بررسی 10 نظریه احتمالی نابودی جهان

MacTavish · 31/8/19

دانش اندک ما قادر به درک بسیاری از پدیده‌های دنیا، مانند چگونگی نابودی جهان و اینکه جهان چگونه شکل گرفت، نیست. ما حتی نمی‌دانیم که بعد از مرگمان چه اتفاقی خواهد افتاد. شاید در جهان چیزهایی وجود دارد که ما هیچ‌ وقت نمی‌توانیم آن‌ها را درک کنیم. نابودی جهان ، موجودات فرا زمینی، حتی عملکرد مغز خودمان چیزهایی هستند که ما فعلا از علت و درک آنها عاجز هستیم، چه رسد به ناشناخته‌هایی مثل آنچه پس از مرگ اتفاق می‌افتد. با گجت نیوز همراه باشید تا با 10 تئوری احتمالی نابودی جهان آشنا شویم.

10 نظریه احتمالی نابودی جهان

مه گسست

جهان در حال انبساط است و کهکشان‌ها در حال دور شدن از ما هستند. انرژی تاریک مسئول منبسط کردن جهان است ولی این انبساط در مورد داخل کهکشان‌ها و منظومه‌ها، اشیا و اتم‌ها صادق نیست. این بدین خاطر است که وقتی اشیاء به هم نزدیک باشند انرژی بین آن‌ها (مثلاً جاذبه یا نیروهای بین اتمی) را به هم جذب کرده و اجازه‌ انبساط آن‌ها را نمی‌دهد. مثلا جاذبه در حال نزدیک کردن کهکشان راه شیری و کهکشان آندرومدا به یکدیگر است و این دو کهکشان ۴ میلیارد سال دیگر با یکدیگر برخورد خواهند کرد.

اما انرژی تاریک در حال قوی شدن است و در آینده‌ دور روزی فرا خواهد رسید که سیستم‌های ستاره‌ای را از یگدیگر دور کرده و حتی اتم‌ها را نیز از هم دور کند. این نظریه با نام نظریه‌ مه گسست «Big Rip» شناخته می‌شود.

جهش بزرگ

چگونگی آغاز جهان یکی از پرسش‌های بزرگ بشر بوده و نظریه‌ انفجار بزرگ (Big Bang) احتمالا قانع کننده‌ترین پاسخ آن است. اما اگر گفته شود انفجار بزرگ آغاز جهان نبوده، بلکه میانه‌ یک چرخه‌ مداوم بوده است چه؟ این نظریه‌ جهش بزرگ (Big Bounce) است که در آن آمده جهان به صورت منظم در دوره‌های انبساط و انقباض می‌باشد و به این ترتیب بیگ بنگ پس از انقباض یک جهان اولیه رخ داده است. نابودی جهان

ایده‌ی جهش بزرگ از سال 1922 مطرح شد، اما توضیح چگونگی گذار جهان بین دوره‌های انقباض و انبساط همواره مشکل بوده است. بر اساس اعلام پژوهشگران کالج سلطنتی لندن و موسسه‌ فیزیک تئوری کانادا، ممکن است پاسخ همان مکانیک کوانتومی باشد که اتم‌ها را از نابودی به هیچ چیز محافظت می‌نماید.

در جهان ما به شکل امروزی خود، یک تقارن میان قوانین دنیای زیراتمی و دنیایی با ماده‌های بزرگ‌تر وجود دارد. اکنون فیزیک مقیاس بزرگ و مکانیک کوانتوم در کنار هم قرار دارند، اما این به معنای برقرار بودن همیشگی این اصل نیست: در گذشته زمانی که جهان جوان بوده و هر چیز درون آن کوچک، شاید مکانیک کوانتوم تنها قوانین برقرار و موثر بوده است، این ایده با عنوان تقارن همدیس شناخته می شود. شاید همان فرایندهایی که الکترون‌ها را از دور کردن انرژی حین حرکت حول هسته ها و تخریب اتم حفظ می‌کند، می‌توانند جهان را نیز از متلاشی شدن نجات دهند.

استفن گیلین، از کالج لندن می‌گوید:

مکانیک کوانتوم به هنگام تجزیه اشیا ما را حفظ می‌کند. مکانیک کوانتومی، مانع از فروپاشی الکترون‌‌ها و تخریب اتم‌ها می‌شود، به این ترتیب شاید بتواند جهان را نیز از چنین آغازها و پایان‌هایی مانند انفجار بزرگ و انقباض بزرگ، حفظ نماید.

با این ایده، پژوهشگران یک مدل ریاضیاتی ایجاد کرده تا توضیح دهند جهان احتمالا چگونه رشد می‌یابد و این مدل بر اساس نظریه‌های تقارن همدیسی و سایر نظریه‌های پیدایش جهان است. نتیجه مثبت گزارش شده است.

نیل توروک، از موسسه‌ فیزیک نظری گفته است:

شگفتی عجیب در تحقیقات ما آن است که ما قادر به توصیف لحظات اولیه مکانیک کوانتومی بیگ بنگ با فرضیات بسیار منطقی در مورد وجود ماده در جهان هستیم. تحت این فرضیات، بیگ بنگ یک جهش است که در آن انقباض به انبساط تبدیل شده است.

انفجار سیاهچاله

تنها منبع انرژی موجود، تبخیر آهسته انرژی سیاهچاله‌ها خواهد بود. آنطور که ژاکوب بکنشتاین و استیون هاوکینگ نشان داده‌اند، سیاهچاله ها واقعا سیاه نیستند، آنها در حقیقت مقدار ناچیزی انرژی منتشر می‌کنند که تبخیر نامیده می‌شود. نابودی جهان

سیاهچاله های تبخیر شونده طول عمرهای متفاوتی دارند. یک سیاهچاله کوچک به ابعاد یک پروتون، می‌تواند ۱۰ میلیارد وات انرژی در طول زمانی معادل عمر منظومه شمسی، منتشر کند. تبخیر یک سیاهچاله با جرم خورشید به مدت 10 الی 66 سال تداوم خواهد داشت. همچنین سیاهچاله‌ای به جرم یک خوشه کهکشانی به مدت 10 الی 177 سال تبخیر خواهد شد.
وقتی یک سیاهچاله به انتهای عمر خود نزدیک می‌شود، یعنی پس از اینکه به آرامی تابش خود را به پایان می‌رساند، ناگهان منفجر خواهد شد. این احتمال وجود دارد که حیات هوشمند، درست مثل افراد بی‌خانمانی که در اطراف خاکسترهای آتش جمع می‌شوند، به دور گرمای ضعیف منتشر شده از سیاهچاله های تبخیر شونده جمع شوند تا بتوانند حداقل تا زمانی که تبخیر صورت می‎پذیرد، از آن گرما، کمی دریافت کنند.

پایان زمان

این مورد کمی فریبنده و زیرکانه به نظر می‌رسد. ابتدا سه فرض (این فرض‌ها بسیار قوی هستند؛ اما به هر حال در حد فرضیه‌اند) را در نظر می‌گیریم: جهان‌های موازی به صورت نامتناهی در حال بزرگ‌تر شدن هستند، فضا-زمان بی‌کران است و احتمال وقوع پدیده‌ها بر اساس فراوانی نسبی آن‌ها صورت می‌گیرد. اگر این سه فرض درست باشند نتیجه گرفته می‌شود که زمان در حال تمام شدن است. نابودی جهان

اساسا مشکل ما با فضای بی‌کران زمان و انبساط این است که اگر احتمال وقوع هر چیزی بالای صفر باشد نه تنها حتما رخ می‌دهد، بلکه به تعداد بی‌نهایت بار امکان رخ دادن دارد. این موضوع محاسبات ما را در مورد حقیقت جهان هستی به کلی تحت تاثیر قرار می‌دهد و بیان می‌کند که احتمال رخ دادن همه‌ اتفاقات به یک اندازه وجود دارد. برای اینکه محاسباتمان قابل درک باشد، باید تعدادی عوامل محدود کننده‌ی هندسی بر آن‌ها اعمال کنیم تا این مقدار ملال آور از نامتناهی بودن را کمی تعدیل کنیم. پس باید نتیجه بگیریم که زمان محدود است یعنی زمان در یک نقطه به پایان خواهد رسید.

تنها راه پیش‌بینی زمان روی دادن این پدیده، استفاده از احتمال است. با یک احتمال ۵۰ درصدی می‌توان گفت که ۳.۷ میلیارد سال بعد این اتفاق می‌افتد و اگر کمی دقیق‌تر شویم می‌گوییم ۱.۳ میلیارد سال بعد ستاره‌ی خورشید خواهد مرد. بهتر است کتاب‌هایی را که نگه داشته‌اید بخوانید؛ چون خیلی زودتر از آن که فکرش را کنید دیر می‌شود. نابودی جهان

سرمای بزرگ

اگر اثرات انرژی تاریک همانند زمان حاضر ادامه یابد، چگالی کیهان هر چه که باشد خود کیهان به آهنگی فزاینده انبساط خواهد یافت. ساختارهایی که توسط گرانش مقید نشده‌اند، نهایتا در سرعت هایی سریع تر از نور به دوردست‌ها خواهند رفت. (خود فضا می‌تواند با چنین سرعتی انبساط یابد، گر چه ماده و تابش نمی‌توانند) این سناریو هم با مرگ سرد طولانی یا سرمای بزرگ پایان خواهد یافت. نابودی جهان

میلیاردها میلیارد سال دیگر، ستارگان از درخشش خواهند ایستاد، شعله‌های اتمی آن‌ها با به اتمام رسیدن سوختشان فروکش خواهد کرد و آسمان برای همیشه تاریک خواهد شد. در اثر انبساط کیهانی، جهان مرده سردی از ستاره‌های کوتوله سیاه، ستاره های نوترونی و سیاهچاله ها باقی خواهند ماند و حتی با گذشت زمان، سیاهچاله‌ها نیز انرژی خود را از دست خواهد داد و غبار سرد و بی‌جانی از ذرات بنیادین سرگردان باقی خواهند ماند. در چنین جهان سیاه و سردی، حیات هوشمند غیر ممکن خواهد بود. قوانین پولادین ترمودینامیک انتقال هرگونه اطلاعات در چنین محیط منجمدی را غیر ممکن می‌دانند و حیات لزوما متوقف خواهد شد. این ایده که جهان سرانجام در انجماد، به عمر خود پایان خواهد داد، اولین بار در قرن هجدهم مطرح شد. چارلز داروین، در تفسیر این مفهوم که قوانین فیزیکی ظاهرا تمام زندگی هوشمند را نابود خواهند کرد، نوشته است:

با پذیرش آنچه که من به آن معتقدم، انسان در آینده دور موجود بسیار کامل‌تری از آنچه امروز هست خواهد بود، این فکر غیر قابل تحمل است که بپذیریم انسان و دیگر موجودات با ادراک پس از دوره‌ای بلند مدت از پیشرفت تدریجی، محکوم به نابودی کامل باشند.

متاسفانه آخرین داده‌های به دست آمده از ماهواره Wmap و پلاتک ظاهرا تحقق کابوس داروین را تایید می‌کنند. این در حالی است که هنوز راهی برای فرار به جهان‌های موازی باقی مانده است. نابودی جهان

مه‌رمبنابودی جهان

بر اساس رویکردی معکوس بیگ بنگ، روند اوج‌گیری می‌تواند به تدریج آهسته شود و در مسیر فروپاشی قرار گیرد. در این سناریو، آغاز فروپاشی با کاهش سرعت شتاب گیری انبساط کیهان همراه می‌گردد. نهایتا انبساط کیهان متوقف شده و با رسیدن به یک نقطه بازگشت، شروع به جمع شدن تا میزان حداکثری به نام بیگ کرانچ می‌کند. این فرضیه در حال حاضر از همه ضعیف‌تر و غیر محتمل‌تر به نظر می‌رسد مگر آنکه اثر انرژی تاریک در آینده برعکس شود. حتی اگر این اتفاق هم بیافتد نزدیک‌ترین زمانی که این واقعه رخ خواهد داد، ده‌ها میلیارد سال بعد از زمان حاضر خواهد بود.

در مورد این نظریه دو ایراد وجود دارد که مورد اصلی این است که این نظریه‌ جهان را به صورت محدود و بسته در نظر می‌گیرد و دغدغه‌های اخیر ما در مورد ذات کوانتومی جهان (به ویژه گرانش کوانتومی) را بی پاسخ می‌گذارد. البته با وجود این ایرادها باز هم احتمال رخ دادن این تئوری وجود دارد؛ ولی در حالت کلی و در قیاس با سایر گزینه‌ها کمی غیر محتمل است.

احتمالا نظریه‌ مه‌رمب (The big crunch) یکی از فراگیرترین نظریه‌ها در مورد احتمال پایان جهان هستی است. در مقیاس کیهانی و به زبان ساده اگر بخواهیم این نظریه را توضیح دهیم باید بگوییم هر چیزی که به سمت بالا پرتاب می‌شود، ناگزیر روزی پایین خواهد افتاد. بر اساس این تئوری جهانی که امروزه در حال انبساط است، زمانی هم شروع به انقباض خواهد کرد و فرض ما این است که چگالی کل جهان و گرانش حاصل از‌ آن روزی به اندازه‌ای خواهد شد که زمینه برای کند شدن روند انبساط و شروع روند تدریجی انقباض فراهم شود.

اگر در عمل این اتفاق رخ دهد، همه‌ اجرامی که با سرعت‌های غیر قابل تصور در حال دور شدن از هم هستند باید کندتر شده و دوباره به سمت هم شروع به حرکت کرده و در نهایت با سرعت بسیار بالا به هم برخورد کنند. از نظر منطقی همه‌ی کاینات دوباره در همان نقطه‌ای جمع می‌شوند که انفجار بزرگ در آن نقطه انجام شده بود، که این نقطه در واقع یک نقطه‌ بی‌نهایت ریز و در عین حال چگال بوده است. خیلی شگفت‌انگیز به نظر می‌رسد! نابودی جهان

مرگ گرما

در این بخش مقداری در مورد ترمودینامیک بحث می‌کنیم. در سناریوی مرگ گرما، یک سیستم بسته از قوانین ترمودینامیک پیروی می‌کند. از دیدگاه ماده‌ای، هر چیزی در نهایت از کار می‌ایستد و از دیدگاه کیهانی یعنی این که همه‌ انرژی جهان روزی تمام می‌شود؛ به طوری که پس از رسیدن به آن نقطه دیگر قادر به انجام هیچ کاری نخواهند بود.
البته در این مورد دمای خاصی مد نظر نیست؛ اما اگر به زبان ساده بخواهیم شرح دهیم می‌توان گفت که همه‌ی انرژی جهان به قدری توزیع می‌شود که در نهایت جریان انرژی از یک نقطه به نقطه‌ی دیگر متوقف شود.

البته این قضیه ارتباط زیادی با تئوری‌های پایان دنیا ندارد و در واقع اصلا تئوری نابودی جهان نیست. این حالت کمی شبیه زمانی است که یک بطری آب گرم را روی یک تشک بیندازیم؛ گرما تا جایی جریان می‌یابد که هر دو هم‌ دما شوند. عین همین اتفاق برای جهان اتفاق می‌افتد؛ همه چیز متوقف می‌شود و جهان تبدیل به یک سوپ ولرم کیهانی خواهد شد! نابودی جهان

مکش بزرگ

حتما در مورد ذره‌ی بوزون هیگز «Higgs Boson» شنیده‌اید. بوزون هیگز در واقع ذره‌ای بنیادی است که با استفاده از میدانی موسوم به میدان هیگز (فیزیکدان‌ها در نامگذاری‌های جدید خیلی خلاق نیستند!) با بقیه‌ اجزای جهان بر هم‌ کنش دارد. مشخص شده است که این میدان انرژی مقدار ثابتی ندارد و به دو نوع مختلف دسته بندی می‌شود: نرمال و فوق غلیظ.

در حال حاضر، چگالی این میدان برای حفظ ماده در جهان مقدار مناسبی است و در واقع ماندن روی این مقدار همانند لبه‌ چاقو است. این ذره با استفاده از برآمدگی‌ها و فرورفتگی‌های این میدان انرژی روی لبه آن چاقو نگه داشته می‌شود و می‌توان گفت برای اینکه به حالت فوق غلیظ تبدیل شود نیاز دارد به یک مرز انرژی غلبه کند. البته احتمال غلبه بر مرز انرژی اتفاق بسیار کم است با این حال پدیده‌ای موسوم به تونل‌ زنی کوانتومی وجود دارد که بر اساس آن این ذره می‌تواند مرز انرژی گفته شده را شکسته و از انتهای دیگر آن بیرون بزند و در نتیجه‌ این اتفاق، یک میدان هیگز بسیار چگال در کل جهان هستی با سرعت نور منتشر شود. نابودی جهان

حالا سوال این است که اگر این اتفاق برای میدان هیگز بیفتد در ادامه چه می‌شود؟ پاسخ این است که همه‌ مواد موجود در جهان هستی از بین می‌روند، هر چیزی با سرعت بسیار بالا از بین رفته و بدون هیچ شانس فراری، همه‌ کاینات در این فرآیند آب‌کشی کیهانی حل شده و از بین خواهد رفت. البته این اتفاق به طور طبیعی تا ۱۰۱۰۰×۱۰ سال آینده نخواهد افتاد. بنابراین می‌توان گفت در حال حاضر امکان رخ دادن این پدیده وجود ندارد مگر اینکه ماشین تونل‌ زنی کوانتومی ساخته شود. در حالت فرضی اختراع این ماشین جنبه‌های مثبتی هم مانند تله‌پورت می‌تواند داشته باشد.

برخورد بزرگ

جهان بسیار بزرگ است اما بیرون از این جهان چیست؟ بر اساس بعضی تئوری‌های فیزیک نظری، بیرون جهان چیزی نیست جز جهان‌های دیگر و به این ترتیب گفته می‌شود بی‌نهایت جهان وجود دارد. جهان‌های موازی وجود دارند، اما اگر روزی این جهان‌ها نخواهند موازی باشند چه اتفاقی می‌افتد؟! اگر این جهان‌ها با هم برخورد کنند چه خواهد شد؟ بر اساس فرض حقیقت‌های بی‌نهایت اگر فرض کنیم که در آن جهان‌ها، حقیقت‌ها و احتمالات نامتناهی وجود دارند، احتمال این وجود دارد که بین این جهان‌ها برخورد و تصادف صورت گیرد. برخی از دانشمندان اعتقاد دارند که این اتفاق شاید در حال حاضر و یا پیش از این هم رخ داده باشد. نابودی جهان

در هر یک از این جهان‌ها احتمالا قوانین فیزیکی کاملا متفاوتی حاکم باشد و هریک از آن‌ها ممکن است جهان ما را به کل از بین ببرند و یا اینکه ممکن است جهان ما آن جهان ‌ها را تحت تاثیر قرار دهد. بر اساس نظر آنتونی آگیر «Anthony Aguirre» این اتفاق می‌تواند خیلی سریع رخ دهد. با سرعتی نزدیک به سرعت نور که حتی ما قادر به دیدن آن نباشیم. اگر این اتفاق را کمی کندتر کنیم، شبیه به یک آینه‌ عظیم به نظر خواهد رسید که از آسمان دارد به ما نزدیک می‌شود و چون دیواره‌ی جهان همه‌ی نور‌ها را منعکس خواهد کرد، مانند یک آینه‌ی بزرگ به نظر خواهد رسید. بعد از این لحظه احتمالا هیچ‌کس، چیزی جز مرگ همه و نابودی جهان نبیند.

ناتوان هستید

بر اساس نظریه‌ دنیاهای چندگانه، به تعداد بی‌نهایت حقیقت وجود دارد که از هر یک از رویدادهای گذشته و آینده‌ی جهان هستی ریشه گرفته است. در نهایت شاید بتوان گفت علی‌ رغم همه‌ تلاش‌ها برای نابودی جهان مانند تونل‌ زنی کوانتومی، و متلاشی کردن کیهان، همه‌ این راه‌ها شکست خواهند خورد. چون هرگاه شما بخواهید جهان را نابود کنید یا اینکه جهان خود به مرز نابودی رسیده باشد، جهان نابود شده، خود به دو حقیقت مجزا تقسیم خواهد شد که یکی از این دو حقیقت در واقع همان چیزی خواهد بود که شما در نابودی‌اش ناکام مانده بودید. نابودی جهان

اگر در دنیایی که نابود شده است زندگی شما به پایان برسد، در دنیای دیگری که نابود نشده است کماکان وجود خواهید داشت. اگر فرض کنیم که خارج از دنیایی که در مورد نابودی‌اش بحث می‌کنیم دنیای دیگری هم باشد آنگاه در صورت نابودی این دنیا به هر روشی اعم از نظریه‌ گری گو، کشیدن دو شاخه از برق یا تونل‌ زنی کوانتومی با موفقیت انجام شود باز هم در خارج دنیا اتفاقی نمی‌افتد و همه چیز طبق روال معمول به بقا ادامه خواهد داد؛ گویی که هیچ اتفاقی نیفتاده است. این مثال در واقع نشان‌دهنده‌ شکست همه‌ی تلاش‌ها برای نابودی جهان است.
حتی می‌توان تصور کرد که شاید این اتفاق برای جهان‌های دیگر افتاده است و ما از آن خبر نداریم و جهان ما بدون هیچ تاثیری از نابودی جهان‌های دیگر به بقای خود ادامه می‌دهد و ما از تعداد بی نهایت فاجعه‌ی کیهانی در طول زمان‌های متمادی جان سالم به در برده‌ایم.