دکتر حسن بلوری                                                                             برلین، ۲۰۲۳٫۰۷٫۰۷

Quantum Cosmos: The Origin of the Universe

 تصویر۱: فضا در کیهان کوانتومی تشکیل شده از “اتم‌های فضا” تصور می‌شود.^۱

کیهان‌شناسی کوانتومی سعی در توصیف منشاء هستی و پروسه‌های اولیهٔ کیهان با یاری نظریه کوانتوم در شکل کیهان کوانتومی دارد. و کیهان کوانتومی به نوبهٔ خود امکان توصیف منشاء و چیستی ماده، فضا و زمان را می‌دهد.

‌فشرده

توصیف کیهان بدون شناخت کافی از منشاء هستی، مِهبانگ^۲، و مراحل آغازین آن نمی‌تواند رضایت‌بخش باشد. آنچه در حال حاضر در ‌اینباره‌‌ گفته و نوشته می‌شود بیشتر در حد حدس و گمان است و مبنای تجربی ندارد. یعنی، نمی‌توان با اطمینان از منشاء و مراحل اولیه‌ی کیهان و چگونگی شکل‌گیری آن سخن گفت. اینکه آیا اصولن امکان شناختِ منشاء ماده، فضا و زمان وجود دارد یا خیر، پرسشی است که در نظریه کیهان کوانتومی به آن پرداخته می‌شود.    

بحث در باره‌ی شناخت از ماده، فضا و زمان در کیهان کوانتومی نشان می‌دهد که انسان در مقایسه با زمان‌های نه چندان دور تا چه اندازه در شناخت خود از کیهان پیش رفته است. علم فیزیک اکنون از چنان جایگاهی برخوردار است که به سختی می‌توان باور کرد که دانشمندان بزرگی در گذشته‌ با چه موانعی و رنج‌هایی مواجه بودند. نمونه‌ی بارز آن سرگذشت غم‌انگیز گالیلئو گالیله ریاضیدان، فیزیکدان و اخترشناس بزرگ ایتالیایی (۱۶۴۲ـ۱۵۶۴) در قرن هفدهم است.^۳   

در این مقاله می‌کوشم ِ کیهانِ کوانتومی را در راستا و بستر نظریه کوانتوم^۷ و کیهان‌شناسی کوانتومی^۶ توضیح دهم.

یادآوری:

۱. در مقاله‌ی ’مِهبانگ و پیدایش کیهان‘^۲، تاریخچه‌ی کیهان، مفهوم مِهبانگ، مِهبانگ کجا بود و پیش از آن چه بود را توضیح دادیم.

۲. در مقاله‌ی ’کیهان‌شناسی کلاسیک‘^۳، هندسه‌سازی فیزیک، گرانش کلاسیک و کیهان‌شناسی کلاسیک را مورد بررسی قرار دادیم.

۳. در مقاله‌ی ’خلاء و ساختار آن‘^۸ خلاء کلاسیک، خلاء کوانتومی، ساختار خلاء کوانتومی و ۴نیروی پایه‌ای فیزیک را شرح دادیم.

۴. در مقاله‌ی ’گرانش کوانتومی^۷، مفهوم‌ کوانتوم و نظریه کوانتوم، فضازمان یانگ ـ میلز و گرانش کوانتومی را توضیح دادیم.

۵. در مقاله‌ی ’کیهان‌شناسی کوانتومی‘^۶، کیهان را به‌عنوان یک سیستم فیزیکی خواهان توضیح علت انفجار بزرگ بررسی کردیم. 

پیشگفتار

در پایان مقاله‌ی ’قوانینِ طبیعی و انبساطِ کیهان‘^۴  آمده است: “ما اکنون درعلمِ کیهان‌شناسی صحبت از کیهانِ کوانتومی^۵ می‌کنیم.”^۴ ’کیهان‌‌‌شناسی کوانتومی‘^۶ و کیهان کوانتومی می‌خواهند نظریه‌هایی توسعه یافته‌تر‌ از نظریه نسبیت عام، کیهانشناسی کلاسیک^۳ و نظریه کوانتومی موجود باشند. بی‌شک وقتی پای نظریه کوانتوم به بحث کیهان و قوانین آن باز می‌شود، صورت مسئله از حالت به اصطلاح کلاسیک خارج شده، طرح و بیان کوانتومی آن به امری ضروری بدل می‌شود. وضعیتی که در آن با مسئله‌ی کیهان‌های موازی مواجه می‌شویم که هر یک می‌توانند قوانین طبیعی ویژه‌ی خود را دارا باشند. برای مثال ممکن است توزیع عناصر شیمیائی در آنها به نوعی باشد که امکان شکل‌گیری حیات به ‌شکلی که ما می‌شناسیم وجود نداشته باشد.^۴

شناخت از منشاء و شرایط اولیه‌ی کیهان به‌معنای شناخت از نیروی اولیه‌ایست که به احتمال نیروهای معروف به نیروهای پایه‌ای فیزیک از آن جدا (منشعب) شده‌اند: نیروهایی با نام‌های نیروی قوی، نیروی ضعیف، نیروی الکترومغناطیسم و نیروی گرانشی. سه نیروی اول از این چهار نیرو در نظریه کوانتوم توصیف می‌شوند. به این معنا که این سه نیرو نیروهایی هستند کوانتیزه شده‌. اما نیروی گرانشی، بمراتب ضعیف‌تر از سه نیروی دیگر، تاکنون و با گذشت حدود یک قرن تلاش هنوز کوانتیزه نشده است. یعنی، به نیروی کوانتزه شده‌ای به نام گرانش کوانتومی^۷ دست ‌نیافته‌ایم. به‌نظر با وحدت این نیروهاست که می‌توان به نیروی اولیه و با آن به شناخت منشاء و شرایط اولیه‌ی کیهان دست‌یافت. احتمالن نیروی‌های اساسی چهارگانه از یک نیروی واحد اولیه‌ در آغاز کیهان در پس “تلنگری” به آنچه خلاء کوانتومی^۸ می‌گوئیم مشتق و یکی بعد از دیگری در مراحل مختلف توسعه‌ی کیهان در صحنه ظاهر شده‌اند.

اکنون نزدیک به یک قرن است که فیزیکدان‌ها در تلاشند تا وحدت نیروهای نامبرده را در نظریه‌ای واحد نشان دهند بی‌آنکه موفقیت چندانی نصیب‌شان شده باشد. در واقع از پاسخ به این مسئله‌ی بزرگِ علم فیزیک انتظار آن داریم که ما را با نیروی اولیه، ویژگی‌های و عملکردهای احتمالی آن آشنا نماید. به نظر آنچه در حال حاضر سد راه ما در شناخت از منشاء و شرایط اولیه‌ی کیهان می‌باشد مسئله‌ی کوانتیزه کردن نیروی گرانش است.

******

برای مطالعه متن کامل نوشته با فرمت پی دی اف لطفا اینجا کلیک کنید

******

 

---

به کانال تلگرام سایت ملیون ایران بپیوندید