نظریه سی. پی. اچ

آيا ممكن است كل جهان، يك سياهچاله پنج بعدى باشد؟

احتمالاً مى دانيد چنانچه در يك سياهچاله سقوط كنيد چه بلايى سرتان خواهد آمد. چنين سقوطى قطعاً براى شما دلپذير نخواهد بود چراكه پيش از محو شدن در سياهچاله اجزاى بدنتان ريزريز خواهد شد.
اما اگر بخواهيد در درون يك سياهچاله زندگى كنيد هنوز يك راه حل براى شما باقى است: سياهچاله اى را پيدا كنيد كه پنج بعدى باشد. اكنون مشخص شده است كه امكان استمرار حيات در يك سياهچاله پنج بعدى، بسيار بيشتر از يك سيا ه چاله چهار بعدى معمولى است. در سياهچاله هاى چهار بعدى، تغييرات نيروهاى كشندى در فاصله هاى بسيار كم آنقدر شديد است كه اجزاى بدنتان را پاره پاره خواهد كرد. اما در سياهچاله هاى پنج بعدى، اندازه نيروهاى كشندى، قابل صرف نظر كردن است و بنابراين بدون نگرانى جدى از ريز ريز شدن مى توانيد به كاوش در سياهچاله بپردازيد. از آن جالب تر آنكه تحقيقات اخير حاكى از آن است كه ممكن است همگى ما هم اكنون نيز در حال انجام چنين كارى باشيم! درواقع، تجزيه و تحليل هاى رياضى اخير نشان مى دهد كه كل جهان ما ممكن است يك سياهچاله پنج بعدى باشد.
وجود بعد پنجم، تخيل صرف نيست. درواقع، از زمانى كه دو فيزيكدان به نام هاى تئودور كالوزا و اسكار كلين در دهه ،غ±غ¹غ²غ° امكان وحدت يافتن دو نظريه نسبيت و الكترومغناطيس را در سايه افزودن بعد پنجم به ساختار فضا- زمان مطرح كرده بودند، جست وجو براى آن آغاز شده بود. حتى خود اينشتين هم از چنين ايده اى استقبال كرده بود. اكنون بايد گفت كه فيزيكدان ها دلايل متعددى مبنى بر صحت وجود بعد پنجم در دست دارند.
نسخه پنج بعدى نسبيت حتى از تمامى آزمون هاى تجربى نيز (كه صحت نسخه چهار بعدى آن را نشان داده بودند) با موفقيت بيرون آمده است. در اينجا به عنوان مثال مى توان به پيش بينى هاى نسبيت چهار بعدى در برخى آزمون هاى نجومى نظير اندازه گيرى هاى مربوط به عدسى هاى گرانشى اشاره كرد. در سال ،غ±غ¹غ¹غµ فيزيكدانى به نام ديميترى كاليگاس و همكارانش از دانشگاه استنفورد كاليفرنيا نشان دادند كه نسخه جديد پنج بعدى نسبيت نيز با چنين مشاهداتى كاملاً سازگار است. البته چنين دستاوردى براى نظريه پردازانى كه مى دانستند نسخه قديمى تر چهار بعدى نسبيت، به خوبى در درون نسخه جديد پنج بعدى آن مى گنجد چندان مايه شگفتى نبود چراكه براساس نظريه جديد، هيچ دليلى وجود ندارد كه يك جهان پنج بعدى، ظاهراً متفاوت از يك جهان چهار بعدى به نظر برسد.
درواقع بايد گفت كه به دلايلى، وجود يك جهان پنج بعدى حتى طبيعى تر از يك جهان چهار بعدى است. يكى از اين دلايل، مربوط به چگونگى پيدايش جهان ماست. اكنون مدتى است كه دانشمندان به دنبال گزينه هاى ديگرى فراتر از مدل استاندارد مهبانگ براى تبيين نحوه پيدايش جهان ما هستند. در مدل استاندارد مهبانگ، با بازگشت به زمان صفر، به يك تكينگى مى رسيم كه در آن، تمامى قوانين فيزيك درهم مى پاشد و بنابراين مدل ياد شده، عملاً چيزى را در مورد نحوه پيدايش جهان ارائه نمى دهد. اما راه حل هايى براى اين معضل وجود دارد. به عنوان مثال براساس برخى از پاسخ هاى معادلات نسبيت عام، مهبانگ، درواقع حاصل از انقباض جهان بوده كه پيش از آن كه به نقطه تكينگى رسيده باشد، به ناگهان به بيرون جهش كرده و شروع به انبساط كرده است. اكنون مى دانيم كه چنين ايده اى در پنج بعد، بهتر از چهار بعد جواب مى دهد.
در اينجا موضوع اصلى در ارتباط با تبيين علت وجود ماده در جهان ماست. در مدل هاى كيهان شناسى چهار بعدى، وجود ماده در جهان را تنها بايد به عنوان يك پيش فرض پذيرفت. درواقع، مدل هاى چهار بعدى نمى توانند توضيح دهند كه جهان چگونه و در چه زمانى مملو از ماده شد. اما در مدل پنج بعدى چنين مسئله اى قابل تبيين است. براساس مدل پنج بعدى چنين به نظر مى رسد كه مسئله پيدايش ذرات بنيادى در جهان، با جهش ناگهانى آن از حالت انقباض به انبساط قابل تبيين باشد. درواقع در اين مدل، جهش جهان همانند يك تغيير فاز عمل كرده است و ذرات ماده بر اثر انرژى حاصل از اين جهش به وجود آمده اند.
اما پنج بعدى بودن جهان، چه ربطى به سياهچاله هاى پنج بعدى دارد؟ درواقع اين ارتباط به تازگى توسط فيزيكدان ها كشف شده است. سال گذشته، فيزيكدانى به نام پائول وسون به همراه يك دانشجوى دكترا با نام سانجيو سيرا مشغول بررسى هندسه سياهچاله ها بودند. آنها مى خواستند رفتار سياهچاله ها را در فضا- زمان پنج بعدى مورد بررسى قراردهند. اين بررسى، كار دشوارى بود چراكه سياهچاله هاى پنج بعدى، بسيار پيچيده تر از سياهچاله هاى چهار بعدى معمولى هستند. اما نتيجه حاصل كاملاً شگفت انگيز بود: از ديدگاه رياضى، يك جهان پنج بعدى مى تواند درواقع يك سياهچاله پنج بعدى باشد.
نكته جالب آن است كه تا پيش از اين، دانشمندان تقريباً مطمئن بودند كه در جهان ما سياهچاله هاى چهار بعدى وجود دارند (يكى از آنها احتمالاً در مركز كهكشان ما واقع است). از طرفى در سال غ±غ¹غ·غ² نشان داده شده بود كه شباهت هايى ميان جهان ما و سياهچاله چهار بعدى وجود دارد. اكنون فيزيكدان ها دريافته اند كه با ورود به بعد پنجم، اين شباهت كامل خواهدشد.
تصور اين كه جهان ما يك سياهچاله پنج بعدى باشد واقعاً شگفت انگيز است. اما بررسى هاى انجام شده روى نيروى گرانش و برهم كنش ذرات بنيادى مستمراً فيزيكدان ها را به سوى مدل هايى با بيش از چهار بعد معمول سوق داده است. بنابراين ممكن است جهان هاى بى شمارى وجود داشته باشند كه هريك در دل ديگرى واقع شده و هريك داراى ابعاد بالاترى نسبت به قبلى باشد. انسان هنوز نمى داند در كاوش و جست وجو در اين ابعاد، با چه حقايق ناشناخته و شگفت انگيزى روبه رو خواهدشد. اما آنچه مسلم است اين است كه همين مدل ساده پنج بعدى هم ما را با ديدگاهى جديد نسبت به كيهان مواجه ساخته است. بار ديگر كه زير آسمان شب به ستاره ها خيره شديد، اندكى مكث كرده و به اين واقعيت غريب بينديشيد كه ممكن است ما واقعاً در يك سياهچاله پنج بعدى زندگى كنيم

ترجمه: شهاب شعرى مقدم

نقل از گروه فارسی سی. پی. اچ

منبع شرق