جدید ترین عناوین خبری امروز
Registering new users is currently not allowed.

معمای پیدایش زمان

ریچارد مولر، فیزیکدان «دانشگاه کالیفرنیا-برکلی» معتقد است که برخورد سیاهچاله‌ها با همدیگر، صرفا منجر به لرزش فضای پیرامون آن‌ها نمی‌شود، بلکه این برخورد، باعث به وجود آمدن لحظات جدید در بعد زمان هم می‌شود.

هر چند ایده‌ی مولر، باور نکردنی به نظر می‌‌رسد، اما ایده‌ای برای یک داستان علمی-تخیلی نیست. مولر معتقد است که احتمالا تنها ظرف چند سال آینده، به کمک آشکارسازهای امواج گرانشی، می‌توان شواهد محکمی مبنی بر تولد لحظات زمانی جدید در اعماق کیهان به دست آورد.

ساختار فضا-زمان و راز جریان زمان

چنین ادعاهایی، مولر را در خط مقدم کاوش و تحقیق روی یکی از توصیف‌ناپذیرترین پدیده‌های جهان ما یعنی «زمان» قرار داده است. درخشان‌ترین ذهن‌ها در تاریخ بشریت، از «ارسطو» گرفته تا اینشتین، در تلاش بوده‌اند تا بتوانند راز ماهیت زمان را بگشایند؛ اما هیچ کدام به نتیجه نهایی نرسیدند. شاید به همین دلیل است که «سن آگوستین»، قدیس و فیلسوف مشهور، حدود ۱۵۰۰ سال قبل، چالش اندیشمندان تاریخ را برای توصیف مفهوم زمان، در این جمله‌ی معروف خلاصه کرده است: «به راستی زمان چیست؟ تا زمانی که چنین سوالی از من پرسیده نشود، مفهوم آن را می‌دانم؛ اما هنگامی که بخواهم پاسخی به این سوال بدهم می‌بینم که مفهوم آن را نمی‌دانم.»

اکنون بهترین نظریه‌ای که فیزیکدان‌ها برای توصیف رفتار زمان در اختیار دارند، نظریه‌ی نسبیت عام اینشتین است. بر اساس این نظریه، ادراک متعارف ما که تصور می‌کنیم جهان، دارای سه بعد مکانی و یک بعد زمانی است که از گذشته به سوی آینده جریان دارد، اساسا توهمی بیش نیست. در واقع، بر مبنای نظریه‌ی نسبیت اینشتین، فضا و زمان صرفا وجوه مختلف پدیده‌ای واحد به نام «فضا-زمان» هستند.

اگرچه پیش‌بینی‌های نظریه نسبیت اینشتین، با دقتی فوق‌العاده مورد بررسی قرار گرفته‌اند و صحت همگی آن‌ها هم تأیید شده است؛ اما با این حال، نکته‌ای عجیب در مورد یگانگی غایی فضا و زمان وجود دارد که فیزیکدان‌ها هنوز از آن، سر در نیاورده‌اند. مولر در این مورد، چنین توضیح می‌دهد: «مسأله‌ی عجیب این‌جاست که چرا در حالی که می‌توان در نقطه‌ی ثابتی در فضا متوقف شد، انجام چنین کاری در بعد زمان غیر ممکن است؟»

معماهای دیگر

اما گذشته از این، معماهای دیگری هم در مورد تفاوت رفتار فضا و زمان مطرح است. به عنوان مثال، می‌دانیم که قوانین بنیادین فیزیک، هیچ‌گونه تمایزی بین جهت زمان قائل نیستند. بدین ترتیب، این سؤال پیش می‌آید که چرا ظاهرا به نظر می‌رسد که زمان به سوی آینده در جریان است؟

مولر تمامی این اندیشه‌ها در مورد معمای زمان را همانند یک پازل، گردآوری کرد و بر اساس آن‌ها، کتابی را به رشته تحریر درآورد. در زمان نگارش این کتاب بود که ناگهان، ایده‌ای در ذهن مولر جرقه زد. او می‌گوید: «هنگامی که مشغول نوشتن این کتاب بودم، ناگهان این ایده به ذهنم رسید که شاید علت شکل‌گیری جریان زمان، اضافه شدن تدریجی و مستمر لحظات یا اکنون‌های جدید، به بعد زمان باشد.»

اما چه عاملی می‌تواند این لحظات زمانی جدید را با وجود آورد؟ مولر معتقد است که پاسخ این پرسش در وحدت بنیادین فضا و زمان نهفته است. از زمان کشف انبساط جهان حدود ۹۰ سال پیش تا کنون، کیهان‌شناسان ناگزیر بودند بپذیرند که فضا در حین این انبساط، بطور مستمر در حال به وجود آمدن است؛ اما از آن‌جا که فضا و زمان در واقع، وجود متفاوت پدیده‌ی واحدی هستند، همین موضوع باید برای زمان هم صادق باشد.

مولر در این‌باره چنین توضیح می‌دهد: «بنابراین به واسطه‌ی انبساط کیهان، نه تنها وسعت فضا بطور مستمر در حال افزایش است، بلکه زمان هم به طور مستمر افزایش پیدا می‌کند.» به عقیده‌ی مولر، همین امر می‌تواند علت جریان داشتن زمان را توضیح دهد. او می‌گوید: « کرانه‌ی در حال انبساط مستمر زمان، همان چیزی است که از آن به عنوان «لحظه‌ی حال» یاد می‌کنیم، بر این اساس می‌توان گفت که در واقع، آفرینش مدام لحظه‌‌های حال جدید است که جریان مستمر زمان را ایجاد می‌کند.»

مولر در این‌باره چنین توضیح می‌دهد: «بنابراین به واسطه‌ی انبساط کیهان، نه تنها وسعت فضا بطور مستمر در حال افزایش است، بلکه زمان هم به طور مستمر افزایش پیدا می‌کند.» به عقیده‌ی مولر، همین امر می‌تواند علت جریان داشتن زمان را توضیح دهد. او می‌گوید: « کرانه‌ی در حال انبساط مستمر زمان، همان چیزی است که از آن به عنوان «لحظه‌ی حال» یاد می‌کنیم، بر این اساس می‌توان گفت که در واقع، آفرینش مدام لحظه‌‌های حال جدید است که جریان مستمر زمان را ایجاد می‌کند.»

آشکارسازی فرآیند تولید زمان

با انتشار خبر آشکارسازی امواج گرانشی، مولر ایده‌ای برای آزمودن ایده خود یافت. مولر دریافته بود که آشکارساز لایگو می‌تواند آفرینش زمان را در حین برخورد سیاه‌چاله‌ها با همدیگر آشکار کند؛ زیرا در حین برخورد سیاه‌چاله‌ها با همدیگر، مقدار زیادی فضای سه بعدی در کیهان ایجاد می‌شود و بنابراین، همین موضوع باید برای زمان هم صادق باشد.

مولر توضیح می‌دهد که هر سیاه‌چاله، حفره‌ی عظیمی را در پهنه‌ی فضا۰زمان ایجاد می‌کند که می‌توان آن را به یک گرداب عظیم در پهنه‌ی اقیانوس تشبیه کرد. بدیهی است که سطح آب در یک گرداب همواره از سطح آب همان محدوده هنگامی که گردابی وجود نداشته باشد و سطح اقیانوس ساکن باشد، بیشتر است. همین موضوع، در مورد فضای اطراف یک سیاه‌چاله هم صادق است. البته می‌دانیم که سطح آب دو بعدی است و فضای اطراف یک سیاه‌چاله، سه بعدی است؛ اما معادلات ریاضی نشان می‌دهند که چنین تشبیهی در مورد سیاه‌چاله‌ها صادق است.

بدین ترتیب می‌توان گفت که با تولد یک سیاه‌چاله در گستره‌ی کیهان، نه تنها فضای سه بعدی جدیدی در جهان ایجاد می‌شود بلکه زمان جدیدی هم در کیهان پدید می‌آید؛ اما به گفته‌ی مولر، مشکل این‌جاست که اگر زمان دقیق تولد یک سیاه‌چاله را در گستره‌ی کیهان ندانیم، طبیعتا نمی‌توانیم تاخیر زمانی ایجاد شده به واسطه‌ی پیدایش لحظات زمانی جدید به همراه سیاه‌چاله مزبور را هم اندازه‌گیری کنیم.

مولر امیدوار است که تا چند سال آینده بتواند ایده‌ی خود را به محک آزمون بگذارد. او در این‌باره می‌گوید: «امواج گرانشی در چند رویداد ثبت شده به وسیله‌ی لایگو، به حد کافی قوی بودند که بتوانند امکان آزمودن صحت نظریه‌ی ما را فراهم کنند. به همین دلیل من کاملا امیدوارم که لایگو طی یک یا دو سال آینده، رویدادی با شدت مشابه یا حتی قوی‌تر از آن را هم ثبت کند.»

اما ممکن است حتی زودتر از این‌ها هم امکان بررسی صحت نظریه‌ی مولر فراهم شود؛ چرا که مولر به تازگی با کمک یکی از همکارانش، آزمایشی طراحی کرده است که ممکن است در آینده‌ای نزدیک بتواند به برخی از پرسش‌های مطرح در مورد نظریه‌ی او پاسخ دهد. به گفته‌ی مولر، این آزمایش، با ایجاد مقدار بسیار کوچک و ریزمقیاسی از فضای جدید، اندازه‌گیری زمان کوچک متولد شده‌ی متناظر با فضای مزوبر را به وسیله‌ی یک ساعت فوق‌العاده دقیق، میسر می‌کند. البته مولر تا کنون از ارائه جزئیات بیشتر در مورد این آزمایش، خودداری کرده؛ چرا که علاقمند است نتیجه‌ی این آزمایش، برای نخستین بار، بطور رسمی به وسیله‌ی گروه پژوهشی تحت نظر خودش اعلام شود.

بدین ترتیب شاید بالاخره در حال نزدیک شدن به روزگاری باشیم که «زمان»، برخی از اسرار خود را در آزمایش‌هایی که به دست مولر و همکارانش طراحی شده‌اند، برای پژوهشگران افشا کند. شاید هم طی این آزمایش‌ها و رصدهایی که با آشکارسازهای امواج گرانشی صورت خواهد گرفت، باز هم رازهای جدیدتری به صندوق سر به مهر اسرار زمان افزوده شوند؛ اما به هر حال یک چیز مسلم است: این که پس از گذشت هزاران سال اندیشیدن و نظریه پردازی در مورد زمان، برای پاسخ به پرسش‌های مطرح در مورد این پدیده‌ی اسرارآمیز، باز هم به زمان بیشتری نیاز داریم.

بدین ترتیب شاید بالاخره در حال نزدیک شدن به روزگاری باشیم که «زمان»، برخی از اسرار خود را در آزمایش‌هایی که به دست مولر و همکارانش طراحی شده‌اند، برای پژوهشگران افشا کند. شاید هم طی این آزمایش‌ها و رصدهایی که با آشکارسازهای امواج گرانشی صورت خواهد گرفت، باز هم رازهای جدیدتری به صندوق سر به مهر اسرار زمان افزوده شوند؛ اما به هر حال یک چیز مسلم است: این که پس از گذشت هزاران سال اندیشیدن و نظریه پردازی در مورد زمان، برای پاسخ به پرسش‌های مطرح در مورد این پدیده‌ی اسرارآمیز، باز هم به زمان بیشتری نیاز داریم.

منبع: مجله دانستنیها/ شماره ۱۹۸/ ۲۱ بهمن ۱۳۹۶

به اشتراک بگذارید
برچسب ها:
دیدگاه ها 0

دیدگاه بگذارید

avatar
  اشتراک  
مطلع شدن
رفتن به نوار ابزار