کوانتوم چیست؟ ورود به عجیب‌ترین قلمرو فیزیک
قسمت چهارم: کوانتوم؛ دنیای غیرقابل پیش‌بینی
قسمت چهارم: رویا یا واقعیت؟ آزمون بزرگ نظریه ریسمان
تا اینجا فهمیدیم که نظریه ریسمان، یک نامزد جدی برای معادله خداست. ایده‌ای فوق‌العاده که می‌خواهد همه‌ی طبیعت – از گرانش گرفته تا کوانتوم – را در یک زبان واحد توضیح دهد. اما سوالی مهم ذهن همه را مشغول کرده: آیا می‌توان این نظریه را در عمل آزمود؟
در فصل‌های ۷ و ۸، میچیو کاکو به سراغ همین سوال می‌رود. او نشان می‌دهد که نظریه ریسمان برخلاف تصور، فقط یک حدس شاعرانه نیست – بلکه در حال عبور از مرحله‌ی آزمایش است.
آزمایشگاهی به اندازه کیهان
یکی از ایرادهایی که به نظریه ریسمان وارد می‌شود این است: برای دیدن ریسمان‌ها باید به مقیاس‌هایی خیلی خیلی کوچک برویم. حتی کوچک‌تر از ذراتی که الان می‌شناسیم. برای رسیدن به این سطح از انرژی، به شتاب‌دهنده‌ای نیاز داریم که چند سال نوری طول دارد!
اما کاکو می‌گوید: اگر ما نمی‌توانیم به دنیای ریسمان‌ها برویم، شاید بتوانیم اثرات آن‌ها را در جهان بزرگ‌تر ببینیم. مثلاً در:
- آغاز جهان (بیگ بنگ)
- امواج گرانشی
- انحنای نور در فضا
- توزیع ماده تاریک
مثال:
فرض کن نتوانی موتور درون یک ساعت را ببینی، اما بتوانی از صدای تیک‌تاک و حرکت عقربه‌ها، بفهمی درون آن چرخ‌دنده هست. نظریه ریسمان هم همین‌طور است: شاید نتوانیم خود ریسمان‌ها را ببینیم، ولی اثرشان را در جاهای دیگر پیدا کنیم.
برخورددهنده‌ی هادرونی بزرگ (LHC)
در نزدیکی ژنو، یک ماشین عظیم زیر زمین ساخته‌اند: برخورددهنده‌ی هادرونی بزرگ یا LHC. در آن، ذرات با سرعت نزدیک به نور به یکدیگر کوبیده می‌شوند تا شرایط ابتدایی جهان را بازسازی کنند.
کاکو می‌گوید: اگر نظریه ریسمان درست باشد، ممکن است در این برخوردها چیزهای عجیبی ظاهر شوند، مثل:
- ذرات اضافی که در نظریه‌های معمولی وجود ندارند
- ابعاد پنهان
- یا حتی مینی سیاه‌چاله‌ها
تا حالا این اتفاق نیفتاده، اما تلاش ادامه دارد.
ماده تاریک: سرنخی از جهان پنهان؟
یکی از بزرگ‌ترین اسرار کیهان، ماده تاریک است. چیزی که آن را نمی‌بینیم، اما می‌دانیم هست – چون اثر گرانشی‌اش بر کهکشان‌ها قابل اندازه‌گیری است.
فیزیک استاندارد نمی‌تواند توضیح دهد ماده تاریک از چیست. اما نظریه ریسمان می‌گوید شاید این ماده از ذراتی در ابعاد دیگر ساخته شده باشد. این یعنی جهان ما فقط بخش کوچکی از یک واقعیت بسیار بزرگ‌تر است.
مثال:
جهان ما شاید مثل صفحه‌ای نازک از یک کتاب باشد؛ در حالی که بقیه صفحات (ابعاد دیگر) هم وجود دارند، اما ما فقط صفحه‌ی خودمان را می‌بینیم. ماده تاریک ممکن است از چیزهایی باشد که در صفحات دیگر قرار دارند.
جهان‌های موازی و سرنوشت ما
کاکو در این بخش از کتاب وارد قلمرو هیجان‌انگیزتری می‌شود: جهان‌های موازی. اگر نظریه ریسمان درست باشد و ابعاد دیگر واقعاً وجود داشته باشند، این احتمال هست که:
- جهان‌های دیگری کنار ما باشند
- هر کدام با قوانین فیزیکی متفاوت
- شاید حتی با موجوداتی دیگر
او می‌گوید: ما شاید تنها ساکنان این کیهان نباشیم. و نظریه ریسمان، نخستین نظریه‌ای‌ست که امکان وجود جهان‌های موازی را به زبان ریاضی توصیف می‌کند.
شک‌ها و نقدها
در پایان این فصل‌ها، کاکو با صراحت می‌گوید: نظریه ریسمان هنوز ثابت نشده. برخی دانشمندان آن را فقط یک بازی ریاضی می‌دانند. چون تاکنون پیش‌بینی خاصی که به‌طور قاطع در آزمایشگاه تأیید شود، از آن بیرون نیامده است.
اما کاکو می‌گوید: مهم نیست که امروز این نظریه اثبات نشده، مهم این است که بهترین و تنها چارچوبی است که می‌تواند تمام فیزیک را یکپارچه کند. همان چیزی که اینشتین دنبال آن بود.
پایان قسمت چهارم: در لبه‌ی علم
در فصل‌های ۷ و ۸، کاکو با دقت نشان می‌دهد که نظریه ریسمان در حال تبدیل شدن از یک «فلسفه ریاضی» به یک «علم تجربی» است. هنوز راه درازی در پیش داریم، ولی چشم‌انداز آن روشن است: فهم عمیق‌تری از هستی، و شاید ورود به جهانی پنهان در دل واقعیت.
در قسمت بعدی، وارد فصل‌هایی می‌شویم که به آینده اختصاص دارند – آینده علم، بشریت، و جایی که ممکن است «معادله خدا» ما را ببرد…
