پست های وبلاگ

 

فرادید| «کیهان ما خیلی خیلی خیلی بزرگ است، ولی بی‌نهایت بزرگ نیست. البته این بدان معنا نیست که کیهان لبه دارد.» پرسشی که ذهن بسیاری را به خود مشغول کرده این است که «لبه هستی کجاست؟» 
به گزارش فرادید به نقل از سی‌بی‌اس نیوز، پاول ساتر، استاد و متخصص‌ فيزيك‌ نجومىِ دانشگاه اوهایو آمریکا به این پرسش پاسخ می‌دهد. 
طرح پرسشی دیرینه
همه ما می‌دانیم که کیهان هر لحظه منبسط می‌شود. اینطور نیست؟ خب اگر نمی‌دانستید، حالا دیگر می‌دانید. ما در کیهانی زندگی می‌کنیم که هر لحظه در حال انبساط است: هر کهکشان مدام از کهکشان‌های دیگر دورتر می‌شود.
این مسئله به خودی خود چندان پیچیده نیست، اما اگر از بعد دیگری به آن نگاه کنیم متوجه پیچیدگی آن می‌شویم: اگر کیهان هر لحظه در حال انبساط باشد، این انبساط در چه ظرفی صورت می‌گیرد؟! کیهان بزرگتر؟ نیستی؟ چیزی شبیه یک مه مبهم؟ لبه گیتی ما واقعا کجاست؟ 
آیا اصلا هستی لبه دارد؟ 
خب در واقع کیهان ما دارای لبه است. به عبارت بهتر، اگر منظور از «کیهان ما» همان کیهان قابل مشاهده باشد. سرعت نور را که می‌دانیم و کیهان نیز از مدت‌ها پیش (حدود 13.77 میلیارد سال پیش) وجود داشته است. این مسئله یک معنا می‌دهد: تنها بخش‌هایی از کیهان به ما نشان داده شده که نور آن را درنوردیده باشد. 
خب پرسش دیگر این است که «در ورای کیهان قابل مشاهده ما چه چیزی وجود دارد؟» پاسخ این سوال آسان است: کمی خرت و پرت بیشتر، مثل کهکشان و سیاه چاله و احتمالا انواع جدید پنیر! البته ما هیچگاه به آن دست نخواهیم یافت، اما خب آن‌ها آنجا هستند. 
از زوایه دید ما 
از زاویه دید ما، این چنین به نظر می‌رسد که ما در مرکز همه چیز قرار داریم و تمام کهکشان‌های دیگر از ما دور می‌شوند. این منطق طبیعتا یک بحث را می‌طلبد: «باید لبه‌ای وجود داشته باشد.» 
فرض کنید شما جایی در کهکشان آندرومدا، نزدیک‌ترین همسایه کهکشانی ما، فرود آمده‌اید. از آن زاویه دید جدید، شما در مرکز هستی قرار دارید و  همه چیز مدام از شما دور می‌شود. 
حالا اجازه بدهید کمی خیالاتی‌تر شویم. می‌خواهیم شما را به دورترین کهکشان قابل رویت در هستی یعنی به دورترین نقطه ممکن، تله پورت کنیم. فکر می‌کنید چه اتفاقی  می‌افتد؟ خب از آن زاویه دید جدیدتر، شما فکر می‌کنید که در مرکز هستی قرار دارید و تمام کهکشان‌ها – از جمله کهکشان راه شیری در دوردست‌ها – از شما فاصله می‌گیرند. 
اینکه می‌گوییم «کهکشان در حال انبساط است» یعنی همین. هر کهکشان از کهکشان‌های مجاور فاصله می‌گیرد. (البته در این بین چند استثنا هم وجود دارد که بحث آن کاملا جدا است، چرا که دلایل خاص خودش را دارد.) محدودیت و معادله انبساط 
هر چه که باشد، باید محدودیتی هم وجود داشته باشد. اینطور نیست که کیهان لایتناهی باشد. درسته؟ موافقید؟خب شاید هم خیر. کیهان ما خیلی خیلی خیلی بزرگ است، ولی بی‌نهایت بزرگ نیست. البته کیهان همچنان به لبه نیاز ندارد.  
دوباره به خیال‌پردازی خودمان برگردیم. از زاویه کهکشان راه شیری، کیهان چون حباب صابونی بسیار بزرگی به نظر می‌رسد که مدام در حال انبساط بوده و ما نیز در مرکز آن قرار داریم. اما در کهکشان دیگر، حباب صابونی و مرکزیت جهان متفاوت می‌شود. آنچه ما «داخل کهکشان» یا «لبه کهکشان» می‌پنداریم، در جای دیگر کاملا بی‌معنا می‌شود. این حقیقت در مورد تمام کهکشان‌ها صدق می‌کند. 
دوباره تکرار می‌کنم: «کیهان در حال انبساط» فقط بدان معنا است که هر کهکشان از دیگری فاصله می‌گیرد. همین و بس. نه لبه‌ای در کار است و نه حبابی. انبساط در درون هیچ ظرفی نیز صورت نمی‌گیرد. معادله کار آسان و قابل فهم است: کیهان همگام با زمان بزرگ و بزرگتر می‌شود. تمام. 
بیایید یک گام به عقب برداریم. همه از مقایسه‌هایی که برای توضیح کیهانِ در حال انبساط داده می‌شود، اطلاع داریم: کهکشان‌ها مانند مورچه‌هایی هستند که به دور یک توپ بادی می‌چرخند. تمام ما مانند کشمکش‌های روی یک تکه نان هستیم. اما صبر کنید... توپ بادی دارد کمی باد می‌شود! آن تکه نان هم درون فر کمی پف کرده است. فضا در حال انبساط است و کهکشان‌ها نیز از آن تبعیت می‌کنند. می‌بینید چقدر ساده است! 
هستی، توپ بادی و یک تکه نان! 
این مقایسه‌ها نکته جالبی را به ما گوشزد می‌کنند. کهکشان‌ها از طریق پرتاب شدن، پرواز کردن و یا حرکات موزون از هم دور نمی‌شوند. فضای زیر آن‌ها است که انبساط را ایجاد می‌کند. 
این مقایسه‌ها اما یک اشتباه دارند: ما به راحتی می‌توانیم باد شدن توپ و پف کردن نان را درک کنیم و می‌گوییم که آن‌ها به داخل هوا منبسط می‌شوند. توپ بادی پوست دارد. نان هم پوسته‌ای خوشمزه و شکننده دارد. توپ بادی و نان لبه دارند و به راحتی می‌توانند داخل چیز دیگری بروند. 
مغز ما مقصر حیله ایجاد شده است. مغز هنگام درک اتفاقات در ابعاد بسیار بزرگ ما را فریب می‌دهد.
وقتی ما از مثال مورچه‌های روی توپ بادی استفاده کردیم، یک عده گفتند که «خب چرا مورچه؟» چه می‌دانم. با این قضیه کنار بیایید. اشتباه دیگر این است که برخی می‌گویند: «خب مرکز جهان همان‌جاست، درست در وسط توپ.» اینجا باید محدودیت‌های این مقایسه را توضیح دهم. تمام کیهان ما باید با سطح توپ مقایسه شود. سطح توپ (یا همان لایه آن) نیز هیچ مرکزی ندارد. درست مانند پوسته زمین که هیچ مرکزی ندارد: قطب شمال و جنوب می‌توانستند در هر نقطه‌ای باشند.