Is the universe three dimensional?۱
“The 3D map, which was created after collecting and analysing data from the skies for decades, shows how the universe has changed and expanded over 11 billion years, according to a statement released on the university’s website. (Published July 21.2020) Over 100 astrophysicists contributed to the map and the work resulted in at least 23 academic papers posted to the arXiv pre-print server along with the map.”
آیا کیهان سه‌بُعدی است؟ اگر آری، علت آن چیست؟ پرسشی که کمتر به آن پرداخته می‌شود و این در حالیست که نظریه‌های علمی هیچ اظهار نظری در اینباره نمی‌کنند و نمی‌توانند بکنند. چراکه این نظریه‌ها خود بر مبنای برداشت ما از سه‌بُعدی بودن فضا بنا شده‌اند! از این‌رو تنها امکانِ پاسخ به پرسش سرگفت، اندازه‌گیری و واکاوی داده‌ها از کیهان است.
فشرده
ما انسان‌ها فضا را سه‌بُعدی درمی‌یابیم و بر این اساس هر مکانی را با سه ویژگی (ارتفاع، طول و عرض) توصیف می‌کنیم. این وضع باعث شده کیهان را نیز ساختاری سه‌بُعدی تلقی کنیم. آیا واقعن چنین است؟ پاسخ را به یقین نمی‌دانیم و نظریه‌های علمی نیز هیچ کمکی به ما نمی‌کنند. چراکه ابن نظریه‌ها خود بر پایه برداشت ما از سه‌بُعدی بودن فضا بنا شده‌اند. حتا نظریه بسیار موفق نسبیت عام اینشتین نیز، با فضای سه‌بُعدی، در شکل فضازمانِ چهاربُعدی بنا شده است. ما ساختار کیهان را آنگونه ارزیابی می‌کنیم که توان و تجربه ما اجازه می‌دهد. پرُواضح است که هیچ ایرادی به این شیوه وارد نیست. چراکه غیز از این هم امکان دیگری نداریم. به قول اینشتین تنها امکان واقعی برای خواندن کتاب طبیعت، یعنی درک واقعیت‌های جهانِ هستی، اندازه‌گیری کمیت‌های آن و بررسی روابط میان آنها در چارچوب یک نظریه علمی است و دیگر هیچ و ما این کار را انجام می‌دهیم. با این حال هنوز مطمئن نیستیم که کیهان واقعن سه‌بُعدی است. علت چیست؟ چگونه می‌توان دریافت که فضای کیهان چند بُعدی است؟ آیا نیاز به نظریه جامع‌تری است؟
بنابر پژوهش‌های پائول ارِنفِست (Paul Ehrenfest) فیزیکدان اتریشی (۱۹۳۳ـ۱۸۸۰) از سال ۱۹۱۷در فضایی با بیشتر از سه بُعد نه مدار سیارات و نه اتم‌ها می‌توانند پایدار باشند.۲ به بیان دیگر، طبق بررسی‌های ارنفست کیهان با بیش از سه بُعد پایدار نیست.
“برای فضاهایی با بُعدهای کمتر از سه بُعد ـ یعنی به شکل سطح و خط ـ جرالد جیمز ویترو (Gerald James Whitrow) ریاضیدان و کیهان‌شناس انگلیسی (۲۰۰۰ـ۱۹۱۲) استدلال می‌کند (۱۹۵۵) که این بُعدها اجازه‌ی شکل‌گیری موجودات پیچیده‌ی زنده را نمی‌دهند. به این دلیل که در این حات‌ها برای مثال مسیرهای عصبی نمی‌توانند از یکدیگر عبور کنند.”
در این مقاله می‌کوشیم پاسخِ به پرسش چند بُعدی بودنِ کیهان را با بررسی و ارزیابی یافته‌های سال‌های اخیر دریابیم.
برای مطالعه متن کامل نوشته با فرمت پی دی اف لطفا اینجا کلیک کنید
*****