BBC Horizon The Mystery of Dark Energy

جهان در حال از هم فرو ريختن است

چيزي دارد کهکشان ها را مجبور مي کند

تا با سرعتي رو به افزايش از يکديگر دور شوند

از زماني که اين کشف هشدار دهنده انجام شده است

فيزيکدان ها دارند تلاش مي کنند بفهمند چه چيزي باعث اين مسئله شده است

تا الان، يک اسم مطرح کرده اند

آنها به آن انرژي تاريک مي گويند

اساسا انرژي تاريک اسمي است که ما براي آن چيزي

که درک نمي کنيم انتخاب کرده ايم

رنگ آن تيره نيست

بلکه تنها بيان کننده ي ندانستن ما از ماهيت آن است

کشف انرژي تاريک واقعا فيزيکدان هاي نظري را شگفت زده کرده است

و معماي بزرگي از طبيعت باقي مانده است

تا زمان کشف انرژي تاريک، به اندازه ي خود اينشتين

به نظريه ي نسبيت عام او

اطمينان داشتيم

در چند روز گذشته، يکي از بهترين مقاله هاي زندگيم را تمام کردم

ولي حالا قضايا کمتر مسلم هستند

اينشتين انرژي تاريک را توضيح نمي دهد و تا به حال

هيچ کس ديگري هم اين کار را انجام نداده است

هنوز فاقد ايده هاي خوب هستيم

بنابراين محتاج پيشرفت ها و تفکرهاي جديد هستيم

چون احتمال دارد انرژي تاريک اصلا ماده اي خارجي نباشد

بلکه مدرکي باشد که خود فيزيک ما اشتباه است

ما به يک اينشتين ديگر نياز داريم

کاري که اينشتين کرد اين بود که از بيرون

به تصوير بزرگ تر نگاه کرد

و تمامي اين عناصر مختلف را کنار يکديگر قرار داد

تا به نظريه هايي که داشت برسد

شايد الان زمان آن باشد تا تصوير بزرگ تر دوباره ارزيابي شود

قطعا جاي ورود يک اينشتين ديگر خالي است

تا همه چيز را تکان بدهد و به ما بگويد

که تا به حال داشتيم به همه چيز اشتباه نگاه مي کرديم

دوست دارم اينشتين هاي آينده ي جهان به دنبال

جواب براي سخت ترين مشکل علم مدرن باشند

تا بزرگترين تصوير تمام چيزها را بکشند

تا بالاخره معماي انرژي تاريک را حل کنيم

انرژي در اطراف ما وجود دارد

از خورشيد مي آيد، از واکنش هاي شيميايي، از الکتريسيته

انرژي به ماشين ها قدرت مي دهد، خانه هاي ما را گرم مي کند و شب هاي ما را نور مي بخشد

درک انرژي، زندگي و سياره ي ما را تغيير شکل داده است

انرژي تاريک با تمامي اينها فرق مي کند

به نظر مي رسد هيچ هدف مفيدي را دنبال نمي کند، به غير از اينکه به ما نشان دهد

که کمتر از آنچه تصور مي کرديم مي دانيم

انرژي تاريک در پايان قرن 20 کاملا غير منتظره

وارد شد

در سال 1998، يک دانشمند جوان به نام سائول پرلموتر داشت

به افکاري بزرگ فکر مي کرد

به عنوان يک دانشجوي فارغ التحصيل شده، واقعا دلم مي خواست پروژه اي پيدا کنم که

به يک سري سوال هاي فلسفي جواب دهد يا حداقل نگاهي

بياندازد، چيزي که اين حس را به وجود بياورد که

راجع به جهاني که در آن زندگي مي کنيم با معني است

مي دوني، به طرز خيلي عميقي

سوالي که واقعا من را به هيجان مي آورد اين است که

آيا جهان تا ابد دوام مي آورد يا نه

آيا در جهاني زندگي مي کنيم که بي نهايت است

يا يک روز به انتهاي خود مي رسد؟

در آن زمان، دو گزينه ي بزرگ وجود داشت

که جهان مي توانست تا ابد منبسط شود

ولي به آهستگي

ولي تا ابد منبسط شود

يا اگر به اندازه ي کافي ماده در جهان وجود داشته باشد

تا به صورت گرانشي آن را جذب کند

مي تواند به آهستگي بياستد و سپس فرو بپاشد و به پايان برسد

سائول داشت با مشاهده ي منفجر شدن ستاره ها به نام ابرنواخترها

طوري که جهان داشت منبسط مي شد را اندازه مي گرفت

يک نوع بخصوص از ابرنواخترها هميشه يکجور منفجر مي شوند

چون تا زماني که مقدار بحراني اي از جرم بر روي خودش

سقوط نکند منتظر مي ماند، بنابراين همه ي آنها به هم خيلي شبيه هستند

آنها به اندازه ي يک آتش بازي مي درخشند و سپس ناپديد مي شوند و آنها

به درخشندگي يکساني مي رسند و شما مي توانيد از آن با اندازه گيري

ميزان درخشندگي آنها به عنوان يک شاخص از اينکه چقدر با ما فاصله دارند استفاده کنيد

چون آنها با شدتي يکسان منفجر مي شوند

از اين ابرنواخترها به عنوان شمع هاي استاندارد نام مي برند

با مقايسه ي درخشندگي نسبي آنها

فاصله هاي نسبي را مي تواند محاسبه کرد

سائول از ستاره ها انتظار داشت تا چيزي که همه، در آن زمان فکر مي کردند

را نشان بدهد، اينکه سرعت جهان داشت کم مي شد

کم نورترها دورتر بودند

و درست مثل زماني که شما مشاهده مي کنيد يک ماشين از شما دور مي شود

مي توانيد به وسيله اي اينکه چقدر نور عقب ماشين ها کمرنگ شده است بگوييد چقدر با شما فاصله دارند

اگر بتوانيد از درخشندگي ابرنواختر استفاده کنيد

تا بگوييد چقدر با ما فاصله دارند

اين واقعا به شما مي گويد که چه زماني انفجار رخ داده است

چون شما مي دانيد چقدر طول مي کشد تا نور اين مسافت

زياد را طي کند

خب، حالا جسمي داريم که منفجر شده است

و درخشندگي آن به شما مي گويد چه زماني منفجر شده است

در چه زماني در گذشته منفجر شده است

مهم نيست اين نظريه چفدر خوب باشد، مشکل کاربردي براي گرفتن

يک ستاره ي در حال انفجار در زمان مناسب بسيار بزرگ است

ولي سائول و گروهش آخرين تکنولوژي هاي کامپيوتري را براي اين

مشکل به کار بردند

حالا دو کليد در پشت آن قرار دارد

کامپيوترها از کار مي افتادند و دوباره راه مي افتادند

ولي حالا بالاخره، آناليزها را کامل کرديم

حداقل قسمت کامپيوتر آناليزها را، و کم کم دارد

روي نمايشگر به ما نشان مي دهد که فکر مي کند يک ابرنواختر چه شکلي است

در نهايت، بعد از اينکه گروه 42 تا از اين نوع ستاره هاي رو به مرگ را تشخيص داد

محاسبات شروع شدند

چيزي که پرلموتر کشف کرد، او را شوکه کرد

داده ها داستاني اشتباه را تعريف مي کردند

به نظر نمي آمد سرعت جهان رو به کاهش باشد

ما فکر مي کرديم اين چيزي است که مشاهده خواهيم کرد

و به نظر مي رسيد عکس آن درست است

و در حقيقت، آهنگ انبساط جهان رو به افزايش بود

اين ابرنواخترهاي دوردست از آن چيزي که تصور کنيد کم نور تر بودند

و به طرز قابل توجهي کم نورتر بودند

آنها احتمالا حدود 20 درصد يا بيشتر بودند

و اين يک نشان از جهاني است

که سرعت انبساط آن رو به افزايش است

براي اينکه بگيم اين نتيجه يک شگفتي بود

کتمان حقيقت است

آنقدر غير قابل پيش بيني بود که واکنش هاي اوليه رد اين موضوع بود

همه سائول را مي شناختند و همه از آزمايش خبر داشتند

و به ياد دارم که در ميان حضار نشسته بودم و سائول

بلند شد و توقع داشتيم که يک بروز رساني در نتايجي

که يک سال پيش داده بود داشته باشد

اينکه سرعت جهان رو به کاهش است

و به همين خاطر من کاملا شگفت زده شده بودم که

براساس دوازده جسم بيشتري که او نسبت به پارسال داشت

او ناگهان داشت مي گفت

که داريم در جهاني زندگي مي کنيم که سرعت آن رو افزايش است

به ياد دارم که چقدر شگفت انگيز بود

منظورم اين است که تمامي ستاره شناسان قدم مي زدند و سرهاي خود را مي خاراندند

و مي گفتند اين نمي تواند درست باشد. قطعا نمي تواند درست باشد نه؟

اين نتيجه اي نبود که مردم انتظار داشتند

و همچين ادعاي شگفت انگيزي به شواهد شگفت انگيزي هم نياز دارد

بيشتر از چند داده از چندتا ستاره

خب ما الان روي ساحل هستيم، جايي که حدود ميليارد ها سنگريزه وجود دارد

و اگر فکر مي کنيد داريد تلاش مي کنيد اين ساحل را درک کنيد

فکر نمي کنيد که مي توانيد از طريق 42 عدد سنگريزه به اين مسئله برسيد

ولي حق با سائول بود

او قادر بود تنها از 42 عدد ابرنواختر بفهمد سرعت انبساط جهان

رو به افزايش است

که وقتي به آن فکر کنيد مي بينيد خيلي شگفت انگيز است

از يک طرف، اين نتيجه ي خوبي بود

علم جديدي بود و يک جايزه ي نوبل براي سائول پرلموتر به ارمغان آورد

از طرف ديگر، يک سوال آشکار را مطرح کرد

زماني که بدانيد که سرعت انبساط جهان رو به افزايش است

آنوقت با يک سوال رو به رو مي شويد که

خب، چه چيزي باعث مي شود سرعت آن افزايش پيدا کند؟

تا الان، تنها پيشرفت واقعي در مورد اين سوال

به اين پديده يک اسم داده است

به اين پديده انرژي تاريک مي گويند

انرژي تاريک عبارتي است که ما براي هر چيزي که

باعث مي شود سرعت انبساط جهان زياد شود استفاده مي کنيم

چيزي که باعث مي شود با سرعت بيشتر و بيشتري منبسط شود

ما نمي دانيم که آن چيست

اين يک معما است و به همين خاطر به آن تاريک مي گوييم تا نشان دهنده ي ندانستن ما باشد

نه به خاطر اينکه رنگ آن تيره است

اين معما آنقدر عميق و آنقدر گمراه کننده است

که هر جايي که فيزيکدان ها هستند، آدم هايي هستند که اميد دارند

که اين فيزيکدانها راز انرژي تاريک را حل کنند

مردم به اين خاطر احساس عصبانيت مي کنند

که چيزي که به دنبال آن هستند، اگر وجود داشته باشد

کاملا در اطراف آنها قرار دارد

ولي اين حقيقت که تا به حال هيچ کس قادر نبوده است تشخيص دهد

انرژي تاريک چه چيزي است

موقعيت دشواري درست کرده است که از آخرين باري که يک فيزيکدان

به کيهان شناسي وارد شد ديده نشده است

در سال 1915 به نظر مي رسيد کار فيزيک به آخر رسيده است

همه چيز با عقل جور در مي آمد

نيوتون آسمان را با استناد به جاذبه توضيح داده بود

و اتم ها به عنوان کوچک ترين واحد نامرئي ماده

تشخيص داده شده بود

کار تمام شده بود

ولي سپس يک مرد آلماني

ايده هاي کاملا جديدي را مطرح کرد

من به ندرت با کلمات فکر مي کنم

يک ايده به ذهنم مي رسد

و سپس تلاش مي کنم آن را به صورت کلمات بيان کنم

اينشتين اين تصورات کوچک را

تجربه هاي فکري ناميد و اينها او را به سمت

توسعه ي نظريه ي نسبيت سوق دادند

که طوري که کارکرد جهان

درک مي شد را تغيير داد

گاهي اوقات از خودم مي پرسم چطور شد که

من آن کسي بودم که نظريه ي نسبيت را ايجاد کردم؟

دليلش فکر مي کنم اين است که يک آدم بالغ معمولي

هيچ وقت دست از فکر کردن به مشکلات فضا و زمان بر نمي دارد

اين چيزهايي است که او در سنين کودکي آموخته بود

ولي من وقتي کاملا بزرگ شده بودم شروع به سوال پرسيدن

درباره ي فضا و زمان کردم

نظريه ي اينشتين ايده هاي نيوتون درباره ي گرانش را نگه داشته بود

اگرچه به صورت تجربي در اکثر موارد درست بود

ولي از نظر ادراکي اشتباه بود

اينشتين گفت گرانش

يک ويژگي کششي محو، همانطور که نيوتون فرض مي کرد نبود

بلکه در حقيقت برآمدي از جرم بود که با فضا- زمان تعامل داشت

شکاف بين ستاره ها و سياره ها قبلا به عنوان فضا شناخته مي شد

طيق گفته هاي اينشتين، فضا فقط يک فضاي خالي نيست

بيشتر شبيه يک تار و پود چهار بعدي است

که از فضا و زمان بافته شده است

جرم سيارات مي تواند اين تار و پود را کج و تغيير شکل دهد

اجسام آسماني ديگر مثل ماه ها را به دور خود جمع کنند

و خميدگي فضا- زمان است که اثري

که به عنوان گرانش تجربه مي کنيم را درست مي کند

بنابراين نظريه ي نسبيت عام اينشتين

نظريه اي زيبا است