دیدگاه جدیدی در بیگ بنگ - زمان و دنیای فیزیک

همه چیز را همه کس دانند و همه کس هنوز زاده نشده اند ( بزرگمهر) دیدگاهی جدید به  بیگ بنگ و جهان فیزیک مقدمه : در میان کارهای روزانه ، معمولا زمانهائی را در اختیار دارم که به آنچه علاقه دارم می اندیشم. البته فیزیک از علائق قدیمی من بود و بسیاری از آنچه تا حالا اندیشیده ام از پایه های فیزیکی برخوردار بوده اند. تا این اواخر که نوبت به بیگ بنگ رسید. بیگ بنگ : همه ما در این خصوص چیزهائی میدانیم . اما دو مسئله در این خصوص ذهن مرا به خود مشغول داشت که مقوله بیگ بنگ  را به چالش میکشید.  اول : امکان برخورد دو قطعه  حاصل از انفجار وجود ندارد. ( پس چگونه بعد از این همه سال ، کهکشانها با یکدیگر برخورد می کنند؟) دوم  : بعد از مدت زمان  کوتاهی بعد از هر انفجار، منطقه ای تهی از مواد و متریال در مرکز انفجار بوجود می آید که در طول زمان گسترش خواهد یافت.( اما این حفره خالی از مواد و متریال مشاهده نشده است. )         در این میان متوجه شدم که مشکلات ساختاری نظریه بیگ بنگ بزرگتر از آنچه من تصور کرده ام است. ضمن این که این نظریه به بسیاری از مشکلات فیزیکی پاسخ داده است، ولی مشکلات جدیدی نیز ایجاد نموده است . برای نمونه : نظریه اول که "بیگ بنگ" را به چالش می کشد از سوی "وون- یی شو" از دانشگاه ملی سینگ هوا در تایوان ارائه شد. این تئوری جدید توضیح می دهد که چهار عنصر حاضر در جهان در تضاد با تئوری فعلی تکامل کیهان است. یک دانشمند " وون – یی شو" از دانشگاه ملی سینگ هوا در تایوان (1و2) نظریه دوم که در مقابل نظریه "انفجار بزرگ" ارائه شد را دو دانشمند به نامهای راجر پنروز" از دانشگاه آکسفورد و "واحه گورزادیان" از موسسه فیزیک ایروان در ارمنستان مطرح کردند. برپایه این نظریه، انفجار بزرگ که جهان کنونی پس از آن شکل گرفته است، پدیده ای بی نظیر و یکتا نیست و دست کم یک انفجار بزرگ دیگر پیش از این انفجار رخ داده و به جهانی که پیش از این جهان وجود داشته هویت فیزیکی بخشیده است و بر همین اساس این نظریه جدید پیش بینی می کند پیش از این جهان جهانهای بیشمار دیگری وجود داشته اند. (3و4) تا اینجا متوجه شدم که حداقل دو بیگ بنگ ( احتمالا تعداد بیشتری بیگ بنگ ) داشته ایم .اصولا معقول است که یک چشمه مداوم و یا منقطع در مرکز جهان داشته باشیم که مواد و متریال را به بیرون میفرستد. اگر بصورت تپشی باشد ( چون در غیر اینصورت مواد بازگشتی و مصرف شده  با خروجی ، با یکدیگر برخورد خواهند نمود)  اصولا باید یک سیاهچاله تپنده در مرکز جهان موجود باشد که با هر بار تپش مواد و متریال را به بیرون میریزد. مورد دیگری که توجه مرا به خود جلب نمود این است که مدتی است که دانشمندان بدنبال ماده تاریک و انرژی تاریک در جهان هستی هستند که بخش اعظم جرم جهانی را به خود اختصاص میدهد، ( بیش از 70% جرم جهان ) چه اشکالی دارد که این جرم بزرگ در مرکز جهان هستی باشد در سیاهچاله مرکزی و همچنین در جرم هائی که در مرحله بازگشت به مرکز هستند و عمر فعال و روشن بودن خود را سپری نموده اند. (5 و6) همچنین حرکت کهکشانها به خارج از مرکز جهان شتابدار است ! (7و8) چرا؟ همه این سئوالات مرا به نظریه جدیدی که این مشکلات را میتواند پاسخ دهد رهنمون کرد     قبل از بیگ بنگ : کل جهان باید به صورت ساده ترین حالت موجود میتوانست بوده باشد. یک ماده و یک قانون فیزیکی مورد نیاز است- آن ماده – چیز را اتر می نامم  و تنها قانون مورد نیاز جاذبه است- (جذب )     هر ذره در تعادل کامل قرار داد. و از همه طرف نیروی ثابت به آن وارد می اید. پس هیچ حرکتی رخ نمیدهد.طبق قانون کمترین چیزها – یک ارتعاش و برهم زدن نیاز داریم تا این نظم خراب شود( حداقل و امروز راجع به آن که آن حرکت چه بوده است آزمایش فیزیکی به نظر نمیتواند وجود داشته باشد).         حالا دیگر تعادل برقرار نیست و مواد شروع میکنند در یک مکانهائی جمع شدن و در نهایت کل مواد و متریال موجود در یک نقطه جمع خواهند شد. میدانیم  که در زمانهای اولیه ، سرعت جمع شدن کم بوده است، وبعد از این که جرم مرکز جهان از یک حد بحرانی بگذرد و سیاهچاله تشکیل گردد، کل مواد موجود با سرعت زیاد به داخل مرکز سیاهچاله فرو خواهند ریخت. این سقوط با سرعت ، باعث بوجود آمدن یک سری تپشهایی خواهد شد که هر یک به تنهائی یک بیگ بنگ است ، و به این ترتیب یک سیاهچاله خواهیم داشت که در حال تپش خواهد بود. اما نکته ای که باید به آن توجه کنیم این است که زمان قبل از بیگ بنگ – سیاهچاله و دنیای درون آن و دنیای ما ، لزوما از یک سری قوانین فیزیکی تبعیت نخواهند کرد. یعنی هر یک از این عوالم ، دنیای خاص خود و قوانین خاص خود را میتوانند داشته باشند. شاید بتوان با مطالعه کوازارها و پلسارها و نسبت جرم به تپش انها اطلاعات بیشتری از یک سیاهچاله تپنده بدست آورد. ضمنا میدانیم که وجود یک سیاهچاله در فضا مانند یک عدسی بزرگ اجرام دور را برای ما قابل رویت میکند. این اجرام هم اکنون دیده شده اند و نور انها به سمت قرمز کشیده شده است. با توجه به این که نور آنها درون یک عدسی بزرگ جمع گردیده ، ممکن است بتوان محاسبات دقیقتری روی ابعاد جهان هستی انجام داد و زمان بعد از انفجار بزرگ خودمان را محاسبه نمائیم. همچنین میتوان حداکثر شعاعی که اجرام میتوانند از مرکز جهان هستی دور شوند را محاسبه نمود. فضا زمان: یکی از موارد مهم جهان هستی – مشخصات خود فضا زمان است. این محیط چه خصوصیاتی دارد و انتشار و قرار گیری نور و اجرام در آن چه تاثیری بر خواص ان دارد؟ شناخت فضا زمان که در آن قرارداریم چگونه  ممکن است ؟ اینشتین میگوید که قرار گرفتن اجرام در فضا باعث انحناء فضا زمان میشود (9 و 10) . این قابل درک است . اما به چه میزان – آنچه برای من سئوال بود این است که این تاثیری که بر فضا –زمان گذاشته میشود، در همه ابعاد است و نه فقط در دو جهت، یعنی هر چه از مرکز جرم دور شویم ، فواصل نسبت به مرکز تغییر خواهند کرد ، یعنی در جهت خروج از مرکز یک جرم، مسافتهای مساوی ، نزدیک به مرکز جرم- با مسافتهای دور از مرکز جرم به یک اندازه نخواهند بود. حال اگر یک مسافر روی این مسیر با سرعت ثابت حرکت کند، حرکت ان به نظر شتابدار میرسد. آیا حرکت شتابدار کهکشانها به سمت خارج ، ناشی از وجود یک جرم زیاد در مرکز جهان هستی نبوده است؟ ( احتمالا بوده است) حال این سئوال مطرح میگردد که این انحناء فضا-زمان به چه میزان است؟ جواب آن ساده است . میدانیم ... بررسی انحناء فضا در اثر قرار گرفتن یک توده ( mass ) در فضا: میدانیم :       &         بنابراین: و برای                 خواهیم داشت:         یعنی برای هر جرم ثابت تغییر ابعاد فضا با توان سوم نسبت مستقیم  و انحناء زمان  بر اساس توان دوم  و معکوس خواهد بود این معادله از چند جهت مهم است. اول این که انحناء فضا و زمان  به یک نسبت نیست و جهت این انحنا ها نیز متفاوت است .   استنباط دیگری که از آن خواهیم داشت ، این است که بسیاری از روابط فیزیکی نیوتونی برای سکون و یک لحظه نوشته شده است.و پارامتر زمان در آن دیده نشده است . برای مثال برای یک جرم (زمین)  که با سرعت ثابت و مستقیم در خلاء در حال حرکت است ، ( و حرکت را در جهت عمود بر محور شمال جنوب در نظر میگیریم)سه دسته جاذبه داریم. جاذبه در لحظه :برای زمین در لحظه-جاذبه زمین قبلی: برایند تمام جاذبه زمین در زمانهای گذشته – و جاذبه زمین بعدی: برایند تمام جاذبه زمین در زمانهای آینده.آنچیزی که امروز محاسبه میشود تقریبی از برآیند همه آنها است.           اما این را چگونه میشود اثبات نمود و تاثیر عملی زمان را در جاذبه مشاهده نمود؟ در دنیای واقعی ، زمین در مسیر دایره ای دور خورشید میگردد و تاثیر جاذبه خورشید و ماه روی سطح زمین بسیار کمتر از خود زمین در زمان پیوسته قبل و بعد خواهد بود.بنابراین یک دایره زمینی ( مسیری که زمین روی آن حرکت میکند) را در نظر بگیریم ، برآیند نیروهای همه جرمها در همه زمان ها روی مسیر بیرونی سطح زمین با مسیر داخلی سطح زمین متفاوت است. یعنی در وسط روز میزان جاذبه با وسط شب متفاوت بوده و در نیمه شب جاذبه بسیار بیشتر خواهد بود.     این مسئله منطقی باعث میشود  پوسته (و مایع داخل)  زمین نیز نسبت به خط  دورانی زمین حرکت نماید.  این حرکت ضمن گرم نمودن داخل زمین باعث کاهش سرعت گردش زمین به دور خود می گردد. همچنین تاثیر حرکت خورشید ( نسبت به مرکز کهکشان ) که برای زمین ، حرکت مستقیم الخط در نظر گرفته میشود و کاهش جرم طی زمان آن ، باعث میگردد که نیروهای زمان قبلی و بعدی برای زمین یکسان نبوده و برایند حرکت زمین در محور زمان به سمت عقب ( زمان گذشته ) کمی حرکت نموده باشد.( یعنی زمین کسری از ثانیه عقب تر از خورشید خواهد بود)و.... سیاهچاله ها: سرعت گردش سیاهچاله ها بدور خود چقدر است ؟  دانشمندان از بلعیدن خورشید ها توسط سیاهچاله ها تصاویر شماتیک ساخته اند ما میدانیم که مواد سطح خورشید از آن خارج شده و بدور سیاهچاله میگردد سپس به سطح آن میرسد. خوب این اندازه حرکتهای بزرگ( ناشی از همه جذب ها         طی عمر سیاه چاله) باعث میگردد که سرعت گردش آن بدور خود بسیار زیاد باشد. طبق محاسبات لورنتس حداکثر ان به اندازه سرعت نور خواهد بود. اما واقعا تا چه میزانی میتواند اضافه گردد، و تاثیر این گردش سریع روی تغییر اندازه جرم سطحی چقدر خواهد بود (       ).  ایا این افزایش سرعت دورانی میتواند باعث افزایش جرم توده گردد و در بوجود آمدن سیاه چاله اثر داشته باشد؟           میدانیم که در هر توده ای در فضا بسته به میزان جرم آنها سرعت فرار از سطح آنها متفاوت است. زمانی که این سرعت به سرعت نور برسد، جسم تاریک شده و نور از سطح آن نمیتواند خارج گردد. اما اخیرا دانشمندان در آزمایشگاه سرن ملاحظه نموده اند که اجرامی با سرعت بالای نور نیز میتوانند وجود داشته باشند. پس بدیهی است که این اجرام میتوانند از سطح سیاه چاله خارج شده و به محیط خارج راه پیدا کنند. اطلاعات در جهان و قانون عدم از بین رفتن اطلاعات میدانیم وقتی یک جرم در مکانی هست،فضای اطراف را انحناء میدهد. خوب دو گونه انحناء داریم  ( در مختصات برداری) اگر زوایا را ثابت بگیریم و فاصله از مرکز را زیاد کنیم ، این انحناء در مسیر طول نیز تاثیر میگذارد. یعنی فاصله استاندارد شارهای فضا، با دور شدن از مرکز اضافه خواهد شد. در نزدیکی جرم به هم نزدیک میشود. این تغییر تا ابدیت ادامه دارد و موثر است. گر چه کم ، ولی میدانیم که جاذبه هر جرمی روی اجرم دور هم موثر است. اگر فقط فرض کنیم جاذبه هر جسم روی نزدیکترین اجرام در هر سمت آن تاثیر میگذارد، پس کل هستی به واسطه این تاثیر با یکدیگر در ارتباط است. در واقع یک شبکه بزرگ و پیچیده جاذبه ای خواهیم داشت. حال با تغییر در یک جرم؛ تغییر مکان، کاهش جرم( و تبدیل آن به انرژی) و غیره روی بقیه نیز تاثیر خواهد گذاشت. اما تا به حال ندیده ام کسی بگوید این انحناء فضا در ابعاد فضا عمل میکند و تاثیر ان چیست؟ و دلیلی ندارد که در جهت زمان ، بی اثر باشد پس یک جابجائی جرم ، در زمانهای قبل و بعد نیز تا بینهایت موثر است.     یکی از مفاهیم آن میتواند این باشد که زمانی که خورشید ( در سال گذشته در نقطه دیگری بوده باشد، اثر جاذبه آن از طول زمان به ما میرسد و بر ما موثر است. محاسبات جرم و جاذبه مشکلتر میشود.     و بر روابط نیوتن و انیشتین ، اجزائی اضافه خواهد شد. این تغییر روی زمان گذشته نیز موثر خواهد بود. گذشتن یک سیاره از نزدیکی زمین در سال آینده، امروز بر خود ما ، بر زمین و بر گردش ماه نیز موثر است. چقدر؟ نمیدانم         خوب حالا میبینیم که اثر یک عمل در جهان از بین نمیرودودر زمانهای قبل و بعد اثر گذاشته و نقش خواهد بست و این را میتوان به قانون باقی ماندن اطلاعات تشبیه کرد اطلاعات از بین نمیرود  بلکه از صورتی به صورت دیگر تبدیل میشود در واقع میزان کل اطلاعات جهان ثابت است بلکه در هر زمان مقداری از آن از صورت بلقوه به صورت بالفعل در خواهد آمد- و قسمتی نیز مشاهده خواهد شد. برای خودم جالب است.  جرم زمین در آینده و گذشته ، بر جرم الان زمین موثر است؟         اما برای خورشید اینطور نیست. چون جرم آن مرتب کم میشود و از جانب گذشته نیروی جاذبه بیشتری به آن اعمال میشود. پس علاقه مند است به آن سمت برود یعنی زمان در سطح آن باید کندتر بگذرد و بر عکس در سطح خورشیدهائی که نسبت به جذب جرم های اطراف مبادرت می کنند، زمان سریعتر باید بگذرد با این زاویه دید به همه چیز میتوان نگاه کرد، بخصوص سیاه چاله ها دو پارامتر است که با یکدیگر نباید اشتباه گردند. 1- امکان انتقال جاذبه در طول زمان 2- انحناء زمان در نزدیکی اجسام خلاصه گردش اطلاعات در عالم زمین یک ثانیه قبل و زمین یک ثانیه بعد بر زمین حال حاضر نیروی جاذبه وارد میکنند. همینطور تمام توده های جهان هستی ( الان – آینده و گذشته) و برآیند همه این نیروها مسیر حرکت زمین را تعیین خواهد نمود.ملاحظه میشود که در هر زمانی اطلاعات کل جهان هستی بر هر ذره ای ( در اینجا زمین ) وارد می آید . بنا براین میتوان گفت : این اطلاعات نه بوجود می آید و نه از بین میرود – فقط در هر زمان بسته به توانائی محیط و روابط موجود در جهان هستی ، مقداری از آن نمایش داده میشود  . چرخه گردش مواد در عالم: میدانیم که به هر حال همه مواد و متریال از مرکز جهان خارج شده و بالاخره یک روز به آن مرکز باز خواهند گشت. حداقل دانسته های ما این است که بیشتر جرمهای خام جهان هیدروژن است و بیشترین جرمی که به مرکز جهان بر میگردد سیاهچاله ها ( مواد متراکم )  هستند. یعنی این سفر مواد در دنیا یک دوره جوانی و یک پیری دارد. آنچه از درون سیاهچاله بیرون ریخته میشود تا تبدیل به هیدروژن شود یک صورت خاصی از ماده است در اینجا نمیخواهم وارد بحث تئوریهای موجود گردم ، بلکه میخواهم توجه همگان را به این چرخه مواد و متریال جلب نمایم.  آنچه در این جهان است از یک جا آمده و به همانجا خواهد رفت ، در این میان تعدادی از فرآیندهای تبدیل یا شناخته شده اند . بعضی از ارتباطات و تبدیل ها را نیز باید در آینده بشناسیم و کشف کنیم زمان حال و جاذبه این جاذبه که ما میشناسیم از کجا می اید؟ انحناء فضا یا زمان- مکان است اما درخصوص زمان میتوان گفت: سه زمان داریم زمان گذشته : از منهای بینهایت تا الان زمان حال : الان زمان آینده: از زمان بعلاوه بینهایت تا الان خوب به نظرتون اندازه "الان" چقدر است؟ یک ثانیه- کمتر- ده به توان منهای صد ثانیه نه الان اینقدر کوچک است که انگار وجود ندارد- الان یک حد است بین گذشته و آینده خوب جاذبه : برایند جاذبه های گذشته است و جاذبه های آینده – چون جاذبه الان تقریبا وجود ندارد( ناچیز است- به سمت صفر میل میکند)   وقتی شما درون یک اتاق بسته با سرعت ثابت در فضا در حال حرکت هستید، جاذبه در جلوی اتاق با عقب اتاق و وسط آن متفاوت است! ( متاسفم اینشتین) یک نکته: برای یک سفینه با سرعت ثابت ناظر درون سفینه سرعت را با سرعت ثابت  خواهد دید، ولی برای  ناظر خارجی سرعت سفینه از فرمول زیر تبعیت خواهد نمود ما داشتیم:          و              معنی آن :حرکت کند شونده برای ناظر مستقل است. حالا اگر در مرکز جهان یک سیاهچاله باشد و بصورت عدسی  دنیای آن سو را به ما نشان دهد، حرکت کند شونده توده های آن سو برای ما بصورت کم سرعت تر از ناظر مستقل مشاهده میگردد( زیرا میزان حرکت مشاهده شده نیز در عدسی کوچک تر خواهد شد) بنا براین ما حرکت خود را بصورت سرعت شتابدار مثبت مشاهده خواهیم نمود این بدین معنی است که شتاب ظاهری ناظر زمینی بیشتر از شتاب ظاهری توده های آنسوی مرکز جهان می گردد. یعنی به اشتباه تصور میشود که جهان در حال انبساط است. ---------------------------------------------------------- قانون کمترین چیزها ( یا اپتیمم )( قانونی است که بیان میدارد جهان هستی از هر چیز به قدر ضرورت استفاده میکند) در طبیعت دیده ایم که برای هر امری ، طبیعت بطور مفید و به میزان اعجاب انگیزی از هر چیز بصورت اپتیمم استفاده نموده است. لذا معقول به نظر میرسد که قانون کمترین نیازمندیها برای هر چیزی در طبیعت جاری باشد.