درآمد
فلسفه علم و فلسفه دين هر تعريفي داشته باشند و هر قدر در مورد نوع و سعه و ضيق حيطههاي پژوهشي آنها اختلاف نظر باشد، فلاسفه علم و فيلسوفان دين در اين نكته اتفاق نظر دارند كه بحث و بررسي پيرامون نقاط اشتراك علم و دين و فلسفه و ملزومات فلسفي و ديني نظريّههاي علمي از وظايف و دل مشغوليهاي اصلي آنها بايد باشد.
كيهانشناسي و بحث از آغاز و انجام جهان از همين دسته مقولات است كه پيوند و مرز مشترك بين علم (فيزيك) و فلسفه و دين در آن به خوبي نمايان و هويدا است؛ لذا دور از انتظار نيست كه مباحث آن به عنوان يكي از مهمترين مسائل در فلسفههاي علم و دين مورد بحث و بررسي قرار گيرد. چنين رويكرد فلسفي و ديني به كيهانشناسي بويژه پس از ظهور و شيوع نظريّه انفجار بزرگ در زمينه پيدايش عالم گسترش فراواني يافته است. همين نكته، نشان دهنده ضرورت و اهميّت آشنائي دانشجويان فلسفه و طلاّب علوم ديني با نظريّههاي جديد علمي پيرامون آغاز جهان است؛ بطوري كه امروزه هرگونه بحث در اين مقوله بدون آگاهي از مباحث علمي پيرامون آن ابتر و ناقص خواهد بود.
قبل از رنسانس و ظهور علم نوين و در طول دوران سيطره فلسفه افلاطوني و فيزيك ارسطوئي بر دانش بشري، فلسفه محوريّت اصلي را در مباحث كيهانشناسي عهدهدار بود و علم و دين متناسب با نگرشهاي فلسفي تفسير ميشدند. امّا ، پس از رنسانس كه علوم تجربي جايگاه رفيعتري يافتند، هرچند با تغيير جايگاه، فلسفه ناچار شد خود را با علم هماهنگ سازد و با همين انگيزه كانت كوشيد تا متافيزيكي متناسب با فيزيك نيوتني بنا كند، امّا كيهانشناسي همچون گذشته به تبعيّت از طبقهبندي كريستين ولف كه كانت نيز از وي پيروي نمود، در طبقهبندي علوم و در تمايز صريح با فيزيك در عداد الهيّات و روانشناسي از بخشهاي متافيزيك خاص به شمار آمد كه با جهان طبيعت در كلّيترين وجوه آن سروكار داشت.1 اين تقسيمبندي تا اوايل قرن بيستم دست نخورده باقي ماند تا اين كه با ظهور دو نظريّه اساسي كيهانشناسي نوين يعني نسبيّت عام و كوانتوم مكانيك، كيهانشناسي به يكي از شاخههاي مهم و اساسي علوم نوين تبديل شد و همراه آن، اصطلاحات فلسفي نيز وارد حيطه فيزيك و كيهانشناسي شدند.
در اين مقاله، ابتدا اصول و مباني نظريّههاي علمي و همچنين فرضهايبنيادين كيهانشناسي نوين كه مدلهاي جديد كيهانشناسي مبتني بر آنها هستند، به اجمال مطرح شدهاند و در پي آن مهمترين مدلهاي كيهانشناسي نوين، كه امروزه مقبوليّت بيشتري دارند به همراه نارسائيها و اشكالات علمي آنها مورد بحث و بررسي قرار گرفتهاند. براي پرهيز از دشواري بحث، حتّيالامكان از طرح روابط و معادلات رياضي اجتناب شده است كه البتّه طالبان مباحث عميقتر چارهاي جز رجوع به آنها ندارند. پينوشتهاي مفصّل مقاله راهنماي خوبي در اين زمينه ميتواند باشد. بحث گسترده پيرامون ملزومات و نتايج فلسفي و ديني اين مدلها خود مقاله مستقلّي ميطلبد كه با اميد به لطف خداوند، تدوين و منتشر خواهد شد.
كيهانشناسي نوين و مبدأ عالم
كيهانشناسي در معناي عامّ آن مطالعه ساختار و تحوّل جهان به مثابه يك كلّ در مقياس كلان است2 كه از دو واژه يوناني Kosmos به معناي نظم، هماهنگي و كيهان و Logia از Legein به معناي نطق و سخن مشتق شده است.3 هرچند جاذبه آسمان پرستاره به گونهاي بوده است كه پيشينه مطالعه و بررسي كيهان به قدمت تمدّن و فرهنگ بشري است، بطوري كه در برخــي از تمدّنهاي كهن اندازهگيريهاي به عمل آمده در مورد پديدههاي نجومي با توجّه به مقادير فعلي از دقّت حيرتآوري برخوردار بوده است،4 امّا شروع كيهانشناسي نوين از مقالهاي است كه در سال 1917 توسّط آلبرت اينشتين تحت عنوان «ملاحظات كيهان شناختي در نظريّه نسبيّت عمومي» انتشار يافت. وي در اين مقاله كوشيد با استفاده از معادلات ميدان و چند پيشفرض ديگر از قبيل توزيع يكنواخت مادّه در سراسر فضا، ايستا بودن عالم و يا ثابت بودن چگالي جهان در زمان و برخي مقبولات ديگر، خواصّ فيزيكي عالم را استنتاج كند.5 اين معادلات با اصلاحات به عمل آمده در آن و به همراه چند فرض بنيادين، زيربناي تمام مدلهاي كيهانشناسي نوين هستند.
فرضهاي بنيادين كيهانشناسي نوين
فيزيكدانان در مطالعات كيهانشناسي با طرح و حلّ مدلهاي فرضي رياضي درباره جهان به دنبال جوابهايي هستند كه در حد امكان بيشترين پديدههاي تجربي و مشاهده شده را توضيح دهد. براي جلوگيري از پيچيدگي بيش از حدّ معادلات، مهمترين فرضهايساده كننده عبارتند از:6
1- جهان، همگن (Homogeneous) است. هنگام مطالعه كيهان به عنوان يك كل، بايد از جزئيّات آشفته كننده صرفنظر كنيم. سادهترين راه چنين كاري توزيع غير يكنواختيهاي موضعي در كلّ پهنه آسمان است كه با توجّه به وسعت كيهان، معقول و منطقي است. جهانِ همگن، جهاني است كه در آن توزيع مادّه، يكنواخت و در نتيجه چگالي مادّه در تمام قسمتهاي آن كم و بيش ثابت است.
2- جهان، همسانگرد ( Isotropic )است. همسانگردي جهان به معناي يكساني خصوصيّات آن در تمام جهات فضائي است. به عبارت ديگر، الگوي سرعتها در مناطق مختلف جهان يكسان است.
3- جهان، يكنواخت است. چنين جهاني تا فواصل بياندازه زياد، خواصّ يكنواختي دارد و كهكشانهاي مختلفِ دوردست به غير از تفاوتهاي قابل پيشبيني نظير اثرات ناشي از تحوّل آنها، تفاوت اساسي با كهكشانهاي نزديك ندارند.
4- همواره قوانين يكساني بر جهان حاكم است. جهانشمولي و عموميّت قوانين فيزيكي و شيميائي كه تا كنون كشف شدهاند ويا در آينده كشف خواهند شد، فرض بنيادي ديگر در بررسي جهان است. هر چند اين فرض قابل اثبات نيست، امّا بررسي پديدههاي آسماني با توجّه به مقدار و ثبات سرعت نور، چيزي جز مطالعه حوادث گذشته نيست و اگر قوانين شناخته شده فعلي، حاكم بر جهان گذشته و يا مناطق دوردست جهان نباشد، كيهانشناسي دانشي لغو و باطل خواهد بود. برخي از كيهانشناسان با تعميم فرض جهان شمولي، قوانين فيزيك را بر جهان به مثابه يك كل نيز صادق ميدانند.
5- جهان، ناهمدوس (Incoherent ) است. منظور از ناهمدوسي، استقلال بخشهاي مختلف جهان از هم و عدم تأثير حوادث واقع در آنها بر يكديگر است؛ به غير از گرانش و پديدههاي نوري، كـه در سراسر عالم به يكسان اثر ميكنند. اين جهان، همچون جسم يكپارچه نيست كه هر آشفتگي محلّي قسمت ديگر را آشفته و متأثّر سازد، بلكه اختلال صرفا در خود آن محل محسوس است.
مجموع پيشفرضهاي فوق را ـ كه دادههاي كيهاني نيز به نحوي آنها را تأييد ميكنند،ـ ميتوان در اصلي موسوم به «اصل كيهانشناختي» يا «اصل كپرنيكي» بيان كرد: «عالم، همگن و همسانگرد است. در چنين جهاني هيچ محلّ ممتازي وجود ندارد و از هر نقطه كه نگاه كنيم، جهان به يك شكل است».7 كيهانشناسي نوين با اين پيشفرضها و معادلات نسبيّت عام بايستي بتواند مشكلات كيهانشناسي را حل و پديدههايي چون انبساط عالم، تشعشع ميكروموجي زمينه كيهاني و فراواني نسبي عناصرخاص را تبيين نمايد.
1- قانون هابل و انبساط عالم: ادوين هابل (1889 - 1953م) در اواخر دهه 1920 متوجّه شد انتقال به سمت قرمز كهكشانها بر حسب فاصلهشان افزايش مييابد؛ يعني كهكشانها از ما دور ميشوند و هر چه كهكشان دورتر باشد، سرعت دور شدن آن بيشتر است.8 اين كشف، موسوم به «قانون هابل» دليل محكمي بر انبساط عالم است. بايد توجّه داشت كه قانون هابل براي تمام كهكشانها صادق است و هيچ نقطهاي را نميتوان به عنوان نقطه مركزي و يا متمايز در نظر گرفت. اين ويژگي، بيان ديگر اصل همگني جهان است. ارقامي كه امروزه براي سرعت انبساط كيهان محاسبه ميشوند، مقادير قابل توجّهي را نشان ميدهند. كوازارها (اخترنماها) كه بنا به قولي دورترين اجسام عالم به ما هستند، باسرعتي نزديك به 90 تا 95 درصد سرعت نور (000ر300 كيلومتر در ثانيه) از ما دور ميشوند.
2- تابش زمينه اي كيهاني: جورج گاموف در دهه 1940 پيشبيني كرد كه جهان در گذشته بسيار دور به شدّت داغ و متراكم بوده و بر اثر انفجاري عظيم، انبساط آن شروع شده و ادامه يافته است. بعلاوه، تشعشع باقي مانده از آن جهانِ بسيار داغِ اوّليّه اينك سرد شده و در دماي حدود K ْ5 قابل دريافت است.9 در ژوئيه سال 1965 همزمان دو مقاله ، يكي مبني بر پيشبيني وجود اشعّه جسم سياه از «ديكي» و «پيبلز» و ديگري مبني بر كشف اين اشعّه از «پِنزياس» و «ويلسن» در مجلّه آستروفيزيكال جورنال منتشر شد. در سال 1992 نيز يافتههاي ماهواره COBE و تحقيقات همزمان اخترشناسان مؤيّدهاي بيشتري مبني بر تطبيق مشاهدات انجام شده در مورد اين اشعّه با پيشبينيهاي نظريّه انفجار بزرگ فراهم آورد.10
3- فراواني هليوم و دوتريم: هليوم از عناصري است كه به استثناء دسته خاصّي از ستارگان، به وفور در تمام اجرام موجود در كهكشان ما و در كهكشانهاي مجاور با مقادير تقريبا يكسان 25 تا 30 درصد جرم موادّ كيهاني يافت ميشود. هيدروژن نيز 70 تا 75 درصد جرم كيهان را تشكيل ميدهد. توضيح علّت وفور اين مواد با استفاده از فرآيندهاي هستهاي درون ستارگان و سنتز هيدروژن دشوار است و بايد به دنبال منشأ پيدايش آنها در آغاز عالم بود.
قبل از بررسي مدلهاي كيهانشناسي و چگونگي تبيين آنها از پديدههاي فوق، ضروري است مروري اجمالي بر نظريّههاي نسبيّت خاص و عام و مفاهيم فضا و زمان در فيزيك جديد داشته باشيم.
نسبيّت خاص، نسبيّت عام، فضا و زمان
در اواسط سده نوزده ميلادي، جورج كلارك ماكسول (1831-1879 م) با استفاده از مفهوم ميدان، پديدههاي الكتريكي و مغناطيسي را تحت نظريّه واحد الكترومغناطيس در چهار معادله، مشهور به معادلات ميدان ماكسول، صورتبندي كرد. از پيشگوئيهاي مهّم اين معادلات انتشار امواج الكترومغناطيسي در فضاي تهي با سرعت ثابت c بود كه دانشمندان ميتوانستند با استفاده از آن، چارچوب اينرسي سكون مطلق را بطور نظري و تجربي تعيين كنند. از طرف ديگر، تصوّر ميشد امواج الكترومغناطيس با استفاده از محمل اتر كه سراسر عالم را پوشانده است، در فضا منتشر ميشوند. تلفيق معادلات ماكسول و فرض وجود اتر نشان داد كه سرعت نور نسبت به اتر ثابت و برابر مقدار c است، امّا نسبت به ناظراني كه با سرعتهاي متفاوت نسبت به اتر حركت ميكنند، بايد متفاوت باشد.
در سال 1887 علي رغم تلاش مايكلسون و مورلي براي آشكار ساختن وجود اتر، اين نتيجه خلاف انتظار به دست آمد كه سرعت نور در جهات مختلف، يعني در جهت حركت زمين و در راستاي عمود بر آن يكسان است و هر گونه تلاش براي يافتن اتر به شكست انجاميد. در سال 1905، آلبرت اينشتين (1879-1955 م) طيّ مقالهاي اعلام كرد با تجديدنظر در مفهوم زمان و همزماني مطلق نيازي به فرض وجود اتر نخواهيم داشت. وي با دو پيش فرض، كه تجربه به گونهاي آنها را تأييد كرده بود، كار خود را شروع كرد:
اوّل، قوانين طبيعت براي تمام دستگاههاي ماندي يكسان است:
دوم، سرعت نور براي تمام دستگاههاي ماندي يكسان است.11
دستگاه ماندي دستگاهي است كه با سرعت يكنواخت در خطّ مستقيم حركت ميكند، يعني برآيند نيروهاي وارد بر آن صفر است. اين دو پيش فرض با قانون تبديل كلاسيك سرعتها و مكانها از يك دستگاه ماندي به يك دستگاه ماندي ديگر يعني تبديلات گاليله در تعارض بود و اينشتين براي حلّ تعارض به ناچار قانون تبديلات ديگري موسوم به تبديلات لورنتس را جايگزين آن نمود. اين جايگزيني مستلزم تغييراتي در مفروضات اساسي فيزيك نيوتني بود.
از پيامدهاي اين نظريّه كه به نسبيّت خاص مشهور شد، جايگزيني همزماني نسبي به جاي همزماني مطلق با توجّه به سرعت وموقعيّت ناظر، هم ارزي جرم و انرژي، كند شدن زمان و كوتاه شدن طول و بزرگتر شدن جرم ناظر متحرّك نسبت به ناظر ساكن است. از طرف ديگر، در مكانيك نيوتني هيچ گونه محدوديتّي براي سرعت انتقال و يا تأثير اجسام وجود ندارد؛ امّا در نسبيّت خاصّ هيچ تأثيري سريعتر از سرعت نور ممكن نيست. ديگر پيامد مهمّ نسبيّت خاص، ملهم از مقـالـه هرمان مينكوفسكي در سال 1908، تلفيق فضا و زمان در يكديگر به صورت پيوستار چهار بعدي فضا-زمان است.
پس از نسبيّت خاصّ، اينشتين طيّ ده سال كار مستمـر تلاش كرد تـا اصـل همارزي قوانين طبيعت را به تمام دستگاهها و ناظران تعميم دهد. وي كه از برابري غير قابل توضيح جرم ماندي و جرم گرانشي در مكانيك نيوتني شروع كرده بود، به اين نتيجه رسيد كه گرانش نيرويي چون ساير نيروها نيست، بلكه نتيجه اين واقعيّت است كه فضاـ زمان مسطّح نيست و بر اثر توزيع جرم و انرژي خميده است.
نتيجه اين رويكرد اصل هم ارزي است كه بر مبناي آن، رويدادهاي فيزيكي در دستگاههاي شتابيافته و در ميدانهاي گرانشي همارزند. اينشتين با استفاده از آناليز تانسوري، معادلات ميدان نسبيّت عام را تدوين كرد. اين معادلات خميدگي فضاـ زمان توسّط ميدان گرانش را نشان ميدهند و حلّ همزمان آنها با معادلات ژئودزي كه نحوه حركت اجرام را بيان ميكنند، جواب كامل مسئله را به دست ميدهد. در نسبيّت عام، مادّه، شكل فضاـ زمان و فضاـ زمان نحوه حركت مادّه را مشخصّ ميكند. به اين ترتيب، فضا ديگر موجودي مستقلّ از مادّه و ميدان نيست (برخلاف مكانيك نيوتني و نسبيّت خاص) و چيزي به نام فضاي تهي، يعني فضاي تهي از ميدان وجود ندارد؛ بلكه فضاـ زمان صرفا كيفيّتي از ساخت ميدان است. به همين دليل سخن گفتن از فضا-زمان فراتر از مرزهاي جهان بيمعناست. امّا مهمترين پيشبيني نسبيّت عام را بايد در مورد چگونگي ساختار كلّ عالم دانست كه تصوير جهاني پويا، شروع شده در زماني معيّن و پايان يابنده را جايگزين جهاني ايستا، ازلي و ابدي كرده است.
معادلات نسبيّت عام، هندسه فضا-زمان را توصيف ميكنند و طبيعي بود كه اينشتين بخواهد آنها را به كلّ عالم تسرّي دهد. ملاحظات اوّليّه وي مبتني بر دو پيشفرض بود:
اوّل، مادّه داراي چگالي متوسّطي در فضاست كه همه جا يكسان است و صفر نيست؛
دوم، بزرگي فضا (عالم) به زمان بستگي ندارد.
وي با پيشفرض دوم ميخواست در همان مسير مقبول عصر خود كه جهان را ايستا و پايدار ميدانست، قدم بگذارد. اين دو پيشفرض در صورتي با معادلات ميدان وي سازگار ميشدند كه جملهاي فرضي به معادلات اضافه ميشد. اين جمله كه بعدها به «ثابت كيهانشناختي» معروف شد، نيرويي ضدّگرانش را باعث ميشد كه بر خلاف ساير نيروها ناشي از منبع خاصّي نبود، بلكه در ساختار فضاـ زمان نهفته بود. افزودن «ثابت كيهانشناختي» زيبايي معادلات را برهم زد و تا حدّ زيادي از سادگي منطقي آنها كاست.12 بعدها كه هابل پديده انبساط عالم را كشف كرد، اينشتين كه از پيشبيني يكي از مهمترين رخدادهاي فيزيك محروم شده بود، دست بردن در معادلاتش را بزرگترين اشتباه علمي زندگيش ناميد.13 ديگر نوآوري مهمّ اينشتين در همان مقاله، كشف امكان ساخت غير اقليدسي عالم بود. چنين عالمي، جهاني است كروي كه مطابق هندسه ريماني سه بُعدي است و در عين اين كه متناهي و بسته است، هيچ گونه مرز و كرانهاي ندارد؛ در چنين فضائي اگر به طور مستقيم پيش برويم، پس از مدّتي مجددا به نقطه عزيمت خود خواهيم رسيد.
مدلهاي كيهانشناسي - مدلهاي فريدمان
در سال 1922 آلكساندر فريدمان (1888-1925 م) با كنار گذاشتن پيش فرض دوم اينشتين و حذف ثابت كيهانشناختي، به جوابهايي دست يافت كه جوابهاي متعارف معادلات ميدان اينشتين شدند.14 اين جوابها كه رفتار جهانهاي همگن را بيان ميكنند، امروزه پايه كيهانشناسي نوين به شمار ميروند. وي با حلّ همزمان معادلات، در نهايت ده معادله اصلي نسبيّت عام را به دو معادله كاهش داد و با حلّ آنها، هفت سال پيش از كشف ادوين هابل، انبساط عالم را پيشبيني كرد. حلّ معادلات فريدمان متناسب با مقدار «ثابت انحناء فضا» به جوابهاي مختلف ميانجامد. اين ثابت ميتواند يكي از سه احتمالِ انحناي مثبت، منفي و يا صفر را بپذيرد.
در انحناء مثبت، عالم فضايي كروي است كه تمام سطوح مقطع آن هندسه كره حجمي متناهي دارد كه فاقد كرانه است. گرانش در چنين جهاني آن چنان نيرومند است كه فضا را به دور خود خم كرده و كمابيش چيزي چون سطح زمين به وجود آورده است. فضايي با انحناي صفر همان فضاي اقليدسي است كه قوانين معمولي هندسه اقليدسي در آن صادقند. بالاخره سوّمين حالت، فضايي با انحناي منفي است كه تعداد سحابيها بر حسب فاصله سريعتـر از تعداد آنهـا در صفحـه زيـاد ميشود.
تمام راه حلهاي فريدمان و مدلهاي به دست آمده مستلزم آنند كه جهان در گذشتهاي دور ( ده تا بيست ميليارد سال پيش ) بسيار كوچك و در عين حال بسيار داغ بوده و سپس شروع به انبساط نموده است. البتّه لحظه شروع عالم را ميتوان دو گونه تصوير كرد:15 در مدل اوّل، جهان از اندازهاي متناهي و در مدل دوم، موسوم به مدل انفجار بزرگ، جهان از مقياس صفر شروع ميشود. مدل اوّل چندان مورد پسند فيزيكدانان نيست، زيرا مستلزم فرضهاي بيشتر درباره شرايط اوّليه است. امّا مدل دوم كه امروزه مورد قبول اكثر فيزيكدانان است، همان نظريّه انفجار بزرگ است كه بنابر آن در آغاز، ابعاد عالم صفر و چگالي و انحناء فضا-زمان بينهايت بود. اين شرايطِ بسيار ناپايدار به انفجار مهيبي منجر شد كه همه عالم كنوني ما، شامل فضا، زمان و مادّه، نتيجه آن انفجار اوّليّه است. نظريّه نسبيّت عام پيشبيني ميكند كه در آن نقطه آغازين به دليل صفر شدن ابعاد فضا و همبستگي فضا، زمان و مادّه، زمان نيز به سمت صفر ميل ميكند و چون تمام قوانين فيزيكي بر مبناي فضا و زمان صورتبندي شدهاند، نظريّه از تبيين باز ميماند و درهم ميشكند.16 اين نقطه كه به آن تكينگي گفته ميشود، مرزي است كه بر اساس حوادث پس از آن، نميتوان به حوادث پيش از آن پي برد و همچنين بالعكس.
بنابراين، حوادث پيش از انفجـار بـزرگ را نمـيتوان با قوانين موجـود صورتبندي كـرد و مدلي براي آن ارائه داد. بعلاوه، چون فضا و زمان نيز همراه با انفجار بزرگ پديد آمدهاند، سؤال از زمان و مكان انفجار بزرگ بيمعناست.17
مدل انفجار بزرگ
اگر جهت انبساط عالم را معكوس كنيم، به نقطه زمان صفر ميرسيــم كه چگالي و انحنـاء فضاـ زمان بينهايت و دما بسيار زياد بوده است. خصوصيّات اين مادّه آغازين كه به اسامي گوناگوني چون مادّه آغازين اوّليّه ( Ylem )، آتشگوي آغازين، اتم آغازين و .... ناميده شده است، منجر به تكينگي در آغاز زمان ميشود كه «راجر پنرُز» و «استيون هاوكينگ» طيّ مقاله مشتركي در سال 1970 نشان دادند كه با فرض صحّت نسبيّت عام و مقدار مادّه موجود در جهان و انبساط عالم، گريزي از آن نيست.18 چنانچه بخواهيم از آغاز جهان شروع كنيم، با محدوديّتهايي كه قواعد مكانيك كوانتومي اعمال ميكنند، راهي براي درك آنچه در زمان صفر و يـــا زمان كمتـــر از 43-10 ثانيـه مشهور به زمان پلانك، اتّفاق افتاده است، نداريم. حتّي برخي از فيزيكدانان در مورد چگونگي توضيح حوادث پس از زمان پلانك نيز ترديدهاي جدّي دارند. با اين حال، با تقريب مناسبي ميتوان وقايع پس از انفجار بزرگ، يعني حوادث پس از زمان پلانك را توضيح داد.19
با عبور از زمان پلانك ميتوان گفت كه اوّلين تجزيه در طبيعت رخ داده و نيروي گرانش از مابقي نيروها جدا شده است. بين اين زمان تا 35-10 ثانيه پس از انفجار بزرگ موسوم به دوره GUT، سه نيروي هستهاي قوي، هستهاي ضعيف و الكترومغناطيس از هم غير قابــل تشخيص بودهاند. در زمان 34-10 ثانيه پس از انفجـــار بزرگ، در دماي حدود 2810 درجه كلوين، نيروي قوي هستهاي از نيروي الكتروضعيف جدا شده و وجود مستقل يافته است. در 10-10 ثانيه پس از انفجار بزرگ، در دماي 1510 درجـــه كلوين، كواركها ظاهر شده و نيروهاي هستهاي ضعيف و الكترومغناطيس از هم تمايز يافتهاند. در 4-10 ثانيه پس از انفجار بزرگ، در دماي 1210 درجه كلوين، كواركها به تدريج به پروتونها و نوترونها تبديل شدهاند.
در اين لحظه، جهان تودهاي بود جوشان از ذرّات و اشعّه كه پيوسته جفتهاي ذرّه-پادذرّه از فوتونهاي پرانــرژي خلق ميشدند و يكديـگر را از بين ميبردند و انرژي برخورد به صورت اشعّه ساطع ميشد. بعلاوه، در اين زمان ذرّاتي چون الكترون و نوترينو همراه با پادذرّاتشان به وجود آمدهاند. در دماي 1110 درجه كلوين يعني 1/0 ثانيه پس از انفجار بزرگ، به ازاء هر يك ميليارد فوتون، الكترون و يا نوترينو، يك پروتون و يا نوترون وجود داشت و چگالي عالم هنوز بسيار زياد و معادل 8/3 ميليارد برابر چگالي آب در شرايط معمولي زمين بود. با سرد شدن عالم، زماني كه دما به 1010 درجه كلوين تنزّل يافت، يعني در حدود 1 ثانيه پس از انفجاربزرگ، كلّيّه زوجهاي الكترون ـ پوزيترون نابود شدند و فرآيند خلق مادّه متوقّف گرديد.
در اين دوره، فراواني فوتون به ساير ذرّات در حدود 910 برابر بود و به همين دليل اين دوره را عصر تابش مينامند. چگالي جهان در اين زمان تقريبا 380 هزار برابر چگالي آب بود و كاهش دما باعث تغيير نسبت پروتون ـ نوترون به 24 درصد نوترون و 76 درصد پروتون شده بود. تقريبا 14 ثانيه پس از انفجار بزرگ، دماي جهان به حدود 3 ميليارد درجه كلوين كاهش يافت و به دليلي ناشناخته كسر كوچكي از ذرّات الكترون و پوزيترون باقي ماند. در اين دما هستههاي دوتريوم به محض تشكيل شدن، از هم ميپاشيدند و لذا هستههاي سنگينتر فرصت به وجود آمدن پيدا نكردند.
فرايند تبديل نوترونها به پروتونها عليرغم كم شدن سرعت، همچنان ادامه داشت. نسبت آنها در اين زمان 17 درصد نوترون و 83 درصد پروتون بود. بعد از گذشت حدود 30 ثانيه از آغاز جهان و با كاهش دما به يك ميليارد درجه يعني در حدود هفتاد برابر دماي كنوني مركز خورشيد، بسياري از پروتونها و نوترونها در يكديگر گداختند و هستههاي هليم را پديد آوردند. برخورد نوترونها و پروتونها با الكترونها، نوترينوها و پادذرّههايشان تقريبا قطع شده بود، امّا واپاشي نوترون به تدريج اهمّيّت مييافت: در هر 100 ثانيه، 10 درصد نوترونهاي باقيمانده به پروتون واپاشي مييافتند. نسبت نوترون ـ پروتون به 14 درصد نوترون و 86 درصد پروتون رسيده بود.
در پايان سه دقيقه نخستين، ديگر نوترون آزادي به جا نمانده بود و فرآيندهاي هستهاي متوقّف شدند. در اين زمان حدود 75 درصد از جرم جهان به صورت پروتونها و الكترونها (كه سرانجام به هم پيوستند و هيدروژن را به وجود آوردند) و 25 درصد جرم باقيمانده به هليوم تبديل شده بود. در حدود 30 دقيقه پس از انفجار بزرگ، دماي جهان به 300 ميليون درجه كلوين و چگالي آن به 9/9 برابر چگالي آب كاهش يافت. از اين مقدار 31 درصد به صورت نوترينوها و پادنوترينوها و 69 درصد به صورت فوتونها بودند. جهان هنوز آن قدر داغ بود كه اتمهاي پايدار دوام نميآوردند. پس از گذشت 500 هزار سال، جهانِ در حال انبساط به اندازهاي سرد شده بود كه الكترونها ميتوانستند در دماي حدود 5000 درجه كلوين، يعني دماي سطح خورشيد، به هستههاي هليم و هيدروژن پيوسته و اتمها را تشكيل دهند.
تشكيل اتمها نشانه گسست آخرين حلقههاي پيوند ميان اشعّه و مادّه در مقياس كيهاني بود، چرا كه اتمها به دليل خنثي بودن، ديگر با اشعّه به كنش متقابل نميپرداختند. از آن پس اشعّه زمينهاي كيهاني مدام رو به سردي و رقّت گذاشت تا امروزه كه به صورت نجواي ضعيفي در دماي تقريبا 7/2 درجه كلوين رديابي ميشود. از پانصد هزار تا يك ميليارد سال پس از انفجار بزرگ، موسوم به عصر ستارهاي، كهكشانها، ستارهها و همچنين عناصر سنگين شروع به شكلگيري كردند. پس از آن تا ده ميليارد سال بعد سيّارات شكل گرفتند و 12 ميليارد سال پس از انفجار بزرگ، حيات به صورت جانداران ميكروسكوپي پا به عرصه وجود گذاشت. فسيلها و استخوانهاي كشف شده از موجودات آدمنما نزديك به يك الي دو ميليون سال قدمت دارند.
توضيح مطلوب پديدههايي چون انبساط عالم، تشعشع زمينه ريزموجي و توزيع نسبي هليوم ـ هيدورژن20 و حلّ معضلاتي چون باطلنماي اُلبرز21 (Olbers' Paradox) توسط نظريّه انفجار بزرگ، باعث شده است اكثر قريب به اتّفاق فيزيكدانان آن را به عنوان نظريّه مقبول در مورد تطوّر عالم بپذيرند و نظريّههاي رقيب را كنـار گذارند. يكي از مهمتريـن نظريّههاي رقيب كه در لفـافه دلايل علمي ولي در واقع با انگيزههاي فلسفي و كلامي پا به عرصه گذاشت، نظريّه حالت پايدار (Steady-StateTheory)است.
مدل حالت پايدار
در سال 1948 ميلادي توماس گلد، هرمان باندي و فرد هويل، نظريّهاي موسوم به «نظريّه حالت پايدار» در توجيه پديدههاي كيهانشناختي و نحوه تطوّر عالم تدوين كردند. آنها با فرض ثُبات ازلي جهان، چهارمين فرض از فرضيّههاي بنيادين كيهانشناسي را در اصلي معروف به «اصل كامل كيهان شناختي» چنين تعميم دادند كــه: «جهان نه فقط در هر سو همسانگرد واز هر جاكه بنگريم همگن است، بلكه هر زمان نيز كه نظر شود، چنين است.»22 بنابراين، مفهوم همگني و همسانگري به بُعد زمان نيز تعميم مييابد. تصوير جهانِ متناسب بااين اصل همچون تصوير ساكن در رودخانهاي جاري است كه هرچند حركت را طرد و نفي نميكند، امّا جهان را در كل بدون تغيير ميبيند.23
نظريّه حالت پايدار در عين قبول جهانِ در حال انبساط، آن را ناشي از انفجار بزرگ و شروع از يك تكينگي نميداند، بلكه معتقد است تمامي پارامترها وهمچنين ثابت هابل در تمام زمانها در جهــان يكسان بوده است. براي يكسان ماندن همواره جهانِ در حال انبساط، اين نظريّه فرض ميكند كه همواره كهكشانهاي جديدي خلق ميشوند و جاي كهكشانهاي قديمي و دورشونده را ميگيرند. آهنگ آفرينش در اين مدل بسيار كند است؛ يعني يك اتم هيدروژن در حجم يك ليتر در هر 1210 سال و لذا آزمون آن تقريبا غيرممكن است.24 به جز آفرينش مدام ذرّات، يكي از پيشبينيهاي قابل آزمون اين مدل يكسان بودن شمار كهكشانها و اشياء مشابه آن در تمام زمانها در هر حجم مفروضي از فضا است.
بنابراين در صورت مشاهده تفاوت بين يك ويژگي ستارهشناختي در گذشته دور با مناطق مجاور، يكسان بودن جهان نقض خواهد شد. در اوايل دهه شصت، تحقيق گروهي از ستاره شناسان به رهبري مارتين رايل در مورد امواج راديويي فضاهاي دوردست نشان داد كه تعداد منابع معمولي اين امواج در هر واحد حجم فضا براي منابع نزديك كمتر از منابع دور است.25 چنين نتيجهاي ميتوانست دو گونه تعبير شود: يا اين كه ما در مركز خاصّي از جهان واقع شدهايم كه در آن تعداد منابع راديوئي از مناطق ديگر كمتر است و يا اين كه در حال نگريستن به حوادث زمان گذشته هستيم و در آن زمان تعداد منابع بيش از زمان حال بوده است. هر دو تعبير با نظريّه حالت پايدار ناسازگار است. مدافعين نظريّه حالت پايدار در مقام پاسخگوئي، اين مشكل را ناشي از عدم دقّت در اندازهگيريها و عدم قطعيّت در ابعاد فضائي و زماني جهت صدق نظريّه دانستند و مدّعي شدند با افزايش در دقّت و مقياس اندازهگيري، نظريّه صادق خواهد بود. پاسخ اوّل با توجّه به دقّت مناسب وسايل اندازهگيري و پاسخ دوّم به دليل ابطالناپذير كردن نظريّه، غير قابل قبول هستند.
نظريّه حالت پايدار در دهههاي چهل و پنجاه ميلادي رقيبي جدّي براي نظريّه انفجار بزرگ شمرده ميشد، امّا با كشف اشعّه زمينه كيهاني ضربهاي اساسي به آن وارد آمد. اين اشعّه در نظريّه انفجار بزرگ با منشأ جهان مرتبط است، امّا در مدل حالت پايدار چنين توضيحي را ابدا نميتوان مطرح كرد. با تمام اين ايرادات فردهويل از پاي ننشست. وي اواسط دهه هفتاد به اتفاق جايانت نارليكار فرمولبندي ديگري براي مدل حالت پايدار عرضه كردند.26 آنهابا اين استدلال كه جرم ذرّات (مثل الكترون و پروتون) بر اثر اندركنشهاي متقابل با مادّه دوردستِ جهان به وجود ميآيد، نسبيّت عام را مجدّدا صورتبندي كردند. معادلات آنها بسيار شبيه معادلات اينشتين است، با اين تفاوت كه جرم ذرّات مُسنتر به دليل افزايش اندركنشها بيشتر از جرم ذرّات جوانتر است. بر اين مبنا انتقال به قرمز كهكشانها ناشي از فرار آنها و انبساط عالم نيست، بلكه به جرم كم الكترونها در اتمهاي آن كهكشانها و افزايش آن در طول زمان ارتباط دارد.
از طرف ديگر، افزايش جرم ذرّات به معناي كوچكتر شدن اندازه اتمها و در نتيجه اندازه همه چيز از جمله كهكشانها با گذشت زمان است. بنابراين، كهكشانها در حال دور شدن از همديگر نيستند، بلكه خطكشهاي ما در حال جمـع شدن و چروكيدن هستند. در واقع چون كهكشانها در گذشته دور بسيار بزرگتر بودهاند، چنين به نظر ميرسد كه در حدود 15 ميليارد سال پيش در يك محل اجتماع كرده بودند و امروزه چون بسيار كوچكترند، به نظر ميرسد كه دورتر هستند. بطور خلاصه، انبساط جهان يك خبط بصري است.
در برابر اين ايده يك مشكل اساسي بروز مي كند: در جهان ازلي تعداد اندركنش متقابل بين ذرّات بينهايت است و لذا جرم ذرّات امروزي بايستي بينهايت باشد. هويل- نارليكار در برابر اين اشكال ايده غريبي را مطرح كردند. آنها زماني را به صورت t=0 در نظر گرفتند كه در آن، جرم تمام ذرّات صفر است. اجسام قبل از زمانt=0 نقش منفي واجسام بعد از آن نقش مثبت دارند. با اين تقسيمبندي، طبيعتِ اندركنشِ اجسام در گذر از مرز t=0 تغيير ميكند. چون تمام فضا-زمان در اين كيهانشناسي به مناطقي با تجمّع مثبت و تجمّع منفي تقسيم شده است، در سطوحي كه روي آنها نقشهاي مثبت و منفي همديگر را كاملاً خنثي ميكنند، يعني سطوح t=0، جرم ذرّات صفر است.
هنگامي كه ستارهشناسان به عقب باز ميگردند تا حدّ فاصل بين تجمّعات مثبت و منفي را ببينند، پديدههايي را مشاهده ميكنند كه آنها را به اشتباه به جانب انفجار بزرگ هدايت ميكند. امّا در واقع، ما در نزديك سطحي با جرم صفر قرار گرفتهايم و مشاهدات را بايد با اين حقيقت كه جرم ذرّات در چنين سطوحي صفر ميشود، توضيح داد.
اين سخنان به معني آن است كه براي پرهيز از يك وضعيّت غير عادي يعني تكينگي، ميتوان حالتهاي غيرعادي بسياري را پذيرفت: صفر شدن تمام جرمها در سطح t=0 ، زمان منفي در t<0، دوگانه بودن كيفيّت اثرگذاري جرمها به صورت منفي و مثبت در t<0 و t>0، بزرگ شدن جرم ذرّات و كوچك شدن ابعاد كهكشانها با مرور زمان و ... بيهوده نيست كه تي. اس. اليوت اين مدل را كيهانشناسي غريب نام نهادهاست!
واقعيّت اين است كه نگراني اصلي مدافعين نظريّه حالت پايدار ورود متافيزيك به عرصه فيزيك با استفاده از نظريّه انفجار بزرگ است. هويل-نارليكار نارضايتي اصلي خود از نظريّه انفجار بزرگ را چنين اعلام ميكنند: «بسياري از پذيرش چنين موقعيّتي (نظريّه انفجار بزرگ) خرسند هستند. آنها آن را بدون اين كه در جستجوي هر گونه توصيف فيزيكي براي شروع ناگهانـي ذرّات باشنـد، مـيپذيرند. شـروع ناگهاني فوق عالما و عامـدا متافيـزيكي در نظر گرفته مـيشـود- چيـزي كـه در وراي فيـزيك قـرار دارد. لذا قوانين فيزيكي به اين نحو تصوّر ميشوند كه در t=0 ميشكنند و اين شكست، ذاتي آنهاست. در نظر بسياري از مردم اين سيرِ فكري به ظاهر كاملا خرسند كننده است، زيرا با آن ميتوان «چيزي» خارج فيزيك را در t=0معرّفي كرد و افزود. در يك بازي با الفاظ، لغت «چيزي» جاي خود را به «اله» (god) ميدهد؛ امّا آن را به صورت «اللّه» (God) مي نويسند تا به ما اخطار كنند كه نبايد موضوع را بيش از اين دنبال كنيم. تلاشهاي انجام شده به منظور توضيح پديدهها از طريق ورود متافيزيكي به جهان، در گذشته همواره با شكست مواجه بوده است ... ما اعتقاد نداريم كه براي حلّ هر مسألهاي كه به ذهن ميرسد، لازم است به متافيزيك متوسل شويم.»27 نظريّه حالت پايدار به دليل مشكلات نظري امروزه طرفدار چنداني ندارد.28
مدل جهان تورّمي (Inflationary Universe) و تورّم آشوبناك (Chaotic Inflation)
نظريّه متعارف انفجار بزرگ از ارائه راه حل براي چند مسأله حل ناشده ناكام ماند، از جم29له: «مشكل افق» (Horizon Problem) و «مشكل تخت بودن جهان» (Flatness Problem).30
مشكل افق، ناشي از محدوديّت سرعت نور است. دورترين فاصله از مشاهدهگر كه نور فرصت داشته است از زمان مهبانگ به اين سو طي كند، موسوم به افق مشاهدهگر، برابر است با سنّ عالم ضربدر سرعت نور، كه با اين ترتيب شعاع جهان قابل مشاهده امروزين در حدود 2710 سانتيمتر ميشود.31 زماني كه از عمر عالم فقط 35-10 ثانيه ميگذشت، كلّ جهان قابل مشاهده كنوني در فضائي به قطر تقريبي يك سانتيمتر جاي گرفته بود، حال آن كه علائم نوري ميتوانستند صرفا مسافتي در حدود 25-10 سانتيمتر را طي ميكنند.32 بنابراين، در جهان كوچك كه به جهان بزرگ كنوني انجاميده، مناطق بزرگي وجود داشته است كه فراتر از افق مشاهده بودهاند و به دليل عدم انتقال نور، مادّه و يا هر علامت ديگر هيچ ارتباط علّي با يكديگر نداشتهاند. امّا در حال حاضر، دما و تشعشع زمينه ريزموجي مناطقي كه قبلا خارج از افق مشاهده يكديگر بودهاند و در حال حاضر معادل دو برابر افق مشاهده از هم فاصله دارند، همانگونه كه دادههاي ماهواره COBEنيز نشان دادهاند،33 بسيار يكسان و همانند به نظر ميرسند، به طوري كه اختلاف بين آنها چيزي در حدود يك قسمت درصد هزار است.34 نظريّه متعارف مهبانگ پاسخي براي اين معضل، موسوم به مشكل افق يا مشكل همگني (Isotropy Problem)ندارد.
دوّمين معضل مدل متعارف انفجار بزرگ، تخت و مسطّح بودن جهان در مقياس بزرگ است به گونهاي كه رديابي انحناء فضا در چنين مقياسي تقريبا غيرممكن است. اگر انحناء عالم مثبت بود، جهان مدّتها پيش درهم فرو ريخته و پايان يافته بود. در جهانِ با انحناء منفي نيز كهكشانها تشكيل نميشدند و گيتي تقريبا عاري از مادّه ميبود. تخت بودن جهان ارتباط مستقيم با چگالي آن دارد. اگر چگالي بحراني را حدّ فاصل چگالي جهانِ بسته با انحناء مثبت و چگالي جهانِ باز با انحناء منفي در نظر بگيريم، اين مقدار در حال حاضر بين «1/0» تا «3/0» و بسيار نزديك به مقدار بحراني يعني «1» است؛35 حال آن كه ميتوانست مقاديري چون يك ميليونيم مقدار بحراني و يا ده ميليون برابر آن باشد. محاسبات نشان ميدهد كه با توجّه به چگالي فعلي جهان، مقدار آن در جهان اوّليّه بسيار نزديك به چگالي بحراني و اختلاف آنها چيزي در حدود يك قسمت در 5910 بوده است!36
اين تفاوت بسيار اندك باعث شده است كه عالم، هم در آغاز و هم در حال حاضر بسيار تخت و با انحناء اندك باشد. بنابر نظريّههاي متداول در فيزيك، بخصوص نظريّه نسبيّت عام، تخت بودن فضا چيزي است فوقالعاده نامحتمل و طبيعيتر آن است كه جهان، فضائي منحني و پر از پيچ و تاب داشته باشد.
يك پاسخ كه عمدتا فلسفي است تا فيزيكي، يكنواختي و تخت بودن جهان را ناشي از تنظيم دقيق اوّليّه ميداند. چنين دقّتي كه در بسياري ديگر از مختصّات فيزيكيِ جهان چون ابعاد ذرّات اتمي و اسپين آنها، مقدار جرم جهان و بخصوص نيروهاي بنيادين طبيعت نيز مشاهده ميشود،37 حاكي است كه به عنوان مثال، اگر يك ثانيه پس از انفجار بزرگ سرعت انبساط تنها يكصد هزار ميليون ميليونيم كمتر بود، جهان پيش از رسيدن به اندازه كنوني از هم ميپاشيد.38 پاسخ فلسفي ديگر با تكيه بر تصادف، وجود چنين خصوصيّاتي را ناشي از اتّفاق صرف ميداند. امّا آيا ميتوان صرفا از روي تصادف چنين جهان همواره يكنواخت و دقيقا تنظيم شده داشت؟ پنرُز محاسبه كرده است احتمال ظهور جهاني چون جهان ما كه موجودات هوشمندي در آن زندگي كنند، رقمي در حدود 1/(1010(123است!39
تلاش براي توجيه تنظيم دقيق ثوابت بنيادين طبيعت بر مبناي قوانين فيزيكي، براندون كارتر را بر آن داشت در سال 1974 اصل آنتروپيك (انسان محوري-Anthropic Principle) را به دو صورت قوي و ضعيف تدوين نمايد.40 بر مبناي اصل آنتروپيك ضعيف، موجودات هوشمند صرفا در مناطقي يافت ميشوند كه عوامل فيزيكي هم وجود و هم مدّت زمان لازم جهت ايجاد آنها را امكانپذير سازند.41 بر اين مبنا، در جهانِ نامتناهي از زمان و مكان، شرايط لازم براي حيات و تكامل تنها در مناطق محدود و مشخّصِ زماني و مكاني عالم وجود دارد؛ به طوري كه موقعيّت خاصّ ما در جهان تا حدّ سازگاري با هستيمان به عنوان مشاهدهگر در جهان هستي، از ساير موجودات تمايز يافته است. اصل آنتروپيك قوي بر آن است كه جهان «بايد» واجد آن خواصّي باشد كه اجازه دهد در مرحلهاي از تاريخ آن، حيات بروز و ظهور يابد.42 يعني در ميان عوالم بيشمارِ ممكن صرفا در معدودي از آنها كه شرايط يكساني با جهان ما از نظر سنّ جهان، ثوابت بنيادين طبيعت و... دارند، پيدايش و توسعه حيات امكانپذير است.
اصل آنتروپيك در بيان ضعيف در سال 1981 دستمايه آلن گوث شد تا جهت حلّ مشكلات نظريّه متعارف انفجار بزرگ، مدلي موسوم به جهان تورّمي را پيشنهاد كند.43 در اين مدل، بر خلاف نظريّه متعارف انفجار بزرگ، در مدّت بسيار كوتاهي شتابِ انبساط، افزايشيابنده ميشود. بنا به ادّعاي گوث، تورّم زماني رخ داده كه جهان در حالي كه هنوز آتشگويي سوزان بود، دستخوش تغيير و تحوّلي بنيادين چون تغيير فاز شده است.
در اين نظريّه، جهان ابتدا در حالت تقارن يك خلاء كاذب(False Vacuum) قرار داشت. اصطلاح خلاء كاذب كه توسط سيدني كلمن ابداع شده است،44 به معناي حالت كمترين انرژيِ ممكنِ قابل دسترس براي نيروي اَبَرضعيف است، و در تقابل با خلاء واقعي، حالتي است كه فضا به راستي خالي نيست، بلكه مملوّ از كف جوشاني از جفت ذرّاتِ مجازي (الكترون ـ پوزيترون، پروتون ـ آنتيپروتون) است كه ميتوانند از افتوخيز كوانتومي، با سرپيچي از قوانين بقاء انرژي در مدّت زمان بسيار كوتاه و در مقياس بسيار خُرد، ايجاد و در برخي شرايط چون پديده «توليد زوج» به جفتهاي واقعي تبديل شوند.45 در واقع تفاوت خلاء كاذب با خلاء واقعي در انرژي نهاني بسيار زيادي است كه خلاء كاذب دربردارد. در تغيير فاز مدل تورّمي، جهان از وضعيّت انرژي زيادِ تقارنِ خلاء كاذب كه در آن نيروهاي قوي هستهاي، ضعيف هستهاي و الكترومغناطيس به صورت وحدت يافته (GUT) بودند، به حالت انرژي پايين و تقارنِ شكسته يك خلاء واقعي انتقال يافت و طيّ اين انتقال، خلاء كاذب، انرژي نهاني بسيار زياد خود را آزاد كرد.
سرعت انبساط در فاز انتقالي به حدّي بود كه ذرّات مجازي به سرعت از جفتِ ضدِّ ذرّات خود، جدا و به دليل محروميّت از برخورد با ضدّ ذرّات به ذرّات حقيقي تبديل شدند. بنابراين، گوئي در طول تورّم، كلّ جرم و انرژي جهان از خلاء فضا بيرون جهيد. انرژي نهاني آزاد شده در اين دوره نيروي دافعه حاصل از ثابت كيهانشناختي را كه امروزه تقريبا صفر در نظر گرفته ميشود، به مقدار تقريبي 12010 برابر آنچه اينشتين فرض كرده بود، رساند،46 و همين نيروي دافعه، فضا را در تمام جهات با چنان شتاب فزايندهاي منبسط كرد كه ابعاد آن در 35-10 تا 33-10 ثانيه پس از انفجار بزرگ با مرتبهاي از حدود 5010 برابر بزرگتر شد.47
مشكل اساسي مدل گوث اين است كه تورّم چنان سريع و از طريق فرايند هسته حبابي چنان كوچك رخ ميدهد كه قادر نيست حباب به آن بزرگي توليد كند كه با جهان قابل مشاهده كنوني همانند باشد.48 از طرف ديگر، در چنين مدلي حبابهاي تشكيل شده به يكديگر برخورد ميكنند و ديري نميگذرد كه حالت درون حباب (حالت انفجار بزرگ) سرتاسر فضا را در بر ميگيرد. امّا اگر جهان كنوني حاصل آن همه برخوردهاي قهرآميز حبابهاي اوّليّه باشد، بايد از آنچه مشاهده ميشود بسيار ناهمگنتر باشد. بعلاوه، حتّي اگر حبابها با سرعت نور هم منبسط شوند، باز سرعت گسترش جهان چنان زياد است كه مجال كافي براي پيوستن حبابها به يكديگر نميدهد و آنها در واقع از هم دور ميشوند. در نتيجه، گيتي حالتي بسيار آشوبناك و غير يكنواخت خواهد داشت و با جهان كنوني مشابه نخواهد بود.49
بـراي اصلاح مـدل گـوث، آنـدره لينـده50 و دو فيـزيكـدان ديگـر بـه نـامهـاي آنـدرآس آلبـرخت و پاول اشتاينهارت51 مستقلّ از هم پيشنهاد كردند كه اگر شكست تقارن به تدريج و تغيير حالت به كندي انجام شود، حالت متورّم به قدر كافي دوام خواهد داشت و برخوردهاي مزاحم و چندگانه حبابها صورت نخواهد پذيرفت و تنها يك حباب بزرگ از حالت انفجار بزرگ در داخل حالت متورّم به جا خواهد ماند. در اين مدل نيز جهان ابتدا در خلاء كاذب قرارداد و تورّم طيّ فازي اتّفاق ميافتد كه در پي آن، منطقهاي چون جهان قابل مشاهده ما، رشد و از خلاء كاذب به سمت خلاء واقعي طيّ طريق ميكند. چنين مدلي مشهور به «مدل تورّمي نوين»، با نظريّه وحدت يافته بزرگ (GUT) همخواني دارد.
به دليل اشكالات اين مدل از جمله پيشبيني تغييرات بسيار بيشتر در درجه حرارت اشعّه زمينه كيهاني نسبت به مقدار مشاهده شده و نياز به تنظيم دقيق برخي ثوابت اوّليّه جهت جلوگيري از افتوخيزهايِ اضافيِ خلاء كوانتومي، آندره لينده در سال 1983 مدل بهتري به نام «مدل تورّمي آشوبناك» ارائه كرد.52 در اين مدل، فرض ميشود جهان از يك حالت اتّفاقي و آشوبناك شروع شده است. توزيع دما و مادّه غير يكنواخت بوده است و حبابهاي فراواني در فضا-زمان وجود داشتهاند كه به وسيله افتوخيزهاي كوانتومي ايجاد و تكثير شدهاند و به دليل سرعت كمِ تشكيل آنها، تصادم بين آنها نادر بوده است. به جاي فاز انتقالي، ميداني با اسپين صفر وجود داشته است كه به خاطر تغييرات كوانتومي در برخي مناطق جهانِ آغازين، مقادير بسيار بزرگي را به خود گرفته است. انرژي ميدان در آن مناطق داراي تأثير گرانشيِ دفع كننده بوده و لذا باعث گسترش آن به شكل تورّمي شده است.
همزمان با گسترش اين مناطق، انرژي ميدان در آنها كاهش يافته تا آن كه گسترش تورّمي تبديل به انبساطي همانند مدل انفجار بزرگ شده است. در اين جهانِ آشوبناك هر حباب ميتواند نيروها و اجزاء تشكيل دهنده مختصّ به خود را داشته باشد و هر كدام از حبابها كه شرايط موردنظر را ارضاء نمايد، ميتواند با سرعت خاصّ خود در زماني كمتر از 30-10 ثانيه متورّم شود. نتيجه چنين شرايطي، حبابهايي -برخي كوچك، برخي بزرگ- خواهد بود كه تقريبا تمام گستره ممكن را در برميگيرند. يكي از اين حبابها به جهان ما منجر شده است كه به مقدار حدّاقل ده ميليارد سال نوري گسترش يافته و در آن، شرايط مورد نياز جهت تحوّل سيّارات و ايجاد موادّي سنگينتر از هليوم و مولكولهاي بيوشيمي جهت ظهور حيات فراهم شده است.
در اين مدل، خارج از چنين مناطقي آشوب همچنان باقي ميماند. بعلاوه، آشوب به تدريج درون مناطقي كه متورّم شدهاند نيز راه مييابد، امّا اين راهيابي در چنان مقياسِ زماني انجام ميشود كه قدر بزرگي آن به مراتب از سنّ كنوني جهان بيشتر است.
آنــدره لينـده بـا بسط مـدل تـورّم آشـوبناك خـود، نظريّـه «تورّم ابـدي» (Eternal Inflation) را عرضه كرد.53 ايده اساسي اين مدل، نـاهمگنـي جهـان در كلّ است كه در هر زمان، مناطقـي از آن وارد فـاز تورّمي ميشـونـد. تورّمهاداراي تـوالـي زمـانـي ابـدي هستند؛ به اين ترتيب كـه درون هر حباب شرايطي ميتواند حاكم شود كه حبابهاي بيشماري از آن متولّد شوند و اين تـوليد و تـولّد بطور ابدي ادامه يابد. در واقع، جهان را ميتوان به صورت فرايند شعبـهسـازي مداومي تصوير كـرد كـه در آن، جهانهاي خُرد بيشماري متورّم ميشوند تا درون يك جهان بزرگِ آشوبناك، مناطق ديگري را مجددا بازتوليد كننـد. از طرف ديگر، دليلي وجود ندارد كه اوّلين دور تورّم كه ما با آن مواجه شدهايم، در جهان خارج نيز واقعا نخستين تورّم باشد. لذا اين فرايند ميتوانسته در گذشته نيز به صورت ازلي وجود داشته باشد.
در اين نظريّه، لينده اين امكان را محتمل ميداند كه تكينگيها پديدههايي كم و بيش محلّي و موضعي باشند و از اين رو به وجود يك آغاز مطلق براي كلّ جهان دلالت نداشته باشند.54 بدين ترتيب، تصويري كه نظريّه تورّم ابدي از جهان ترسيم ميكند، در مقياس خُرد براي هر جهان شبيه تصوير نظريّه مهبانگ است، امّا در كل، با نظريّه حالت پايدار مشابه است. تداوم توليد و تولّد چنين جهانهاي خُردي، با تعبيري شاعرانه مدل جهان فونيكس (جهان ققنوسوار) ناميده ميشود.55
مدلهاي تورّمي توانستند با موفّقيّت برخي معضلات كيهانشناسي انفجار بزرگ را حل كنند. براي حلّ معضل افق، در اين مدلها فرض ميشود، مناطق مختلف فضايِ يك حباب با ابعاد ct كه در آن، tزمان عمر حباب و c سرعت نور است، ابتدا در افق همديگر بودهاند و نور وقت كافي داشته است كه در مدت زمان 35-10 ثانيه كلّ حباب به اندازه 25-10 سانتيمتر را در نوردد. لذا، ابتدا تمام مناطق در ارتباط علّي با يكديگر بودهاند. سپس همين كه تورّم، حباب را به مقدار عظيمي منبسط نمود، يكساني كمّيّتهاي فيزيكي طيّ 34-10 ثانيه نخستين تثبيت شد،56 به طوري كه در انتهاي تورّم نيز تمام مناطق جهان كنوني، در افق همديگر بودهاند؛ هرچند در حال حاضر از افق همديگر خارجند.
اين همافقيِ اوّليّه باعث شده است قسمتهاي گوناگون جهان ما چنين يكسان به نظر برسند. تورّم عظيم حبابها در مدلهاي تورّمي معضل تخت بودن جهان را نيز حل كرد. در اين مدلها، علاوه بر اين كه محاسبات دالّ بر نزديكي چگالي جهان به چگالي بحراني است، فرض ميشود همچون سطح بادكنكي كه بر اثر باد شدن صاف و مسطّح ميشود، انحناء گيتي نيز بر اثر تورّم، اندك و سطح آن تخت شده است. علاوه بر اين موارد، اين نظريّه توضيح رضايتبخشي ارائه ميكند كه چرا بر خلاف يكقطبيهاي الكتريكي، در جهان امروزين تكقطبيهاي مغناطيسي، علي رغم اين كه نظريّههايي مثل GUTوجود آنها را پيشبيني ميكنند و امكانپذير ميدانند،57 وجود ندارند.
در كنار موفّقيّتها و تطابق بهتر با مشاهدات و رصدهاي انجام شده، مدلهاي تورّمي مشكلاتي نيز دارند كه در اين جا به اهمّ آنها اشاره ميشود.
اوّلين اشكال نظريّه آن است كه مقدار چگالي متوسّط جهان را تقريبا برابر با چگالي بحراني پيشبيني ميكند، حال آن كه بيشترين مقادير به دست آمده براي چگالي فعلي جهان بين 1/0 تا حداكثر 3/0 چگالي بحراني است.58 مشكل ديگر نظريّه تورّمي پيشبيني عمر جهان در حدود 8 ميليارد سال است كه تقريبا «نصف عمر بعضي از قديميترين مجموعههاي كهكشاني شناخته شده است.59 بر خلاف جان دي. بارو كه معتقد است جهان تورّمي ميتواند از حالت كاملا نامنظّمِ با انتروپي زياد، شروع و به دوره كاملا منظّمي براي مشاهدهگراني چون ما منجر شود (هرچند اعتراف ميكند كه اين امر آزمونناپذير است).60 «راجر پنرُز» اشكال ديگر نظريّه تورّمي را در اين ميداند كه عاجز از تبيين يكنواختي جهان است. به گفته او اگر شرايط اوّليّه جهان به گونهاي اتّفاقي انتخاب شده باشد، گيتي مخلوط درهمبرهم نامتناسبي ميشود كه اگر با ضريب بسيار بالاي مورد ادّعاي نظريّه تورّم منبسط شده باشد، همچنان آشفته باقي خواهد ماند و هر چه انبساط بيشتر شود، اين وضعيّت بد و بدتر خواهد شد. لذا، اين نظريّه توضيح نميدهد چرا جهان چنين يكنواخت است.61
ايراد بعدي اين نظريّه عدم پيشبيني كمّيّتهاي قابل آزمون است. اگر تورّمي در جهان اوّليّه رخ داده باشد، جزئيّات دامنه و طيف افتوخيزهاي كوانتومي آن در ساختار تشعشع زمينه ريزموجي، آن هم نه فقط در يك اندازه خاص بلكه در تمام اندازهها، بايد باقي مانده باشد.
دادههاي ماهواره COBEتوافق خوبي با اين پيشبيني در مقياسهاي بزرگ دارد، امّا آزمون آن در مقياسهاي كوچك هنوز دور از دسترس ما است.62 بعلاوه، اين مدلها دليلي ارائه نميدهند كه چرا آرايش آغازين به گونهاي نبود كه بتواند چيزي بسيار متفاوت با آنچه ميبينيم، به وجود آورد. جان دي. بارو يكي از عوامل ضروري براي ايجاد جهان تورّمي را نقض يكي از شروط لازم، يعني شرط انرژي، در قضيّه تكينگي هاوكينگ-پنرُز ميداند.63 لذا معتقد است قضيّه تكينگي در مورد جهان تورّمي صدق نميكند و به همين دليل درباره آغاز جهان تورّمي هيچ نظر قطعي نميتوان داد. به عبارت ديگر، برخي از جهانهاي تورّمي با تكينگي و برخي بدون آن آغاز ميشوند و راهي وجود ندارد تا بفهميم چه مدّت زماني قبل از تشكيل حباب جهان ما سپري شده است. بر خلاف او، استيون هاوكينگ بر اين باور است كه مدل تورّمي همچون مدل متعارف انفجار بزرگ گريزي از فرض تكينگي ندارد،64 و آلكساندر ويلنكين نشان داده است مدلهاي تورّمي بدون فرض وجود آغاز، غير محتمل هستند.65 در نهايت به نظر ميرسد مدل تورّمي به دليل انتخاب دلبخواهانه برخي پارامترهاي خاص و در غياب هرگونه پشتيباني قدرتمند تجربي، هنوز راه درازي در پيش دارد تا بتواند به نظريهّاي جامع و كامل و مدلي براي آزمون نظريّههايي چون GUTتبديل شود، نقيصهاي كه خود گوث نيز به آن معترف است.66
پيامدهاي فلسفي نظريّه مهبانگ
پس از آن كه فريدمن معادلات نسبيّت عام را حل كرد، شرايط غريب تكينگي در زمان t=0 او را تحت تأثير قرار داد، به گونهاي كه آن را «وضعيّت خلق عالم» نامگذاري كرد. اين نامگذاري مشكلات عديده ايدئولوژيكي را براي او، كه در روسيّه كمونيست زندگي ميكرد، پيش آورد، به طوري كه مجبور شد اعلام كند اين نامگذاري صرفا نوعي مزاح و بذلهگويي بوده است. اين كه جهان آغازي داشته باشد، مسائل و مشكلاتي را اعمّ از فيزيكي و متافيزيكي براي دانشمندان مطرح ساخت. اصول مقبول روششناختي علوم تجربي اين است كه علّت هر حادثه را در حادثه ماقبل آن جستجو كنند(ولو به شكل آماري مثل مكانيك كوانتوم). از اين رو، پس از طرح و قبول تكينگي و نقطه آغاز براي عالم، اين سؤال پيش آمد كه قبل از نقطه t=0 چه بوده است؟ آيا هيچ چيز نبوده و يا اين كه جهاني ديگر به شكلي متفاوت همچون جهانهاي نوساني و يا نقطه بيبعدي از تشعشع خالص با چگالي بينهايت وجود داشته است؟
به نظر ميرسد كه t=0 و قبل از آن براي فيزيك و فيزيكدانان غير قابل دسترس و نشاندهنده حدّي است كه در آن قوانين و تبيينهاي فيزيكي از كار ميافتند؛ اين نقطه، حدّ علوم بشري است. به گفته ادموند ويتاكر: «تكينگي حدّ نهايي علم فيزيك است، دورترين چشمانداز جهان مادّي كه ميتوانيم با استفاده از دانش طبيعي خودمان بـه آن دست يـابيم.»67 متكلّم لوتري، تـد پيترز نيز در موضعي مشابه چنين ميگويد: «حادثهاي كه در آن فضا و زمان خلق شدند. اينك، اين نقطه پاياني براي خطّ تحقيقات علمي است. چرا كه اخترفيزيكدانان در چارچوب قوانين پذيرفته شـده خودشان نمـيتوانند درباره تكينگي نظريـّـهپردازي كنند، چـه رسد به آنچه كـه قبل از آن بوده است.»68
چنين رويكردي همراه با نتايج آن از همان ابتدا مخالفت شديد عدّهاي را برانگيخت و متقابلا به مذاق برخي دينداران و الهيّون خوش آمد. پاپ پيوس دوازدهم در خطابه خود خطاب به آكـادمـي پـاپـي علوم در سال 1951، ضمن تمجيد و تحسين كيهانشناسان به خاطر يافتن شواهد و نظريّههاي اخترفيزيكي كه منطبق با نظريّههاي كلامي در مورد خلقت الهي است، چنين اظهار كرد كه: «بنابراين با استحكام و عينيّتي كه مشخّصه براهين فيـزيـكي است، حدوث عـالـم و همچنيـن وجـود دورهاي كه در آن عالم از ميان دستان خداوند صادر شده، اينك بـــه تأييد رسيده است. بنابراين خداوند وجود دارد!»69 فيلسوف انگليســي، ويليام كريگ كه از جمله افرادي است كه تلاش ميكند بااستفاده از نظريّه انفجار بزرگ وجود خالق را ثابت كند، از خلق مادّه، انرژي، فضا و زمان در انفجار بزرگ، نتيجه ميگيرد كه چنين مدلي به نحو حيرتآوري ديدگاه كتاب مقدّس مبني بر خلق از عدم را تأييد ميكند؛ چرا كه عدم صرفا عدم ميزايد، و اگر علّتي مافوق جهان فرض نكنيم، وجود خود جهان نيز منتفي خواهد شد.
از طرف ديگر، هيچ علّت فيزيكي قبل از تكينگي وجود نداشته تا موجد چنين جهاني باشد. بنابراين، علّت عالم بايد برتر از فضا- زمان و مستقلّ از عالم، و به نحو مافوق تصوّري قادر و حكيم باشد. بعلاوه، به نظر كريگ اين علّت بايد موجودي شخص گونه باشد كه اراده آزاد دارد. يك علّت شيء گونه مجبورِ فراترِ از زمان، يا همواره و از ازل تا ابد بايد مؤثّر در وجود و علّت آن باشد (بدون اين كه از خود اختياري داشته باشد)، و يا اين كه هيچ گاه معلول او تحقّق نخواهد يافت، و اين با فرض آغاز زمانيِ عالم ناسازگار است. عالم زمانمند وقتي ميتواند از يك علّت فراتر از زمان به وجود آيد كه آن علّت نخستين موجودي شخص گونه بوده و بتواند با اراده خود موجودي زماني ايجاد كند، بدون اين كه در ذات خودش تغيير و تحوّلي ايجاد شود. اين خالق و علّت شخصگونه، موجودي است كه در مدّت زمان محدودي در گذشته، با اراده و خواست آزاد خودش عالم را ايجاد كرده است. به گفته توماس آكويناس، اين همان چيزي است كه همگان آن را خداوند مينامند.70
از طرف ديگر، برخي از فيزيكدانان براي گريز از چنين نتايجي به مدلهايي چون حالت پايدار و جهان نوساني روي آورده و علي رغم شواهد ضعيف و يا مخالف، با چنان شدّتي به حمايت از آن مدلها پرداختهاند كه به گفته كريستوفر آيشام (C. Isham): «شايد بهترين دليل بر له اين نظريّه كه انفجار بزرگ پشتيبان و تقويتكننده خداگرايي است، ناراحتي و تشويش فيزيكدانان ملحد از اقبال مشتاقانهاي است كه به اين تئوري ابراز ميشود. چنين تشويشي درمواردي باعث شده است كه آنها ايدههاي علمي ديگري ابداع كنند، ايدههايي چون نظريّه خلق مدام (حالت پايدار) و يا جهان نوساني؛ كه با چنان اصراري مطرح و اعلام شد كه از ارزش ذاتي خود آن نظريّهها فراتر ميرفت، و آدمي را به ترديد ميافكند كه نيروي رواني و اعتقادي كه در پس چنين كاري خوابيده است، عميقتر و بيشتر از صرف انگيزه علمي يك نظريّهپرداز براي حفظ نظريّهاش ميباشد.»71
باندي خود اعتراف ميكند كه مشكل آنها با ساير تئوريها (يعني نظريّه انفجار بزرگ) اين بوده كه آنها خلقت را كه امري بود مربوط و متعلّق به حوزه متافيزيك، وارد فيزيك ميكردند.72 هويل در مقالهاي نوشت كه حسّ زيباييشناسي او خلقت يكباره عالم در گذشتهاي دور را برنميتابد،73 و بعدها اعلام كرد كه نگرش كتاب مقدّس به خلقت، يأس ابدي را براي آدمي به همراه ميآورد.74 از نظر آنان، آغاز جهان، آغازي مطلق است كه قبل از آن نه فضا، نه زمان، نه مادّه، نه انرژي و نه هيچ حالت شناخته شده يا ناشناخته ديگري وجود نداشته است. بنابراين، آغاز زمانيِ عالم به معناي خلق عالم از عدم است. خلق از عدم وضعيّتي نيست كه مورد پسند فيزيكدانان باشد. از اين رو، به مدلهاي جايگزيني چون مدل جهان نوساني و يا نظريّههاي مبتني بر افتوخيز خلاء كوانتومي روي آوردهاند كه پرداختن به آنها مقاله مستقلّي ميطلبد. در انتهاي مقاله اين مسأله را بررسي ميكنيم كه تصوير كيهانشناسي نوين از آغاز جهان، با مقبولات فلسفي و كلامي سازگار است يا خير.
آيا عالم يك واحد حقيقي است؟
آيا ميتوان اين عالم به ظاهر متكثّر را به صورت موجودي واحد و شخصي در نظر گرفت يا نه؟ پاسخ ما اين است كه عليرغم اين كثرت ظاهري، دلايلي وجود دارد كه حاكي از وحدت واقعي و حقيقي عالم است: دليل اوّل اين كه اجسام در عين تباين، در اتّصال و ارتباط با يكديگرند و اين متّصل يكپارچه را ميتوان به عنوان مجموعهاي واحد در نظر گرفت.75 دليل دوّم بر وحدت عالم، هماهنگي بين اجزاء و نظام غائي آن است. بررسي اجزاي مختلف عالم نشان ميدهد كه اين اجزاء به نحو غير منتظرهاي با يكديگر نوعي هماهنگي و انطباق دارند و در مجموع هدف يا هدفهايي مشخّص را تأمين ميكنند.
يكساني قوانين حاكم بر عالم، تنظيم ثوابت بنيادي عالم به طرزي خارقالعاده دقيق و يكسان، و شروع جهان از تكينگي نخستين نشانههايي ديگر از وحدت عميق و باطني عالم است. از طرف ديگر، اين كه در نسبيّت عام، جهان به مثابه موجودي كروي شكل، متناهي و در عين حال بيكرانه در نظر گرفته ميشود، حاكي است كه عالم را ميتوان به صورت مجموعهاي بسته و واحد در نظر گرفت.
حدوث و قدم عالم به مثابه يك كل
پس از فرض عالم به مثابه يك كلّ واحد، اين سؤال پيش ميآيد كه آيا عالم حادث است يا قديم؟ در مورد اجزاء عالم كمتر كسي ترديد ميكند كه تك تك اجزاء عالم حدّاقل از نظر زماني، حادث و مسبوق به عدم زماني باشند. امّا آيا در مورد كلّ عالم نيز ميتوان چنين چيزي گفت؟ براي پاسخ به اين سؤال لازم است ابتدا تعريفي از حدوث و قدم و انواع آن داشته باشيم.
كلّيترين تعريف حدوث و قدم، مسبوقيّت و عدم مسبوقيّت به غير است. بنابراين، حدوث زماني يعني مسبوقيّت وجود شيء به عدم زماني، و قدم زماني يعني عدم مسبوقيّت وجود شيء به عدم زماني. امّا اگر وجود شيء مسبوق به وجود علّت ديگر باشد، آن را حادث علّي يا ذاتي و اگر مسبوق به علّت ديگر نباشد، قديم ذاتي مينامند. حكماء مسلمان غير از اين دو حدوث، اقسام ديگري نيز براي آن فرض كردهاند كه مهمترين آنها عبارتند از: حدوث دهري كه ميرداماد آن را مطرح كرده است، حدوث اسمي كه حاج ملاّهادي سبزواري آن راابداع كرده و حدوث تجدّدي كه از دستاوردهاي حكمت متعاليه ملاّصدرا است.
متكلّمين لازمه مخلوق بودن عالم را، حدوث زماني آن ميدانستند و براي اثبات آن ادلّه متعدّدي ذكر كردهاند كه همگي از سوي حكما و فلاسفه مورد مناقشه و ردّ و ابطال قرار گرفته است.76 از نظر فلاسفه، حدوث زماني عالم، به معناي مسبوقيّت آن به عدم زماني، باطل است چرا كه به معناي وجود زماني است كه در آن، عالم نبوده است و اين قول از دو جهت اشكال دارد: اوّل اين كه زمان را موجودي مستقلّ از عالم مادّه و مقدّم بر آن فرض ميكند كه به اعتقاد قاطبه حكما باطل است(و فيزيك مدرن نيز همين عقيده را پذيرفته است)؛ و ثانيا« اعتقاد به وجود زماني مقدّم بر عالم، خود نقض غرض متكلّمين از حدوث زماني است، چرا كه به دنبال خود قدم زماني خود زمان را به همراه ميآورد؛ و بنا به عقيده متكلّمين هر چه كه قديم زماني باشد، واجبالوجود است؛ در نتيجه زمان نيز واجبالوجود خواهد شد.
امّا بايد دانست كه اصولاً هم ادّعاي متكلّمين و هم اشكال فلاسفه بياساس است. توضيح اين كه حادث و قديم زماني در مورد موجودي صادق است كه در ظرف زمان واقع شده باشد. امّا موجودي كه خارج از ظرف زمان است نه حادث زماني است و نه قديم زماني. مجرّدات و موجودات غير مادّي و همچنين كلّ جهان كه شامل همه اشياء، زمانها و مكانهاست، از اين قبيل و خارج از ظرف زمانند. زمان بُعدي از جهان و مقدار حركت آن است، لذا پرسش از اين كه جهان، كي آفريده شده و آيا حادث زماني است يا قديم زماني، اساسا بيمعناي است؛ همان گونه كه سؤال از اين كه عالم در كجا واقع شده، نامفهوم و بيمعناي است. امّا، غزّالي شقّ ديگري را براي فرض حدوث زماني عالم تصوير كرده است كه به نظر ميرسد اشكالات فوق دامن آن را نميگيرند.
تصوير غزّالي از حدوث زماني عالم
امام محمّد غزّالي در كتـاب «تهافت الفلاسفه» در مبحث حدوث و قدم، مغالطه فلاسفه را در اين ميداند كه ابتدا حدوث زماني را به مسبوقيّت وجود شيء بر عدم زماني تعريف ميكنند، و آنگاه نتيجه ميگيرند كه بر مبناي اين تعريف، از حدوث شيء، قدمش و از قدم آن، حدوثش لازم مـيآيد. بـه نظر غزّالي، اين نقض بر آن تعريف وارد است، امّا حدوث زماني عالم را ميتوان به گونهاي ديگر نيز تصوير كرد.
وي اين سؤال را مطرح ميكند كه آيا هر چه در زمان به عقب برگرديم، به نقطهاي به عنوان مبدأ ميرسيم يا خير و همين طور اگر در مسير رو به جلو هر چه جلوتر رويم به انتهايي ميرسيم يا نه؟ غزّالي پاسخ ميدهد كه مقصود از حدوث زماني عالم اين است كه زمان ابتدا و انتها دارد و عالم همان گونه كه از نظر مكـاني متناهي است، از نظر زماني نيز متناهي و محصور است. به بيان خود او در «تهافت الفلاسفـه»: «... و چون گفته ميشود بالاي سطح عالم فوقي نيست و بُعدي بعيدتر از آن نيست، وهم از قبول آن وحشتزده ميگردد، تا آن حد كه چون گفته شود: پيش از وجود عالم پيشي نبود كه وجود محقّق باشد، وهم از پذيرفتن آن ميگريزد ... اكنون ثابت گشت كه خلاء و ملاء (در وراء اين عالم)، نامفهوم است، و روشن گشت كه در وراء اين عالم خلاء و ملاء وجود ندارد، اگر چه وهم از پذيرفتن آن سرباز زند ... پس اگر اثبات «فوقي» كه آن را فوق نيست جايز باشد، اثبات «قبلي» هم كه پيش از آن «قبلي» محقّق نبوده جايز است.»77
بنابراين، غزّالي حدوث زماني به معناي مسبوقيّت وجود شيء بر عدم زماني را درباره كلّ عالم صادق نميداند؛ بلكه در برابر اين سؤال كه آيا عالم متناهي زماني است يا نامتناهي زماني، پاسخ ميدهد همان گونه كه مكان متناهي است و سؤال از ماوراء آن لغو است، زمان نيز متناهي است و سؤال از قبل و بعد آن بيمعنا است.
شهيد مطهّري كه به ملاّصدرا اعتراض ميكند كه ردّ وي بر متكلّمين در مورد حدوث زماني شامل قول غزّالي نميشود،78 در جاي ديگر اشكالي را كه صدرالمتألّهين در متن اسفار به صورت «ان قيل» مطرح كرده به غزّالي نسبت ميدهد؛ سپس در شرح و بسط پاسخ ملاّصدرا تلاش ميكند نشان دهد قياسي كه غزّالي بين مكان و زمان انجام داده، قياس معالفارق است،79 چرا كه تقدّم و تأخّر اجزاء زمان ذاتي و اجزاء مكان اعتباري است؛ بنابراين از تناهي مكان نميتوان تناهي زمان رانتيجه گرفت.
ما ضمن احترام به مقام شامخ آن استاد شهيد، متذكّر ميشويم كه اين پاسخ نميتواند ابطال قول غزّالي باشد، چرا كه قصد غزّالي استنتاج تناهي مكان از تناهي زمان نيست، بلكه به نوعي تمثيل منطقي تمسّك ميجويد تا اوّلاً استبعاد قول به حدوث زماني را از بين ببرد، و ثانيا نشان دهد كه حـدوث زماني را ميتوان به گونه ديگري چنان تقرير كرد كه اشكال فلاسفه بر آن وارد نباشد؛ وگرنه خود غزّالي به تفاوت بين ماهيّت زمان و مكان واقف است و در ادامه همان متني كه از او نقل كرديم، درباره همان نقض چنين ميگويد:
«و اگر گويند اين موازنه نادرست است، زيرا عالم فوق وتحت ندارد چون كروي است ... و بنابراين فوق و تحت نسبتهايي محض هستند در مقايسه با تو، كه در آن اجزاء عالم و سطوح آن اختلاف نمييابد، و امّا عدمِ متقدّم بر عالم، و نهايتِ نخستين بـراي وجود آن ذاتي است و تصوّر نميتوان كرد كه (اين مفاهيم)، تبديل يافته، چيز ديگري بشوند ... پس در اين صورت ما را ممكن است بگوئيم كه عالم را فوق و تحت نيست، و حال آن كه شما راممكن نيست بگوييد براي وجودِ عالم قبل و بعد نيست ...»80 سپس خود پاسخ ميدهد كه: «گوئيم ... آيا در خارج عالم چيزي به نام ملاء يا خلاء وجود دارد؟ خواهند گفت وراء عالم نه خلاء است و نه ملاء، و اگر از خارج سطحِ برين آن را اراده كنيد، خارجي دارد، و اگر جز آن اراده كرديد خارجي ندارد. در مورد ما هم نيز چنين است كه اگر به ما بگويند آيا وجود عالم را «قبل» هست؟ گوئيم اگر با اين عبارت آن خواهيد كه آيا وجود عالم را بدايتي هست؟ يعني طرفي كه از آنجا آغاز شده، آري آن را بدايتي هست ... و اگر به قبل، چيزي ديگري خواستيد، آن را قبلي نيست ...»81
انصاف اين است كه اين غزّالي نيست كه بايد ثابت كند عالم از نظر زماني متناهي است (با توجه به اين كه نقضهاي فلاسفه به تعريف وي وارد نيست)، بلكه اين حكما و فلاسفه هستند كه بايد ثابت كنند جهان قديم زماني است. اگر زمان مقدار حركت باشد، جهان در صورتي قديم زماني خواهد بود كه حركتي يافت شود كه قديم زماني باشد. فلاسفه بنا به هيئت قديم حركت فلك را چنين چيزي ميدانستند، امّا سواي اين راه باطل، دليل ديگري براي اثبات ازلي بودن زماني عالم از طرف فلاسفه عرضه نشده است. مضافا اين كه برخي از حكما از طريق ديگر، يعني متناهي بودن قواي عالم مادّه، بر اين باورند كه عالم بايد از نظر زمان و مكان متناهي باشد. اين طريق، كه به بحث آنتروپي در فيزيك و لزوم افزايش متناهي آن در طول زمان جهت پرهيز از مرگ حرارتيِ جهان، بسيار شبيه است، مؤيّد اين است كه عالم ازلي نبوده و از نظر زماني متناهي است.
قول غزّالي حاوي نكات جالبي است كه در اين جا به برخي از آنها اشاره ميكنيم. اوّل اين كه غزّالي همرأي با فلاسفه مكان را متناهي و در عين حال بيكرانه ميداند. اين كه تقدّم و تأخّرِ نقاط مختلفِ مكان اعتباري است و همه آنها در يك رتبه قرار دارند، در واقع بيان فلسفي بيكرانه بودن مكان است كه در فيزيك مدرن و پس از ظهور نسبيّت عام و تعميم آن به كيهانشناسي، مقبول فيزيكدانان واقع شده است.
دوّمين نكته جالب در رأي غزّالي اعتقاد به تناهي زمان است. اين عقيده كه خلاف رأي حكماء مشّاء و اشراق است، همسو با آن چيزي است كه نظريّه انفجار بزرگ اعلام ميكند و آن تعيين زماني متناهي براي عالم مادّي است. نكته ديگر اين كه رأي غزّالي در مورد حدوث عالم با رأي ملاّصدرا قابل جمع است. بنابر اصل «حركت جوهري» تمام عالم مادّه در عميقترين لايهها در تغيير و تحوّل است و مادّه و حركت مصداقا عين هم هستند. بنابراين، عالم دائما در حال حدوث زماني و آفرينش است. اين قسم حدوث، يعني «حدوث تجدّدي»، هم با تناهيِ زماني عالم قابل جمع است و هم با عدم تناهيِ زماني آن.
نتيجه:
طرح و قبول نظريّه انفجار بزرگ و تناهيِ زماني عالم در كيهانشناسي نوين، متكلّمين را با اين تصوّر كه يكي از مقدّمات برهانِ نيازمندي جهان به علّت، يعني حدوث زماني آن اينك ثابت و مسلّم شده است، بر سر شوق آورد و در جهت مقابل، ملحدين را به تكاپو وا داشت تا نظريّههاي ديگري را، كه در اين مقاله به برخي از آنها اشاره شد، به عنوان جايگزين آن مطرح كنند و يا به گونهاي اين نظريّه را تعبير نمايند كه كرانه زماني عالم و در نتيجه به زعم آنان خداوند و متافيزيك از صفحه فيزيك حذف شوند!
آنچه در اينجا و در پايان مقاله تذكار آن را ضروري ميدانيم اين است كه هرچند ميتوان تصويري از حدوث زماني عالم ارائه كرد كه هم با علم و هم آن گونه كه غزّالي انجام داده است، با كلام و فلسفه در تلائم و سازگاري باشد، امّا همان گونه كه فلاسفه به درستي خاطر نشان ساختهاند ملاك و مناط نياز به علّت نه صرف وجود و موجوديّت است و نه حدوث زماني، بلكه موجود از آن جهت كه ممكنالوجود است (اعم از امكان ذاتي يا فقري)، نيازمند علّت است. بنابراين، جهان چه حادث زماني باشد چه قديم زماني، متناهي زماني باشد يا نامتناهيِ زماني، زمان آن كرانمند باشد يا بيكرانه، نياز به علّت و تعلّق به علّت عين وجود و ذات آن است.
پاورقيها
15 - Barrow, John D., "Between Inner Space and Outer Space," Oxford University Press, 1999, PP. 250-1.
13 - Cushing, James T., "Philosophical Concepts in Physics," Cambridge Univ. Press, 1998, P. 266.
16 - Hawking, S., "The Edge of Spacetime," in: P. Davies, "The New Physics," Cambridge University Press, 1989, P. 66.
11 - Einstein, A. and L. Infeld, "The Evolution of Physics," Cambridge Univ. Press, 1938, P. 186.
12 - خود اينشتين نيز بعدها به اين امر اعتراف كرد. در اين زمينه ر.ك. به: A. Einstein, "The Meaning of Relativity," Chapman and Hall, 1976, P. 106.
1 - McMulin, E., "Cosmology," in: "Concise Routledge Encyclopedia of Philosophy," Routledge, 2000, PP. 177-8.
14 - Coles, P. and F. Lucchin, "Cosmology, The Origin and Evolution of Cosmic Structure," John Wiley & Sons, 1997, P. 22.
19 - Brockelman, P., "Cosmology and Creation," Oxford University Press, 1999, P. 54, and I. G. Barbour, "Creation and Cosmology," in: "Cosmos as Creation," edi. by: T. Peters, Abingdon Press, 1990, PP. 116-20.
18 - Hawking, S., "A Brief History of Time," Bantam Press, 1994, P. 50.
10 - Mather, John C., "Observing the Big Bang," in: "The Universe Unfolding," P. 366
17 - Davies, P., "The Day Time Began," New Scientist, 27 April 96, P. 32 and Alister E. McGrath "The Foundations of Dialogue in Science & Religion," Blackwell Publishers, 1999, PP. 46-7.
22 - Silk, J., "The Big Bang, The Creation and Evolution of the Universe", W.H. Freeman and Company, 1980, p.3.
21- Ref. 14, PP. 48-50.
25 - Ref. 16.
20 - Davies, P., "The Physics of Time Asymmetry," Surrey University Press, 1974, P.106.
26 - Hoyle, F., "Astronomy and Cosmology," H. W. Freeman and Compony, 1975, PP. 657-94.
29 - Guth, A., "Starting the Universe: The Big Bang and Cosmic Inflation," in: "Bubbles, Voids and Bumps in Time: The New Cosmology," edi. by: J. Cornell, Cambridge Univ. Press, 1989, PP.115-19.
27 - Hoyle, F. and J. Narlikar, "The Physics-Astronomy Frontier," W. H. Freeman and Company, 1980, P. 428.
28 - Brush, Stephen G., "How Cosmology Became a Science," Scientific American, Aug. 92, P.40, and Ref. 20, P. 188.
23 - Davies, P., "The Mind of God," Touchestone, 1992, P. 55.
24 - Gribbin, J., "Taking the Lid off Cosmology,"New Scientist, 16 August 1979, P. 509.
2 - Rees, Sir Martin, "Our Universe and Others," in: "The Universe Unfolding," Edited by: H. Bondi and M. Weston-Smith, Oxford Univ. Press, 1998, P. 53.
30 - Hawking, S., "The Developement of Irregularities in a Single Bubble Inflationary Universe, " Phys. Lett., 115B (1982) 295-7.
31 - Barrow, J. D., "Patterns of Explanations in Cosmology," in: "The Anthropic Principle," eds.: F. Bertola and U. Curi, Cambridge Univ. Press, 1993, P. 12.
3- "Webster's New Twentieth Century Dictionary of the English Language," Second Edition, 1983, P. 413.
32 - Ibid. PP. 12-13.
34 - Harrison, E., "Cosmology," Cambridge Univ. Press, 2000, P. 466.
38 - هاوكينگ، استيون، «تاريخچه زمان»، ترجمه محمدرضا محجوب، شركت سهامي انتشار، 1369، ص157.
36 - Hartmann,W. K., "The Univ. Revealed," Brooks/Cole, 2000, P. 537.
35 - Kaufmann, W. J. and R. A. Freedman, "Universe," W. H. Freeman and Company, 2000, PP. 730-1.
37- Leslie, J., "The End of the World," Routledge, 1996, PP. 119-20.
33 - Comins, N. F. and W. J. Kaufmann, "Discovering the Universe," W. H. Freeman and Company, 2000, PP. 403-4.
39 - Penrose, R., "The Large, the Small and the Human Mind," Cambridge University Press, 1998, PP. 47-8.
43 - Guth, A., "Inflationary Universe: A Possible Solution to the Horizon and Flatness Problems," Phys. Rev. D23(1981) 347-56.
4 - Koestler, Arthur, "The Sleepwalkers," Hutchinson of London, 1961, PP. 20-21.
45- Barbour, Ian G., "Creation and Cosmology," in: "Cosmos as Creation," P. 133.
47- Ref. 36, P. 538 and Ref. 33, P. 406.
49- Ibid.
41 - Worthing, Mark W., "God, Creation and Contemporary Physics," Fortress Press, 1996, P. 44.
48- Ref. 14, P. 151.
40 - Russell, R. J., "Cosmology, Creation, and Contingency," in: "Cosmos as Creation," edi. by: T. Peters, Abingdon Press, 1990, P. 196.
46- Ref. 35, P. 732.
42 - Drees, Willem B., "Problems in Debates about Physics and Religion," in: "Physics and Our View of the World," edi. by: J. Hilgevoord, Cambridge University Press, 1995, PP. 205-6.
44- Ref. 34, P. 459.
54- Dress, Willem B., "Quantum Cosmologies and the Beginning," Zygon: Journall of Religion and Science, 26(3), 1991, P.393.
57 - Tipler, P. A. and R. A. Llewellyn, "Modern Physics," W. H. Freeman and Company, 1999, P.650.
5 - Lightman, A. and R. Brawer (eds.), "Origins: The Lives and Worlds of Modern Cosmologists," Harvard University Press, 1990, P. 2.
56- Goldsmith, D., "Einstein's Greatest Blunder?" Harvard University Press, 1997, P. 136.
55- Ref. 14, P. 153.
50- Linde, A., "A New Inflationary Universe Scenario: A Possible Solution to the Horizon, Flatness, Homogeneity, Isotropy and Primodrial Monopole Problems," Phys. Lett. 108D(1982) 389-93.
51- Albrecht, A. and P. Steinhardt, "Cosmology for Grand Unified Theories with Radiatively Induced Symmetry Breaking," Phys. Rev. Lett. 48(1982) 1220-3.
53- Linde, A., "The Self-Reproducing Inflationary Universe," Scientific American, Nov. 94, PP. 38-9.
58- Ref. 36, P. 526.
52 - Linde, A., "Chaotic Inflation," Phys. Lett. 129B(1983) 177-81.
59- Ref. 56, P. 139.
68 - Ibid.
6 - هاج، پاول، «ساختار ستارگان و كهكشانها»، ترجمه: توفيق حيدرزاده، سازمان جغرافيايي و كارتوگرافي گيتاشناسي، 1368، صص 5-263.
69- Ref. 40, P. 185.
60- Ref. 15, P. 181.
61- Ref. 39, P. 44.
62- Ref. 15, P. 255.
64 - بازلو، جان، «جهان استيون هاوكينگ»، ترجمه: حبيب ا... دادفرما، انتشارات آموزش انقلاب اسلامي، 1372، ص 131.
67 - Ref. 41, P. 85.
65- Ross, H., "Astronomical Evidences for a Personal Transcendent God," P. 151.
63- Ibid, P. 254.
66- Ref. 29, P. 145.
71 - Ibid, P. 2.
76 - به عنوان نمونه ر.ك: مطهّري، مرتضي، «حركت و زمان»، ج 3، انتشارات حكمت، 1375، صص 235-195.
77- غزّالي، ابوحامد محمّد، «تهافتالفلاسفه»، ترجمه: علي اصغر حلبي، مركز نشر دانشگاهي، 1361، ص 23.
79 ـ منبع 76، صص 71-165.
73 - Ibid.
75 ـ صدرالمتألهين، «الشواهد الربوبية»، مركز نشر دانشگاهي، 1360، صص 46-45 و «الاسفار الاربعة»، ج 6، دار احياء تراث العربي 1981، صص 99-98 و همان، ج 7، صص 114-113 و علامه محمد حسين طباطبائي، «نهاية الحكمة»، مؤسسة النشر الاسلامي، 1362، صص 280-279.
72 - Ref. 65, P. 146.
74 - Ibid.
7 - Hawley, John F. & K. A. Holcomb, "Foundations of Modern Cosmology," Oxford Univ. Press, PP. 148-51.
78- مطهّري، مرتضي، «حركت و زمان»، ج 2، انتشارات حكمت، 1372، صص 4-282.
70 - Craig, W. Lane, "Origins & Design: 17.2 Cosmos and Creator," Analysis and Perspective, Microsoft Internet Explorer, 1996, File Date: 11. 14. 96, PP. 1-17.
81- همان، صفحه 24.
80- منبع 77، صص 4-23.
8 - Heidmann, J., "The Expansion of the Universe in the Frame of Conventional General Relativity," in: "Cosmology, History, and Theology," Plenum Press, 1977, P. 39.
9 - گزارش مختصر و مفيدي از كارهاي جورج گاموف و همكاران وي در اين زمينه در كتاب زير آمده است: Alpher, R. A. and R. Herman, "Cosmology, Fusion and Other Matters," ed. by: F. Reines, Colorado Assoc. University Press, Boulder, Colorado, 1972.
ـمير سعيد موسويكريمي
|
