بایگانی “سیاهچالۀ”

آیا ممکن است کل کیهان، یک سیاهچالۀ پنج بُعدی باشد؟|مدرسه يار

چهارشنبه, ۹ دی, ۱۳۹۴

آیا ممکن است کل کیهان، یک سیاهچالۀ پنج بُعدی باشد؟

 احتمالاً می دانید چنانچه در یک سیاهچاله سقوط کنید چه بلایی سرتان خواهد آمد. چنین سقوطی قطعاً برای شما دلپذیر نخواهد بود چرا که پیش از محو شدن در سیاهچاله اجزای بدنتان ریز ریز خواهد شد. اما اگر بخواهید در درون یک سیاهچاله زندگی کنید هنوز یک راه حل برای شما باقی است: سیاهچاله ای را پیدا کنید که پنج بعدی باشد.

به گزارش بیگ بنگ، برخی محققان معتقدند که امکان استمرار حیات در یک سیاهچاله پنج بُعدی، بسیار بیشتر از یک سیاه چاله چهار بعدی معمولی است. در سیاهچاله های چهار بعدی، تغییرات نیروهای کشندی در فاصله های بسیار کم آنقدر شدید است که اجزای بدنتان را پاره پاره خواهد کرد. اما در سیاهچاله های پنج بُعدی، اندازه نیروهای کشندی، قابل صرف نظر کردن است و بنابراین بدون نگرانی جدی از ریز ریز شدن می توانید به کاوش در سیاهچاله بپردازید. از آن جالب تر آنکه تحقیقات حاکی از آن است که ممکن است همگی ما هم اکنون نیز در حال انجام چنین کاری باشیم! در واقع، تجزیه و تحلیل های ریاضی نشان می دهد که کل جهان ما ممکن است یک سیاهچاله پنج بُعدی باشد.

وجود بعد پنجم، تخیل صرف نیست. در واقع، از زمانی که دو فیزیکدان به نام های “تئودور کالوزا” و “اسکار کلین” در دهه ،۱۹۲۰ امکان وحدت یافتن دو نظریه نسبیت و الکترومغناطیس را در سایه افزودن بعد پنجم به ساختار فضا- زمان مطرح کرده بودند، جست وجو برای آن آغاز شده بود. حتی خود اینشتین هم از چنین ایده ای استقبال کرده بود. اکنون باید گفت که فیزیکدان ها دلایل متعددی مبنی بر صحت وجود بُعد پنجم در دست دارند. نسخه پنج بعدی نسبیت حتی از تمامی آزمون های تجربی نیز (که صحت نسخه چهار بعدی آن را نشان داده بودند) با موفقیت بیرون آمده است. در اینجا به عنوان مثال می توان به پیش بینی های نسبیت چهار بعدی در برخی آزمون های نجومی نظیر اندازه گیری های مربوط به عدسی های گرانشی اشاره کرد.

در سال ۱۹۹۵ فیزیکدانی به نام “دیمیتری کالیگاس” و همکارانش از دانشگاه استنفورد کالیفرنیا نشان دادند که نسخه جدید پنج بعدی نسبیت نیز با چنین مشاهداتی کاملاً سازگار است. البته چنین دستاوردی برای نظریه پردازانی که می دانستند نسخه قدیمی تر چهار بعدی نسبیت، به خوبی در درون نسخه جدید پنج بعدی آن می گنجد چندان مایه شگفتی نبود چراکه براساس نظریه جدید، هیچ دلیلی وجود ندارد که یک جهان پنج بعدی، ظاهراً متفاوت از یک جهان چهار بعدی به نظر برسد. در واقع باید گفت که به دلایلی، وجود یک جهان پنج بعدی حتی طبیعی تر از یک جهان چهار بعدی است. یکی از این دلایل، مربوط به چگونگی پیدایش جهان ماست.

دانشمندان مدتی است به دنبال گزینه های دیگری فراتر از مدل استاندارد بیگ بنگ برای تبیین نحوه پیدایش جهان ما هستند. در مدل استاندارد بیگ بنگ، با بازگشت به زمان صفر، به یک تکینگی می رسیم که در آن، تمامی قوانین فیزیک در هم می پاشد و بنابراین مدل یاد شده، عملاً چیزی را در مورد نحوه پیدایش جهان ارائه نمی دهد. اما راه حل هایی برای این معضل وجود دارد. به عنوان مثال براساس برخی از پاسخ های معادلات نسبیت عام، بیگ بنگ، در واقع حاصل از انقباض جهان بوده که پیش از آنکه به نقطه تکینگی رسیده باشد، به ناگهان به بیرون جهش کرده و شروع به انبساط کرده است. اکنون می دانیم که چنین ایده ای در پنج بُعد، بهتر از چهار بعد جواب می دهد. در اینجا موضوع اصلی در ارتباط با تبیین علت وجود ماده در جهان ماست. در مدل های کیهان شناسی چهار بعدی، وجود ماده در جهان را تنها باید به عنوان یک پیش فرض پذیرفت.

در واقع، مدل های چهار بعدی نمی توانند توضیح دهند که جهان چگونه و در چه زمانی مملو از ماده شد. اما در مدل پنج بعدی چنین مسئله ای قابل تبیین است. براساس مدل پنج بعدی چنین به نظر می رسد که مسئله پیدایش ذرات بنیادی در کیهان، با جهش ناگهانی آن از حالت انقباض به انبساط قابل تبیین باشد. در واقع در این مدل، جهش کیهان همانند یک تغییر فاز عمل کرده است و ذرات ماده بر اثر انرژی حاصل از این جهش به وجود آمده اند. اما پنج بُعدی بودن کیهان، چه ربطی به سیاهچاله های پنج بعدی دارد؟

در واقع این ارتباط توسط فیزیکدان ها کشف شده است. فیزیکدانی به نام پائول وسون به همراه یک دانشجوی دکترا با نام سانجیو سیرا مشغول بررسی هندسه سیاهچاله ها بودند، آنها می خواستند رفتار سیاهچاله ها را در فضا- زمان پنج بعدی مورد بررسی قرار دهند. این بررسی، کار دشواری بود چرا که سیاهچاله های پنج بعدی، بسیار پیچیده تر از سیاهچاله های چهار بعدی معمولی هستند. اما نتیجه حاصل کاملاً شگفت انگیز بود: از دیدگاه ریاضی، یک جهان پنج بُعدی می تواند یک سیاهچاله پنج بُعدی باشد. نکته جالب آن است که تا پیش از این، دانشمندان تقریباً مطمئن بودند که در جهان ما سیاهچاله های چهار بعدی وجود دارند (یکی از آنها احتمالاً در مرکز کهکشان ما واقع است).

از طرفی در سال ۱۹۷۲ نشان داده شده بود که شباهت هایی میان جهان ما و سیاهچاله چهار بُعدی وجود دارد. فیزیکدان ها دریافته اند که با ورود به بُعد پنجم، این شباهت کامل خواهد شد. تصور این که جهان ما یک سیاهچاله پنج بُعدی باشد واقعاً شگفت انگیز است. اما بررسی های انجام شده روی نیروی گرانش و برهم کنش ذرات بنیادی مستمراً فیزیکدان ها را به سوی مدل هایی با بیش از چهار بُعد معمول سوق داده است. بنابراین ممکن است جهان های بی شماری وجود داشته باشند که هر یک در دل دیگری واقع شده و هر یک دارای ابعاد بالاتری نسبت به قبلی باشد. انسان هنوز نمی داند در کاوش و جست وجو در این ابعاد، با چه حقایق ناشناخته و شگفت انگیزی روبه رو خواهدشد. اما آنچه مسلم است این است که همین مدل ساده پنج بعدی هم ما را با دیدگاهی جدید نسبت به کیهان مواجه ساخته است. بار دیگر که زیر آسمان شب به ستاره ها خیره شدید، اندکی مکث کرده و به این واقعیت غریب بیندیشید که ممکن است ما واقعاً در یک سیاهچاله پنج بُعدی زندگی کنیم.