دکتر حسن بلوری،

برلین، ۲۰۲۴٫۰۶٫۱۴

 

The big problems of the universe: the moment the universe began^۱

توصیفِ بنیادیِ جهانِ هستی خواهانِ شناختِ کامل از منشاء و شرایط اولیه آن است. نظریه کیهان‌ کوانتومی^۲ مدعیست که می‌تواند این خواست را فارغ از مسئله تکینگی^۳ و انفجار بزرگ^۴ برآورده کند.  

فشرده

در حال حاضر اساس علمِ کیهان‌شناسیِ را نظریه نسبیت عام اینشتین^۵ که یک نظریه کلاسیک است تشکیل می‌دهد. اما این نظریه توسعه و تحولات کیهان را فقط تا مرز به اصطلاح انفجارِ بزرگ توضیح ‌می‌دهد. یعنی، نظریه نسبیت عام هیچ اظهار نظری در باره‌ی حالت “پیش” از انفجار، لحظه انفجار، علت انفجار، شرایط و مراحل اولیه کیهان نمی‌کند. این وضع نشان از اعتبار نظریه نسبیت عام تا مقطع تکینگی^۳ (singularity)، در جایی‌که فضازمان به اصطلاح به “پایان” می‌رسد دارد. از این‌رو ناتوان از جمله در توصیف لحظه آغاز و شرایط اولیه کیهان^۶ است.  

یافته‌های جدید علمی نشان می‌دهند که کل فیزیک از نظریه کوانتوم پیروی می‌کند. به‌همین خاطر در نیمه اول قرن بیستم ایده کوانتیزه کردن نظریه نسبیت عام مطرح شد. به این امید که بتوان از این طریق جنب ایجاد وحدت بین دو نظریه کوانتوم و نسبیت عام از لحظه آغاز و شرایط اولیه کیهان مطلع شد. اما این ایده هنوز با تمام تلاش‌هایی که برای انجام آن صورت گرفته عملی نشده است.

شناخته‌ترین راه‌حل‌های پیشنهاد شده برای کوانتیزه کردن نظریه نسبیت عام عبارتند از: ۱. اجرای روشی مشابه آنچه منجر به بنای نظریه مکانیک کواتنومی از طریق کوانتیزه کردن مفهوم‌های مکانیک کلاسیک گردید و ۲ نظریه ریسمان‌ها. روش دوم تاکنون ناکام در پیش‌برد ایده کوانتیزاسیون بوده است. روش اول توانسته است با ارائه نظریه گرانشِ کوانتومیِ حلقه‌ای^۷ (loop quantum gravity) تا حدودی به حل مسئله نزدیک شود بی‌آنکه به نتیجه مطلوب دست یابد.     

دشواری ویژه‌ در کوانتیزه کردن نظریه نسبیت عام در مقایسه با آنچه از بنای نظریه کوانتومی حاضر می‌شناسیم در آنست که فضازمان در نظریه نسبیت عام و در ایده کوانتیزاسیون یک پس‌زمینه محسوب نمی‌شود بلکه خود بخشی از آن است. به عبارت دیگر، فضازمان هم در نظریه ریسمان‌ها و هم در نظریه کوانتومی موجود حالت پس‌زمینه را دارد. در حالی‌که در نظریه کوانتومی نسبیت عام در شکل “اتم‌های فضازمان” نقش تعیین کننده دارد.^۶

در این مقاله می‌کوشیم، پس از بحثی کوتاه در باره‌ی نظریه کوانتوم، نظریه همه‌چیز، فضازمان کوانتومی و کمیت‌های پلانک، به محدودیت‌های نظری ـ تجربی این عرصه پرداخته و در ادامه زمینه‌های کاربردی ایده‌ی کوانتیزاسیونِ نظریه نسبیت عام را در رابطه با کیهان کوانتومی توضیح دهیم.    

******

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

******

---

به کانال تلگرام سایت ملیون ایران بپیوندید