آیا گیتی تا ابد وجود خواهد داشت؟
رأی دهید
نظریه‌های کیهان‌شناسی اغلب درباره آغاز گیتی، روند تکامل کیهان و حتی مرگ و فرجام آن صحبت می‌کنند. آیا گیتی تا ابد وجود خواهد داشت؟ یادداشتی از عرفان کسرایی، پژوهشگر دکتری فلسفه کیهان‌شناسی در دانشگاه بن آلمان.
آلن لایتمن، فیزیک‌دان آمریکایی، در مقدمه کتاب "گیتی تورمی" آلن گوت می‌نویسد: «هر فرهنگی کیهان‌شناسی خود را دارد. به عبارتی، روایت خود از این موضوع را دارد که عالم چگونه به وجود آمده، از چه چیزی ساخته شده و به کدام سو می‌رود.»
از این منظر، کیهان‌شناسی خواه ناخواه با جهان‌بینی و فلسفه زندگی که در ذهن هر یک از ماست ارتباط دارد. پاسخ به این پرسش که گیتی چگونه به وجود آمده است، ازلی و ابدی است یا میرا و فانی، در احساس و ادراک ما نسبت به هستی تاثیر می‌گذارد و افزون بر این، نگاه ما به ماهیت و وجود خودمان را نیز تغییر می‌دهد.
اگر در نظر بگیریم که در حدود ۱۰ درصد ماده بدن ما در بیگ‌بنگ ایجاد شده (هیدروژن)، ۲۲٪ از ستارگان کم‌جرم (کربن و نیتروژن)، ۶۷٪ از ستارگان عظیم و رُمبش هسته ابرنواختر‌ها (اکسیژن، کلسیم، فسفر و پتاسیم، گوگرد،پتاسیم، کلر،منیزیم)، ۱٪ کوتوله‌های سفید (کلسیم، گوگرد و آهن)، و حدود ۰.۱٪ نیز در نتیجه ادغام ستاره‌های نوترونی تشکیل شده است، احساس و ادراک متفاوتی نسبت به مقوله حیات یا بدن خود خواهیم داشت.
با وجود پیشرفت‌های عظیم علمی در قرن اخیر، هنوز شناخت و درک درستی از ماهیت کیهان وجود ندارد و پاسخ بسیاری از پرسش‌ها همچنان در هاله‌ای از ابهام است. آنچه می‌دانیم این است که ماده معمولی شکل‌دهنده گیتی تنها ۵ درصد از کیهان را تشکیل می‌دهد. حدود ۲۷ درصد کیهان از ماده تاریک تشکیل شده و ۶۸ درصد باقی‌مانده نیز از چیزی تشکیل شده که انرژی تاریک نام دارد.
با این حال، هنوز هیچ‌کس به درستی نمی‌داند که ماده تاریک چیست و یا دقیقا چرا گیتی در حال انبساط است. بر اساس نظریه‌های کیهان‌شناسی امروز، عامل انبساط شتاب‌دار عالم، انرژی تاریک است؛ انرژی مرموزی که در حدود ۵ میلیارد سال پیش، یعنی زمانی که کیهان تنها ۹ میلیارد سال داشته، ظاهر شده است.
ما هنوز این را نمی‌دانیم که چرا انبساط گیتی در ۵ میلیارد سال پیش شتاب گرفته و چرا پیش از آن انبساط گیتی در اثر نیروی گرانش در حال کاهش بوده است.
این ابهام در شناخت ماهیت مرموز و چگونگی رفتار انرژی تاریک سبب شده که پیش‌بینی فرجام کیهان ناممکن شود. بر اساس برخی از نظریه‌های کیهان‌شناسی، در صورتی که انبساط گیتی ادامه پیدا کند، سراسر هستی، از کهکشان‌ها گرفته تا ستارگان و اتم‌ها و ذرات زیراتمی و حتی خود فضازمان، در حدود ۲۲ میلیارد سال آینده در خلال رخدادی به نام مِه‌گسست (Big Rip)، از هم می‌گسلد و گیتی دچار فروپاشی می‌شود.
البته این را نیز باید در نظر گرفت که شاید بشر برای یافتن پاسخ به این پرسش‌ها زمان بیشتری لازم داشته باشد. واقعیت این است که ما تازه از سال ۱۹۹۸ به این سو دریافته‌ایم که انبساط کیهان خطی نیست، بلکه شتاب‌دار است.
آینده غم‌انگیز ما
همان‌گونه که اشاره کردیم، کیهان‌شناسی امروز هنوز بر سر این که فرجام گیتی چه خواهد شد به نتیجه نهایی نرسیده است. سناریوهای اصلی از جمله مِه‌گسست و یا حتی مِه‌رُمب (بیگ‌کرانچ) صرفا سناریوهایی به شمار می‌روند که هیچ کدام قطعیت ندارند و این که گیتی روند وارونه بیگ‌بنگ (مهبانگ) را طی کند و یا تا مرز فروپاشی انبساط پیدا کند، مشخص نیست.
حتی مدل‌سازی‌هایی، از جمله پژوهش پل اشتاینهارد از دانشگاه پرینستون در نیوجرسی، وجود دارد که بر اساس آن، گیتی ممکن است انبساط خود را به مراتب زودتر از این‌ها کُند و متوقف کند و روند وارونه و انقباضی پیش بگیرد.
این مدل‌سازی می‌گوید، نوعی از انرژی تاریک یعنی کوینتسنس می‌تواند خیلی زود، یعنی در حدود ۱۰۰ میلیون سال آینده، به پایان سلطه انبساط شتاب‌دار کیهان منجر شود و در پی این تغییر، یک انتقال آرام از فاز انبساط به فاز انقباض رخ دهد.
کوینتسنس در کنار مدل‌های فانتوم، انرژی تاریک دینامیکی خلأ و همچنین انرژی تاریک دینامیکی، یکی از مدل‌های انرژی تاریک محسوب می‌شود. با این حال لازم است که باز هم تاکید شود، این‌مدل‌ها هیچ‌کدام مدل‌های قطعی نیستند و واقعیت این است که هنوز نمی‌دانیم انرژی تاریک چیست.
لارنس کراوس، فیزیک‌دان مشهور، در فصل ۷ کتاب "گیتی از هیچ" با در نظر گرفتن این که انبساط گیتی ادامه خواهد یافت، سناریوی غم‌انگیزی را درباره فرجام هستی طرح می‌کند. او می‌نویسد که انبساط شتاب‌دار کیهان در نهایت سبب می‌شود که کل گیتی مشاهده‌پذیر از دایره مشاهده خارج شود.
این به معنای آن است که کهکشان‌های مشاهده‌پذیر کنونی که می‌توانیم آن‌ها را رصد کنیم، در آینده با سرعتی بیش از سرعت نور از ما دور خواهند شد و نور آن‌ها دیگر هرگز به ما نخواهد رسید.
این اتفاق اگرچه رخدادی دفعی نیست و فرایندی طولانی است که در آن، نور مرئی، جابه‌جایی به سرخ (redshift) پیدا می‌کند و به تدریج تبدیل به فروسرخ، مایکروویو، امواج رادیویی و... می‌شود. بر این اساس، کهکشان‌ها در حدود ۲ تریلیون سال دیگر به نقطه‌ای خواهند رسید که دیگر هیچ چیزی، مطلقا هیچ چیزی، از آن‌ها به ما نخواهد رسید.
بیایید فرض کنیم که در ۲ تریلیون سال آینده ستاره‌ای باقی مانده که سیاره‌ای میزبان حیات دارد و حیات هوشمندی در آن شکل گرفته است. در نهایت شگفتی، دانشمندان این تمدن هوشمند فرضی، هیچ گواه و شاهدی مبنی بر اینکه ما در یک گیتی در حال انبساط زندگی می‌کنیم نخواهند داشت.
به بیان دیگر، دانشمندان فرضی در تمدنی هوشمند در ۲ تریلیون سال آینده، دوباره به همان دیدگاهی خواهند رسید که ما اینجا بر روی زمین پیش از سال ۱۹۳۰ میلادی داشتیم و گیتی را ایستا و جاودانه می‌پنداشتیم.
در چنین آینده دوری، هیچ نشانه‌ای از بیگ‌بنگ به جا نخواهد ماند. اگر تمدن فرضی هوشمندی روی زمین وجود داشته باشد، در اطراف خود فقط کهکشان‌های خوشه محلی را مشاهده می‌کند و هیچ ستاره‌ای، کهکشانی، اختروشی یا حتی ابرهای گازی بزرگی در دیدرس این تمدن نخواهد بود.
به گفته دانشمندان، در حدود یک تریلیون سال دیگر همه کهکشان‌های گروه محلی ما احتمالا تبدیل به یک شبه‌کهکشان عظیم خواهند شد. تحقیقات، رصدها و مشاهدات تمدن فرضی آینده در آن دوران شبیه به دیدگاه ستاره‌شناسان در سال ۱۹۱۵ خواهد شد که کل گیتی را متشکل از یک کهکشان می‌دانستند که در چنبره فضایی وسیع، تهی و ایستا واقع شده است؛ درست شبیه به یکی از پرسش‌های اساسی در مناظره مشهور در سال ۱۹۲۰ بین دو کیهان‌شناس به نام‌های شیپلی و کرتیس، که به مناظره بزرگ (Great Debate) مشهور شد. در آن مناظره بحث بر سر اندازه کهکشان راه شیری بود که در آن زمان تصور می‌شد تمام گیتی را تشکیل می‌دهد.
واقعیت این است که ما تنها چند صد میلیارد سال زمان داریم که بتوانیم با مشاهده گیتی انبساط آن را نتیجه بگیریم و یا دریابیم که گیتی با مهبانگ آغاز شده است. در زمانی که این متن را می‌خوانید، فراوانی عناصر سبک یعنی هیدروژن و هلیم و لیتیوم در کیهان، گواه محکمی بر این است که گیتی با بیگ‌بنگ آغاز شده است.
اما یک تریلیون سال دیگر، این رد پا و امضا از بین خواهد رفت. تا آن زمان، ستاره‌ها مدام هیدروژن می‌سوزانند و هلیوم می‌سازند. به بیان دیگر در یک تریلیون سال آینده، هلیوم ساخته‌شده در ستارگان به قدری زیاد خواهد شد که دیگر از فراوانی آن هیچ نتیجه خاصی نمی‌توان گرفت و نمی‌توان آن را گواهی بر تایید نظریه بیگ‌بنگ دانست.
در آن زمان، تابش زمینه کیهانی (CMB) که یکی از مهم‌ترین شواهد به سود نظریه بیگ‌بنگ محسوب می‌شود نیز از دسترس خارج می‌شود و حتی حساس‌ترین دستگاه‌ها نیز نخواهند توانست آن را آشکارسازی کنند. از این رو، زمانی که گیتی به حدود ۵۰ برابر سن کنونی خود برسد، هیچ اثر و ردپایی از اینکه گیتی چگونه آغاز شده و یا در حال انبساط است وجود نخواهد داشت.
بنابراین، تمدن هوشمند فرضی آن زمان، در گوشه‌ای از گیتی منزوی خواهد شد و در یک جزیره کیهانی عظیم، تنها خواهد افتاد و هیچ نور یا موجی از کهکشان‌های دوردست عالم به او نخواهد رسید.
آلن لایتمن، فیزیک‌دان آمریکایی، در مقدمه کتاب "گیتی تورمی" آلن گوت می‌نویسد: «هر فرهنگی کیهان‌شناسی خود را دارد. به عبارتی، روایت خود از این موضوع را دارد که عالم چگونه به وجود آمده، از چه چیزی ساخته شده و به کدام سو می‌رود.»
از این منظر، کیهان‌شناسی خواه ناخواه با جهان‌بینی و فلسفه زندگی که در ذهن هر یک از ماست ارتباط دارد. پاسخ به این پرسش که گیتی چگونه به وجود آمده است، ازلی و ابدی است یا میرا و فانی، در احساس و ادراک ما نسبت به هستی تاثیر می‌گذارد و افزون بر این، نگاه ما به ماهیت و وجود خودمان را نیز تغییر می‌دهد.
اگر در نظر بگیریم که در حدود ۱۰ درصد ماده بدن ما در بیگ‌بنگ ایجاد شده (هیدروژن)، ۲۲٪ از ستارگان کم‌جرم (کربن و نیتروژن)، ۶۷٪ از ستارگان عظیم و رُمبش هسته ابرنواختر‌ها (اکسیژن، کلسیم، فسفر و پتاسیم، گوگرد،پتاسیم، کلر،منیزیم)، ۱٪ کوتوله‌های سفید (کلسیم، گوگرد و آهن)، و حدود ۰.۱٪ نیز در نتیجه ادغام ستاره‌های نوترونی تشکیل شده است، احساس و ادراک متفاوتی نسبت به مقوله حیات یا بدن خود خواهیم داشت.
با وجود پیشرفت‌های عظیم علمی در قرن اخیر، هنوز شناخت و درک درستی از ماهیت کیهان وجود ندارد و پاسخ بسیاری از پرسش‌ها همچنان در هاله‌ای از ابهام است. آنچه می‌دانیم این است که ماده معمولی شکل‌دهنده گیتی تنها ۵ درصد از کیهان را تشکیل می‌دهد. حدود ۲۷ درصد کیهان از ماده تاریک تشکیل شده و ۶۸ درصد باقی‌مانده نیز از چیزی تشکیل شده که انرژی تاریک نام دارد.
با این حال، هنوز هیچ‌کس به درستی نمی‌داند که ماده تاریک چیست و یا دقیقا چرا گیتی در حال انبساط است. بر اساس نظریه‌های کیهان‌شناسی امروز، عامل انبساط شتاب‌دار عالم، انرژی تاریک است؛ انرژی مرموزی که در حدود ۵ میلیارد سال پیش، یعنی زمانی که کیهان تنها ۹ میلیارد سال داشته، ظاهر شده است.
ما هنوز این را نمی‌دانیم که چرا انبساط گیتی در ۵ میلیارد سال پیش شتاب گرفته و چرا پیش از آن انبساط گیتی در اثر نیروی گرانش در حال کاهش بوده است.
این ابهام در شناخت ماهیت مرموز و چگونگی رفتار انرژی تاریک سبب شده که پیش‌بینی فرجام کیهان ناممکن شود. بر اساس برخی از نظریه‌های کیهان‌شناسی، در صورتی که انبساط گیتی ادامه پیدا کند، سراسر هستی، از کهکشان‌ها گرفته تا ستارگان و اتم‌ها و ذرات زیراتمی و حتی خود فضازمان، در حدود ۲۲ میلیارد سال آینده در خلال رخدادی به نام مِه‌گسست (Big Rip)، از هم می‌گسلد و گیتی دچار فروپاشی می‌شود.
البته این را نیز باید در نظر گرفت که شاید بشر برای یافتن پاسخ به این پرسش‌ها زمان بیشتری لازم داشته باشد. واقعیت این است که ما تازه از سال ۱۹۹۸ به این سو دریافته‌ایم که انبساط کیهان خطی نیست، بلکه شتاب‌دار است.
آینده غم‌انگیز ما
همان‌گونه که اشاره کردیم، کیهان‌شناسی امروز هنوز بر سر این که فرجام گیتی چه خواهد شد به نتیجه نهایی نرسیده است. سناریوهای اصلی از جمله مِه‌گسست و یا حتی مِه‌رُمب (بیگ‌کرانچ) صرفا سناریوهایی به شمار می‌روند که هیچ کدام قطعیت ندارند و این که گیتی روند وارونه بیگ‌بنگ (مهبانگ) را طی کند و یا تا مرز فروپاشی انبساط پیدا کند، مشخص نیست.
حتی مدل‌سازی‌هایی، از جمله پژوهش پل اشتاینهارد از دانشگاه پرینستون در نیوجرسی، وجود دارد که بر اساس آن، گیتی ممکن است انبساط خود را به مراتب زودتر از این‌ها کُند و متوقف کند و روند وارونه و انقباضی پیش بگیرد.
این مدل‌سازی می‌گوید، نوعی از انرژی تاریک یعنی کوینتسنس می‌تواند خیلی زود، یعنی در حدود ۱۰۰ میلیون سال آینده، به پایان سلطه انبساط شتاب‌دار کیهان منجر شود و در پی این تغییر، یک انتقال آرام از فاز انبساط به فاز انقباض رخ دهد.
کوینتسنس در کنار مدل‌های فانتوم، انرژی تاریک دینامیکی خلأ و همچنین انرژی تاریک دینامیکی، یکی از مدل‌های انرژی تاریک محسوب می‌شود. با این حال لازم است که باز هم تاکید شود، این‌مدل‌ها هیچ‌کدام مدل‌های قطعی نیستند و واقعیت این است که هنوز نمی‌دانیم انرژی تاریک چیست.
لارنس کراوس، فیزیک‌دان مشهور، در فصل ۷ کتاب "گیتی از هیچ" با در نظر گرفتن این که انبساط گیتی ادامه خواهد یافت، سناریوی غم‌انگیزی را درباره فرجام هستی طرح می‌کند. او می‌نویسد که انبساط شتاب‌دار کیهان در نهایت سبب می‌شود که کل گیتی مشاهده‌پذیر از دایره مشاهده خارج شود.
این به معنای آن است که کهکشان‌های مشاهده‌پذیر کنونی که می‌توانیم آن‌ها را رصد کنیم، در آینده با سرعتی بیش از سرعت نور از ما دور خواهند شد و نور آن‌ها دیگر هرگز به ما نخواهد رسید.
این اتفاق اگرچه رخدادی دفعی نیست و فرایندی طولانی است که در آن، نور مرئی، جابه‌جایی به سرخ (redshift) پیدا می‌کند و به تدریج تبدیل به فروسرخ، مایکروویو، امواج رادیویی و... می‌شود. بر این اساس، کهکشان‌ها در حدود ۲ تریلیون سال دیگر به نقطه‌ای خواهند رسید که دیگر هیچ چیزی، مطلقا هیچ چیزی، از آن‌ها به ما نخواهد رسید.
بیایید فرض کنیم که در ۲ تریلیون سال آینده ستاره‌ای باقی مانده که سیاره‌ای میزبان حیات دارد و حیات هوشمندی در آن شکل گرفته است. در نهایت شگفتی، دانشمندان این تمدن هوشمند فرضی، هیچ گواه و شاهدی مبنی بر اینکه ما در یک گیتی در حال انبساط زندگی می‌کنیم نخواهند داشت.
به بیان دیگر، دانشمندان فرضی در تمدنی هوشمند در ۲ تریلیون سال آینده، دوباره به همان دیدگاهی خواهند رسید که ما اینجا بر روی زمین پیش از سال ۱۹۳۰ میلادی داشتیم و گیتی را ایستا و جاودانه می‌پنداشتیم.
در چنین آینده دوری، هیچ نشانه‌ای از بیگ‌بنگ به جا نخواهد ماند. اگر تمدن فرضی هوشمندی روی زمین وجود داشته باشد، در اطراف خود فقط کهکشان‌های خوشه محلی را مشاهده می‌کند و هیچ ستاره‌ای، کهکشانی، اختروشی یا حتی ابرهای گازی بزرگی در دیدرس این تمدن نخواهد بود.
به گفته دانشمندان، در حدود یک تریلیون سال دیگر همه کهکشان‌های گروه محلی ما احتمالا تبدیل به یک شبه‌کهکشان عظیم خواهند شد. تحقیقات، رصدها و مشاهدات تمدن فرضی آینده در آن دوران شبیه به دیدگاه ستاره‌شناسان در سال ۱۹۱۵ خواهد شد که کل گیتی را متشکل از یک کهکشان می‌دانستند که در چنبره فضایی وسیع، تهی و ایستا واقع شده است؛ درست شبیه به یکی از پرسش‌های اساسی در مناظره مشهور در سال ۱۹۲۰ بین دو کیهان‌شناس به نام‌های شیپلی و کرتیس، که به مناظره بزرگ (Great Debate) مشهور شد. در آن مناظره بحث بر سر اندازه کهکشان راه شیری بود که در آن زمان تصور می‌شد تمام گیتی را تشکیل می‌دهد.
واقعیت این است که ما تنها چند صد میلیارد سال زمان داریم که بتوانیم با مشاهده گیتی انبساط آن را نتیجه بگیریم و یا دریابیم که گیتی با مهبانگ آغاز شده است. در زمانی که این متن را می‌خوانید، فراوانی عناصر سبک یعنی هیدروژن و هلیم و لیتیوم در کیهان، گواه محکمی بر این است که گیتی با بیگ‌بنگ آغاز شده است.
اما یک تریلیون سال دیگر، این رد پا و امضا از بین خواهد رفت. تا آن زمان، ستاره‌ها مدام هیدروژن می‌سوزانند و هلیوم می‌سازند. به بیان دیگر در یک تریلیون سال آینده، هلیوم ساخته‌شده در ستارگان به قدری زیاد خواهد شد که دیگر از فراوانی آن هیچ نتیجه خاصی نمی‌توان گرفت و نمی‌توان آن را گواهی بر تایید نظریه بیگ‌بنگ دانست.
در آن زمان، تابش زمینه کیهانی (CMB) که یکی از مهم‌ترین شواهد به سود نظریه بیگ‌بنگ محسوب می‌شود نیز از دسترس خارج می‌شود و حتی حساس‌ترین دستگاه‌ها نیز نخواهند توانست آن را آشکارسازی کنند. از این رو، زمانی که گیتی به حدود ۵۰ برابر سن کنونی خود برسد، هیچ اثر و ردپایی از اینکه گیتی چگونه آغاز شده و یا در حال انبساط است وجود نخواهد داشت.
بنابراین، تمدن هوشمند فرضی آن زمان، در گوشه‌ای از گیتی منزوی خواهد شد و در یک جزیره کیهانی عظیم، تنها خواهد افتاد و هیچ نور یا موجی از کهکشان‌های دوردست عالم به او نخواهد رسید.
