آیا جهان لبه دارد؟

ماهی قرمز؛ · 26/8/24

یک سوال به شدت هیجان انگیز و شاید هم کسالت آور در مورد جهان این است که آیا جهان لبه دارد؟
منظور از لبه این است که آیا جهان انتهایی دارد و بعد از مدتی حرکت کردن در یک‌ جهت خاص به تابلوی "اینجا پایان دنیا هست و بعد از این چیزی نیست" می رسید؟
بر طبق آخرین دانش فیزیکدانان، به احتمال خیلی زیاد جهان لبه ای ندارد اما این لبه نداشتن شامل دو حالت می شود:
یا جهان از لحاظ اندازه نامحدود هست و هرچقدر در آن حرکت کنید باز هم جهان ادامه دارد و شما هیچگاه به پایان یا لبه جهان نمی رسید.
یا اینکه جهان کروی است که در این صورت از لحاظ اندازه محدود است اما‌ باز هم بدون لبه است زیرا اگر در یک کره در یک جهت خاص حرکت کنید بعد از مدتی به نقطه آغاز می رسید درست همانند کره زمین. پس حتی در این صورت که جهان کروی و محدود باشد باز هم بدون لبه است.
اما متاسفانه یا خوشبختانه برای جهان قابل مشاهده، لبه وجود دارد و این لبه همان افق کیهانی است.
برگرفته از سخنان پروفسور شان کارول، فیزیکدان نظری از انستیتو فناوری کالیفرنیا، کَلتِک

می دانیم که کیهان در حال انبساط است، اما سوال اینجاست این انبساط درون چه چیزی رخ می دهد؟ به عبارت دیگر، بیرون از کیهان ما چیست که جهان ما دائما درون آن رشد می کند. نکته ظریف دیگر این است که وقتی از عبارت «بیرون از کیهان» استفاده می کنیم، به طور غیر مستقیم داریم می گوییم که کیهان در جایی دارای لبه است. (یعنی مرزی بین درون و بیرون جهان) اما این موضوع همه چیز را پیچیده می کند، چون دانشمندان صراحتا مطمئن هستند که هیچ خروجی ای به بیرون از کیهان وجود ندارد.
به گزارش بیگ بنگ، فرض کنید از شما بپرسند: «جایی را سراغ دارید که از آنجا بتوانید جهان را از نمای بیرونی ببینید؟» مثل این که از پنجره ی اتاقتان، نمای خارجی یک ساختمان را به نظاره بنشینید. جواب این سوال «احتمالا خیر» است. رابرت مک نیس، استادیار فیزیک دانشگاه لویولا شیکاگو، می گوید یکی از دلایل پاسخ منفی سوال مورد نظر «اصل کیهان شناختی» است. این اصل به ما می گوید توزیع مواد در کیهان به گونه ای است، که ما از هر زاویه و جهتی به جهان نگاه کنیم، میزان توزیع مواد تقریبا یکنواخت است. در واقع از نظر علمی، کیهان ایزوتروپیک(Isotropic) یا همسانگرد است.
اصل کیهان شناختی از این ایده که می گوید قوانین فیزیکی در همه جای کیهان یکسانند نشات می گیرد. مک نیس گفت: « در کیهان ناهمسانی های بسیار زیادی وجود دارد. مثلا وجود توده های بزرگی از مواد، مانند ستارگان، کهکشان ها، خوشه های کهکشانی و غیره. اینها نمونه هایی برای عدم یکنواختی ماده در جهان هستند. اما وقتی در مقیاس های عظیم، کیهان را مورد بررسی قرار می دهیم موضوع کمی تغییر می کند، در واقع در مقیاس های کلان بخشی از جهان را نمیتوانیم پیدا کنیم که از نظر توزیع ماده با بخش های کلان دیگر تفاوت ِ قابل توجهی داشته باشد.» این یعنی اینکه کیهان ما هیچ لبه ای ندارد. و جایی نیست که بتوان به آنجا پایان جهان گفت، جایی که بتوانیم از آن عبور کرده و از بیرون جهانمان را به نظاره بنشینیم.

مسافران فضا

-FãTéMęH- · 26/8/24

این موضوع را معمولا به کمک یک مثال توضیح می دهند. فرض کنید جهان هستی به شکل یک بادکنک کروی شکل است که مورچه ای روی آن قرار گرفته، مورچه مورد نظر در هر جهت و سمتی که بخواهد می تواند حرکت کند ولی هرگز به لبه ی انتهایی بادکنک نمی رسد، او پس از مدتی حرکت کردن بالاخره به جای اول خود می برمیگردد. نکته جالب اینجاست که سطح دو بعدی بادکنک هیچ مرکزی هم ندارد یعنی هیچ نقطه ای نیست که مورچه با دور شدن از آنجا به انتهای پوست بادکنک برسد، سطح بادکنک اصلا انتهایی ندارد و مورچه ی داستان ما هرگز به چنین جایی نخواهد رسید. جهان ما یک نسخه سه بعدی از پوست بادکنک است.

جهان بادکنکی

اما جهان چطور میتواند منبسط شود وقتی لبه یا پایانی ندارد؟ دوباره برمیگردیم به مثال بادکنک، اگر مقداری درون بادکنک بدمیم، بادکنک بزرگتر می شود و مورچه احساس می کند که چیزهایی که روی سطح بادکنک می بیند دارند از او دور می شوند. هرچه این فاصله بیشتر باشد، سرعت دور شدن آن شئ هم بیشتر می شود. اما نکته جالب اینجاست که هیچ فرقی نمی کند مورچه کجای پوست بادکنک باشد، آهنگ دور شدن اشیاء روی بادکنک ثابت است. اگر بتوانیم معادله ی آهنگ دور شدن اشیاء روی بادکنک را محاسبه کنیم، مورچه در هر نقطه ای از سطح بادکنک قرار بگیرد، این معادله برای دور شدن اشیاء اطرافش جواب می دهد.

با این حال، بادکنک ها در درون یک فضای سه بعدی بزرگ می شوند. مشکل اینجاست که این مثال به طور کامل تمام سوالات را جواب نمی دهد. در واقع این تعریف فقط به ما می گوید که محتویات درون جهان چگونه هستند، و از محتویات خارج از جهان چیزی به ما نمی گوید. فیزیکدان استیون هاوکینگ، در این باره می گوید، این سوال از اساس بی معناست، مثل این می ماند که بپرسیم شمالِ قطب شمال کجاست؟ دلیل اینکه کهکشان ها بدون اینکه حرکت کنند از یکدیگر دور می شوند این است که خود فضا در حال بزرگ شدن است. بنابراین موجودات فرازمینی هم اگر مانند انسان ها به کهکشان های دیگر بنگرند، احساس می کنند که همه کهکشان ها در همه جهات در حال دور شدن از آنها هستند و فقط کهکشان خودشان است که ثابت است.

از آنجا که فضا در حال گسترش است، به نظر می رسد بدون اینکه قوانین نسبیت نقض شود(که می گوید هیچ چیز نمی تواند با سرعتی بالاتر از سرعت نور در خلاء حرکت کند) بعضی از کهکشان ها ممکن است با سرعتی بالاتر از سرعت نور از ما در حال دور شدن هستند. مک نیس در این باره میگوید، با اینکه کیهان ما فقط ۱۳.۸ میلیارد سال پیش آغاز شده اما، اندازه ی جهان قابل مشاهده شعاعی حدود ۴۶ میلیارد سال نوری و قطری به میزان ۹۳ میلیارد سال نوری دارد. در واقع جهان قابل مشاهده با توجه به مجموعه محدودیت هایی تعریف می شود که برای اندازه ای که انسان ها از کیهان موجود می توانند ببینید وجود دارد

-FãTéMęH- · 26/8/24

هر چیزی خارج از شعاع ۴۶ میلیارد سال نوری، برای زمینی ها هرگز قابل رؤیت نخواهد بود. به این دلیل که فاصله بین اشیاء موجود در جهان آنقدر زیاد می شود که سرعت دور شدن اشیاء از سرعت رسیدن پرتوهای نوری به زمین بیشتر می شود.
موضوعی که این بحث را داغ تر می کند، این است که نرخ انبساط در جهان در ابتدا یکنواخت نبوده است. برای کسری از ثانیه پس از بیگ بنگ، دوره ای از انبساط بسیار سریع وجود داشته که به آن دوره ی تورم کیهانی می گویند، طی این مرحله کیهان ما بسیار سریع تر آنچه که الان وجود دارد منبسط شده است. دلیل اینکه مناطقی از فضا قابل مشاهده نیستند همین است. در واقع با پذیرفتن نظریه تورم، برآورد می شود که کل جهان ۱۰ به توان ۲۳ برابر بزرگتر از ۴۶ میلیارد سال نوری ای است که انسان می تواند مشاهده کند. بنابراین ما بخش بسیار بزرگی از کیهان را هرگز نخواهیم دید.

آیا فضا بی نهایت است؟

مک گفت این موضوع که جهان در فضای بی نهایت به وجود آمده است یا نه، هنوز به عنوان یک سوال بی جواب باقی مانده است. از طرفی ممکن است کیهان ما در درون جهانی با یک بعد اضافه تر قرار گرفته باشد، همانطور که یک کره با سطح دو بعدی (چیزی شبیه به بادکنک) در جهان سه بعدی قرار می گیرد. توضیح دیگری که در این زمینه وجود دارد فرضیه پیدایش جهان از هیچ (به کمک نوسانات کوانتومی) است، در این باره همانطور که هاوکینگ و جیمز هارتل توضیح داده اند، گفته می شود که در آغاز جهان، زمان و فضا قابلیت تبدیل به یکدیگر را داشتند. با پذیرفتن این فرضیه هم، هنوز این سوال که جهان از کجا آمده و خارج از جهان چه چیزی وجود دارد، بی معنی است.

مک گفت دانشمندان در حال تلاشند که بفهمند آیا کیهان واقعا شبیه یک کره است و اگر ما در یک جهت از جهان به اندازه کافی حرکت کنیم در نهایت می توانیم به محل اول خود برگردیم؟! او ادامه داد: «ما دائما بخش های مختلف کیهان را تحت نظر قرار می دهیم تا بتوانیم مدارک و شواهدی پیدا کنیم که قرار گرفتن جهان سه بعدی مان درون فضایی چهار بعدی را تایید کند.»(جهان به طور کلی دارای چهار بعد است، که انسان ها با سه بعد فضا و یک بعد زمان در تعامل هستند، اما مفهومی که ما درباره اش حرف می زنیم در واقع دارد از بعد چهارم فضایی صحبت می کند.)

اگر ستاره شناسان موفق شوند، دو مکان در دو طرف مقابل آسمان پیدا کنند که کاملا شبیه به هم باشند، نشانه ای قوی بر این فرضیه خواهد بود که جهان منحنی و کروی شکل است. اگرچه با وجود چنین کشفی باز هم هیچ تضمینی بر درستی فرضیه وجود ندارد. هرچند برخی نظریه های کیهان شناختی همچون نظریه ریسمان ها، وجود ابعاد بیشتر را پیش بینی کرده اند، اما در همه آنها ابعاد اضافی بسیار کوچک هستند، در حالی که ما برای فرضیه کروی بودن جهان، نیاز به یک بعد بسیار بزرگ داریم. در انتها می توان گفت که اگر پایانی برای کیهان وجود داشته باشد، ممکن است انسان هرگز قادر نباشد که آن را ببینید و این امکان نیز وجود دارد تا شکل جهان به صورتی باشد (اشاره به کروی بودن جهان) که مرزی بین پایان و آغاز جهان نتوان یافت.

منبع: سایت بیگ بنگ

خوش آمدید به رمان ۹۸ | بهترین انجمن رمان نویسی

آیا جهان لبه دارد؟

ماهی قرمز؛

کاربر V.I.P انجمن

رمان ۹۸ | بهترین انجمن رمان نویسی

رمان ۹۸ | دانلود رمان

-FãTéMęH-

مدیر ارشد رمان ۹۸

رمان ۹۸ | بهترین انجمن رمان نویسی

رمان ۹۸ | دانلود رمان

-FãTéMęH-

مدیر ارشد رمان ۹۸

رمان ۹۸ | بهترین انجمن رمان نویسی

رمان ۹۸ | دانلود رمان

درباره ما

لینک‌های پیشنهادی رمان ۹۸

آمار آنلاین

خوش آمدید به رمان ۹۸ | بهترین انجمن رمان نویسی

ما را در شبکه‌های اجتماعی دنبال کنید

کاربر V.I.P انجمن

مدیر ارشد رمان ۹۸

مدیر ارشد رمان ۹۸

ما را در شبکه‌های اجتماعی دنبال کنید

درباره ما

لینک‌های پیشنهادی رمان ۹۸

آمار آنلاین