شش عدد حاکم بر کل جهان

شش عدد حاکم بر کل جهان "


(متن زیر خلاصه مقاله پرفسور "سرمارتین ریس" یکی از پیشگامان کیهان شناسی است.)


این شش عدد که از زمان انفجار بزرگ شکل گرفته اند، اگر هر کدام از این اعداد با مقدار فعلی آن کمی فرق داشت، هیچ ستاره، سیاره یا انسانی در جهان وجود نداشت. قوانین ریاضی عامل تحکیم ساختار جهان است. این قاعده فقط شامل اتمها نمیشود، بلکه کهکشانها، ستاره ها و انسانها را نیز در بر میگیرد. خواص اتمها- از جمله اندازه و جرمشان، انواع مختلفی دارد و نیروهایی که آنها را به یکدیگر متصل میکند - عامل تعیین کننده ماهیت شیمیایی جهانی است که در آن به سر میبریم.

تعداد بسیار اتمها به نیروها و ذرات داخل آنها بستگی دارد. اجرامی را که اخترشناسان مورد بررسی قرار میدهند توسط نیروی گرانش کنترل میشوند. و همه این موارد در جهان در حال گسترشی روی میدهد که خواصش در لحظه انفجار بزرگ اولیه در آن تثبیت شده است.

در آغاز قرن بیست و یکم، شش عدد معرفی شدند که به نظر میرسد از اهمیت فوق العاده ای برخوردارند. دو تا از این اعداد به نیروهای اساسی مربوط میشوند؛ دو تای دیگر اندازه و "ساختار" نهایی جهان ما را تثبیت میکند و بیانگر آن هستند که آیا جهان برای همیشه امتداد میبابد یا خیر؛ و دو عدد باقیمانده بیانگر خواص خود فضا هستند. این شش عدد با یکدیگر "نسخه" ای برای جهان تشکیل میدهند.

اگر یکی از این اعداد تنظیم نشده باشد، آن وقت نه ستاره ای در جهان وجود میداشت و نه حیاتی.

ممکن است بی نهایت جهان دیگر وجود داشته باشد با اعداد متفاوت. این شش عدد در مورد جهان کنونی ما دارای قدرت هستند.

سر بر آوردن حیات انسان در سیاره زمین حدود 5.64 میلیارد سال به درازا کشیده است. حتی پیش از آنکه خورشید ما و سیارات گرداگرد آن تشکیل شوند، ستاره های قدیمی تر، هیدروژن را به کربن، اکسیژن و دیگر اتمهای جدول تناوبی تبدیل میکردند. این فرآیند حدود ده میلیارد سال به درازا کشیده است. اندازه جهان قابل مشاهده تقریبا برابر فاصله ای است که نور بعد از انفجار بزرگ پیموده است بنابراین این جهان قابل مشاهده کنونی باید بیش از 10 میلیارد سال نوری وسعت داشته باشد.

زمین شناسان به این نتیجه رسیده اند که قاره های این سیاره در حال حرکت تدریجی هستند که سرعت حرکتشان تقریبا برابر سرعت رشد ناخن هاست، دیگر آنکه اروپا و آمریکای شمالی در 200 میلیون سال قبل به یکدیگر متصل بودند. در عین حال، حداقل خطوط کلی نحوه شکل گیری و تکامل زیست کره و برآمدن انسانها را باور داریم. امروزه بسیاری از دستاوردهای کیهان شناختی، به وسیله ی داده های معتبری تایید و تثبیت شده است.

زمانی شرایط آنچنان حادی حاکم بود که دانش فعلی فیزیک ما از درک جزئیات آن ناتوان بود و درست در همین لحظه است که ماهیت زمان، تعداد ابعاد و منشاء ماده باعث سرگشتگی ما میشود. در لحظه آغازین تشکیل جهان همه چیز چنان فشرده و شدیدا چگال است که مسائل مربوط به کیهان و دنیای خرد یکی میشوند. فضا را نمیتوان به طور مشخص و دقیق تقسیم کرد. اما فیزیکدانان گمان میکردند که اجزای ریزی به عنوان فضا وجود دارند که اندازه ی آنها در مقیاس ده بتوان -33 سانتی متر است. این عدد ده به توان بیست مرتبه کوچکتر از از هسته اتم است. حتی اگر چنین ساختار ریزی هم وجود داشته باشد، ماهیت آنها باید ورای درک ما از فضا و زمان باشد. آیا منطقی وجود دارد که نور آنها بعد از گذشت ده میلیون سال از زمان انفجار بزرگ هنوز فرصت کافی برای رسیدن به ما را پیدا نکرده است؟

چیزی که جهان ما را از سایر جهان ها متمایز میکند همین شش عدد است:

1- عدد کیهانی امگا نشان دهنده مقدار ماده - کهکشانها، گازهای پراکنده و "ماده تاریک" - در جهان ماست. امگا اهمیت نسبی گرانش و انرژی انبساط در جهان را به ما ارائه میدهد جهانی که امگای آن بسیار بزرگ است، بایستی مدتها پیش از این در هم فرور رفته باشد، و در جهانی که امگای آن بسیار کوچک است، هیچ کهکشانی تشکیل نمیشود. تئوری تورم انفجار بزرگ میگوید، امگا باید یک باشد؛ هر چند اخترشناسان درصددند مقدار دقیق آن را اندازه بگیرند.

2- اپسیلون بیانگر آن است که هسته های اتمی با چه شدتی به یکدیگر متصل شده اند و چگونه تمامی اتمهای موجود در زمین شکل گرفته اند. مقدار اپسیلون انرژی ساطع شده از خورشید را کنترل میکند و از آن حساستر اینکه، چگونه ستارگان، هیدروژن را به تمامی اتمهای جدول تناوبی تبدیل میکنند، به دلیل فرآیندهایی که در ستارگان روی میدهد، کربن و اکسیژن عناصر مهمی محسوب میشوند ولی طلا و اورانیوم کمیاب هستند. اگر مقدار اپسیلون 006/ یا 008/ بود ما وجود نداشتیم. عدد کیهانی e تولید عناصری را که باعث ایجاد حیات میشوند- کربن، اکسیژن، آهن و ... یا سایر انواع که باعث ایجاد جهانی عقیم میشود را کنترل میکند.

3- اولین عدد مهم تعداد ابعاد فضا است. ما در جهانی سه بعدی زندگی میکنیم. اگر D برابر دو یا چهار بود امکان تشکیل حیات وجود نداشت. البته زمان را میتوان بعد چهارم فرض کرد، اما باید در نظر داشت بعد چهارم از لحاظ ماهیت با سایر ابعداد تفاوت اساسی دارد چرا که این بعد همانند تیری رو به جلو است، ما فقط میتوانیم به سوی آینده حرکت کنیم.

4- چرا جهان پیرامون این چنین وسیع است که در طبیعت عدد مهم و بسیار بزرگی وجود دارد. N نشان دهنده نسبت میان نیروی الکتریکی است که اتمها را کنار یکدیگر نگه میدارد و نیروی گرانشی میان آنهاست. اگر این عدد فقط چند صفر کمتر می داشت، فقط جهانهای مینیاتوری کوچک و با طول عمر کم میتوانست به وجود آید. هیچ موجود بزرگتر از حشره نمیتوانست به وجود آید و زمان کافی برای آنکه حیات هوشمند به تکامل برسد در اختیار نبود.

5- هسته اولیه تمام ساختارهای کیهانی - در انفجار بزرگ اولیه تثبیت شده است. ساختار یا ماهیت جهان به عدد Q نسبت دو انرژی بنیادین است. اگر Q کمی کوچکتر از این عدد بود جهان بدون ساختار بود و اگر Q کمی بزرگتر بود، جهان جایی بسیار عجیب و غریب به نظر میرسید، چرا که تحت سیطره سیاهچاله ها قرار داشت.

6- اندازه گیری عدد لاندا در بین این شش عدد، مهم ترین خبر علمی سال 1998 بود، اگر چه مقدار دقیق آن هنوز هم در پرده ابهام قرار دارد. یک نیروی جدید نامشخص - نیروی "ضد گرانش" کیهانی- میزان انبساط جهان را کنترل میکند. خوشبختانه عدد لاندا بسیار کوچک است. در غیر این صورت در اثر این نیرو از تشکیل ستارگان و کهکشانها ممانعت به عمل می آمد و تکامل کیهانی حتی پیش از آنکه بتواند آغاز شود، سرکوب میشد.



برگرفته از: شبکه فیزیک هوپ