Dancing in the Dark - The End of Physics

در سال ۱۹۲۹، ادوین هابل کشف نگران‌کننده‌ای انجام داد

او کشف کرد هرجایی که تلسکوپش را می‌گرفت

نشان می‌داد همه‌چیز دارد از ما دورتر می‌شود

به‌نظر می‌رسید جهان داشت منبسط می‌شد و اگر داشت منبسط می‌شد

آنها بررسی کردند و داشت منبسط می‌شد، و هر مدت‌زمانی که

می‌خواهید به آن فکر کنید، که آنها این کار را نیز انجام دادند

باید نتیجه بگیرید جهان باید از نوعی

نقطۀ شروع، درحال‌انبساط باشد

هابل چیزی را کشف کرد که در آن زمان اندیشه‌ای انقلابی محسوب می‌شد

اما چیزی است که امروزه عقیدۀ معمولِ علمی شمرده می‌شود

جهان ما ۱۳.۷ میلیارد سال پیش در یک آن شروع شد

این نخستین دورۀ تولد جهان بود

اون رو با نام مه‌بانگ می‌شناسیم

امروزه، درک‌مان از پیدایش جهان

به‌شدت باجزئیات است

سپس دستخوش انبساطی چشمگیر شد

این دومین دوره در زایش جهان بود

به آن تورم می‌گوییم

به‌یمن علم، فکر می‌کنیم دقیقاً می‌دانیم چطور به حالا رسیده‌ایم

مادۀ اتمی چگالیده شد تا ستاره‌‌ها و سیاره‌هایی

را شکل دهد که جهان‌مان را می‌سازند

این مدل استاندارد کیهان‌شناسی است

علم نه‌تنها بزرگ‌ترین تصویر ممکن را نقاشی کرد

بلکه فهرستی جامع از اجزای سازندۀ

اتم‌هایی ایجاد کرد که ما از اونها تشکیل شده‌ایم

شش کوارک وجود داره

چهار نوع بوزون پیمانه‌ای

شش لپتون

و بوزون هیگز

این مدل استاندارد فیزیک ذرات است

این دو الگوواره(پارادایم-م.) با هم باید همه‌چیز را تبیین کنند

و بااین‌وجود، درست در نقطه‌ای که به نظر می‌رسد همه‌چیز دارد مثل جورچین کنار هم می‌نشیند

برخی از پژوهشگران نگران هستند که احتمال قوی

روبه‌افزایشی وجود دارد که شاید ما علمِ این موضوع را اشتباه فهمیده‌ایم

که نظریه‌های فعلی‌مان متزلزل به‌نظر می‌رسد

که جهان‌مان را یا اینکه از چه تشکیل شده‌ایم را

یا راستش را بخواهید، هرچیزی که فکرش را بکنید درک نمی‌کنیم

چطور نظریه‌پردازا می‌تونن شب بخوابن وقتی

می‌دونن مدل استاندارد فیزیک ذرات چندین مرتبۀ بزرگی خطا داره؟

ما هیچ ایده‌ای نداریم که نود و پنج درصد جهان چیه

به‌نظر نمی‌رسه که ما همه‌چیز رو درک می‌کنیم

این راجع به اینه که جهان از چی درست شده

این راجع به وجودداشتن ماست

چی می‌گن؟ می‌گن کیهان‌شناسا همیشه اشتباه می‌کنن ولی هیچ‌وقت شک‌وتردیدی ندارن

تعداد نظریه‌هامون از تعداد نظریه‌پردازامون بیشتره

می‌خوام باهاتون روراست باشم.اینجا در موقعیت عجیبی قرار داریم

که به‌نظر می‌رسه هر چند سال یک بار یک نشانک تبیین‌نشدۀ جدید وجود داره

شاید قرار باشه سرمون رو بخارونیم

و دوباره از اول شروع کنیم

در پایین کوه‌های عظیم آندس که کل شیلی را

پوشانده است، پایتخت این کشور قرار دارد

این شهر را کنکیستادورها در سال هزار و پانصد و چهل و یک بنیان نهادند و نام فعلی‌اش را بر آن نهادند

یعنی سانتیاگو یا سینت جیمز که برگرفته از قدیس حامی سرزمین مادری‌شان است

اما به‌زبان اسپانیایی، ایاگون به معنی یعقوب نیز است و یعقوب بود که، طبق گفته‌های

انجیل، رؤیای بالارفتن از نردبانی را می‌دید که تا بهشت(آسمان-م.) می‌رفت

درحالی‌که شاید کوه‌ها به پلکانی استعاره‌ای به بهشت اشاره می‌کنند

آنها مسیری عملی برای رسیدن به روشنگری را نیز فراهم می‌کنند

به همین دلیل است که اخترفیزیک‌دان بریتانیایی، باب نیکول، اینجاست

او در مسیر یکی از تلسکوپ‌های بزرگ روی این سیاره است

که بر پشت‌بام دنیا آرام گرفته است. او در کارش دارد

تلاش می‌کند درک کند چطور جهان کار می‌کند

نکتۀ جالب دربارۀ کیهان‌شناسی اینه که همین چند وقت پیش در

دهۀ ۱۹۲۰ شروع شد و وقتی افراد از توی تلسکوپ‌هاشون به آسمون نگاه می‌کردن

نمی‌دونستن این چیزهای درهمی که اون بیرون بودن درون کهکشان

خودمون بودن یا درواقع کهکشان‌های دیگه‌ای بودن و بعد

اخترشناسان بزرگی مثل هابل روی کار اومدن

و فاصلۀ این سحابی‌های کم‌نوری رو اندازه گرفتن که

می‌تونید توی تلسکوپ‌تون ببینید و ناگهان کشف کردن از اون چیزی که

توقع داشتیم خیلی دورتر هستن و بنابراین باید بیرون از کهکشان ما

باشن و ازاین‌رو جهانی از کهکشان‌های دیگه رو کشف کردن

کشف جهانی که بسیار پیچیده‌تر از آنی بود

که کسی می‌توانست تصورش را بکند

و این اندیشه که همۀ اینها دریک‌چشم‌برهم‌زدن آغاز شده است

ناگهان روایت تکوینِ پذیرفتنی‌ای را فراهم کرد

که به افسانه‌ها و جادو تکیه نمی‌کرد

اندیشۀ مه‌بانگ و جهانِ درحال‌انبساط

پیروزی‌ای برای کیهان‌شناسی نوین بود

و همه از آن شاد و راضی بودند

تا سال ۱۹۷۴؛ زمانی که اخترشناسان مشکل بزرگی را کشف کردند

در منظومۀ شمسی

وسطش خورشید رو داریم که تموم این گرانی(گرانش-م.) رو فراهم می‌کنه

و اگه از اون دور بشیم، سیارات گوناگون رو داریم

که پشت سر هم چیده شدن و به‌دور خورشید می‌چرخن

و سرعتی که این سیارات به دور خورشید می‌چرخن

با فاصله‌ای که از خورشید دارن کاهش پیدا می‌کنه

بنابراین وقتی به سیاره‌های بیرونی می‌رسید

اونها خیلی آهسته‌تر از سیاره‌های درونی حرکت می‌کنن

برای مثال، ۱۶۵ سال زمینی طول می‌کشه تا نپتون به دور خورشید بچرخه

اگه می‌خواستم از این موضوع نموداری بکشم، یه چیزی تو این مایه‌ها می‌شد

خب

توقع دارید سرعت سیاره‌های درونی بالا باشه

و همچنان‌که گرانی ضعیف‌تر می‌شه، سرعت

سیاره‌ها کمتر و کمتر و کمتر باشه

سیاره‌ها کمتر و کمتر و کمتر باشه

حالا همین وضع رو در کهکشان‌مون داریم

در مرکز اون سیاه‌چالۀ بزرگ ابرپرجرمی رو داریم

و ستاره‌هایی رو داریم که به‌دور مرکز کهکشان می‌گردن

بنابراین توقع دارید ستاره‌هایی که از مرکز کهکشان

دورتر هستن آهسته‌تر از ستاره‌های درونی حرکت کنن

ولی این چیزی نیست که می‌بینیم

چیزی که می‌بینیم اینه که سرعت ستاره‌ها ربطی به فاصله نداره و ثابته

و ستاره‌های بیرونی همون سرعتی رو

دارن که ستاره‌های درونی دارن

در کهکشان‌های مارپیچ، هرجایی که سرعت ستاره‌ها اندازه‌گیری بشود

آنها خم‌های چرخش تختی را تولید می‌کنند که از منطق تمرد می‌کند

تنها راهی که می‌شد این موضوع با عقل جور دربیاید این بود که بیش از آنچه

فکر می‌کردیم ماده وجود داشته باشد و گرانی بیشتری تولید کند

و ازآنجایی‌که این مواد اضافی را نمی‌شد دید

به آن نام تقریباً گمراه‌کنندۀ «مادۀ تاریک» را دادند

مادۀ تاریک واقعاً مسئلۀ جالبیه

عجیب‌وغریب به‌نظر می‌رسه اما لزومی نداره این‌طور باشه

پروفسور کیتی فریس فیزیک‌دان نظری است

یعنی فیزیکی که بدان می‌پردازد نظری است

خود کیتی واقعی است

چیزهای تاریک خیلی زیادی تو جهان هست

تا زمانی که نورم رو به این بطری‌ها نتابونم، نمی‌تونم ببینم‌شون

و به‌محض اینکه نورم رو از روی اونها برمی‌دارم، اونها تاریک می‌شن

این چیزیه که افراد فکر می‌کردن.فکر می‌کردن شاید مادۀ تاریک گاز باشه

شاید هم غبار باشه

احتمال داره مادۀ تاریک فقط مادۀ معمولی‌ای باشه که نمی‌تونید ببینیدش

این هستارِ مادۀ تاریکِ معمولی ولی تاریک، ماچو نام داره

اشیای هاله‌وار فشردۀ پرجرم

ولی مشکل اینجا بود که حتی برآوردهای بسیار سخاوتمندانه

برای اینکه ماچوها چقدر وزن دارن به‌طرز اسف‌باری کمتر از چیزی بودن

که نیاز بود تا اتفاقات عجیبی را تبیین کند که

در کهکشان‌های مارپیچی مثل کهکشان ما می‌افتد

به تبیین دیگری نیاز بود

خب، برای اینکه مادۀ تاریک چی می‌تونه باشه اندیشۀ بدیلی وجود داره

ما فکر می‌کنیم نوعی ذرۀ بنیادی جدیده؛

نه نوترون‌ها، نه پروتون‌ها، نه چیزهایِ اتمیِ عادی

بلکه ذره‌ای کاملاً نو

و این ذرات در همه‌جای جهان هستند

اونها در این کهکشان هستن؛ در این اتاق هستن

درواقع، در هر ثانیه میلیاردها از اونها از بدن شما رد می‌شه

شما متوجهش نمی‌شید ولی اونها اونجان

این نامزدهای نظریِ مادۀ تاریک ویمپ نام دارند

ذرات پرجرم با برهم‌کنش ضعیف

اما چون اونها با مادۀ معمولی،موادی که ما و ابزار علمی

از اونها درست شده‌ایم، به‌طور ضعیف برهم‌کنش دارن

گرفتن این ذرات به‌سادگی

گیرانداختن آب در آبکش است

درواقع، در روزهای ابتداییِ کشف مادۀ تاریک، این ذرات

به‌قدری نظری بودند که حتی به‌صورت نظری هیچ‌کس نمی‌دانست

چطور می‌شود یکی از آنها را گیر انداخت

سپس، در سال ۱۹۸۳، جرقۀ اندیشه‌ای نو در ذهن

فیزیک‌دان نظریِ تازه‌کار، کیتی فریس، زده شد

من در مدرسه‌ای زمستانی در اورشلیم بودم

و اونجا بود که وارد حوزۀ مادۀ تاریک شدم

با مردی آشنا شدم به‌نام آندری دروکیه

او فردی خارق‌العاده و نامتعارفه

لهستانیه

اون هم‌زمان به زبان‌های انگلیسی، فرانسوی

آلمانی و لهستانی حرف می‌زنه

و می‌دونست برای مهمونی سال نو باید کجا بره

و باور می‌کنید یا نه، اون روز داشتیم

آمیزه(کاکتل-م.) می‌نوشیدیم

آمیزه همیشه واسه علم خوبه

و در همین حین داشت برام از کاری می‌گفت که می‌کرد

دروکیه به روشی رسیده بود تا با اون نوترینوها رو آشکار کنه، ذرات واقعی‌ای که

برخی از ویژگی‌هاشون با ویمپ‌های پیشنهادشده مشترکه

چیزی که فهمیدیم این بود که می‌تونی از همین فن

برای ویمپ‌ها استفاده کنی

ویمپ‌ها برهم‌کنش‌های یکسانی دارن

اونها برهم‌کنش ضعیف دارن؛ درست مثل نوترینوها

من در اون زمان، در دانشگاه هاروارد داشتم دورۀ پسادکتری رو می‌گذروندم و آندری رو

متقاعد کردم تا برای چند ماه به هاروارد بیاد و در اونجا ما با

دیوید اسپرگل هم کار می‌کردیم و هرسه‌تامون برای اینکه اگه می‌خواید

ویمپ‌ها رو آشکار کنید چکار باید بکنید چند تا از اندیشه‌های پایه‌ای رو نوشتیم

ویمپ‌ها، ذراتی که امکان داره مادۀ تاریک باشن، مثل اشباح هستن

آنها از مادۀ معمولی عبور می‌کنن

ولی اونها ذرات هستن

بنابراین، به‌طور نظری، هر چند

وقت یک بار، یکی از اونها باید با هستۀ اتم‌ها برخورد کنه

به‌علاوه، این برخورد نظری باید فوتونی را

آزاد کند؛ درخشی کوچک از نور؛ با این روش مادۀ تاریک آشکار می‌شود

به‌طور نظری که روشی ساده است

اگه می‌خواستید یکی از این آزمایش‌ها رو روی میزی

یا در آزمایشگاهی روی سطح زمین بسازید

اون‌وقت پرتوهای کیهانی نشانک‌تون رو کاملاً مستغرق می‌کنن

این موضوع باعث می‌شه تلاش‌تون برای انجام آزمایش خراب بشه

چون شمارآهنگ پرتوهای کیهانی اون‌قدر بالا خواهد بود

که هیچ‌وقت قادر نخواهید بود ویمپ‌ها رو ببینید

کاری که باید بکنید اینه که برید زیر زمین

به‌دلیل اندیشه‌هایی که کیتی در دهۀ ۱۹۸۰ داشت

هزاران دانشمند از آن زمان تابه‌حال به زیر زمین رفته‌اند

تا به‌دنبال مادۀ تاریک بگردند

کوان کالار یکی از این دانشمندان است

جست‌وجویش برای یافتن مادۀ تاریک او را به سادبری کشانده است؛

شهری کوچک در کانادا که درست در بالای دریاچه‌های بزرگ آمریکای شمالی قرار دارد

اگر الان به این شهر نگاه کنید

با خود فکر نمی‌کنید که این مکان موجودیت خود را مدیون

یکی از رویدادهای فاجعه‌باری است که دنیا به خود دیده است

میلیون‌ها سال پیش، دنباله‌داری غول‌آسا به مکانی برخورد کرد که الان با نام

سادبری شناخته می‌شود و تا امروز دومین دهانۀ بزرگ روی زمین را ایجاد کرده است

این دنباله‌دار با خود فلزهای مفید زیادی را آورد که سر از زیر مکانی درآورد

که امروزه با نام حوضۀ سادبری شناخته می‌شود

وقتی انسان به‌قدر کافی باهوش شد

سوراخ‌هایی در این دهانه ایجاد کرد تا بتواند این فلزها را بیرون بیاورد

معادن نیکل، بیگ نیکل(نیکل بزرگ-م.)، در کنار

مکان‌های دیگر، مسئول جاذبه‌هایِ گردشگریِ اصلیِ شهر سادبری است