کتاب جایگاه ما در جهان هستی: تئوری همه چیز (مبدأ و سرنوشت عالم)

داستان سیبی که به سر نیوتن خورد به‌احتمال خیلی زیاد جعلی است! تنها چیزی که خود نیوتن در مورد نحوه رسیدن ایده گرانش به ذهنش گفته بود، این است که جایی نشسته و غرق در تفکر بودم که ناگهان سیبی از درخت افتاد!

به نام خدایی که حقیقت، تنها از آنِ اوست

«ال. پی. هارتلی» در کتاب خود این گونه نوشته است: «گذشته، یک کشور بیگانه است. در آن جا، مردم کارها را به شیوه ای متفاوت انجام می‌دهند. اما چرا گذشته تا به این اندازه با آینده تفاوت دارد؟ چرا گذشته را به‌خاطر می‌آوریم، ولی آینده را نمی‌توانیم به‌خاطر بیاوریم؟» از سوی دیگر، چرا زمان همواره به جلو می‌رود؟ و آیا این به جلو رفتن به سبب انبساط جهان است؟

چرا ما وجود داریم؟

مدارک حاضر دالّ بر آن است که احتمالاً جهان هستی برای همیشه به انبساط خود ادامه می‌دهد. ولی روی آن حساب نکنید. آنچه ما می‌توانیم به آن مطمئن باشیم، این است که حتی اگر جهان به‌سوی فروریختن برود، این رویداد حداقل ده میلیارد سال دیگر رخ خواهد داد. زیرا حداقل ده میلیارد سال است که جهان در حال انبساط است و همین مدت طول می‌کشد تا به ‌حال نخستین برگردد. این موضوع نباید بی‌جهت موجب نگرانی ما شود. زیرا اگر انسان تا آن زمان به آن سوی منظومۀ شمسی مهاجرت نکرده باشد، خیلی پیشتر از آن از روی زمین محو شده است و با مرگ خورشید، او نیز مرده است.

در پایان کنفرانس، شرکت‌کنندگان این توفیق را یافتند که به حضور پاپ برسند. او اظهار داشت قابل قبول است که تحول و دگرگونی جهان هستی پس از مهبانگ مورد مطالعه قرار گیرد، ولی تفحص در خود مهبانگ شایسته نیست. مهبانگ لحظۀ خلقت و فعالیت خداست. خوشحال بودم که پاپ نمی‌دانست من دربارۀ چه موضوعی در جلسۀ کنفرانس سخنرانی کرده‌ام. مایل نبودم به سرنوشت گالیله دچار شوم! من نسبت به گالیله بسیار احساس همدردی می‌کنم. بخشی از آن به ‌خاطر این است که درست سیصد سال پس از مرگ او به دنیا آمده‌ام.

مردم به حقایق جاویدان و ابدی باور داشتند و از این اندیشه احساس آرامش می‌کردند که گرچه خودشان پیر می‌شوند و می‌میرند، ولی جهان بدون تغییر ادامه می‌یابد

فضا - زمان مشابه سطح زمین است، جز آنکه دارای دو بعد اضافی است. سطح زمین از جهت مساحت محدود است، ولی فاقد مرز و لبه است. اگر در سفری دریایی به‌سوی مغرب سفر کنید، از لبۀ زمین سقوط نمی‌کنید، یا به درون یک تکینگی وارد نمی‌شوید. من این را می‌دانم؛ زیرا به دور زمین سفر کرده‌ام. اگر فضا - زمان اقلیدسی به زمانی موهوم که در یک تکینگی آغاز شده است، بازگردد با همان اشکالی روبه‌رو خواهیم شد که در نظریۀ کلاسیک، در تعیین وضعیت آغازین جهان برمی‌خوریم. خداوند احتمالاً می‌داند که جهان چگونه آغاز شده است، ولی ما نمی‌توانیم دلیل خاصی مبنی بر اینکه جهان بدین ‌صورت یا صورت دیگر آغاز شده است را ارائه کنیم

تا زمانی که انیشتین در سال ۱۹۱۵ میلادی، نظریه‌ نسبیت عام خود را مطرح ساخت، نظریه منسجمی در زمینه اثر گرانش بر روی نور وجد نداشت. برای فهم آن که سیاه چاله چگونه ممکن است تشکیل شده باشد، نخست باید چرخه عمر ستاره را بفهمیم. ستاره هنگامی تشکیل می‌شود که مقدار عظیمی گاز و عمدتا هیدروژن به دلیل کشش گرانشی شروع به فرو ریختن در خود می‌کند. با انقباظ گاز، اتم های آن، بیش‌تر و بیش‌تر و با سرعت های زیادتر و زیادتر با یکدیگر برخورد می‌کنند و گازها، گرم می‌شوند. سرانجام گاز به حدی داغ می‌شود که وقتی اتمهای هیدروژن با یکدیگر برخورد می‌کنند، دیگر یکدیگر را پس نمی‌زنند، بلکه با یکدیگر ادغام می‌شوند و اتم های هلیم را تشکلی می‌دهند. گرمای آزاد شده در این واکنش که مانند بمب هیدروژنیِ کنترل شده است، سبب درخشش ستاره‌ها می‌شود. این گرمای اضافی نیز فشار گاز را آن قدر بالا می‌برد که برای موازنه کشش گرانشی کافی باشد و تراکم گاز را متوقف کند.

میدان گرانشی دارای «انرژی منفی» است. در مورد کل جهان، می‌توان نشان داد که این انرژی گرانشی منفی دقیقاً انرژی مثبت ماده را خنثی می‌کند؛ بنابراین کل انرژی جهان صفر است.

این قانون می‌گوید: «آنتروپی یک دستگاه بسته با گذشت زمان هرگز کاهش نمی‌یابد» . به‌علاوه، هنگامی که دو دستگاه با هم ادغام می‌شوند، آنتروپی دستگاه ادغام‌شده بزرگ‌تر از مجموع آنتروپی دو دستگاه پیشین است.

در مورد آب، اگر به‌دقت عمل کنیم، می‌توانیم آن را «فوق سرد» کنیم؛ یعنی می‌توانیم دمای آن را به زیر نقطۀ انجماد (صفر درجۀ سانتی‌گراد) بیاوریم بدون اینکه یخ بزند. گات می‌گوید جهان ممکن است به همین‌گونه عمل کرده باشد: دما ممکن است زیر «مقدار بحرانی» آمده باشد، بدون آنکه تقارن بین نیروهای آن شکسته شود.

فضانورد درمانده‌ای که به درون سیاه‌چاله‌ای سقوط می‌کند، عاقبت بدی خواهد داشت. فقط در صورتی ‌که بتواند در زمان موهومی زندگی کند، با تکینگی‌ها مواجه نخواهد شد.

سیاه‌چاله‌ها به‌واسطه رنگشان به این نام خوانده نمی‌شوند، چون اساساً رنگی ندارند!

همه ما می‌دانیم که قوانین طبیعت می‌تواند بیان کند که "جهان، چگونه رفتار می‌کند؟» اما نمی‌تواند توضیح بدهد که علّت آن چیست؟! اگر قوانینی بر طبیعت حاکم باشد، چند سؤال اصلی مطرح می‌شود: منشأ این قوانین چه هستند؟ آیا استثنایی هم برای قوانین وجود دارد؛ مثلاً معجزه؟ آیا تنها یک مجموعه از قوانینِ ممکن وجود دارد تا دنیا را تفسیر کند؟ چرا به جای هیچ، چیزی هست؟ چرا ما وجود داریم؟

قوانین نیوتن نمی‌توانند حالات و رفتار آن را توضیح دهند و نیاز به اصلاح دارند. با این حال ما هنوز قوانین نیوتن را به عنوان قانون قبول داریم. به این دلیل که حدّاقل با تخمین بسیار خوبی، تحت شرایطِ زندگیِ روزمرّه که سرعت‌ها بسیار کمتر از سرعت نور هستند، درست عمل می‌کنند.

پژوهش اوپنهایمر نتایج زیبایی را به دنبال داشت: میدان گرانشی ستاره، مسیر پرتوهای نور را در فضا - زمان تغییر می‌دهد.

«ال. پی. هارتلی» در کتاب خود این گونه نوشته است: «گذشته، یک کشور بیگانه است. در آن جا، مردم کارها را به شیوه ای متفاوت انجام می‌دهند. اما چرا گذشته تا به این اندازه با آینده تفاوت دارد؟ چرا گذشته را به‌خاطر می‌آوریم، ولی آینده را نمی‌توانیم به‌خاطر بیاوریم؟» از سوی دیگر، چرا زمان همواره به جلو می‌رود؟ و آیا این به جلو رفتن به سبب انبساط جهان است؟

قوانین طبیعت می‌تواند بیان کند که "جهان، چگونه رفتار می‌کند؟» اما نمی‌تواند توضیح بدهد که علّت آن چیست؟!

سیاه‌چاله‌ها زمانی شکل می‌گیرند که یک ستاره غول‌آسا (دارای جرم زیاد و بسیار بزرگ) یا حتی اجسامی بزرگ‌تر از آن به‌واسطه گرانشِ قوی‌ای که دارند به درون خود کشیده می‌شوند و اصطلاحاً فرو می‌ریزند. بر اساس نظریه نسبیت عام‌انیشتین، هر کس اگر آن‌قدر احمق باشد که خود را به درون سیاه‌چاله‌ای بیندازد، برای همیشه در آن محو خواهد شد و باقی خواهد ماند و هیچ‌کس قادر نیست دوباره از درون سیاه‌چاله بیرون بیاید.

تمامی ساختارهای پیچیده که ما در جهان هستی مشاهده می‌کنیم، می‌تواند از طریق شرط بدون مرز بودن جهان و نیز اصل عدم قطعیت در مکانیک کوانتومی توجیه شود

فضانوردی که درون سیاه‌چاله سقوط کرده است، بتواند قبل از شرط‌بندی در بازی رولت به خاطر بیاورد که گوی به کدام سو می‌رود و بدین ترتیب شرط را ببرد. ولی متأسفانه وی برای بازی وقت زیادی نخواهد داشت زیرا بر اثر میدان‌های گرانشی عظیم به‌زودی به اسپاگتی تبدیل خواهد شد! همچنین قادر نخواهد بود در مورد معکوس شدن پیکان ترمودینامیک اطلاعاتی در اختیار ما بگذارد، زیرا در پشت افق رویداد سیاه‌چاله به دام خواهد افتاد.

فلسفه نتوانست پیشرفت‌های جدید در علم، مخصوصاً فیزیک را تاب بیاورد.

چیزی که زندگی هاوکینگ را متمایز می‌سازد، امید است. بیش از ۴۰ سال از زمانی که پزشکان تشخیص دادند که او، ۲ یا ۳ سال بیشتر زنده نخواهد ماند می‌گذرد...!

مدارک حاضر دالّ بر آن است که احتمالاً جهان هستی برای همیشه به انبساط خود ادامه می‌دهد. ولی روی آن حساب نکنید. آنچه ما می‌توانیم به آن مطمئن باشیم، این است که حتی اگر جهان به‌سوی فروریختن برود، این رویداد حداقل ده میلیارد سال دیگر رخ خواهد داد. زیرا حداقل ده میلیارد سال است که جهان در حال انبساط است و همین مدت طول می‌کشد تا به ‌حال نخستین برگردد

سیاه‌چاله‌ها زمانی شکل می‌گیرند که یک ستاره غول‌آسا (دارای جرم زیاد و بسیار بزرگ) یا حتی اجسامی بزرگ‌تر از آن به‌واسطه گرانشِ قوی‌ای که دارند به درون خود کشیده می‌شوند و اصطلاحاً فرو می‌ریزند. بر اساس نظریه نسبیت عام‌انیشتین، هر کس اگر آن‌قدر احمق باشد که خود را به درون سیاه‌چاله‌ای بیندازد، برای همیشه در آن محو خواهد شد و باقی خواهد ماند و هیچ‌کس قادر نیست دوباره از درون سیاه‌چاله بیرون بیاید.

آنچه ما می‌توانیم به آن مطمئن باشیم، این است که حتی اگر جهان به‌سوی فروریختن برود، این رویداد حداقل ده میلیارد سال دیگر رخ خواهد داد. زیرا حداقل ده میلیارد سال است که جهان در حال انبساط است و همین مدت طول می‌کشد تا به ‌حال نخستین برگردد. این موضوع نباید بی‌جهت موجب نگرانی ما شود. زیرا اگر انسان تا آن زمان به آن سوی منظومۀ شمسی مهاجرت نکرده باشد، خیلی پیشتر از آن از روی زمین محو شده است و با مرگ خورشید، او نیز مرده است.

در مدل مهبانگ داغ که پیشتر آن را توضیح دادم، جهان اولیه وقت کافی نداشت تا گرما از منطقه‌ای به منطقۀ دیگر جریان یابد. این بدان معناست که نواحی مختلف جهان با دمایی دقیقاً همسان آغاز شده است و دلیل آن همسانی دما در زمینۀ ریزموج است که در تمام جهات دمایی برابر دارد. همچنین آهنگ اولیۀ انبساط باید با دقتی بسیار محاسبه شده باشد تا جهان قبل از رسیدن به وضعیت کنونی دوباره فرونریزد. بدین ترتیب، اگر مدل مهبانگ داغ را در هنگام آغاز زمان، مدل درستی تلقی کنیم، در آن صورت آهنگ اولیۀ جهان هستی می‌بایست به‌دقت انتخاب شده باشد. توضیح این امر بسیار دشوار است که چرا جهان باید دقیقاً بدین گونه آغاز شود، مگر آنکه بگوییم خداوند از قبل تصمیم گرفته بود موجوداتی چون ما را خلق کند.

اگر فضانوردی به درون سیاه‌چاله‌ای سقوط کند، جرم سیاه‌چاله افزایش می‌یابد. سرانجام انرژی معادل آن جرم اضافی به گونۀ تابش به جهان باز خواهد گشت. بدین ترتیب، به تعبیری، بازیافت می‌شود. این حالت، شکل ناچیزی از نامیرایی است. زیرا برای فضانورد، هنگامی که به درون سیاه‌چاله سقوط می‌کند، برداشت شخصی از زمان، دیگر به پایان می‌رسد. حتی نوع ذراتی که سرانجام به‌وسیلۀ سیاه‌چاله گسیل می‌شود، با ذرات تشکیل‌دهندۀ فضانورد متفاوت است. تنها ویژگی فضانورد که باقی می‌ماند، جرم یا انرژی اوست.

آهنگ جهان هستی و محتواهای آن، مانند خود ما، به‌طور کامل بر اساس قوانین فیزیک، همراه با مرز اصل عدم قطعیت، تعیین و مشخص شده است تا ما به اراده آزاد (اختیار) دست یابیم.