبرمی به تصویر فیزیکی امواج حقیقی که به دور هسته‌ی اتم می‌چرخیدند، وجود داشت که شرودینگر را وادار به یافتن معادله‌ی موج کرد و حالا ما می‌دانیم که این نام (امواج حقیقی) غلط می‌باشد. مکانیک موجی هرگز راهنمای بهتری نسبت به مکانیک ماتریسی برای کشف حقیقت دنیای اتمی نیست، اما برخلاف مکانیک ماتریسی، تصویر راحت و آشنایی را ارائه می‌دهد. این تصویر چنان آشنا و دوست داشتنی بوده که تا کنون دوام آورده و بیان می‌کند که دنیای اتمی، کاملاً با دنیای روزمره متفاوت می‌باشد. گروه‌های متعددی از دانشجویان که حالا برای خودشان استاد شده‌اند، شاید به آنچنان درک عمیق‌تری از تئوری کوانتوم رسیده باشند، که مجبور به جدال با طبیعت مجرد یافته‌های دیراک شوند و با آن با جدیت برخورد کنند، به جای اینکه فکر کنند که رفتار امواج در دنیای روزمره می‌تواند تصویری از رفتار اتم‌ها را ارائه نماید. (۱)

نتیجه‌ای که بور در پایان به دست آورد، این بود که یک ذره‌ی کوانتومی مانند الکترون دارای رفتار دوگانه است؛ یعنی در برخی شرایط مانند موج رفتار می‌کند و برخی اوقات به صورت ذره. در ضمن ماهیت آن نیز نامشخص است، یعنی نه ذره است و نه موج. همچنین نمی‌توان آزمایشی انجام داد که در آن الکترون با هر دو رفتارش ظاهر شود، یعنی در آنِ واحد هم ذره باشد و هم موج. طبیعت ذره‌ای یا موجی آن، هر یک مکمل و متمم دیگری است که این را «اصل مکمل» (۲) می‌نامند.

در آزمایش مشهور دو شکاف هنگامی که تک الکترون از منبع به سوی صفحه‌ای با دو شکاف فرستاده شود و از آنجا به سمت صفحه‌ی آشکارساز عبور کند، اگر ما به دو شکاف چشم بدوزیم، الکترون مانند ذره‌ای مشخص عمل می‌کند و از یکی از شکاف‌ها می‌گذرد ولی اگر ما دو شکاف را رصد نکنیم، بر صفحه آشکارساز پشتی، یک الگوی تداخلی ثبت می‌شود؛ یعنی گویا الکترون از هر دو شکاف عبور کرده است. این به آن معنا است که الکترون یک بار به صورت تک ذره عمل کرده است و یک بار به صورت موج یا مجموعه‌ای از اشباح الکترونی. به عبارت دیگر گویی الکترون هنگامی که از منبع، ساطع شده، بلافاصله به ابری از اشباح الکترونی تبدیل گشته که هر یک از آنها می‌تواند همان الکترون واقعی ما باشد. وقتی ما به این مجموعه نگاه می‌کنیم، یکی از این اشباح الکترونی یا تصاویر الکترونی همانی خواهد بود که آن را مشاهده می‌کنیم و تشخیص می‌دهیم که این همان الکترون واقعی خودمان است و باقی الکترون‌ها محو می‌گردند. در مورد اینکه باقی تصاویر به کجا می‌روند، در بخش‌های بعدی بحث خواهیم کرد.

سپس ماکس بورن (۳) روشی برای فهم امواج شرودینگر که تابع موج نامیده می‌شود، ارائه نمود که عبارت است از شیوه‌ای برای شناسایی احتمال وجود ذره (مانند الکترون) در مکانی خاص. به این ترتیب احتمال دارد که الکترون یا ذره در هر مکانی یافت شود و آنچه تابع موج انجام می‌دهد، فقط محاسبه‌ی احتمال وجود آن الکترون در یک مکان خاص می‌باشد.

سپس مهم‌ترین اکتشاف مکانیک کوانتوم که «اصل عدم قطعیت هایزنبرگ» بود پا به میدان گذاشت.

به این ترتیب برخی فیزیکدانان از قبیل اینشتین، بور، ماکس بورن، شرودینگر، پائولی (۱)، هایزنبرگ و دیراک نظریه‌ی کوانتومی پلانک را به گونه‌ای توسعه دادند که به نظریه‌ای فراگیر برای تفسیر مکانیک ذرات (در سطح ذرات زیراتمی و پایین‌تر از آن) تبدیل شد. بر این اساس از دید مکانیک کوانتوم، الکترون می‌تواند در هر جای ذره قرار داشته باشد؛ چرا که الکترون به ابر یا مِهِ منتشر شده در اتم نزدیک‌تر است، تا به یک ذره یا حتی موج.

پرسش و پاسخ درباره‌ی ذرات، نحوه‌ی رفتار الکترون‌ها و هسته‌ها در مکانیک کوانتوم مطرح بود، ولی گاهی اوقات جواب این بود که اصولاً پاسخ یگانه‌ای برای برخی سؤالات وجود ندارد، یا بیش از یک احتمال برای آنها وجود دارد، و یا این رویدادها بدون علت و سبب رخ می‌دهد. اصل علیت که بسیاری از سؤالات مطرح شده در مکانیک کلاسیک بر اساس آن پاسخ داده می‌شود، در مکانیک کوانتوم - که بور و همفکران او در آن زمان به آن پر و بال دادند - جایگاه تعریف شده‌ای نداشت. رویدادهای کوانتومی ممکن است بدون هیچ سببی به وقوع بپیوندند و نیز ممکن است بدون علت، در زمانی خاص رخ دهد.

اینشتین مانند سایر افرادی که در آن روزها رادیواکتیویته را مطالعه می‌کردند، اعتقاد داشت که جدول‌های آماری (۲) حرف آخر را نمی‌زند و تحقیقات بعدی باید مشخص کند که چرا یک انتقال، دقیقاً باید در زمانی که انجام شود، انجام می‌شود و نه در هیچ زمان دیگری. اما در این مورد به خصوص، نظریه‌ی کوانتوم شروع به جدایی از ایده‌های کلاسیک می‌نماید، (از دید کوانتومی) هیچ دلیل بنیادینی برای توضیح علت واپاشی رادیوکتیویته یا نحوه‌ی انتقال انرژی اتمی، وجود ندارد. واقعاً به نظر می‌رسد که تمام این تغییرات به صورت کاملاً تصادفی و صرفاً براساس مدل‌های آماری انجام می‌شود که این خود منجر به بروز پرسش‌های بنیادین فلسفی در این زمینه شده است.

در جهان کلاسیک، هر چیزی علتی دارد. با دنبال کردن علت هر رخدادی در طول زمان می‌توان علت آن را یافت و اینکه چه چیزی باعث آن علت شده و همین طور اگر به کیهان‌شناسی علاقمند باشید تا جایی که به انفجار بزرگ و یا به لحظه‌ی پدید آمدن خلقت براساس متون دینی خواهید رسید؛ البته اگر این مدلی باشد که شما به آن ایمان داشته باشید. اما در جهان کوانتومی، به محض اینکه ما به مسأله‌ی واپاشی رادیواکتیویته یا انتقال‌های اتمی می‌رسیم، این سلسله‌ی علت‌ها محو می‌شود. یک الکترون در یک زمان خاص و به دلیلی خاص از یک سطح انرژی به سطح دیگر منتقل نمی‌شود. از دید آماری، برای اتم، سطح انرژی پایین‌تر مطلوب‌تر است و بنابراین کاملا مورد انتظار و حتی میزان احتمال آن نیز قابل محاسبه است، که دیر یا زود، الکترون در این جهت حرکتی انجام دهد. اما هیچ راهی برای بیان زمان این انتقال وجود ندارد. هیچ عامل خارجی بر الکترون فشار وارد نمی‌کند و هیچ ساعت داخلی نیز زمان جهش را تعیین نمی‌کند. بدون هیچ دلیلی، فقط رخ می‌دهد، حالا یا در هر زمان دیگری. (۱)

چه بسا هایزنبرگ مهم‌ترین اصل مکانیک کوانتوم را که همان اصل عدم قطعیت می‌باشد، مطرح نمود. این اصل می‌گوید: نمی‌توان جفت‌های مشخصی از خواص فیزیکی ذرات کوانتومی را همزمان و با دقت تعیین کرد، مثلاً امکان تعیین مکان و سرعت ذرات کوانتومی به طور همزمان و با دقت بالا امکان‌پذیر نیست. هر چه یقین ما به محل استقرار یک ذره‌ی خاص بیشتر باشد، اطمینان ما نسبت به سرعت یا اندازه حرکت ذره در همان لحظه کاهش می‌یابد. به عبارت دیگر، ناشدنی است که همزمان مکان و میانگین تغییرات مکان (در واحد زمان) را با دقت در آنِ واحد معیّن نمود. این یکی از خواص اصلی مکانیک کوانتوم به شمار می‌رود که یک نتیجه‌ی ریاضی است و آزمایش نیز آن را تأیید و اثبات می‌کند.

این مجموعه از تفکرات (عدم قطعیت، اصل مکمل، احتمالات و آشفتگی سیستمی که به وسیله‌ی ناظر ایجاد می‌شود) جملگی به عنوان تفسیر کپنهاگن (۲) از مکانیک کوانتومی شناخته می‌شود، هیچ کس در کپنهاگ (یا هر مکان دیگری) تا به حال هیچ تعریفی از تفسیر کپنهاگن ارائه نکرده و در واقع یکی از اجزای کلیدی آن به نام «توصیف آماری تابع موج» توسط ماکس بورن در گوتینگن ارائه شد. تفسیر کپنهاگن، ملغمه‌ای از خیلی چیزها برای خیلی از افراد است، اگر نگوییم همه چیز برای همه کس و در واقع یک رویکرد لغزنده برای دنیای لغزنده‌ی مکانیک کوانتوم می‌باشد. بور اولین بار مفهومی را در سپتامبر ۱۹۲۷ در یک کنفرانس عمومی در تومور ایتالیا ارائه نمود؛ به این صورت که مکملی بر تئوری سازگار با مکانیک کوانتومی ارائه نمود به طوری که توسط هر فیزیکدانی برای حل مسائل مربوط به اتم‌ها و مولکول‌ها بتواند مورد استفاده قرار گیرد، بدون اینکه نیازی به درک دقیق اصول باشد و بتوانند به طور ساده با دنبال کردن دستورالعمل‌هایی به پاسخ برسند. (۳)

در مکانیک کوانتوم، فوتونِ فاقد جرم - که از آن به انرژی تعبیر می‌شود - موج محسوب نمی‌گردد؛ بلکه فوتون نیز ذره نامیده می‌شود. همچنین الکترون که دارای جرم است، فقط ذره محسوب نمی‌شود بلکه الکترون نیز رفتار موج‌گونه دارد. حتی خود موج نیز موج واقعی نیست بلکه صرفاً مفهومی است که از آن به تابع موج تعبیر می‌شود. در ادامه به واقعیت تابع موج نیز اشاره خواهد شد. به عنوان مثال الکترونی که به سوی یک صفحه‌ی خاص دارای دو منفذ یا دو شکاف فرستاده می‌شود، می‌تواند در یک آن وارد هر دو شکاف شود ولی نمی‌توان مشخص کرد که الکترون از کدام یک وارد شده است، مگر اینکه ما با زیر نظر گرفتن این دو شکاف، الکترون را رصد کنیم. طبق تفسیر کپنهاگن یا مدل بور، ناظر، بر سیستم تأثیرگذار است و می‌تواند مکان الکترون را تعیین و تعریف نماید.

جهت روشن شدن موضوع و فهم بیشتر مسأله مثالی می‌آورم:

فرض بگیریم ما منبعی داریم که از آن ذرات کوانتومی، مثلاً الکترون، صادر می‌شود. الکترونی که از این منبع ساطع می‌گردد، در واقع عبارت است از مجموعه‌ای از اشباح الکترونی که یکی از آنها الکترون واقعی ما می‌باشد؛ البته کلمه‌ی واقعی از باب مسامحه است. این الکترون واقعی فقط هنگامی تشخّص می‌یابد که ما به آن نگاه کنیم. به عبارت دیگر هنگامی واقعی خواهد بود که ما آن را مشاهده کنیم؛ یعنی اگر فرض کنید شما پشت خود را به الکترون کنید، آنچه در پشت سر شما وجود دارد عبارت است از تعدادی اشباح الکترونی که یکی از آنها واقعی می‌باشد، ولی معلوم نیست کدام یک واقعی است؛ یعنی هر کدام از آنها می‌تواند همان الکترون واقعی باشد. اکنون تصور کنید رو به سمت این مجموعه کرده‌اید. در این هنگام تابع موج فرو می‌پاشد و دیگر آن اشباح الکترونی را شاهد نخواهید بود؛ بلکه فقط الکترون واقعی را خواهید دید. آنچه روی داده، این است که همگی آنها به جز یکی مخفی و نابود شده‌اند و آن یکی همان است که در حال مشاهده‌اش می‌باشید. اما این پرسش که «چرا سایر الکترون‌ها پنهان و نابود شده‌اند؟» جواب روشنی ندارد.

مکانیک کوانتوم به این سؤال بیش از یک پاسخ ارائه می‌نماید. یکی این است که: فرد مشاهده‌گر به نحوی از آنجا بر سیستم اثرگذار است، به طوری که در مکانی خاص به ذره شخصیت می‌دهد، یعنی ناظر بر روی آنچه مشاهده می‌کند، از خود تأثیر باقی می‌گذارد.

پاسخ دیگری هم وجود دارد؛ به این صورت که تعدادی از اشباح ذرات که همراه ذره‌ی ما بوده‌اند و ما آنها را مشاهده و رصد کرده‌ایم، در جهان‌های دیگری وجود داشته‌اند و آنچه روی می‌دهد، این است که وقتی ما به آن نگاه می‌کنیم، فقط یکی از این الکترون‌ها را، در یکی از این جهان‌ها، می‌بینیم و این مشاهده باعث می‌شود دیگر الکترون‌ها از دید ما پنهان شوند. بنابراین ما آنها را نمی‌بینیم و اثری از آنها بر صفحه‌ی آزمایشگاهی مشاهده نمی‌کنیم.

به نظر می‌رسد که جهان تا هر زمان که مقدور باشد، تمام انتخاب‌ها و تمام احتمالاتش را حفظ می‌کند. عجیب‌ترین چیز درباره‌ی تفسیر استاندارد کپنهاگن از دنیای کوانتومی، مشاهده‌ی یک سیستم می‌باشد که مجبورش می‌کند یکی از انتخاب‌هایش را برگزیند که در این صورت این انتخاب، واقعی می‌شود.

در ساده‌ترین آزمایش با دو حفره، تداخل احتمالات می‌تواند به این صورت تفسیر شود که یک الکترون که از منبع تفنگ الکترونی رها شده، با آرایه‌ای از اشباح الکترونی که هر یک مسیر مستقلی در صفحه‌ی آشکارگر طی می‌کند، جایگزین می‌شود. این اشباح با یکدیگر تداخل می‌کنند و زمانی که ما به آثاری که الکترون‌ها بر صفحه‌ی آشکارگر بر جا گذاشته می‌نگریم، آثار این تداخل را مشاهده می‌کنیم حتی اگر در هر لحظه تنها با یک الکترون واقعی سر و کار داشته باشیم. البته این آرایه از اشباح الکترونی فقط رخدادها را در زمانی توصیف می‌کنند که ما مشاهده نمی‌کنیم؛ وقتی ما آن را مشاهده می‌کنیم، همه‌ی اشباح غیر از یکی از بین می‌روند و فقط یکی به عنوان الکترون واقعی باقی می‌ماند. از دید معادله‌ی شرودینگر، هر کدام از این اشباح معادل یک موج یا بسته‌ای از امواج است، امواجی که بور به عنوان مقیاسی از احتمال تفسیر نمود. عمل مشاهده که یک شبح را از بین آرایه‌ای از الکترون‌های احتمالی بیرون می‌کشد در مدل مکانیک موجی، معادل از بین رفتن تمام آرایه‌ی احتمالات امواج به غیر از یک بسته‌ی موج که بیانگر الکترون واقعی است، می‌باشد. این عمل، فرو ریختن تابع موج نامیده می‌شود و نکته‌ی عجیب این است که این رخداد، قلب تفسیر کپنهاگن می‌باشد، که خود پایه‌گذار دستورالعمل‌های کوانتومی (۱) است. اگرچه این دیدگاه مبهم است، بسیاری از فیزیکدان‌ها، مهندسان الکترونیک و افرادی که با خوشحالی از دستورالعمل‌های کوانتومی استفاده می‌کنند، مرهون این موضوع هستند که این قانون‌ها که آشکارا مبتنی بر این فرض است که مجموعه‌ی بی‌شماری از اشباح ذرات که همیشه با یکدیگر در حال تداخل هستند و فقط در زمان مشاهده به صورت یک ذره‌ی واقعی در قالب یک تابع موج، فرو می‌ریزد، در طراحی لیزرها، رایانه‌ها یا مطالعات مواد ژنتیکی، بسیار قابل اعتماد عمل می‌کنند. بدتر از این، به محض اینکه عمل مشاهده‌ی الکترون یا هر چیزی که مشاهده می‌کنیم را متوقف نماییم، الکترون به سرعت به آرایه‌ی جدیدی از اشباح ذرات که هر یک مسیر احتمالی مخصوص خودش را در دنیای کوانتومی طی می‌کند، تبدیل می‌شود. هیچ چیز، واقعی نیست مگر اینکه ما مشاهده کنیم و به محض اینکه عمل مشاهده قطع شود، این واقعی بودن از بین می‌رود.

شاید کسانی که از دستورالعمل‌های کوانتومی استفاده می‌کنند، به دلیل شباهت‌هایی که این دستورالعمل‌ها با معادلات ریاضی دارند، بسیار راضی باشند. فاینمن (۲) به طور ساده دستور پایه‌ای را توضیح می‌دهد: در دنیای کوانتومی، یک «رخداد» مجموعه‌ای از شرایط اولیه و شرایط نهایی است، نه کمتر و نه بیشتر. در وسیله‌ی مورد آزمایش ما، از یک طرف، الکترون از تفنگ رها می‌شود و در طرف دیگر حفره‌ها، به یک آشکارساز می‌رسد. این یک رخداد است. احتمال یک رخداد به وسیله‌ی مربع عددی که تابع موج شرودینگر ( ) نامیده می‌شود، بیان می‌شود. اگر بیش از یک مسیر برای وقوع یک رخداد وجود داشته باشد، (در آزمایش ما، چند حفره‌ی باز باشد) احتمال هر رخداد ممکن (احتمال رسیدن الکترون به هر یک از آشکارگرها) به وسیله‌ی مربع حاصل جمع تمام ها به دست می‌آید و تداخل وجود خواهد داشت. اما زمانی که ما مشاهده می‌کنیم که کدام یک از احتمالات به وقوع می‌پیوندد (می‌بینیم که الکترون از کدام حفره عبور می‌کند) توزیع احتمال، حاصل جمع مربعات ها می‌باشد و همچنین مفهوم تداخل از بین می‌رود و تابع موج، فرو می‌ریزد.

از نظر فیزیکی غیرممکن است، اما مدل ریاضی ساده و واضح است و معادلات برای هر فیزیکدانی، آشنا می‌باشد. تا زمانی که شما از این جمله که «این چه معنایی می‌دهد» صرف نظر می‌کنید، مشکلی وجود ندارد. اگر بپرسید که چرا دنیا این گونه می‌باشد و فاینمن در پاسخ می‌گوید: «ما نمی‌دانیم». با اصرار برای فهمیدن یک تصویر فیزیکی از آنچه که اتفاق می‌افتد، خواهید دید که تمام تصاویر فیزیکی به دنیای اشباح منتهی می‌شود، جایی که ذرات تنها وقتی که ما آنها را مشاهده می‌کنیم، واقعی می‌شوند؛ جایی که خاصیت‌هایی مثل اندازه حرکت یا مکان، فقط به عنوان محصولاتی از مشاهده، معنی پیدا می‌کنند. جای تعجب ندارد که بسیاری از فیزیکدان‌های برجسته از جمله اینشتین به مدت چندین دهه تلاش‌های سختی صرف پیدا کردن راه‌هایی حول این توصیف از مکانیک کوانتومی نموده‌اند. (۱)

اما چیزی که در یک موج الکترونی تغییر می‌کند، چیست؟

پاسخ این سؤال از طریق مطالعات نظری درباره‌ی چگونگی رفتار الکترون‌های آزاد هنگام پرتاب آن به درون اتم به دست آمد. طبیعی است که عبور یک الکترون در فضای خالی به شکل بسته‌ای از امواج توصیف شود، دسته‌ای کوچک از امواج الکترونی که با هم حرکت می‌کنند، مانند ضربان نوری که به وسیله‌ی یک فانوس دریایی پرقدرت تولید و فقط برای لحظه‌ای روشن می‌شود. معادله‌ی شرودینگر نشان می‌دهد که هرگاه چنین بسته‌ی موجی به اتمی برخورد کند، از هم گسسته می‌شود؛ موج‌های کوچک درست مثل هنگامی که قطره‌های آب پس از خروج از شلنگ آب به سنگی برخورد کنند، در همه‌ی جهات پراکنده می‌شوند. این مطلب گیج‌کننده بود؛ الکترونی که به اتم برخورد می‌کند در جهت‌های گوناگون می‌رود اما هیچ وقت شکسته نمی‌شود و به شکل یک الکترون باقی می‌ماند. در سال ۱۹۲۶ ماکس بورن در گوتینگن، تفسیری از این رفتار عجیبِ تابع موج بر اساس احتمالات ارائه نمود.

الکترون تکه تکه نمی‌شود، اما می‌تواند در هر جهتی پراکنده شود، و احتمال پراکندگیش در آن جهاتی زیادتر است که مقدار تابع موج بزرگترین حدّ خود را داشته باشد. به عبارت دیگر، امواج الکترونی موج‌هایی از چیزی خاص نیستند، به طور ساده، اهمیت آنها در این است که مقدار تابع موج در هر نقطه‌ای احتمال یافتن الکترون را در حوالی یا در آن نقطه‌ی خاص، برای ما فراهم می‌کند.

شرودینگر و دوبروی، هیچ کدام با چنین تعبیری از امواج الکترونی موافق نبودند، و احتمال می‌رود همین مطلب سبب شده باشد که هیچ یک از آنها دیگر در پیشبرد مکانیک کوانتوم چیزی پراهمیت عرضه نکرده باشند. اما تعبیر مبتنی بر احتمالات حالت موجی الکترون، در استدلالی که هایزنبرگ سال بعد عرضه کرد، مورد حمایت قرار گرفت. هایزنبرگ مسائلی را که یک فیزیکدان برای اندازه‌گیری مکان و اندازه حرکت الکترون با آنها روبه‌رو می‌شد، در نظر گرفت. به منظور اندازه‌گیری دقیق مکان می‌بایست از پرتو نوری با طول موج بسیار کوتاه استفاده کرد، زیرا تفرّق، سبب تیرگی تصویری که کوچکتر از یک طول موج است، می‌شود. اما پرتو نوری با طول موج کوتاه از فوتون‌هایی با اندازه حرکت بالا تشکیل شده است، و هرگاه برای مشاهده‌ی یک الکترون، فوتون‌هایی با اندازه حرکت بالا به کار برده شود، به سبب برخورد، الکترون پس می‌جهد و کسری از اندازه حرکت فوتون را به همراه می‌برد. به این ترتیب هر قدر بکوشیم تا مکان الکترون را با دقت بیشتری تعیین کنیم، آگاهی ما از اندازه‌گیری مقدار اندازه حرکت آن کمتر خواهد شد. این قانون به اصل عدم قطعیت هایزنبرگ معروف است. یک موج الکترونی که در مکانی به طور دقیق مشخص شده باشد، بیانگر الکترونی است که مکانش به دقت معلوم است؛ ولی اندازه حرکتش تقریبا می‌تواند هر مقداری داشته باشد. در مقابل، یک موج الکترون که فرازها و فرودهای مرتبی در فواصل مساوی و روی بسیاری از طول موج‌ها داشته باشد، معرف الکترونی است که اندازه حرکت دقیقی دارد، اما مکانش مورد تردید می‌باشد. بسیاری از الکترون‌هایی که در اتم یا ملکول‌ها دیده می‌شوند، نه مکان معینی دارند و نه اندازه حرکت مشخصی.

فیزیکدانان درباره‌ی تفسیر مکانیک کوانتومی سال‌ها پس از اینکه به حل معادلات شرودینگر عادت کرده بودند، مباحثه می‌کردند. زمانی که بیشتر فیزیکدان‌ها برای درک آن می‌کوشیدند، اینشتین به طور غیرعادی، مکانیک کوانتوم را کاملاً مردود شناخت. بیشتر این مباحثه‌ها در مرکز فیزیک نظری در دانشگاه کپنهاگ، زیر نظر نیلز بور (۱) انجام می‌گرفت. بور به طور خاص در مورد یکی از مشخصات مکانیک کوانتوم که آن را اصل مکمل (۲) می‌نامید، تمرکز کرده بود؛ معنی این اصل چنین است: دانستن یکی از ویژگی‌های یک سیستم مانع شناخت سایر شاخصه‌های همان سیستم می‌شود. اصل عدم قطعیت هایزنبرگ یکی از مثال‌های اصل مکمل است: یعنی شناخت مکان (یا اندازه حرکت) یک ذره مانع شناخت اندازه حرکت (یا مکان) آن ذره می‌شود.

در حدود سال ۱۹۳۰ بحث‌ها در مرکز تحقیقاتی بور به تدوین یک فرمول‌بندی کپنهاگنی از مکانیک کوانتوم در قالب عباراتی بسیار عام‌تر از مکانیک موجی الکترون‌های منفرد کشیده شده بود. دستگاه ما چه از یک ذره و چه از چند ذره تشکیل شده باشد، در هر لحظه، حالت آن با فهرستی از اعداد به نام مقادیر تابع موج مشخص می‌شود، که هر یک از این اعداد برابر با یکی از ساختارهای ممکن دستگاه می‌باشد. همان حالت را می‌توان با مقادیر تابع موج برای ساختارهایی که با روش‌های مختلف مشخص می‌شود، معین کرد؛ برای مثال می‌توان حالت دستگاه را با مکانِ همه‌ی ذرات دستگاه، یا اندازه حرکت همه‌ی ذرات درون دستگاه یا با روش‌های متفاوت دیگری، تعیین کرد؛ اما نه توأماً با مکان و اندازه حرکت همه‌ی ذرات دستگاه.

لازمه‌ی تفسیر کپنهاگن، قائل شدن جدایی عمیق میان خود سیستم و ابزاری که برای اندازه‌گیری ساختارهای آن به کار برده می‌شود، می‌باشد. همچنان که ماکس بورن تأکید کرده بود، در فاصله‌ی زمانی میان اندازه‌گیری‌ها، مقادیر تابع موج به طور کاملاً یکنواخت و جبری بر پایه‌ی نوعی از معادلات تعمیم یافته از معادلات شرودینگر، گسترش می‌یابند. در دورانی که این گسترش انجام می‌گیرد نمی‌توان گفت که سیستم در ساختاری مشخص قرار دارد. اگر ساختار سیستمی را اندازه بگیریم، (برای مثال، با اندازه‌گیری همه‌ی مکان‌های ذرات یا اندازه حرکت آنها، اما نه هر دو) سیستم به یک ساختار دیگر جهش می‌کند، که احتمال این جهش با توان دوم مقادیر تابع موج برای آن ساختار، درست پیش از اندازه‌گیری، معین می‌شود. (۱)

مهم‌ترین دلیلِ کسانی که می‌گویند: «هستی از هیچ پدید آمده» از مکانیک کوانتوم و به ویژه از اصل عدم قطعیت به دست آمده است. به این صورت که بر اساس اصل عدم قطعیت، فضای تهی نمی‌تواند کاملاً تهی (خلأ مطلق) باشد؛ زیرا تهی بودن یعنی میدان‌هایی همچون میدان الکترومغناطیسی باید کاملاً صفر باشد؛ و این با اصل عدم قطعیت ناسازگار است زیرا طبق این اصل، نمی‌توان مقدار میدان و میانگین نوسان را در آنِ واحد تشخیص داد.

مقایسه‌ی جبرگرایی نیوتنی با احتمال و عدم قطعیت در مکانیک کوانتوم

در فیزیک نیوتنی (۲) یا فیزیک کلاسیک همه چیز با دقت، تعیین و اندازه‌گیری می‌شود و چیزی به اسم احتمال و شک و تردید، در آن جایی ندارد؛ بنابراین ما می‌توانیم سرعت و موقعیت اجسام را با دقت تعیین کنیم. این ویژگی باعث شد که لاپلاس (۱) مکانیک نیوتن را تا بیشترین حد ممکن گسترش دهد. بر این اساس وی قاعده‌ی جبرگرایی خود را بنیان نهاد؛ که طبق آن اگر ما سرعت یا اندازه حرکت و موقعیت هر ذره در جهان را در زمانی معین بدانیم، می‌توانیم سرعت و موقعیت آن را در تمام زمان‌ها در گذشته و آینده پیش‌بینی کنیم؛ یعنی ما می‌توانیم آینده را بدانیم، و این همان نظریه‌ی موسوم به جبرگرایی است. واضح است که در این فرآیند، دیگر جایی برای غیب و خدا باقی نمی‌ماند که بخواهد در امور دخالت کند و قضایا را تغییر دهد، چرا که ماجرا، جبری و حتمی است و کسی در آن دخالتی ندارد. از آنجا که امور به سمت پایان‌های اجتناب ناپذیری که از پیش تعیین شده است پیش می‌رود، حتی برای اراده‌ی انسان نیز جایی باقی نمی‌ماند.

موفقیت قوانین نیوتن و دیگر نظریه‌های فیزیکی به اندیشه‌ی جبرگرایی علمی انجامید که نخستین بار در آغاز سده‌ی نوزدهم دانشمند فرانسوی مارکیز لاپلاس آن را بازگو نمود. لاپلاس اظهار داشت اگر ما موقعیت و سرعت همه‌ی ذرات جهان را در یک لحظه بدانیم، قوانین فیزیک به ما امکان می‌دهد که وضعیت جهان را در هر لحظه‌ی دیگری چه در گذشته و چه در آینده تعیین نماییم. به دیگر سخن اگر جبرگرایی علمی صحیح باشد، اصولاً باید بتوانیم آینده را پیش‌بینی کنیم. (۲)

ولی در مکانیک کوانتوم که امروزه بر فیزیک سیطره دارد، ما نمی‌توانیم سرعت و موقعیت یک ذره را با دقت مشخص سازیم، چه برسد به تمام ذرات جهان؛ بنابراین قضایا به کلّی متفاوت و دگرگون شده است. یک ذره می‌تواند در هر مکان احتمالی قرار داشته باشد و از هر سرعت احتمالی برخوردار باشد. در مکانیک کوانتوم، جبرگرایی مطلق وجود ندارد یعنی امکان شناخت دقیق آینده فراهم نیست، زیرا بیش از یک احتمال وجود دارد. آنچه از جبرگرایی در مکانیک کوانتوم باقی می‌ماند، همان چیزی است که گسترش تابع موج فراهم می‌سازد.

بر این اساس می‌توانیم بگوییم: مکانیک کوانتوم که پیروان مقوله‌ی «جهانی به وجود آمده از هیچ چیز» برای انکار وجود خدا از آن استفاده می‌کنند، دروازه‌ای برای اثبات اراده‌ی آزاد انسان و اینکه انسان می‌تواند در ساخت آینده‌ی خودش اثرگذار باشد، می‌گشاید. زیرا انسان مجبور و مقهور نیست تا همان مسیر غیر قابل اجتنابی را بپیماید که جبرگرایی کیهانی برایش ترسیم کرده است. بلکه بالاتر از این: چه بسا انسان بعضاً بتواند در رویدادهایی که پیرامونش رخ می‌دهد و آنها را رصد می‌نماید، دخیل و اثرگذار باشد. هستی، جملگی یک سامانه‌ی کوانتومی است که انسان آن را زیر نگاه خود دارد.

در مکانیک کوانتوم مقداری جبرگرایی که گسترش تابع موج آن را فراهم می‌آورد، باقی مانده است. احتمالاتی که تابع موج پیش می‌کشد، به شکل حتمی، گسترش می‌یابد. به عبارت دیگر، جبرگرایی کلاسیک دیگر وجود خارجی نخواهد داشت؛ ولی به جای آن ملغمه‌ای می‌آید که شاید بتوانیم آن را نیمه‌جبرگرایی بنامیم.

همچنان که ماکس بورن تأکید کرده بود، در فاصله‌ی زمانی میان اندازه‌گیری‌ها، مقادیر تابع موج به طور کاملاً یکنواخت و جبری بر پایه‌ی نوعی از معادلات تعمیم‌یافته از معادله‌ی شرودینگر، گسترش می‌یابند. در هنگامی که این گسترش انجام می‌گیرد، نمی‌توان گفت که سیستم در ساختار مشخصی قرار دارد. (۱)

به طور قطع پس از مکانیک کوانتوم، مجالی برای جبرگرایی فیزیک نیوتنی باقی نمانده است، هرچند اغلب مردم در زندگی روزمره‌ی خود، فقط با فیزیک نیوتن و جبرگرایی آن آشنایی دارند. ولی آیا پس از مکانیک کوانتوم می‌توان چنین ادعا کرد که آنچه مردم می‌دانند، عین حقیقت و واقعیت می‌باشد؟!

بنابراین ما بیش از یک احتمال برای آینده داریم و نمی‌توانیم یکی از آنها را به طور قطعی برگزینیم؛ ﴿یَمْحُو اللَّهُ مَا یَشَاءُ وَیُثْبِتُ وَعِنْدَهُ أُمُّ الْکِتَابِ﴾ (۲) (خدا هر چه را بخواهد محو یا اثبات می‌کند و امّ‌الکتاب نزد او است).

ولی این احتمالات، تحت سیطره‌ی گسترش حتمی تابع موج قرار دارد و ما با مشاهده، یکی از این احتمالات را به صورت واقعیتی که به آن رسیده‌ایم، درمی‌یابیم.

«لا جبر و لا تفویض، بل أمر بین أمرین» (۳) (نه جبر است و نه تفویض، بلکه امری است میان این دو).

نظریه‌ی نسبیّت خاص

پیش از مطرح شدن نظریه‌ی نسبیت عقیده بر آن بود که در فضا چیزی به نام «اِتِر» وجود دارد که نور در آن حرکت می‌کند. سرعت نور که نسبت به اتر ثابت بود، به آن منتسب می‌شد، زیرا هنگامی که در اتر بیش از یک ناظر متحرک، سرعت نور را اندازه‌گیری می‌کرد، پیش فرض آن بود که سرعت‌های مختلفی برای نور به دست می‌آمد. به این ترتیب اگر شما به سمت منبع نور حرکت کنید و سرعت نور را اندازه‌گیری نمایید، باید نسبت به حالتی که شما به صورت عمود بر مسیر نور حرکت می‌کنید، سرعت بالاتری به دست آورید؛ ولی آزمایشی که توسط مایکلسون (۱) و مورلی (۲) انجام شد (۳)، نادرستی این گفته را ثابت کرد و نشان داد که سرعت نور در همه‌ی جهت‌ها ثابت است.

به عبارت دیگر سرعت ناظر و جهت حرکت او به هر صورتی که باشد، سرعت نور ثابت می‌ماند. شما چه ایستاده باشید، چه از نور فرار کنید و چه به سمت آن حرکت نمایید، در همه حال سرعت ثابتی از نور به دست خواهید آورد. به هنگام تعیین سرعت حرکت فوتون‌های نور به سمت شما، سرعت حرکتتان چیزی بر سرعت نور نمی‌افزاید یا از آن نمی‌کاهد. این در حالی است که در فیزیک نیوتن اگر شما برای تعیین سرعت نزدیک شدن چیز معینی به شما، به سمت آن در حرکت باشید، سرعت شما با سرعت آن شیء جمع می‌شود و اگر از آن دور شوید، از آن کسر می‌گردد. این به آن معنا است که سرعت نور یک ثابت کیهانی است که در قوانین فیزیک از جایگاه والایی برخوردار می‌باشد. نظریه‌ی نسبیت خاص اینشتین در نوشتاری که در سال ۱۹۰۵ منتشر شد، بر این اساس ارائه شد تا مقوله‌ی اتر و نتایج نادرست برخاسته از آن را منتفی سازد و ایده‌ی زمان مطلق و جدا از مکان را منتفی ساخت و چشم‌اندازی ارائه داد که بر اساس آن حرکت اشیا در مختصات زمان - مکان انجام می‌شود و نه فقط مکان.

طبق نظریه‌ی نسبیت خاص، بُعد زمان، یکی از ابعاد چهارگانه است که با سایر ابعاد سه‌گانه‌ی مکان، در ارتباط می‌باشد. از این طریق ثابت ماندن سرعت نور توضیح داده می‌شود. به این ترتیب نور به بالاترین سرعت ممکن در ابعاد مکان دست یافته و افزایش حرکت اضافی (در منبع نور یا ناظر) با تغییر در بعد زمان، چیزی به آن اضافه نمی‌کند و این به آن معنا است که هر چه اشیا با سرعت بیشتری حرکت کنند، زمان آنها کوتاه‌تر خواهد بود. به عنوان مثال اگر شخصی درون یک وسیله‌ی نقلیه با سرعت معینی مسافرت کند، و او ساعتی داشته باشد که زمان حرکتش را اندازه‌گیری کند، و شخص دیگری در بیرون، کناری بایستد و زمان این حرکت را بسنجد، فرد داخل وسیله‌ی نقلیه، زمان کوتاه‌تری را نسبت به فرد بیرونی ثبت می‌کند. هر چه سرعت وسیله‌ی نقلیه بیشتر شود، این زمان ثبت‌شده کوتاه‌تر می‌گردد. این تفاوت را نمی‌توان در سرعت‌های پایین که معمولاً ما با آنها سر و کار داریم، ملاحظه نمود، ولی در سرعت‌های نزدیک به سرعت نور، این قضیه کاملاً مشهود می‌باشد.

هنگامی که جسم با سرعت نور حرکت کند، زمان برای آن متوقف می‌شود به این معنا که اصولاً دیگر زمانی ثبت نمی‌گردد. ولی جسمِ جرم دار نمی‌تواند با سرعت نور حرکت کند و ممکن است برخی ذرات مادی به روشی خاص مثل آنچه در برخورددهنده‌ی ذره‌ای استفاده می‌شود، به سرعتی نزدیک به سرعت نور دست بیابند. در این صورت مشاهده می‌شود که طول عمر این ذرات چند برابر شده و به شکل قابل ملاحظه‌ای طولانی می‌گردد و این به آن معنا است که زمان آنها هنگامی که با سرعت بسیار بالایی حرکت می‌کنند، بسیار کند سپری می‌شود.

همین قضیه بر ابعاد مکان نیز منطبق است. به عنوان مثال اگر شما طول یک خودروی متوقف شده را اندازه بگیرید سپس طول آن را هنگامی که با سرعت مشخصی حرکت می‌کند بسنجید، در دفعه‌ی دوم طول کمتری را ثبت خواهید کرد. البته این موضوع در سرعت‌های پایین قابل ملاحظه نیست؛ زیرا تغییر طول بسیار بسیار ناچیز است ولی در سرعت‌های نزدیک به سرعت نور، کاملاً مشهود می‌باشد.

معنای این سخنان آن است که اگر بیش از یک ناظر حرکت داشته باشند، هر یک از آنها زمان‌های مختلفی برای یک رویداد یکتا ثبت خواهند کرد. البته نمی‌توان یکی از این اندازه‌گیری‌ها را دقیق‌تر از دیگری دانست زیرا همگی نسبی می‌باشند.

ثابت ماندن سرعت نور در ابعاد مکان به این معنا است که دیگر سرعتی باقی نمانده تا نور به آن دست یابد؛ زیرا نور به حداکثر سرعت ممکن در ابعاد مکان نائل گشته و این خود به آن مفهوم است که برای فوتون‌ها، زمان متوقف می‌باشد؛ یعنی برای فوتون‌های نور، گذشته و آینده یکسان است. بنابراین، سن فوتون‌های تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی که از انفجار بزرگ بر جای مانده‌اند، در حال حاضر با سن آنها در لحظه‌ی انفجار یکسان است. اگر فرض بگیریم که انسانی بتواند با سرعت نور حرکت کند (هرچند چنین چیزی محال است زیرا هیچ جسم دارای جرمی، قادر نیست با سرعت نور حرکت کند) همین قضیه در مورد او نیز صدق می‌کند. یعنی زمان برای او می‌ایستد، عمرش ثابت می‌ماند و گذشته و آینده برای او یکسان خواهد بود؛ یعنی وی هر لحظه که اراده کند می‌تواند گذشته و آینده را ببیند.

نتیجه‌ی به دست آمده از نسبیت خاص این است که کیهان سه بعدی وجود ندارد و زمان نیز کمیتی مستقل نمی‌باشد؛ بلکه کیهان چهار بعدی است و زمان یکی از ابعاد آن به شمار می‌رود. بر این اساس زمان و مکان با هم یک بافت کیهانی منسجم و مرتبط به وجود می‌آورند که حرکت اشیا در یکی از ابعاد آن، بر مسیر آن شیء در دیگر ابعادش تأثیرگذار است. بنابراین حرکت اجسام در ابعاد سه‌گانه‌ی مکانی، بر مسیر آن در بُعد زمان تأثیر بر جای می‌گذارد.

ثابت ماندن سرعت نور که اینشتین آن را به ابعاد مکان و بُعد زمان مرتبط می‌داند و اینکه آنها را همچون یک واحدِ درهم‌تنیده که پدیدآورنده‌ی بافت زمانی - مکانی کیهانی است، به شمار می‌آورد، باعث شد اینشتین کشف کند که جرم و انرژی ذره نیز با یکدیگر هم‌ارز و درهم‌تنیده هستند. این یکی از مهم‌ترین دست‌آوردهای نظریه‌ی نسبیت خاص بود؛ معادله‌ی هم‌ارزی جرم و انرژی که اینشتین آن را به این صورت استخراج کرد:

که در آن:

: انرژی

: سرعت نور

: تکانه (اندازه حرکت)

هنگامی که اندازه حرکت صفر شود، معادله به این صورت خواهد بود:

و یا:

که این شکل از معادله، شکلی است که بیشتر شناخته‌شده می‌باشد.

از هم‌ارزی جرم و انرژی می‌توان اثبات کرد که بالاترین سرعت، همان سرعت نور است و هیچ جسم دارای جرمی نمی‌تواند با سرعت نور حرکت کند؛ زیرا انرژی حرکت آن (با توجه به معادله‌ی هم‌ارزی) به جرم اضافه می‌شود و این به آن معنا است که هر چه سرعت جسم بیشتر شود، بر جرم آن افزوده می‌گردد و برای حرکت داشتن، به انرژی بیشتری نیاز پیدا می‌کند. این انرژی نیز به نوبه‌ی خود به جرم تبدیل می‌گردد تا در نهایت جرم جسم افزوده گردد. فرآیند مزبور همچنان ادامه می‌یابد. اگر فرض بگیریم که جسم با سرعت نور حرکت کند، صرف نظر از مقدار جرم اولیه‌ی آن، جرمش بی‌نهایت خواهد شد و برای حرکت داشتن به مقدار انرژی بی‌نهایت نیاز پیدا می‌کند. بنابراین طبق قانون هم‌ارزی، امکان ندارد که یک جسم دارای جرم اولیه بتواند با سرعت نور حرکت کند و فقط نور یا ذرات یا امواج فاقد جرم اولیه (مانند فوتون‌ها) می‌توانند با سرعت نور حرکت کنند.

انسجام کوانتومی و چند جهانی

ورود نظریه‌ی احتمالات و اصل عدم قطعیت در مکانیک کوانتوم باعث شد اینشتین موضع منفی نسبت به مکانیک کوانتوم در پیش گیرد. اینشتین ایراداتی به اصل عدم قطعیت وارد نمود:

از جمله، وی جمله‌ی مشهوری در رد احتمالات و عدم قطعیت دارد: «خدا با تاس بازی نمی‌کند».

و از جمله مطالبی که در محافل علمی ارائه و پاسخش را نیز دریافت نمود:

پس از بحث‌های بی‌نتیجه‌ی گذشته در سالوی، اینشتین بدون هیچ تردیدی فهمیده بود که تردیدهای متافیزیکی، او را به جایی نمی‌رساند. او به یک دلیل کمّی دقیق نیاز داشت که در ذهنش نبود و هنگامی که به بروکسل رسید، فکر کرد به آن دست یافته است. او قصد داشت به بور و پیروانش ثابت کند اصل عدم قطعیت که آن زمان به عنوان قانون زیربنایی مکانیک کوانتومی مطرح شده بود، نمی‌تواند حقیقت نهایی باشد. او راهی برای مقابله با آن پیدا کرده بود، راهی که به وسیله‌ی آن از یک آزمایش، بیشتر از چیزی که قانون هایزنبرگ اجازه می‌داد، می‌توانست اطلاعات به دست آورد.

البته آزمایش، یک آزمایش واقعی نبود بلکه مثال دیگری از موارد مورد علاقه‌ی اینشتین بود: آزمایش ذهنی. این آزمایش از نوعی نبود که هر کسی بتواند در آزمایشگاهش تصویری از آن به دست آورد؛ ولی به گونه‌ای بود که قوانین فیزیکی اجازه می‌داد. به علاوه به نظر اینشتین در این مورد، قوانین فیزیک ثابت کرده است که این آزمایش نتایج بهتری نسبت به آنچه هایزنبرگ اجازه می‌دهد، به دست می‌دهد و در عین حال بسیار ساده و غیرقابل رقابت می‌باشد.

اینشتین این طور گفت: چند فوتون را داخل جعبه‌ای مجهز به یک دریچه که توسط یک ساعت کنترل می‌شود، در نظر بگیرید. اجازه بدهید که دریچه فقط یک لحظه در یک زمان به خصوص باز شود به طوری که فقط یک فوتون بتواند از جعبه فرار کند. قبل و بعد از این عمل، جعبه را وزن کنید. با توجه به رابطه‌ی ، اختلاف وزن‌ها، مقدار انرژی فوتون رها شده را به دست می‌دهد. حالتی از قوانین هایزنبرگ می‌گوید که هر چقدر دقیق‌تر بتوانید انرژی یک رویداد کوانتومی را اندازه بگیرید، به همان اندازه با دقت کمتری می‌توانید زمان وقوع آن را تعیین کنید. در این مثال، اینشتین عقیده داشت که این محدودیت وجود ندارد. او می‌تواند انرژی فوتون رها شده را اندازه بگیرد همچنین زمانی که از جعبه خارج شده است را نیز می‌داند، بنابراین او هر دو اندازه‌گیری را با هر دقتی که انتظار داشت، می‌توانست به طور مستقل از هم انجام دهد. اینشتین پیروزمندانه اعلام کرد که او می‌تواند اصل عدم قطعیت را شکست دهد.

لئون روزنفیلد (۱)، فیزیکدان بلژیکی که سال بعد در کپنهاگ دستیار بور شد، به طور رسمی در گردهم‌آیی سالوی شرکت نکرده بود؛ ولی به هر حال برای دیدن نتیجه‌ی رقابت به بروکسل رفت. او به کلوپ دانشگاه جایی که شرکت کنندگان حضور داشتند رسید، درست زمانی که اینشتین پس از پایان صحبتش در حال تشویق شدن بود. اینشتین سر جایش نشست و با رضایت آشکاری آزمایش ذهنی ضد هایزنبرگی‌اش را در مقابل آن همه جمعیت تشویق‌کننده توضیح داده بود.

سپس بور آمد؛ درست مثل یک سگ سوزن خورده با سری پایین. او به همراه روزنفیلد و چند فیزیکدان دیگر شام خوردند. بور بسیار بسیار هیجان زده بود و اصرار داشت که اینشتین نمی‌توانسته درست گفته باشد چرا که در این صورت، پایانی بر تئوری کوانتوم خواهد بود؛ اما نمی‌توانست اشکال کار را پیدا کند. بعداً شب هنگام سعی کرد اینشتین را به طریقی قانع کند ولی اینشتین با خونسردی توجهی نکرد.

اما صبح روز بعد، این بور بود که تشویق می‌شد. در طول شب او فهمید که اینشتین با نادیده گرفتن یکی از نتایج تئوری نسبیت عام خودش، خطای معناداری مرتکب شده است. بور گفت: فرض کنید جعبه‌ی حاوی فوتون‌ها به یک فنر در حال تعادل آویزان شده باشد تا وزنش اندازه گرفته شود. او به این صورت ادامه داد که در لحظه‌ای که فوتون فرار می‌کند، وزن جعبه کم می‌شود و در مقابل، جاذبه روی فنر اثر می‌گذارد. این عمل دو تأثیر جدی بر جای می‌گذارد. اول نوسان کوچک جعبه، عدم قطعیتی در محاسبه‌ی وزن جعبه ایجاد می‌کند که به معنی عدم قطعیت در اندازه‌گیری انرژی فوتون فرار کرده است. دومین مورد که خیلی جلوی چشم نیست، طبق چیزی که اینشتین یک و نیم دهه قبل ثابت کرده بود، حرکت جعبه تغییر کوچکی در تنظیم عملکرد ساعت جعبه ایجاد می‌کند. علت این است که اگر ساعت در میدان جاذبه حرکت کند، سرعت حرکت ساعت تغییر می‌کند.

بور با رضایت کامل توضیح داد که محصول این دو عدم قطعیت یعنی انرژی و زمان، دقیقاً به همان گونه‌ای است که اصل هایزنبرگ می‌گوید. اینشتین ناامیدانه دید که در تلاشش برای اثبات غلط بودن هایزنبرگ، حتی به فیزیک خودش نیز توجه نکرده بود؛ بنابراین چاره‌ای جز قبول شکست نداشت. بور جشن پیروزی نگرفت. او در صحبت‌ها و جلسات بعدی، هرگز نتوانست خودش را راضی کند که بگوید او درست گفته و اینشتین اشتباه کرده است. در عوض او روی ادراکات اینشتین در قرار دادن انگشتش روی نقاطی که در آنها فیزیک کلاسیک و فیزیک کوانتومی با شدت از یکدیگر دور می‌شوند، تأکید می‌کرد. او تأثیر اینشتین را در وادار کردن فیزیکدان‌های کوانتومی (منظورش به طور خاص خودش بود) در آشکار کردن خصوصیت‌ها و عجایب تردیدناپذیر زمینه‌ی علمی جدیدشان، می‌ستود.

در کنار رفتار ستایش‌گرایانه‌ی بور، این حقیقت پا بر جا است که حمله‌ای که اینشتین علیه مکانیک کوانتومی و اصل عدم قطعیت انجام داد، توسط هدفش منحرف شد در حالی که نه خرابی به جا گذاشت و نه اثری. اگرچه هایزنبرگ، پاولی و سایرین در این دوئل فقط نقش جانبی داشتند، بعدها هایزنبرگ اعلام کرد: «ما کاملاً خوشحال و راضی بودیم که بازی با برد ما خاتمه یافت».

اینشتین پس از آخرین تلاشش برای اثبات ناکارآمد بودن مکانیک کوانتومی، به گلایه‌های پیشین و بسیار پایه‌ای‌تر خود بازگشت. مکانیک کوانتومی شاید به طور منطقی کارآمد باشد اما نمی‌تواند تمام واقعیت را منعکس کند. او اصرار داشت که شانس، عدم قطعیت و احتمال، از درک ناکافی فیزیکدانان از جهانی که سعی می‌کنند با تئوری‌هایشان به تصویر بکشند، ناشی می‌گردد و صحبت‌های شیطنت‌آمیز بور، هایزنبرگ و سایرین چیزی جز دور زدن مشکلاتی که راه حلشان جای دیگری بود، نمی‌باشد. او معتقد بود روزی تئوری کامل‌تری کشف خواهد شد و تئوری کوانتومی مانند بسیاری تئورهای شکست‌خورده‌ی دیگر، به تاریخ خواهد پیوست. (۱)

و از جمله: اشکال اینشتین به همراه دو محقق دیگر بود که به طور خلاصه EPR نامیده شد. (۲)

درباره‌ی انسجام کوانتومی و آنچه از آن ناشی می‌شود

در سال ۱۹۳۵ اینشتین با همکاری دو دستیار جوانش از کالج پرینستون یعنی بوریس پودولسکی (۳) و ناتان روزِن (۴)، آخرین و معروف‌ترین حمله‌اش علیه تئوری کوانتومی را طی مقاله‌ای با چنین تیتری منتشر نمود:

Can Quantum-mechanical Description of physical Reality Be considered complete?

«آیا توصیف مکانیک کوانتومی از واقعیت‌های فیزیکی می‌تواند کامل در نظر گرفته شود؟»

این سؤال، در واقع یک پرسش تاکیدی بود. از نظر اینشتین، پودولسکی و روزن (EPR) پاسخ واضح بود؛ نه!

مقاله‌ی EPR پیرو دلخوری‌های اینشتین از پنجمین کنفرانس سالوی در سال ۱۹۲۷ بود. در آنجا او با بور در اینکه تابع موج کوانتومی فقط می‌تواند احتمال حضور داشتن یک ذره در یک مکان یا مکانی دیگر را توصیف کند، مخالفت نمود. اینشتین می‌گفت که این خیلی خوب است اما جایی، احتمال باید به قطعیت تبدیل شود. در مثالی که او انتخاب کرده بود، الکترونی که به یک صفحه برخورد می‌کند، باید در یک نقطه‌ی مشخص در صفحه‌ی مقابل فرود آید؛ و وقتی که فرود آمد، آیا نباید موج کوانتومی که آن را توصیف می‌کرد، در آنِ واحد به گونه‌ای تغییر کند که کل صفحه را بپوشاند؟

آن موقع به نظر نمی‌رسید کسی بفهمد وی دنبال چه چیزی است. در واقع، این استدلال مبهم و متافیزیکی بود. اما اینشتین، پودولسکی و روزن، حالا ادعا می‌کردند که اعتراض خودشان را در قالب یک مسأله‌ی مشخص و قابل اثبات ارائه کرده‌اند. آنها روی این موضوع که چگونه مکانیک کوانتومی از اصول بدیهی (۱) ما فاصله می‌گیرند، متمرکز شدند.

ابتدا در چهارچوب قدیمی و صحیح اینشتین، آنها باید به طور واضح بیان می‌کردند که اصول بدیهی شامل چه چیزهایی می‌شوند. آنها توضیح دادند که هر تئوری قابل قبولی باید در چهارچوبی که آنها «اجزای فیزیک واقعی» نام نهادند، مطرح شود. منظور آنها این بود که چیزهایی مثل موقعیت یا اندازه حرکت، انواعی از کمیت‌های سنتی هستند که فیزیکدان‌ها آنها را به عنوان قطعه‌های اطلاعات غیر قابل مناقشه از جهان فیزیکی پذیرفته‌اند.

بسیار عالی، اما در واقع چه چیزی واقعیت فیزیکی یک عنصر را شکل می‌دهد؟ این چیزی نبود که دانشمندان خیلی درباره‌ی آن نگران باشند. بنابراین اینشتین و همکارانش یک تعریف رسمی ارائه نمودند، چیزی که با توجه به زاویه‌ی دید شخص، می‌توانست معروف یا بدنام شود. آنها گفتند: «بدون اینکه نیاز باشد سیستم را مختل نماییم، می‌توانیم قطعیت را پیش‌بینی کنیم» .... بنابراین برای مقدار یک کمیت فیزیکی، یک عنصر فیزیکی وجود دارد که مسؤول این کمیت فیزیکی می‌باشد.

به عنوان مثال موقعیت یا اندازه حرکت یک الکترون را درنظر بگیرید. اگر راهی داشته باشیم که بتوانیم هر یک از این دو را بدون اینکه مسیر یا رفتار بعدی الکترون را مختل نماییم، اندازه بگیریم، می‌توانیم ادعا کنیم که موقعیت الکترون یا اندازه حرکت آن، یک واقعیت تعریف شده است، یک داده‌ی غیر قابل انکار. به عبارت دیگر، عنصری از واقعیت فیزیکی.

پس از اینکه این بحث را براساس خواسته‌های خودشان بنا نمودند، اینشتین و همکارانش سعی کردند نشان بدهند که چگونه مکانیک کوانتومی دچار مشکل می‌شود. آنها دو ذره را که با سرعت‌های یکسان از یک مبدأ یکسان و در دو جهت مخالف شروع به حرکت کردند، تصور نمودند؛ بنابراین هر زمانی که شما موقعیت و اندازه حرکت یک ذره را بدانید، موقعیت و اندازه حرکت ذره‌ی دیگر را هم دانسته‌اید.

آنها این طور بیان نمودند: ناظری که اندازه‌گیری را روی یکی از ذرات انجام می‌دهد، اصل عدم قطعیت را با مشکل مواجه می‌کند؛ اصلی که طبق گفته‌ی هایزنبرگ، اگر اندازه حرکت سنجیده شود، اطلاعات مکان از بین می‌رود و بر عکس. اما حالا اینشتین، پودولسکی و روزن، برگ برنده‌شان را رو کردند. به طور خلاصه چیزی که آنها بیان نمودند، به این صورت بود که هر مشاهده‌ای روی یکی از ذرات، اطلاعاتی درباره‌ی ذره‌ی دیگر به شما می‌دهد و این، همان نقطه‌ای است که در آن چیزهای عجیب و غریب شروع به رخ دادن می‌نمایند.

موقعیت ذره‌ی اول را اندازه بگیرید، بلافاصله موقعیت ذره‌ی دوم را خواهید دانست، حتی اگر به طور مستقیم به آن نگاه نکرده باشید. یا اندازه حرکت ذره اول را اندازه بگیرید، دوباره، بدون هیچ نگاهی به ذره‌ی دوم، اندازه حرکت آن ذره را خواهید داشت. به این صورت، نویسندگان با خوشحالی نتیجه گرفتند که هم موقعیت و هم اندازه حرکت ذره‌ی دوم باید «عناصری از واقعیت فیزیکی باشند» زیرا این خاصیت‌ها بدون اختلال در وضعیت ذره قابل اندازه‌گیری هستند، بنابراین باید مقادیری تعریف شده و از قبل موجود، داشته باشند. آنها ادعا کردند نمی‌تواند به این صورت باشد که اندازه‌گیری روی ذره‌ی اول، باعث واقعی شدن خصوصیات ذره‌ی دوم در فضای مه‌آلود کوانتومی شود؛ زیرا در واقع هیچ اتفاقی روی ذره‌ی دوم به وقوع نپیوسته است.

منظور بزرگ‌تری که آنها بیان نمودند، این بود که اصل عدم قطعیت که هایزنبرگ توضیح داده به این صورت که «اساساً خصوصیات فیزیکی تا زمانی که اندازه‌گیری نشده باشند، تعریف نشده‌اند»، بی‌معنی است. در عوض، ذرات خصوصیت‌های تعریف شده‌ای دارند و عدم قطعیت دیدگاهی است که بر اساس آن مکانیک کوانتومی قادر نیست به طور کامل این خصوصیات را توصیف کند. بنابراین، اینشتین و دستیاران جوانش نتیجه گرفتند مکانیک کوانتومی چیزی نیست که بتواند تمام واقعیت را بیان کند، همان طور که اینشتین پیش‌تر بیان نموده بود. مکانیک کوانتومی یک تئوری جزئی است، تصویری ناقص از دنیای واقعی فیزیکی. (۱)

این چیزی بود که اینشتین را وادار کرده بود روی آزمایش‌هایی از نوع EPR به عنوان نکته‌ی عمیقی که مکانیک کوانتوم نمی‌تواند درست عمل کند، تمرکز نماید؛ زیرا در چنین موقعیت‌هایی اثری غیرقابل دسترس اما همزمان رفتار دو ذره را به یکدیگر مرتبط می‌کند؛ بدون توجه به اینکه چقدر این ذرات از هم دور باشند. این نوع ارتباط راه دور، مانند بسیاری انواع دیگر که درباره‌ی تئوری کوانتومی عجیب می‌نماید، از طبیعت عدم قطعیت ناشی می‌شود. از آنجا که تبعات اندازه‌گیری روی یک ذره کاملاً قابل پیش‌بینی نیست، ذره‌ی دوم به گونه‌ای باید با ذره‌ی اول مرتبط باقی بماند، به طوری که نتایج اندازه‌گیری‌های روی آن باید همسو با مشاهدات روی ذره‌ی اول باشد. (۱)

در مثال فوق دو ذره با هم مرتبط و متصل هستند؛ زیرا منبع آنها یکی و مجموع اندازه حرکت آنها نیز مشخص است. بنابراین اگر مقدار اندازه حرکت اولی اندازه‌گیری شود، در همان لحظه مقدار اندازه حرکت دومی نیز مشخص می‌گردد و اگر موقعیت اولی اندازه‌گیری شود، بلافاصله در همان لحظه موقعیت دومی (صرف نظر از فاصله‌ی بین این دو ذره) دانسته می‌شود. ولی بر اساس اصل عدم قطعیت، اگر ما بکوشیم ویژگی یکی از آنها (مانند اندازه حرکت) را اندازه بگیریم، در موقعیت ذره‌ای که اندازه‌گیری کرده‌ایم، تغییر حاصل می‌شود و از آنجا که مجموع این دو مشخص است بنابراین ذره‌ی دوم نیز حتماً باید دستخوش تغییر گردد (صرف نظر از فاصله‌ی موجود بین این دو) تا این مجموع حفظ شود.

از این مقوله چندین برداشت به دست می‌آید، از جمله:

در تشخیص ویژگی‌های ذره‌ی دوم، ناظر یا فرآیند اندازه‌گیری مهم نیستند؛ زیرا ما توانستیم ویژگی‌های آن را بدون اینکه به سراغ ذره برویم و به طور مستقیم آن را مورد اندازه‌گیری و سنجش قرار دهیم، به دست آوریم.

همچنین: ویژگی ذره‌ی دوم که ما بدون اندازه‌گیری مستقیم به آن پی برده‌ایم، عنصری از عناصر فیزیکی است؛ یعنی ذرات دارای ویژگی‌های مشخصی هستند، برخلاف آنچه اصل عدم قطعیت هایزنبرگ فرض می‌گیرد، «اساساً ویژگی‌های فیزیکی تا زمانی که مورد سنجش و اندازه‌گیری قرار نگیرند، نامشخص هستند».

همچنین گردآوردن انسجام کوانتومی و اصل عدم قطعیت در این مثال، حاکی از آن است که اطلاعات با سرعتی بیشتر از سرعت نور جابه‌جا می‌شود. به عنوان مثال هنگامی که ما یکی از ویژگی‌های ذره‌ی اول را می‌سنجیم، نیاز به زمانی برای شناسایی ویژگی ذره‌ی دوم نداریم، بلکه آن را در همان لحظه درمی‌یابیم و می‌فهمیم. این به آن معنا است که فرآیند اندازه‌گیری، اگر بر ذره‌ی اول تأثیرگذار باشد، باید ذره‌ی دوم نیز فوراً اثر بپذیرد، تا مجموع حفظ گردد.

این به آن مفهوم است که مکانیک کوانتوم، قانون نسبیت خاص را که معتقد است هیچ چیز نمی‌تواند فراتر از سرعت نور حرکت کند، نقض نموده است و بی‌تردید این خود نقصی آشکار در فهم واقعیت کیهان به شمار می‌رود.

در حقیقت، حتی با اثبات این مطلب که انسجام کوانتومی یک واقعیت فیزیکی است که با آزمایش عملی ثابت شده، باز هم مشکل به صورت لاینحل باقی می‌ماند، زیرا بین دو مطلب در نوسان است:

* نظریه‌ی نسبیت خاص اینشتین دارای اشکالی است؛ اینکه از حرکت در داخل این کیهان با سرعتی بیش از سرعت نور ممانعت به عمل می‌آورد.

* یا مکانیک کوانتوم همان طور که اینشتین خواسته بگوید «قصه را به طور کامل بیان نمی‌کند ... و چیزی جز یک نظریه‌ی جزئی نیست و تصویری ناقص از حقیقت فیزیکی زیرینش می‌باشد».

به نظر من برای حل این مشکل می‌توانیم چنین فرض بگیریم که اطلاعاتی که بین دو جسم رد و بدل می‌شود، در کیهان دیگری بین این دو انتقال می‌یابد که در آن، این دو ذره دارای یک وجود شبح گونه هستند و اشیا در آن کیهان می‌توانند با سرعتی بیش از سرعت نور حرکت کنند.

ایرادی که اینشتین مطرح کرده را می‌توان به صورتی دیگر ابراز داشت: دو جسم به همراه فرآیند اندازه‌گیری، یک سامانه‌ی واحد را تشکیل می‌دهند و از همین رو تعیین مکان ذره‌ی دوم توسط ما، به مجرد درک مکان ذره‌ی اول به این معنا است که «اساساً ویژگی‌های فیزیکی تا زمانی که مورد سنجش و اندازه‌گیری قرار نگیرند، نامشخص می‌باشند»؛ همان طور که اصل عدم قطعیت در مکانیک کوانتوم بر این ایده صحّه می‌گذارد. بنابراین ما با رصد ذره‌ی اول باعث شدیم تابع موج سامانه - به عنوان یک واحد کلی - فوراً تغییر یابد، به گونه‌ای که باعث شد ذره‌ی دوم دارای مکان یا سرعت مشخصی گردد؛ یا همان طور که اینشتین استدلال نمود: «آیا نباید موج کوانتومی که آن را توصیف می‌کرد، در آنِ واحد به گونه‌ای تغییر کند که کل صفحه را بپوشاند؟»

این موضوع بحث را به سوی واقعی بودن تابع موج می‌کشاند. قضیه‌ی تغییرات تابع موج به صورت آنی در فضا یعنی بی‌نیازی از هر زمانی و به آن معنا است که این انتقال می‌تواند با سرعت نامتناهی صورت پذیرد و حال آنکه چنین چیزی در کیهان ما شدنی نیست. بر اساس نظریه‌ی نسبیت خاص اینشتین، نمی‌توان از سرعت نور تجاوز کرد، چه برسد به سرعت نامتناهی. سرعت عبارت است از مسافت تقسیم بر زمان. در این حالت مورد نظر ما، مسافت هر چه که باشد، سرعت، نامتناهی است و اگر اطلاعات به طور فوری و آنی انتقال یابد، یعنی زمان برابر با صفر می‌باشد.

به عبارت دیگر می‌توانیم بگوییم در جهانی که اطلاعاتِ تابع موج در آن منتقل می‌شود، بعد زمان پنهان و محو شده، می‌باشد. این به آن معنا است که اگر نسبیت خاص درست باشد، به طور قطع این اطلاعات در جهان دیگری که قوانین آن اجازه‌ی انجام این امور غیرممکن در جهان ما را می‌دهد، انتقال می‌یابد. جهان مزبور حتماً باید بر جهان ما تأثیرگذار و به آن متصل باشد. چیزهای موجود در جهان ما، در آن جهان، وجودی شبح‌گونه دارند، به صورتی که می‌توانند با آنها ارتباط و اتصال داشته و اطلاعات بین این دو با سرعت نامتناهی رد و بدل شود. یا شاید ما و سایر موجوداتی که در این جهان هستند، اشباحی باشیم برای واقعیت‌هایی لطیف‌تر که در جهانی لطیف‌تر از ما جای گرفته‌اند.

مکانیک کوانتوم بابی در علم کیهان‌شناسی با مقوله‌ی چندجهانی یا جهان‌هایی که ممکن است هر یک بر دیگری تأثیرگذار باشد، گشوده است.

اگر این بحث برای اثبات وجود نفْس یا روح انسانی کفایت نکند، با این حال قطعاً هر انسان عاقلی را به طرح پرسش از میزان واقعیت این مطلب وامی‌دارد که آیا وجود ما فقط به این کیهان منحصر و محصور است و ما صرفاً بدن‌هایی هستیم که از ماده‌ی این کیهان خلق شده‌ایم؟ آیا این احتمال متصور نیست که این جهان‌های چندگانه، لطیف‌تر از کیهان ما باشند و ذرات آن نیز ریزتر از ذرات مادی و انرژی موجود در جهان ما باشد، به گونه‌ای که اجازه‌ی انتقال با سرعت بیشتر از نور را که ذرات انرژی یا فوتون‌ها با آن سرعت در این دنیا حرکت می‌کنند، می‌دهد؟ آیا ممکن نیست که این جهان ما و وضعیت فعلی، تجریدی از وجود شبح‌گونه‌ای از جهانی لطیف‌تر باشد؟

انسجام کوانتومی یا ناگسسته بودن آن، ابعاد بسیار بزرگ‌تری از وضعیت دو ذره یا دو فوتون را که از یک منبع منتشر شده‌اند، شامل می‌شود؛ زیرا کیهان جملگی یک رویداد کوانتومی است و به هنگام انفجار بزرگ به یک اصل و منشأ بازمی‌گردد. در گذشته برخی ذرات به یکدیگر نزدیک و چسبیده بوده‌اند. ذره‌ای که در گوشه‌ای از هستی یا در جسم یک جاندار دیگر قرار دارد، چه بسا روزگاری و در لحظه‌ای به ذره‌ای که الآن در جسم ما است، چسبیده بوده و چه بسا با تحت تاثیر قرار گرفتن آن ما نیز تحت تأثیر قرار بگیریم؛ همان طور که شاید ما نیز به نحوی از انحا و از طریق انسجام کوانتومی بر اشیا اثرگذار بوده باشیم

«آیا گمان می‌کنی تو جسم کوچکی هستی؟ و حال آنکه جهان بزرگی در وجود تو نهفته است» (۱).

گربه‌ی شرودینگر و تأثیر ناظر بر سیستم

اشکال یا پارادوکس گربه‌ی شرودینگر، در قالب یک آزمایش فکری به صورت زیر مطرح می‌شود:

فرض کنید شما جعبه‌ای دارید که در آن یک گربه، یک شیشه‌ی گاز سمّی، ماده‌ی پرتوزا و یک شمارشگر گایگر قرار گرفته است. آنچه اتفاق می‌افتد این است که اگر ذرات ماده‌ی پرتوزا، تابش کنند و شمارشگر گایگر وجود این ذرات را ثبت کند، شیشه‌ی حاوی سم شکسته می‌شود و گربه می‌میرد. این مواد به گونه‌ای تنظیم شده است که احتمال اینکه یکی از ذرات ماده‌ی پرتوزا در مدت زمان معینی تابش کرده باشد، ۵۰% است. حال ما راهی برای دانستن وضعیت گربه و اینکه زنده است یا مرده نداریم، مگر اینکه به جعبه‌ی آزمایش نگاه کنیم. وضعیت گربه به پرتوزایی یا عدم پرتوزایی ماده بستگی دارد و چنین چیزی را نمی‌توان پیش‌بینی کرد، بلکه این رخداد تابع احتمالات می‌باشد. ما با ماده‌ای پرتوزا سروکار داریم که - طبق مکانیک کوانتوم - یا دچار واپاشی شده است یا خیر؛ در نتیجه هر دو حالت به صورتی شبح گونه وجود دارند، تا زمانی که به جعبه و گربه‌ی موجود در آن بنگریم؛ در این صورت تابع موج فرو می‌ریزد و بر اساس مشاهدات ما، یکی از این دو احتمال قطعیت می‌یابد. پس قبل از اینکه درون جعبه را مشاهده کنیم، ما با ماده‌ای پرتوزا سروکار داریم که هم دچار واپاشی شده است و هم خیر؛ شیشه‌ی سم نیز هم شکسته شده است و هم خیر؛ گربه نیز مرده است و در همان زمان زنده است. چیزی که سرنوشت آن را مشخص می‌کند، همان مشاهده‌ی ما و فروریختن تابع موج به دلیل مشاهده‌ی ما می‌باشد.

آزمایش شرودینگر نشان می‌دهد که تفسیر کپنهاگن ایراد دارد؛ چرا که نمی‌توان در یک زمان گربه را هم مرده دانست و هم زنده؛ همان طور که در آزمایش فرض شده است. پس گربه هم زنده است و هم مرده؛ تا زمانی که به دنبال مشاهده‌ی ما، تابع موج دچار فروپاشی شود و وضعیت زنده یا مرده بودن گربه تعیین شود.

تناقضی که شرودینگر در تفسیر کپنهاگن مطرح ساخت، مجادله‌های دور و درازی به راه انداخت.

بنابراین برخلاف آزمایش ذهنی EPR ، آزمایش گربه‌ی داخل جعبه واقعا رنگ و بوی پارادوکسی دارد. بدون قبول کردن واقعیت گربه‌ی مرده - زنده، ارتباط برقرار کردن با تفسیر کپنهاگن محض، غیرممکن است که این موضوع ویگنر (۱) و جان ویلر (۲) را به این سمت برد که این احتمال را در نظر بگیرند که به دلیل نامتناهی بودن سلسله‌ی علت‌ها و تأثیرات، شاید واقعیت وجودی کل جهان صرفاً به این علت که توسط ناظری هوشمند مشاهده می‌شود، وجود داشته باشد. مهم‌ترین پارادوکس از بین تمام احتمالاتی که در تئوری کوانتوم دیده می‌شود، محصول مستقیم آزمایش گربه‌ی شرودینگر است و حمله از جایی که ویلر آن را آزمایش انتخاب تأخیری می‌نامد، آغاز می‌شود. (۳)

شاید بتوانیم بگوییم آزمایش ذهنی شرودینگر از عجیب بودن مکانیک کوانتومی که ما پیشتر با آن آشنا بوده‌ایم، پرده برداشت. حتی اگر مکانیک کوانتوم دربرگیرنده‌ی قوانین هستی باشد و از سوی دیگر هیچ خلل و خدشه‌ای - ولو کوچک و ناچیز - به تفسیر کپنهاگن وارد نباشد، این آزمایش از شگفت بودن هستی و جهانی که در آن زندگی می‌کنیم حکایت دارد. نتیجه‌ای که اکنون به آن رسیده‌ایم، این است که اگر ناظر یا ثبت رویداد کوانتومی از سوی ناظر، عامل فرو ریختن تابع موج باشد - همان طور که در تفسیر کپنهاگن چنین گفته می‌شود - به آن معنا است که اگر انسان یا موجود هوشمند وجود نداشت، هستی به وجود نمی‌آمد. کیهان، وجود خود را مدیون این است که ما آن را مشاهده می‌کنیم؛ زیرا کیهان در کل، یک سیستم کوانتومی است که دارای تابع موج و احتمالات متعدد می‌باشد و فقط هنگامی موجودیت می‌یابد که ما آن را مورد مشاهده‌ی خویش قرار دهیم و تابع موجش نیز فروپاشد و در واقعیت قابل تشخیص و مشاهده گردد. معنی این کلام آن است که ما افراد بشر - یا به عبارتی هوشمندی - اصل و اساسی هستیم که هستی به خاطر آن پدیدار گشته است.

«اگر تو نبودی افلاک (هستی) را خلق نمی‌کردم» (حدیث قدسی) (۱)

آیا ما اشیا را مشاهده می‌کنیم یا آنها را با مشاهده می‌آفرینیم؟!

هنگامی که از مکانیک کوانتوم سخن می‌گوییم، ما درباره‌ی جهانی دیگر یا یک داستان علمی تخیلی صحبت نمی‌کنیم بلکه درباره‌ی بدن‌هایمان و درباره‌ی هر چیزی که پیرامون ما است سخن می‌گوییم. بدن ما و چیزهای اطراف ما جملگی از ذرات کوانتومی تحت سیطره‌ی قوانین مکانیک کوانتوم، که برای ادراکات کلاسیک ما عجیب می‌باشند، تکوین یافته‌اند. قوانین مکانیک کوانتوم در آزمایش‌ها به اثبات رسیده، وسایلی بر اساس آن طراحی شده‌اند و قوانینی هستند که بر کل جهان سیطره دارند.

مکانیک کوانتوم حول این محور می‌چرخد که واقعیت، همان چیزی است که ما با مشاهده ثبت می‌کنیم، یا به عبارت دیگر واقعیت، هنگامی شخصیت و موجودیت واقعی می‌یابد که ما آن را مشاهده و نظاره کنیم. به دیگر سخن، این مشاهدات ما است که آن را جامه‌ی واقعیت می‌پوشاند و از دایره‌ی احتمالات خارج می‌سازد. این مسأله برای ادراکات انسانی ساده‌ی ما در این جهان، بسیار غریب و غیرقابل دسترس می‌باشد؛ زیرا معنایش این است که ما با مشاهده‌ی رخدادهای زمان گذشته، به آنها عینیت می‌دهیم و قطعاً این جمله در زندگی روزمره‌ی ما قابل درک نیست؛ زیرا ما معتقدیم که دست کم زمان حال را می‌توانیم مشاهده کنیم، ولی در سطح مشاهدات کیهانی قادریم تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی را نیز رصد نماییم. تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی عبارت است از تابش فوتون‌هایی در دمای ۷۳/۲ کلوین که از انفجار بزرگ بر جای مانده‌اند و قدمت این تابش به حدود ۷/۱۳ میلیارد سال می‌رسد؛ یعنی ما نه تنها فقط گذشته را نظاره می‌کنیم؛ بلکه آغاز زمان در هستیمان را نیز مشاهده می‌کنیم. ما قادریم دورترین نقطه در محور زمان را شاهد باشیم.

آزمایش ذهنی انتخاب تأخیردار که جان ویلر مطرح کرده، مشابه آزمایش دو شکاف در یک صفحه است، با این تفاوت که این بار سامانه‌ای برای تشخیص عبور فوتون یا الکترون (یا هر ذره‌ی کوانتومی) از دو شکاف قرار می‌دهیم. ما این کار را نه با رصد دو شکاف بلکه از طریق مشاهده‌ی ذره پس از عبور از دو شکاف و به وسیله‌ی شناسایی عبور آن از یکی از این دو منفذ انجام می‌دهیم. به این صورت که با یک پوشش قطعه قطعه، لنز سامانه را می‌پوشانیم. این پوشش را مشابه پرده‌ی کرکره‌ای که جلوی پنجره‌ها کار می‌گذارند، می‌توان باز و بسته کرد؛ به صورتی که اگر این مانع بسته شود، فوتون نمی‌تواند عبور کند و اگر باز شود، امکان عبورش فراهم می‌گردد و لذا می‌توان عبور آن از یکی از دو شکاف را مشاهده نمود. حال اگر ذره را بتابانیم و مانع نیز باز باشد، ما در حالی آزمایش را انجام می‌دهیم که گویی دو شکاف را رصد می‌کنیم و می‌بینیم که ذره از یکی از این دو عبور می‌کند؛ ولی اگر مانع بسته باشد، این آزمایش مشابه آزمایش دو شکاف کلاسیک می‌شود و ذره به صفحه می‌خورد و ما نوعی از تداخل را شاهد خواهیم بود که گویی یک ذره در آنِ واحد از هر دو شکاف عبور کرده است. ولی فرض بگیریم که ما وضعیت پوششی را که بر روی لنز قرار داده‌ایم، مشخص ننموده‌ایم، تا زمانی که ذره از دو شکاف عبور کند آن گاه وضعیتش را معین بسازیم یعنی یا بازش کنیم و یا آن را ببندیم. در این حالت وضعیت ذره در گذشته یعنی به هنگام عبور از دو شکاف مشخص می‌شود (با توجه به تصمیم‌گیری آتی ما) که در این حالت یا ذره‌ی خاص (تک ذره) از یکی از دو شکاف رد شده یا مجموعه‌ای از اشباح ذرات یا دسته‌ای از امواج از هر دو شکاف عبور کرده، یعنی تک ذره در یک آن از هر دو منفذ رد شده است.

به عبارت دیگر: ما در حال حاضر با انتخاب و مشاهده‌ی خود، وضعیت این ذره را در گذشته تعیین نموده‌ایم.

به بیان روشن‌تر: این ذره دارای بیش از یک گذشته و بیش از یک تاریخ است. ذره ممکن است از یکی از دو شکاف یا از هر دو با هم بگذرد. این ما هستیم که یکی از گذشته‌های ذره را مشخص نموده و با انتخاب و مشاهده‌ی کنونی خود، آن را واقعیت حاضر ذره قرار داده‌ایم.

اگر قضیه بر این منوال باشد، یعنی مشاهده در زمان حال، گذشته را تعیین یا خلق می‌کند، و از سوی دیگر، اگر بدانیم که کیهان جملگی - به همراه ما انسان‌ها - عبارت است از یک سامانه‌ی کوانتومی، و کیهان خود در واقع با یک رویداد کوانتومی ایجاد شده است، می‌توانیم این گونه نظر دهیم که ما با مشاهدات و رصد تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی، انفجار بزرگ را آفریده یا شکل داده‌ایم یا تعیین نموده‌ایم و همچنین گذشته یا تاریخی از بین تاریخ‌های متعدد محتمل را برای دنیا تعیین نموده‌ایم.

یا اگر واضح‌تر بخواهیم بگوییم: ما با مشاهده‌ی خود، تاریخ گذشته‌ی کیهان را رقم زده و به وجود آورده‌ایم؛ کیهانی که شایسته‌ی شکل‌گیری و تکوین ماده، کهکشان‌ها و چیزی که این امکان را به ما می‌دهد که در آن خلق شویم و موجود باشیم و زندگی کنیم، از بین تاریخ‌های متعدد جهان که شایستگی شکل‌گیری ماده و کهکشان‌ها و در نهایت ظهور ما در آن را ندارند.

یعنی بر پایه‌ی این تفسیر، وجود ما شرطی است برای پیدایش کیهانی که در آن زندگی می‌کنیم.

بنابراین می‌توان چنین فهمید که ما (بشر) هدف اصلی وجود می‌باشیم.

«آیا گمان می‌کنی تو جسمی کوچک هستی؟ و حال آنکه جهان بزرگی در وجود تو نهفته است، در حالی که تو همان کتاب روشنی که با حروف آن، معانی پنهان آشکار می‌گردد» (۱).

مکانیک کوانتوم و علیت

در یک جمله‌ی نادر و واضح، بور بیان کرد: «مکانیک کوانتوم خواستار رهایی کامل از اندیشه‌ی علّی کلاسیکی است».

اما اگر به علّیت کلاسیک و واقع‌گرایی نیازی نباشد، فیزیکدان‌ها بر اساس چه جایگزینی تفکر کنند؟ بور هیچ پاسخ روشنی برای این پرسش ارائه نداد، مگر یادآوری فلسفه‌ی خودش (۲) درباره‌ی اصل مکمل که در واقع نوعی تناقض‌گویی بود، تا تلاشی برای حل مسأله. (۳)

آنچه آزمایش‌ها و مشاهدات از انطباق تئوری‌های مکانیک کوانتوم بر واقعیت‌ها ثابت می‌کند، مؤید درستی نظریه‌ی مکانیک کوانتوم می‌باشد ولی با این حال، اشکالاتی بر جای می‌ماند که تفسیر و توضیح آنها دشوار می‌نماید:

هیچ علت آشکاری برای پدیده‌ی محو شدن تداخل و باقی ماندن واقعیتی که آن را می‌سنجیم، در هنگام سنجش یا مشاهده در پدیده‌های مشابه آزمایش دو شکاف، وجود ندارد.

تغییر لحظه‌ای تابع موج نیز بدون شرح و تفسیر باقی می‌ماند، همان طور که در اشکال EPR به آن اشاره شد.

ولی ابطال علیت در واقع فرار از ارائه‌ی راه حل است، نه یک راه حل.

در واقع ابطال علیت نقص عقلی و فلسفی بزرگی در آنچه مکانیک کوانتوم مطرح می‌کند، به شمار می‌رود. قانون علیت از بدیهیات است و عقل نمی‌پذیرد که علیت ملغی و باطل گردد؛ زیرا عدم، نامولّد است و هیچ ماهیتی در عدم وجود ندارد تا بتواند نتیجه‌ای حاصل کند؛ یا می‌توانیم بگوییم فاقد شیء، قادر نیست اعطاکننده‌ی شیء باشد.

نهایت آنچه در اینجا می‌توان ابراز داشت، این است که دلیل پیدایش این رویدادهای کوانتومی در مرزهای کیهانی که ما در آن زندگی می‌کنیم، مجهول می‌باشد، و اصولاً سخن بر سر این نیست که مطلقاً علت و سببی وجود ندارد، چرا که حادث شدن چیزی بدون سبب، امکان‌پذیر نمی‌باشد. این مسأله نه تنها ناقض دلیل عقلی است، بلکه بر تمام پدیده‌های رصد ‌شده یا مشاهدات ما در این کیهان در سطح بالاتر از رویدادهای کوانتومی نیز خط بطلان می‌کشد. دانش بر پایه‌ی مشاهده استوار است و این مشاهدات تأثیر زیادی در اثبات بسیاری از تئوری‌های علمی دارند. بنابراین نمی‌توان از نتیجه‌ی مشاهدات حاصل از کیهانی که در آن زندگی می‌کنیم، غفلت ورزیم. این مشاهدات مؤید این مطلبند که برای هر رویدادی، علتی وجود دارد. در نهایت می‌توان چنین گفت که در باور برخی از آنها یا این موضوع ربطی به علم ندارد و یا این قضیه به هر صورتی که رخ بدهد، در واقع فرآیندی است برای ترویج و بازارگرمی خداناباوری.

بنابراین نه تنها تفسیر کپنهاگن برای تمام مقاصد کاربردی از بوته‌ی آزمایش سربلند بیرون آمده است، بلکه به نظر می‌رسد قادر به تبیین چشم اندازهایی بسیار فراتر از آن چیزی است که تا حالا مکانیک کوانتومی ارائه کرده است، پیشرفت‌هایی فراتر از ابزار کلاسیکی. اما تفسیر کپنهاگن از نظر عقلی راضی‌کننده نیست. چه بلایی بر سر فرو ریختن توابع موج این دنیای اشباح کوانتومی می‌آید، هنگامی که یک اندازه‌گیری در سیستم زیراتمی انجام دهیم؟ وقتی ما این اندازه‌گیری را انجام می‌دهیم، چگونه این هم‌پوشانی‌های واقعی، نه یکی بیشتر یا کمتر از آنچه در نهایت اندازه‌گیری می‌شود، ناپدید می‌شود؟ بهترین پاسخ این است که سایر واقعیت‌ها (غیر از مورد نهایی) از بین نمی‌روند، در واقع گربه‌ی شرودینگر در هر لحظه هم مرده است و هم زنده، اما در دو یا چند جهان مختلف. تفسیر کپنهاگن و کاربردهای عملی آن، به وسیله‌ی یک چشم‌انداز بسیار کامل‌تر از واقعیت فراگرفته شده و آن تفسیر چند جهانی (۱) است. (۲)

نمی‌توان گفت این رویدادهای کوانتومی قطعاً بدون علت هستند، زیرا چنین حکمی با واقعیت علیتی که عقل به آن حکم می‌کند یا دست کم ما آن را در تمام چیزهای پیرامون خود شاهد هستیم، در تعارض می‌باشد. در ضمن این نظریه‌پردازی به دلیلی برای اثبات قطعی نیاز دارد و مادام که یقینی بر اینکه تمام وجود و هستی، فقط همین کیهانی است که ما بر آن زندگی می‌کنیم، حاصل نگردد، چنین دلیلی وجود نخواهد داشت. این در حالی است که بسیاری از فیزیکدانان نظری و کیهان‌شناسان، امروزه تئوری‌های چندجهانی را با این احتمال که برخی از این جهان‌ها بر برخی دیگر تأثیرگذارند، مطرح و عرضه نموده‌اند.

هیو اِورت (۱) فرضیه‌ی «چند جهانی» را برای حل مشکل فرو ریختن تابع موج و محو شدن واقعیت‌های جایگزین یا دیگر احتمالات که هنگام مشاهده یا سنجش روی می‌دهد، مطرح کرده است. بر اساس تفسیر کپنهاگن، باقی احتمالاتی که هر یک می‌تواند همان واقعیتِ جایگزینِ واقعیتی باشد که ما مشاهده یا اندازه‌گیری کرده‌ایم، بدون هیچ دلیل منطقی محو می‌شوند و از بین می‌روند. در حالی که در تفسیر دنیاهای چندگانه چیزی از بین نمی‌رود، بلکه همه‌ی آنها رویدادهایی واقعی هستند و هر رویداد به یک کیهان مربوط است و ما هنگامی که به سنجش و مشاهده روی می‌آوریم، یکی از آنها را به عنوان واقعیتی که در کیهان ما رخ داده است، ملاحظه می‌کنیم و تشخیص می‌دهیم. این واقعیت، چشم ما را از دیدن یا سنجش واقعیت جایگزین می‌بندد؛ واقعیت جایگزینی که ممکن است آثار آن هنگامی پدیدار شود که ما با سنجش و مشاهده آن را تحت نظر نگیریم مانند رصد نکردن دو شکاف و آنچه که در حالت تداخل در آزمایش دو شکاف شاهد بودیم به گونه‌ای که یک الکترون در یک لحظه از هر دو شکاف عبور کرده و چه بسا با خودش تصادف کرده باشد.

حال با توجه به راه حل فرضیه‌ی چندجهانی می‌گوییم: آنچه از شکاف اول گذر کرده، صورت واقعی الکترون است و آنچه که از شکاف دوم گذر کرده نیز صورت واقعی الکترون است، ولی هر صورت در دنیایی مختلف قرار دارد و از آنجا که ما با سنجش و مشاهده به سراغ آن نرفته‌ایم، به شکل الگوی متداخل بر صفحه‌ی پشتی ظاهر گشته است. یعنی آنها عبارتند از ذراتِ شبح گونه‌ی واقعی از جهان‌های مختلف که از دو شکاف گذر کرده و جملگیشان صورت‌هایی از خود الکترون یگانه‌ی ما هستند، صورت‌هایی در جهان‌های مختلف. ولی هنگامی که با سنجش و قیاس به سراغ الکترون برویم و دو شکاف را رصد کنیم، می‌بینیم که فقط یک الکترون از یکی از شکاف‌ها عبور کرده است. این به آن جهت است که مشاهده‌ی ما و توجهی که نسبت به الکترون اعمال می‌کنیم، ما را از مشاهده و سنجش دیگر صورت‌های الکترون در جهان‌های دیگر بازمی‌دارد؛ یعنی وقتی ما الکترون را در این عالم از طریق مشاهده زیر نظر می‌گیریم، گویی پشت به دیگر عوالم کرده‌ایم و در نتیجه آن را فقط در این عالم مورد مشاهده و سنجش قرار داده‌ایم.

بنابراین عدم قطعیت، تفکرات گذشته را نه تنها در مقیاس‌های بسیار کوچک، یعنی روش ما از درک رفتار ذرات بنیادی تغییر می‌دهد، بلکه آن را در مقیاس‌های کیهانی، جایی که سیستم علّی و احتمالات درباره‌ی مسافت‌های بزرگ اظهار نظر می‌کند هم منسوخ کرده است. انتظار این است که یک تئوری کوانتومی صحیح درباره‌ی جاذبه، به تمام این مشکلات پاسخی منطقی بدهد.

اما در این مرحله از بازی، کاملا نامحتمل به نظر می‌رسد که در یک تئوری کوانتومی درباره‌ی جاذبه، عدم قطعیت از بین برود. تمام شواهد نشان می‌دهد که این مطلب تا ابد باقی می‌ماند. به هیچ وجه نمی‌توان به روزهای گذشته، روزهای جبرگرایی مطلق بازگشت؛ روزگاری که مارکز لاپلاس امیدوار بود تا دانش در زمان حاضر قادر به توصیف دانش زمان گذشته و زمان آینده باشد.

از دید کیهان‌شناسی، این موضوع می‌تواند نکته‌ی مثبتی تلقی شود. جهان لاپلاسی به هیچ وجه نمی‌تواند فرصتی برای متولد شدن داشته باشد؛ زیرا هر مجموعه از شرایط فیزیکی به طور قطعی و منطقی باید از یک وضعیت مشخص قبلی نشأت گرفته شده باشد و همین طور تا بی‌نهایت. هیچ چیزی بدون علت نمی‌تواند رخ دهد.

اما دنیای کوانتومی، متفاوت است. حتی از زمانی که ماری کوری از واپاشی خود به خودی رادیواکتیویته متحیر شد و یا زمانی که رادرفورد از بور سؤال کرد که چه چیزی باعث پرش الکترون در درون اتم از یک محل به محلی دیگر می‌شود، در نهایت به این پاسخ منجر شده که یک رخداد کوانتومی اتفاق افتاده است، بدون هیچ دلیلی.

بنابراین ما به یک بن بست رسیده‌ایم. فیزیک کلاسیک قادر نیست به ما بگوید چرا جهان به وجود آمده است زیرا هیچ رخدادی نمی‌تواند به وقوع بپیوندد، مگر اینکه رخدادهایی قبل از آن عامل به وجود آمدنش باشند. فیزیک کوانتومی نمی‌تواند به ما بگوید چرا جهان به وجود آمده است، غیر از اینکه بیان کند که این اتفاق، صرفاً رخ داده است، کاملا به صورت یک رخداد طبیعیِ احتمالی تا یک رخداد قطعی. به عبارت دیگر، حق با اینشتین بود که مکانیک کوانتومی تنها تصویر ناقصی از فیزیک را ارائه می‌کند. اما شاید بور بیشتر حق داشت مبنی بر اینکه این نقصان، نه تنها غیر قابل اجتناب، بلکه در واقع، ضروری است. به پارادوکسی می‌رسیم که مورد علاقه‌ی بور بود: تنها از یک نقطه‌ی ابتدایی، به وسیله‌ی یک عمل غیر قابل توصیفِ عدم قطعیت مکانیک کوانتومی، جهان ما به وجود آمد، زنجیره‌ای از رخدادها به خلق ما منجر شد، در حالی که ما در تعجبیم که چه نیروی اولیه‌ای ما را به وجود آورده است. (۱)

نظریه‌ی نسبیت عام

طبق قوانین نیوتن، نیروی جاذبه‌ی گرانش بین دو جسم به جرم آنها و نیز فاصله‌ی بین آن دو در یک لحظه بستگی دارد. مفهوم این سخن آن است که اگر یکی از این دو جسم حرکت کند به گونه‌ای که مسافت بین این دو تغییر یابد، نیروی گرانش بر جسم دوم فوراً تغییر خواهد کرد. به عبارت دیگر تغییر در لحظه و به صورت آنی ایجاد می‌شود. این به آن معنا است که اثرگذاری نیروی گرانش با سرعت بی‌نهایت منتقل می‌شود، و این با نسبیت خاص - که می‌گوید سرعت نور، بالاترین سرعت‌ها است - سر ناسازگاری دارد. از این رو اینشتین ده سال تمام در کار ارائه‌ی نظریه‌ی گرانشی بود که با نسبیت خاص در تعارض نباشد. وی در سال ۱۹۱۵ میلادی نظریه‌ی نسبیت عام را مطرح کرد که کیهان را از نظر تأثیر گرانش ماده و نیروی آن و نیز تأثیر مواد بر یکدیگر، به صورت یک مجموعه‌ی کلی و واحد در نظر می‌گیرد که با آنچه اینشتین در نسبیت خاص مطرح کرده بود، در تعارض نمی‌باشد؛ اینکه در کیهان سرعتی بالاتر از سرعت نور نیست، و زمان فاقد استقلال مطلق از دیگر ابعاد کیهانی که ما آنها را مکان می‌نامیم، می‌باشد، ما با یک بافت کیهانی که از ابعاد چهارگانه تشکیل شده است، مواجه می‌باشیم.

در نظریه‌ی نسبیت عام، تأثیر گرانش در نتیجه‌ی خمیدگی ابعاد چهارگانه‌ی کیهانی زمان - مکان به دلیل وجود ماده و انرژی است؛ گویا بافت موجود در هستی به صورتی است که می‌توان در آن خمیدگی ایجاد کرد و هر ماده‌ای در جهان با مقدار جرم خود، این بافت را خمیده می‌سازد. هر انرژی نیز به همین صورت این بافت را به اندازه‌ای که معادل مقدار مشابه مادی آن طبق معادله‌ای که اینشتین در نظریه‌ی نسبیت خاص مطرح کرده است خم می‌کند.

به عنوان مثال جرم و انرژی خورشید، بافت زمان - مکان را خم می‌کند و زمین در این مسیر منحنی که بسیار شبیه به مسیر مستقیم و در واقع کوتاه‌ترین فاصله بین دو نقطه در ابعاد چهارگانه است، حرکت می‌کند. ما در جهان سه‌بُعدی، این مسیر را تقریباً به صورت دایره‌ای شکل می‌بینیم. دقیقاً مشابه هواپیمایی که در ابعاد سه‌گانه، بر خط مستقیمی بین دو نقطه در هوا حرکت می‌کند، ولی مسیر سایه‌ی آن بر روی سطح دو بعدیِ زمین الزاماً خط مستقیم نیست و در نتیجه‌ی پستی و بلندی‌های سطح زمین، مسیر سایه منحنی می‌شود.

نظریه‌ی نسبیت خاص در توضیح این پدیده که سرعت نور برای همه‌ی ناظران ثابت است، (همان طور که آزمایش مایکلسون - مورلی نشان داد) بسیار موفق بود و به خوبی توانست آنچه را در سرعت‌های نزدیک به نور برای یک شیء اتفاق می‌افتد، توضیح دهد؛ اما این با نظریه‌ی گرانش نیوتن همساز نبود که می‌گفت اجسام یکدیگر را با نیرویی که به فاصله‌ی میان آنان بستگی دارد، جذب می‌کنند. یعنی اگر یکی از آنان را جابه‌جا کنیم، نیروی وارد بر دیگری همزمان با این جابه‌جایی دستخوش تغییر می‌گردد. یا به دیگر سخن تأثیرهای گرانشی به جای آنکه مطابق با نظریه‌ی نسبیت خاص، با سرعت نور یا کمتر از آن سیر کنند، با سرعت بی‌نهایت اثر می‌کنند. بین سال‌های ۱۹۰۸ تا ۱۹۱۴ اینشتین چندین بار کوشید نظریه‌ی گرانشی تدوین کند که با نسبیت خاص همساز باشد؛ ولی موفق نشد. او سرانجام در سال ۱۹۱۵ نظریه‌ای را مطرح ساخت که امروز به نام نظریه‌ی نسبیت عام معروف است.

اینشتین این ایده‌ی انقلابی را عرضه کرد که گرانش، نیرویی همانند سایر نیروها نیست، بلکه نتیجه‌ی این واقعیت است که فضا - زمان آن طور که تا آن روزگار تصور می‌رفت، مسطح نمی‌باشد: فضا - زمان به سبب توزیع جرم و انرژی، خمیده و یا دارای «پیچ و تاب» است. حرکت اجسامی چون زمین بر مدارهایی خمیده به خاطر اعمال نیروی جاذبه نیست، بلکه آنها در فضایی خمیده و پر پیچ و تاب مسیری را که کاملاً مشابه خط راست است و ژئودزیک (۱) نام دارد می‌پیمایند. (۲)

بسیاری از برنامه‌ها و آزمایش‌ها ثابت کرده است که پیش‌بینی نظریه‌ی نسبیت عام، با واقعیت همخوانی دارد. به عنوان مثال تفسیری که این نظریه از مدار عطارد به دست می‌دهد، دقیق‌تر از تفسیر قانون گرانش نیوتن می‌باشد. این نظریه همچنین توانسته انحراف پرتو نور و تأثیرگذاری آن بر میدان‌های گرانشی را مشخص کند، که در عمل درستی آن در آزمایش ثابت شده است. نسبیت عام همچنین وجود سیاهچاله‌ها را پیش‌بینی کرده بود که با کشف سیاه‌چاله‌ها، این پیش‌بینی نیز تایید شد.

مهم‌ترین چیزی که نسبیت عام در خصوص موضوع مورد بحث ما مطرح کرده، این است که زمان و مکان فضای منجمدی که رویدادها در آن واقع می‌شود، نمی‌باشد بلکه زمان و مکان خم می‌شوند و از چیزهای موجود در خود تأثیر می‌پذیرند. به عبارت دیگر وجود آنها دینامیکی و متحرک است.

برخی کیهان‌شناسان با استناد به همین نظریه، چنین فرض گرفته‌اند که گستره‌ی هستی فقط به ماده و انرژی محدود نمی‌شود؛ بلکه فضایی را که این دو را در بر می‌گیرد نیز شامل می‌گردد.

نقطه‌ی تکینگی (singularity)

کارل شوارتزشیلد (۳)، در سال ۱۹۱۶میلادی با استناد به نظریه‌ی نسبیت عام اینشتین که گرانش را چنین توجیه کرد که اجسام به مقدار جرم خود، فضا یا بافت زمان - مکان را منحنی و خمیده می‌سازند

پیشنهاد کرد اجسام سنگین و دارای نیروی گرانش عظیم - به مقداری که کفایت کند - فضای پیرامون خود را به طور کامل انحنا می‌بخشند و آن را به شکل چاله یا گودالی در فضا یا بافت کیهانی درمی‌آورند؛ به گونه‌ای که گرانش آن اجازه نمی‌دهد چیزی از محیط پیرامونش ـ‌ که به زبان علمی «افق رویداد» نام دارد ‌ـ به خارج راه یابد. نور هم از همین دسته است؛ زیرا سرعت گریز از افق رویداد بیش از سرعت نور می‌باشد و بنابراین نور نمی‌تواند از منطقه‌ی افق رویداد بگریزد. در نقطه‌ی محاط به سطح افق رویداد در فضا - که نقطه‌ی تکینگی نام دارد - معادلات و قوانین شناخته‌شده‌ی فیزیک از هم می‌پاشد و منتفی می‌گردد. این منطقه و محیط پیرامون آن (افق رویداد) را به نام سیاهچاله می‌شناسیم.

سیاهچاله معمولاً هنگامی به وجود می‌آید که یک جرم سنگین - مانند جرم ستاره‌ی عظیمی که به دلیل پایان یافتن سوخت هسته‌ایش، در مرکز خود فرو می‌ریزد - در منطقه‌ای کوچک از فضا به حد کافی متمرکز شود تا بتواند بافت کیهانی را به طور کامل خم کند. اندازه‌ی نقطه تکینگی برابر با صفر است؛ بنابراین چگالی سیاهچاله با هر جرمی که داشته باشد برابر با بی‌نهایت خواهد بود. شعاع منطقه‌ی افق رویداد - یعنی مرزهای سیاهچاله - که حتی نور هم نمی‌تواند از آن بگریزد، به جرم سیاهچاله وابسته است.

ستاره‌های سنگین‌تر بسیار سریع‌تر از خورشید، هیدروژن خود را می‌سوزانند و به هلیوم تبدیل می‌کنند. این به آن معنی است که آنها طی کمتر از چند صد میلیون سال قادر به تمام کردن هیدروژن خود می‌باشند. پس از آن، این ستاره‌ها با یک بحران روبه‌رو می‌شوند. آنها می‌توانند هلیوم خود را بسوزانند و تبدیل به عناصر سنگین‌تری مانند کربن و اکسیژن کنند؛ ولی این واکنش‌های هسته‌ای، انرژی زیادی تولید نمی‌کند؛ بنابراین دمای ستاره و در نتیجه فشار حرارتی که آنها را در برابر گرانش محافظت می‌کند، کاهش می‌یابد؛ درنتیجه شروع به متراکم شدن می‌کند. اگر آنها بیشتر از دو برابر خورشید جرم داشته باشند، فشار، هرگز قادر به متوقف کردن متراکم شدن ستاره نخواهد بود. در نهایت، آنها به حجم صفر و به چگالی بی‌نهایت می‌رسند تا چیزی را که ما به آن تکینگی می‌گوییم، به وجود آورند. (۱)

رصد و مشاهده‌ی سیاهچاله‌ها در فضا، از طریق مشاهده‌ی شتاب گرفتن سرعت حرکت برخی ستارگان موجود در اطراف این سیاهچاله‌ها، به هنگام نزدیک شدن به منطقه‌ی افق رویداد، انجام می‌شود. اخیراً و در قرن بیست و یکم گروهی از دانشمندان کُره‌ای، یک سیاهچاله را در حال بلعیدن یکی از ستارگان، کشف و ثبت نموده‌اند. (۲)

شکل ۲۲: تصویری از یک سیاهچاله که در پایین آن نقطه‌ی تکینگی مشاهده می‌شود. (۱)

سرعت گریز

«سرعت گریز» سرعتی است که یک جسم یا ذره را قادر می‌سازد تا از نیروی گرانشی جسم دیگر بگریزد. به عنوان مثال سرعت گریز از گرانش زمین حدود ۱۲ کیلومتر بر ثانیه است و این بسیار کمتر از سرعت نور می‌باشد و نور می‌تواند از زمین به فضای پیرامون آن بگریزد. از همین رو زمین برای ناظری که بیرون از آن قرار دارد، قابل مشاهده است. همین قضیه در مورد خورشید و دیگر ستارگان نیز برقرار است؛ به جز سیاهچاله‌ها که سرعت گریز آنها بیش از سرعت نور است و بنابراین سیاهچاله‌ها تاریک و نامرئی می‌باشند.

افق رویداد

«افق رویداد» سطحی است که آن بخش از منطقه‌ی زمان - مکان را که نور می‌تواند از آن بگریزد، از منطقه‌ای که گریز نور از آن غیرممکن است، جدا می‌سازد. افق رویداد، مرز سیاهچاله محسوب می‌شود.

تابش سیاهچاله

این عنوان گویی با آنچه پیشتر بیان داشتیم مبنی بر اینکه نور از افق رویداد سیاهچاله نمی‌گریزد در تعارض می‌باشد. حال چگونه اکنون می‌گوییم سیاهچاله تابش دارد؟!

این نظریه توسط استیون هاوکینگ دانشمند فیزیک نظری ارائه شد و به طور جزئی جامع بین نظریه‌ی نسبیت عام و نظریه‌ی کوانتوم می‌باشد. مفاد این نظریه آن است که سیاهچاله‌ها به طور کامل سیاه نیستند، بلکه تابش‌هایی دارند که ناظر بیرون از سیاهچاله می‌تواند آنها را مشاهده کند و دریابد که از سیاهچاله صادر شده است. زیرا ناپایداری‌های کوانتومی که پیشتر به آن اشاره کردیم، در فضاهای تهی وجود دارد و مکانیک کوانتوم طبق اصل عدم قطعیت چنین چیزی را بیان می‌کند؛ زیرا طبق این اصل عدم قطعیت فضا نمی‌تواند خلأ مطلق باشد؛ چرا که معنای خلأ مطلق آن است که اندازه‌ی میدان‌هایی همچون میدان الکترومغناطیسی یا گرانشی، صفر باشد و در نتیجه میانگین تغییرات آنها نیز صفر شود و این با اصل عدم قطعیت ناسازگار است.

بنابراین طبق مکانیک کوانتوم، همواره در خلأ زوج ذره‌هایی فرضی وجود دارد که پدیدار شده و سپس با یکدیگر برخورد کرده و یکدیگر را نابود می‌کنند؛ یا ذرات و ضدذرات فرضی، ظاهر گشته و به دلیل برخورد با هم، یکدیگر را نابود می‌سازند. اگر ذرات و ضد ذرات در افق رویداد سیاهچاله یا در نقطه‌ی تکینگی پدیدار شوند و به جای برخورد با هم و متلاشی ساختن یکدیگر، یکی از آنها به دلیل جاذبه‌ی سیاهچاله در آن سقوط کند، ذره‌ی دیگری که در مقابل آن است، می‌تواند آزاد شود و از سیاهچاله به بیرون بگریزد. ناظری که در بیرون سیاهچاله قرار دارد، این ذره را در قالب تابشی که از سیاهچاله صادر شده می‌بیند. این تابش را تابش سیاهچاله می‌نامند. برخی نیز نام این تابش را براساس کاشف آن، به نام تابش هاوکینگ خوانده‌اند. تابش سیاهچاله بر اساس جرم سیاهچاله یا نقطه‌ی تکینگی در کیهان فعلی و براساس معادله‌ی زیر به دست می‌آید:

T=(hc^۳)/(۸ kGM)

که در آن:

T : دمای تابش سیاهچاله

h : ثابت پلانک

G : ثابت جهانی گرانش نیوتن

k : ثابت بولتزمن

M : جرم سیاهچاله

c : سرعت نور

از معادله‌ی فوق درمی‌یابیم که هر چه جرم سیاهچاله یا نقطه‌ی تکینگی کمتر باشد، دمای تابش سیاهچاله بیشتر خواهد بود. برای کشف این تابش و رصد و مستندسازی آن به شکل قطعی در هستی، باید سیاهچاله‌ای کوچک به دست آید. جرم این سیاهچاله باید اندک باشد تا از تابش قوی و پرحرارتی برخوردار باشد، به گونه‌ای که در برابر تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی که هستی را با دمایی بالغ بر ۷/۲ کلوین دربرگرفته، قابل تشخیص باشد. به طور کلی تا کنون برای این فرضیه، شواهد و دلایلی تجربی ارائه نشده است.

شکل ۲۳: تشریح تابش هاوکینگ، چگونگی و مکان پیدایش آن

اگر سیاهچاله‌ای وجود داشته باشد، ممکن است یکی از جفت ذرات به داخل آن سقوط کند، در حالی که دیگری به سمت جهان لایتناهی فرار کند. برای ناظری که بسیار دورتر از سیاهچاله قرار دارد، ذره‌ی فرار کرده مانند تابشی از طرف سیاهچاله دیده می‌شود. طیف یک سیاهچاله دقیقاً همان چیزی است که از یک جسم داغ انتظار داریم، متناسب با درجه‌ی حرارتی که میدان گرانشی در افق رویداد سیاهچاله (یا به عبارت دیگر در مرز آن) دارا است. به عبارت دیگر، دمای سیاهچاله بستگی به اندازه‌ی آن دارد. (۱)

مدل‌های فریدمان

نسبیت عام، جهانی ناایستا (پویا) پیش‌بینی می‌کند. اینشتین هنگام وارد کردن ثابت کیهانی در معادله‌اش، می‌کوشید از این موضوع اجتناب ورزد. اینشتین و بسیاری از فیزیکدان‌های آن زمان معتقد بودند کیهان ایستا و ثابت است، و تا زمانی که انرژی یا نیرویی که در برابر گرانش ماده و نیروی کیهانی تاب بیاورد، وجود نداشته باشد، جهان ایستا (استاتیک)، لاجَرَم در خود فرو می‌ریزد.

الکساندر فریدمان فیزیکدان روسی این مسأله را به روشی دیگر حل کرد. وی به جای اینکه ثابت کیهانی را وارد معادله نماید، راه حلی برای مدل غیرثابتِ کیهان که با نسبیت عام هماهنگی داشته باشد، ارائه نمود. در نهایت اینشتین موافقت خود را با راه حل فریدمان ابراز داشت و اعتراف کرد که با وارد کردن ثابت کیهانی و ایستا فرض گرفتن جهان هستی، دچار اشتباه شده است. ولی در ادامه اشاره خواهیم کرد که پس از این ماجرا، انرژی تاریک کشف شد. انرژی تاریک ضد گرانش عمل می‌کند؛ یعنی هم‌ارز عملکرد ثابت کیهانی در مقاومت کردن در برابر نیروی گرانش ماده و انرژی می‌باشد.

سپس سه مدل فریدمان برای جهان غیرثابت که معمولاً مدل‌های فریدمان نامیده می‌شود، کامل گشت. به این ترتیب درها به روی کیهانِ گسترش یافته - که آغاز و ابتدایی دارد - گشوده شد. مدل‌های فریدمان بر این نظر است که کیهان دارای انبساط و گستردگی می‌باشد؛ پیش از آنکه ادوین هابل از طریق نتایج رصد کهکشان‌ها دریابد که تغییر بسامد نور ساطع شده از آنها به سمت رنگ سرخ تمایل دارد و هر چه فاصله بیشتر شود، این تغییر رنگ شدت می‌یابد. این به آن معنا است که بر اساس پدیده دوپلر کهکشان‌ها به سرعت در حال دور شدن از یکدیگر می‌باشند.

مدل‌های فریدمان عبارت اند از:

مدل اول: جهان مانند سطح کره دارای انحنای مثبت است و اگر انبساط داشته باشد، عملکرد جاذبه باعث می‌شود در نهایت کارش به انقباض کشیده شود و انبساط بدون توقف جهان، ادامه نخواهد یافت.

مدل دوم: جهان مانند سطح هذلولی سهموی یا زین اسب انحنای منفی دارد و اگر انبساط داشته باشد، انبساطش بدون توقف ادامه خواهد داشت.

مدل سوم: جهان فاقد انحنا یا به عبارت دیگر مسطح است و اگر انبساط داشته باشد، میانگین انبساطش به تدریج کم شده، به صفر میل می‌کند ولی هیچگاه به صفر نمی‌رسد. یعنی آهنگ انبساطش کند می‌شود ولی به ایست کامل نمی‌رسد و به این ترتیب انرژی مثبت آن که توسط ماده پدید می‌آید، با انرژی منفی که از جاذبه سرچشمه می‌گیرد برابر خواهد شد.

تمام مدل‌های فریدمان پیش‌بینی می‌کنند که در ابتدای تشکیل جهان، فاصله‌ی بین کهکشان‌ها صفر بوده، زیرا حجم جهان صفر و در نتیجه چگالی آن بی‌نهایت بوده است و این به معنی آن است که مدل‌های فریدمان که براساس نظریه‌ی نسبیت بنا شده‌اند می‌گویند: نقطه‌ای وجود داشته است که جهان از آن آغاز شده است و در این نقطه، نظریه‌ی نسبیت عام از اعتبار ساقط می‌گردد. این نقطه، نقطه‌ی تکینگی نامیده می‌شود و انفجار بزرگ از این نقطه آغاز شده است.

شکل ۲۴: مدل‌های فریدمان (۱)

هستی را آغازی است

کیهانی که ما در آن زندگی می‌کنیم از ماده‌ای که مشاهده می‌کنیم، تشکیل شده است. این جهان عبارت است از ابرهای گازی، صخره‌های متراکم، سیارات و ستارگان سوزان، که در مجموعه‌هایی منظم و ساخت‌یافته به نام کهکشان در مدار خود می‌چرخند. این کهکشان‌ها که برخی از آنها حاوی میلیاردها و چه بسا یک‌تریلیون ستاره هستند، در هستی با سرعت قابل ملاحظه‌ای از یکدیگر دور می‌شوند. برخی کهکشان‌ها مارپیچی شکل هستند، برخی بیضوی شکل، برخی مارپیچی میله‌ای، برخی نیز نامنظم و فاقد هر نوع شکل مشخص می‌باشند (زیرا از برخورد دو کهکشان با هم به وجود آمده‌اند). این کهکشان‌ها در خوشه‌های کهکشانی یعنی جاهایی که ماده‌ی مرئی در جهان متمرکز شده‌است، نظم و سازمان می‌یابند؛ این خوشه‌ها می‌توانند شامل صدها یا هزاران کهکشان باشند.

این مفاهیم پایه‌ای از طریق مشاهدات نجومی و برخی قوانین فیزیک از قبیل پدیده یا قانون دوپلر در تغییر بسامد نسبی ثابت شده است. نتیجه‌ای که اخترشناسان به آن دست یافته‌اند مبنی بر اینکه کهکشان‌ها با سرعت زیادی در حال حرکت و دور شدن از یکدیگر هستند، برای ما حائز اهمیت می‌باشد؛ چرا که به این معنا است که هستی گسترش می‌یابد و ایستا نمی‌باشد و درنتیجه در گذشته کوچک‌تر و با چگالی بیشتری بوده است. این موضوع ـ ‌به این معنی که هستی آغازی دارد و ازلی نمی‌باشد‌ ـ از طریق مشاهدات نجومی و به وسیله‌ی پدیده‌ی دوپلر در تغییر بسامد نسبی، همچنین با رصد تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی ثابت شده است.

ولی پیش از مطرح شدن ایده‌ی تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی، رقیبی برای انفجار بزرگ وجود داشت؛ مدل حالت پایدار که هرمان بوندی، توماس گلد و فرد هویل (۱) مطرح نموده‌اند. می‌توانیم بگوییم این مدل سازوکاری برای تفسیر دور شدن کهکشان‌ها از هم ارائه می‌نماید، به گونه‌ای که هستی را بی‌سرآغاز در نظر می‌گیرد. این مدل را می‌توان تلاشی برای منتفی دانستن این سرآغاز و عدم اشاره به وجودی عظیم‌تر از این کیهان که باعث به وجود آمدنش شده است، دانست.

پدیده‌ی دوپلر و جهانی در حال گسترش

تغییر نسبی (جابه‌جایی) بسامد یک موج بر اثر جابه‌جایی نسبی بین منبع موج و ناظر را پدیده‌ی دوپلر می‌نامند. براساس این جابه‌جایی می‌توان مشخص کرد که منبع موج به ناظر نزدیک، یا از او دور می‌شود. این پدیده در زندگی روزمره‌ی ما قابل مشاهده است. مثلاً هنگامی که خودرویی صدادار مانند ماشین پلیس یا آمبولانس از کنار ما رد شود، از نوع صدای آن تشخیص می‌دهیم که آن خودرو در حال نزدیک شدن به ما است و سپس از نوع صدا، دور شدن آن را تشخیص می‌دهیم، در حالی که صدای خودرو برای راننده‌اش ثابت می‌باشد (۱). با استفاده از پدیده‌ی دوپلر می‌توانیم دریابیم که ستارگان و کهکشان‌ها از ما دور و یا به ما نزدیک می‌شوند. این کار با اندازه‌گیری فرکانس تابش‌شده از آنها، و مقایسه‌ی آن با فرکانس اصلی آزمایشگاهی صورت می‌گیرد. ما می‌دانیم که نور ستارگان از احتراق هیدروژن ناشی می‌شود. طول موج اصلی هیدروژن در آزمایشگاه مشخص و شناخته شده است و ما می‌توانیم با مقایسه‌ی طول موج طیف هیدروژنی که از سوی ستاره به سمت ما می‌آید، با طول موج اصلی طیف هیدروژن بفهمیم که آیا ستاره به ما نزدیک می‌شود یا از ما دور می‌گردد. اگر طول موج نور ستاره بیشتر از نظیر آزمایشگاهی آن باشد، درمی‌یابیم که این ستاره در حال دور شدن از ما است. عکس این مطلب نیز صحیح است (۲). این قضیه در مورد کهکشان‌ها نیز مصداق دارد. اگر بخواهیم با زبان رنگ‌ها صحبت کنیم، چنین بیان می‌داریم: اگر رنگ نور کهکشان به آبی تغییر کند، یعنی کهکشان در حال نزدیک شدن به ما است و به سمت ما می‌آید، و اگر رنگ کهکشان به سمت قرمز تمایل یابد، یعنی در حال دور شدن از ما می‌باشد.

نتایج رصد کیهان ثابت می‌کند که طیف بیشتر کهکشان‌ها به سمت قرمز میل می‌کند و مقدار این تغییریافتگی نیز متناسب با میزان دور شدن آنها از ما می‌باشد؛ یعنی هر چه کهکشانی از ما دورتر شود، سرخی آن بیشتر می‌گردد. مفهوم این سخن آن است که کهکشان‌ها در حال دور شدن از ما هستند. از سوی دیگر هر چه کهکشانی از ما دورتر باشد، سرعت آن نیز بیشتر خواهد بود یعنی با سرعت بیشتری از دیگر کهکشان‌ها فاصله می‌گیرد. به عبارت دیگر در گذشته، کهکشان‌ها و ماده‌ی هستی به یکدیگر نزدیک‌تر بوده‌اند و هر چه به گذشته‌ی دورتر برویم، این نزدیکی بیشتر و بیشتر می‌شود تا جایی که به حجم صفر می‌رسیم. معنی این مطلب آن است که مدل ثابت یا استاتیکی کیهان صحیح نیست. همچنین این سخن که «کیهانی که ما بر آن زندگی می‌کنیم ازلی است» یا اینکه می‌گوید «هستی به طور مستقیم به همین صورتی که اکنون هست، آفریده شده» نادرست می‌باشد.

شکل ۲۵: تصویر ساده‌ای از اثر دوپلر (۱)

شکل ۲۶: تصویر ساده‌ای از یک مثال دیگر از به‌کارگیری اثر دوپلر

(تصویر نحوه‌ی استفاده از تغییرات بسامد دوپلر در کشف سیارات را نشان می‌دهد.(

منبع (۲): سایت آژانس فضایی ناسا

دلالتی از هیدروژن بر اینکه هستی آغازی دارد

کیهان با خوشه‌های کهکشانی، کهکشان‌ها، ستارگان، سیارات و توده‌های سنگیش، از عناصر شیمیایی که ماده‌ای شناخته شده برای ما است، تشکیل یافته. بیشتر این عناصر برای هر کس که الفبای شیمی را خوانده باشد، شناخته شده و آشنا هستند. این عناصر در جدول تناوبی به ترتیب از سبک‌ترین عنصر یعنی هیدروژن تا عناصر رادیواکتیو سنگین مانند اورانیوم و رادیوم مرتب شده‌اند.

از رصد و بررسی کیهان چنین به دست می‌آید که بیشترین عنصر موجود در جهان، هیدروژن است و اگر بخواهیم مقدار آن را با مقدار عناصر سنگین‌تر قیاس کنیم، می‌توانیم بگوییم تعداد هیدروژن‌ها همانند تعداد باکتری ها است، در مقایسه با دیگر موجودات پیچیده‌تر در حیات زمینی.

حال علاوه بر مطالبی که پیشتر گذشت، با توجه به اینکه ستارگان سوزان، هیدروژن تولید نمی‌کنند بلکه هیدروژن سوختی است که این ستارگان برای تولید عناصر سنگین دیگر می‌سوزانند، برای ما مشخص می‌گردد که این مقدار هیدروژن که قسمت عمده‌ی جرم کیهان را به خود اختصاص داده است، باید پیش از به وجود آمدن هر عنصر دیگری در کیهان، موجود بوده باشد. ما می‌توانیم به نتیجه‌ای فراتر از این هم برسیم و بگوییم: هیدروژن اولین عنصری است که در هستی پدیدار شده است. این استنتاج به آن معنا است که کهن‌ترین عنصر هستی، همان عنصری است که از لحاظ ترکیب اتمی، ساده‌ترین عناصر می‌باشد: (پروتون + الکترون). این حقیقت به تنهایی برای جلب توجه ما به اینکه ابتدا کیهان بسیار ساده‌تر از وضعیت کنونیش بوده است، کفایت می‌کند. یعنی کیهان به صورت یک واحد کلی نیز دستخوش تکامل شده، همان طور که پس از آن، زندگی زمینی نیز مراحل تکامل را طی کرده است. سرآغاز عناصر اتمی که هستی ما از آن تکوین یافته، ابتدا هیدروژن، سپس هلیوم و لیتیم بوده است و پس از آن ستارگانی غول پیکر پدیدار شده‌اند. این ستارگان به مانند کارگاه‌های عظیمی برای تولید موادی که دارای ترکیب اتمی پیچیده‌تر بوده‌اند، می‌باشند. پس از پخته شدن مواد درون ستاره، در صورتی که ستاره به حد کافی بزرگ باشد، منفجر می‌شود تا به دنبال آن مواد پخته شده (تولید شده) که خود شامل عناصر سنگین‌تر و پیچیده‌تر است، به شکل صخره‌ها و توده‌ها و گرد و غبار در فضا منتشر گردد. با جمع شدن برخی از این مواد گرد یکدیگر، سیارات و سیارک‌ها تشکیل شدند و در صورتی که ابر متراکم گازی، قادر باشد حرارت کافی برای ایجاد همجوشی هسته‌ای را تامین کند، می‌تواند مجدداً شعله‌ور شود و ستاره‌ای مانند خورشید ما را که سیاراتی حول آن گردش می‌کنند، ایجاد نماید. به این ترتیب سیارات شکل می‌گیرند و این روند پیوسته ادامه دارد.

تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی

اکنون ما می‌دانیم که هیدروژن از همان ابتدا وجود داشته و نیز می‌دانیم که هیدروژن سبک‌ترین عنصر است. همچنین می‌دانیم کهکشان‌ها با شتاب از یکدیگر دور می‌شوند؛ یعنی هستی (ماده و انرژی) به طور مرتب در حال انبساط و سرد شدن می‌باشد. کشف تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی (امواج رادیویی پس‌زمینه‌ی کیهانی) که با دمای تقریبی ۷۳/۲ کلوین در تمام اجزای هستی موجود و جاری است، بر این دانستنی‌ها صحّه گذاشت. فیزیکدانی به نام گاموف (۱)، تقریبی از تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی را پیش‌بینی کرده بود. طبق این پیش‌بینی، فیزیکدانان براساس محاسبات نظری به دمای ۵ کلوین برای تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی رسیده بودند که دقت خوبی محسوب می‌شد. این نتیجه بیان نمود که پیش‌بینی و محاسبات آنها (۵ کلوین) بسیار نزدیک به دمای فوتون‌های تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی (۷۳/۲ کلوین) می‌باشد.

وجود این تابش - یا فوتون‌ها - با این درجه حرارت به معنای اثری ماندگار از دوران کهنی است که در آن زمان، هستی کوچک‌تر، گرم‌تر و مملو از تابش‌ها یا فوتون‌ها بوده است؛ چرا که هر چه جهان منبسط‌تر شود، طول موج فوتون‌ها افزایش می‌یابد، بسامد آنها کم‌تر می‌شود و حرارتشان نیز کاهش می‌یابد؛ چرا که انرژی فوتون‌ها متناسب با عکس طول موج آنها می‌باشد.

اما چگونه از طریق تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی این اطمینان کامل به دست می‌آید که در گذشته فوتون‌ها دارای انرژی زیادی بوده‌اند و در نتیجه هستی داغ‌تر و کوچک‌تر بوده است؟ از طریق مقایسه‌ی انرژی این فوتون‌ها یا دمای تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی در گذشته با عصر حاضر. چنین چیزی شدنی است؛ زیرا ما می‌دانیم که فوتون‌ها با سرعت نور منتقل می‌شوند و بنابراین آنچه از فوتون‌ها به ما می‌رسد از لحاظ زمانی تاخیری به اندازه‌ی دوری رویداد در هستی از ما فاصله دارد. فرض کنیم اگر ما کهکشانی را که فلان سال نوری از ما دور است، رصد کنیم، به آن معنا است که ما شاهد و ناظر رویدادهایی هستیم که فلان سال پیش رخ داده است. بنابراین اگر بتوانیم انرژی فوتون‌ها یا دمای تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی در آن کهکشان را بررسی کنیم و ببینیم داغ‌تر از تابش پس زمینه‌ای است که ما را در برگرفته -که می‌دانیم ۷۳/۲ کلوین است- خواهیم فهمید که هستی داغ‌تر و کوچک‌تر بوده است و به علاوه درستی مدل استاندارد نیز با دقت بالا ثابت می‌گردد. در حقیقت این اندازه‌گیری با استفاده از دماسنج کیهان که همان سیانور می‌باشد، امکان‌پذیر می‌گردد که از طریق آن می‌توان دمای تابش پس زمینه در کهکشان‌های دور دست را اندازه‌گیری نمود. شناسایی و تعیین دمای تابش پس‌زمینه در کهکشان‌های دور از ما، مترادف است با شناسایی دمای تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی یا انرژی فوتون‌ها در زمان‌های گذشته و به این ترتیب درستی مدل استاندارد یا نظریه‌ی انفجار بزرگ برای دانشمندان تأیید می‌شود.

اما چرا باید کسی این تفسیر را قبول کند؟ به یک دلیل خوب. برای رسیدن فوتون‌ها به ما از نقاط دور کیهان، زمان لازم است، بنابراین وقتی ما به فضا نگاه می‌کنیم، در واقع به گذشته می‌نگریم. این به آن معنی است که اگر ساکنان هوشمند کهکشان مدت‌های بسیار قبل دمای تابش پس‌زمینه‌ای کیهانی را برای خودشان اندازه گرفته باشند، بسیار پیش از اینکه ما آن را اندازه بگیریم، آنها باید آن را بیش از ۷۳/۲ کلوین اندازه‌گیری کرده باشند؛ زیرا آنها باید زمانی که جهان جوان‌تر، کوچک‌تر و داغ‌تر از امروز بوده، در آن ساکن بوده باشند.

آیا چنین عمل متهورانه‌ای قابل آزمایش است؟ البته. ترکیبی از کربن و نیتروژن که سیانور نامیده می‌شود (که برای مجازات قاتلان به گاز فعال اعدام‌ها معروف می‌باشد) با قرار گرفتن در مقابل امواج مایکرویو، تحریک می‌شود. اگر امواج مایکروویو گرم‌تر از تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی باشند، مولکول سیانور را کمی بیشتر از امواج مایکرویو اطراف ما تحریک می‌کنند. ترکیبات سیانور مانند دماسنج کیهانی عمل می‌کنند. وقتی ما این ترکیبات را در فاصله‌های دوردست و کهکشان‌های جوان‌تر مشاهده می‌کنیم، باید آنها در تابش پس‌زمینه‌ای گرم‌تری نسبت به آنچه در کهکشان راه شیری داریم، مشاهده شوند. به عبارت دیگر، این کهکشان‌ها باید زندگی هیجان‌انگیزتری نسبت به ما داشته باشند و البته دارند. طیف سنجی سیانور از کهکشان‌های دور دست نشان داده که امواج مایکروویو دمایی را که ما از زمان‌های گذشته کیهان انتظار داریم، دارا می‌باشند. در این مورد اختلافی وجود ندارد.

تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی (CBR (۱)) برای یک فیزیکدان نجومی بسیار فراتر از شواهدی نظیر اینکه جهان در گذشته گرم‌تر بوده است، فراهم می‌آورد و همین طور برای مدل انفجار بزرگ. به نظر می‌رسد جزئیات فوتون‌هایی که تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی را تشکیل می‌دهد و به ما می‌رسد، مملو از اطلاعاتی درباره‌ی کیهان چه در زمان قبل و چه در زمان بعد از اینکه کیهان شفاف شود، می‌باشد. گفتیم تا آن زمان، حدود ۳۸۰.۰۰۰ سال پس از انفجار بزرگ، جهان مات و مبهم بود، بنابراین نمی‌توانیم مشاهده‌ی علمی از نحوه‌ی شکل‌گیری ماده به عمل آوریم حتی اگر در ردیف اول نمایش کیهانی نشسته باشیم. نمی‌توان دید که خوشه‌های کهکشانی کجا شروع به شکل‌گیری نمودند. قبل از اینکه هر کسی در هر جایی، بتواند چیز با ارزشی ببیند، فوتون‌ها باید این قابلیت را پیدا کرده باشند که بتوانند آزادانه به سرتاسر جهان حرکت کنند. در زمان مناسب، هر فوتون سفر کیهانی خود را آغاز نمود، از جایی که با آخرین الکترونی که سر راهش ایستاده بود، برخورد نمود.

همین طور که فوتون‌های بیشتری بدون اینکه توسط الکترون‌ها منحرف شوند، شروع به فرار کردن نمودند (به لطف اتصال الکترون‌ها به هسته برای شکل دادن اتم‌ها)، پوسته‌ای از فوتون‌ها را تشکیل دادند که اخترشناس‌ها آن را «سطح آخرین پراکندگی» (۱) می‌نامند. این پوسته که طی زمانی در حدود یکصد هزار سال شکل گرفت، زمانی را مشخص می‌کند که تقریبا تمام اتم‌های کیهان متولد شده بودند.

تا آن زمان، در نواحی بزرگی از جهان، ماده شروع به متمرکز شدن کرده بود. جایی که ماده متمرکز می‌شود، جاذبه قوی‌تر می‌شود، که در نتیجه‌ی آن ماده‌ی بیشتری جمع می‌شود. این نواحیِ غنی از ماده، خوشه‌های بزرگ کهکشانی را پدید آوردند، در حالی که بقیه‌ی نقاط، تقریبا خالی ماندند. فوتون‌هایی که در نواحی متراکم از الکترون‌ها پراکنده شدند، با عبور از میدان‌های در حال توسعه‌ی گرانشی که مقداری از انرژی آنها را گرفتند، طیفی متفاوت و کمی سردتر به دست آوردند.

در واقع تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی نقاطی را که مقداری سردتر یا مقداری گرم‌تر از میانگین هستند، نشان می‌دهد، نوعاً مقداری در حدود چند صد هزار درجه. این مناطق سردتر یا گرم‌تر، ساختار جهان در گذشته را نشان می‌دهد، اولین مناطق تجمع ماده. امروزه ما می‌دانیم که ماده چه شکلی است زیرا ما کهکشان‌ها، خوشه‌های کهکشانی و اَبَرخوشه‌های کهکشانی را مشاهده می‌کنیم. برای اینکه تصور کنیم چگونه این منظومه‌ها به وجود آمدند، تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی را به عنوان اثری ماندگار از گذشته که اکنون نیز کل جهان را پر کرده است، کاوش می‌کنیم. مطالعه‌ی الگوی مقدار تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی چیزی شبیه جمجمه‌شناسی کیهانی (۲) است: ما می‌توانیم برجستگی‌های جمجمه‌ی کیهان شاداب را بخوانیم و از آنها رفتارش را نه تنها در طفولیت بلکه در سن رشد نیز نتیجه بگیریم.

با اضافه کردن مشاهداتی از مناطق نزدیک و دور دست جهان، اخترشناسان قادر به تعیین تمام خصوصیات پایه‌ای کیهانی به وسیله‌ی تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی می‌باشند. مثلا با مقایسه‌ی توزیع اندازه و دمای مناطقی که کمی سردتر یا گرم‌تر هستند، می‌توانیم شدت جاذبه را در جهان گذشته استنتاج کنیم و در نتیجه بفهمیم ماده با چه سرعتی متمرکز شده است؛ و از آن می‌توانیم نتیجه بگیریم که جهان چه مقدار ماده‌ی معمولی، ماده‌ی تاریک و انرژی تاریک را شامل می‌شود (مقادیر به ترتیب ۴ ، ۲۳ و ۷۳ درصد است). در نتیجه بسیار آسان خواهد بود که بگوییم آیا جهان تا ابد گسترش می‌بابد یا نه، و اینکه آیا سرعت انبساط جهان با گذشت زمان کاهش می‌یابد، افزایش می‌یابد یا بی‌تغییر است.

ماده‌ی معمولی، چیزی است که هر چیزی از آن ساخته شده است؛ بر جاذبه اثر می‌گذارد و می‌تواند نور را جذب یا تابش کند، یا بر نور اثر بگذارد. ماده‌ی تاریک ـ‌ که در فصل چهارم خواهیم دید ‌ـ از طبیعتی که برای ما ناشناخته است تشکیل شده و جاذبه تولید می‌کند اما به هیچ طریق شناخته شده برای ما، با نور تعامل ندارد. انرژی تاریک ـ‌ که در فصل پنجم خواهیم دید‌ ـ نیز شتابی برای انبساط جهان ایجاد می‌کند و باعث می‌شود که جهان بسیار سریع‌تر از وضعیت وجود نداشتن این انرژی، منبسط شود. آزمایش جمجه‌شناسی کیهانی به ما می‌گوید کیهان‌شناسان می‌دانند که جهان گذشته چگونه رفتار می‌کرده است، اما بیشتر جهان، حال یا گذشته، از موادی تشکیل شده که ما هیچ راهنمایی برای درک ماهیت آن نداریم.

امروزه، به رغم مناطق مجهولی که پیوسته توجه ما را به خود جلب کرده، همان طور که هرگز قبلا این طور نبوده است، کیهان‌شناسی یک تکیه‌گاه دارد؛ تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی، اثری حک‌شده را از تصویری که همه‌ی ما روزگاری آن را گذرانده‌ایم، با خود حمل می‌کند. (۱)

امروزه مدل استاندارد (نظریه‌ی انفجار بزرگ) از مقبولیت گسترده‌ای برخوردار است و می‌توانیم بگوییم: مدل استقراری (یا نظریه‌ی حالت پایدار) که فرد هویل مطرح نموده، اعتبار علمی خود را از دست داده و مدل استاندارد به حد معقولی از اعتبار علمی رسیده است. هر چه در تاریخ گذشته‌ی کیهان به عقب‌تر برویم، خواهیم دید که چگالی کیهان بیشتر، وسعت آن کمتر و دمای آن بیشتر بوده است. هر چه هستی (ماده و انرژی) بیشتر منبسط شود، طول موج فوتون‌ها بیشتر می‌شود و انرژی و گرمای آن کاهش می‌یابد؛ عکس این مطلب نیز صحیح است.

در سال ۱۹۷۴ طیف‌سنجی جذبی از دومین حالت چرخش سیانورِ بین ستاره‌ای، تخمینی از چگالی تابش با طول موج ۱۳۲/۰ سانتی‌متر را آشکار کرد که مؤید دمایی در حدود ۳ کلوین می‌باشد. اما این مشاهدات نتایجی بسیار فراتر از حد بالاییِ چگالی تابش با طول موج کمتر از ۱/۰ سانتی متر است. این نتایج امیدبخش است؛ زیرا نشان می‌دهد که چگالی انرژی تابشی با شیب تندی در حال سقوط به سمت طول موج در حدود ۱/۰ سانتی‌متر می‌باشد؛ همان چیزی که ما از تابش جسم سیاه انتظار داریم؛ اگرچه این حدهای بالایی به ما اجازه نمی‌دهد که مطمئن شویم آیا این تابش واقعا متعلق به جسم سیاه است و یا باید مقدار دقیق دمای تابش را اندازه بگیریم.

بررسی این مسأله تنها با قرار دادن یک دریافت‌کننده‌ی مادون قرمز بالای جو زمین، امکان‌پذیر است که می‌تواند به وسیله‌ی یک راکت یا یک بالن انجام شود. این آزمایش‌ها بسیار مشکل هستند و در ابتدا نتایج ناهمگونی را ارائه دادند، برخی، مدل کیهان‌شناسی استاندارد (مدل انفجار بزرگ) و برخی، نظریه‌های رقیب را تأیید می‌کردند. یک گروه تحقیقاتی از کُرنل به وسیله‌ی یک راکت موفق به دریافت تابش‌های بسیار زیادی از طول موج کوتاه که از یک توزیع جسم سیاه پلانک انتظار می‌رفت، شد در حالی که یک گروه از MIT به وسیله‌ی بالن، نتایجی دقیقاً مخالف آنچه از تابش جسم سیاه انتظار می‌رفت، به دست آورد. هر دو گروه تحقیقات خود را ادامه دادند و در سال ۱۹۷۲ هر دو گروه نتایجی مبنی بر وجود توزیع جسم سیاه با دمایی نزدیک به ۳ کلوین منتشر نمودند. در سال ۱۹۷۶ یک گروه از برکلی به وسیله‌ی یک بالن تأیید کرد که چگالی انرژی تابشی تا طول موج‌های کوتاه بین ۰۶/۰ تا ۲۵/۰ سانتی‌متر افت می‌کند که این طول موج‌ها مربوط به دمایی در حدود ۱/۰ تا ۳ کلوین می‌شود. امروزه به نظر می‌رسد که تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی واقعا تابش جسم سیاه با دمایی نزدیک به ۳ کلوین می‌باشد. (۱)

احتمال ظهور مدل‌های جدید یا مدل‌های اصلاح شده از نمونه‌های قبلی برای توصیف جهان از سوی اخترشناسان، بعید نیست.

مدل کیهان‌شناسی حالت پایدار با به دست آمدن برخی مشاهدات ستاره شناسی به طور کامل کنار گذاشته شد، مهم‌ترین آنها اکتشافی بود که از تابش امواج مایکروویو در سال ۱۹۶۴ به دست آمد و به نظر می‌رسید این امواج از زمانی که جهان بسیار داغ‌تر و چگال‌تر بوده، به جا مانده است. ممکن است تئوری حالت پایدار در یک مقیاس بزرگ‌تر در قالب یک تئوری کیهان‌شناسی در آینده احیا شود؛ به این صورت که گسترش در حال حاضر جهان قسمتی از یک حرکت موجی باشد به طوری که جهان به طور دائم در حال نوسان است اما میانگین آن همواره مقداری ثابت باشد. راه‌های ظریف‌تر زیادی برای اینکه شاید روزی بتوان شرایط اولیه را به وسیله‌ی قوانین نهایی استنتاج نمود، وجود دارد. جِیمز هارتل و استیون هاوکینگ روشی را پیشنهاد کرده‌اند که طبق آن، این همجوشی تاریخ و فیزیک شاید از کاربرد مکانیک کوانتومی به کل جهان، حاصل شود. کیهان‌شناسی کوانتومی در حال حاضر به صورت جدی در بین نظریه‌پردازها مورد بحث و مناقشه است؛ مسائل مجرد و ریاضی، بسیار مشکل هستند و به نظر نمی‌رسد که ما به سمت به دست آوردن هیچ نتایج قاطع و مشخصی در حرکت باشیم. (۲)

شکل ۲۷: نقشه‌های آسمان (با فرکانس‌های مختلف) که ماهواره‌ی فضایی پلانک رصد کرده است.

منبع (۱): آژانس فضایی اروپا

بازگشت به آغاز هستی

هنگامی که به گذشته‌ی بسیار دور کیهان بازگردیم، ستاره‌های غول پیکری را می‌بینیم که هیدروژن و هلیوم را می‌سوزانند تا عناصر سنگین دیگری همچون کربن و آهن را تولید کنند. اگر به گذشته‌ی دورتر برویم، عناصر سنگین ناپدیدشده و به عناصر سبک‌تری تجزیه می‌گردند تا به ماده‌ی اصلی کیهان که هیدروژن، دوتریوم (۲)، تریتیوم (۳)، هلیوم و بعضاً اندکی لیتیوم است برسیم. اگر باز هم عقب‌تر برویم، به مرحله‌ای می‌رسیم که در آن، انرژی فوتون‌ها به اتم‌های هیدروژن اجازه‌ی پایدار ماندن نمی‌دهد و آنها را تجزیه شده به صورت الکترون، هسته‌ی هیدروژن (پروتون)، هسته‌ی اتم‌های مشابه هیدروژن و هسته‌های هلیوم خواهیم یافت. سپس به کیهانی که از هادرون‌ها (مانند پروتون‌ها)، لپتون‌ها (مانند الکترون و نوترینو (۱)) و فوتون‌ها تشکیل شده است می‌رسیم. اگر باز هم در تاریخ به عقب‌تر سیر کنیم، با درجه‌ی حرارت بسیار بالایی روبه‌رو خواهیم شد که انرژی بسیار بالای فوتون‌ها به این ذرات اجازه می‌دهد که به هنگام برخورد با یکدیگر ذرات مادی تولید کنند و خواهیم دیدکه ذرات ماده و پادماده در کیهانی که از فوتون‌ها یا انرژی‌های فوتون‌های بدون جرم و لپتون‌ها، کوارک‌ها و ضد آنها و همچنین بوزون‌ها تشکیل شده است، پدیدار می‌شوند و برخی، برخی دیگر را نابود می‌کنند.

به هر صورت از سد و حجابی که در دمای ۱۰۳۲ کلوین و زمان ۴۳-۱۰ ثانیه پس از پیدایش هستی مانع از مشاهده‌ی علمی می‌شود، نمی‌توانیم عبور کنیم؛ بنابراین قوانین فیزیک برای پیش از زمان پلانک، کاربردی ندارد. آری، فقط برخی از نظریه‌ها مانند تئوری ریسمان برای پیش از این زمان باقی می‌ماند.

شکل ۲۸: عکس یکی از کهن‌ترین کهکشان‌ها که از روی «رنگ آن» احتمال می‌رود تقریباً ۲/۱۳ میلیارد سال نوری از ما فاصله داشته باشد. (۲)

با این حال، حداقل می‌توانیم زمانی را تصور کنیم که نیروهای گرانشی به اندازه‌ی نیروهای هسته‌ای که پیشتر مطرح شد، قوی بودند. میدان‌های گرانشی نه تنها به وسیله‌ی جرم اجسام بلکه به وسیله‌ی تمام شکل‌های انرژی تولید می‌شوند. در حال حاضر زمین کمی سریعتر نسبت به حالتی که خورشید داغ نباشد، به دور آن گردش می‌کند؛ زیرا انرژی گرمایی خورشید مقداری به میدان گرانشی آن می‌افزاید. در دمای بسیار بسیار بالا، انرژی مواد در حال تعادل گرمایی می‌تواند به قدری زیاد شود که نیروهای گرانشی بین آنها به اندازه‌ی سایر نیروها قوی شود. می‌توان برآورد کرد که این وضعیت در دمای حدود ۱۰۰ میلیون میلیون میلیون میلیون میلیون درجه (۱۰۳۲ کلوین) رخ داده است.

در چنین دمایی، هر چیز عجیبی ممکن است اتفاق بیفتد. نه تنها نیروهای گرانشی به قدری بزرگ هستند که تولید ذرات توسط میدان‌های گرانشی در مقیاس زیادی صورت می‌گیرد، بلکه اساساً مفهومی به نام «ذره» می‌تواند بی‌معنی باشد. «افق» (یعنی فاصله‌ای که پس از آن هیچ سیگنالی نمی‌تواند دریافت شود) در چنین شرایطی کمتر از طول موج یک ذره‌ی نوعیِ در حال تعادل گرمایی می‌باشد. به عبارت ساده‌تر، هر ذره‌ای به بزرگی جهان قابل مشاهده است.

ما به هیچ وجه دانش کافی درباره‌ی طبیعت کوانتومی گرانشی حتی به اندازه‌ی یک تخمین هوشمندانه برای تاریخ جهان در پیش از این زمان، نداریم. ما می‌توانیم تنها به این صورت که دمای ۱۰۳۲ کلوین چیزی در حدود ۴۳-۱۰ ثانیه پس از شروع اتفاق افتاده است، برآوردی داشته باشیم؛ اما واقعاً معلوم نیست که چنین برآوردی، اصلا معنایی داشته باشد. بنابراین، اگر تمام حجاب‌ها برداشته شود، باز در دمای ۱۰۳۲ کلوین یک حجاب باقی می‌ماند که جلوی دید ما را برای مشاهده‌ی زمان‌های نخستین می‌گیرد.

به هر حال هیچ یک از این عدم قطعیت‌ها در سال ۱۹۷۶ برای ستاره‌شناسی اهمیتی نداشت. به نظر می‌رسد طی تمام اولین ثانیه، جهان در نوعی از وضعیت تعادل گرمایی بوده که در آن تعداد و توزیع تمام ذرات، حتی نوترینوها، به وسیله‌ی قوانین مکانیک آماری بیان می‌شده است، نه با جزئیات تاریخ گذشته‌شان. وقتی ما جرم زیاد هلیوم موجود را اندازه می‌گیریم، یا تابش مایکروویو و یا حتی نوترینوها را، ما در حال مشاهده‌ی باقی‌مانده‌ی بقایای وضعیت تعادل گرمایی که در پایان ثانیه‌ی اول جهان پایان یافت، می‌باشیم. تا جایی که ما می‌دانیم، ما هیچ چیزی وابسته به تاریخ جهان در پیش از این زمان نمی‌توانیم مشاهده کنیم. (به طور خاص، هیچ چیزی در مورد اینکه آیا جهان پیش از ثانیه‌ی اول، همگن و یک‌دست بوده، شاید فقط به جز نسبت فوتون به ذره‌ی اتمیش) این درست مثل آن است که یک شام با دقت زیاد آماده شده باشد (بهترین مواد، بهترین ادویه‌ها و لذیذترین نوشیدنی‌ها) و به یک باره همگی در یک دیگ بزرگ ریخته شوند و چند ساعت جوشانیده شوند، در این صورت حتی برای بهترین تست کننده‌های غذا مشکل خواهد بود که بفهمند چه چیزی سِرو شده است. (۱)

چیزی در حدود ۱۴ میلیارد سال پیش، در نقطه‌ی شروع زمان، تمام فضا، تمام ماده و تمام انرژی جهان شناخته‌شده در یک نوک سوزن جا گرفته بود. جهان به قدری داغ بود که نیروهای پایه‌ای طبیعت که توأماً هستی را توصیف می‌کنند، در قالب یک نیروی متحد ترکیب شده بودند. وقتی جهان دمایی در حدود ۱۰۳۲ کلوین داشت و فقط ۴۳-۱۰ ثانیه عمر داشت (زمانی که پیش از آن تمام تئوری‌های ماده و انرژی ما اعتبار خود را از دست می‌دهند) از انرژی‌ای که از این نیروی متحد ساطع می‌شد، سیاهچاله‌ها خود به خود شکل گرفتند، از بین رفتند و مجدداً شکل گرفتند. در چنین شرایط بحرانی، آنچه مسلم است، طبق فیزیک تخمینی، ساختار مکان - زمان بسیار خمیده است؛ چیزی شبیه جوشش حباب مانند ابری یا اسفنجی شکل. در این دوره، پدیده‌هایی که با تئوری نسبیت عام اینشتین (نظریه‌ی جدید گرانشی) و مکانیک کوانتومی (توصیف ماده در کوچک‌ترین شکل آن) توصیف می‌شدند، قابل شناسایی نبودند. (۲)

شناخت ما از مراحل آغازین هستی، از طریق مراجعه به گذشته و تاریخ کهن به همراه داده‌هایی که امروزه از مشاهدات و مقایسه‌ها به دست آورده‌ایم، و با استفاده از سلاح معادلات و قوانین ثابت‌شده‌ی ماده از قبیل معادله‌ی اینشتین، نظریه‌ی نسبیت خاص و عام او، و نظریه‌ی کوانتومی پلانک شکل می‌گیرد. بسیاری از آنچه کیهان‌شناسان و دانشمندان فیزیک نظری در مدل استاندارد و نظریه‌ی انفجار بزرگ و سرنوشت جهان به ویژه در دقایق ابتدایی آن مطرح کرده‌اند، بر اندازه‌گیری‌های دقیقی از آنچه که هستی اکنون در بر گرفته است، مبتنی می‌باشد. البته ما در زندگی روزمره‌ی خود با چنین چیزهایی سروکار نداریم و چه بسا آنها را شگفت‌آور به حساب آوریم؛ ولی اینها خیالی نبوده، بلکه واقعیت‌هایی است که ما را احاطه نموده است. اثر سیاهچاله‌ها که نظریه‌ی نسبیت عام اینشتین احتمال وجود آنها را پیش‌بینی کرده بود، در هستی رصد و به تازگی در قرن بیست و یکم به شکلی دقیق، این اثر مشاهده شده است و اکنون این قضیه صرفاً یک احتمال که نظریات علمی مانند نظریه‌ی اینشتین از آن دَم می‌زنند نمی‌باشد. ذره‌ی بوزون هیگز نیز در قرن بیست و یکم در برخورد دهنده‌های هادرونی مشاهده شده است. دیگر ذرات کوانتومی فیزیک نوین که با نظریه‌ی کوانتومی ماکس پلانک و نظریه‌ی نسبیت اینشتین و فرمول او درباره‌ی انرژی و ماده آغاز شد، نیز همین گونه است. اینها مسائلی نیست که برای مردم، عادی و معمولی باشد و مفهوم زمان و مکان آن طور که به نظر می‌رسد، نیست و جسم انسان تافته‌ی جدابافته‌ای از بقیه‌ی حیوانات و نباتات نیست و نقشه‌ی ژنتیکی که در ابتدای شکل‌گیری حیات زمینی طراحی شد، آنها را به هم مرتبط ساخته است؛ فراتر از آن، انسان با هر سنگ و صخره و تکه‌ی آهن و با تمام عناصر مادی (حتی اگر در جسم جانداران وجود نداشته باشد) قرابت یافته است، چرا که همگی از لپتون‌ها و هادرون‌هایی که از کوارک‌ها تشکیل یافته‌اند، درست شده‌اند.

شاید امروز کیهان‌شناسان و دانشمندان فیزیک نظری - با درجاتی از اطمینان و اعتماد به نفس- این نظریه را بر زبان آورند که ما از نظر تئوری به نزدیک‌ترین نقطه‌ی شروع هستی سفر کرده‌ایم و اوضاع و احوالی را که ممکن است در کیهان محل زندگی ما برقرار بوده باشد، مشاهده نموده‌ایم. دیدیم که چگونه‌هادرون‌ها، لپتون‌ها و پادذره‌های آنها از انرژی درست شده، و چگونه از بین رفتند تا سرانجام یکی از میلیاردها ماده یا هادرون یا لپتون باقی ماند، و چگونه چهار نیروی جهان یعنی نیروی گرانش، نیروی الکترومغناطیس، نیروی هسته‌ای ضعیف و نیروی هسته‌ای قوی شکل گرفت، سپس هسته‌ی اتم‌های هیدروژن و هلیوم و به دنبال آن، اتم‌های سبک‌تری همچون اتم‌های هیدروژن و هلیوم و لیتیم تشکیل شد، سپس همه‌ی این عناصر در ابر غول‌پیکر گازی که حرکت می‌کرد، می‌چرخید و دمای آن تا به آن حد بالا می‌رفت که به دمای همجوشی هسته‌ای می‌رسید، گرد هم جمع شدند. در آن هنگام نیروگاه‌های هسته‌ای بسیار بزرگی که ستاره نام دارد پدیدار شد، که در آن، دیگر عناصر سنگینی همچون کربن و آهن پخته شد. سپس این ستاره با از دست دادن انرژی هسته‌ایش می‌توانسته منفجر شده و همه‌ی این عناصر را در گیتی پراکنده گرداند، تا بخشی از سیارات یا نجوم نسل دوم شکل گیرد. به این ترتیب هستی کنونی، به شکلی که ما اکنون آن را می‌بینیم، به وجود آمد.

کیهان‌شناسان می‌توانند همه‌ی این سخنان را به زبان آورند، ولی از سوی دیگر - به لحاظ علمی - می‌توان گفت: همه‌ی آنچه ما رصد و مشاهده می‌کنیم و تمام قوانینی که کشف نموده‌ایم، بیانگر و توضیح‌دهنده‌ی همان جایگاهی است که ما در هستی داریم. به عبارت دیگر منطقه‌ی مورد رصد که ما در آن زندگی می‌کنیم و هستی‌اش می‌نامیم، در واقع فقط بخشی از هستی است؛ و چیزهایی که رصد می‌کنیم و قوانینی که برای آن می‌انگاریم، فقط به همین منطقه مربوط می‌شود؛ منطقه‌ای که می‌توان آن را در هستی به صورت قطعه یخی که در اقیانوسی از اقیانوس‌های زمین شناور است، تصور نمود. به علاوه جهان آغازی دارد که به طور کامل از ما پنهان است و برای ما قابل رصد نمی‌باشد و نمی‌توانیم با قاطعیت در مورد جزئیات آن صحبت کنیم و تنها می‌توانیم به چند فرضیه و احتمال در مورد آن بسنده کنیم.

خواننده ممکن است در این روایت از سه دقیقه‌ی اول در آغاز هستی، لحنی حاکی از اعتماد بیش از حد علمی را احساس کند. شاید حق با او باشد ولی من عقیده ندارم که منتظر ماندن تا کامل شدن تمام جزئیات واقعیت‌ها، همیشه بهترین راه پیشرفت علم باشد. چه بسا که لازم است تردیدهای خود را فراموش کنیم و نتایج فرضیه‌هایمان را به هر جا که می‌انجامد، دنبال کنیم. نکته‌ی مهم فارغ بودن از تعصب‌های نظری نیست، بلکه داشتن تعصب‌های نظری صحیح اهمیت دارد. مفاهیم نظری همیشه از راه نتایجشان آزموده می‌شوند. مدل استاندارد جهان آغازین با موفقیت‌هایی همراه بوده است. این مدل چهارچوب نظری هماهنگی برای برنامه‌های تجربی آینده فراهم می‌آورد. این گفته به معنی درست بودن نظریه نیست، بلکه به معنی آن است که باید جدی گرفته شود.

با این تفاصیل، هنوز یک عدم قطعیت بزرگ وجود دارد که چون ابری تیره بر آسمان مدل استاندارد سایه افکنده است. اساس همه‌ی محاسباتی که در این فصل بیان شد، اصلی کیهان‌شناختی است یعنی این فرض که جهان همگن و یک‌دست (۱) است. منظور ما از «همگن» آن است که جهان به نظر همه‌ی ناظرانی که تحت تاثیر انبساط عمومی آن هستند، در هر نقطه‌ای که باشند یکسان می‌نماید؛ و منظور از «یک‌دستی» آن است که جهان از هر سو که نظر شود، به چشم چنین ناظری یکسان می‌نماید. از رصد مستقیم می‌دانیم که تابش پس‌زمینه‌ای کیهانی در اطراف ما بسیار یک‌دست است و از این مطلب نتیجه می‌شود که جهان از هنگامی که تعادل گرمایی میان اشعه و ماده در دمای ۳۰۰۰ کلوین از میان رفت تا کنون همچنان یک‌دست‌ و همگن بوده است. اما هیچ قرینه‌ای وجود ندارد که بیان کند این اصل کیهان‌شناختی، در زمان‌های پیش از آن هم معتبر بوده باشد.

ممکن است جهان در آغاز بسیار ناهمگن و غیر یک‌دست (۲) بوده و بعداً بر اثر نیروهایی اصطکاکی که اجزای جهان در حال انبساط بر یکدیگر وارد آورده‌اند، همگن و یک‌دست شده باشد. چارلز میسنر (۳) از دانشگاه مریلند از مدافعان پروپاقرص این مدل نامتجانس می‌باشد. حتی امکان دارد که گرمای حاصل از همگن‌سازی و یک‌دست‌سازی اصطکاکی جهان، نسبت بزرگ ۱۰۰۰ میلیون فوتون به یک ذره‌ی هسته‌ای را موجب شده باشد. اما - تا جایی که من می‌دانم - بر کسی روشن نیست که چرا جهان در آغاز باید اینقدر ناهمگن و غیر یک‌دست باشد و هیچ کس راه محاسبه‌ی گرمای حاصل از یک‌دست شدن آن را نمی‌داند.

به عقیده‌ی من پاسخ مناسب به این قبیل عدم قطعیت‌ها آن نیست که مدل استاندارد به دور افکنده شود (که احتمالاً برخی کیهان‌شناسان چنین ترجیح می‌دهند) بلکه باید بسیار جدی گرفته شود و پیامدهای آن به طور کامل بررسی شود، حتی اگر به امید یافتن تناقضاتی در مشاهداتمان باشیم. حتی مشخص نیست که آیا ناهمگونی و غیر یک‌دست بودن اولیه می‌تواند تأثیر زیادی در داستانی که در این فصل بیان شد، داشته باشد یا نه. شاید جهان در ثانیه‌های نخستین، هموار شده باشد؛ در این صورت تولید هلیوم و دوتریوم در کیهان می‌تواند به گونه‌ای که همواره اصل کیهانی معتبر بوده باشد، محاسبه گردد. حتی اگر ناهمگونی و غیر یک‌دست بودن جهان تا پس از دوره‌ی ساخت هلیوم باقی مانده باشد، تولید هلیوم و دوتریوم در هر خوشه‌ی یکنواخت در حال انبساطی فقط به سرعت انبساط داخل خوشه بستگی دارد و نباید با مقداری که مدل استاندارد محاسبه نموده است، تفاوت زیادی داشته باشد. حتی شاید تمام جهانی که تا زمان نقطه‌ی آغازین ساخت هسته‌ها می‌توانیم ببینیم، خوشه‌ای همگن و یک‌دست داخل یک جهان بزرگ‌تر ناهمگن و غیر یک‌دست بوده باشد.

عدم قطعیتی که اصل کیهان‌شناسی را فرا گرفته است، زمانی که ما به عقب تا لحظه‌ی آغازین یا به جلو تا انتهای جهان می‌نگریم، بسیار مهم می‌شود. من در بیشتر دو فصل آینده به این اصل اعتماد خواهم کرد. اما همیشه باید این موضوع در نظر گرفته شود که مدل‌های ساده‌ی کیهان‌شناسی ما ممکن است فقط بخش کوچکی از جهان یا بخش محدودی از تاریخ آن را توصیف کند. (۱)

اما استیون واینبرگ ادامه می‌دهد که ممکن است در آینده آشکار شود بعضی از قوانینی که ما به عنوان قوانین جهان می‌شناسیم، قوانینی باشند که در طول تاریخ به وقوع پیوسته باشند مانند جهت گردش سیارات منظومه‌ی شمسی به دور خورشید که علت آن گردش ابر گاز و غباری باشد که خورشید و سیارات از آن تشکیل شده‌اند؛ از آنجا که این ابر در این جهت به خصوص گردش می‌کردند، سیارات نیز در همان جهت گردش می‌کنند که این خود مسأله‌ای تاریخی است نه یک قانون فیزیکی.

هنگامی که با سیستم‌های واقعی و نه ساده طرف باشیم، مانند بورس و زندگی در روی زمین، هیچ نوع حالت جبریِ مستمر و بادوام کمک زیادی به ما نمی‌کند. داخل شدن اتفاقاتِ تاریخی، محدودیت‌های قاطعی بر آنچه می‌کوشیم توضیح دهیم، فراهم می‌آورد. هر توضیحی درباره‌ی شکل‌های حیات بر روی زمین باید علت انقراض دایناسورها در شصت‌وپنج میلیون سال پیش، که اکنون آن را با برخورد یک ستاره‌ی دنباله‌دار به زمین توضیح می‌دهیم، در نظر بگیرد؛ اما هیچ کس نمی‌تواند توضیح دهد که چرا یک ستاره‌ی دنباله‌دار تصمیم گرفته است در آن زمان به خصوص به زمین اصابت کند. امید نهایی این است به کمک دانش بتوانیم همه‌ی پدیده‌های طبیعت را با قوانین نهایی و اتفاقات تاریخی توضیح دهیم.

ورود اتفاقات تاریخی در علوم به این معنا است که باید بسیار مراقب باشیم که چه نوع توضیحی را از قوانین نهایی خود انتظار داریم. برای مثال، هنگامی که نیوتن قوانین حرکت و گرانش خود را پیشنهاد کرد، از این قوانین ایراد گرفته شد که یکی از نظم‌های بسیار مهم منظومه‌ی شمسی را نمی‌تواند توجیه کند و آن حرکت همه سیارات به دور خورشید در یک جهت می‌باشد. البته امروزه می‌دانیم که این یک مسأله‌ی تاریخی است. روشی که سیارات بر پایه‌ی آن به دور خورشید می‌چرخند، نتیجه‌ی آن است که منظومه‌ی شمسی از صفحه‌ای چرخنده متشکل از گاز و غبار متراکم شده است و نمی‌توانیم انتظار داشته باشیم که آن را فقط از قوانین حرکت و گرانش استنتاج کنیم. جدا کردن قوانین و تاریخ، عملی بسیار حساس است، چیزی است که در جریان پیشرفت، راه حل آن را رفته رفته می‌آموزیم.

نه تنها ممکن است شرایط نخستینی که اکنون آن را دلخواهانه تصور می‌کنیم، سرانجام از قوانین جهان‌شمول استنتاج شود، بلکه عکس آن نیز امکان‌پذیر است، یعنی اصولی را که امروزه قوانین جهان‌شمول تشخیص می‌دهیم ممکن است در نهایت تنها تصادف‌های تاریخی باشند. اخیراً تعدادی از فیزیکدانان نظریه‌پرداز ایده‌ی نوینی را مطرح کرده‌اند، با این مضمون که آنچه ما جهان می‌خوانیم که ابری از کهکشان‌ها است و به هر سو امتداد دارد و حداقل ده‌هامیلیارد سال نوری وسعت دارد، تنها بخشی است از یک عالم بزرگ‌تر شامل بخش‌های متعددی از همین نوع. (۱)

اندکی پس از آغاز

قوانین فیزیک از توصیف وضعیت هستی پیش از ۴۳-۱۰ ثانیه‌ی اول ناتوان است، مگر چیزهایی که برخی تئوری‌پردازان نظریه‌ی ریسمان بیان داشته‌اند، بنابراین توصیف جهان از بعد از این زمان شروع می‌شود و حتی پس از مدت زمان کافی تا سرد شدن جهان و امکان شکل‌گیری اجزای ذراتی که آنها را می‌شناسیم و پس از آن، تا شرح وضعیت زمان حاضر، ادامه می‌یابد.

باید در نظر داشته باشیم که این شرح و توصیف، در واقع معلوماتی است که بر پایه‌ی معادلات ریاضی و داده‌های به دست آمده از رصد و مقایسه‌ی کیهان فعلی ما - که طی آن برخی رویدادهای گذشته‌ی دور و نزدیک را نیز رصد کرده‌ایم - بنا شده است. هر چه در اعماق هستی بیشتر نظر کنیم، با رویدادهایی قدیمی‌تر مواجه می‌شویم؛ زیرا همان طور که می‌دانیم آثار رویدادها با سرعت مشخصی (مثلاً سرعت نور) جابه‌جا می‌شود و از همین رو هر چه مقدار مسافت بین ما و آنها بیشتر باشد، با تأخیر بیشتری نسبت به زمان وقوعشان به ما می‌رسند.

بنابراین داستانی که ما به صورت سلسله‌وار به فاصله‌ی کمی بعد از پیدایش جهان تعریف می‌کنیم، کیهان‌شناسان آن را آن گونه که به واقع رخ داده است، نمی‌شناسند و تعریف نمی‌کنند بلکه به صورت تقریبی مانند کتابی که از آخر به اول خوانده می‌شود، می‌شناسند و قرائت می‌کنند و با توجه به آنچه قبلاً بیان نمودیم مبنی بر اینکه تمام داستان در فاصله‌ی زمانی دوری از ما اتفاق افتاده و بیشتر با تأخیر به ما رسیده است، چه بسا قرائتی ناقص و وارونه که رویدادها را از اواسط کتاب تعریف می‌کند، باشد.

ما در فیزیک نظری به نتیجه‌ای می‌رسیم که مفاد آن چنین است: در آغاز یا پیش از زمان ۴۳-۱۰ ثانیه یعنی در حدود زمان پلانک، کیهان به اندازه‌ای کوچک بوده است که فیزیکدانان برای درک رفتار آن، به نظریه و معادله‌ای احتیاج دارند که نظریه‌ی نسبیت عام اینشتین را که برای توصیف هستی و اشیای بزرگ موجود در هستی از قبیل ستارگان و سیارات کاربرد دارد، با نظریه‌ی کوانتومی پلانک که در توصیف اشیای بی‌نهایت کوچک نظیر فوتون‌ها و الکترون‌ها به کار می‌رود، به طور همزمان شامل شود.

در چنین دمایی، هر چیز عجیبی ممکن است اتفاق بیفتد. نه تنها نیروهای گرانشی زیاد بودند و تولید ذرات توسط میدان‌های گرانشی در مقیاس زیادی صورت می‌گرفت، بلکه اساساً مفهومی به نام «ذره» می‌تواند بی‌معنی بوده باشد. «افق» یعنی فاصله‌ای که پس از آن هیچ سیگنالی نمی‌تواند دریافت شود در چنین شرایطی کمتر از طول موج یک ذره‌ی نوعی در حال تعادل گرمایی می‌باشد؛ به عبارت ساده‌تر، هر ذره‌ای به بزرگی جهان قابل مشاهده بوده است. (۱)

تا کنون نظریه‌ی همه چیز یا معادله‌ای که هم بی‌نهایت بزرگ (هستی) و هم بی‌نهایت کوچک (ذرات کوانتومی) را به گونه‌ای شرح و بسط دهد که کاملاً مقبول فیزیکدانان نظری یا کیهان‌شناسان باشد، وجود نداشته است.

نظریه‌ی M که یک تئوری است و چه بسا نیازمند مقداری تعدیل و اصلاح باشد تا بتواند از بوته‌ی آزمایش‌ها سر بلند بیرون بیاید، تا این لحظه معادله‌ای است که از نظر ریاضیات به خوبی اثبات گشته است. در بخش‌های بعدی درباره‌ی نظریه‌ی M یا نظریه‌ی ریسمان صحبت خواهیم کرد.

درک ما از چگونگی رفتار مکان، زمان، ماده و انرژی از زمان انفجار بزرگ تا کنون، یکی از بزرگ‌ترین پیروزی‌های فکری بشر بوده که توانسته است کسب کند. اگر بخواهیم به طور کامل تفسیری از رخدادهای لحظات اولیه به دست آوریم، زمانی که جهان، کوچک‌تر و داغ‌تر از هر زمان دیگری بوده، باید راهی پیدا کنیم که به وسیله‌ی آن چهار نیروی شناخته شده‌ی طبیعت (جاذبه، الکترومغناطیس، نیروی قوی و نیروی ضعیف هسته‌ای) با یکدیگر متحد و تبدیل به یک نوع ابَر نیرو شوند. همچنین باید راهی برای آشتی دادن دو شاخه‌ی جدا از همِ فیزیک یعنی مکانیک کوانتوم و نسبیت عام پیدا کنیم.

پس از کسب موفقیت در ایجاد ارتباط نزدیک بین مکانیک کوانتومی و الکترومغناطیس در اواسط قرن بیستم، فیزیکدان‌ها به سمت ترکیب مکانیک کوانتومی و نسبیت عام در قالب یک تئوری یگانه و همگرا از جاذبه‌ی کوانتومی حرکت نمودند. اگرچه تا کنون همه‌ی تلاش‌ها به شکست انجامیده، اما می‌دانیم مانع اصلی در کجا قرار دارد: در دوره‌ی پلانک (۱). این دوره، وضعیت جهان تا ۴۳-۱۰ ثانیه (یک دهم میلیون تریلیون تریلیون تریلیون ثانیه) بعد از شروع آن می‌باشد. از آنجا که اطلاعات هرگز نمی‌تواند با سرعتی بیش از سرعت نور یعنی ۱۰۸×۳ متر بر ثانیه منتقل شود، یک ناظر فرضی در هر نقطه‌ای از جهان در دوره‌ی پلانک نمی‌توانسته بیش از ۳× ۱۰^(-۳۵) متر (سیصد بیلیون تریلیون تریلیونیوم متر) را مشاهده کند.

فیزیکدان آلمانی، ماکس پلانک، که این زمان و فاصله‌ی کوچک غیرقابل تصور به نام وی نام‌گذاری شد، ایده‌ی انرژی کوانتومی را در سال ۱۹۰۰ مطرح نمود و به عنوان پدر مکانیک کوانتومی شناخته می‌شود. جای نگرانی نیست، زندگی روزمره جریان دارد. تضاد بین مکانیک کوانتومی و گرانش هیچ مشکل عملی برای جهان فعلی ایجاد نمی‌کند. فیزیکدان‌های اخترشناس، مفاهیم و ابزارهای نسبیت عام و مکانیک کوانتومی را در دو گروه مسائل کاملا جدا از هم قرار داده‌اند. اما در شروع، یعنی در دوره‌ی پلانک، بزرگ، کوچک بود؛ بنابراین باید نوعی ازدواج اجباری و خیلی سریع بین این دو برقرار می‌شده است. متأسفانه توافقات صورت گرفته در آن مراسم ازدواج تا زمان ما باقی نماند؛ بنابراین هیچ قانون شناخته‌شده‌ی فیزیکی با هر درجه‌ای از اطمینان وجود ندارد که توضیح دهد جهان در ماه عسل کوتاه‌مدت خودش چگونه رفتار می‌کرده است، پیش از اینکه گسترش جهان، خیلی کوچک‌ها و خیلی بزرگ‌ها را به دو دسته‌ی متفاوت تقسیم کند.

در پایان دوره‌ی پلانک، جاذبه خود را از سایر نیروهای یکسان‌شده‌ی طبیعت جدا کرد و هویت مستقلی که با دقت خوبی توسط تئوری‌های کنونی ما قابل توصیف است، پیدا کرد. همین که سن جهان از ۴۳-۱۰ ثانیه بیشتر شد، شروع به سرد شدن و گسترش نمود و باقی مانده‌ی نیروهای یکسان‌شده‌ی طبیعت به دو دسته‌ی نیروی الکتریکی ضعیف و نیروی هسته‌ای قوی تقسیم شد. پس از آن، نیروی الکتریکی ضعیف به دو نیروی الکترومغناطیس و نیروی هسته‌ای ضعیف تقسیم شد و چهار نیروی آشنای ما به وجود آمد:

* نیروی هسته‌ای ضعیف، که واپاشی هسته‌ای را کنترل می‌کند.

* نیروی هسته‌ای قوی، که اجزای هسته‌ی هر اتم را کنار هم نگه می‌دارد.

* نیروی الکترومغناطیس، که اتم‌ها را در یک مولکول کنار یکدیگر نگه می‌دارد.

* و جاذبه، که توده‌های عظیم مواد را می‌سازد.

زمانی که سن جهان یک تریلیونیوم ثانیه بود، نیروهای در حال تغییر آن در کنار سایر رخدادهای بحرانی آن، کیهان را با تمام خاصیت‌های بنیادینش تحت تأثیر قرار می‌دادند، به طوری که برای هر یک می‌توان کتاب جداگانه‌ای نوشت. (۲)

آن بخش از داستان هستی را که برای ما حائز اهمیت است و اندکی پس از شروع آفرینش آغاز می‌شود، می‌توانیم به صورت زیر خلاصه کنیم:

پس از انفجار بزرگ، ما با کیهانی داغ روبه‌رو شدیم. بعد از آنکه برخی اجزای آن رو به سردی گذاشت، تنها در کسری از ثانیه، لپتون‌ها و کوارک‌ها و پادماده‌های آنها و نیز بوزون‌ها و فوتون‌ها تشکیل شدند ولی تعداد کوارک‌ها و لپتون‌ها به مقیاس یک در برابر میلیارد، بیشتر از پادماده‌هایشان بود. یعنی ماده بیش از پادماده وجود داشت. این برتری و افزایش تعداد، پیدایش ستارگان و سیارات و نیز بدن‌های ما را سبب شده است.

تنها پس از جزئی از میلیونیوم ثانیه، جهان سردتر شد و به کوارک‌ها اجازه داد که گرد هم جمع شوند و به یکدیگر بچسبند. اجتماع کوارک‌ها ذرات مادی سنگین‌تری از لپتون‌ها را پدید آورد که هادرون نام دارد (مانند پروتون و نوترون). در مقابل هادرون‌ها نیز ضدهادرون پدید آمد؛ ولی باز هم با همان نسبت کوارک‌ها و ضدکوارک ها، یعنی یک میلیارد هادرون به ازای یک ضدهادرون، یا یک میلیارد ذره‌ی مادی به ازای یک ذره‌ی ضدمادی. با استمرار گسترش و سرد شدن جهان و به دنبال آن کاهش انرژی فوتون‌ها، این انرژی دیگر برای تولید هادرون و ضدهادرون کافی نبود و در نتیجه فقط بقای ماده‌ی ایجادشده حاصل شد؛ یعنی وجود یک هادرون در مقابل به وجود نیامدن یک میلیارد هادرونی که می‌توانست توسط فوتون‌ها ایجاد شود، در حالی که انرژی آنها به دلیل گسترش جهان (ماده و انرژی) بین ثانیه‌ی اول و پایان ثانیه‌ی دوم از آغاز انفجار بزرگ، کمتر از آن بود که بتوانند هادرونی تولید کند.

اما در همین هنگام گرمای جهان و به دنبال آن انرژی فوتون‌ها برای تولید الکترون و پوزیترون (ضدالکترون) کفایت می‌کرد. سپس با استمرار گسترش و سرد شدن هستی (ماده و انرژی)، درجه‌ی حرارت به کمتر از دمای بحرانی برای تولید الکترون‌ها رسید. دیگر انرژی فوتون‌ها برای تولید الکترون‌ها و پوزیترون‌ها کافی نبود و بر سر آنها همان آمد که پیشتر بر سر هادرون‌ها آمده بود. در این هنگام فرآیند ایجاد ماده (الکترون) و پادماده (پوزیترون) به پایان خود رسید و اضافه‌ی ماده‌ای که قبلاً در مورد آن گفتیم به نسبت یک به میلیارد بود، باقی ماند. بنابراین یک الکترون در برابر از بین رفتن تمام یک میلیارد زوج الکترون و پوزیترون، باقی ماند.

اکنون ما در کیهان، هادرون‌ها (پروتون و نوترون) و الکترون‌ها را که زیرساخت اصلی اتم‌ها محسوب می‌شوند، در اختیار داریم. باز هم با ادامه‌ی فرآیند سرد شدن کیهان در دقایق نخست، هادرون‌ها توانستند دور هم جمع شوند و به یکدیگر بچسبند. این فرآیند به تولید هسته‌ی هیدروژن و هلیوم و هسته‌ی برخی دیگر از عناصر سبک مانند هیدروژن سنگین انجامید.

پس از گذشت صدها هزار سال و با افزایش سرد شدن جهان، دما به زیر سه هزار کلوین رسید و اجازه داد اتم‌های هیدروژن و هلیوم از هسته و الکترون‌هایی که آزادانه در جهان گردش می‌کردند تشکیل شود و گذشته‌ای را که ما قادر به دیدن آن هستیم، شکل داد؛ به این صورت که بعد از آنکه الکترون‌ها در اتم‌ها گیر افتادند و از سر راه فوتون‌ها کنار رفتند، فوتون‌ها توانستند آزادانه حرکت کنند، جهان شفاف شد و اجازه‌ی دیدن آن را پیدا کردیم. تا اینجا ما به خاستگاه پیدایش هستی مادی که آن را شاهد و ناظر هستیم رسیدیم. اما عناصر دیگر، پیوسته طی فرآیند احتراق هسته‌های هیدروژن و هلیوم یا بازسازی و تشکیل مجدد اتم‌ها در ستارگان سوزان یا منفجر شونده، تولید می‌شوند.

جهان به گسترده شدن و سرد شدن ادامه خواهد داد؛ اما اتفاق قابل توجهی طی ۷۰۰,۰۰۰ سال آینده واقع نخواهد شد. در آن زمان، دما تا حدی پایین می‌آید که الکترون‌ها و هسته‌ها می‌توانند اتم‌های پایداری تشکیل دهند. (۱)

به محض اینکه جهان گسترش یافت، انرژی حمل شده توسط هر فوتون کاهش یافت. در نهایت، در حدود زمانی که جهان نوپا ۳۸۰,۰۰۰ اُمین سالگرد تولدش را جشن می‌گرفت، دمایش به زیر ۳۰۰۰ کلوین رسید که در نتیجه پروتون‌ها و هسته‌های هلیوم قادر به جذب دائمی الکترون‌ها شدند و اتم‌ها در جهان به وجود آمدند. در دوره‌های پیشین، هر فوتون به قدری انرژی داشت که بتواند اتم‌های تازه متولد شده را متلاشی کند اما امروزه به لطف گسترش کیهان، فوتون‌ها این قابلیت را از دست داده‌اند. (۲)

شکل ۲۹: مراحل پیدایش هستی، از انفجار بزرگ تا کنون

منبع (۱): آژانس فضایی اروپا (ESA)

پادماده

پس از ارائه‌ی نظریه‌ی نسبیت خاص اینشتین، معادله‌ی هم‌ارزی و نظریه‌ی مکانیک کوانتوم، پل دیراک که همان طور که اشاره شد یکی از توسعه دهندگان مکانیک کوانتوم به شمار می‌رود، به هنگام محاسبه‌ی طیف انرژی دریافت همان طور که نتایج محاسبات ریاضی، انرژی مثبت را نشان می‌دهد، داده‌ها، انرژی منفی را نیز نشان می‌دهند. این نتایج منفی که دیراک آن را کشف کرده بود، به دقت شرح داده نشد و فقط گفته شد که شِبه گودال‌هایی وجود دارد که اگر الکترون در آن سقوط کند، می‌تواند ناپدید شود. در سال ۱۹۳۲ کارل آندرسون (۱)، به هنگام بررسی پرتو کیهانی، ذره‌ای را که دارای جرم الکترون ولی دارای بار مثبت بود، کشف نمود و آن را پوزیترون یا ضد الکترون نامید. این همان گودال الکترون است که اگر الکترون در آن بیفتد، هر دوی آنها ناپدید می‌شوند.

به این ترتیب دوران اکتشاف ذرات پادماده آغاز گشت؛ زیرا پس از کشف پوزیترون ضد ذرات دیگری نیز کشف شد.

ذرات پادماده دارای همان جرم ذره‌ی مادی متناظر خود هستند ولی معمولاً بار الکتریکی آنها مخالف بار ماده می‌باشد. برخی اوقات اجزای ذرات پادماده (یعنی کوارک‌ها) دارای بار الکتریکی مخالف با اجزای ذرات ماده است؛ مانند وضعیتی که در در نوترون که بار خنثی دارد، وجود دارد.

الکترون: دارای بار منفی است و ضد الکترون یا پوزیترون، بار مثبت دارد.

پروتون: بار مثبت دارد و بار ضدپروتون منفی است.

نوترون: فاقد بار الکتریکی منفی یا مثبت است. ضدنوترون نیز همین گونه است؛ ولی این دو از دو کوارک که بار هر یک مخالف دیگری است، تشکیل یافته‌اند.

در صورت برخورد پادماده با ماده، هر دو نابود می‌شوند و انرژی زیادی تولید می‌کنند. همچنین ممکن است فوتون‌هایی که مانند فوتون‌های پرتوی گاما، از انرژی فراوانی برخوردارند، انرژی زیاد آنها با توجه به قانون اینشتین ( ) به ذره و پادذره مانند الکترون و پوزیترون تبدیل شود.

در آغاز پیدایش هستی، فوتون‌های کیهان از انرژی زیادی برخوردار بودند. به همین دلیل جفت ذرات ماده و پادماده به طور پیوسته پدیدار و نابود می‌شدند و فوتون‌هایی با انرژی فراوان از خود بر جای می‌گذاشتند و این چرخه همچنان ادامه داشت.

گروهی از پژوهشگران توانسته‌اند ذرات ضدهیدروژن تولید کنند. البته آنها فقط توانستند در کسر بسیار کوچکی از ثانیه این ذرات را نگهداری کنند، چرا که پادماده را نمی‌توان در ظرفی از جنس ماده نگهداری کرد؛ زیرا اگر این دو با هم باشند، یکدیگر را نابود می‌کنند. برای حفظ پادماده آن را در داخل دیواری از میدان مغناطیسی قوی نگهداری می‌کنند. البته ذرات ماده می‌توانند در این دیوار نفوذ و از آن عبور کنند. بنابراین زندگی پادماده کوتاه است؛ چرا که توسط ماده احاطه شده است.

در مورد پادماده موضوع مهم دیگری باقی می‌ماند؛ اینکه مدل استاندارد چنین فرض می‌گیرد که علت تشکیل کیهان مادی، بیشتر شدن ذرات ماده نسبت به ذرات پادماده به نسبت یک‌میلیارد به یک در ابتدای تشکیل هستی بوده است. از آنجا که هیچ دلیل و مدرکی بر این برتری وجود ندارد، کاملاً منطقی است که وجود پادماده در یکی از گوشه و کنارهای هستی چه بسا در گوشه‌ای دور از ماده‌ای که ما می‌توانیم آن را ببینیم، فرض گرفته شود، چرا که اگر پادماده در محدوده‌ی ماده وجود می‌داشت و بین جرم ماده و پادماده‌ای در حد و اندازه‌ی یکی از ستارگان برخوردی صورت می‌گرفت، انرژی به وجود آمده از نابودی این دو، طبق قانون اینشتین بسیار زیاد می‌بود، که شاید بتوان آن را معادل انرژی میلیاردها ستاره به شمار آورد.

با توجه به پیشرفت‌های زیادی که در علم کیهان‌شناسی روی داده است، قطعاً می‌توان چنین انرژی عظیمی را که در یک لحظه آزاد می‌شود، حتی اگر در دورترین کهکشان‌ها باشد، مشاهده کرد. بنابراین اگر پادماده وجود داشته باشد، الزاماً باید در گوشه‌ای از هستی باشد که ما با آن تماسی نداریم، نه جایی از خوشه‌های کهکشانی که می‌بینیم و می‌شناسیم و ما در یکی از آنها زندگی می‌کنیم.

در حال حاضر، به نظر می‌رسد که جهان در یک حالت عدم تعادل قرار دارد: ما انتظار داریم ماده و پادماده به طور یکسان تولید شود، اما کیهانی داریم که با ذرات معمولی پر شده است، در حالی که پادماده‌های آن دیده نمی‌شود. آیا بسته‌های پادماده‌ی مخفی شده در جهان، تفسیر کننده‌ی این عدم توازن هستند؟ آیا در جهان اولیه، یکی از قوانین فیزیک نقض شده (یا باعث به وجود آمدن قانون فیزیکی ناشناخته‌ای شده؟) که برای همیشه، کفه‌ی توازن ماده و پادماده را به نفع ماده تغییر داده است؟ شاید هرگز نتوانیم پاسخی برای این نوع پرسش‌ها بیابیم. (۱)

ماده‌ی تاریک

زمین در یک مدار مشخص و با سرعتی معین به دور خورشید می‌گردد. چیزی که این سرعت را در این مدار تعیین می‌کند، همان نیروی جاذبه است که اجسام بر یکدیگر وارد می‌آورند و نتایج آن نیز برای اجرام بزرگ کاملاً مشهود می‌باشد. هر چه جرم جسم بیشتر شود، مقدار این نیرو افزایش می‌یابد. نیوتن، فیزیکدان معروف قوانین جاذبه را وضع کرد، ولی این نیرو از دید فیزیک، نیرویی مرموز و عجیب به شمار می‌رفت تا اینکه اینشتین با نظریه‌ی نسبیت عام خود، آن را تفسیر و تبیین نمود. وی گفت جاذبه از انحنا یافتن بافت کیهانی یا زمان و مکان به وجود می‌آید و مقدار انحنای بافت زمان - مکان بسته به مقدار جرم می‌باشد.

اگر فرض کنیم جرم خورشید بسیار بیشتر از جرم فعلی آن باشد، بافت کیهانی انحنای بیشتری پیدا می‌کند و به دنبال آن زمین با گردش و سرعت کنونیش، از مدار فعلی خارج و به دلیل نیروی جاذبه‌ی خورشید، به سمت آن کشیده می‌شد. اگر زمین بخواهد از این سرنوشت رهایی یابد، باید با سرعتی بیشتر از سرعت فعلیش به دور خورشید بچرخد تا در همان مسیر باقی بماند. همچنین اگر فرض بگیریم که سرعت گردش زمین بیش از سرعت کنونی آن - که برای فرار از جاذبه‌ی خورشید (با جرم فعلی) کفایت می‌کند - باشد، یعنی به سرعت گریز برسد، زمین با خروج از مدارش، از خورشید فاصله می‌گیرد. برای اینکه زمین در یک وضعیت شتاب‌دار نتواند در مدار دورشونده‌اش از خورشید بگریزد، باید جرم خورشید به مقداری زیاد شود که جاذبه‌ی آن برای این کار کفایت کند.

مطالب گفته‌شده که بر اساس قانون جاذبه‌ی نیوتن بنا شده، همان طور که در مورد زمین مصداق دارد، برای کهکشان‌ها نیز صادق است. یعنی جاذبه‌ی جرم کهکشان بر ستارگان و سیارات اثرگذار است. تأثیر جرم خوشه‌ها بر کهکشان‌ها، و نیز تأثیر جرم یک کهکشان بر کهکشان دیگر نیز به همین صورت می‌باشد.

در دهه‌ی سوم قرن بیستم، رصدهای ثبت شده از حرکت کهکشان‌ها در برخی خوشه‌های کهکشانی حاکی از آن بود که با سرعتی بیشتر از آنچه نیروی جاذبه‌ی آن خوشه‌های کهکشانی اجازه می‌دهند، در حرکت می‌باشند؛ یعنی هرچند این کهکشان‌ها با سرعتی بیش از سرعت گریز حرکت می‌کنند ولی باز هم در مدار خود بر جای مانده‌اند. این به آن معنا است که در آنجا نیروی جاذبه‌ای در کار است که مانع گریز آنها شده است، یا آنها را به حرکت با این سرعت وامی‌دارد. تا کنون رصدهای متعددی که در این خصوص صورت گرفته تأیید می‌کند چنین چیزی در کیهان پیرامون ما به مقدار زیاد و به طور انبوه وجود دارد. امروزه ثابت شده که در بسیاری از خوشه‌های کهکشانی، نیروی جاذبه‌ی بزرگی هست که باعث می‌شود کهکشان‌ها با سرعت بسیار سرسام‌آوری گردش کنند، و اگر این نیروی جاذبه وجود نداشت و از فروپاشی و پراکندگی خوشه‌ها در کیهان جلوگیری نمی‌کرد، پس از اینکه سرعت کهکشان‌های آنها با احتساب نیروی جاذبه‌ی ناشی از ماده‌ی مرئی آنها، به سرعتی بیش از سرعت گریز می‌رسید، این خوشه‌ها نمی‌توانستند به حال خود باقی بمانند. همچنین در کهکشان‌های حلزونی، نیروی جاذبه‌ی اضافه‌ای، علاوه بر آنچه ماده‌ی مرئی آنها فراهم می‌آورد، مشاهده شده است.

کیهان‌شناسان از مشاهدات خود به این نتیجه رسیده‌اند که نیروی جاذبه‌ای در هستی وجود دارد که منبع آن شناخته نشده است. برخی ستاره‌شناسان آن را «ماده‌ی تاریک» نام نهاده‌اند؛ این ماده بَرهم‌‌کنش عادی با ماده‌ی معمولی ندارد و یا کنش و واکنش آن به قدری ضعیف است که قابل مشاهده نمی‌باشد و بر ماده‌ی معمولی از طریق جاذبه‌ای که ایجاد می‌کند، اثر می‌گذارد.

بنابراین ما با نیروی جاذبه‌ای که منشأ آن حداقل تا کنون برای کیهان‌شناسان و فیزیکدانان ناشناخته مانده است، سر و کار داریم.

در ابتدا برخی فیزیکدانان این موضوع را رد کردند و قوانین نیوتن را به طور کامل نادرست شمردند و گفتند این قوانین در خصوص توده‌های بزرگ مانند کهکشان‌ها و خوشه‌های کهکشانی به اصلاح و تجدید نظر نیاز دارد؛ چرا که ستارگان در کهکشان‌ها فاصله‌ی زیادی از یکدیگر دارند؛ همچنین در خوشه‌های کهکشانی نیز بین کهکشان‌ها فاصله‌ی زیادی وجود دارد. ولی اصلاحیه‌هایی که بر قانون نیوتن اعمال شد، نتوانست منبع نیروی جاذبه‌ی اضافی را به شکلی درست و قابل قبول علت‌یابی کند. علاوه بر این، یک دلیل قطعی که بر وجود ماده‌ی تاریک یا نیروی جاذبه‌ای اضافه بر جاذبه‌ی شناخته شده‌ای که ماده پدید می‌آورد، وجود دارد، و به دنبال آن صحت قوانین نیوتن برقرار می‌ماند، عبارت است از نیاز آغازین کیهان در ابتدای پیدایش به نیروی جاذبه‌ای بزرگ‌تر از نیروی جاذبه‌ای که ماده‌ی شناخته‌شده فراهم می‌کند، تا هستی بتواند کهکشان‌ها و خوشه‌های کهکشانی را شکل دهد و ماده در مراحل اولیه‌ی تشکیل کیهان پراکنده نگردد.

طی نیم‌میلیون سال اول بعد از انفجار بزرگ، یعنی یک لحظه‌ی گذرا از تاریخ ۱۴میلیارد ساله‌ی کیهان، ماده در جهان شروع به گردهم‌آمدن در قالب حباب‌هایی نمود که خوشه‌ها و ابرخوشه‌های کهکشانی را ایجاد نمود. اما جهان همچنان در حال گسترش بود و طی نیم میلیون سال بعدی از عمرش، اندازه‌اش دو برابر شد. بنابراین کیهان به دو نوع اثر رقیب پاسخ می‌گوید: جاذبه که تمایل به ایجاد مواد متراکم در برابر گسترش که تمایل به گسستن آن از هم دارد. اگر از نظر ریاضی بررسی نماییم، به سرعت نتیجه می‌گیریم جاذبه‌ای که از مواد معمولی و قابل رؤیت به وجود می‌آید، به تنهایی نمی‌تواند در این نبرد پیروز شود. او به کمک ماده‌ی تاریک نیاز دارد، چیزی که بدون آن، ما در یک جهان فاقد هیچ گونه ساختاری زندگی می‌کردیم (در واقع زندگی نمی‌کردیم): نه خوشه‌ای، نه کهکشانی، نه ستاره‌ای، نه سیاره‌ای و نه انسان‌هایی. چه مقدار جاذبه‌ی ماده‌ی تاریک مورد نیاز است؟ شش برابر مقداری که به وسیله‌ی ماده‌ی معمولی ایجاد می‌شود. این آنالیز هیچ مجالی برای در نظر گرفتن تصحیحاتی کوچک در قوانین نیوتن باقی نمی‌گذارد. این آنالیز چیزی از ماهیت ماده‌ی تاریک به ما نمی‌گوید، فقط بیان می‌کند که تأثیر ماده‌ی تاریک، به واقع وجود دارد، به طوری که نمی‌توانیم این تأثیرات را فقط به ماده‌ی معمولی نسبت دهیم. (۱)

در برابر فرض وجود ماده‌ی تاریک برای توجیه نیروی جاذبه‌ی اضافی یا فرض نادرست بودن معادلات نیوتن و تعدیل آنها در خصوص اجرام بزرگ، نظریه‌ی چندجهانی مطرح می‌شود، که هیو اوِرِت (۲) مبدع آن می‌باشد. امروزه در محافل علمی مخالفت‌های بسیار اندکی با این نظریه در جریان است، به ویژه پس از ارائه‌ی نظریه‌ی اَبَر ریسمان و نظریه‌ی M و بعد از آنکه به وسیله‌ی ریاضیات، ابعاد دیگری به غیر از ابعاد چهارگانه‌ی معروف و محسوس اثبات شد (ابعاد سه‌گانه‌ی مکان و بعد زمان). از منظر علم، اگر یک کیهان سایه‌ای وجود داشته باشد که برای ما نامرئی و به موازات کیهان ما قرار داشته باشد، این احتمال پیش می‌آید که کیهان مزبور بر عالم ما تأثیرگذار باشد، مثلاً از طریق نیروی گرانش. زیرا می‌توان چنین فرض کرد که نیروی گرانش (یعنی ذره‌ی گراویتون) آزاد می‌باشد و با بافت کیهانی یا پوسته‌ای که ما بر آن زندگی می‌کنیم ارتباطی ندارد. بنابراین قادر است از یک کیهان به کیهانی دیگر منتقل و جابه‌جا شود. این به آن معنا است که وجود یک کیهان به موازات ما، برای شرح و توجیه نیروی گرانش مجهولی که عامل افزایش سرعت حرکت کهکشان در خوشه‌های کهکشانی است، کفایت می‌کند.

در این جهان پوسته‌ای، ما بر روی پوسته‌ای زندگی می‌کنیم؛ اما در نزدیکی ما یک پوسته‌ی سایه‌ی دیگر وجود خواهد داشت: از آنجا که نور به پوسته‌ها محدود می‌شود و در فضای میان پوسته‌ای منتشر نمی‌گردد، جهان سایه را نمی‌توان دید. اما نفوذ گرانشی ماده‌ی موجود بر پوسته‌ی سایه را احساس خواهیم کرد. در پوسته‌ی ما، به نظر می‌رسد چنین نیروی گرانشی توسط منابعی که به راستی تاریک هستند و تنها از طریق گرانششان قادر به آشکارسازی آنها می‌باشیم، تولید شده‌اند. در واقع به نظر می‌رسد برای توضیح سرعت کنونی گردش ستارگان دور مرکز کهکشان ما، باید بیش از ماده‌ی موجود قابل رؤیت، جرم وجود داشته باشد. ماده‌ی گم‌شده شاید ناشی از وجود برخی گونه‌های عجیب ذره مانند WIMP (۳) (ذرات پرجرم با اندرکنش ضعیف) یا اکسیون (۴) (ذرات ابتدایی بسیار سبک) در جهان ما باشد. ولی ماده‌ی گم شده می‌تواند گواهی از وجود یک جهان سایه با ماده‌ی درون آن باشد. در سناریوی جهان پوسته‌ای، ممکن است سیاره‌ها گِرد یک جرم تاریک که بر پوسته‌ی سایه قرار دارد بگردند، زیرا نیروی گرانشی به درون ابعاد اضافی منتشر می‌شود.

از آنجا که نور در ابعاد اضافی منتشر نمی‌شود، نمی‌توانیم کهکشان سایه را بر روی پوسته‌ی سایه ببینیم، اما گرانش در ابعاد اضافی منتشر می‌شود و از این رو ماده‌ی تاریک که توان دیدنش را نداریم، بر گردش کهکشان ما تأثیر می‌گذارد. شاید در پوسته‌ی سایه‌ای، گونه‌های انسانی سایه‌ای وجود داشته باشند و از آن جرم مفقودی پرسش می‌نمایند که به نظر می‌رسد از عالم آنها گم شده است تا مدار ستارگان سایه‌ای پیرامون مرکز کهکشان سایه‌ای را توجیه کند. (۱)

انرژی تاریک

مشاهدات نجومی در قرن بیستم به کشف یک اَبَرنواختر (یا سوپرنوا) از نوع Ia که پس از انفجار یک کوتوله‌ی سفید با جرم ۴/۱ برابر جرم خورشید به وجود آمده بود، انجامید. این نوع سوپرنوا استانداردی در ستاره‌شناسی است که با آن می‌توان فواصل کیهانی را به دقت تعیین نمود؛ زیرا این نوع کوتوله‌های سفید به هنگام انفجار و تبدیل شدن به ابرنواختر، همه یک میزان روشنایی از خود ساطع می‌کنند و با سرعت یکسانی درخشندگی خود را از دست می‌دهند؛ چرا که تقریباً همگی از یک ترکیب برخوردار می‌باشند و هنگام رسیدن به همان جرم مزبور یعنی ۴/۱ برابر جرم خورشید منفجر می‌شوند؛ این جرم به این صورت حاصل می‌شود که اجسام دوردست خوراکی برای این کوتوله‌های سفید می‌شوند. آنها شروع به جذب گازهای غنی از هیدروژن ستاره‌ی پیری که همراهشان است می‌کنند و در نتیجه چگالی و حرارتشان به طور مرتب زیاد می‌شود، تا به دمایی بیش از ۱۰ میلیون درجه می‌رسد و در نتیجه برای کل کوتوله‌ی سفید یک همجوشی هسته‌ای رخ می‌دهد؛ ستاره مشتعل شده، انفجار بزرگی رخ می‌دهد و در نتیجه‌ی ستاره‌ی شعله‌ور و ازهم‌گسیخته، اَبَرنواختری از نوع Ia پدید می‌آید.

اما آنچه باعث افزایش یا کاهش میزان درخشندگی آنها می‌شود، فاصله‌ی بین آنها تا ناظر، یا دوری و نزدیکی ابرنواختر نسبت به رصدکننده می‌باشد؛ و همین نکته - همان طور که پیشتر شرح داده شد - استانداردی برای تعیین دقیق فواصل کیهانی در نظر گرفته می‌شود. به عنوان مثال اگر ما بدانیم ابرنواختری چقدر با ما فاصله دارد، سپس بخواهیم فاصله‌ی خودمان تا یک ابرنواختر دیگر را که یک‌چهارم ابرنواختر اول درخشندگی دارد، اندازه‌گیری کنیم، به این معنی است که فاصله‌ی ما تا ابرنواختر دوم، دو برابر فاصله‌مان تا ابرنواختر اول است؛ زیرا میزان تابش متناسب با عکس مربع فاصله می‌باشد. به عبارت دیگر اگر ما فاصله‌ی بین خود و ابرنواختری را بدانیم می‌توانیم میزان درخشندگی آن را نیز محاسبه نماییم. از آنجا که ابرنواخترها در هستی پیرامون ما به طور پیوسته در حال انفجار هستند، اطلاعات زیاد و دقیقی از فواصل کیهانی برای ما فراهم شده است. همچنین بررسی آنها سرعت انبساط هستی (ماده و انرژی) را نیز نشان می‌دهد.

در پایان قرن بیستم گروهی از پژوهشگرانی که به رصد ابرنواخترها می‌پرداختند، متوجه شدند یکی از ابرنواخترهای دور از ما سریع‌تر از آنچه مورد انتظار بود، درخشندگیش را از دست داد. این به آن معنا است که هستی با سرعتی بیش از آنچه پیشتر گمان می‌رفت، در حال انبساط می‌باشد. این هم به نوبه‌ی خود به این معنی است که یک انرژی بزرگ و غول‌پیکر مجهول وجود دارد که در برابر گرانش جرم ماده‌ی کیهانی ایستادگی می‌کند و هستی را به سمت انبساط با شتاب بیشتر سوق می‌دهد.

پس از فراهم آمدن ابزارهایی برای اندازه‌گیری دقیق مسافت‌های کیهانی، با اندازه‌گیری فاصله‌های کهکشان‌ها و سرعت دور شدن آنها، کیهان‌شناسان دریافتند انرژی بزرگ ناشناخته‌ای وجود دارد که با نیروی گرانش ماده در هستی مقابله می‌کند و در فرآیند انبساط دائمی و پرشتاب هستی مشارکتی فعال دارد. این انرژی را «انرژی تاریک» نام نهادند.

با توجه به مبانی ریاضی، و براساس مطالب گفته‌شده و نتایج رصدهای صورت‌گرفته، اخترشناسان توانستند مقدار اختلاف را با دقت ۰۳/۰ اندازه‌گیری کنند.

عبارت است از نسبت چگالی انرژی تاریک به چگالی بحرانی.

عبارت است از نسبت میانگین چگالی کل ماده‌ی موجود در هستی به چگالی بحرانی.

چگالی بحرانی، یعنی چگالی که طبق معادلات اینشتین، انحنای کیهان در آن چگالی صفر می‌شود.

طبق یافته‌های به دست آمده از مشاهدات نجومی، در کیهان مرئی میانگین نسبت چگالی کل ماده‌ی موجود در هستی به همراه ماده‌ی تاریک ـ‌ که براساس جاذبه‌اش در این فرآیند مشارکت دارد ‌ـ به چگالی بحرانی تقریباً برابر است با ۲۵/۰ یعنی تقریباً:

و از معادله‌ی فوق مقدار قابل محاسبه است:

و به طور تقریبی:

یعنی و این مقدار از نظر برخی دانشمندان فیزیک و اخترشناسان تقریباً برابر «یک» می‌باشد و این یعنی انحنای جهان برابر با صفر است.

از معادلات نسبیت اینشتین در مورد شکل هستی و انبساط یا پایداری آن می‌توان مقدار چگالی بحرانی ماده در کیهان را به دست آورد. چگالی بحرانی یعنی چگالی ماده در هستی که در آن، انحنای فضا صفر می‌شود. ولی در حال حاضر چگالی محاسباتی هستی از طریق جرم معادل مقدار انرژی که معادله‌ی اینشتین یعنی به دست می‌دهد، محاسبه می‌شود، که به چگالی واقعی معروف می‌باشد.

اگر چگالی واقعی بیشتر از چگالی بحرانی باشد، یعنی هستی انحنای مثبت دارد، مانند سطح کره، و این خود به آن معنا است که اگر هستی ما منبسط و گسترده شود، نهایت کارش به انقباض کشیده خواهد شد و انبساط بدون توقف آن ادامه نخواهد یافت.

اگر چگالی واقعی کمتر از چگالی بحرانی باشد، به مفهوم این است که جهان انحنای منفی پیدا می‌کند؛ مانند سطح هذلولی سهموی یا زین اسب و انبساط آن بی‌توقف ادامه خواهد داشت.

معنای مساوی بودن چگالی واقعی و چگالی بحرانی هم این است که هستی فاقد انحنا است یا به عبارت دیگر مسطح می‌باشد. در این حالت انبساط آن ادامه خواهد یافت؛ ولی میانگین انبساطش به تدریج کم خواهد شد تا در نهایت به صفر نزدیک شود.

براساس نتایج پیشین، این نسبت تقریباً برابر یک است، یعنی چگالی فعلی برابر با چگالی بحرانی است یا به عبارت دیگر، هستی بدون انحنا یا مسطح می‌باشد.

شکل ۳۰: مدل‌های فریدمان

منبع: کتاب سفری به جاذبه و فضا-زمان

A Jouney Into Gravity and Spacetime, Wheeler. A.J

علاوه بر اطلاعات به دست آمده از اَبَرنواخترها - که پیشتر بحث شد - رصد تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی و ترسیم نقشه‌ی دقیق انحرافات آن، در پایان قرن بیستم و آغاز قرن بیست‌ویکم، به وسیله‌ی ابزارهای پیشرفته‌ای که بر بالن‌ها و ماهواره‌های فضایی سوار می‌شوند، دانشمندان توانستند مجموع و را که تقریباً ۰۲/۱ بود، با دقت احتمالی به میزان ۰۲/۰ دریابند. اگر ما برای درک تفاوت مقدار بین این دو، به نتیجه‌ی به دست آمده از ابرنواخترها مراجعه کنیم، تقریباً به همین نتیجه می‌رسیم یعنی اینکه مجموع این دو تقریباً عدد صحیح «یک» است و این یعنی:

ثابت کیهانی در معادله‌ی اینشتین بر خلاف آنچه قبلاً انتظار می‌رفت، صفر نیست؛ بلکه در این بین انرژی ناشناخته‌ای - یا آن طور که نام گرفته انرژی تاریک - وجود دارد که در واقع بخش اعظم انرژی مؤثر در هستی است؛ و اگر آن را به جرم تبدیل کنیم، سهم بیشتری نسبت به جرم هستی خواهد داشت.

موضوع دیگر اینکه جهان بدون انحنا یا مسطح می‌باشد.

داده‌های WMAP (۱) نشان می‌دهد که بزرگ‌ترین انحراف از هموار بودن تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی انحراف زاویه‌ای حدود یک درجه را نشان می‌دهد، که در نتیجه‌ی آن مقدار معادل ۰۲/۱ کمتر یا بیشتر به اندازه‌ی ۰۲/۰ پیدا می‌کند. بنابراین با توجه به دقت‌های آزمایشات می‌توانیم نتیجه بگیریم:

و در نتیجه، فضا مسطح می‌باشد. نتایج مشاهدات ابرنواخترهای دور از نوع Ia (۲) می‌تواند به این صورت بیان شود که:

اگر این نتیجه را با ترکیب کنیم، مشاهده می‌کنیم:

(با عدم قعطیت بسیار کم و دقت بالا در هر عدد)

همان طور که گفته شد، این مقادیر بهترین تخمین‌های فیزیک کیهان‌شناسی برای این دو پارامتر کلیدی کیهانی می‌باشند که به ما می‌گویند ماده (اعم از ماده‌ی معمولی و ماده‌ی تاریک) تأمین‌کننده‌ی ۲۷ درصد از تمام چگالی انرژی در جهان و انرژی تاریک، تأمین‌کننده‌ی ۷۳ درصد مابقی می‌باشد. اگر معادله‌ی ماده-انرژی را ترجیح می‌دهیم ، خواهیم دید که انرژی تاریک، ۷۳ درصد از کل ماده جهان را تشکیل می‌دهد. (۳)

اما در پاسخ به این سؤال که انرژی تاریک از کجا آمده و می‌آید، برخی فیزیکدانان احتمال می‌دهند که مکانیک کوانتوم بتواند وظیفه‌ی تفسیر این موضوع را به دوش بگیرد. به این صورت که در فضای خالی از هر چیزی، ذرات مجازی به طور مرتب پدیدار و مخفی می‌گردند؛ زیرا طبق اصل عدم قطعیت در مکانیک کوانتوم، در خلأ ناپایداری‌های کوانتومی وجود دارد؛ این موضوع را پیشتر توضیح دادیم.

فضای ویژه‌ی ماده و انرژی، با گسترش ماده و انرژی منتشر شده، گسترش می‌یابد، اگر چه این خود می‌تواند جزئی از فضای بزرگ‌تر تلقی شود که در آن کهکشان‌ها نیز با حرکت واگرای شتابان خود، با گذشت زمان، بخش بزرگ‌تری از آن را اشغال می‌کنند؛ یا اینکه تمام فضای جهان می‌باشد در حالی که در گذشته بسیار کوچک بوده و با انفجار بزرگ، توسعه‌ی آن آغاز شده است.

با فرض اینکه انرژی تاریک از نوسان‌های کوانتومی در فضای خالی سرچشمه بگیرد، نتیجه آن است که با گسترش فضا، انرژی تاریک در فضای خالی بین ماده بیشتر می‌شود و انتشار و پراکندگی ماده در هستی نیز افزایش می‌یابد. بنابراین این انتظار وجود دارد که در کیهان مسطح که طبق معادله‌ی نسبیت اینشتین دارای ثابت کیهانی غیر صفر می‌باشد، به طور مرتب افزایش مقدار را کاهش دهد زیرا مجموع این دو برابر با یک می‌باشد. همچنین انتظار می‌رود که مقدار به رقمی نزدیک به صفر ، و به عددی که نزدیک به عدد صحیح یک است برسد؛ البته رسیدن به این نتیجه به یک دوره‌ی زمانی طولانی نیاز دارد.

از نظر تئوری، ثابت کیهانی می‌تواند بسیار بزرگ باشد. اکنون اگر به مراحل اولیه‌ی پیدایش هستی بازگردیم و فرض بگیریم که ثابت کیهانی - همان طور که به لحاظ تئوری پیش‌بینی می‌شود - بسیار بزرگ‌تر از مقدار کنونی آن باشد، یعنی اینکه چگالی انرژی تاریک بسیار زیاد خواهد بود و این یعنی برای اینکه مقدار از عبور کند به این مقدار زمان زیاد، نیاز ندارد بلکه در دوران کوتاهی از عمر هستی که شاید چند میلیون سال باشد، به مقدار بیشتری از مقدار رسیده باشد. مفهوم این سخن آن است که تأثیر مقادیر زیادی از انرژی تاریک در حال افزایش، باعث می‌شود فرآیند انبساط کیهان شتاب زیادی گیرد و ماده در فضا منتشر و پراکنده گردد، به گونه‌ای که اجازه ندهد ستارگان و سیارات و کهکشان‌ها و آنچه که می‌بایست در هستی برقرار شود - یعنی حیات - ظهور و بروز یابد؛ و این به آن معنا است که مناسب بودن مقدار ثابت کیهانی به مقدار کنونی آن، که برای پیدایش حیات در هستی مناسب می‌باشد، خود دلیلی بر قانونمند بودن جهان برای پدیدار شدن حیات می‌باشد؛ چرا که احتمالات ثابت کیهانی بسیار زیاد است و معقول نیست که به طور تصادفی و بدون قصد و اراده‌ی قبلی، براساس مشاهدات کیهانی، ثابت کیهانی بسیار کوچک‌تر از مقدار پیش‌بینی شده از لحاظ تئوری باشد، تا در نتیجه فضایی مناسب برای تشکیل کهکشان‌ها، ستارگان، سیارات و پیدایش حیات پدید آید.

کاربرد مستقیم تئوری کوانتوم بر چیزی که ما آن را خلأ می‌نامیم، پیش‌بینی می‌کند که ناپایداری‌های کوانتومی باید انرژی تاریک را به وجود آورده باشد. اما وقتی از این منظر ماجرا را بررسی می‌کنیم، به نظر می‌رسد سؤال بزرگ درباره‌ی انرژی تاریک این باشد که چرا این قدر طول کشید تا کیهان‌شناسان بفهمند که این انرژی باید وجود داشته باشد؟

متأسفانه جزئیات وضعیت کنونی، این سؤال را به این صورت تغییر داده است که چگونه فیزیکدان‌های ذرات این قدر به اشتباه رفته‌اند؟ محاسبات مربوط به مقدار انرژی تاریک در هر سانتی متر مکعب مقداری در حدود ۱۰۱۲۰ برابر مقدار انرژی که کیهان‌شناسان از ابرنواخترها و تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی مشاهده کرده‌ا‌ند، می‌باشد. در مقیاس‌های کیهانی، محاسباتی که تصحیحاتی در حدود ۱۰ برابر مقداری را نشان بدهد حداقل به طور موقت پذیرفته می‌شوند، اما ضریب ۱۰۱۲۰ برابر نمی‌تواند ندیده گرفته شود، حتی توسط سهل‌انگارترین فیزیکدان‌ها. اگر فضای خلأ واقعی که شامل انرژی تاریک می‌باشد، چیزی شبیه آنچه فیزیکدان‌های ذرات ارائه می‌کنند، بود، جهان به قدری پف کرده و بزرگ شده بود که حتی سرهای ما قادر به چرخیدن نمی‌شد؛ زیرا تنها در کسر کوچکی از ثانیه، هر ماده‌ای به طور غیرقابل تصوری متلاشی می‌شد. (۱)

در تلاشی برای تفسیر ثابت کیهانی، تئوری چندجهانی به صورت‌های مختلف از طرف فیزیکدان‌ها و کیهان‌شناسان عرضه شده است. یکی از این فرضیه‌ها این است که: ما در کیهانی از زنجیره‌ای از کیهان‌های متعدد زندگی می‌کنیم که بر اساس احتمالات و انفجارهای زیادی که در داخل وجودی با ابعاد بیشتر رخ داده، پدید آمده است. هر کیهان با سایر کیهان‌ها ارتباطی ندارد چرا که هر کیهانی دارای فضایی مخصوص به خود می‌باشد. می‌توان چنین تصور کرد که کیهان ما نتیجه‌ی یکی از این احتمالات و انفجارهای فراوانی می‌باشد که بیشترشان منجر به تشکیل ثابت کیهانی که مناسب برای ظهور حیات در آنها شود، نمی‌انجامد و به این ترتیب، اشکال گفته‌شده دیگر وارد نخواهد بود.

البته این صرفاً یک تئوری است. در مورد جهان‌های متعدد می‌توانیم بگوییم که هر کدام از آنها از یک جهان برتر از آن صادر شده است. بر این اساس منبع آنها یکی نخواهد بود و به این ترتیب این روش برای حل اشکال احتمالات در تعیین ثابت کیهانی، کارآیی نخواهد داشت. علاوه بر این فرضیه‌ی چندجهانی خود باعث مطرح‌شدن پرسش‌های دیگری درباره‌ی این جهان‌های چندگانه می‌شود و نیز سؤالاتی را درباره‌ی میزان احتمال اثرگذاری این کیهان‌ها بر هم و اینکه آیا ناپایداری‌های کوانتومی در فضا، از نتایج این اثرگذاری هست یا خیر، پیش می‌کشد.

به طور کلی، این فرضیه تا کنون پاسخ ضعیفی نسبت به آنچه از طریق مشاهدات کیهانی واقعی ثابت شده است، به شمار می‌رود؛ مبنی بر اینکه ثابت کیهانی با مقدار فعلی، برای پیدایش حیات و در نتیجه به وجود آمدن بدن‌های ما مناسب است؛ و اگر ثابت کیهانی به این مقدار نبود و بسیار بزرگ‌تر از آن بود، همان طور که بر اساس مبادی تئوری چنین فرض گرفته می‌شود، حیات بر روی این کیهان به وجود نمی‌آمد. این خود دلیلی است بر اینکه ورای آن قصد و اراده‌ای وجود دارد و زندگی که دانسته و از روی قصد پدید آمده است، خود، هدف می‌باشد. این موضوع وجود خدا را ثابت می‌کند.

در دیدگاه چند جهانی، وضعیت کلی رخدادها در ابعاد بیشتری بررسی می‌شود. بنابراین فضا در جهان ما از دسترس هر جهان دیگری دور خواهد بود و برعکس. این فقدان احتمال تراکنش بین جهان‌ها، حتی به لحاظ تئوری، فرضیه‌ی چند جهانی را در گروه غیرقابل آزمایش‌ها و در نتیجه غیرقابل اثبات‌ها قرار می‌دهد، حداقل تا زمانی که افراد عاقل‌تری، راه‌هایی برای آزمایش صحت مدل چند جهانی ارائه دهند. (۲)

برخی کیهان‌شناسان به این پاسخ اشکال گرفته‌اند و گفته‌اند که قوت این استدلال به موجودیت ما برمی‌گردد. یعنی این اشکال متعلق به مشاهده‌گر یا انسان می‌باشد. به عبارت دیگر این وجود ما است که مقدار ثابت کیهانی را تعیین و مشخص کرده است و از آنجا که ما در اینجا حضور و وجود داریم و ثابت کیهانی را رصد نموده‌ایم، مقدار فعلی آن حائز اهمیت گشته است. این اشکال را اصل یا رهیافت انسانی می‌نامند. ولی واقعیت آن است که این اشکال به وجود انسان که ثابت کیهانی را رصد کرده است آن قدر اهمیت می‌دهد که آن را در تلاش برای حل اشکال ثابت کیهانی اثرگذار می‌داند. اکنون و بر اساس اصل یا رهیافت انسانی، ثابت کیهانی و هستی، بدون وجود انسانی که مشاهده‌گر آن است، فاقد ارزش و بی‌مقدار به شمار می‌رود. ما این موضوع را پیشتر در مکانیک کوانتوم مطرح نمودیم. بنابراین انسان و وجود او دارای چنان اهمیت عظیمی است که بدون رصدکننده (انسان)، هستی ارزش شناخت و بررسی نخواهد داشت. بدون وجود انسان، کیهانی که امروز می‌شناسیم، پدید نمی‌آمد و این یعنی، انسان مهم‌ترین هدف هستی است. مادام که هدفی وجود داشته باشد، ورای آن قدرتی برتر یا خدا قرار دارد.

اما فرض کنید که تنها در مناطق هموار است که کهکشان‌ها و ستارگان شکل می‌گیرند و تنها در این نواحی شرایط برای تکامل موجودات پیچیده‌ای که همانند ما قادر به تولید مثل هستند و می‌توانند سؤال کنند که «چرا جهان چنین هموار است؟» مساعد می‌باشد. این مصداقی است از آنچه به «اصل انسانی» (۱) معروف است و به شرح زیر می‌توان آن را تفسیر کرد: ما جهان را به همین شکلی که هست می‌بینیم، چرا که ما وجود داریم. (۲)

برای حل مشکل ثابت کیهانی که پیشتر گفته شد، مدل دیگری از چندجهانی وجود دارد که مدل موّاج نام گرفته و بر نظریه‌ی ابرریسمان یا نظریه‌ی M مبتنی است. این مدل، جهان‌های چندگانه را به شکل پوسته‌های گسترش یافته‌ای در نظر می‌گیرد که بین آنها برخوردهایی صورت می‌گیرد و از هر برخورد، انفجار عظیمی بین دو پوسته‌ی درگیر رخ می‌دهد و در نتیجه کیهانی جدید در هر یک پدیدار می‌شود. با توجه به تعدد جهان‌ها، طبیعی است که برخی منجر به پیدایش حیات شوند، در کنار جهان‌هایی که اغلب‌شان نامولد می‌باشند.

پل اشتاینهارت (۳) از دانشگاه پرینستون که با کمک برخی دانشجویان، اسم‌های جذابی ایجاد می‌کند، با همکاری نیل توروک (۴) از دانشگاه کمبریج، مدل کیهانی آتش بزرگ (مدل اکپیروتیک) (۱) را ارائه نمود. براساس بخشی از فیزیک ذرات که تئوری ریسمان نامیده می‌شود، اشتاینهارت جهانی با یازده بعد پیش‌بینی کرد که عمدتاً به صورت در هم پیچیده شبیه به یک جوراب فشرده شده است به طوری که فضای کمی را اشغال می‌کند؛ اما برخی از ابعاد آن اندازه‌ی واقعی و قابل توجه دارند در حالی که ما قادر به درک آنها نمی‌باشیم، زیرا ما در چهار بعد شناخته شده‌ی خودمان اسیر هستیم. اگر تصور کنیم که تمام فضای جهان ما یک صفحه‌ی نازک نامتناهی را پر کند، (این مدل، سه بعد جهان را به دو بعد تقلیل می‌دهد) می‌توان صفحه‌ی موازی دیگری را تصور نمود؛ حال تصور کنید که این دو صفحه به یکدیگر نزدیک می‌شوند و با هم برخورد می‌کنند. این برخورد، انفجار بزرگ را به وجود آورده و همان طور که هر صفحه از دیگری دور می‌شده، تاریخ هر صفحه خطوط شناخته‌شده‌ای را دنبال کرده که منجر به تولد کهکشان‌ها و ستاره‌ها شده است. در نهایت، دو صفحه از جدا شدن از یکدیگر دست می‌کشند و دوباره شروع به نزدیک شدن به یکدیگر می‌نمایند، برخورد دیگری روی می‌دهد و در هر صفحه، انفجار بزرگ دیگری اتفاق می‌افتد. بنابراین جهان، هرچند صد میلیارد سال یک بار، تاریخ چرخشی دارد و خودش را تکرار می‌کند؛ حداقل از نظر ویژگی‌های کلی. از آنجا که ekpyrosis در زبان یونانی به معنی آتش بزرگ است، (که کلمه‌ی آشناتر «جرقه‌های بزرگ آتش» (pyromaniac) را به یاد می‌آورد) مدل «آتش بزرگ» این نکته را از اندیشه‌های یونانی به یاد می‌آورد که کیهان شناخته شده‌ی ما از آتش عظیمی ، متولد شده است.

این مدل از جهان دارای جذابیت‌های عقلی و احساسی می‌باشد ولی نه آن قدر که قادر به ربودن عقل و دل کیهان‌شناسانِ بعد از اشتاینهارت باشد، حداقل تا حالا که نبوده است. چیز مبهمی مانند مدل آتش بزرگ، حتی اگر خودش واقعاً یک مدل نباشد، ممکن است روزی، راه حلی برای توصیف انرژی تاریک که امروزه کیهان‌شناسان درگیر آن هستند، ارائه دهد. حتی کسانی که به روش‌های آنتروپیک علاقمند هستند (۲)، به سختی می‌توانند در مقابل یک تئوری جدید که توصیف خوبی از ثابت کیهانی، بدون شامل شدن تعداد نامتناهی از جهان‌ها که جهان ما یکی از خوش‌شانس‌ترین آنهاست، مقاومت کنند. (۳)

جهان‌های چندگانه

از مطالب پیشین روشن شد که در مکانیک کوانتوم یک سری اشکالات واقعی یا حداقل محدوده‌ای غبارآلود و گیج کننده - به ویژه در خصوص موضوع احتمالات و عدم قطعیت - وجود دارد و مکتب‌های بور، هایزنبرگ و دیگران قادر نیستند درباره‌ی سرنوشت سایر احتمالات مورد انتظار برای ذره یا موج که به هنگام رصد و فروپاشی تابع موج ثبت نمی‌گردد، هیچ پاسخ قانع‌کننده‌ای ارائه نمایند. یک دانشجوی دکترای دانشگاه پرینستون به نام هیو اِوِرت برای حل این مشکل، ایده‌ی چند جهانی را مطرح نمود:

اهمیت کار اِوِرِت که در سال ۱۹۵۷ منتشر شد در این است که او این ایده‌ی غریب خیالی را انتخاب کرد و با استفاده از قوانین تئوری کوانتومی، آن را بر پایه‌های استوار ریاضی بیان نمود. اینکه ما حدسی درباره‌ی طبیعت کیهان ارائه دهیم، یک مطلب است، اما اینکه این حدسیات را در قالب یک تئوری کامل و یکپارچه توسعه دهیم، مطلب دیگری است. (۱)

در این جهان‌های چندگانه، تمام رویدادهای دیگر که می‌توانیم آنها را واقعیت‌های جایگزین بنامیم واقع می‌شوند و اتفاق می‌افتند، هرچند ما از این احتمالات فقط یکی را می‌ببینیم و آن، همان واقعیتی است که شاهد و ناظر آن هستیم. یک پاسخ غیرمنطقی در این خصوص می‌تواند به این صورت باشد که سایر احتمالات، در لحظه‌ی رصد، مخفی یا ناپدید شده‌اند و لحظه‌ی رصد، یکی از این احتمالات را که رویداد واقعی است به وجود آورده و دیگری را که واقعیت جایگزین است حذف نموده است. یک سخن نامعقول دیگر هم این است که مشاهده‌گر و فرآیند سنجش، اثر نامفهومی در خلق واقعیت و پنهان‌سازی دیگر رویداد از خود بر جای می‌گذارد. به جای اینها، هیو پاسخی داده که مفادش چنین است: تمام این احتمالات در واقع موجودیت دارد و تحقق یافته است، ولی در عوالم یا کیهان‌های دیگر. به عبارت دیگر هیچ نوع فرو ریختن تابع موجی رخ نداده است، بلکه بیش از یک واقعیت حقیقی وجود دارد که در عوالم و جهان‌های مختلفی به صورت تداخلی - که می‌توان آن را در سطح کوانتومی سنجید و اندازه گرفت - نمود می‌یابد. وقتی ما یک ذره را مشاهده و اندازه‌گیری می‌کنیم، آنچه رخ می‌دهد، این است که ما یکی از این صورت‌های واقعی را برمی‌گزینیم و به آن می‌نگریم. همین مشاهده باعث می‌شود که نتوانیم دیگر صورت‌های واقعی را ببینیم و بسنجیم. بنابراین ما قادر هستیم فقط یکی از صورت‌های واقعی را مشاهده کرده و اندازه‌گیری نماییم.

طبق این نظریه در آزمایش دو شکاف، هنگامی که یک الکترون به سوی دو شکاف ارسال می‌شود، و نمایشگر پشتی، اثر تداخل را به ثبت می‌رساند، به طور واقعی یک ذره از شکاف اول عبور کرده، و نیز یک ذره از شکاف دوم رد شده است. ولی هنگامی که ما دو شکاف را زیر نظر می‌گیریم و می‌بینیم که ذره از یکی از دو شکاف عبور کرده، آنچه رخ داده این است که ما آنچه را در یکی از کیهان‌ها به وقوع پیوسته، می‌بینیم و آنچه را که در کیهان دیگری روی داده است، نمی‌بینیم؛ زیرا همان مشاهده‌ای که ذره را رصد نموده، چشم ما را به روی آنچه در کیهان دیگر اتفاق افتاده، بسته است.

در حقیقت، این به آن معنا است که نه فقط کیهان‌های متعددی وجود دارد، بلکه یک ذره نیز دارای بیش از یک موجودیت می‌باشد؛ یعنی حداقل یک موجودیت در هر کیهان، و این خود نشانگر آن است که ما نیز در سایر جهان‌ها، موجودیت‌هایی داریم.

به علاوه معنای مهم‌تر دیگری نیز از آن برداشت می‌شود؛ به این صورت که: علیت به مکانیک کوانتوم بازمی‌گردد و رویدادهای کوانتومی، منطقی و دارای علت و سبب می‌شوند.

در مورد گربه‌ی شرودینگر: درک این موضوع، زمانی که درباره‌ی فرو ریختن تابع موج کل جهان صحبت می‌کنیم، مشکل است اما با استفاده از یک مثال ملموس‌تر قادر خواهیم بود ببینیم که چگونه رویکرد اِوِرت یک گام به جلو را ارائه می‌دهد. حداقل در مورد گربه‌ی واقعی که در جعبه‌ی پارادوکس شرودینگر مخفی شده است، با استفاده از آنچه جعبه به عنوان یک مثال (که من برای نمایش قدرت تفسیر مکانیک کوانتومی چندجهانی ارائه می‌دهم) فراهم می‌آورد، بحث ما به پایان می‌رسد. مسأله‌ی عجیب این است که این رشته، به یک گربه‌ی واقعی منتهی نمی‌شود بلکه به دو تا می‌رسد.

معادلات مکانیک کوانتوم به ما می‌گوید که در جعبه‌ی معروف شرودینگر یک تابع موجِ گربه‌ی زنده و یک تابع موج گربه‌ی مرده وجود دارد که هر دو به یک اندازه واقعی هستند. تفسیر استاندارد کپنهاگن به این احتمالات از منظر متفاوتی نگاه می‌کند و می‌گوید که در واقع هر دو تابع به یک اندازه غیر واقعی هستند و هنگامی که داخل جعبه را نگاه می‌کنیم، فقط یکی از آنها صورت واقعی به خود می‌گیرد. تفسیر اِوِرت، معادلات کوانتومی را به طور کامل از هر نظر مورد قبول قرار می‌دهد و می‌گوید که هر دو گربه، واقعی هستند. یک گربه‌ی زنده وجود دارد و یک گربه‌ی مرده؛ اما این دو، در دو دنیای متفاوت قرار دارند. این طور نیست که اتم رادیو اکتیو داخل جعبه، واپاشی می‌کند یا واپاشی نمی‌کند، بلکه هر دو عمل را انجام می‌دهد. بسته به انتخاب، تمام جهان به دو نسخه از خودش تبدیل می‌شود که در همه‌ی جنبه‌ها دقیقاً یکسان هستند، مگر اینکه در یکی اتم واپاشی کرده و گربه مرده است و در دیگری، اتم واپاشی نکرده و گربه زنده است. درست مثل یک داستان علمی تخیلی، اما بسیار عمیق‌تر از هر داستان علمی تخیلی دیگر که بر اساس معادلات دقیق ریاضی بنا شده، یک رشته‌ی منطقی و پیوسته از حروف مکانیک کوانتومی است که رخ می‌دهند. (۱)

براساس راه حل قدیمیِ این اشکال، تمام حالت‌ها و احتمالات در هم تنیده و قابل وقوع هستند، ولی به هنگام رصد، این حالات از یکدیگر جدا شده و فقط یکی از آنها – که همان حالت واقعی است - برای ناظر متجلی می‌شود و نمود می‌یابد. در اینجا تفسیری برای پنهان شدن دیگر حالت‌ها یا احتمالات به عنوان واقعیت‌های جایگزین وجود ندارد؛ گویی اصلاً هیچ چیز واقعی در تفسیر کپنهاگن یافت نمی‌شود. ولی در راه حلی که هیو اِوِرت ابداع کننده آن است، همه‌ی حالت‌ها یا احتمالات جامه‌ی عمل می‌پوشند و این گونه نیست که فرآیند مشاهده یا سنجش، برخی از این حالت‌ها را پدید آورد و برخی را مهمل بگذارد؛ زیرا به هنگام مشاهده، تمام احتمالات یا حالت‌ها واقعی بوده و خلق شده‌اند، ولی در بیش از یک جهان. آنچه ناظر می‌بیند، فقط حالتی است که در یکی از این جهان‌ها رخ داده به عبارت دیگر در نگرش چندجهانی، تمام احتمالات واقعی است ولی ما فقط آنچه مشاهده می‌کنیم را به دست می‌آوریم و به طور خلاصه این چیزی است که اتفاق می‌افتد. بنابراین ایده‌ی چندجهانی می‌تواند حدی برای مشکل احتمالات و پنهان شدن آنها را قرار دهد؛ یا همان طور که اینشتین در رد عدم قطعیت گفته است: «خدا با تاس بازی نمی‌کند».

روشن است که تفسیر چندجهانی از آنجا که به معنی وجود بیش از یک واقعیت است، علیت را نقض نمی‌کند و در نتیجه منطقی‌تر می‌باشد. بنابراین ما با مشاهده‌ی خود، فقط یک واقعیت را برمی‌گزینیم و به آن توجه می‌کنیم و به این ترتیب آن واقعیت، جزئی از دنیای ما می‌شود. در تفسیر چندجهانی، گذشته مشخص است، ولی این گذشته یا تاریخ، مربوط به بیش از یک جهان است. این مشاهده‌ی ما است که - از بین این تاریخ‌های واقعی - تاریخی خاص را برای کیهانی که در آن زندگی می‌کنیم، تعیین می‌کند و در نتیجه دیگر تاریخ‌های واقعی که به سبب مشاهده‌ی ما به وجود آمده‌اند، باقی خواهند ماند. نتیجه‌ای که از این مطلب می‌توان گرفت این است که تشخیصی که ما از انفجار بزرگ داریم، دست کم به این معنا نیست که بقیه‌ی احتمالات یا تاریخ‌هایی که به این ترتیب پنهان شده‌اند، غیر قابل بازگشت می‌باشند؛ چرا که اینها نیز تاریخ‌هایی واقعی هستند و برای جهان‌هایی که بخشی از جهان برتر هستند، وجود دارند؛ در حالی که جهان ما نیز، جزئی از این مجموعه می‌باشد.

طبق تفسیر چندجهانی، شناخت آینده غیرممکن است، زیرا آینده به مسیرهای متعددی تقسیم می‌شود و ما در هر لحظه‌ی معین، در یکی از این آینده‌ها به سر خواهیم برد.

این موضوع، ما را به یاد کلماتی که بیش از هزار و چهار صد سال پیش نازل شده است، می‌اندازد:

﴿یَمْحُو اللَّهُ مَا یَشَاءُ وَیُثْبِتُ وَعِنْدَهُ أُمُّ الْکِتَابِ﴾ (۱) (خدا هر چه را بخواهد محو یا اثبات می‌کند و امّ الکتاب نزد او است).

فیزیک امروز بر درستی قرآن و بر اسلوب آل محمد ع صحّه می‌گذارد؛ چرا که غیر از آنها کس دیگری آیه‌ی مزبور را به «بداء» (۱) تفسیر نکرده است. بلکه مخالفان اهل بیت، به دلیل عقیده به بدا به آنها خرده گرفته‌اند. اکنون ما باگذشت بیش از هزار سال می‌بینیم که مکانیک کوانتوم درستی کلام آل محمد ع در خصوص بدا را اثبات نموده است.

همان طور که اشاره شد، نظریه‌ی چندجهانی برای پاسخ گویی به اشکال ثابت کیهانی دقیق به مقداری که به ماده و کیهان محل زندگی ما اجازه‌ی پیدایش می‌دهد مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ چرا که وجود تعداد زیادی از جهان‌ها، احتمالات فراوانی پیش روی ما می‌نهد و در آن صورت، عجیب و دور از ذهن نخواهد بود که یکی از این احتمالات، همان کیهان ما باشد که در آن به سر می‌بریم. پیشتر ضعف این راه حل در رفع اشکال مقدار دقیق ثابت کیهانی را بیان داشته‌ام.

مکانیک کوانتوم و جهانی از هیچ

اصل عدم قطعیت در مکانیک کوانتوم برای کسانی که ایده‌ی پیدایش چیزی از هیچ‌چیز یا هستی از هیچ را مطرح می‌کنند، جایگاه بسیار والایی دارد. اصل عدم قطعیت می‌گوید: خلأ نمی‌تواند به طور کامل از هر نوع نوسان کوانتومی خالی باشد؛ زیرا اگر چنین چیزی روی دهد، مکانی وجود خواهد داشت که در آن مقدار و سرعت، مشخص و برابر با صفر خواهد بود؛ که این نقض اصل عدم قطعیت هایزنبرگ است که می‌گوید: نمی‌توان موقعیت و سرعت یا مقدار میدان و میانگین تغییر یک عنصر کوانتومی را با هم و با دقت تعیین نمود. اهمیت این نتیجه گیری آن است که می‌گوید در خلأ، ناپایداری‌های کوانتومی وجود دارد و مفهوم این کلام چنین می‌شود که: فضای خالی از هر چیز، می‌تواند در کیهان ما چیزی تولید کند.

همان گونه که در فصل دوم دیدیم، نظریه‌ی کوانتومی بیان می‌کند که میدان‌ها حتی در آنچه خلأ نام دارد هم نمی‌توانند دقیقاً صفر باشند. چناچه میدان‌ها صفر باشند، هم مقدار یا موقعیت و هم آهنگ تغییر یا سرعت دقیقاً صفر خواهد بود. این نقض اصل عدم قطعیت است که می‌گوید موقعیت و سرعت هر دو نمی‌توانند با دقت مشخص شوند. همه‌ی میدان‌ها در عوض باید مقداری از آنچه افت و خیزهای خلأ نام دارد، داشته باشند (همان گونه که در فصل دوم آونگ می‌بایست افت و خیزهایی در نقطه‌ی صفر داشته باشد). افت و خیزهای خلأ را می‌توان به چندین روش تفسیر کرد که به نظر متفاوت می‌رسند ولی در واقع از نظر ریاضی هم‌ارز می‌باشند. از دیدگاه مثبت‌گرایی، می‌توان آزادانه هر تصویری را که برای حل مسأله‌ی مورد نظر سودمندتر است برگزید. در این مورد، افت و خیزهای خلأ را می‌توان همچون جفت ذرات مجازی انگاشت که در نقطه‌ای از فضا - زمان با یکدیگر پدیدار می‌شوند، از هم جدا می‌شوند، و به یکدیگر باز می‌گردند و یکدیگر را نابود می‌سازند. «مجازی» به این معنی است که این ذرات را نمی‌توان به طور مستقیم مشاهده کرد، ولی تأثیرات غیرمستقیم آنها را می‌توان اندازه گرفت و نتایج اندازه‌گیری‌ها با دقت چشمگیری با پیش‌بینی‌های نظری سازگار می‌باشد. (۱)

حقیقت آن است که حتی اگر در آزمایشگاه ثابت شود که خلأ در کیهان ما چیزی را از هیچ چیز پدید می‌آورد، باز هم در چهارچوب کیهان ما، نمی‌توان دلیل واقعی وجود خلأی که از هیچ چیز، چیزی پدید آورده است یا کوانتومی که در خلأ پدیدار و ناپدید می‌گردد، را بیان نمود. پیشتر به ایراداتی که بر مکانیک کوانتوم و اصل عدم قطعیت وارد است، اشاره شد. یکی از راه‌ها، راه حل هیو اِوِرت است که وجود کیهان‌های گوناگون را فرض می‌گیرد و اینکه احتمالاتی که در کیهان ما تحقق نمی‌یابد، ممکن است در کیهانی دیگر واقع شود.

برخی فیزیکدانان و متخصصان فیزیک نظری از قبیل استیون هاوکینگ، لارنس کراوس (۲) و دیگر هواداران گفته‌ی «پدید آمدن چیزی از هیچ چیز» که بر پایه‌ی آن می‌گویند کیهان بدون نیاز به خدا از عدم پدیدار گشته است، اصل ایده‌ی خود را بر پایه‌ی یک مبحث فلسفی در مکانیک کوانتوم بنیان نهاده‌اند که هیچ دلیلی بر آن وجود ندارد و آن الغای علیت می‌باشد؛ با علم به اینکه در این میان یک رقیب قدرتمند وجود دارد که همان تئوری چندجهانی می‌باشد و گرانش که به ظاهر بدون علت است ممکن است تاثیری از جهانی دیگر باشد که به سراغ ما می‌آید. همچنین مانعی ندارد که ناپایداری‌های کوانتومی موجود در کیهانی که ما در آن زندگی می‌کنیم، عبارت باشند از آثاری که از جهان‌های دیگر به ما رسیده باشند.

اما کسانی که خواهان اثبات عدم نیاز جهان به چیزی در خارج از آن برای پیدایشَش هستند، برای حل اشکال ثابت کیهانی و اشکال احتمالات - در موجودیت کیهان ما - نیازمند فرض گرفتن جهان‌های چندگانه‌ای که پیشتر به آن اشاره شد، می‌باشند. فرضیه‌های جهان‌های چندگانه می‌تواند با الغای اصل علیت در مکانیک کوانتوم تعارض داشته باشد؛ زیرا به آسانی می‌توانیم بگوییم: ناپایداری‌های کوانتومی در خلأ، نشانه‌هایی از یک جهانِ چسبیده به جهانِ ما یا آثاری از نیروهای گذرای جهان‌های چندگانه است. بر این اساس عمارتی که استیون هاوکینگ، لاورنس کراوس و دیگران در خصوص تأیید و ترویج خداناباوری بنا کرده‌اند، از نظر علمی دارای تناقض و محکوم به فروپاشی و در هم شکستن می‌باشد.

تکینگی انفجار بزرگ

این گفته که جهان از انفجارِ بزرگ از یک تکینگی پدید آمده، به آن معنا است که هستی در ابتدا از چیزی شبیه سیاهچاله یا به طور دقیق‌تر از مرکز سیاهچاله پدیدار گشته است؛ چرا که اگر طبق مدل استاندارد، هستی را به آغاز احتمالیش بازگردانیم و سیارات، ستارگان، کهکشان‌ها و همه چیز موجود در هستی را در یک فرآیند بازگشت به ابتدا، به آغازش یعنی زمان صفر ببریم، با حجم صفر روبه‌رو خواهیم شد؛ به طوری که دیگر نه ماده‌ای در کار است، نه فضایی و نه زمانی؛ و در عین حال چگالی و نیروی گرانش بسیار زیاد خواهد بود. یعنی به طور خلاصه ما با یک تکینگی روبه‌رو خواهیم بود. در تکینگی، قوانین جاری فیزیک از درجه‌ی اعتبار ساقط می‌شود و از همین رو قوانینی که رخدادهای تکینگی را به طور دقیق توصیف کند، وجود نخواهد داشت.

برای توضیح بیشتر ایده‌ی انفجار بزرگ، به سراغ سیاهچاله می‌رویم. مرکز سیاهچاله نیز دارای تکینگی است. همچنین آن گونه که برخی فیزیکدانان نظری احتمال داده‌اند، سیاهچاله با وقوع انفجار به پایان خود می‌رسد. در اینجا تعریف سیاهچاله را دوباره تکرار می‌کنم:

سیاهچاله، یک جرم مادی است که در ابتدای شکل‌گیری هستی، فشار بسیار زیاد محیط خارج از آن، چگالی آن را بسیار بالا برده، به طوری که در پایان، به یک سیاهچاله‌ی کوچک تبدیل شده است. این نوع که سیاهچاله‌ی اولیه نامیده می‌شود، یک نوع فرضی است؛ زیرا تا کنون دلایل مستحکم و ملموسی بر وجود آن یافت نشده است.

یا طبق تعریف دیگر، سیاهچاله عبارت است از ستاره‌ی بزرگی که به هنگام پایان یافتن انرژی هسته‌ای خود، به دلیل جاذبه‌ی زیادی که دارد، متراکم شده و در خود فرو می‌ریزد.

وقتی در یک ستاره، نیروی انفجارهای اتمی که با مقاومت در برابر جاذبه باعث می‌شود حجم و اندازه‌ی ستاره محفوظ بماند، از دست می‌رود، نیروی جاذبه‌ی درونی ستاره برتری می‌یابد و باعث کوچک شدن ستاره، فروپاشی کامل آن و نیز خم کردن کامل زمان - مکان می‌شود. اندازه‌ی سیاهچاله‌ی فرضی، به چگالی و دوران آن بستگی دارد. جسمی که وارد افق رویداد شود، نمی‌تواند از سیاهچاله بگریزد. افق رویداد، مرزی است که در پایین‌تر از آن نور به دلیل جاذبه‌ی شدید سیاهچاله، قادر نیست از آن بگریزد. واضح است که بیشترین سرعت شناخته‌شده‌ی علمی در حال حاضر به نور تعلق دارد و این سرعت یک ثابت کیهانی به شمار می‌آید. پس از افق رویداد در همسایگی سیاهچاله، به سمت خارج از آن، بلافاصله یک منطقه‌ی فرضی در فضا وجود دارد که نیروی جاذبه و نیروی الکترومغناطیسی در آنجا اثرگذارند و در این منطقه نوسانات یا ناپایداری‌های کوانتومی به وقوع می‌پیوندند که عبارت است از زوج ذرات مجازی که با هم ظاهر می‌شوند و یکی، دیگری را نابود می‌سازند و به این ترتیب، چیزی که در واقع، وجود نداشته است، از عدم، موجودیت می‌یابد. برخی از این ذرات مجازی که انرژی مثبت و یا منفی دارند، ممکن است سبب سقوط همدیگر در سیاهچاله شوند و ذرات یا ضدذرات واقعی با انرژی منفی در داخل سیاهچاله بیافریند که این به علت جاذبه‌ی شدید سیاهچاله صورت می‌گیرد. به دنبال آن، ذره‌ی مجازی در مقابل ذره‌ی واقعی سقوط کرده در سیاهچاله پدید می‌آید که یا زوجش را دنبال می‌کند و در سیاهچاله سقوط می‌نماید و یا ممکن است انرژی مثبت آن را قادر سازد از سیاهچاله فرار کند و ذره‌ای واقعی پدید آورد. این همان تابشی است که از سیاهچاله ساطع می‌گردد. بر این اساس انرژی مثبتی که از سیاهچاله به بیرون تابیده می‌شود، با ذرات دارای انرژی منفی که در داخل سیاهچاله سقوط کرده‌اند و بر اساس معادله‌ی اینشتین، از جرم تخمین زده شده برای سیاهچاله کم می‌کند، معادل می‌باشد. بر اساس معادله‌ی اینشتین، انرژی برابر است با حاصل ضرب جرم در مربع سرعت نور ( ) به این ترتیب از آنتروپی سیاهچاله کاسته می‌شود؛ ولی آنتروپیِ تابشیِ ساطع شده از سیاهچاله و نیز افزایش حرارت سیاهچاله، کاهش آنتروپی آن را جبران می‌کند. این رویداد با قانون دوم ترمودینامیک سازگار است؛ قانونی که می‌گوید: «وقوع هر تغییر خودکار در یک سیستم فیزیکی، الزاماً با افزایش مقدار آنتروپی آن همراه است» یا «در چرخه‌ی برگشت‌پذیر (حالت تعادل)، آنتروپی ثابت است، اما در چرخه‌ی برگشت‌ناپذیر (عدم تعادل)، باید بر مقدار آنتروپی افزوده شود».

آنتروپی عبارت است از مقدار بی‌نظمی در سیستم؛

و بر اساس قانون دوم ترمودینامیک: در یک سیستم بسته، کاهش آنتروپی غیرممکن است.

همان طور که هنگامی که دو سیستم با هم به مبادله‌ی انرژی بپردازند، آنتروپی کلی در این دو کاهش نمی‌یابد.

در سیستمی که گرما از دست می‌دهد، آنتروپی کم می‌شود و در سیستمی که گرما به دست می‌آورد، افزایش می‌یابد.

در مورد سیاهچاله‌ای که جرمش را از دست می‌دهد ـ ‌سیاهچاله پرتوزا‌ ـ آنتروپی در آن باید رو به کاهش نهد، از آنجا که با یک سیستم غیرمعکوس روبه‌رو هستیم، الزاماً آنتروپی باید در آن افزایش یابد؛ به این علت که ذراتی که در ابتدا از آن خارج می‌شوند، معادل کاهش (آنتروپی) می‌باشند ولی با زیاد شدن درجه‌ی حرارت، درنهایت آنتروپی افزایش می‌یابد و به این ترتیب قانون دوم ترمودینامیک نقض نمی‌شود.

با استمرار این فرآیند، در نهایت به سیاهچاله‌ای می‌رسیم که جرم بی‌نهایت کوچک و گرمای بسیار زیادی که نزدیک به بی‌نهایت است، دارد. استیون هاوکینگ می‌گوید:

کاملاً روشن نیست که وقتی جرم سیاهچاله در نهایت بسیار کوچک می‌شود، چه روی می‌دهد. بهترین تخمین معقول آن است که سیاهچاله بر اثر یک انفجار تابشی عظیم و پایانی که معادل میلیون‌ها بمب هیدروژنی است، به طور کامل ناپدید می‌شود. (۱)

بر اساس نظریه‌ی انفجار بزرگ، کیهان از یک تکینگی (مشابه تکینگی موجود در دل سیاهچاله) آغاز شده است. بنابراین سرآغاز کیهان یک تکینگی است که حجم آن برابر با صفر می‌باشد. در آن هنگام، فضا و آنچه به نام ابعاد چهارگانه معروف است وجود نداشت، و دما و چگالی بسیار بالا بود. به این ترتیب نیروی گرانش در نهایت باعث پیدایش انرژی غیرقابل‌کنترل شده و سپس انفجار بزرگ روی داده است ـ‌ همان طور که در مورد سیاهچاله بیان شد ‌ـ این انفجار به پیدایش هستی منجر شد و با گذشت میلیاردها سال، به شکلی که امروز آن را می‌بینیم، رسیده است.

هاوکینگ و تکینگی انفجار بزرگ

در سال ۱۹۶۵ درباره‌ی نظریه‌ی پنروز چنین خواندم که هر جسمی که متحمل یک فروپاشی گرانشی شود، سرانجام باید تشکیل یک تکینگی بدهد. به زودی دریافتم که اگر جهت زمان در تئوری پنروز برعکس شود، فروپاشی به گسترش تبدیل می‌گردد و در عین حال شرایط قضیه‌ی او همچنان برآورده می‌شود، مشروط بر آنکه جهان کنونی ما در مقیاس بزرگ کما بیش مثل مدل فریدمان باشد. تئوری پنروز نشان می‌داد که سرانجامِ هر ستاره‌ی در حال فروپاشی لزوماً به یک تکینگی منجر خواهد شد. برهان مبتنی بر زمان معکوس نشان می‌داد که هر جهانِ در حال گسترش مبتنی بر مدل فریدمان، باید با یک تکینگی آغاز شده باشد. قضیه‌ی پنروز به دلایل فنی نیاز به جهانی نامتناهی در فضا داشت. پس با استفاده از آن، می‌توانستم ثابت کنم که تنها اگر سرعت گسترش جهان به اندازه‌ای باشد که از یک فروپاشی مجدد اجتناب کند، تکینگی باید وجود داشته باشد (برای اینکه فقط مدل‌های فریدمان در فضا نامتناهی بودند).

در طول چند سال پس از آن، تکنیک‌های ریاضی جدیدی ابداع کردم که این شرط و دیگر شرایط را از قضیه‌ها حذف نماید و توانستم ثابت کنم که تکینگی‌ها باید اتفاق بیفتند. نتیجه‌ی نهایی، مقاله‌ی مشترک پنروز و من بود که در سال ۱۹۷۰ منتشر شد و سرانجام ثابت می‌کرد که اگر نسبیت عام درست باشد و جهان دارای آن مقدار ماده که ما مشاهده می‌کنیم، باشد، باید تکینگی انفجار بزرگ در گذشته اتفاق افتاده باشد. مخالفت‌های بسیاری با کار ما ابراز شد که بخشی از آن از جانب روس‌ها بود و از باور مارکسیستی آنان به جبر علمی ناشی می‌شد و بخشی از آن از جانب کسانی بود که فکر تکینگی‌ها را اساساً زشت و ضایع‌کننده‌ی زیبایی نظریه‌ی اینشتین می‌انگاشتند. با وجود این، با یک قضیه‌ی ریاضی زیاد نمی‌توان مشاجره کرد. بنابراین بالأخره نظر ما مقبولیت عام پیدا کرد و امروزه تقریباً هر کسی پذیرفته است که جهان با یک تکینگی انفجار بزرگ آغاز شده است. شاید طنز ماجرا آنجا است که حالا من عقیده‌ام را عوض کرده‌ام و می‌کوشم دیگر فیزیکدانان را متقاعد سازم که اصلاً در آغاز جهان تکینگی در کار نبوده است. بعداً خواهیم دید، در صورتی که تأثیرات کوانتومی را به حساب بیاوریم، تکینگی می‌تواند ناپدید شود. (۱)

هاوکینگ و بی‌نیازی از تکینگی و پروردگار

از آنچه گذشت روشن شد که تئوری پذیرفته شده برای توجیه پیدایش و سرآغاز کیهان، به نقطه‌ی تکینگی منتهی می‌شود، و در واقع به یک وضعیت آشفته برای آغاز آن می‌رسد که در آنجا نسبیّت و قوانین فیزیک از هم فرو می‌پاشد و به این ترتیب از یک تکینگی نمی‌توان انتظار توضیح دقیق رخدادهای بعدی را که بلافاصله پس از آن به وقوع می‌پیوندد، داشت؛ زیرا قوانینی که در تکینگی برقرار باشد موجود نیست و به دنبال آن، تکینگی ما را از سؤال درباره‌ی قبل از خود منع می‌کند و از آنجا که قوانین فیزیکی در آن متوقف می‌شوند، توقع دریافت جواب علمی شفاف و دقیق درباره‌ی پیش از آن وجود ندارد.

بنابراین هاوکینگ کوشید جهانی با سرآغازی نامشخص تعریف کند تا پرسشی را که در مورد قبل از آغاز سؤال می‌کند، منتفی سازد. در این طرح، آغاز همان آغاز است و در عین حال حدّی ندارد تا گفته شود قبل از آن چه چیزی بوده؛ چرا که قبل از آن، خود هستی وجود داشته است. برحسب ایده‌ی هاوکینگ هرگاه به سرآغاز هستی نگاه بیاندازیم، زمان پنهان می‌شود و به یک بعد مکان اضافی تبدیل می‌گردد. بنابراین در آغاز، هیچ زمانی وجود ندارد و از همین رو این پرسش که قبل از آغاز جهان چه روی داده، بی‌معنی خواهد بود. به این ترتیب هستی قائم به خودش می‌شود و بر پایه‌ی احتمالات داخلی خود بنا می‌گردد.

به این ترتیب از نقطه‌ی تکینگی که در آن قوانین فیزیک فرو می‌ریزد، اجتناب و تبدیل به شروعی برای سلسله‌ی رخدادهای بعدی جهان (آن گونه که وی معتقد است) می‌شود که در آنها قوانین فیزیک مانند مکانیک کوانتوم برقرار می‌باشد. در عین حال از سؤال جذاب «قبل از جهان چه چیزی بوده؟» و یا «چه کسی جهان را آغاز نموده؟» شانه خالی می‌کند و به این ترتیب جهان را قائم به خود می‌داند و طبق تصورش نیازی ندارد که کسی از خارج، آن را ایجاد نموده باشد.

«زمان موهومی» داستان‌های علمی - تخیلی را تداعی می‌کند، اما مفهوم ریاضیِ کاملاً تعریف شده‌ای است: زمانی که بر حسب اعداد موهومی اندازه‌گیری شود. اعداد حقیقی معمولی همچون ۱، ۲، ۵/۳- و ... را متناظر با نقطه‌هایی روی خطی که از چپ به راست کشیده شده، می‌توان تصور کرد: صفر در میان خط، اعداد حقیقی مثبت در راست و اعداد حقیقی منفی در چپ. اعداد موهومی را می‌توان با نقاطی روی خط عمودی نشان داد: صفر، دوباره در میان اعداد موهومی مثبت به سوی بالا و اعداد موهومی منفی به سوی پایین. به این روش، اعداد موهومی را می‌توان گونه‌ی نوینی از اعداد با زاویه‌ی عمود نسبت به اعداد حقیقی معمولی تصور کرد. اعداد موهومی نیازی به تحقق فیزیکی ندارند؛ زیرا سازه‌ای ریاضی می‌باشند؛ نمی‌توان به تعداد اعداد موهومی پرتقال داشت یا صورت‌حساب کارت اعتباری با اعداد موهومی دریافت کرد.

شاید کسی بیندیشد که اعداد موهومی فقط بازی ریاضی هستند و کاری با جهان حقیقی ندارند، اما از نقطه نظر فلسفه‌ی اثبات‌گرا، نمی‌توان تعیین کرد که چه چیز حقیقی است. تنها می‌توان دریافت که کدام مدل ریاضی، جهانی را که در آن زندگی می‌کنیم، توصیف می‌کند. به نظر می‌رسد، مدل‌های ریاضی که با زمان موهومی سروکار دارند، نه تنها اثرهایی را که پیشتر مشاهده کرده‌ایم، بلکه اثرهایی را که هنوز نتوانسته‌ایم مشاهده کنیم، ولی به دلایلی آنها را باور داریم، نیز پیش‌بینی می‌کنند. پس چه چیز حقیقی و چه چیز موهومی است؟ آیا تمایز میان این دو تنها در ذهن‌های ما یافت می‌شود؟

نظریه‌ی کلاسیکِ (یعنی غیر کوانتومی) نسبیت عام اینشتین، زمان حقیقی را با سه بعد فضا در فضا - زمان چهاربعدی در هم آمیخت. اما جهت زمان حقیقی از سه جهت فضایی متمایز بود؛ خط جهانی یا تاریخِ بیننده همواره در جهت زمان حقیقی افزایش می‌یافت، (یعنی زمان همواره از گذشته به سوی آینده حرکت می‌کرد.) ولی هر یک از جهات سه‌گانه‌ی فضایی می‌توانست افزایش یا کاهش یابد. به دیگر سخن در فضا می‌توان جهت را وارونه کرد اما در زمان نه. از سوی دیگر از آنجا که زمان موهومی عمود بر زمان حقیقی است، مانند جهت فضایی چهارم رفتار می‌کند. از این رو می‌تواند، نسبت به خط سیر راه‌آهن مانندِ زمان حقیقی عادی، که تنها آغاز یا انجامی دارد یا دایره‌وار حرکت می‌کند، گستره‌ی بسیار پرمایه‌تری از امکانات را دارا باشد. زمان در این مفهوم موهومی، دارای ریخت می‌باشد. (۱)

Time, however, seemed to be like a model railway track. If it had a beginning, there would have to have been someone (i.e., God) to set the trains going.

زمان، شبیه به یک خط آهن است. اگر ابتدایی داشته باشد، ناچار باید یکی (مثلاً خدا) قطار را برای اولین بار راه‌اندازی کرده باشد.

Although Einstein’s general theory of relativity unified time and space as space-time and involved a certain mixing of space and time, time was still different from space, and either had a beginning and an end or else went on forever. However, once we add the effects of quantum theory to the theory of relativity, in extreme cases warpage can occur to such a great extent that time behaves like another dimension of space.

«با اینکه نظریه‌ی نسبت عام اینشتین، زمان و فضا را به صورت فضا - زمان با هم متحد و نوعی از آمیختگی فضا و زمان را مطرح کرد، اما زمان با فضا متفاوت می‌باشد. هر دوی آنها ابتدا و انتها دارند وگرنه تا ابد پیش می‌رفتند. با این حال، هرگاه اثرات نظریه‌ی کوانتوم را به نظریه‌ی نسبیت بیفزاییم، در موارد شدید انحنا می‌تواند با چنان شدتی رخ دهد که زمان مثل بعد دیگری از فضا رفتار نماید.

In the early universe-when the universe was small enough to be governed by both general relativity and quantum theory-there were effectively four dimensions of space and none of time. That means that when we speak of the “beginning” of the universe, we are skirting the subtle issue that as we look backward toward the very early universe, time as we know, it does not exist!

در جهان اولیه، زمانی که جهان به قدری کوچک بود که نسبیت عام و کوانتوم هر دو بر آن حکم‌فرما بودند، عملاً چهار بعد فضایی وجود داشته است و از زمان خبری نبود. یعنی وقتی در مورد آغاز جهان صحبت می‌کنیم، در حال نادیده‌گرفتن یک موضوع مهم هستیم یعنی زمانی که به ابتدای جهان بسیار نزدیک می‌شویم، زمان آن طور که ما می‌شناسیم وجود نداشته است!

We must accept that our usual ideas of space and time do not apply to the very early universe. That is beyond our experience, but not beyond our imagination, or our mathematics. If in the early universe all four dimensions behave like space, what happens to the beginning of time?

باید بپذیریم که ادراکات متداول ما از فضا و زمان، بر جهان ابتدایی قابل تطبیق نمی‌باشد. این فراتر از تجربیات ما است، اما نه فراتر از تخیّل یا ریاضیات ما. اگر در جهان اولیه، تمام چهار بعد مثل فضا عمل می‌کردند، پس ابتدای زمان چه می‌شود؟

The realization that time can behave like another direction of space means one can get rid of the problem of time having a beginning, in a similar way in which we got rid of the edge of the world.

درک این مسأله که زمان می‌تواند مثل بعد دیگری از فضا رفتار کند، به این معنی است که می‌توان از مسأله‌ی آغاز زمان، به شیوه‌ای شبیه خلاصی یافتن از مسأله‌ی لبه‌ی جهان، رهایی یافت.

Suppose the beginning of the universe was like the South Pole of the earth, with degrees of latitude playing the role of time. As one moves north, the circles of constant latitude, representing the size of the universe, would expand. The universe would start as a point at the South Pole, but the South Pole is much like any other point.

فرض کنید آغاز جهان مشابه قطب جنوب کره‌ی زمین باشد و در آن درجات مختلف عرض جغرافیایی، نقش زمان را ایفا می‌کنند. با حرکت به سمت شمال، دوایر مربوط به عرض‌های جغرافیایی ثابت که نشان‌دهنده‌ی اندازه‌ی جهان هستند، بزرگ‌تر می‌شوند. جهان در نقطه‌ی قطب جنوب آغاز شده، اما قطب جنوب، خود نقطه‌ای شبیه به هر نقطه‌ی دیگر است.

To ask what happened before the beginning of the universe would become a meaningless question, because there is nothing south of the South Pole. In this picture space-time has no boundary-the same laws of nature hold at the South Pole as in other places. In an analogous manner, when one combines the general theory of relativity with quantum theory, the question of what happened before the beginning of the universe is rendered meaningless. This idea that histories should be closed surfaces without boundary is called the no-boundary condition.

این پرسش که قبل از آغاز جهان چه روی داده است، بی‌معنی خواهد بود، زیرا جنوب‌تر از قطب جنوب چیزی وجود ندارد. در این تصویر، فضا-زمان هیچ مرزی نخواهند داشت، قوانین طبیعت حاکم در قطب جنوب مشابه نقاط دیگر خواهد بود. به شیوه‌ای مشابه، وقتی نظریه‌ی نسبیت عام را با کوانتوم ترکیب می‌کنیم، این سؤال که قبل از آغاز جهان چه اتفاقی افتاده است، بی‌معنی تلقّی خواهد شد. این ایده که تاریخچه‌ها باید سطوح بسته‌ی بی‌مرز باشند، شرایط بی‌مرزی نامیده می‌شود.

Over the centuries many, including Aristotle, believed that the universe must have always existed in order to avoid the issue of how it was set up. Others believed the universe had a beginning, and used it as an argument for the existence of God. The realization that time behaves like space presents a new alternative.

در طول قرن‌ها، بسیاری از افراد از جمله ارسطو، عقیده داشتند جهان باید همواره وجود داشته باشد، تا به این ترتیب از مشکل چگونگی آغاز جهان پرهیز شود. از طرف دیگر، برخی بر این باور بودند که جهان آغازی داشته و از آن به عنوان دلیلی برای وجود خداوند استفاده می‌کردند. درک این مسأله که زمان مثل فضا رفتار می‌کند، گزینه‌ی دیگری را مطرح می‌سازد.

It removes the age-old objection to the universe having a beginning, but also means that the beginning of the universe was governed by the laws of science and doesn’t need to be set in motion by some god.

این گزینه، ادعای قدیمی که همان وجود آغاز برای جهان است را از بین می‌برد و در عین حال بیان می‌کند که آغاز جهان از طریق قوانین علمی اداره شده است و جهان به پروردگاری برای واقعیت بخشیدن به آن، نیازی ندارد.

We are the product of quantum fluctuations in the very early universe. If one were religious, one could say that God really does play dice.

ما محصول افت‌وخیزهای کوانتومی در جهان اولیه هستیم. به این ترتیب یک فَرد مذهبی می‌تواند بگوید خداوند واقعاً تاس انداخته است.

هاوکینگ برای پاسخ دادن به اشکال احتمالی که در به وجود آمدن خود به خودی جهان ما پدید می‌آید، بر پایه‌ی همان اصل عدم قطعیت در مکانیک کوانتوم، تعدد احتمالات را در پیش می‌گیرد. همان طور که پیشتر گفته شد، اگر در جلوی یک ذره‌ی کوانتومی صفحه‌ای با چندین سوراخ قرار گرفته باشد، تا زمانی که ناظری وجود نداشته باشد، ذره قادر به عبور از تمام حفره‌ها در یک زمان واحد می‌باشد؛ همین موضوع برای ابتدای جهان نیز کاربرد دارد، به این صورت که به عنوان یک رخداد کوانتومی می‌تواند تمام مسیرهای احتمالی را دنبال کند و در نتیجه جهان‌های متعددی ایجاد شود که از جمله‌ی آنها جهانی است که ما در آن هستیم و آن را مشاهده می‌نماییم.

In this view, the universe appeared spontaneously, starting off in every possible way. Most of these correspond to other universes. While some of those universes are similar to ours, most are very different. They aren’t just different in details…………..but rather they differ even in their apparent laws of nature. In fact, many universes exist with many different sets of physical laws.

در این دیدگاه، جهان به نحوی خودجوش پدید آمده که می‌تواند هر راه ممکنی را طی کند. بسیاری از این مسیرها مربوط به جهان‌های دیگر می‌باشند. در حالی که برخی از این جهان‌ها شبیه به جهان ما هستند، ولی اغلبشان بسیار متفاوتند. آنها تنها در جزئیات تفاوت ندارند، .......... بلکه حتی در قوانین ظاهری طبیعت نیز متفاوت می‌باشند. در حقیقت، جهان‌های بسیاری، با مجموعه‌های متعدد و متفاوتی از قوانین فیزیکی وجود دارند. (۱)

با این همه، من و یکی از همکارانم به نام جِیمز هارتل (۲) دریافتیم، یک احتمال سوم نیز وجود دارد. شاید جهان مرزی در فضا و زمان ندارد. در نگاه نخست به نظر می‌رسد این سخن در تضاد مستقیم با قضایایی که پنروز و من ثابت کرده بودیم، باشد. این قضیه‌ها نشان می‌داد که جهان باید آغاز و مرزی در زمان داشته باشد. با این همه، همان طور که در بخش دوم توضیح داده شد، گونه‌ی دیگری از زمان به نام زمان موهومی وجود دارد که نسبت به زمان حقیقی معمولی که حس می‌کنیم در راستای آن جلو می‌رویم، دارای زاویه‌ی عمود می‌باشد. تاریخ جهان در زمان حقیقی، تاریخ آن را در زمان موهومی تعیین می‌کند، و برعکس، اما دو گونه‌ی تاریخ می‌توانند بسیار متفاوت باشند. به ویژه در زمان موهومی، جهان نیازی به آغاز و پایان ندارد. زمان موهومی درست مانند یک جهت و راستای دیگر در فضا رفتار می‌کند. از این رو در زمان موهومی تاریخ‌های جهان را می‌توان چونان رویه‌های خمیده، مانند یک توپ، رویه‌ی تخت یا به شکل زین انگاشت، اما سطوحی که به جای دو بعد دارای چهار بعد هستند.

اگر تاریخ‌های جهان بر رویه‌ی زین‌شکل یا رویه‌ی تخت به بی‌نهایت امتداد می‌یافتند، به ناچار این پرسش پیش کشیده می‌شد که شرایط مرزی در بی‌نهایت چه می‌باشد. اما اگر تاریخ‌های جهان در زمان موهومی، رویه‌ی بسته‌ای همچون سطح زمین باشد، می‌توان به طورکامل از تعیین شرایط مرزی پرهیز نمود. رویه‌ی زمین مرز و لبه‌ای ندارد. هیچ گزارش موثقی از فرو افتادن مردمان از لبه‌ی کره‌ی زمین در دست نیست.

اگر طبق آنچه هارتل و من پیشنهاد کردیم، تاریخ‌های جهان در زمان موهومی رویه‌هایی بسته باشند، پیامدهای بنیادینی را برای فلسفه و تصویر ما از جایی که از آن آمده‌ایم، دربردارد. جهان یکسره همه چیز خود را در بر می‌گیرد و به چیزی بیرونی که ساعت را کوک کند و آن را به حرکت درآورد، نیاز نخواهد داشت. در عوض همه چیز در جهان با قوانین دانش و با ریختن تاس درون جهان تعیین می‌شود. این سخن شاید گستاخانه به نظر برسد، لیکن چیزی است که من و بسیاری دانشمندان دیگر به آن باور داریم.

حتی اگر شرایط مرزی جهان، بی‌مرزی باشد، جهان دارای تاریخی یگانه نخواهد شد؛ بلکه همچنان که فاینمن پیشنهاد کرد، تاریخ‌های چندگانه خواهد داشت. متناظر با هر رویه‌ی بسته‌ی ممکن، تاریخی در زمان موهومی وجود خواهد داشت و هر تاریخی در زمانی موهومی، تاریخی را در زمان حقیقی تعیین خواهد کرد. از این رو حالت‌های ممکن برای جهان، بسیار فراوان خواهد بود. آنچه جهان ویژه‌ای را که در آن زندگی می‌کنیم از مجموعه‌ی همه‌ی جهان‌های ممکن، جدا و برجسته می‌سازد چیست؟ نکته‌ای که می‌توان خاطرنشان ساخت آن است که بسیاری از تاریخ‌های ممکن جهان، زنجیره‌ای از رخدادهای تشکیل کهکشان‌ها و ستارگان را که برای تکوین ما ضروری بود، از سر نخواهند گذراند. اگر چه شاید موجودات هوشمند، بتوانند بدون کهکشان‌ها و ستارگان تکامل یابند ولی این نظریه به نظر نامحتمل می‌رسد. پس خود اینکه ما موجودی هستیم که می‌تواند بپرسد «چرا جهان به گونه‌ی کنونیش می‌باشد؟» محدودیتی بر تاریخی که در آن زندگی می‌کنیم، می‌نهد و دالّ بر آن است که تاریخ ما که کهکشان‌ها و ستارگان را در برگرفته، در اقلیت قرار دارد. این نمونه‌ای است از آنچه اصل انسانی (۱) نامیده می‌شود. اصل انسانی می‌گوید جهان باید کم یا بیش همان گونه باشد که آن را می‌بینیم، زیرا در غیر این صورت، دیگر کسی نبود که آن را مشاهده کند. بسیاری از دانشمندان نظر خوبی نسبت به اصل انسانی ندارند، زیرا تا اندازه‌ای مبهم است و در پیش‌بینی رویدادها چندان توانمند به نظر نمی‌رسد. اما می‌توان به اصل انسانی فرمول‌بندی دقیقی داد. وجود این اصل، به هنگام پرداختن به سرچشمه‌ی جهان، ضروری به نظر می‌رسد. نظریه‌ی M که در فصل دوم درباره‌ی آن سخن گفته شد، شمارِ خیلی زیادی از تاریخ‌ها را برای جهان ممکن می‌شمارد. بیشتر این تاریخ‌ها برای تکوین زندگی هوشمند نامناسبند؛ آنها یا تهی هستند، یا برای زمانی بسیار کوتاه پایدار هستند، بیش از حد و اندازه خمیده شده‌اند و یا بنا بر برخی دلایل دیگر، اشتباه هستند.

با این همه، بر پایه‌ی اندیشه‌ی تاریخ‌های چندگانه‌ی ریچارد فاینمن، این تاریخ‌های خالی از سکنه می‌توانند بسیار محتمل باشند.

Some histories will be more probable than others, and the sum will normally be dominated by a single history that starts with the creation of the universe and culminates in the state under consideration. But there will be different histories for different possible states of the universe at the present time. This leads to a radically different view of cosmology, and the relation between cause and effect.

احتمال وقوع برخی تاریخ‌ها بیش از بقیه خواهد بود و مجموع همه‌ی آنها، به تنها یک تاریخ منجر می‌شود که نقطه‌ی آغاز آن، پیدایش جهان و انتهای آن وضعیت موجود خواهد بود. اما تاریخ‌های متفاوتی برای حالات محتمل مختلف جهان فعلی وجود خواهند داشت. این منجر به دیدگاه اساساً متفاوتی از کیهان‌شناسی و ارتباط بین علت و معلول می‌شود.

The histories that contribute to the Feynman sum don’t have an independent existence, but depend on what is being measured. We create history by our observation, rather than history creating us.

تاریخ‌هایی که در معادلات فاینمن شرکت می‌کنند، دارای وجود مستقلی نیستند، بلکه بستگی به این دارند که چه چیزی مورد اندازه‌گیری قرار می‌گیرد. ما با مشاهدات خود تاریخ را می‌سازیم، نه اینکه تاریخ ما را می‌سازد.

The idea that the universe does not have a unique observer-independent history might seem to conflict with certain facts we know.......That might sound like science fiction, but it isn’t.

این ایده که جهان، یک تاریخ یکتا و مستقل از مشاهده‌گر ندارد، شاید به نظر برسد با حقایق مسلمی که می‌شناسیم در تعارض می‌باشد .... این مسأله به نظر علمی-تخیلی می‌آید، ولی این طور نیست. (۱)

فرض کنیم تاریخ‌های متعدد و احتمالات گوناگونی برای جهان وجود داشته باشد که پیشتر این مطلب را مورد بررسی قرار دادیم. به نظر من صِرف این فرض که تاریخ‌های متعدد و احتمالات متعدد دیگر برای جهان، به این دلیل که ما در اینجا پدید آمده‌ایم تا نظاره‌گر آن باشیم، ناپدید و محو شده است، برای وجود ما اهمیتی قائل می‌شود که با آنچه خداناباوری فرض گرفته است، تناسبی ندارد. در اینجا گفته‌ی پیشینم را تکرار می‌کنم:

«اگر ناظر یا ثبت رویداد کوانتومی از سوی ناظر، عامل فرو ریختن تابع موج باشد - همان طور که در تفسیر کپنهاگن چنین گفته می‌شود - به آن معنا است که اگر انسان یا موجود هوشمند وجود نداشت، هستی به وجود نمی‌آمد. کیهان، وجود خود را مدیون این است که ما آن را مشاهده می‌کنیم؛ زیرا کیهان در کل، یک سیستم کوانتومی است که دارای تابع موج و احتمالات متعدد می‌باشد و فقط هنگامی موجودیت می‌یابد که ما آن را مورد مشاهده‌ی خویش قرار دهیم و تابع موج آن نیز فرو‌‌‌‌ ریزد و در واقعیت قابل تشخیص و مشاهده گردد. معنی این کلام آن است که ما افراد بشر - یا به عبارتی هوشمندی - اصل و اساسی هستیم که هستی به خاطر آن پدیدار گشته است».

بر این اساس سخن پیشین هاوکینگ که گفته «ما با مشاهدات خود تاریخ را می‌سازیم، نه اینکه ما حاصل تاریخ هستیم»، در اثبات اینکه جهان به خدا نیاز ندارد، به او کمکی نمی‌کند؛ چرا که به طور خلاصه، این عبارت ما را شرط وجود کل جهان نموده، یعنی جهان برای ما و به خاطر ما پدیدار گشته است و به عبارت دیگر ما هدف می‌باشیم و درنتیجه باید هدفگذاری وجود داشته باشد. من در بخش «چیزها را مشاهده می‌کنیم یا آنها را با مشاهده می‌آفرینیم؟!» توضیح دادم که وجود ما پدیدآورنده‌ی رویدادها می‌باشد.

ما می‌توانیم بگوییم بخشی از این احتمالات - هرچند اندک - برای پدیدار گشتن ماده و به دنبالش زندگی هوشمندی که آن را رصد می‌کند، مناسب است؛ بنابراین این جهان‌ها یا برخی از آنها باید حتماً موجودیت داشته باشند و آن موجودات آنها را مورد رصد و مشاهده قرار دهند؛ وگرنه تفاوت ما و جهان ما ـ‌ که ما آن را رصد می‌کنیم ‌ـ با آنها و جهان آنها ـ ‌که آن را رصد می‌کنند ‌ـ چیست؟

بنابراین جز اینکه فرض بگیریم چندجهانی موضوعی واقعی است، چاره‌ی دیگری باقی نمی‌ماند. چندجهانی به خودی خود برای پنبه کردن همه‌ی رشته‌ها کافی است؛ زیرا می‌توان چنین فرض گرفت که ناپایداری‌های کوانتومی در خلأ که عقیده بر آن است، عامل پیدایش کیهان فعلی است، خود از اثرگذاری جهان‌های دیگر سرچشمه گرفته باشد.

اصل انسانی به خودی خود نمی‌تواند موضوع پیدایش کیهان ما را حل و فصل کند، بلکه چه بسا قضیه را برای کسانی که می‌خواهند وجود خدا و دخالت او در پیدایش هستی را انکار کنند، پیچیده‌تر و دشوارتر نماید؛ چرا که اصل انسانی وجود ما را مهم‌ترین عنصر در سطح کل نظام هستی و نخستین هدف پیدایش جهان به شمار می‌آورد؛ و این خود، ثابت‌کننده‌ی وجود خداوند می‌باشد.

از این سخن که ما اینجاییم، باهوشیم و رصد می‌کنیم، چه چیزی می‌توان استنباط کرد؟!

به هر حال هر نوع فرضیه‌ای که وجود ما را در آنچه رصد می‌کنیم تأثیرگذار بداند یعنی در این حالت مورد بحث، معتقد باشد رصدی که ما انجام می‌دهیم، در خود هستی مؤثر می‌باشد، آیا این نتیجه را به دنبال ندارد که هستی بدون وجود ما که ناظر و مشاهده‌گر آن هستیم، معنا نمی‌یابد؟! و این دیدگاه به خودی خود دلیل واضحی خواهد بود بر اینکه هستی برای ما و به خاطر ما پدیدار گشته است.

طبق فرضیه‌ی هاوکینگ جهان قائم به ذات خودش بوده و از طریق تاس انداختن در درون خودش پدید آمده است. بنا به گفته‌ی هاوکنیگ، قبل از آنکه فضا برای پیدایش جهان فراهم شود، حتی اگر این فضا بی‌نهایت کوچک باشد (و حتی اگر طبق دیگر فرضیه‌ها، تکینگی برقرار باشد)، تا ناپایداری‌های کوانتومی که جهان را موجودیت می‌بخشد، حاصل شود، این خود باعث می‌شود که پرسش از آغاز به پیش از پیدایش این فضا منتقل شود. یا این کیهان اولیه (فضا و ناپایداری‌های کوانتومی) حادث بوده است که در این صورت جهان، قائم به ذات خود نبوده و کسی باید آن را به وجود آورده باشد و یا اینکه جهان قدیم بوده و در عین حال هم محل وقوع رویدادها بوده که این امری است محال، زیرا آنچه محل وقوع رویدادها باشد، (حتماً) حادث است. بنابراین براساس تئوری مطرح شده از فرض گرفتن وجود خدا گریزی نیست، حتی اگر این نیاز در سطح انرژی و ماده‌ی کیهانی نباشد، بلکه در سطح فضای کیهانی که ظرف مناسبی برای ظهور ناپایداری‌های کوانتومی به شمار می‌رود، باشد؛ هرچند این فضا بی‌نهایت کوچک باشد.

علاوه بر این، دلیل و علت این ناپایداری‌های کوانتومی مشخص نشده است و اصل عدم قطعیت فقط از وجود چنین نوساناتی سخن می‌گوید و حال آنکه از علت و خاستگاه آن اطلاع و شناختی ندارد. اگر ما در جهانمان منبعی برای ناپایداری‌های کوانتومی نیابیم، به آن معنا نیست که بدون علت رخ می‌دهند، بلکه در نهایت می‌توان چنین گفت که ممکن است منبع این نوسانات از خارج از جهان ما نشأت گرفته باشد. ما پیشتر این موضوع را بررسی کردیم و روشن نمودیم که تئوری چند جهانی صحیح می‌باشد.

جهان‌های چندگانه برای ما مراتب وجودی مختلفی دارند و برقرار کردن تطابق کامل بین هر دو تا از آنها غیرممکن است. برخی از این جهان‌ها مخلوق برخی دیگرند و برخی نیز بر جهان‌های دیگر اثرگذار می‌باشند.

نظریه‌ی ریسمان‌ها

ایده‌ی ریسمان به عنوان زیرساختی برای بنیان کیهان، بر پایه‌ی دقتی بالا بنا شده است؛ به عبارت دیگر اگر ما با دقتی بیش از وضعیت کنونی، به ذرات اولیه‌ی سازنده‌ی جهان بنگریم، آنها را مانند ریسمان‌هایی در حال نوسان که هر ریسمان به صورتی مشخص در نوسان می‌باشد، خواهیم دید. الکترون ریسمان است، کوارک ریسمان است، و ذرات نیروهای چهارگانه نیز عبارتند از ریسمان‌ها. همچنین ذره‌ی نیروی جاذبه یا گراویتون نیز یک ریسمان است و همین طور سایر ذرات.

تئوری ریسمان‌ها در واقع تلاشی است برای یکپارچه‌سازی و متحد نمودن نیروهای چهارگانه‌ی طبیعت. مدل استاندارد تاکنون توانسته نیروهای سه‌گانه‌ی الکترومغناطیس، در ابتدا نیروهای هسته‌ای ضعیف و سپس نیروهای هسته‌ای قوی را یک جا گرد آورد. این نیروهای سه‌گانه در سطح میکروسکوپی عمل می‌کنند و مکانیک کوانتوم متولی شرح و تفسیر آنها است؛ ولی تا کنون این مدل نتوانسته این نیروها را با نیروی گرانش که به طور معمول در سطح اجسام بزرگ مانند ستارگان، سیارات و کهکشان‌ها عمل می‌کند و نظریه‌ی نسبیت عام آن را تشریح نموده، یکپارچه سازد. دشواری ایجاد وحدت بین نظریه‌ی نسبیت عام با نظریه‌ی مکانیک کوانتوم، باعث شده تا یکپارچه‌سازی بین نیروهای چهارگانه و به ویژه سه نیروی الکترومغناطیس، هسته‌ای ضعیف و هسته‌ای قوی با نیروی گرانش نیز دشوار گردد؛ با اینکه بی‌تردید موقعیت‌هایی وجود دارد که در آنها گرانش حتماً باید با دیگر نیروها یکی شود، که از آن جمله می‌توان به موقعیت‌های بی‌نهایت کوچک و با چگالی بالا از قبیل سیاهچاله، تکینگی انفجار بزرگ یا حتی مراحل اولیه‌ی انفجار بزرگ اشاره کرد.

به این ترتیب تئوری ریسمان‌ها خود را به عنوان نامزدی برای متحدسازی این نیروهای چهارگانه، و در نتیجه عاملی برای تفسیر کل نظام هستی از انفجار بزرگ، تا کنون و حتی تا پایان کار جهان، از کوارک‌ها و الکترون‌ها گرفته تا ستارگان، سیارات، کهکشان‌ها، خوشه‌های کهکشانی و کل نظام هستی مطرح می‌نماید. این تئوری به جای تقسیم‌بندی قوانین فیزیک، به دنبال متحد ساختن آنها است. امروزه قوانین فیزیکی به دو بخش تقسیم شده است: بخش اول قوانین مکانیک کوانتوم است که با چیزهای ریز و کوچک سر و کار دارد. بخش دوم نیز به چیزهای بزرگ می‌پردازد که همان قانون نسبیت عام می‌باشد.

تئوری ریسمان جرم ذرات را از طریق نوسان ریسمان داخلی آنها محاسبه و برآورد می‌کند. همچنین نوع و خصوصیت ذره را به وسیله‌ی چگونگی نوسان توصیف می‌کند. به این ترتیب یک ریسمان با تغییر برخی ویژگی‌هایش، به الکترون، کوارک یا گراویتون و... تبدیل می‌شود.

اکنون به لطف نظریه‌ی نسبیت خاص، می‌دانیم که انرژی و ماده دو روی یک سکه هستند: انرژیِ بیشتر به معنی ماده‌ی بیشتر است و برعکس. بنابراین طبق تئوری ریسمان، جرم یک ذره‌ی بنیادین به وسیله‌ی مقدار انرژی که الگوی ریسمان داخلی در حال نوسان آن دارد، سنجیده می‌شود. ذرات سنگین‌تر، ریسمان‌های داخلی دارند که پرانرژی‌تر نوسان می‌کنند در حالی که ذرات سبک‌تر، دارای ریسمان‌های داخلی هستند که با انرژی کمتری نوسان می‌نمایند.

از آن جایی که جرم ذره، خاصیت‌های گرانشی آن را تعیین می‌کند، ملاحظه می‌کنیم که ارتباط مستقیمی بین الگویی که ریسمان براساس آن نوسان می‌کند، با پاسخی که ذره در مقابل نیروی جاذبه از خود نشان می‌دهد، وجود دارد. اگرچه این نحوه‌ی استدلال به نوعی، بسیار مجرد به نظر می‌رسد، فیزیکدان‌ها دریافته‌اند که شباهت‌هایی بین سایر خواص الگوهای نوسانات ریسمان با سایر خواص نیروهای موجود، یافت می‌شود. به عنوان مثال، مقدار شارژ الکتریکی، شارژ نیروی ضعیف و شارژ نیروی قوی که به وسیله‌ی یک رشته حمل می‌شود، با نحوه‌ی دقیق چگونگی نوسان آن، سنجیده می‌شود. علاوه بر این، همین مطلب برای خود ذرات پیغام‌رسان نیز صادق است. ذراتی مانند فوتون‌ها، بوزون‌های ضعیف و گلونون‌ها (۱)، خود الگوهای نوسانی از ریسمان‌های در حال نوسان می‌باشند. به طور خاص در بین الگوهای ریسمان در حال نوسان، الگویی که به طور دقیق با خواص گراویتون همخوانی دارد، تضمین می‌کند که جاذبه، بخشی از تئوری ریسمان می‌باشد.

بنابراین، طبق تئوری ریسمان، ما مشاهده می‌کنیم که علت بروز خواص ذرات بنیادی در این است که ریسمان داخلی آن الگوی نوسانی خاصی را تحمل می‌کند. این دیدگاه با آنچه مورد نظر فیزیکدان‌ها تا قبل از ارائه‌ی نظریه‌ی ریسمان بود، به طور واضح اختلاف دارد؛ در دیدگاه‌های قبلی اختلاف بین ذرات بنیادی به این صورت بیان می‌شد که در واقع هر ذره‌ای از یک رشته‌ی متفاوت بریده شده است. اگر چه هر ذره، بنیادی نامیده می‌شد، ولی نوع ماده‌ای که هر ذره از آن ساخته شده، متفاوت بود. مثلا «ماده‌ی الکترون» بار الکتریکی منفی داشت ولی «ماده‌ی نوترون» بار الکتریکی نداشت. تئوری ریسمان به طور جسورانه‌ای این دیدگاه را به این صورت که ماده‌ی تمام اجسام و تمام نیروها یکسان است، تغییر داد. هر ذره‌ی بنیادی شامل یک ریسمان است (و یا هر ذره، یک ریسمان است) و تمام ریسمان‌ها کاملا یکسان هستند. علت اختلاف ذرات در این نکته نهفته است که ریسمان هر ذره، الگوی متفاوتی از نوسان را تحمل می‌کند. چیزی که در ذرات بنیادی متفاوت است، در واقع تفاوت در «نُت‌هایی» است که ریسمان بنیادین هر ذره می‌نوازد. در این صورت، جهان که متشکل از تعداد بسیار زیادی از این ریسمان‌های در حال نوسان است، یک سمفونی کیهانی را تشکیل می‌دهد.

مطلب فوق نشان می‌دهد که چگونه تئوری ریسمان، یک چهارچوب کلی جذاب را ارائه می‌دهد. هر ذره‌ی مادی و هر منبع انتشار نیرو شامل ریسمانی است که الگوی نوسانی آن، اثر انگشت و هویتش محسوب می‌شود. از آنجا که هر رخداد فیزیکی، عملیات یا هر چیزی که در جهان موجود است، در پایه‌ای‌ترین سطحش، از طریق برهم‌کنش‌هایی که این عناصر پایه‌ای با یکدیگر انجام می‌دهند، قابل توصیف است، تئوری ریسمان، تفسیری یگانه، جامع و یک دست از جهان فیزیکی ارائه می‌دهد: یک تئوری برای همه چیز T.O.E. (۲)

تئوری ریسمان‌ها به فرض گرفتن شش بعد اضافی نیاز دارد. این ابعاد، در هم تنیده و بی‌نهایت کوچک هستند و در آن ریسمان‌ها نوسان دارند، به گونه‌ای که ابعاد مزبور بر خلاف سه بعد مکانی بزرگ، قابل ملاحظه و مشاهده نمی‌باشند.

تئوری ریسمان چنین فرض می‌گیرد که ریسمان‌ها نمی‌توانند به ابعادی کوچکتر از طول پلانک کاهش یابند؛ زیرا هر تلاشی برای کاهش اندازه‌ی آنها به کمتر از طول پلانک، به انبساط تبدیل می‌شود و چنین چیزی به آن معنا است که انفجار بزرگ از طول پلانک شروع شده است، نه از یک تکینگی با حجم صفر و چگالی بی‌نهایت.

در حال حاضر پنج گونه نظریه‌ی ریسمان وجود دارد که با یکدیگر متفاوت هستند؛ اما گونه‌ی ششمی به نام نظریه‌ی M نیز هست که همه‌ی این نظریه‌ها را شامل می‌شود. مهم‌ترین نکته در نظریه‌های ریسمان این است که ریسمان می‌تواند تناقض موجود بین نظریه‌ی کوانتوم و نظریه‌ی نسبیت عام در سطوح بی‌نهایت کوچک را حل و فصل کند؛ چیزی که نظریه‌ی ذره‌ی نقطه‌ای از ارائه‌ی راه حلی برای آن ناتوان است.

نظریه‌ی M که نسبت به دیگر نظریات ریسمان جهان‌شمول‌تر است، بیان می‌کند که پنج نظریه‌ی ریسمان در واقع بازگوکننده‌ی حقیقتی یگانه هستند و نظریه‌ی M چهارچوبی برای مرتبط ساختن این نظریه‌ها با هم محسوب می‌شود.

طی سال‌ها، فیزیکدان‌ها درست مثل یک انسان نابینا، در تاریکی بودند، با این فکر که تئوری‌های مختلف ریسمان، خیلی با یکدیگر متفاوت هستند. اما امروزه، به لطف چشم‌اندازهای حیرت‌انگیز انقلاب دوم، فیزیکدان‌ها دریافته‌اند که تئوری M، نظریه‌ی یکسان‌ساز تئوری‌های پنج‌گانه‌ی ریسمان می‌باشد. (۱)

نظریه‌ی M بُعد مکانی جدیدی به ابعاد ده گانه‌ای که در نظریه‌های پنج‌گانه‌ی ریسمان مطرح شده است، اضافه می‌کند. بر این اساس در نظریه‌ی M یازده بُعد وجود دارد که ده‌تای آن مکانی است و یکی هم بعد زمان.

آنچه نظریه‌ی M مطرح می‌کند فقط ریسمان نیست، بلکه این نظریه به پوسته‌هایی با دو و سه بُعد نیز می‌پردازد.

در حال حاضر نظریه‌ی M برترین تئوری ریسمانی است که برای ایجاد زمینه‌ای مناسب برای طرح نظریه‌ی همه چیز یا نظریه‌ی وضع‌کننده‌ی قانونی باشد که بتواند هم در مقیاس‌های بی‌نهایت کوچک مانند الکترون‌ها و کوارک‌ها و هم در مقیاس‌های بزرگ فعلی جهان یعنی ستارگان، سیارات و کهکشان‌ها، کاربرد داشته باشد و به عبارت دیگر به عنوان نظریه‌ای که هم مکانیک کوانتوم و هم نسبیت عام را در بر بگیرد، کاندیدای خوبی به نظر می‌رسد.

نظریه‌های ریسمان پیشین و نظریه‌ی M چنین فرض می‌گیرند که امکان ندارد طول ریسمان به کمتر از طول پلانک کاهش یابد. به عبارت دیگر طبق نظریه‌ی M جهان از قطعه‌ای با ابعاد متعدد و بی‌نهایت کوچک به اندازه‌ی پلانک تشکیل شده است. یعنی نظریه‌ی M از حجم صفر و چگالی بی‌نهایت برای نقطه‌ی تکینگی که گمان می‌رود جهان از آن شروع شده باشد، اجتناب می‌ورزد.

دیدگاه کیهانی نظریه‌ی M فرض می‌گیرد که پس از وقوع انفجار بزرگ، فقط سه بعد مکانی از ابعاد گوناگون درهم‌تنیده در قطعه‌ای کوچک به اندازه‌ی پلانک انبساط یافته است و جهان از آنها پدیدار گشته است. طول پلانک بسیار کوچک است ( ۳۵-۱۰×۶۱۶۱۹۹۹۷/۱) و همان طور که قبلاً بیان داشتیم، نظریه‌ی M به عنوان نظریه‌ای برای یکپارچه‌سازی نیروهای چهارگانه‌ی طبیعت یا یکپارچه‌سازی گرانش با سه نیروی دیگر - الکترومغناطیس، هسته‌ای ضعیف و هسته‌ای قوی - در نظر گرفته می‌شود. در این نظریه همچنین جهان مادون طول پلانک نیز مطرح می‌شود؛ جهانی که فارغ از قید زمان و مکان بوده و به اصطلاح لامکان است. این جهان دارای ریاضیات مخصوص به خود است که با ریاضیاتِ رایجی که در تجرید و بیان مفاهیم وابسته به زمان و مکان است، متفاوت می‌باشد.

امید است که از این نقطه‌ی آغازین، یعنی احتمالاً در دوره‌ای که پیش از انفجار بزرگ وجود داشته یا دوره‌ی پیش‌انفجار بزرگ (۱) (اگر به دلیل کاستی‌های واژگان زبانی، مجاز به استفاده از اِلِمان‌های زمانی باشیم)، این تئوری قادر به توصیف جهان به گونه‌ای باشد که این جهان در نهایت به شکلی توسعه پیدا کند که بتواند با پس‌زمینه‌ای از یک ریسمان در حال نوسان همفاز، تمام ادراکات قراردادی ما از فضا و زمان را توجیه نماید. چنین چهارچوبی اگر ایجاد شود، باید نشان دهد که فضا، زمان و در نهایت بُعد، عناصر پایه‌ای تعریف شده برای جهان نیستند. در عوض، آنها ادراکات قراردادی هستند که از یک وضعیت بسیار پایه‌ای، اولیه و قابل وراثت ایجاد شده‌اند.

تحقیقاتی که توسط افرادی چون استفان شنکر، ادوارد ویتن، تام بلنکس، ویلی فیشر، لئونارد ساسکین و بسیاری از افراد دیگر که به قدری زیاد هستند که نمی‌توان از همه‌ی آنها نام برد، انجام شده، نشان می‌دهد که چیزی به نام «پوسته‌ی صفر» (۲) که احتمالاً پایه‌ای‌ترین جزء در تئوری M می‌باشد، (شیئی که رفتاری شبیه یک ذره‌ی نقطه‌ای در فاصله‌های بزرگ دارد، ولی در فاصله‌های نزدیک، خاصیت‌های آن کاملاً متفاوت است) ممکن است به ما چشم‌اندازهایی از ادراکات بدون زمان و بدون فضا ارائه دهد.

تحقیقات آنها آشکار کرده است، همان طور که ریسمان‌ها به ما نشان می‌دهد ادراکات قراردادی ما از فضا برای مقادیر کمتر از مقیاس پلانک، فرو می‌ریزد؛ پوسته‌ی صفر همان نتایج را ارائه می‌دهد اما علاوه بر آن یک پنجره‌ی کوچک به سوی چهارچوب‌های غیرقراردادی جدید برای ادامه‌ی کار، باز نگه می‌دارد. مطالعات روی پوسته‌ی صفر نشان می‌دهد که هندسه‌ی رایج به وسیله‌ی چیزی به نام «هندسه‌ی جابه‌جایی‌ناپذیر» (۱) جایگزین می‌شود، مبحثی که در ریاضیات به وسیله‌ی ریاضیدان فرانسوی آلن کُنز توسعه داده شد. در این چهارچوب هندسی، مفاهیم قراردادی فضا و فاصله‌ی میان دو نقطه به طور کامل کنار گذاشته شده و چشم‌انداز مفهومی کاملاً متفاوت برای ما باقی مانده است. فیزیکدان‌ها نشان داده‌اند همین که ما روی ابعاد بزرگ‌تر از طول پلانک تمرکز کنیم، ادراکات قراردادی ما از فضا دوباره فعال می‌شود. به نظر می‌رسد که چهارچوب هندسه‌ی جابه‌جایی‌ناپذیر، هنوز فاصله‌ی زیادی از وضعیت نقطه‌ی آغازین که در بالا اشاره شد، داشته باشد؛ اما به طور قطع یک جهت‌گیری برای ایجاد چهارچوب بسیار کامل‌تری که بتواند مفاهیم فضا و زمان را شامل شود، محسوب می‌گردد. (۲)

از آنجا که در حال حاضر نظریه‌ی M نظریه‌ای است که از یکسو وحدت گرانش با دیگر نیروها را مطرح می‌سازد و از سوی دیگر تفسیری احتمالی برای وضعیت جهان ماقبل از زمان و مکان ارائه می‌نماید، هاوکینگ آن را گزینه‌ای احتمالی برای تفسیر هستی از هیچ چیز به شمار آورده است.

ولی آیا نظریه‌ی M می‌تواند تفسیری از پیدایش مکان، زمان و فضا، از هیچ چیز را ارائه نماید؟

من معتقدم چنین چیزی غیرممکن است؛ زیرا ایده‌هایی که نظریه‌ی M یا نظریه‌ی نهایی مطرح می‌کند، بر چیزی از قبیل ناپایداری‌های کوانتومی در فضا یا ارتعاشات ریسمان و مانند آن استوار شده است، و در این حالت صرفاً پرسش به یک مرحله قبل منتقل می‌شود در غیر این صورت این تئوری هیچ تفسیری از پیدایش هستی از هیچ چیز به دست نمی‌دهد.

واقعیت آن است که با توجه به مطالب گفته‌شده و نیز مطالبی که بعداً ارائه خواهد شد، می‌بینیم وقتی یک فیزیکدان می‌گوید: جهان از هیچ پدید آمده و برای پدید آمدنش به هیچ موجود خارجی نیاز ندارد، در واقع به بی‌راهه رفته است.

جهان‌های چندگانه و هستی از هیچ چیز

پیشتر دیدیم که برای تفسیر و تعیین ثابت کیهانی، به فرض گرفتن جهان‌های چندگانه نیاز می‌باشد.

ولی تعدد کیهان‌ها بابی را برای بحث و گواه‌آوری می‌گشاید به این صورت که اصل و اساس تفسیر هستی از هیچ چیز بر ناپایداری‌های کوانتومی در خلأ بنا شده است و به فرض تعدد کیهان‌ها، امکان اینکه بتوان منشأ و خاستگاه این نوسانات را از طریق تأثیرات کیهان‌ها بر روی یکدیگر ریشه‌یابی کرد، منطقی‌تر و معقول‌تر از الغای علیت که مکانیک کوانتوم آن را فرض می‌گیرد، می‌باشد. به این ترتیب فرضیه‌ی خلقت از هیچ چیز (شیء از لاشیء) اساساً باطل می‌شود و نظریه‌ی تولید چیزی از هیچ چیز، دیگر در عمل وجود نخواهد داشت. علاوه بر این، چنین تفسیری مستلزم آن است که قبل از هر چیز، فضایی ولو بی‌نهایت کوچک وجود داشته باشد که این ناپایداری‌های کوانتومی در خلأ در آن رخ دهد.

کسانی که به دنبال حل و فصل تعیین ثابت کیهانی از طریق جهان‌های چندگانه هستند، چنین فرض می‌گیرند که این کیهان‌ها همگی در یک سطح قرار دارند و همگی آنها به یک اصل و منشأ بازمی‌گردند؛ یا آن گونه که همواره به تصویر می‌کشند، این جهان‌ها را مانند حباب‌های خارج شده از ظرف آب جوش می‌انگارند. ما می‌توانیم چنین فرض کنیم - و البته چنین اعتقادی هم داریم - که جهان‌های متعددی وجود دارد، ولی در سطوح متفاوتی جای گرفته‌اند و برخی، برخی دیگر را به وجود آورده‌اند؛ جهان واقع شده در سطح پایین‌تر، از جهانی صادر شده که سطحش بالاتر از آن می‌باشد. این جهان‌ها بر یکدیگر تأثیر می‌گذارند. بر اساس چنین فرضی، می‌توانیم برای پیدایش ناپایداری‌های کوانتومی در خلأ موجود در جهان ما، دلیل و سبب بیابیم ولی نمی‌توانیم دلیلی بر درستی ثابت کیهانی ارائه دهیم مگر اینکه شخصی آن را تنظیم کند و هدفش، به وجود آوردن این جهان باشد. در این صورت طبیعتاً وجود خداوندگاری که هدفش آفرینش ما است، اثبات می‌گردد.

هیچ دلیل علمی وجود ندارد که ایده‌ی هم سطح بودن جهان‌های چندگانه را نسبت به فرضیه‌ی ما مبنی بر اینکه این جهان‌ها در یک سطح نیستند، برتری بدهد. بلکه چه بسا ناپایداری‌های کوانتومی در فضا، این فرضیه را که کیهان‌ها در سطوح مختلفی قرار دارند، بیشتر جلوه‌گر سازد؛ چرا که این رویدادهای کوانتومی زیربنای ذرات اولیه‌ای است که جهان ما از آن پدیدار گشته است. اگر اینها از تأثیر جهان دیگری به وجود آمده باشند، قطعاً این جهان، همان است که جهان ما از آن صادر شده است؛ و این خود دلیلی است بر اینکه جهان‌های متعدد در یک سطح یکسان قرار نداشته و از یک ریشه‌ی یکسان نمی‌باشند؛ بلکه در سطوح گوناگونی قرار دارند و برخی از برخی دیگر پدیدار شده‌اند. صادر کننده‌ی هر جهان از صادر کننده‌ی جهان دیگر متفاوت است و در نتیجه‌ی آن گوناگونی مخلوقات، وجود و ترکیب مختلفی دارد که در این صورت، این جهان‌ها به خودی خود نمی‌توانند علت تعیین ثابت کیهانی باشند.

برای توضیح بیشتر مطلب به این نکته توجه کنید: اگر تمام جهان‌های چندگانه به وسیله‌ی ناپایداری‌های کوانتومی در فضا و از ذرات اولیه شبیه چیزی که جهان ما از آن به وجود آمده است، پدید آمده باشند، در این صورت می‌توان چنین اظهار نظر کرد که مجموعه‌ی این جهان‌ها برای تعیین ثابت کیهانی در جهان ما مناسب می‌باشد؛ ولی اگر هر جهان از این جهان‌های چندگانه به شیوه‌ای متفاوت که با سطح آن در تناسب است، پدید آمده باشد، (مثلاً از چیزی کاملاً متفاوت با ذرات انرژی یا ماده) در این صورت مجموعه‌ی این جهان‌ها برای استدلال بر درست بودن ثابت کیهانی شایستگی ندارد؛ زیرا اینها مجموعه‌ی واحدی که به طور مستقیم از یک اصل مشترک نشأت گرفته باشند، نیستند.

مجموع انرژی جهان صفر است

در مطالب پیشین بیان داشتیم که مشاهدات و رصدهای صورت گرفته ثابت می‌کند جهان دارای انحنای صفر و مسطح است. پیشتر نیز عنوان شد که مدل‌های احتمالی جهان سه مدل می‌باشد: کروی، زین اسبی یا مدل مسطح.

برای اینکه بفهمیم جهان مسطح یعنی چه، مثالی می‌زنم:

فرض کنیم تمام انرژی مثبت جهان و تمام ماده‌ی آن در کره‌ی زمین باشد. طبیعتاً براساس قانون هم‌ارزی نسبیت خاص، می‌توان انرژی را مانند ماده محاسبه نمود. اکنون تصور می‌کنیم که جهان عبارت است از موشکی که می‌خواهیم آن را از زمین به سمت فضا پرتاب کنیم. قبلاً درباره‌ی سرعت گریز از جاذبه سخن گفته‌ام و مقدار سرعت تقریبی گریز از جاذبه‌ی زمین را نیز بیان داشته‌ام. اگر این موشک را با سرعتی کمتر از سرعت گریز پرتاب کنیم، موشک تا مسافت معینی بالا می‌رود و سپس به دلیل وجود جاذبه، به سمت زمین بازمی‌گردد و سقوط می‌کند.

می‌توانیم دریابیم آنچه برای موشک اتفاق افتاده، مشابه سرنوشت جهان کروی است. جایی که در آن مقدار انرژی که سوق‌دهنده‌ی هستی به سمت انبساط و گسترش است کمتر از مقدار جاذبه‌اش است و به انقباض و فرو ریختن جهان در خودش منجر می‌شود و چه بسا این اتفاق قبل از آن صورت گیرد که آثار و نشانه‌های مادی واضحی همچون کهشکشان‌هایی که در جهان ما وجود دارد، در آن تشکیل و نمودار گردد. اگر موشک را با سرعتی بیش از سرعت گریز پرتاب کنیم، موشک به فضا رفته و با سرعتی شتابان، از زمین دور می‌شود. این وضعیت مشابه مدل زین اسبی فریدمان می‌باشد. در چنین جهانی چه بسا ماده (اگر ماده‌ای بتواند به وجود بیاید) زمان کافی برای تشکیل کهکشان‌ها در اختیار نداشته باشد؛ زیرا سرعت گسترش جهان (انرژی و ماده) به حدی است که سبب پراکندگی ماده در فضا خواهد شد.

احتمال سومی هم وجود دارد؛ اینکه موشک را با سرعتی معادل سرعت گریز پرتاب کنیم. در این صورت موشک از جاذبه‌ی زمین فرار می‌کند، ولی پس از چندی بدون اینکه به زمین سقوط کند، حرکت آرامی می‌یابد. موشک از جاذبه زمین گریخته است و این مشابه مدل جهان مسطح از مدل‌های فریدمان می‌باشد که در آن کل انرژی مثبت ماده (و انرژی) در جهان (قدرت پیش‌برنده‌ی موشک در مثال ما) برابر است با انرژی منفی جاذبه‌ی کیهان (انرژی جاذبه‌ای که در برابر حرکت موشک مقاومت می‌کند، در مثال ما). در چنین جهانی، انرژی لازم برای انبساط و گسترش وجود دارد و این انرژی فقط برای گریز دادن آن از نیروی جاذبه‌اش کفایت می‌کند.

پیشتر دریافتیم که رصدهای صورت گرفته ثابت می‌کند جهان ما مسطح است و ثابت کیهانی آن، فقط اجازه‌ی گریز از جاذبه‌اش را می‌دهد. به این معنا که در جهان ما، انرژی مثبت برابر است با انرژی منفی. برخی فیزیکدانان از قبیل لاورنس کراوس (۱) بر این عقیده هستند که چنین جهانی چه بسا از هیچ چیز پدید آمده باشد؛ چرا که مجموع انرژی کلی آن صفر می‌باشد. (۲)

از جهانی که انرژی منفی و مثبتش با هم برابر است، نتیجه‌ی دیگری نیز می‌توان به دست آورد: اگر ما از دید اقتصادی و به صرفه بودن به قضیه نگاه کنیم، سرعت گریز را به این دلیل برای راکت انتخاب نمودیم که فقط بتواند از جاذبه‌ی زمین بگریزد و به بیش از آن نیازی نداشتیم.

جهان ما مسطح است و ثابت کیهانی آن، امکان گریز از جاذبه‌اش را فراهم می‌آورد. در نتیجه ماده می‌تواند تشکیل شود و از فروریختن جهان در خودش جلوگیری می‌شود. در عین حال از لحاظ انرژی در حد اعلای صرفه‌جویی است زیرا مجموع انرژی کلی آن برابر با صفر می‌باشد و از این رو، نه مازاد انرژی دارد که باعث انبساط بیش از نیاز آن شود و نه با کاهش انرژی روبه‌روست که دچار خودفروپاشی گردد.

این مسأله ـ‌ که به نظر من می‌توان آن را به آسانی درک کرد ‌ـ باعث می‌شود هر کسی که قادر به درک آن می‌باشد، مطمئن گردد، جهان با دقت بسیار زیادی تنظیم شده است. به همین دلیل همان طور که پیشتر بیان شد، فیزیکدانان کوشیده‌اند این نظم دقیق ثابت کیهانی را به گونه‌ای علمی تفسیر کنند. در واقع - حداقل تاکنون - علم نتوانسته شرحی بر ثابت کیهانی ـ ‌که تا این حد دقیق است ‌ـ فراهم آورد، و آنچه در این خصوص ارزش مطرح شدن داشته است را پیشتر مطرح نمودیم.

مجموع انرژی در جهان و جهانی از هیچ چیز

در مطالب پیشین، هنگامی که به بحث درباره‌ی انرژی تاریک پرداختیم، مشخص شد که چگونه فیزیکدانان توانسته‌اند با استناد به دلایل روشن و قابل اعتماد، مطمئن شوند جهان مسطح است. بر این اساس، اگر جهان مسطح باشد، برخی فیزیکدانان مانند دکتر لاورنس کراوس می‌گویند مجموع انرژی جهان مسطح برابر با صفر می‌باشد، به این دلیل که انرژی جاذبه‌ی منفی در مقابل انرژی مثبت ماده می‌ایستد و از آنجا که انرژیِ مثبتِ جهانِ مسطح، فقط برای گریز کفایت می‌کند، انرژی مثبت دقیقاً با انرژی منفی برابر است. به این ترتیب، مجموع انرژی کل جهان صفر خواهد بود. به عقیده‌ی لاورنس کراوس و همفکران او، جهانی که مجموع انرژی آن صفر باشد، ممکن است از هیچ به وجود آمده باشد؛ زیرا هیچ انرژی خارجی در آن دخالت نداشته و به این ترتیب انرژی هستی و ماده‌ی آن، صرفاً محصول عملکرد داخلی است. ناپایداری‌های کوانتومی در خلأ مبتنی بر اصل عدم قطعیت و مکانیک کوانتوم، تضمین‌کننده‌ی این ایده می‌باشد.

به این ترتیب ناپایداری‌های کوانتومی، جهان را از هیچ پدیدار ساخته است، و بنابراین نیازی به دخالت خارجی در تکوین جهان وجود ندارد. زیرا جهان به خودی خود و به واسطه‌ی ناپایداری‌های کوانتومی در خلأ ـ‌ که بنا بر مکانیک کوانتوم، خلأ نمی‌تواند خالی از این ناپایداری‌های باشد ‌ـ پدید آمده است. به این ترتیب نیازی به فرض گرفتن وجود خدایی که جهان را از خارج ابداع کرده، نمی‌باشد. این‌ها همه با صرف نظر کردن از فضایی است که ناپایداری‌های کوانتومی در خلأ، در آن اتفاق می‌افتند زیرا خود این فضا هرچند بی‌نهایت کوچک باشد، به شرح و تفسیر نیاز دارد و ما قبلاً در این مورد بحث نموده‌ایم.

بنابراین ما با فضا و ناپایداری‌های کوانتومی که طبق قوانین مکانیک کوانتوم یا به خصوص اصل عدم قطعیت در این فضا پدیدار می‌شوند، روبه‌رو هستیم. باید توجه داشته باشیم که اصل عدم قطعیت، هرچند بر این باور است که وجود ناپایداری‌های کوانتومی در فضا الزامی و حتمی است، ولی علت وجودی آنها را بیان نمی‌کند؛ علت و سبب پدیدار شدن این ناپایداری‌ها، مجهول مانده است و مکانیک کوانتوم می‌کوشد به وسیله‌ی الغای اصل علیت، از ارائه دلیل در این خصوص چشم‌پوشی کند. این در حالی است که اصل علیت در همه‌ی رویدادهای درون جهان، در سطحی بالاتر از سطح کوانتوم ثابت و برقرار است. قانون علیت در هیچ رویداد کیهانی حتی یک بار هم نقض نشده، چگونه فرض می‌کنند که این قانون در اینجا نقض شده است؟! چرا توانایی‌های ما - که قطعاً مطلق نیست - ما را به وجود داشتن این علت رهنمون نمی‌شود؟!

به نظر من الغای علیت در واقع فرار از ارائه‌ی راه حل است، نه یک راه حل. ما به سادگی می‌توانیم از طریق ایده‌ای که هیو اِوِرت مطرح کرده است دلیل بیاوریم که این دلیل، همان وجود داشتن کیهان‌های دیگری است که ممکن است برخی از آنها بر برخی دیگر اثرگذار باشد؛ در این صورت ناپایداری‌های کوانتومی عبارتند از آثاری از جهان مجاور جهان ما یا آثار عبور کننده در بین جهان‌ها.

اینکه مجموع انرژی جهان یا برآیند نیروهای موجود در آن برابر با صفر است، به معنای نفی وجود خدا نمی‌باشد. آنها می‌خواهند بگویند: چیزی از خارج به جهان وارد نشده، بنابراین چرا باید از نیاز به وجود خدا دَم بزنیم؟ ولی چه کسی گفته که حتماً باید چیزی از خارجِ جهان به آن وارد شود تا ما فرض وجود خدا را مطرح کنیم یا نیاز به فرض وجود خدا داشته باشیم؟! موضوع وجود خدا مستدل و ثابت شده است و دلایل علمی برای آن را ارائه نمودم؛ از جمله دقیق بودن ثابت کیهانی.

نظر شخصی من این است که اصولاً ورود چیزی از خارج جهان‌ها به درون آنها مجاز نیست و باید مجموع انرژی‌ها در آنها برابر با صفر باشد؛ زیرا وجود کلّیِ مخلوق نباید چیز دیگری غیر از عدم خودش باشد. اگر وجود کلی مخلوق، عدم نباشد، در مقابل ذات الهی قرار می‌گیرد و در این صورت ما به ورطه‌ی بزرگ‌ترین اشکال فلسفی و کلامی لاینحل کشیده می‌شویم؛ به این مضمون که وجود مخلوق در کجای خدا قرار دارد؟ آیا مخلوقات در ذات خلق شده‌اند یا در خارج از ذات؟ یا می‌توانیم سؤال را به این شکل مطرح کنیم: آیا خدا داخل در خلقش است یا خارج از آنها جای دارد؟

اگر وجود کلی مخلوق صرفاً عدم نباشد، هر پاسخی که داده شود، به یکی از دو وضعیت منجر خواهد شد: یا خدا حادث است و یا وجود مخلوق قدیم؛ و این یعنی نقض الوهیت مطلق یا نفی وحدانیت خداوند سبحان و متعال.

اینکه بگوییم: خدا نه داخل اشیا است و نه خارج از آن، یا مخلوقات نه در ذات خدا هستند و نه خارج از آن، پاسخ محسوب نمی‌شود، بلکه فقط انکار دو پاسخ قبلی است. البته به هر حال از دو پاسخ قبلی و آنچه از نقض الوهیت و وحدانیت خداوند سبحان و متعال برمی‌آید، بهتر است.

حقیقت آن است که وجود مخلوقات در برابر وجود خداوند سبحان، صرفاً یک وجود اعتباری است. وضعیت ما شبیه وضعیت ناپایداری‌های کوانتومی در فضا است که بدن‌های ما با آن به تکاپو و نوسان می‌افتد. ما در مقابل خداوند سبحان، صرفاً عدم هستیم؛ چرا که اصولاً ما از عدم خارج نشده‌ایم؛ ما در عدم هستیم و عدممان را با خود به همراه داریم؛ در واقع جز خداوند سبحان چیز دیگری موجود نیست. شاید درک این عبارات برای برخی متدیّنین دشوار باشد، هرچند برهان آن را پیش از خودش بیان داشته‌ام. البته حقایق علمی ثابت‌شده‌ی بسیاری وجود دارد - همچون مکانیک کوانتوم و نسبیت عام - که فهم آنها نیز دشوار می‌باشد. آیا فهم و درک اینکه یک الکترونِ تنها که یک ذره‌ی مادی است، می‌تواند در آنِ واحد از دو شکاف به یک صفحه وارد شود، آسان است؟! یا به راحتی می‌توان این مطلب را درک کرد که زمان بُعد چهارم کیهان همانند ابعاد سه‌گانه‌ی مکان می‌باشد، و جرم زمین بر زمان تأثیر می‌گذارد و آن را در بافت مکانی خم می‌کند؟!

ما کجاییم؟!

پرسشی که در مبحث پیشین به آن پاسخ دادم، یکی از مهم‌ترین مسائل اعتقادی است - اگر نگوییم اولین و مهم‌ترین آنها - که بر انسان سنگینی می‌کند و از آنجا که آدمی در اول راه جست و جوی حقیقت قرار دارد، به ذهن انسان خطور می‌نماید. هر انسانی این پرسش را پیش می‌کشد و به این می‌اندیشد که: ما کجاییم؟ یا ما نسبت به خدا در کجا هستیم؟ خدا ما را کجا آفریده است؟ آیا ما را در ذاتش آفریده یا در خارج از آن؟ اگر خارج از ذاتش هستیم، این خارج کجا است؟ آیا او این خارج را آفریده، سپس ما را در آن خلق کرده است؟، یا این خارج قدیم و ازلی است؟

مشخص است که نمی‌تواند قدیم و ازلی باشد زیرا معنای آن تعدد قدیم‌ها یا لاهوت مطلق می‌باشد؛ ولی اگر این خارج خلق شده، خلقت او کجا است؟! آیا خدا آن را در خارجی دیگر که قدیمی‌تر از آن است آفریده؟! این دیدگاه به تسلسل می‌انجامد تا در نهایت به یک خارج قدیم ازلی خاتمه یابد! اگر خارجی که ما را در آن آفریده قدیم ازلی باشد، یا به قدیم ازلی منتهی شود، تعدد قدیم‌ها پیش می‌آید! همچنین تعدد لاهوت مطلق! و چنین چیزی بی‌هیچ تردیدی باطل و شرک است. وهابی‌ها به این عقیده‌ی فاسد قائل هستند و می‌گویند آفرینش در خارج از ذات صورت گرفته است. این ایده بسیار بدتر از عقیده‌ی تثلیث مسیحیان (۱) می‌باشد.

اما این سخن که ما در ذات او خلق شده‌ایم یعنی ذات او حادث است، زیرا محلی برای رخدادها می‌باشد؛ و با این عقیده، قدیم بودن او و لاهوت مطلق بودنش نقض می‌گردد.

هم این پاسخ که آفرینش در خارج قدیم ازلی است و هم پاسخ دیگر که در نهایت به خارج قدیم ازلی منتهی می‌شود، قابل قبول نیست؛ زیرا اگر چنین فرض بگیریم به معنای اضافه شدن بر وجود او می‌باشد و این یعنی تعدد قدیم‌ها. و اگر خلقت در او باشد، محلی برای وقوع حوادث خواهد شد و مفهومش این خواهد شد که او حادث است و آغازی دارد و در عین حال قدیم ازلی است. این امر محال است و یک چیز نمی‌تواند هم حادث باشد و هم قدیم.

به علاوه اعتقاد به وجود خارج از ذات یعنی نقض لاهوت مطلق بودن خداوند سبحان؛ زیرا وجود مطلق او را نقض می‌کند و این خارج بودن، حدی برای او سبحان و متعال ایجاد می‌کند؛ زیرا او دیگر در این خارج نخواهد بود.

همان طور که می‌بینیم، این مسأله بسیار گیج‌کننده است و به همین دلیل معمولاً کسانی که در باب عقاید مطالبی نوشته‌اند، از پرداختن به این قضیه پرهیز کرده‌اند. برخی مسلمانان پاسخی برگزیده‌اند که مفاد آن چنین است: او نه در اشیا است و نه در خارج از آن. این پاسخ بیشتر برای پاسخ ندادن به سؤال مطرح شده، تا حل این معضل، و در واقع بازتولید جمله‌ی منسوب به امام علی ع است که فرمود: «قَرِیبٌ مِنَ الْأَشْیَاءِ مِنْ غَیْرِ مُلَامَسَةٍ بَعِیدٌ مِنْهَا مِنْ غَیْرِ مُبَایَنَةٍ» (۲) (نزدیک است به چیزها بدون اینکه با چیزى تماس بگیرد، دور است از آنها، اما جدا از آنها نیست).

این پاسخ هم جواب مفصلی به این مسأله نبوده بلکه فقط انکاری است بر هر دو جواب غلط گفته‌شده؛ یعنی: خدا در اشیا است یا او خارج از اشیا است. اینکه ائمه ع این موضوع بزرگ عقیدتی را که به اثبات وجود خدا و توحید مربوط است و به شرح و بسط نیاز دارد، تشریح ننموده‌اند، به خاطر همان دلایلی است که پیشتر بارها گفته‌ایم؛ اینکه گاهی اوقات متشابهات به حال خود رها می‌شوند و توضیح داده نمی‌شوند، تا حجتی از حجج الهی در زمان خودش آن را تفسیر و تبیین کند و دلیلی بر حقانیت او باشد. همچنین چه بسا گاهی اوقات مسائل روشن نمی‌شود، زیرا زمان آن فرا نرسیده و اهل آن مهیای شنیدنش نشده‌اند. به عنوان مثال در زمان امام امیرالمومنین ع چه کسی می‌توانست معنای سرعت گریز یا تکینگی را دریابد یا درک کند که ماده با ضد خود همراه است یا پادماده چیست و بسیاری از مقولات دیگر را که در آن زمان، هنگام بیانش فرا نرسیده بود، دریابد؟

امام صادق ع فرمود: «نه هرچه دانسته شده، گفتنی است و نه هر چه گفتنی است، زمان آن فرا رسیده، و نه هر چه وقتش رسیده، اهل آن مهیای شنیدن آنند» (۱).

به هر حال، وقتی او که روح راستی است، بیاید، شما را به تمام حقیقت رهبری خواهد کرد، زیرا از خود سخن نخواهد گفت؛ بلکه فقط درباره‌ی آنچه بشنود سخن می‌گوید و شما را از امور آینده باخبر می‌سازد. (۲)

خواب‌ها (رؤیاها)

در مباحث پیشین در این فصل، موضوع مهم فرو ریختن تابع موج در مکانیک کوانتوم و شخصیت دادن یکی از احتمالات هنگام مشاهده‌ی آن را مورد بررسی قرار دادیم و بیان داشتیم که به عقیده‌ی هیو اِوِرت تمام احتمالات، در واقع رویدادهایی واقعی هستند، ولی در جهان‌های مختلف. به دنبال آن به سراغ موضوع تاریخ‌های متعدد برای یک رویداد واحد رفتیم و بیان داشتیم که شناخت آینده امکان‌پذیر نیست، زیرا دارای وجوه محتمل متعددی می‌باشد. این رویدادها اگر چه از دید جهان‌های متعدد مختلف هستند، ولی فقط یکی از آنها به وقوع می‌پیوندد و آن فقط همان است که در جهان محل زندگی ما مشاهده و درک می‌شود. بر این اساس ما از تشخیص و تعیین دقیق آینده ناتوانیم، چرا که بیش از یک آینده وجود دارد و من این مطلب را قبلاً بیان داشته‌ام: «طبق تفسیر چندجهانی، شناخت آینده غیرممکن است، زیرا آینده به مسیرهای متعددی تقسیم می‌شود و ما در هر لحظه‌ی معین، در یکی از این آینده‌ها به سر خواهیم برد».

البته این عدمِ امکان به آن معنا نیست که ما از تشخیص آینده‌ی محتمل هم ناتوانیم یا نتوانیم هیچ یک از این مسیرها را بشناسیم و تشخیص بدهیم که از آینده است و یا حتی ممکن است تمام آنها را بشناسیم و بدانیم که یکی از آنها اتفاق خواهد افتاد. طبق مباحثی که از مکانیک کوانتوم و چند جهانی بیان نمودیم، به لحاظ علمی غیرممکن است، آینده را به طور دقیق تشخیص بدهیم.

معنی این سخن آن است که براساس مکانیک کوانتوم می‌توان رؤیاها را این گونه تفسیر کرد: نامه‌هایی که از آینده به ما می‌رسد و می‌توانند محقق شوند یا نشوند. رؤیا عبارت است از یکی از این احتمالات یا رویدادهای آتی در یکی از کیهان‌ها. از آنجا که این موضوع از لحاظ علمی تفسیر شده است، این سخن که می‌گوید رؤیاها دلیلی بر وجود خدایی است که از طریق رؤیا حوادث آینده را به اطلاع شما می‌رساند، ارزش و اعتباری نخواهد داشت. بر اساس احتمالات مکانیک کوانتوم، رؤیایی که شما دیده‌اید و محقق شده، چیزی بیش از نوشته‌ای محتمل‌الوقوع در آینده که از یکی از کیهان‌ها برای شما آمده، محسوب نمی‌شود. دلیل این گفته آن است که شما بعضاً رؤیاهایی می‌بینید که در عالم واقع جامه‌ی عمل به تن نمی‌کند.

با توجه به تفسیر من از تئوری چند جهانی، تا جایی که به درک ما از جهان فعلی مربوط می‌شود، آینده قابل پیش‌بینی نیست اما گذشته، قابل درک است. با انجام عمل مشاهده، ما یک تاریخ واقعی را از بین بسیاری از واقعیت‌ها انتخاب می‌کنیم و هنگامی که شخصی درختی را در دنیای ما دیده باشد، آن درخت همان جا باقی می‌ماند حتی اگر هیچ کسی به آن نگاه نکند. این موضوع در تمام مسیر بازگشت به انفجار بزرگ، کاربرد دارد. در هر تقاطعی در بزرگراه کوانتومی، ممکن است واقعیت‌های بسیار زیاد جدیدی ایجاد شود، اما مسیری که به ما منتهی می‌شود، واضح و غیرمبهم است. اگرچه مسیرهای زیادی به آینده وجود دارد، هر کدام از نسخه‌های «ما» یکی از آنها را دنبال می‌کند. هر نسخه‌ای از ما تصور می‌کند که مسیر یکتایی را دنبال می‌کند و به گذشته‌ی یگانه‌ای نگاه می‌کند؛ اما دانستن آینده غیرممکن است، زیرا تعداد زیادی از آنها وجود دارد. ممکن است ما پیام‌هایی را از آینده دریافت کنیم، به وسیله‌ی ابزاهایی نظیر ماشین زمان یا اگر مایل هستید، این احتمال را درنظر بگیرید، از طریق رؤیاها یا دریافت‌های فراطبیعی. اما این پیام‌ها خیلی برای ما مفید نخواهد بود، زیرا جهان‌های زیادی برای آینده وجود دارد و باید انتظار قاطی شدن و عدم تطابق هر پیام را داشته باشیم. اگر بر اساس این پیام‌ها عمل کنیم، بیشتر احتمال دارد به سوی شاخه‌ای از واقعیت که با شاخه‌ای که پیام از آن آمده، متفاوت است، منحرف شویم و بسیار احتمال دارد که پیامِ دریافت‌شده، هرگز واقعی نشود. افرادی که فکر می‌کنند تئوری کوانتوم کلیدی برای تفسیر علمی ادراکات خارج از حواس طبیعی (ESP) ، ارتباط راه دور (تله‌پاتی) و سایر موارد این چنینی ارائه می‌دهد، فقط خودشان را گمراه کرده‌اند. (۱)

ما به وجود احتمالات آتی اعتقاد داریم و اینکه شاید رؤیا (خواب دیدن) یکی از این احتمالات باشد. البته از آنجا که رؤیا از لوح محو و اثبات نشأت می‌گیرد، چه بسا در این عالم محقق نشود. در قرآن و روایات به این موضوع اشاره شده است: ﴿یَمْحُو اللَّهُ مَا یَشَاءُ وَیُثْبِتُ وَعِنْدَهُ أُمُّ الْکِتَابِ﴾ (۲) (خدا هر چه را بخواهد محو یا اثبات می‌کند و ام الکتاب نزد او است). در روایاتی از آل محمد ع، از این موضوع با نام «بدا» ذکری به میان آمده است.

ولی یک موضوع باقی می‌ماند، آنچه ما در رؤیاها می‌بینیم نمادین می‌باشند. مثلاً در خواب، «دندان» اشاره‌ای است به نزدیکان و خویشان فرد و اگر کسی در خواب ببیند که یکی از دندان‌هایش افتاده، به این معنا است که در آینده یکی از نزدیکانش خواهد مرد. این موضوع برای افراد زیادی پیش آمده است. مکانیک کوانتوم نمی‌تواند مسأله‌ی نمادها را در خواب تفسیر و تبیین کند. بنابراین رؤیاها دلیلی است بر وجود یک نیروی غیبی آگاه، دانا و حکیم که با ما صحبت می‌کند و می‌گوید من اینجا هستم.

همچنین رؤیاهایی که تأثیرات ملموس و عظیمی بر بدن از خود بر جای می‌گذارند، مثل خواب روزه‌دار در هنگام روزه‌داری؛ وی در خواب می‌بیند که در حال خوردن و نوشیدن است، سپس از خواب برمی‌خیزد و متوجه می‌شود که واقعاً گرسنگی و تشنگی او برطرف شده. این نوع خواب‌ها زیاد اتفاق می‌افتد. این تأثیر را نتیجه‌ی علائم و سیگنال‌هایی که از مغز صادر می‌شود، تفسیر می‌کنند و سیر و سیراب شدن را نتیجه‌ی ترشح برخی غدد بدن و یا عملکرد گروهی از اعضا می‌دانند.

اما حقیقت این است که اگر انسان روزه‌دار باشد و در خواب ببیند چیزی می‌خورد و می‌آشامد، وقتی بیدار می‌شود طعم غذا و نوشیدنی را همچنان در دهانش حس می‌کند. علاوه بر این تشنگی فرد روزه‌دار در حالی که بیدار است رفع نمی‌شود در حالی که در خواب اگر ببیند می‌نوشد، تشنگی وی از بین می‌رود. حال چرا این فرآیندها فقط در خواب رخ می‌دهد؟ چرا اگر در خواب ببیند و بیدار شود، تشنگی او رفع می‌شود و اگر آن رویا یا خواب را نمی‌دید ـ‌ که در آن می‌نوشد ‌ـ تشنگی وی برطرف نمی‌شود؟!

نکات برگزیده

سخن آنان: «زمان از انفجار بزرگ آغاز شده است، بنابراین قبل از انفجار بزرگ زمانی وجود نداشته تا در آن خالقی وجود داشته باشد».

نکته: این اشکال نادرست است؛ از آنجا که زمان یکی از ابعاد مادی کیهانی است که ما در آن زندگی می‌کنیم و خداوند نامحدود، مطلق، قدیم و ازلی است و آغاز و ابتدایی ندارد، ابعاد نمی‌توانند او را دربرگیرند و احاطه نمایند چرا که در این صورت، او حادث خواهد بود. حتی از نظر علمی براساس آنچه تئوری جهان‌های چندگانه مطرح می‌کند، جهان‌ها یا عوالم فرضی و موازی با جهان ما وجود دارد که نمی‌توان آنها را در چهارچوب ابعاد جهان ما که یکی از آنها زمان است محدود نمود. حتی اگر به لحاظ اینکه این جهان‌ها نیز در هر صورت آغازی دارند، آنها را با زمان مناسب خودشان محدود کنیم، چگونه می‌توان فرض وجود داشتن خداوند از عدمَش را مقید به اثبات دخالت داشتن مستقیم او در شروع زمان از نبودنش مخصوصا در جهان ما دانست؟! به علاوه برخی از جهان‌ها متقدم و برخی متأخر هستند و در آنِ واحد جمع نمی‌شوند.

سخن آنها: «کیهان توسط انفجار بزرگ تفسیر می‌شود، و انفجار بزرگ را قوانین کوانتومی و نیروی جاذبه تفسیر می‌کنند. به این ترتیب نیاز به وجود خدا منتفی می‌گردد؛ زیرا شناخت ما محدود به همین کیهان مادی است و ما علت وجودی آن را یافته‌ایم».

نکته: نادرست است؛ زیرا موضوع باید درباره‌ی وجود سبب اصیل یا علتِ اصلیِ بی‌نیاز از علت ‌باشد. به عنوان مثال فرض وجود داشتن قانون جاذبه در ابتدا، وجود علتی قبل از آن را که پدیدآورنده‌اش بوده است الزامی می‌سازد؛ چرا که طبق نظریه‌ی M گرانش الزاما از ذرات گراویتون یا ریسمان‌های گراویتون ناشی می‌شود و این ذرات یا ریسمان‌ها یا پوسته‌ها قطعاً باید از سببی که آنها را به وجود آورده است، برخوردار باشند و این تسلسل همچنان ادامه دارد. اگر آنها چنین درمی‌یابند که قانون جاذبه، علت پیدایش هستی در زمان صفر است، این مطلب نافی وجود خداوند نمی‌باشد، بلکه بر عکس مؤید وجود او می‌باشد؛ زیرا اینها حدوث عالم مادی را اثبات کرده‌اند و اینکه آغازش با انفجار بزرگ و براساس قوانینی چند بوده است و این قوانین خود بر وجود قانونگذار دلالت می‌نماید. به این ترتیب آنها ثابت کرده‌اند که این تسلسل تا قبل از انفجار بزرگ ادامه دارد تا اینکه به علت ازلی منتهی و متوقف شود. ما می‌گوییم: این علت ازلی همان خداوند سبحان و متعال می‌باشد.

نکته: کسانی که گمان می‌کنند عدم مطلق به معنی برابر بودن انرژی منفی و انرژی مثبت می‌باشد چرا که حاصل جمع این دو مساوی با صفر است و از همین رو اینها همان عدم مطلق می‌باشند، به خطا رفته‌اند. به نظر این افراد عدم مطلق عبارت است از ۱-۱ و حال آنکه عدم مطلق فقط به معنی عدم وجود چیزی نیست، بلکه اصولاً عدم مطلق عاری از هر نوع موجودیتی می‌باشد. بنابراین این تصور که ۱-۱ بیانگر عدم مطلق است، نادرست می‌باشد. آری ۱-۱ در ریاضی عدم است و برابر با هیچ، ولی نه عدم مطلقی که فاقد هر نوع موجودیتی می‌باشد. بین این دو تفاوت بسیاری وجود دارد.

مثالی برای روشن شدن بحث: تصور می‌کنیم فردی اقدام به حفر گودالی در عدم کرده و خاک یا آنچه از گودال خارج نموده را کنار گودال ریخته است. در اینجا ما گودال داریم و خاکی در کنار آن (یا آنچه از گودال خارج نموده‌ایم) مجموعه‌ی این دو، چیز جدیدی محسوب نمی‌شود، به این معنا که اگر ما یک بار دیگر خاک‌ها را به گودال برگردانیم، قضیه به همان صورتی که بوده یعنی به هیچ چیز بازمی‌گردد. به دیگر سخن، نه گودالی در کار خواهد بود و نه خاکی یعنی ما فقط عدم داریم. در این حالت، چیزی از بیرون وارد معادله نشده که گفته شود اینجا موجودیتی حقیقی وجود دارد، بلکه همیشه عدم بوده است. ولی این، عدمِ مطلقی که فاقدِ هیچ موجودیتی باشد، نیست. این عدمی که در اینجا درباره‌اش صحبت می‌کنیم، عبارت است از گودال و تَل خاکی که کاملاً با آن برابر است و در نتیجه در این عدم، ما موجودیتی تقدیری (غیر حقیقی) داریم و این چیزی که عدمش را با خود دارد، از هیچ چیز ظهور نیافته بلکه کسی باعث پیدایش او بوده و او همان فرد یا نیرویی است که گودال را حفر کرده است.

بنابراین حتی اگر موجودیت، موجودیتی تقدیری در عدمِ وجود باشد، مانند پیدایش ذرات یا ریسمان‌های ذرات زیراتمی و ضد آنها و نابود شدن برخی به وسیله‌ی برخی دیگر طبق اصل عدم قطعیت در مکانیک کوانتوم، که پیشتر شرح داده شد، این را پیدایش از هیچ چیز نام نمی‌نهند؛ بلکه حقیقت آن است که چیزی که پدیدار گشته ذره‌ی دارای انرژی مثبت است و در مقابل آن نیز ذره‌ی دارای انرژی منفی ظهور یافته است. پیدایش ذره‌ی دارای انرژی مثبت قطعاً سببی دارد و علتی آن را پدید آورده است. همان طور که پیشتر اشاره شد، طبق تفسیر کپنهاگن، مکانیک کوانتوم با الغای اصل علیت می‌کوشد از بحث درباره‌ی علت و سبب بگریزد، ولی این فرار باعث نمی‌شود علت و سبب حقیقی ملغی گردد، بلکه نهایتاً می‌توان چنین گفت که علت و سبب ناشناخته مانده است. در مثال قبلی علت ناشناخته، عاملی است که گودال را حفر کرده است.

این دقیقاً وجود خداوندگار را ثابت می‌کند و نیز اثبات‌کننده‌ی چیزی است که همواره گفته‌ایم؛ اینکه: هستی را خدا آفریده است و برپا ماندن مستمر آن به دست خداوند می‌باشد. البته مقصود این نیست که خداوند به طور مستقیم پدیدآورنده‌ی خلق یا برپادارنده‌ی آن می‌باشد؛ بلکه مراد همان است که در قرآن فرموده: ﴿وَالسَّمَاء بَنَیْنَاهَا بِأَیْدٍ وَإِنَّا لَمُوسِعُونَ﴾ (۱) (و آسمان را با دستانی برافراشتیم و حقاً که ما وسعت‌دهنده‌ هستیم). خداوند از داشتن دستان واقعی منزه است. «أید» (دست) در اینجا یعنی اسباب یا کارگزارانی که خداوند سبحان آنها را پدید آورده است.

نکته: موضوع ناپایداری‌های کوانتومی در فضا یا پیدایش ذرات یا ریسمان‌هایی با انرژی مثبت و نیز ضد آنها و فنا شدنشان، به روشنی مؤید سخن همیشگی ما می‌باشد؛ اینکه اولین مخلوق (محمد) بین ظهور و فنا در نوسان است، یا اگر بخواهیم آن را به شیوه‌ی فیزیکدانان امروزی بیان کنیم، می‌توانیم بگوییم مجموع انرژی مثبت و منفی ظاهر می‌شود و پنهان می‌گردد. تمام کیهان‌ها که کیهان ما نیز جزئی از آنها است، در این نوسان پیرو او هستند؛ بنابراین کاملاً ممکن و حتی طبیعی است که انرژی در سطح ذرات زیراتمی، در فرآیندی شِبه نوسانی که امام صادق ع توصیف می‌فرماید، پیدا و پنهان گردد؛ یعنی همچون حجابی که تکان می‌خورد یا به عبارت دیگر پرده‌ای که جلوی در قرار دارد و باد آن را حرکت می‌دهد و می‌جنباند.

ابوبصیر از امام صادق ع پرسید: «جانم به قربانت. پیامبر ص چند بار به معراج رفت؟» حضرت فرمود: «دو بار، جبرئیل او را در موقفی متوقف نمود و گفت: بر جای خود باش، ای محمد، در جایگاهی ایستاده‌ای که هیچ فرشته و پیامبری در آن نَایستاده است. پروردگارت تسبیح می‌گوید. فرمود: ای جبرئیل، چگونه تسبیح می‌گوید؟ جبرئیل گفت: او می‌فرماید: سبوح قدوس، منم پروردگار فرشتگان و روح، رحمتم بر خشمم پیشی دارد. آن گاه پیامبر عرض کرد: خداوندا، از ما درگذر و بیامرز. فرمود: و همانطور که خدا فرمود: ﴿قَابَ قَوْسَیْنِ أَوْ أَدْنَىٰ﴾ (۱) (تا به قدر دو کمان، یا نزدیک‌تر) فاصله‌ی پیامبر تا مقام ربوبی به اندازه‌ی دو کمان یا کمتر از آن بود». ابوبصیر گفت: «جانم به قربانت. مراد از «دو کمان یا نزدیک‌تر» چیست؟ فرمود: «میان دو طرف کمان تا سر آن». و فرمود: «میان این دو حجابی می‌درخشید و خاموش می‌شد». راوی گوید: در این قسمت حضرت چیزی فرمود که متوجه نشدم، تا اینکه فرمود: «از زبرجد بود. پیامبر گویی تا آنجا که خداوند اراده فرمود از میان چیزی شبیه سوراخ سوزن به نور عظمت نگریست. آن گاه خدا فرمود: ای محمد. حضرت عرض کرد: لبیک پروردگارم. خداوند فرمود: پس از تو چه کسی برای امتت خواهد بود؟ عرض کرد: خداوند داناتر است. فرمود: علی بن ابی طالب امیرالمؤمنین، و سرور مسلمانان و رهبر شرافتمندان». سپس امام صادق ع به ابوبصیر فرمود: «ای ابامحمد! به خدا سوگند ولایت علی ع از زمین برنخاست، بلکه به طور شفاهی از آسمان آمد» (۲).

نکته: فضا فقط به مناطق خالی از ماده که بین سیارات، ستارگان و کهکشان‌ها وجود دارد، اطلاق نمی‌شود، بلکه بخش عمده‌ای از خود ماده، فضایی مملو از ناپایداری‌های کوانتومی است. این به آن معنا است که فضا قسمت عمده‌ای از هر ذره را تشکیل می‌دهد؛ یعنی به عنوان مثال بدن انسان شامل فضایی سرشار از ناپایداری‌های کوانتومی یا ذراتی است که پیدا و پنهان می‌شوند.

نکته: وقتی می‌گوییم خدا خالق عدم است، مقصود این نیست که او عدم مطلق را خلق کرده است، زیرا عدم مطلق چیزی نیست تا خدا آن را خلق کرده باشد؛ بلکه منظور ما آن است که خداوند سبحان عدم هر چیزی را در کنار آن چیز آفریده است. همان طور که اکنون روشن شده است که در سطح زیراتمی، ذرات پیدا و پنهان می‌شوند و همدیگر را نابود می‌سازند، زیرا اینها دارای انرژی منفی و مثبت یا به عبارت دیگر ماده و پادماده هستند. این موضوع مهمی است و پاسخی معقول و منطقی به این اشکال است که می‌گوید: وجود حادث در ذات خداوند است یا در خارج از آن؟ یا به دیگر سخن، از آنجا که فقط خداوند سبحان ازلی است و جز او وجود ازلی دیگری نیست، خدا خلق را کجا به وجود آورده: در داخل خود یا خارج از خود؟ اگر درون خدا باشد، حدوث برای خدا پیش می‌آید و قدیم بودن و لاهوت مطلق بودنش باطل می‌گردد. اگر هم خارج از خدا باشد، قدیم و ازلی بودن غیرخدا لازم می‌شود، آن هم در جایی خارج از آنجا که خدا آفرینش را پدید آورده است. اکنون روشن شد که نه این درست است و نه آن. چیزی که آن را وجود حادث می‌نامیم، چیزی نیست جز وجودی که عدمش را با خود به همراه دارد، که در دانش نوین آن را ماده و پادماده یا انرژی مثبت و انرژی منفی می‌نامند. بر این اساس، آفرینش نه در درون ذات خداوند است و نه خارج از آن؛ زیرا به طور کلی آفرینش در حقیقتِ وجودی‌اش هنگامی که در قیاس با خداوند سبحان و متعال که موجودی حقیقی است، قرار می‌گیرد، هیچ می‌باشد.

نکته: امروزه براساس دانش و با توجه به قوانین فیزیک، جهل علمای وهابی و بطلان دین شیطانی و منحرف آنها برملا شده است، که می‌گویند: آفرینش از خداوند جدا است و خدای سبحان نزول می‌کند و او در جایگاه اعلی و بالای آسمان‌ها قرار دارد ..... و دیگر سخنان مبالغه‌آمیزی که در مذهب سلفی بت‌پرستی یافت می‌شود.

نکته: همان طور که آشکار نمودم و دلایل علمی روشن ارائه نمودم، این یک حقیقت محض است ولی احتمالاً بسیاری از افراد نمی‌پسندند که به آنها بگویی: شما هیچ چیزی نیستید. این انکار گویی در برخی رجال دینیِ متکبر شدیدتر است؛ ولی به نظر من این عده امروز یا فردا مجبور می‌شوند بپذیرند که ما از ماده‌ای که پادماده‌اش را با خود به همراه دارد، تشکیل یافته‌ایم و در یک کیهان مادی که پادماده‌اش را با خود دارد و انرژی مثبت و منفیش با هم برابر است، زندگی می‌کنیم. مگر اینکه این افراد مدت زمانی چند بر مواضع خود اصرار بورزند، همان طور که پیشتر اصرار داشتند که زمین نمی‌چرخد؛ یا شاید با توجه به اینکه ده‌ها سال از نظریه‌ی نسبت عام اینشتین می‌گذرد، خود را با این احتمال که مردم همچنان از درک و فهم این علوم ناتوان می‌مانند، دلخوش کنند. متأسفانه هنوز افراد فرهیخته‌ی اندکی با این نظریه آشنا هستند و گروهی کم‌شمار با معنای زمان - مکان، نسبیت زمان و مکان و اینکه عامل پدیدآورنده‌ی جاذبه، انحنای بافت کیهانی (زمان - مکان) است، آشنایی دارند. چقدر زمان باید بگذرد تا مردم نظریه‌ی M را درک کنند و بدانند در جهان بیش از ده بعد وجود دارد؟ چقدر آنها - پیشوایان جهالت - فرصت دارند تا مردم بدانند و بفهمند که اکنون علم ثابت کرده است که آنها پادماده‌شان را با خود به همراه دارند، و جهانی که در آن زندگی کنند نیز پادماده‌اش را به همراه خود دارد؟!

به طور قطع بسیاری از مردم تا کنون چیزی به نام پادماده یا ماده‌ی تاریک را نشنیده‌اند. این فراخوان خطاب به هر کسی است که می‌تواند این مسائل را درک کند، تا این مطالب را مطالعه نماید و از آنها آگاهی پیدا کند و با دیگران به اشتراک بگذارد، و بکوشد آنها را به گونه‌ای صحیح برای یاری دین، اثبات وجود خدا و اثبات این مطلب که خدا نه جدای از خلق است و نه در درون آنها، به کار گیرد؛ همان طور که در مقابل، ملحدان نیز با تمام توان می‌کوشند از این علوم برای ابطال دین بهره‌برداری کنند؛ و نیز وهابی‌هایی که با استفاده از جهل و نادانی، در پِی آن هستند تا مردم را گمراه سازند و آنها را از توحید و عبادت خدا به سمت عبادت بت بزرگی که زاییده‌ی اوهام و نادانی‌های آنها است، منحرف نمایند؛ همان خدایی که جدا از خلقش است و بالای آسمان‌ها قرار دارد. امیدوارم مردم این بار، مسؤولیت‌پذیر باشند و بر خلاف گذشته‌ی قرن‌های طولانی، به حقیقت پشت نکنند.

نکته: آنچه علم نوین به آن دست یافته است، دارای شواهد و ادله‌ای اجمالی در قرآن و در روایات خلفای الهی گذشته ع می‌باشد. انفجار بزرگ و انبساط جهان جسمانی که محل زندگی ما است، در قرآن بیان شده است. خداوند می‌فرماید: ﴿وَالسَّمَاء بَنَیْنَاهَا بِأَیْدٍ وَإِنَّا لَمُوسِعُونَ﴾ (۱) (و آسمان را با دستانی برافراشتیم و حقاً که ما وسعت‌دهنده‌ هستیم)؛ یعنی آسمان «با دست‌هایی» بنا شده است؛ یعنی علل و اسبابی وجود دارد که خداوند آنها را مسبب شده، و همان‌ها آسمان را برافراشته اند. آسمان در حال گسترش است و مشاهدات و رصد کهکشان‌های پیرامون ما این مطلب را ثابت کرده است؛ زیرا طبق پدیده‌ی دوپلر و دیگر دلایل که در این کتاب بیان شد، کهکشان‌ها با سرعت در حال دور شدن از یکدیگر می‌باشند.

مخلوقاتی که پیش از آدم بر این زمین پدیدار شدند و همچنین زندگی در دیگر سیارات و جهان‌های متعدد، موضوعاتی است که بیش از هزار سال پیش، آل محمد ع همه‌ی آنها را بیان داشته و با جزئیاتی نیکو تشریح نموده‌اند. اینها برخی از روایاتی است که برای طالبان حقیقت و معرفت فضل محمد و آل محمد ع سودمند می‌باشد. همچنین اینها را می‌توان معجزه‌ی اِخبارهای غیبی دانست که علم نوین اجمالاً اثبات و تأیید کرده است. بر ملحدان است که به دنبال شناسایی حقیقت باشند، اگر واقعاً در پی رسیدن به آن هستند. به نظر من فرد عاقل بر اساس قاعده‌ی دفع ضرر احتمالی می‌اندیشد و احتیاط می‌کند، چه برسد به اینکه ضرر، تقریباً قطعی شده باشد!

به گمانم تطبیق سخنان آل محمد ع با نظریات و حقایق علم جدید، انسان عاقل را به بحث و بررسی و دقت در این سخنان سوق می‌دهد، اما فرد غیرعاقل هر کاری که می‌خواهد انجام می‌دهد.

امام محمد بن علی باقر ع فرمود: «چنین می‌پنداری که خداوند به جز شما بشری خلق نکرده است؟ آری به خدا سوگند! خداوند متعال هزار هزار جهان و هزار هزار آدم آفریده که تو در پایان این جهان‌ها و آن آدمیان می‌باشی» (۱).

امام جعفر بن محمد صادق ع فرمود: «به راستی که خداوند متعال دوازده هزار عالَم را خلق کرده است که هر یک از آن عوالم، از هفت آسمان و هفت زمین بزرگ‌تر است. هیچ عالَمی از آن عوالم تصور نمی‌کند که خدای تعالی را عالَمی سوای آنها بوده باشد و من بر آنها حجت هستم» (۲).

امام علی بن حسین سجاد ع به منجمی فرمود: «آیا تو را به مردی دلالت نکنم که از وقتی بر ما داخل شدی، بر چهارده عالم گذر کرده است، که هر عالم سه برابر دنیا است، ولی با این حال وی از جای خود جابه‌جا نشده است؟» گفت: «او کیست؟» فرمود: «منم» (۳).

امام جعفر بن محمد صادق ع درباره‌ی خودش فرموده است: «در یک ساعت از شبانه‌روز مسیر یک سال خورشید را طی می‌کند و از دوازده هزار عالَم عبور می‌نماید که هر یک مثل این عالم شما است، اهالی آن عوالم هرگز از وجود آدم و ابلیس خبر ندارند». گفت: «آیا شما را می‌شناسند؟» فرمود: «بله، تنها چیزی که بر آنها واجب شده، ولایت ما و برائت از دشمنان ما است» (۴).

روایات آل محمد ع به جز مقوله‌ی چندجهانی دو بُعد دیگر از زندگی هوشمندانه و آگاه را بیان کرده‌اند. در همین جهانی که در آن زندگی می‌کنیم، زندگی هوشمندانه‌ای در سیارات دیگر و منظومه‌های شمسی دیگر جریان دارد. در واقع ائمه چیزی را بیان داشته‌اند که اکنون علم آن را تأیید و ثابت کرده است؛ اینکه وجود خورشید برای رشد زندگی ضروری نیست. جاندارانی در اعماق دریاها کشف شده‌اند که از مواد شیمیایی و گرمای درون زمین برای رشد و تولید مثل استفاده می‌کنند. مهم این است که انرژی برای رشد زندگی فراهم باشد. ستارگان (مانند خورشید ما) یگانه منبع انرژی در کیهان نیستند:

از امام جعفر بن محمد صادق ع روایت شده که فرمود: «به راستی در پس این مغرب شما، سی و نه مغرب دیگر است، سرزمین‌های سپیدی که پر است از مخلوق خدا و همگی از نور آن بهره‌مند هستند و در چشم‌برهم‌زدنی خدا را نافرمانی نکنند، و آنها نمی‌دانند که آدم خلق شده یا نه ...» (۵)

امام جعفر بن محمد صادق ع فرمود: «پشت این چشمه‌ی خورشید شما، چهل چشمه‌ی خورشید است که در آنها خلقی کثیر وجود دارد و پشت ماه شما چهل ماه است که در آنها خلقی بسیار وجود دارد، و آنها نمی‌دانند که آدم خلق شده است یا نه ...» (۱)

امام محمد بن علی باقر ع فرمود: «پشت این خورشید ما، چهل چشمه‌ی خورشید است و بین هر خورشید چهل سال راه است، در آنها خلقی بسیار وجود دارد که ندانند آدم خلق شده است یا نه، و پشت این ماه شما چهل ماه است که بین هر ماه چهل روز راه است، در آنها خلقی بسیار وجود دارد که ندانند آدم خلق شده است یا نه» (۲).

پیش از ما بر زمینی که محل زندگی ما است، حیات هوشمندانه‌ای وجود داشته است:

امام محمد بن علی باقر ع فرمود: «خداوند عزوجل از آن گاه که زمین را آفریده، هفت عالمیان خلق کرده است که از فرزندان آدم نیستند، آنان را از خاک روی زمین آفرید و آنها را یکی پس از دیگری با عالَمی که داشتند در زمین جای داد، سپس خداوند عزوجل آدم پدر بشر را آفرید و فرزندانش را از او خلق کرد» (۳).

از زُراره نقل شده که گفت به امام جعفر بن محمد صادق ع عرض کردم: «خدا مرا فدای تو کند، چهل سال است که من درباره‌ی حج از شما می‌پرسم و شما فتوا می‌دهید». حضرت فرمود: «ای زراره، خانه‌ای که دو هزار سال قبل از آدم محل حج بوده است، آیا می‌خواهی مسائل آن در چهل سال به پایان برسد؟» (۴)

بنابراین بیش از هزار سال قبل، محمد ص و آل محمد ع بیان داشته‌اند که:

* پیش از ما زندگی هوشمندانه و آگاهانه‌ای بر این زمین وجود داشته است. سنگواره‌ها و شواهد ژنتیکی این مدعا را اثبات کرده‌اند و ما این موضوع را در این کتاب بیان داشته‌ایم.

* در کیهانی که محل زندگی ما است، زندگی‌های هوشمندانه و آگاهانه‌ای غیر از ما وجود دارد. طبق اطلاعات کیهان‌شناسی نوین این موضوع بسیار محتمل است، به ویژه پس از شناسایی و رصد سیارات مشابه سیاره‌ی زمین در فضاهای بسیار دور.

* نه تنها در کیهانی که محل زندگی ما است، بلکه در کیهان‌های دیگری غیر از آن نیز زندگی هوشمندانه و آگاهانه‌ای جریان دارد. و ما این موضوع را پیشتر به هنگام بررسی مکانیک کوانتوم و فرضیه‌ی چندجهانی و نظریه‌ی هیو اِوِرت بیان داشته‌ایم.

وَالْحَمْدُ للهِ وَحْدَهُ

و سپاس و ستایش تنها از آنِ خداوند یکتا است

وَالْحَمْدُ للهِ وَحْدَهُ

و سپاس و ستایش تنها از آنِ خداوند یکتا است

إِلهی ... لَو أنکَ بَعدَ هذهِ الحَیاة أعَدْتنَی عَدَماً إِلی أَبدِ الآبِدین

لا أُبالِی

فَکَثیرٌ عَلیَّ أنکَ تَفَضَّلْتَ وَ خَلَقْتنِی وَ أَحْیَیتَنی هَذهِ الأَیامِ لأَِعْرِفَک

بار الها .... اگر پس از این زندگی، برای همیشه عدم را برایم مقدّر فرمایی،

ملالی نیست.

چه بسیار که بر من در این ایّام تفضّل فرمودی، مرا خلق نمودی و زندگی دادی، تا تو را بشناسم

احـمد الحسن

۱۴۳۴ ه‍ . ق

۲۰۱۳ م

۱۳۹۲ ه‍. ش