انبساط فضا - زمان ناشی از نظریه انفجار بزرگ، توجیهی غیرموجه برای
توسعه کیهان است
توجه: در این
مبحث تعریف جدیدی از هم بافته فضا - زمان ارائه می‌شود!
برای
روشن‌شدن موضوع از یک مثال ساده شروع می‌کنیم. فرض می‌کنیم که دو مفتول
فلزی داریم که از آلیاژ یکسانی تهیه شده‌اند. یکی به طول ۱ متر در دمای
۳۰ درجه سلسیوس و دیگری به طول ۱۰ متر در همان حرارت. لازم به توضیح
است که ما از مفتول ۱ متری به‌عنوان سانتی‌متر استفاده کرده و آن را به
صد قسمت مساوی تقسیم کرده‌ایم. اینک این دو مفتول را به سیاره‌ای فرضی
انتقال می‌دهیم که حرارت سطح آن بیشتر از ۳۰ درجه بوده و باعث انبساط
مفتول‌ها تا حدی می‌شود که اندازه مفتول ۱ متری به ۱۰۱ سانتی‌متر و
مفتول ۱۰ متری، ۱۰ متر و ۱۰ سانتی‌متر افزایش پیدا می‌کند. در این
وضعیت اگر ما مفتول دومی را با مفتول اولی متر کنیم به همان طول ۱۰ متر
خواهیم رسید، برای اینکه:
m0
طول مفتول ۱ متری و
T0 طول مفتول ۱۰ متری
در دمای ۳۰ درجه است . m طول مفتول اولی و T طول مفتول دومی در سطح
سیاره فرضی داغ است . Δm , ΔT تفاوت طول (مقدار انبساط) دو مفتول است .
واضح است که برای اندازه‌گیری مقدار انبساط مفتول دوم، می‌بایست مفتول
اول را تا حرارت ۳۰ درجه سرد و سپس متراژ را انجام دهیم که در غیر این
صورت به همان نتیجه قبلی خواهیم رسید و متوجه هیچ افزایش طول و یا
انبساطی نخواهیم شد.
یکی
از نتایج بسیار مهم اندازه‌گیری سرعت نور تحت شرایط و وضعیت‌های مختلف
در فضا یا خلأ، این واقعیت بدیهی است که اندازه تغییر مکان نور در
تغییر زمان، همواره مقدار ثابتی است، یعنی:
به
حاصل تقسیم طول بر زمان که همواره مقدار ثابتی است، می‌توان هم بافته
فضا - زمان گفت که ساده‌ترین تعریف برای هم بافتگی فضا - زمان است.
ازاین‌رو اگر ما با هر سرعتی کمتر از سرعت نور اقدام به‌اندازه گیری
سرعت نور کنیم، همان عدد ثابت C را به دست خواهیم آورد. برای اولین‌بار
شخصی به نام فیتز جرالد نظریه عجیبی ارائه داد. طبق نظر او، تمام اجسام
در جهت حرکت خود منقبض (کوتاه) می‌شوند، بعداً شخصی به نام لورنتس مدعی
شد که زمان نیز در این وضعیت می‌بایست اتساع یابد و این تغییرات در طول
و زمان را فرمولیزه کردند. آنچه که اتفاق می‌افتد اینکه با افزایش
سرعت، متر ما کوتاه‌تر و زمان ما کندتر کار می‌کند و در هنگام
اندازه‌گیری سرعت نور باز به همان نتیجه قبلی خواهیم رسید.
به
طور مثال پرتو نور و سفینه‌ای را در نظر می‌گیریم که با نصف سرعت نور
نسبت به ما در یک‌جهت در حال انتشار و حرکت هستند. اگر از سرنشینان
سفینه بخواهیم که سرعت نور را اندازه‌گیری نموده و گزارش دهند، طبق
قوانین کلاسیک ما انتظار گزارش سرعت ۱۵۰.۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه را
خواهیم داشت (گزارش V= سفینه V-نور V)، ولی آنها با کمال تعجب همان رقم
۳۰۰.۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه را گزارش خواهند داد و اولین و منطقی‌ترین
استنباط ما این خواهد بود که در ابزار اندازه‌گیری طول و زمان آنها
تغییراتی به وجود آمده و به استناد معادلات لورنتس و جرالد:
در
واقع آنها رقم ۲۵۹.۸۰۷ کیلومتر ما را تقسیم بر ۰.۸۶۶۰ ثانیه ما می‌کنند
و به رقم ۳۰۰.۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه می‌رسند، در واقع یک متر آنها به
۸۶.۶۰ سانتی‌متر ما و یک ثانیه آنها به ۰.۸۶۶۰ ثانیه ما تقلیل پیدا
کرده است. در ساده‌ترین توضیح هم بافته فضا - زمان را می‌توان با تناسب
زیر تعریف کرد:
که x
طول، 'x طول کوتاه شده، v سرعت، c سرعت ثابت نور، t زمان و 't زمان کند
شده است. بعدها انیشتین با استفاده از این نظریات، نظریه نسبیت را
پایه‌ریزی و ارائه نمود و عنوان کرد که سرعت نور نسبت به تمام
دستگاه‌های لخت (بدون شتاب) ثابت و برابر C است که درک آن برای همگان
آسان نیست، بلکه واقعیت امر این است که سرعت نور در تمامی دستگاه‌های
لخت (بدون شتاب) ثابت و یکسان اندازه‌گیری و محاسبه می‌شود، برای اینکه
به‌تناسب تغییر طول، زمان نیز تغییر خواهد یافت و ما همیشه به همان
مقدار اندازه‌گیری شده قبلی خواهیم رسید. در واقع نور و یا سرعت آن در
حکم ابزار و وسیله‌ای جهت انطباق واحد طول بر واحد زمان ماست و ما
می‌توانیم در هر لحظه و هرجا، ابزارهای اندازه‌گیری طول و زمان خود را
به‌دقت بسیار زیادی تنظیم یا کالیبره کنیم. البته توجیه این پدیده در
محدوده فیزیک کوانتوم است و نسبیت صرفاً از این روابط ریاضی
بهره‌برداری یا استفاده می‌کند بدون اینکه بتواند دلیل اصلی آن را
توضیح دهد.
باتوجه‌به شکل زیر فرض می‌کنیم که فضا به دلایل غیر گرانشی در نقطه B
انقباض یافته است:
دو
پرتو نور با فاز، شدت و بَسامد و طول‌موج یکسان را در نظر می‌گیریم که
یکی از کنار نقطه B و دیگری دورتر از آن و به‌موازات همدیگر در حال
انتشار و گذر هستند. با گذر پرتو نور دوم از کنار نقطه B ، چون فضا
انقباض یافته است به‌تدریج از طول‌موج نور کاسته شده و به بَسامد و
انرژی آن افزوده می‌شود، یعنی حرکت به‌طرف طیف آبی، ولی در هنگام
دورشدن پرتو نور دوم از نقطه B ، به‌تدریج به طول‌موج نور افزوده شده و
از بَسامد و انرژی آن کاسته می‌شود، یعنی حرکت به‌طرف طیف قرمز. بدیهی
است که در این وضعیت پرتو نور اول از پرتو نور دوم پیشی (سبقت)
می‌گیرد، درحالی‌که اندازه انرژی هر دو موج در کل ثابت مانده است
(تعداد سیکل‌های مساوی دارند). ما در رسم شکل فوق از تأثیراتی که موجب
انحراف نور دوم شود صرف‌نظر کرده‌ایم.
همان‌طور که می‌دانیم معادله طول‌موج و بَسامد عبارت است از:
C سرعت ثابت نور و واحد آن متر بر ثانیه، ƒ بَسامد و واحد آن
هرتز (سیکل بر ثانیه) و λ طول‌موج و واحد آن متر است. آنچه که کاملاً
مشخص است اینکه هم بافته فضا - زمان یعنی همان حاصل تقسیم متر بر ثانیه
در هر دو طرف معادله مشخص و معلوم است، این موضوع به چه معنی است؟
این
دقیقاً به این معنی است که اگر فرض کنیم ناظری به همراه پرتو نور دوم
نزدیک نقطه B شود با کاهش طول‌موج نور، واحد اندازه‌گیری طول او یعنی
متر نیز کوتاه خواهد شد و همچنین ابزار اندازه‌گیری زمان او یعنی
کرنومتر یا ساعت کندتر کار خواهد کرد، پس او به‌هیچ‌وجه متوجه کاهش
سرعت نور و افزایش بَسامد و انرژی موج نخواهد شد و همچنین است زمانی که
هر دو در حال دورشدن از نقطه B باشند. در واقع تمامی این تغییرات در
سرعت، بَسامد و انرژی نور برای ناظران دور از نقطه B محسوس خواهد بود و
این پدیده برای ناظر واقع در نقطه B غیر قابل محسوس است.
در
واقع هر سه ناظر مستقر در نقاط A , B , C در مورد سرعت، بَسامد،
طول‌موج و انرژی پرتو نور اتفاق‌نظر و تفاهم خواهند داشت، ولی ناظر
چهارم دور از نقطه B متوجه این تغییرات در فضا - زمان، سرعت نور،
بَسامد و انرژی آن خواهد شد.
d
همان طول است. در ساده‌ترین توضیح ما برای پیداکردن سرعت نور، مقدار
تغییر مکان آن را تقسیم بر مقدار تغییر زمان می‌کنیم. چون در انقباض
فضا، واحد اندازه‌گیری طول ما کوتاه می‌شود و ساعت ما نیز کندکار
می‌کند به همان اندازه‌گیری قبلی دست می‌یابیم و هم چنین است در مورد
انبساط فضا - زمان، یعنی واحد اندازه‌گیری طول ما متر، بلند شده و ساعت
ما نیز تندتر کار می‌کند و در نهایت همان اندازه‌گیری قبلی در مورد
سرعت نور نتیجه می‌شود. به معادله زیر توجه کنید:
با
افزایش طول‌موج (λ) به علت بلندشدن m (انبساط فضا)، سرعت نور نیز
می‌بایست نسبت به دید ناظر مجاور افزایش یابد، ولی توأم با افزایش این
طول‌موج به علت انبساط فضا - زمان، زمان نیز تندتر کار خواهد کرد، پس
مقدار s (زمان) نیز افزایش‌یافته و سرعت نور در نهایت ثابت اندازه‌گیری
خواهد شد . ولی ناظر دور (غیرمجاور) متوجه افزایش سرعت نور خواهد بود،
برای اینکه تغییری در متر و زمان او (s) به وجود نیامده است، پس برای
ناظر مجاور می‌توانیم مقدار ثابت m/s (هم بافته فضا - زمان) را از
طرفین معادله حذف و به برابری زیر برسیم:
K
کیلو یعنی ضریب 1000، n سیکل (یک موج نور) و Z بیانگر مقدار عددی است.
در واقع در این شرایط انبساط و یا انقباض فضا - زمان، همواره و همیشه
مقدار سرعت، بَسامد (انرژی) و طول‌موج نور برای ناظر مجاور پرتو نور
دوم مقدار ثابتی خواهد بود و این مقادیر برای ناظری که دور از نقطه B
است تغییر می‌یابد و علت آن هم اختلاف در فضا - زمان آنها خواهد بود،
ولی مقدار تناسبات (هم بافتگی فضا - زمان) همواره یکی (ثابت) است.
نظریه‌پردازان نظریه انفجار بزرگ چنین نظر می‌دهند که قبل از انفجار
بزرگ، فضا - زمانی وجود نداشته است و همه چیز داخل گوی بسیار چگال و
داغی بوده است، بعد از انفجار، فضا - زمان، ماده و انرژی پدیدار شده
است و فضا - زمان ما در حال انبساط است و این انبساط به‌مرورزمان باعث
شده است که طول‌موج نور اولیه انفجار، افزایش‌یافته و به امواج
پس‌زمینه فعلی کیهان تبدیل شود و آن را مدرکی برای اثبات فرضیه خود
می‌دانند. دراین‌رابطه باید گفت که ما ناظرین همراه یا مجاور نور
انفجار بزرگ محسوب می‌شویم و با انبساط فضا - زمان می‌بایست اولاً واحد
اندازه‌گیری طول ما (متر) بلندتر شود و ثانیاً زمان ما (ساعت) نیز
تندتر حرکت کند که دراین‌رابطه چون سرعت نور را همواره ثابت
اندازه‌گیری می‌کنیم، می‌بایست بَسامد، طول‌موج و انرژی نور را نیز
ثابت اندازه‌گیری کنیم برای اینکه ابزار سنجش متر و زمان ما
زیرمجموعه‌ای از فضا - زمان کیهان است که چنین به نظر نمی‌رسد. یعنی ما
شاهد نور انفجار بزرگ نیستیم برای اینکه ماهیت این امواج پس‌زمینه
کیهان، رادیویی و از نوع مایکروویو است. پس اولاً امواج پس‌زمینه کیهان
مدرک اثبات نظریه انفجار بزرگ نیست و مربوط به نور انفجار بزرگ نمی‌شود
و ثانیاً انفجار بزرگ یا انبساط فضا - زمان عامل توسعه کیهان نیست،
برای اینکه در این صورت متر ما نیز همواره در حال بلندشدن بوده و
نهایتاً" متوجه انبساط عالم نخواهیم شد، زیرا حاصل تقسیم تغییر اندازه
قطر کیهان در تغییر اندازه طول متر ما همواره مقدار ثابتی خواهد بود؛
چون هر دو با هم منبسط خواهند شد: یعنی
ΔU
تغییر قطر کیهان، Δm تغییر طول متر ما، Constant نیز مقدار ثابتی است و
ما در هر زمان در اندازه‌گیری قطر کیهان به همان نتیجه قبلی خواهیم
رسید که چنین نیست! ما در هر لحظه متوجه توسعه کیهان (دورشدن کهکشان‌ها
از یکدیگر)، آن هم با سرعتی شتاب‌دار می‌شویم که بیانگر این موضوع است
که اندازه متوسط متر ما در حالت کلی در کل کیهان ثابت به نظر می‌رسد.
به بیان ساده‌تر:
یعنی
حاصل تقسیم تغییر قطر کیهان به متر ما، روزبه‌روز در حال افزایش و رو
به بی‌نهایت است و این افزایش به‌صورت تصاعدی است. در حقیقت آنچه که
باعث توسعه کیهان می‌شود، میدان گرانش منفی (نیروی ضد جاذبه) موجود در
کیهان است که باعث می‌شود کهکشان‌ها با سرعت شتاب‌دار و سرسام‌آوری، آن
هم درون فضای کیهان از یکدیگر دور شوند و از همه مهم‌تر این انبساط
برون کهکشانی است و مربوط به داخل کهکشان‌ها نیز نمی‌شود، یعنی ابعاد
متوسط خود کهکشان‌ها در کل ثابت می‌ماند؛ ولی فقط فاصله آنها از یکدیگر
بیشتر می‌شود.
کیهان‌شناسان بر این باور هستند که دلیل دورشدن شتاب‌دار کهکشان‌ها از
یکدیگر در کیهان، نظریه انفجار بزرگ و تورم فضا - زمان است. خوب اگر
فرض کنیم که بادکنک کیهان، خط‌کش همان ابزار اندازه‌گیری بعد فضا (طول)
و انتر خود کیهان‌شناس است، همیشه و هر زمان حاصل تقسیم بادکنک بر انتر
بر خط کش یک مقدار ثابت خواهد بود. چون اینها هر سه با هم دچار تورم و
انبساط می‌شوند؛ چون انتر و خط کش زیرمجموعه‌ای از خود بادکنک هستند.
طبق قوانین گالیله و نابغه انیشتین اندازه و مقدار تورم و... اینها نیز
نسبت به یکدیگر ثابت است و به این دلیل سرعت نور مقدار ثابتی است. اینک
این سؤال مهم مطرح می‌شود که این انتر نابغه که گویا از انیشتین
باهوش‌تر است، از کجا می‌تواند متوجه انبساط فضا - زمان یا خود کیهان و
یا بادکنک شود؛ یعنی خودش و بادکنک و خط کش را با چه چیز ثابت دیگری که
دچار تورم و تغییر اندازه نمی‌شود، مقایسه کرده و به این استنباط
می‌رسد. یعنی اصلاً چگونه متوجه انبساط و تورم کیهان یا بادکنک می‌شود؟
یا چرا می‌بایست که متوجه شود؟ و اگر متوجه می‌شود چرا آن را به انبساط
فضا - زمان نسبت می‌دهد؟ بهتر به پرسیم چرا انبساط فضا - زمان کیهانی
بر روی ابزارهای ساخته شده توسط بشر برای سنجش یا اعمال یا لحاظ متریک
فضا - زمان تأثیرگذار نبوده؛ بلکه خنثی است؟ به باور ما نظریه انفجار
بزرگ به علت انبساط فضا - زمان برای توجیه دورشدن کهکشان‌ها از یکدیگر،
یک دور باطل عقلانی است که خود نظریه انبساط فضا - زمان را باطل و
مردود می‌کند. حالا تصور کنید که آن موز زردرنگ نیز ابزار ساعت برای
سنجش زمان است.
جرالد و لورنس همواره بر این عقیده و باور بودند که تغییرات به علت
سرعت، در ابزار فیزیکی یا آزمایشگاهی متر و زمان ما به وجود می‌آیند؛
اما انیشتین این تغییرات را به موجودی به نام خود فضا - زمان اختصاص
داد که به‌احتمال خیلی زیادی اصلاً وجود ندارند. بلکه ذهن و احساسات
بشر، فضا - زمان را ساخته‌وپرداخته است و انیشتین آن را منقبض یا منبسط
حتی انحنا داده است. طرف‌داران نظریه انفجار بزرگ نیز عجولانه از این
نظریات انتزاعی برای اثبات نظریه خود استفاده کرده‌اند و از این
پارادوکس یا تناقض‌گویی خود غافل شده‌اند؛ یعنی فضا - زمان کیهان در
حال انبساط است؛ اما متر و ساعت ما هیچ تغییراتی ندارد درحالی‌که زیر
مجموعه و وابسته به خود کیهان است.
محمدرضا طباطبايي 14/4/87
http://www.ki2100.com
