آیا عالم مرز دارد؟
به گزارش باشگاه خبرنگاران، در نظریه ی گرانش کلاسیکی که بر فضا ـ زمان واقعی استوار است، رفتار عالم فقط دو حالت ممکن می تواند ممکن باشد: یا عالم برای زمانی نامتناهی وجود داشته است یا اینکه در زمانی نامتناهی در گذشته آغازی در تکینگی داشته است، در واقع قضایای تکینگی نشان می دهد که امکان دوم در کار است.
یا از سوی دیگر در نظریه ی کوانتومی گرانش، امکان سومی مطرح می شود. چون از فضا ـ زمان اقلیدسی استفاده می شود ممکن است گستره ی فضا - زمان متناهی باشد و با این همه تکینگی ای (بیگ بنگی) نداشته باشد که مرز و یا لبه ای را تشکیل داده باشد.
اختر شناسان می گویند فضا ـ زمان مانند سطح زمین است اما با دو بعد بیشتر، گستره ی سطح زمین متناهی است، اما مرز و یا لبه ایی هم دارد. اگر به سوی غروب خورشید حرکت کنید از لبه ایی سقوط نخواهید کرد یا به تکینگی ای وارد نخواهید شد. از طرفی استیون هاوکینگ می گوید من می دانم زیرا دور دنیا را گشته ام! اگر فضا ـ زمان های اقلیدسی به زمان مجازی نامتناهی باز گردند یا در تکینگی آغاز شده بودند، ما همان مشکل مشخص کردن حالت اولیه ی عالم در نظریه ی کلاسیکی را داشتیم.
از سوی دیگر نظریه ی کوانتومی گرانش امکان جدیدی معرفی کرده است: در این نظریه مرزی برای فضا ـ زمان وجود ندارد بدین ترتیب نیازی به مشخص ساختن رفتار عالم در مرز وجود ندارد. تکینگی ای وجود نداشته که در آن قوانین علم در هم بشکند و لبه ی فضا ـ زمانی در کار نبوده و می توان گفت: " شرط مرزی عالم آن است که شرطی نداشته باشد " عالم کاملا " خود گنجا " ( self - contained ) بوده است و هیچ چیز بیرون از خود آن بر روی آن اثری نداشته است.
استیون هاوکینگ باید تاکید کنم این اندیشه که زمان و فضا باید متناهی و بدون مرز باشند فقط یک پیشنهاد است.نمی توان آن را از اصل دیگری استنتاج کرد.مانند هر نظریه ی علمی دیگری ممکن است در آغاز به دلایل زیبا شناختی یا متافیزیکی مطرح شده باشد. اما آزمون واقعی آن است که آیا پیش بینی هایی انجام می دهد که با مشاهده در توافق باشد؟
تعیین این امر در مورد گرانش کوانتومی به دو دلیل دشوار است:
نخست ما هنوز مطمئن نیستیم که دقیقا کدام نظریه، نسبیت عام و مکانیک کوانتوم را با موفقیت با هم ترکیب می کند. دوم، هر مدلی که کل عالم را در جزئیات توصیف کرده باشد از نظر ریاضی پیچیده تر از آن است که بتوانیم پیش بینی های دقیق آن را محاسبه کنیم. دانشمندان با وجود این فرضیات به دنبال پاسخ مناسب و جوابهایی برای این همه پرسش هستند.
یا از سوی دیگر در نظریه ی کوانتومی گرانش، امکان سومی مطرح می شود. چون از فضا ـ زمان اقلیدسی استفاده می شود ممکن است گستره ی فضا - زمان متناهی باشد و با این همه تکینگی ای (بیگ بنگی) نداشته باشد که مرز و یا لبه ای را تشکیل داده باشد.
اختر شناسان می گویند فضا ـ زمان مانند سطح زمین است اما با دو بعد بیشتر، گستره ی سطح زمین متناهی است، اما مرز و یا لبه ایی هم دارد. اگر به سوی غروب خورشید حرکت کنید از لبه ایی سقوط نخواهید کرد یا به تکینگی ای وارد نخواهید شد. از طرفی استیون هاوکینگ می گوید من می دانم زیرا دور دنیا را گشته ام! اگر فضا ـ زمان های اقلیدسی به زمان مجازی نامتناهی باز گردند یا در تکینگی آغاز شده بودند، ما همان مشکل مشخص کردن حالت اولیه ی عالم در نظریه ی کلاسیکی را داشتیم.
از سوی دیگر نظریه ی کوانتومی گرانش امکان جدیدی معرفی کرده است: در این نظریه مرزی برای فضا ـ زمان وجود ندارد بدین ترتیب نیازی به مشخص ساختن رفتار عالم در مرز وجود ندارد. تکینگی ای وجود نداشته که در آن قوانین علم در هم بشکند و لبه ی فضا ـ زمانی در کار نبوده و می توان گفت: " شرط مرزی عالم آن است که شرطی نداشته باشد " عالم کاملا " خود گنجا " ( self - contained ) بوده است و هیچ چیز بیرون از خود آن بر روی آن اثری نداشته است.
استیون هاوکینگ باید تاکید کنم این اندیشه که زمان و فضا باید متناهی و بدون مرز باشند فقط یک پیشنهاد است.نمی توان آن را از اصل دیگری استنتاج کرد.مانند هر نظریه ی علمی دیگری ممکن است در آغاز به دلایل زیبا شناختی یا متافیزیکی مطرح شده باشد. اما آزمون واقعی آن است که آیا پیش بینی هایی انجام می دهد که با مشاهده در توافق باشد؟
تعیین این امر در مورد گرانش کوانتومی به دو دلیل دشوار است:
نخست ما هنوز مطمئن نیستیم که دقیقا کدام نظریه، نسبیت عام و مکانیک کوانتوم را با موفقیت با هم ترکیب می کند. دوم، هر مدلی که کل عالم را در جزئیات توصیف کرده باشد از نظر ریاضی پیچیده تر از آن است که بتوانیم پیش بینی های دقیق آن را محاسبه کنیم. دانشمندان با وجود این فرضیات به دنبال پاسخ مناسب و جوابهایی برای این همه پرسش هستند.
