در جستجوی زمان موهومی

پس از سال ۱۹۸۵ كم كم مشخص شد كه تئوری تار (ریسمان) تصویر كاملی نیست. اول آن كه مشخص شد كه تارها فقط یك عضو از دسته وسیعی از موضوعاتی هستند كه می توان آنها را به بیش از یك بعد گسترش داد. پال تونسند كه همانند من یكی از اعضای بخش ریاضی كاربردی و فیزیك نظری در كمبریج است و بسیاری از پژوهش های بنیادی این حوزه را انجام داده است، نام پ-برین را برای آنها برگزیده است. هرپ-برین در جهت دارای طول است. بنابراین یك برین با تار است و برین با یك سطح یا غشا و به همین ترتیب تا آخر. به نظر می رسد كه هیچ دلیلی وجود ندارد كه تار های با را بر سایر مقدار های ممكن ترجیح دهیم. در عوض باید اصل موكراسی را بپذیریم: تمام تارها به طور برابر ایجاد شده اند.تمام تارها را می توان به عنوان راه حل هایی برای معادلات نظریه های ابرگرانش در ۱۰ یا ۱۱ بعد در نظر گرفت. هر چند كه ابعاد ۱۰ گانه یا ۱۱ گانه با فضا زمانی كه درك می كنیم، چندان شباهتی ندارد؛ اما در توجیه این نكته گفته می شود كه ۶ یا ۷ بعد دیگر چنان پیچ خورده و كوچك شده اند كه متوجه وجود آنها نمی شویم و فقط ? بعد باقیمانده را كه بزرگ و تقریباً مسطح هستند، درك می كنیم.لازم است یادآور شوم كه شخصاً از پذیرفتن ابعاد بالاتر چندان خرسند نبوده ام. اما از آنجا كه اثبات گرا هستم، پرسش «آیا ابعاد بالاتر واقعاً وجود دارند؟» بی معنی است. فقط می توان پرسید آیا مدل های ریاضیاتی با ابعاد بالاتر توصیف مناسبی از جهان ارائه می دهد یا خیر. ما تاكنون مشاهداتی نداشتیم كه برای تفسیر آنها به وجود ابعاد بالاتر نیازی باشد. با این همه این احتمال وجود دارد كه این ابعاد را در برخورد دهنده بزرگ هادرون كه در ژنو قرار دارد، مشاهده كنیم. اما آنچه كه بسیاری از افراد و از جمله مرا متقاعد ساخته است كه مدل های با ابعاد بالاتر را جدی تلقی كنند، آن است كه شبكه ای از ارتباط های غیرمنتظره كه دوگانگی نامیده می شود، در این مدل ها وجود دارد. این دوگانگی ها نشان می دهد كه مدل ها اصولاً معادل یكدیگرند، به عبارت دیگر این مدل ها جنبه های مختلف یك نظریه بنیادی هستند، كه نظریه ام-تئوری نام گرفته است.اگر وجود این شبكه از دو گانگی ها را نشانه ای از حركت در مسیر صحیح ندانیم، تقریباً مثل آن است كه فكر كنیم خداوند فسیل ها را در صخره ها قرار داده است تا داروین در مورد تكامل حیات گمراه شود. این دوگانگی ها نشان می دهد كه ۵ نظریه ابرتار مبانی فیزیكی یكسانی را بیان می كند و از لحاظ فیزیكی معادل ابرگرانش است. نمی توان گفت كه ابر تارها بنیادی تر از گرانش است یا برعكس، ابر گرانش بنیادی تر از ابرتار. بلكه این نظریه ها بیان های متفاوتی از یك نظریه بنیادی است كه هركدام از آنها برای محاسبه در موقعیت های مختلف مفید واقع می شوند. نظریه های تار برای محاسبه حوادثی كه هنگام برخورد چند ذره با انرژی بالا و تفرق آنها روی می دهد، مناسب است زیرا فاقد بی نهایت ها است. با این همه این نظریه برای توصیف چگونگی تابدار شدن جهان به وسیله انرژی تعداد زیادی ذره یا تشكیل حالت محدود مثل سیاهچاله فایده چندانی ندارد. برای چنین وضعیت هایی به ابر گرانش نیاز است كه اصولاً از نظریه فضا زمان خمیده اینشتین همراه با بعضی موضوع های دیگر تشكیل شده است. این تصویری از عمده مطالبی است كه پس از این در مورد آنها صحبت خواهم كرد.مناسب است برای تشریح اینكه چگونه تئوری كوآنتوم به زمان و فضا شكل می دهد، ایده زمان موهومی را بیان كنیم. شاید به نظر برسد زمان موهومی برگرفته از داستان های علمی تخیلی باشد، اما زمان موهومی در ریاضیات مفهومی كاملاً تعریف شده است: زمان موهومی زمانی است كه با اعداد موهومی سنجش می شود. می توان اعداد حقیقی معمولی همانند ۱، ۲، ۵/۳- و غیره را به صورت مكانشان روی خطی كه از چپ به راست امتداد دارد در نظر گرفت: صفر در وسط خط، اعداد حقیقی مثبت در سمت راست و اعداد منفی حقیقی در سمت چپ قرار دارند.اعداد موهومی را می توان به صورت مكانشان روی خط عمود در نظر گرفت: صفر باز هم در وسط خط قرار دارد، اعداد موهومی مثبت رو به بالا و اعداد موهومی منفی رو به پایین ترسیم می شود. بنابراین اعداد موهومی را می توان به صورت نوع جدیدی از اعداد، عمود بر اعداد حقیقی معمولی در نظر گرفت. از آنجایی كه این اعداد ساختاری ریاضیاتی هستند لازم نیست كه به طور فیزیكی تحقق یابند، هیچكس نمی تواند به تعداد عدد موهومی پرتقال داشته باشد یا صاحب یك كارت اعتباری با صورت حساب اعداد موهومی باشد.ممكن است كسی فكر كند كه این گفته ها به این معنی است كه اعداد موهومی فقط یك بازی ریاضی است كه با دنیای واقعی كاری ندارد. با این همه از دیدگاه فلسفه اثبات گرا نمی توان تعیین كرد كه چه چیزی واقعی است. تنها كاری كه می توانیم انجام دهیم این است كه دریابیم كدام مدل های ریاضی جهانی را كه در آن زندگی می كنیم، توصیف می كند. معلوم می شود كه مدل ریاضیاتی شامل زمان موهومی نه تنها آثاری را كه پیش از این مشاهده كردیم، پیش گویی می كند، بلكه آثاری را پیش گویی می كند كه تاكنون نتوانسته ایم اندازه گیری كنیم، ولی به دلایل دیگر، آنها را باور داشتیم. پس چه چیز واقعی و چه چیز موهومی است؟ آیا این دو فقط در ذهن ما متمایز از یكدیگرند؟نظریه نسبیت عام كلاسیك (یعنی غیر كوآنتومی) اینشتین زمان واقعی را با سه بعد دیگر فضا ادغام می كند تا فضا زمان چهار بعدی را به وجود آورد.اما جهت زمان واقعی با سه جهت دیگر زمان تفاوت داشت؛ خط جهانی یا تاریخ یك ناظر در زمان واقعی همیشه افزایش می یابد (به عبارت دیگر زمان همیشه از گذشته به سوی آینده حركت می كند.) ولی سه بعد دیگر فضا هم می توانند كاهش یابند و هم افزایش به عبارت دیگر می توان در فضا تغییر جهت داد اما نمی توان در خلاف جهت زمان حركت كرد.از طرف دیگر، از آنجایی كه زمان موهومی عمود بر زمان واقعی است، همانند جهت فضایی چهارم رفتار می كند و بنابراین زمان موهومی می تواند شامل احتمال هایی بیش از مسیر راه آهن زمان واقعی باشد كه دارای آغاز و پایان است یا روی یك مسیر بسته حركت می كند. با توجه به این مفهوم موهومی است كه می گوییم زمان دارای شكل است.
استفن هاوكینگ

منبع : خواجه نصیر