نظریه ریسمان های دکتر «کامران وفا»

بيگ بنگ/ شايد تصور کنيد هنوز زمان آن نرسيده است که بتوان نظريه M را بطور جدي به حيطه کيهان شناسي وارد کرد. با اين وجود فيزيکدانان تلاش کرده اند به منظور ايجاد تغييري جديد در شيوه معمول تورمي جهان، از « فيزيک پوسته ها» استفاده کنند. به گزارش بيگ بنگ، ساليان سال تصور فيزيکدان ها آن بود که فضا سه بعدي است، اما از ابتداي قرن بيستم اين تصور شروع به تغيير کرد. در ابتدا اين نظريه مطرح شد که شايد فضا چهاربعدي باشد، ولي با گذشت زمان تعداد ابعاد فضا باز هم بيشتر شد تا اينکه امروزه بهترين نظريه هاي مطرح در فيزيک، فضا را ده بعدي مي دانند. در اين تصوير، جهان ما با سه بعد فضايي، تنها يک جهان از ميان جهان هاي بي شمار شناور در پهنه کائنات است. طي سال هاي اخير، ابعاد باز هم بيشتري وارد صحنه اين نبرد شده اند. در سال ۱۹۸۴ انقلاب ابرريسمان ها به وقوع پيوست. نظريه ريسمان ها تمامي جهان را متشکل از ريسمان هاي انرژي مرتعش يک بعدي مي داند که در ۹ بعد مکاني و يک بعد زماني در حال ارتعاش هستند. سپس در سال ۱۹۹۵، «ادوارد ويتن» از موسسه مطالعات پيشرفته پرينستون امريکا و «پائول تاونسند» از دانشگاه کمبريج، بعد فضايي ديگري را نيز به نظريه ريسمان ها اضافه کرده و نظريه ديگري به نام نظريه M را ارائه کردند. اين نظريه در واقع تعميمي از نسخه هاي متفاوت نظريه ريسمان بود. اما به رغم موفقيت هاي ارزنده نظريه M، اين نظريه نيز نتوانست تفاوت هاي موجود ميان نسخه هاي مختلف نظريه هاي ريسمان را حذف کند و دقيقاً در همين جا بود که سر و کله «کامران وفا» فيزيکدان مشهور ايراني دانشگاه هاروارد به همراه رابرت برندنبرگر با ارائه ي نظريه اي به نام نظريه F پيدا شد، نظريه اي که با افزودن يک بعد جديد به نظريه M، تصويري ۱۲ بعدي را از کائنات ارائه مي دهد. نظريه پردازان مشتاقانه از نظريه F استقبال کردند، چراکه اين نظريه با بعد اضافي خود، مسائل باقي مانده در نظريه M را به خوبي حل مي کند. اما از آنجايي که بعد اضافي مطرح شده در نظريه F، بعد مکاني نيست بلکه احتمال دوبعدي بودن زمان را مطرح کرده است. اگر چنين باشد در اين صورت زمان به جاي خطي، صفحه يي خواهد بود. به اين ترتيب نه تنها امکان سفر در زمان و رفتن به گذشته و آينده وجود خواهد داشت بلکه حتي مي توان در درون تک تک لحظه ها در جهت عمود بر سير زمان نيز حرکت کرد. بنابراين شايد درون هر لحظه، ابديتي نهفته باشد و با افزودن يک بعد زماني جديد به معادله هاي توصيف کننده کائنات مي توان بسياري از مسائل حل نشده فيزيک امروز را حل کرد. رابرت برندنبرگر و کامران وفا ، به دنبال پاسخ اينکه چرا ما در فضا- زمان چهار بعدي زندگي مي کنيم، تصور کردند که شايد اين به دليل خواص ريسمان ها باشد. در سناريوي آنها، جهان در تقارن کامل شروع شده و تمام ابعاد بالاتر در مقياس پلانک پيچيده شده اند. آنچه که جهان را از انبساط بازداشته حلقه هايي از ريسمان ها بوده که به دور ابعاد مختلف محکم حلقه شده اند. آنها نشان دادند که در ابعاد فضايي سه يا کمتر، احتمال بيشتري وجود دارد که ريسمان ها و ضد ريسمان ها با يکديگر برخورد کنند. هر بار که اين تصادم رخ دهد، ريسمان ها از هم باز شده و ابعاد به بيرون مي جهاند، و در نتيجه بيگ بنگ رخ مي دهد. ويژگي جالب اين سناريو اين است که با استفاده از توپولوژي ريسمان ها مي توان بطور تقريبي توضيح داد که چرا ما در اطراف خود، اين فضا- زمان چهار بعدي آشنا را مي بينيم. با اينکه جهان هاي با ابعاد بالاتر ، محتمل هستند اما احتمال کمي وجود دارد که شاهد وجود آنها باشيم، زيرا هنوز به وسيله ريسمان ها و ضد ريسمان ها به سختي بسته و محکم شده اند. اما در نظريه M احتمالات ديگري نيز وجود دارند. اگر جهان ها بتوانند يکديگر را در بر بگيرند يا از درون هم جوانه زده و به اين ترتيب جهان هاي جديدي را توليد کنند، آنگاه شايد عکس آن نيز بتواند زخ دهد، جهان ها با يکديگر برخورد کرده، جرقه زده و جهان هاي جديدي توليد کنند. در چنين سناريويي شايد بيگ بنگ به جاي اينکه از درون يک جهان جوانه بزند، به دليل برخورد دو جهان موازي رخ مي دهد. طبق نظريه اي که مدت هاست بسياري از فيزيکدانان را به خود مشغول کرده، جهان علاوه بر سه بعد فضايي و يک بعد زماني ابعاد پنهان ديگري هم دارد. در اين جا به تشبيه ساده اي ميپردازيم: فرض کنيد جهان ما دو بعدي بود٫ در اين صورت جهان مانند ورق بود که تنها مي توانستيم جلو و عقب و چپ و راستش را ببينيم و اين گونه هيچگاه متوجه نميشديم که بعد ديگري هم زير پاي ما هست. البته نظريه «وفا» نيز مانند تمامي نظريه هاي بزرگ ديگر با چالش هايي روبه رو است که بايد به آنها پاسخ داد. سوالاتي از قبيل اينکه؛ چرا اين بعد زماني اضافي تاکنون از نگاه تيزبين دانشمندان پنهان مانده بود؟ آيا اين بعد اضافي صرفاً يک سازوکار رياضي است يا واقعاً نشان دهنده يک بعد زماني جديد در کائنات است؟ ارتباط اين بعد زماني جديد با ادراک متعارف ما نسبت به گذشته و آينده چگونه است؟ تعامل اين بعد زماني با مساله موجبيت در فيزيک به چه صورت است؟ و سوالاتي از اين قبيل. «مايکل داف» نظريه پرداز دانشگاه تگزاس در اين باره مي گويد؛ «وجود بيش از يک بعد زماني در کائنات، مساله يي بسيار حيرت انگيز و گيج کننده است.»