خانه تکانی دنیای علم با آشکار سازی امواج گرانشی

چیزی نزدیک به صد سال قبل آلبرت انیشتین نظریه ی مشهور خود یعنی نظریه ی نسبیت عام را در علم فیزیک مطرح ساخت. به طور حتم یکی از ویژگی های مهم هر نظریه بیان فرضیه ها و معادلاتی است که نیاز به اثبات عملی دارند. امری که نظریه ی نسبیت عام نیز عاری از آن به نظر نمی رسید. در واقع این نظریه پیش فرض ها و پیش بینی هایی را مطرح می ساخت که برخی از آن ها نیاز به کشف عینی داشتند. امری که در طی مدت زمانی که از مطرح شدن این نظریه می گذرد به تدریج محقق گردید و از این رو بسیاری از موارد مطرح شده در نظریه ی نسبیت عام در در طول زمان قدرت و عینیت بیشتری به خود گرفتند. با این حال هنوز هم برای برخی از فرضیه های مطرح شده در این نظریه متر و معیار عینی و چندان قابل لمسی وجود نداشت و از این رو موارد مذکور همچنان در قامت فرضیه های به ثبت رسیده بر روی کاغذ باقی مانده بودند. اما طی هفته ی اخیر شاهد عینی گشتن بخش دیگری از فرضیه های مطرح شده در نظریه ی نسبیت عام بودیم.

یکی از موارد مطرح شده در نظریه ی نسبیت عام انیشتین وجود امواج گرانشی بود که برخی از پیش فرض ها و پیش بینی ها را در علم فیزیک مطرح می ساخت. بر طبق فرضیه ی وجود امواج گرانشی، هنگامی که جاذبه یا گرانش یک جسم با تغییراتی همراه شود، موجی از آن در فضا انتشار می یابد که به آن موج گرانشی می گویند. اما نکته این جاست که با وجود شواهد و مدارک فراوان و قابل اتکایی مبنی بر اثبات وجود امواج گرانشی، تا پیش از این هیچ کدام از دانشمندان ، پژوهشگران و فیزیکدانان نتوانسته بودند در عمل امواج گرانشی مذکور را آشکار ساخته و وجود آن ها را به شکل واضح و عینی به اثبات برسانند (بنا بر این تا وقتی پری دریایی را به چشم ندیده باشی وجود او همچنان یک افسانه و فرضیه خواهد بود!). با این حال تیمی از پژوهشگران امریکایی که با نام لایگو شناخته می شوند ظرف روز های اخیر بالاخره موفق به اکتشاف و آشکار سازی امواج گرانشی گردیدند. در واقع این برای نخستین بار است که انسان ها موفق به آشکار سازی امواج گرانشی بر روی زمین می شوند. این در حالی است که تا پیش از این طیف های گوناگون و گسترده ای از امواج نظیر نور یا گونه های مختلف امواج الکترو مغناطیسی از نقاط گوناگون کهکشان و حتی دور ترین نقاط کائنات به زمین رسیده بود و پژوهشگران به بهترین شکل ممکن موفق به کشف و آشکار سازی آن ها شده بودند. با این حال امواج گرانشی به همین راحتی دم به تله نمی دانند و به علت ضعیف بودن آن ها نسبت به امواج نامبرده، تا کنون به شکل عینی کشف نشده بودند. به عنوان مثال می توانید سنگ بسیار کوچکی را تصور کنید که به درون دریاچه ی بسیار بزرگی پرتاب می شود و امواج بی نهایت محو و زود گذری را از خود به جا می گذارد. در واقع امواج گرانشی نیز نظیر همین موج های محو، انحنا ها و پالس های فراری در بستر فضا – زمان بودند که شکار کردن یا رصد شدن آن ها توسط انسان به همین راحتی امکان پذیر نبود. اما در نهایت این مخلک هم پس از چندین بار جستن عاقبت به دام انسان ها افتاد!

یکی از گونه های مهم اجرام آسمانی که به دلیل بهره بردن از جرم فراوان پتانسیل بسیار بالایی را برای ساطع کردن امواج گرانشی از خود دارند سیاهچاله ها هستند. در واقع گروه پژوهشی لایگو با تمرکز بر این حقیقت و رصد کردن سیاهچاله ها در نهایت موفق به کشف و آشکار سازی امواج گرانشی حاصل از برخورد دو سیاهچاله با یکدیگر شدند. امواجی بسیار ضعیف که البته تیم لایگو به موجب تلاش های فراوان و شبانه روزی خود با دقت و وضوح قابل توجهی به شکار آن ها پرداخته اند. البته امواج گرانشی را علاوه بر مواردی نظیر برخورد و در هم فرو رفتن سیاهچاله های پر جرم، در جریان برخورد ستاره های نوترونی با یکدیگر نیز می توان کشف و رصد کرد و صد البته لحظه ی مهبانگ یکی از موقعیت های مهم ساطع شدن این امواج به شمار می رود. به هر حال کشف عینی امواج گرانشی توسط اعضای تیم پژوهشی لایگو می تواند یک تکان اساسی به بحث فیزیک کوانتوم و فرضیه های مهم موجود در علم فیزیک بدهد. به این معنی که بسیاری از نظریه ها و فرضیه های مهم علم فیزیک و حتی کیهان شناسی به موجب این اکتشاف جدید تقویت شده و در عین حال برخی از فرضیه های علم فیزیک و کیهان شناسی نیز (که البته تعدادی از آن ها بر اساس مباحث مربوط به فیزیک کلاسیک پایه ریزی شده اند) سست شده یا رد خواهند گردید. به عنوان مثال کشف عینی امواج گرانشی علاوه بر تایید موارد مذکور در نظریه ی نسبیت عام موجب استحکام هر چه بیشتر نظریه ی تورم کیهانی نیز می شود. نظریه ای که جهان را در بدو پیدایش خود با یک افزایش قابل توجه در میزان حجم آن همراه می داند و معتقد است که جهان در همان بدو پیدایش به یک باره انبساط چشمگیری را تجربه کرده یا به عبارتی متورم شده است. در عین حال اگر شاهد گام های رو به جلو در جهت تایید هر چه بیشتر نظریه ی تورم کیهانی باشیم، به همان نسبت شانس وجود جهان های موازی در عمل افزایش بیشتری خواهد یافت. به عبارت بهتر اکتشاف عینی امواج گرانشی می تواند مقدمه ای برای تایید فرضیه ی وجود جهان های موازی باشد و در ادامه ی راه بی پایان علم، پژوهشگران با توجه به دستاورد های حاصل شده از این کشف جدید به اثبات این نکته بپردازند که در پیرامون جهان ما جهان های موازی گوناگونی وجود دارند که هر کدام از آن ها از این پتانسیل برخوردارند تا از قوانین کاملاً متفاوتی به نسبت جهان ما بهره مند باشند (به عنوان مثال جهان هایی را فرض کنید که تنها به سه بعد یا چهار بعد محدود نیستند و از ابعاد بیشتری نسبت به جهان ما برخوردارند. البته عکس این قضیه هم می تواند صادق باشد). همچنین با تحلیل هر چه بیشتر دستاورد های مربوط به کشف عینی امواج گرانشی، فیزیکدانان و پژوهشگران علم کیهان شناسی می توانند یک گام دیگر به سمت رد کامل نظریه ی جهان های چرخه وار بپردازند و این نکته را به شکل صد در صد به اثبات برسانند که پدیده ی مهبانگ در اثر برخورد لایه ی بیرونی جهان ما با جهان موازی دیگری پدید نیامده است و در واقع پدیداری مهبانگ های مختلفی در نقاط گوناگون کائنات زمینه ساز پیدایش جهان های متمایزی شده اند که جهان ما نیز یکی از آن ها به شمار می رود. در پایان متن پیش رو باید به این نکته اشاره کرد که این اکتشاف جدید گام بسیار مهمی در جهت پیشرفت هر چه بیشتر علم محسوب می شود و در واقع بسیاری از کارشناسان امر معتقد و متفق القول هستند که اعضای تیم پژوهشی لایگو به موجب کشف عینی امواج گرانشی، بی هیچ حرف و حدیث و شک و شبهه ای قادر به کسب جایزه ی نوبل فیزیک سال جاری خواهند بود.