نقشه کل جهان

استفن هاوكينگ

ترجمه: سليمان فرهاديان

ساده ترين تاريخ جهان در زمان موهومى به شكل كره اى مدور همانند سطح زمين است كه البته دو بعد بيشتر دارد. اين تاريخ تعيين كننده تاريخ جهان در زمان واقعى است كه آن را تجربه مى كنيم كه در آن همه نقاط فضا در جهان يكسان است و با گذشت زمان گسترش مى يابد. از اين لحاظ شبيه جهانى است كه در آن به سر مى بريم، اما سرعت انبساط آن بسيار زياد است و دائماً بيشتر مى شود. چنين انبساط شتاب دارى تورم ناميده مى شود زيرا اين فرآيند افزايش قيمت ها با سرعت فزاينده شباهت دارد.

معمولاً تورم در قيمت ها چيز بدى است، اما در مورد جهان بايد گفت كه تورم بسيار سودمند است. مقدار زياد انبساط ناهمگونى ها و ناهموارى هايى را كه احتمالاً در ابتداى جهان وجود داشت، برطرف كرده است. جهان همزمان با انبساط از ميدان گرانشى انرژى كسب كرده و مقدار بيشترى ماده توليد مى كند. انرژى مثبت ماده با انرژى منفى گرانشى كاملاً برابر بوده و در نتيجه انرژى كل برابر صفر مى شود. وقتى كه اندازه جهان دو برابر مى شود، هم انرژى ماده و هم انرژى گرانشى دو برابر مى شود، در نتيجه دو برابر صفر باز هم صفر مى شود. اى كاش دنياى بانكدارى هم همين قدر ساده بود.

اگر تاريخ جهان در زمان موهومى كره اى كاملاً مدور بود، تاريخ متناظر با آن در جهان واقعى جهانى مى شد كه به انبساط تورمى خود تا هميشه ادامه مى داد. هنگامى كه جهان در حال تورم است، ماده نمى توانست گردهم آمده و كهكشان ها، ستارگان و حيات نمى توانست شكل بگيرد، چه رسد به آنكه موجودات هوشمندى همانند ما به وجود آيند. بنابراين اگر چه تاريخ هاى چندگانه تاريخ جهان در زمان موهومى را به شكل كره هايى كاملاً مدور مجاز مى داند اما اين تاريخ ها چندان مناسب نيستند. با اين همه تاريخ هايى از زمان موهومى كه قطب جنوب كره ها تا حدودى مسطح است، مناسب تر به نظر مى رسد.

در اين مورد تاريخ متناظر در زمان واقعى در ابتدا به حالت شتاب دار و تورمى منبسط مى شود اما پس از آن انبساط كندتر شده و كهكشان ها شكل مى گيرند. براى ايجاد حيات هوشمند، بايد ميزان مسطح بودن در قطب جنوب بسيار جزيى باشد. اين نكته به معناى آن است كه انبساط اوليه جهان بسيار عظيم بوده است. ركورد تورم پولى بين دو جنگ جهانى در آلمان روى داد كه طى آن قيمت ها ميليارد ها برابر شد. اما ميزان تورمى كه مى بايست در جهان رخ داده باشد، حداقل ميليارد ميليارد ميليارد برابر آن است.

به دليل اصل عدم قطعيت، اينگونه نيست كه فقط يك تاريخ جهان داراى حيات هوشمند باشند. بلكه تاريخ ها در زمان موهومى دسته كاملى از كره هايى با تغيير شكل هاى جزيى را در بر مى گيرد كه هر كدام از آنها متناظر با تاريخى در زمان واقعى است كه در هر كدام از آنها جهان براى مدتى طولانى (ولى نه نامحدود) متورم مى شود. اكنون مى توان پرسيد كدام يك از اين تاريخ هاى مجاز از همه محتمل تر است. معلوم شده است كه محتمل ترين تاريخ ها كاملاً صاف و يكدست نيستند، بلكه برجستگى ها و فرورفتگى هاى كوچكى دارند. برجستگى ها و فرورفتگى هاى محتمل ترين تاريخ ها واقعاً كوچك است. ميزان انحراف از صاف و يكدست بودن در حدود يك در صدهزار است با اين همه به رغم اينكه اين ناهموارى ها بسيار كوچكند، توانستيم آنها را به صورت تغييرات كوچك در ريز موج هايى (Microwave) كه از جهت هاى گوناگون فضا به سوى ما مى آيند، مشاهده كنيم. ماهواره اكتشافى پس زمينه كيهانى (COBE) در سال 1989 به فضا پرتاب شد و نقشه ريزموج آسمان را تهيه كرد. رنگ هاى مختلف نشان دهنده دما هاى متفاوت است، اما كل گستره تغيير دما از قرمز تا آبى فقط حدود ده هزارم درجه است. با اين حال همين تغييرات در مناطق مختلف جهان آغازين با جاذبه شديد گرانشى در مناطق چگال تر كافى بود تا در نهايت مانع انبساط بيشتر آنها شده و تحت اثر گرانشى خود رمبيده شده و كهكشكان ها و ستارگان را به وجود آورند. بنابراين نقشه كوبه، حداقل اصولاً، طرحى از تمام ساختار هاى جهان است.

The Universe In A Nutshell, 2001, S. Hawking Bantam Press