سفر

درسال ۱۹۴۸م هرمان باندی , توماس گلد و فردریک هویل نظریه ای تحت عنوان نظریه حالت پایا را ارائه کردند طبق این نظریه که حدود دو دهه رقیب نظریه انفجار بزرگ به حساب می آمد , اگرکیهان تا ابد منبسط شود دیگرلزومی به اعتقاد به لحظه آغازین نیست

تمام آسمـان های هفتگانه در برابر کرسی همانند یک حلقه انگشتری است که در بیابان پهناوری افتاده باشد؛ و کرسی با این عظمت در برابر عرش باز مانند حلقه ای در بیابان وسیع است . (پیامبر اعظم (ص))

وچقدر حیـرتزا و هراس انگیز است آنچه را از آفریده هایت مشـاهده می کنیم و چقدر کوچک است آنچه می بینیم در مقایسه با آنچه از ما پنهان است ! (امام علی (ع) )

ما باید بکوشیم آغاز (ویا پایان) جهان را بر پایه دانش بفهمیم.شاید این کار فراتر از ما باشد، اما دست کم باید در این راه تلاش کنیم.آشکارترین چیز درباره فضا آن است که هر چه در آن جلوتر برویم باز هم ادامه دارد.

درسال ۱۹۴۸م هرمان باندی ، توماس گلد و فردریک هویل نظریه ای تحت عنوان نظریه حالت پایا را ارائه کردند . طبق این نظریه که حدود دو دهه رقیب نظریه انفجار بزرگ به حساب می آمد ، اگرکیهان تا ابد منبسط شود دیگرلزومی به اعتقاد به لحظه آغازین نیست. یعنی؛ جهان از ازل وجود داشته است اگر چنین بودستارگانی که از ازل در حال تابش هستند باید دمای کیهان را بالا می بردند ودمای کیهان با دمای ستارگان برابر می شد.حتی شبها همه آسمان همچون خورشید می درخشید زیرا خط دید یا به ستاره ای، یا به ابری از غبار که همچون یک ستاره داغ شده بود می رسید. اما درسـال ۱۹۶۴م دو نفر به نامهای پنزیاس و ویلسون تابش ریزموجی به نام تابش پس زمینه کیهانی را کشف کردند که مؤید عالم داغ اولیه بود و بدین ترتیب نظریه حالت پایا اعتبارخود را ازدست داد.جهان از یک انفجار بزرگ آغاز شد. همه جهان و هر آنچه در آن هست ، در تک نقطه ای با چگالی بی نهایت مچاله شده بود.

تا زمانی که هابل ثابت کرد جهان در حال انبساط است، اعتقاد به جهان ایستا (جهانی که اندازه آن تغییر نکند)، خیلی شدید بود. زمانی که اینشتین، در سال ۱۹۱۵ نظریه نسبیت عام را ارائه کرد، این نظریه انبساط جهان را پیشگویی می‌کرد. زیرا نسبیت عام به ما می‌گوید هر ستاره‌ای که فراسوی نقطه معینی می‌رُمبد، باید به یک تکینگی ختم شود، در این صورت نیز می‌گوید که هر جهان در حال انبساط باید از یک تکینگی آغاز شده باشد.اما، اینشتین آنقدر از غیر واقعی بودن این نتیجه مطمئن بود که نظریه خود را مورد تجدید نظر قرار داد. او یک ثابت کیهانی، برای متوازن کردن گرانش به آن اضافه کرد. اما، بدون این ثابت کیهانی، نظریه نسبیت عام آنچه را که ما امروزه درست می‌دانیم پیشگویی می‌کرد: اندازه جهان در حال تغییر است. هاوکینگ دریافت که اگر این نتیجه‌گیری درست باشد، باید جهان از مدلی که دانشمندان آن را مدل فریدمان می‌نامند، پیروی کند. مدل جهان فریدمان چیست؟ یک فیزیکدان روسی به نام الکساندر فریدمان، تصمیم گرفت که نظریه اینشتین را بدون ثابت کیهانی به کار گیرد. با این کار، او آنچه را که هابل در ۱۹۲۹ به اثبات آن دست یافت، پیشگویی کرد: جهان در حال انبساط است. فریدمان کار خود را با دو فرض آغاز کرد؟ (۱) جهان، در هر جهت که به آن نگاه کنیم، یکسان است (به استثنای چیزهایی که نزدیک هستند مثل منظومه شمسی و کهکشان راه شیری از دیدگاه ما)؛ (۲) جهان از هرکجا که به آن نگاه کنیم یکسان است.

فرض اول فریدمان را می‌توان به آسانی پذیرفت، ولی پذیرفتن فرض دوم مشکل است. هیچ‌ دلیل قاطعی برای اثبات یا رد آن وجود ندارد. هاوکینگ می‌گوید: «ما آن را تنها از نظر تواضع می‌پذیریم: بسیار جالب خواهد بود اگر دنیا در هر جهت از اطراف ما یکسان باشد اما نه در اطراف هر نقطه دیگر از جهان!» شاید بتوان گفت که جالب است ولی غیر ممکن نیست. برای باور داشتن چیزی، تواضع، دلیلی منطقیتر از غرور به نظر نمی‌رسد. با وجود این، فیزیکدانان تمایل دارند که فرضیه دوم فریدمان را هم بپذیرند.

در مدل جهان فریدمان، همه کهکشانها از یکدیگر دور می‌شودند. هر قدر فاصله آنها از یکدیگر زیادتر باشد، با سرعت بیشتری از هم دور می‌شوند. این موضوع با مشاهدات هابل همخوانی دارد. طبق نظریه فریدمان، در هر کجای فضا که حرکت کنیم، باز کهکشانها را در حال دور شدن از خود می‌بینیم. برای درک بهتر این موضوع یک مورچه را در نظر بگیریم که روی یک بادکنک، آهسته راه می‌رود. روی بادکنک نقاطی با فضای یکنواخت ترسیم شده است. فرض کنیم که مورچه بعدی را که به او امکان نگاه کردن به «بیرون»، از سطح بادکنک را بدهد، نمی‌بیند و از فضای درون بادکنک آگاهی ندارد. جهان مورچه، تنها سطح بادکنک است که در هر جهت یکسان می‌نماید. این مورچه هر جا که باشد و در هر جهت که روی سطح بادکنک حرکت کند، همان قدر نقطه در جلوی خود می‌بیند که در عقب خود. اگر بادکنک بزرگتر شود، این نقاط از نظر مورچه، در هر کجای بادکنک که باشد، دور می‌شوند. این (جهان) بادکنکی با هر دو فرض فریدمان همخوانی دارد: در همه جهات، یکسان به نظر می‌آید. در هر جای آن که باشیم باز هم در همه جهات یکسان است.

چه چیز دیگری می‌توانیم در باره دنیای بادکنکی بگوییم؟ اندازه آن بی‌نهایت نیست. سطح آن ابعادی دارد که می‌توانیم آن را مانند سطح زمین اندازه بگیریم. هیچ‌کس نمی‌تواند گمان ببرد که سطح زمین بی‌نهایت است. اما این سطح نیز نه مرز و نه پایان دارد. مورچه، صرف نظر از جایی که روی سطح بادکنک حرکت می‌کند، هیچ‌گاه به مانعی برخورد نمی‌کند، پایانی نمی‌یابد و از لبه‌اش نمی‌افتد. سرانجام به نقطه‌ای که از آنجا حرکت کرده بود، باز می‌گرد.

در مدل اولیه فریدمان، فضا به همین شکل است، اما به جای دو بعد، سه بعد دارد. گرانش، فضا را به سوی گرداگرد خودش خم می‌کند. جهان از حیث اندازه بی‌نهایت نیست ولی پایان و مرزی هم ندارد. یک سفینه فضایی هیچ‌ وقت به مکانی از فضا نمی‌رسد که در آن جهان تمام شود. ممکن است درک این مسأله مشکل باشد، زیرا ما معمولاً از بی‌نهایت این را می‌فهمیم که «پایان ندارد». این دو مقوله، معناهای متفاوتی دارند.

به خاطر بیاورید که از نیروی گرانش بر روی زمین چه احساسی دارید. اگر زمین تا اندازه یک نخود فشرده شود، یعنی تمام جرم زمین که میلیاردها تن است، در فضایی آنقدر کوچک تمرکز یابد؟ گرانی در سطح این کره نخودی آنقدر شدید می‌شود که سرعت گریز از آن، بیشتر از سرعت نور خواهد بود. زمین به یک سیاهچاله تبدیل می‌شود. حتی نور هم نمی‌تواند از آن بگریزد. با وجود این، در شعاعی از فضای خارج آن، جایی که سطح زمین قبل از فشردگی بوده، کشش گرانی زمین هنوز همان است که امروز احساس می‌کنیم. کره ماه مثل قبل، روی مدار خود در حرکت خواهد.- تا آنجا که ما می‌دانیم، سیاره‌ها به سیاهچاله تبدیل نمی‌شوند-.

هاوکینگ و پن‌روز در اواخر دهه ۱۹۶۰، پیشنهاد جدیدی برای تعریف سیاهچاله ارائه کردند. بنابر این تعریف، سیاهچاله ناحیه‌ای از جهان یا «مجموعه‌ای از رویدادها»ست که از یک فاصله معین، گریز از آن برای هیچ چیز ممکن نیست. در زمان ما این تعریف پذیرفته شده است. یک سیاهچاله با افق رویدادش به‌عنوان یک مرز بیرونی، شکلی مانند کره دارد. یا اگر در حال چرخیدن باشد، به یک کره کشیده شده می‌نماید که از دیدگاه جانبی بیضی شکل است (یا می‌توانست به این شکل نمایان شود، اگر ما می‌توانستیم آن را ببینیم). افق رویداد، با مسیرهایی در فضا ـ زمان پرتوهای نوری که درست بر لبه آن منطقه کروی شکل در جا می‌زنند، مشخص می‌شود. این پرتوها نه می‌توانند به درون کره کشیده شوند و نه می‌توانند از آن بگریزند. گرانش در این شعاع، به آن شدت نیست که این پرتوها را به داخل بکشاند ولی به اندازه‌ای است که از گریز پرتوها جلوگیری می‌کند.

در مدل فریدمان، زمان مثل فضا نامحدود نیست. می‌توان آن را اندازه‌گیری کرد. زمان بر خلاف فضا مرزهایی دارد:‌یک آغاز و یک پایان. انبساط آنقدر آهسته و جرم به قدر کافی در جهان موجود است که در نهایت، جاذبه گرانشی، انبساط را متوقف کرده و موجب منقبض شدن جهان شود. در این صورت جهان سیاهچاله عظیمی خواهد شد که هیچ چیز یارای گریز از آن را ندارد. و طبعاً چیزی می تواند از این سیاهچاله عظیم بگریزد که سرعتی خیلی بالاتر از سرعت نور داشته باشد .

یکی از اصول نسبیت انیشتین این است که سرعت نور حد سرعت ها است ؛ یعنی ، هیچ جسمی قادر نیست با سرعتی فراتر از سرعت نور حرکت کند ؛ دلیل این پدیده را می توان باز هم در نسبیت پیدا کرد زیرا قانونی در نسبیت می گوید که با افزایش سرعت جرم نیز افزایش می یابد ، در فرمول محاسبه ای این موضوع یعنی افزایش جرم اگر سرعت جسمی برابر سرعت نور شود آنگاه جرم آن بی نهایت می شود و در این شرایط هیچ انرژی قادر به شتاب دادن آن نیست . پس براساس نسبیت نمی توان از سرعت نور گذر کرد .

یکی دیگر از اصول نسبیت بیان می کند که اگر سرعت افزایش یابد زمان کندتر می گذرد و به این پدیده در نسبیت اتساع زمان می گویند و برای فهم بهتر آن پارادوکس اولبرس را مطرح می سازند . حال اگر کمی استدلال کنید می توانید بفهمید که اگر سرعت از ، سرعت نور فراتر رود آنگاه زمان به عقب باز می گردد و این خود پدیده بسیار جالب است که ما به زمان گذشته بازگشته ایم .

▪ با این وجود گفته می شود برای سفر در زمان سه راه عمده وجود دارد که عبارتند از :

۱) سیاهچاله

۲) کرمچاله

۳) ریسمان های کیهانی

حال به شرح راه اول که سیاهچاله است می پردازیم .

اگر تا کنون نمودار پن رز را دیده باشد و کمی نیز در آن تأمل کرده باشد حتما" راه اول که سیاهچاله است را درک کرده است . اگر هم تا کنون آن را ندیده اید مشکلی نیست زیرا ما آن را شرح می دهیم . ما در نمودار پن رز دو تکینگی مشاهده می کنیم که یکی متعلق به سیاهچاله ی این جهان است . در این نمودار دو راه A و B مشاهده می شود که اگر توسط راه A حرکت کنیم به درون سیاهچاله می افتیم و نابود می شویم ولی اگر از راه B وارد شویم آنگاه ما سفری به جهانی موازی با جهان ما خواهیم داشت . وقتی که ما به پایان این تونل برای سفر برسیم توسط جرمی به نام سفید چاله که کارش دقیقا" مخالف سیاهچاله است و نیروی دافعه دارد به بیرون پرتاب می شویم گفتنی است که سفید چاله همان تکینگی دوم در نمودار پن رز است . در این هنگام ما در جهانی دیگر خواهیم بود . به این گونه جهان ها که هنوز در حد فرضیه هستند جهان موازی می گویند . اگر ما نمودار پن رز را به این صورت ادامه دهیم می توانیم هر چه قدر که می خواهیم جهان موازی بسازیم . در این صورت ما به جهانی غیر از جهان خودمان پرتاب می شویم و در این صورت به آینده یا گذشته سفر می کنیم . البته قابل ذکر است که این گونه سیاهچاله ها که برای اینگونه سفرها هستند دوار می باشند یعنی به دور خود دوران می کنند . همچنین باید توجه داشت که سیاهچاله ها اجسام بسیار بسیار خشنی هستند و اگر ما کمی راه را اشتباه رویم آنگاه در افق رویداد آن به اسارت در خواهیم آمد و سرانجام به اتم تجزیه می شویم و بروی تکینگی آن سقوط می کنیم .

قبل از بحث در زمینه کرمچاله ما باید مطالبی را در زمینه نسبیت عام و انحنای فضا – زمان بدانیم .

برای شرح کرمچاله باید اطلاعاتی در زمینه ی نسبیت عام در سال ۱۹۱۵ انتشار یافت داشته باشیم . همانطور که می دانیم در نسبیت فضا در چهار بعد توصیف می شود ؛ سه بعد فضایی و یک بعد زمانی که بعد چهارم با سه بعد دیگر پیوسته است و به آن فضا – زمان می گویند .

در واقع فضا – زمان یک بافت است . حال آن را به صورت یک کاغذ تصور کنید اگر بروی این کاغذ یک جسم جرم دار قرار دهیم آنگاه مشاهده خواهیم کرد که درآن انحنایی ایجاد می شود ، همین عمل در واقعیت صورت می گیرد ؛ یعنی ، با قرار گرفتن یک جرم بروی بافت فضا – زمان آن را خمیده می کند که این موضوع را اینشتین مطرح کرد . البته این موضوع وقتی تأیید شد که سر آرتور ادینگتون در یک خورشید گرفتگی یا کسوف به پرتوهای نوری که از ستارگان دیگر می آمدند و از کنار خورشید می گذشتند توجه کرد و مشاهده کرد که در این هنگام مسیر آن ها در خط مستقیم نیست بلکه در هنگام عبور از کنار خورشید مسیرشان خمیده می شود . در واقع این تأییدی بر نسبیت بود که این نظریه و اینشتین را به اوج شهرت و افتخار رساند .

حال که کمی از نسبیت عام دانستیم حال به شرح کرمچاله می پردازیم .

شاید جالب ترین راه سفر در زمان کرمچاله باشد که تا حدودی نیز به واقعیت نزدیک است . فلام برای نخستین بار به این نتیجه رسید که باحل معادلات شوارتزشیلد اینشتین می توان به نتیجه ای جالب به نام کرمچاله رسید . در نخست شاید این تفکر نادرست به نظر می رسید ، اما سرانجام با کمی تفکر مشخص شد که این موضوع می تواند درست باشد . کمی بعد اینشتین و روزن با شناور کردن معادلات شوارتز شیلد موفق شدند معادله موسوم به پل اینشتین روزن بیابند که مربوط به یک کرمچاله غیر ایستا و غوطه ور بود .

در واقع کرمچاله تونلی فرضی است که همانند یک ماشین زمان کار می کند . برای درک این موضوع باید به نسبیت عام رجوع کرد . همانطور که گفته شد در نسبیت عام هر جسم جرم دار بر فضا – زمان اطراف خود تأثیر می گذارد و آن را خمیده می کند و سپس گرانش ایجاد می شود . اگر جرمی چنان سنگین باشد که تونلی عمیق در دل بافت فضا – زمان ایجاد کند آنگاه آن جسم نقطه ی آغاز یک کرمچاله باشد . این اجسام در واقع محدودیت سرعت نور را با حیله ای ساده پشت سر می گذارند و میان بری میان دو نقطه ایجاد می کنند . حال این میان بر می تواند به دو صورت بروز کند ؛ نخست جهان های موازی را به خاطر آورید ، جایی غیر از جهان ما ، به وسیله ی یک کرمچاله می تواند به جهان های موازی سفر کرد ، برای درک بهتر این مطلب یک ساختار انعطاف پذیر را تصور کنید که بروی آن جسم سنگینی قرار دارد هر چه جرم افزایش یابد فرورفتگی نیز افزایش می یابد ، اگر جرم آن قدر سنگین باشد که سطح جسم نتواند آن را تحمل کند در آن سطح سوراخی ایجاد می شود که به زیر سطح راه می یابد و این می تواند همان جهان موازی ما باشد همچنین اگر دو سطح انعطاف پذیر با هم موازی قرار بگیرند باز هم می توانیم بین آنها کرمچاله ای داشته باشیم .

روش دیگر بروز کرمچاله این است که دو نقطه از یک جهان به هم اتصال داده شود ؛ یعنی ، ما توسط یک کرمچاله به نقطه ای در جهان خودمان راه یابیم که چند هزار یا میلیون یا میلیارد سال با ما فاصله دارد . این فاصله به وسیله ی یک کرمچاله در چند ساعت خمیده می شود .

با این حال مشکل کرمچاله در این جا است که جسمی با چنین جرم زیادی تا کنون مشاهده نشده است که بی خطر باشد ، از این جهت بی خطر که سیاهچاله ها چنین جرمی را دارند ولی اگر کسی وارد افق آنها شود دیگر باز نخواهد گشت زیرا ابتدا جرم پاهایش چند برابر سرش می شود و سپس به اتم تجزیه شده و سپس یونیزه خواهد شد و نورانی خواهد شد .

گفتیم که جهان پس از انقباض سیاهچاله ای عظیم خواهد شد و انسانها که جزیی از این جهان هستند داخل آن گیر می افتند.این نکته نیز قابل ذکر است که سیا هچاله جهان به علت اینکه دارای جرمی بی نهایت و در حال دوران است می تواند دارای سرعتی فراتر از سرعت نور باشد (طبق اصل نسبیت).

و سرنوشت انسان در این سیا هچاله عظیم چیست؟ انسانهاکه جزیی از این حفره (سیاهچاله)هستند ماهیتی جدید پیدا می کنند یعنی بدون اینکه جرم آنها بی نهایت شود دارای سرعتی فراتر از سرعت نور می شوند.

از طرفی جهان انقباض یافته طبق نسبیت عام فضا _ زمان اطراف خود را که جرمی ندارند و جزیی از جهان ما نیستند خمیده می کند و همانند یک کرمچاله عمل می کند ؛ در این صورت انسانها وارد تونل زمان (کرمچاله ) می شوند . البته نا گفته نماند که ماهیت اجسام قبل و بعد از عبور از کرمچاله جای توجه دارد زیرا در این تونل ها ، جرم در سطح بسیار ریزی در خود رمبش می کند . اینجاست که مسئله پایستگی و انواع ساختارهای پایستار ابراز وجود می کند . که در این صورت حیات انسان در ساختاری متفاوت قرار می گیرد که قابل تغییر شکل اما پایستار است، که این مسئله ، مشکل فنا ونابودی انسان را برطرف می کند.

پس به این ترتیب انسان می تواند سفری به گذشته خود یا پیشینیان خود داشته باشد و عیناً آنچه را که در گذشته اتفاق افتاده ببیند و این همان مصداق روز قیامت است که خداوند عین عمل انسان را به او می نمایاند یعنی انسان با ورود به کرمچاله جهان در ساختاری قرار می گیرد که هم می تواند گذشته خود را ببیند وهم جاودانه می ماند ( فنا ونابودی دراین ساختار مفهومی ندارد) .

اشکالاتی که در این جا ممکن است پیش آید این است که آیا انسان وقتی به گذشته سفر میکند می تواند در سرنوشت خود تغییری دهد ؟ نه ، در اینجا سفر به زمانی دیگر به معنی آن نیست که انسان در ساختار فعلی خود قرار می گیرد (یا در آن زمان وجود می یابد ) بلکه این مطلب را می رساند که انسان به دلیل سرعت بالایی که دارد می تواند انواری را که در گذشته از اجسام (رویدادها ) بازتابیده اند ببیند نه اینکه خود او در گذشته ای که شاید هنوز به دنیا نیامده است وجود داشته باشد بنابراین انسان نمی تواند چیزی را تغییر دهد.

منابع ومراجع:

جهان درپوست گردو / تالیف استیون هاوکینگ/ ترجمه محمدرضا محجوب /نشر حریر /چاپ چهارم ۱۳۸۵

ربابه رسولی