تاریخ : یکشنبه, ۲۲ تیر , ۱۳۹۹ 22 ذو القعدة 1441 Sunday, 12 July , 2020
5

جهان موازی، ناملموس و محصول فرمول‌های ریاضی

  • ۱۷ خرداد ۱۳۹۹ - ۷:۴۷
جهان موازی، ناملموس و محصول فرمول‌های ریاضی

«جهانی موازی در همسایگی ما که زمان در آن برعکس در جریان است»؛ این خلاصه خبری بود که در هفته‌های گذشته در رسانه‌های زیادی از جمله رسانه‌های فارسی‌زبان بازتاب داشت. اصل ماجرا را روزنامه دیلی‌استار آغاز کرد، با تیتری که در جهان علم تقریبا اشتباه محسوب می‌شود. اما اصل داستانی که دیلی‌استار از آن ماجرایی جذاب ولی زرد و فاقد ارزش علمی بیرون کشید، چه بود؟ آیا واقعا جایی هست که در آن ساعت‌ها معکوس کار می‌کنند؟

در واقع، اصل ماجرایی که دیلی‌استار به آن اشاره کرده بود، خیلی بی‌ربط و تازه نبود. ریشه ماجرا به دست‌کم به یک دهه قبل باز‌می‌گردد، یعنی سال ۲۰۰۹ که کشفی عجیب و توضیح‌ناپذیر با مدل استاندارد ذرات بنیادین در قطب جنوب رخ داد. البته تقریبا هفت سال طول کشید تا مقاله گزارش این کشف در سال ۲۰۱۶ منتشر و مشخص شود این کشف هیچ توضیحی در چارچوب مدل استاندارد ذرات بنیادی ندارد.

مدل استاندارد فیزیک ذرات بنیادی، نظریه‌ای است که جهان را در چارچوب سه نیرو از چهار نیروی بنیادین هستی یعنی نیروهای الکترومغناطیس، هسته‌ای قوی، هسته‌ای ضعیف و همچنین، طبقه‌بندی ذرات زیراتمی توصیف می‌کند، اما در مورد ارتباط نیروی گرانش و این نیروها حرفی نمی‌زند. به‌عنوان مثال، وجود بوزون هیگز، ذره پر‌سر‌و‌صدایی که چند سال پیش در برخورددهنده هادرونی بزرگ کشف شد، در چارچوب این مدل پیش‌بینی شده بود و جرم‌دار شدن ذرات بنیادی را توضیح می‌داد.

اما کشف جدید در حقیقت نخستین شواهد را بر مبنای فیزیکی فراتر از این مدل استاندارد ارائه می‌کرد و به همین دلیل هیجان‌انگیز بود.

رخنه در فیزیک استاندارد

ماجرای این کشف به آزمایش آنیتا (ANITA) برای آشکارسازی ذرات در قطب جنوب باز می‌گردد. این آزمایش در واقع آزمایشی سوار بر بالن است که تلاش می‌کند کل پهنه یخی قطب جنوب را به یک آنتن عظیم گیرنده نوترینو تبدیل کند. نوترینوها از ذرات شناخته‌شده مدل استانداردند که تقریبا هیچ برهم‌کنشی با مواد معمولی ندارند و درست به همین دلیل، کشف و مشاهده‌اش بسیار دشوار است. با این ابتکار، می‌توان مساحتی حدود یک میلیون کیلومتر مربع را برای یافتن نوترینوها پایش کرد.

ماجرا از جایی جالب شد که این آزمایش بزرگ در دومین تلاش، دو سیگنال کشف کرد که آن‌ها را در چارچوب مدل استاندارد نمی‌شد توضیح داد. در واقع، نتایج منتشر‌شده در ۲۰۱۸ نشان داد که در مدت ۱۳ سال، ذراتی از داخل زمین گذشته و به بالن آنیتا (ANITA) رسیده‌اند و باعث ایجاد موج ضعیف رادیویی شده‌اند. ابتدا تصور شد که این امواج نویز‌ند، اما بررسی بیشتر نشان داد این‌طور نیست و رخدادی ثبت شده است که از کشف نوترینوهای سنگین با انرژی عجیب خبر می‌دهد. کشف وجود چنین ذراتی، بخشی از مدل استاندارد تعریف‌شده برای ذرات بنیادین و نیروها را زیر سوال می‌برد. این مساله به این دلیل بود که انرژی ذرات کشف‌شده در آن رخداد بیش از آن بود که بشود با سنگین‌ترین نوترینوها توضیح داد و امکان نداشت این ذرات با این سطح از انرژی بتوانند بی‌هیچ برهم‌کنشی از درون زمین عبور کنند.

اما مساله با یک فیزیک جدید قابل توضیح بود؛ ذرات جدید با جرمی ۵۰۰ برابر پروتون، پیش از ضعیف شدن به‌سادگی می‌توانند زمین را در ابعاد زیر‌اتمی سوراخ کنند و بعد، با فروپاشی، به نوترینوهای کشف‌شده تبدیل شوند. خب، حالا سوال مهم این بود که این ذرات از کجا آمده‌اند؟

توضیحی ریاضی برای یک فیزیک جدید

هرچند هنوز هیچ آشکارگر دیگری در قطب و دیگر مناطق جهان موفق به کشف مشابهی نشده‌ است و پژوهشگران توضیح دیگری برای کشف صورت‌گرفته را ضروری و دست‌یافتنی می‌دانند، فرض وجود قطعی این ذرات عجیب از طریق یک فرضیه ریاضی قابل توضیح است: جهان موازی آینه‌ای.

این نظریه در واقع از مقاله‌ای بیرون پرید که مدعی شد وجود این ذرات را با حضور جهانی قرینه جهان ما، که در اثر بیگ‌بنگ پدید آمده است، می‌شود توضیح داد: «توضیح این سیگنال نیازمند وجود جهانی سر‌و‌ته است که از همان انفجار بزرگ خود ما پدید آمده است و موازی با جهان ما وجود دارد. در این جهان معکوس، مثبت منفی است، راست چپ است و زمان عقب می‌رود.» به‌تعبیری، این جهان در واقع از نظر تقارن بنیادی قوانین فیزیک، معکوس جهان ماست، یعنی گویی در آیینه قوانین فیزیک به جهانی معکوس جهان خودمان نگاه کنیم که در آن ویژگی‌های ذرات و بار الکتریکی‌شان معکوس جهان ماست، اما تحت قوانینی مانند قوانین جهان ما. یعنی به‌عنوان مثال، به‌جای الکترون، ضد‌ذره آن، یعنی پوزیترون با بار مثبت، دور هسته اتم‌ با بار منفی می‌چرخد. طبیعی است در چنین جهانی جهت پیکان زمان هم معکوس خواهد بود، مثل نمایش معکوس فیلم. جهانی گسترده که به‌تدریج جمع می‌شود و به عدم ختم خواهد شد.

اما آیا چنین جهانی واقعا وجود دارد و می‌توانیم آن‌ را درک کنیم؟ پاسخ به هر دو سوال منفی است؛ این یک راه‌حل ریاضی برای توضیح پدیده‌هاست نه امری واقعی در جهان بیرون. اما حتی اگر این‌طور هم باشد، ما راهی برای شناخت این جهان نخواهیم داشت چون هر‌گونه تلاش برای درک فیزیکی چنین جهانی به فاجعه ختم خواهد شد، برخورد ماده و ضد‌ماده و انفجاری به عدم. بنابراین ممکن است روی صفحه‌های سیاه‌شده با فرمول‌های ریاضی رهیافتی تازه در فیزیک جهانی موازی و معکوس وجود داشته باشد، اما خبر کشف چنین جهانی قطعا واقعیت ندارد چون واقعی نیست و اگر هم باشد، قابل لمس و کشف نیست.

برچسب ها

دیدگاه

قوانین ارسال دیدگاه
  • دیدگاه‌های ارسال شده توسط شما، پس از تایید منتشر خواهد شد.
  • پیام‌هایی که حاوی تهمت یا افترا باشد منتشر نخواهد شد.
  • پیام‌هایی که به غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط باشد منتشر نخواهد شد.