هستی، جهان و ابعاد

 محمد قاسم هاشمی
qasim_hashime@yahoo.com

به ادامه گذشته
وجهء تسمیهء تیوری بیگ بانگ :
این تیوری در درازای زمان و به تاسی از تحقیقات و پژوهشات و استنتاجات داشمندان مختلفی کسب اهمیت نمود و بنا به همین دلیل هیج کسی، در هراس از اینکه مبادا سایر دانشمندان به او اعتراض نموده ادعا نمایند که او میخواهد این تیوری را به خود نسبت دهد، جرئت آنرا نداشت تا اسمی به این تیوری دهد.
اسم بیگ بانگ را کسی به این تیوری داد که طرفداران این تیوری اصلاً چنین انتظاری را از او نداشتند و آن شخص هویلی بود.
هویلی در سال ۱۹۵۰، در جریان برنامه ایکه از طریق بی بی سی انتشار میافت، به عنوان تمسخر نام این تیوری را بیگ بانگ  یا شکستن و گرد گرد کردن بزرگ خواند. او میخواست با این نام جورج گامو را تمسخر کند، غافل از آنکه نامی را که او به کار میبرد یکروز عالمگیر خواهد شد.
بدینگونه تیوری گامو و سایرین به تیوری بیگ بانگ مسما شد.

نظریات مخالف این تیوری
طرفداران تیوری بیگ بانگ نظریات مخالفین این تیوری را زادهء خصلت ذاتی و طبیعی بشر دانسته و معترضین به این تیوری را مشتی از انسانهای آشتی ناپذیر میخوانند که در راس همه از سر فرید هویلی نام میبرند. اگر چه ـ باتوجه به آنجه هویلی در مورد توضیح چگونگی ایجاد عناصر سنگین نوشته بود و تفصیل آن در صفحات گذشته آمد ـ ادعا مینمایند که هویلی تلویحاً تیوری بیگ بانگ را پذیرفته بود.
قبل از آنکه تیوری بیگ بانگ گسترش یافته بر پایهء تجربیات استوار گردد، هویلی از تیوری جهان ثابت و ساکن دفاع مینمود.
تیوری جهان ثابت در سالهای ۵۰ میلادی در مقایسه با تیوری بیگ بانگ که با ارائهء نظریهء تولد از هیچ اذیت کننده بود، موفقیت های بیشتری داشت. این تیوری که مطابق به آن جهان جاودان است و نه آغاز و نه انجامی دارد، مطابق به پرنسیپ، براساس افزایش فاصله به دلیل کاهش ابعاد اتمی استوار است. این فاصله میان کهکشانها نیست که در جریان زمان بزرگ میشود؛ بلکه مادهء متشکلهء کهکشانها اند که باریکتر میشوند. اتم ها با حرکت به سوی گذشته به صورت لایتناهی بزرگ میشوند. این مطلبی بود که تیوری بیگ بانگ را رد مینمود. مطابق تیوری جهان ثابت، افزایش فاصله توسط ایجاد مداوم مواد جبران میشود یعنی دو اتم هیدروژن در یک متر مکعب و آنهم در یکسال طوریکه عین چگالی را حفظ نماید.
مگر با کشف اشعهء سرخ در سال ۱۹۵۳ تیوری هویلی برای اولین بار به نفع رقیبش تضعیف یافت. باوجود این هویلی برای اشعهء سرخ توضیحی ارائه نمود که به تائید نظریه اش کمک میکرد. او میگفت که باریک شدن ماده ایکه دو کهکشان را ایجاد نموده، فاصله میان ایندو را افزایش میدهد، آنچه که باعث تقرب طیف به اشعهء سرخ میشود.
هویلی در سال ۱۹۹۳ تیوری خویش را شکل جدیدی داد که به اساس آن انبساط جهان را طوری میپذیرفت که، به گفتهء او، جهان پس از بزرگ شدن دوباره تنگ میشود و بعداً، مجدداً وارد مرحلهء انبساط به منظور انقباض میشود و بعداً و به شکل دایروی و با رعایت مادهء ایجاد شده، انقباض و انبساط ادامه می یابد.
مطابق این تیوری، ایجاد مداوم ماده بخاطر جبران انبساط جهان است تا چگالی به همانگونه حفظ شود.

مطابق نظریهء دیگری اشعهء سرخ از کاستن انرژی فوتونها در جریان پیمودن فاصله ایکه در فضا طی مینماید، ناشی میشود. در نتیجه، هرقدر کهکشانها دور شوند به همان اندازه طیف آنها به جانب سرخ تقرب می یابد.
بعداً طرفداران تیوری جهان ثابت جهت پاسخ به رهائی عناصر سبک در کهکشان ما، فرضیه ایرا در برابر تیوری بیگ بانگ طرح نمودند. مطابق این نظریه این درست است که در نگاهء ما چنین معلوم شود که هیدروژن و هیلیوم ۹۹٪ از مجموع مواد موجود را تشکیل داده اند؛ مگر این مطلب به آن مفهوم نیست که در خارج از جهانیکه ما توانائی دیدن آنرا داریم نیز موضوع به همینگونه است.
دلیل بسیار مهم تیوری بیگ بانگ کشف انتشار ابتدائی کیهانیست که اکثراً به آن توسل میجویند.
هویلی در سال ۱۹۹۳ به دلیل ارائه شده حمله نموده اظهار داشت که اشعهء منتشره ناشی از انفجار ستارء جدیدی بود که با روشن شدن ذرات بسیار کوچک میتالیک و تاریک را به امواج میکروسکوبی فرستاد که تعداد بسیار اندک آنها توسط اشعهء سرخ قابل دید بود و توانائی تولید مجدد اشعهء منتشره را به اندازهء ۳ کالوین داشتند.
طرفداران تیوری بیگ بانگ ادعا مینمایند که انتشار اشعهء ابتدائی کیهانی که توسط تیوری آنها پیشبینی شده بود، با وجود همه توسط هویلی منحیث یکی از پایه های جدی این تیوری دوباره شناخته شد. بناءً ادعا دارند که تیوری جهان ثابت کم کم به فراموشی سپرده میشود.
کلین و آلفون دو دانشمند سویدنی توضیح دیگری را پیشنهاد مینمایند :
آنها اظهار میدارند که جهان موجود از دل کهکشان بسیار بزرگ و فوق العاده رقیق که از تعداد مساوی ماده و ضدماده تشکیل یافته بود، بیرون آمده است. کهکشان، تحت تاثیر قوهء جاذبه و میدان مقناطیسی شدید، منقبض شد و ماده و ضدماده را از بین برد. این عملیه منتج به رهائی انرژی فوق العاده (اشعهء گاما) شد و جدائی ماده و ضدماده در دو گوشه ای دور جهان ـ در یکسو کهکشان متشکل از ماده و در طرف دیگر متشکل از ضدماده ـ را شکل داد.
بنا به فاصله ایکه ما از کهکشاهنها داریم، نمیتوانیم در مورد ماهیت این و یا آن کهکشان فیصله نمائیم.

تحلیل تیوری بیگ بانگ و نظریات مخالف آن
اساس تحلیل حاضر از نظریات دانشمندان در مورد پیدایش جهان را همان اختلاط مفاهیم زنده گی و وجود و عدم تمایز میان این دو پدیده و هستی تشکیل میدهد.
در مورد وجود و زنده گی و تفاوت ایندو از هستی در صفحات قبلی مفصلاً پرداخته شد و در اینجا فقط بر قوانین فیزیکی اتکا و بسنده مینمائیم.
در صفحات قبلی دانستیم که تیوری بیگ بانگ بر سه اساس و پایه استوار است :
ـ جهش و یا انتشار ابتدائی کیهانی
ـ فرار کهکشانها و اشعهء سرخ
ـ نوکلئوسنتز
انتشار ابتدائی کیهانی مطابق به نظریات گامو که از فرضیهء نوکلئوسنتز او استنتاج میشد، منحیث مبحثی شامل علم کیهان شناسی شد. گامو جذب الکترون ها توسط هسته های مواد را عامل حرکت آزادانهء فوتون ها معرفی نموده اضافه مینمود که جرقه ای باعث انفجار عظیم و پراگندگی مواد شده و جهان را روشن نموده است و بدینگونه آغازی را برای جهانیکه ما امروز میشناسیم فرض مینماید و به همینگونه انجامی را برای آن پیشبینی میکند. او به این ترتیب به نظریات استادش فریدمن که نظریهء جهانی در حال تپش را با فرضیهء بیگ کرانچ ارائه نموده بود، مهر صحه میگذارد.
به نظر این قلم نیز همه موجودات ازکوچکترین ذره تا جهانیکه بزرگی آنرا ۱۰ به توان ۲۳ تخمین نموده اند حادث اند؛ مگر هستی.
این همه دانشمندان، اعم از طرفداران تیوری بیگ و مخالفین آن تا حد سوپ ابتدائی و ذرات متشکلهء آن پیش میروند؛ اما هیجگاهی سوالی را مبنی بر چگونگی تشکیل ذرات متشکلهء سوپ ابتدائی (فوتون ها، پروتونها، نیوترون ها، نیوتریون ها و الکترون ها) نمیخواهند طرح نمایند. عدم طرح این سؤال در محدودیت ابعاد فیزیکی و عدم شناخت حالتیست که در آن اجسام خصوصیات فیزیکی خود ها را از دست میدهند. به این مفهوم که در آن حالت وظیفهء علم فیزیک ختم میشود و چگونگی شکل گیری قبل از ذرات سوپ ابتدائی را مربوط به جهان غیر فیزیکی میدانند که هیچ قانون فیزیکی ای نمیتواند آنرا توضیح نماید. لهذا رسالت علم فیزیک در همان نقطه به پایان رسیده و فقط با براهین و استدلالات عقلائی که چیزی جز فلسفه نیست باید به توضیح آن پرداخت.
شاید علم فیزیک بتواند از ذرات متشکلهء سوپ ابتدائی نیز پیشتر رفته مسایلی را توضیح نماید؛ ولی علم فیزیک در این جهت به دو مشکل عمده مواجه است؛ یکی اینکه این علم سرعت بالاتر از سرعت نور را نمیخواهد بشناسد و این امر منحیث اصلی در فیزیک شناخته شده است و دوم اینکه بالاخره این علم با سؤالی مواجه خواهد شد که توضیح آنرا از حیطهء صلاحیت خویش برون میداند.
آلبرت انشتین پس از تثبیت سرعت نور تاکید نمود که هیچ سرعتی بالاتر از سرعت نور وجود ندارد و این سرعت را طوری ثابت خواند که هیچ عاملی از سرعت آن نمیکاهد و نه آنرا افزایش میدهد. انشتین همچنان نور را مجموعه ای از فوتون های صادره بالاثر لغزش الکترون ها از یک مدار به مدار دیگر دانسته و فوتون ها را انرژی خالص تعریف نمود. رابطهء دوجانبه میان ماده و انرژی را طوری اثبات نمود که هر ماده توانائی تبدل به انرژ ی و هر انرژی بالاخره توانائی تبدل به ماده را دارد.
جیمز ماکسول دراواخر قرن نزدهم نور را مجموعه ای از شعاع امواج الکترومقناطیسی در حال حرکت دایم در خلاء تعریف نمود.
نور توسط فریکانس و یا طول موجش مشخص میشود. بناءً نور جز روزنهء تنگ امواج مقناطیسی ایکه دربرگیرندهء شعاع گاما، ایکس، ماورای بنفش و سرخ ، امواج رادیو ،،، میباشد، نیست.
انشتین در سال ۱۹۰۵ انرژی را دانه های میکروسکوپی دانسته آنها را در سال ۱۹۲۹ بنام فوتون مسما نمود و بدینگونه ذرهء جدیدی غیر مادی و فاقد وزن درج لغتنامهء فیزیک شد.
هر فوتون یک شعاع (نور، امواج رادیوئی، ایکس، ،،،) دارای یک اندازه انرژیست که فریکانس آنرا مشخص مینماید؛ طور مثال رنگ فریکانس نور است. بنا به همین دلیل در تعریف فیزیک کوانتیک میخوانیم که فیزیک کوانتیک علمیست که از ارتباط یک موج و یک ذره بحث میکند.

 فیزیک کوانتیک اذعان میدارد که اندازهء انرژی متناسب است با اندازهء فریکانس نور؛ طوریکه هرقدر فریکانس نور زیاد باشد به همان اندازه انرژی آن بیشتر خواهد بود و به همان اندازه رنگ به آبی تمایل پیدا میکند.
اگر عبارت فوق را که خلاصهء مطالعات دانشمندان عرصهء فیزیک کوانتیک است مورد تدقیق قرار دهیم به این نتیجه میرسیم که به همان اندازه که مفدار انرژی تابع اندازهء فریکانس نور است، برعکس اندازهء فریکانس نور نیز تابع اندازهء انرژی میشود. تابعیت اندازهء فریکانس از اندازهء انرژی صادره بالاثر چهش الکترون ها از مداری به مدار دیگری اتمی اصل ثبات سرعت نور را تحت سوال قرار میدهد؛ یعنی نوریکه با انرژی بیشتر صادر میشود، از مرکز صدور (فرضاً الی ۱۰۰ کیلومتر) رنگ آبی اختیار مینماید و بعد از آن رنگ دیگری کسب میکند. ولی نوریکه با انرژی کمتر صادر میشود، الی فاصلهء ۵۰ کیلومتری رنگ آبی و بعداً رنگ دیگری اختیار نموده و بالاخره در فاصلهء دو مرتبه کمتر از نور اولی به رنگ سرخ تبدیل شده و یا بالاخره زودتر از نور اولی به ماده تبدیل میشود.
اگر جسمی را در یک جهت خاص پرتاب نمائیم، فاصله ایرا که جسم پرتاب شده طی مینماید تابع قوائیست که آنرا پرتاب نموده است؛ به این مفهوم که هرقدر قوه ایکه جسم را به حرکت آورده است بیشتر باشد، به همان اندازه جسم فاصلهء بیشتر را طی میکند و بعد از طی فاصله ایکه قوهء پرتاب کننده جسم را به پیمودن آن واداشته است ـ در صورتیکه در سطح هموار باشد ـ جسم می ایستد؛ ولی در صورت آنکه جسم مورد نظر در فضا پرتاب شده باشد، از قوهء وارده برآن کم کم کاسته شده و جسم در یک خط منحنی فرود میآید. این فرود آمدن تابع تناسب قوهء جاذبهء زمین و نیروی پرتاب کننده است.

شکل بالائی نشان میدهد که اگر چند جسم کروی با عین قطر و وزن و عین خواص فیزیکی را با وسیله ایکه در عین زمان با عین قواء به اجسامی که در عین خط قرار گرفته اند اصابت نماید، اجسام کروی مذکور عین فاصله را با عین سرعت پیموده و در عین خط توفق مینمایند. این اصل فیزیکیست که فاصلهء طی شده و سرعت حرکت اجسام تابع قوای وارده همراه با اندازه، شکل و خصوصیت اجسام محرک در سطح هموار است که تناسب میان قوهء جاذبه و قوهء محرکهء جسم در تمام موقعیت هائیکه جسم محرک اختیار مینماید، یکسان است.
 اما در مورد نور :
به نطر این قلم، سرعت نور و فاصله ایرا که نور طی میکند شاید تابع کمیت فوتون های صادره از منبع انتشار آنست.

اگر سرعت و حرکت نور، که چیزی جز حرکت و سرعت فوتونها نیست، ثابت باشد، فاصلهء طی شده از منبع انتشار در همه حالات از فاصله ایکه نور نخ گوگرد روشن شده طی مینماید، تجاوز نمیکند؛ ولو اینکه تعداد فوتونهای صادره متفاوت هم باشند. در حالیکه چنین نیست؛ زیرا نور صادره از یک گیس روشن شده ساحهء وسیعتری را در مقایسه با یک نخ گوگرد روشن شده روشن مینماید. در حقیقت سرعت نور در فضای تصرف شده توسط فوتونهای فبلاً صادر شده افزایش میابد و به همینگونه هرقدر کمیت فوتون های صادره از منبع انتشار بیشتر باشد، به همان اندازه فاصله ایرا که نور طی مینماید افزایش میابد.  
در حقیقت فوتونها با تصرف ساحهء ممکن اولیه، شرایط را برای فوتونهای بعدی آماده میسازند تا محیط ساحهء تحت تصرف را گسترش بخشند و به همینگونه توسعهء ساحهء تحت تاثیر در تناسب کامل با تعداد فوتونهای صادره از منبع انتشار دوام میابد؛ بدین معنی که فوتون ها در نقش هادی برای همنوعان خویش عمل مینمایند.
دانشمندان در تثبیت سرعت نور خلاء را قید نموده میگویند که سرعت نور در خلاء به سه صد هزار کیلومتر و یا دقیقاُ ۲۹۹۷۹۲٫۴۵۸ کیلومتر در ثانیه است. از جانب دیگر، مطابق به نتایج حاصله از پرنسیپ عدم قاطعیت هیسانبورگ که قبلاً به آن اشاره شد، خلاء خالی نیست؛ بلکه مملو از جوشش ذراتیست که در تصادم بایکدیگر، خود ها را از بین برده و انرژی آزاد مینمایند. آنشتین فونون ها را انرژی خالص خواند.
اگر این همه مطالعات دانشمندان و نتایج حاصله از آنها را یکجا نمائیم، به این نتیجه میرسیم که نور فقط و تنها در میان فوتونهای صادره از منبع انتشار به سرعت ۲۹۹۷۹۲٫۴۵۸ کیلومتر در ثانیه حرکت مینماید و همینکه از دایره ایکه فوتون ها ایجاد نموده اند خارج شد، از سرعت آن کاسته میشود.
اما اگر جسمی را در فضا پرتاپ نمائیم، حرکت آن تابع قانونمندی دیگری میشود؛ زیرا جسم، بعد از پیمودن فاصله، تا حدیکه کاملاً تابع قوای وارده برآن است، در یک خط مستقیم حرکت مینماید، تناسب میان قوای محرک و قوهء جاذبه به نفع دومی تغییر نموده و جسم تا فاصله ایکه تناسب میان دو قوه به صفر تقرب نماید، در یک خط منحنی حرکت و بعد از آنکه تناسب به صفر تقرب نمود، جسم در یک خط مستقیم و به صورت عمودی فرود میآید. این قانونمندی را در ورزش نیزه اندازی میتوان مشاهده کرد. زمانیکه نیزه اندازی نیزه را پرتاب مینماید، نیزه، بنا به ارتفاع کم از زمین، قبل از آنکه تناسب میان قوهء پرتاب کننده و قوهء جاذبه به صفر تقرب نماید، به زمین اصابت میکند و در نتیجه ملاحظه میگردد که نیزه به شکل مایل به زمین فرو میرود. این امر دلیلیست بر انحنای خط حرکت نیزه پس از تغییر تناسب دو قوه به نفع قوهء جاذبه.

ولی اگر تناسب میان دو قوه قبل از اصابت به زمین به نفع قوهء جاذبه به صفر تقرب نماید، نیزه به شکل عمودی در زمین فرو خواهد رفت.

این قانونمندی در مورد حرکت نور نیز نافذ است. به این مفهوم که طیف سرخ مجموعه ای از فوتونهائیست که از انرژی آنها کاسته شده و از ساحهء فوتونهای پرانرژی خارج گردیده اند. بنا بر این، قبل از فوتونهای سایر طیف های متشکلهء نور، قابلیت تبدل به ماده را دارند.
با در نظرداشت این مطلب که هر عملی تابع عامل آن است و هر حرکت تابع قوهء محرک؛ طوریکه هر تغییر در عامل، تغییر در عمل و هر تغییر در قوهء محرکه، تغییر در حرکت را باعث میشود و از آنجائیکه حرکت، سرعت و فریکانس نور تابع تعداد فوتونهای صادره از منبع انتشار است، بناءً سرعت نور ثابت نه؛ بلکه متغیر است. این تغیر بنا به سرعت بالایی که نور دارد، غیر مشهود است؛ مگر تغییر طیف به جانب سرخ مبین تاثیر کمی فوتونها بر فریکانس نور است و در نتیجه میتوان گفت که این اندازهء انرژی نیست که تابع اندازهء فریکانس نور باشد؛ بلکه اندازهء فریکانس نور تابع اندازهء انرژی صادره از منبع اصدار است. دانشمندان با احتیاط بسیار و با رعایت اصل تناسب سرعت نور گفته اند که اندازهء انرژی متناسب است با اندازهء فریکانس نور. اگر نه میتوانستند بگویند  همانطوریکه اندازهء انرژی متناسب است با اندازهء فریکانس نور، برعکس، اندازهء فریکانس نور متناسب است با اندازهء انرژی. ولی این امر به اصل ثبات سرعت نور، طوریکه قبلاً تذکار یافت، صدمه وارد نموده، سایر اصول پذیرفته شده و یا پیشنهادی ایشان را تحت سؤال قرار میداد. هرچند دانشمندان در سالهای ۲۰۰۲ و ۲۰۰۳ میلادی، پس از مطالعهء ستارگان ساطع که نور آنها دیرتر از قبل به ما میرسد گمانه های در مورد عدم ثبات سرعت نور داشتند؛ مگر بنا به عوامل نا معلومی به فراموشی سپرده شد.
ادامه دارد