مروری بر مسئله‌ی آغاز عالم در فیزیک و پیامدهای فلسفی و الهیاتی آن

انسان در طول تاریخ وقتی در ساعت‌ها، شب‌ها، سال‌ها و حتی قرن‌های مختلف به آسمان شب خیره می‌شد، به جز یک سری حرکت‌های منظم و تکرار‌شونده‌ی اجرام آسمانی، هیچ تغییر عمده‌ای را در آن مشاهده نمی‌کرد. گویی در این نظم حیرت‌انگیز، کوچک‌ترین تغییر و تفاوتی ایجاد نمی‌شود چه رسد به اینکه بخواهد آغاز یا پایانی داشته باشد! در واقع بشر تا پیش از قرن بیستم میلادی، هیچ شاهد تجربی محکمی برای وجود تغییر و تحولات عمده و بزرگ‌مقیاس در کیهان نداشت؛ بنابراین اعتقاد به پیدایش و آغازمندی عالم نیز تنها از منظر اندیشه‌های دینی و کلامی مطرح بود.
با ظهور نسبیت عام، اینشتین در سال ۱۹۱۷ آن را برای کل کیهان اعمال کرد. او اعتقاد راسخی به ازلی‌بودن کیهان داشت. به همین منظور، برای ایجاد مدلی ایستا از کیهان، مجبور به اضافه کردن ثابت کیهان‌شناسی در معادلات خود شد. امّا افرادی چون فریدمان و لومتر که لزومی به اضافه‌کردن آن نمی‌دیدند، برای اولین‌بار در تاریخ، تغییرات بزرگ‌مقیاس در کیهان را پیش‌بینی کردند: انبساط و انقباض کیهانی! جهان بر اساس انحنای خود می‌توانست سرگذشت‌های متفاوتی از انبساط و انقباض را طی کند، امّا همه‌ی آن‌ها در یک چیز مشترک بودند: یک نقطه‌ی آغازین در تاریخ کیهان، که در آن جهان بسیار بسیار منقبض، چگال و داغ بوده است! بنابراین نظریه‌ی «مِهبانگ» متولّد شد و مسئله‌ی آغاز و پیدایش جهان که تا پیش از آن تنها در عقاید دینی و کلامی مطرح بود، برای اولین بار به صورت جدی پا به دنیای فیزیک گذاشت. البته هنوز هیچ شاهد تجربی‌ای برای داوری بین مدل‌های «جهان‌ایستا» و «مهبانگ» وجود نداشت. امّا این وضعیت خیلی طولی نکشید: ادوین هابل، در سال ۱۹۲۹، نشان داد که جهان، بر خلاف مدل ایستای اینشتین، در حال انبساط است. پس از کشف انبساط کیهانی، اینشتین مدل ایستای خود را کنار گذاشت، امّا باز هم از اصرار بر یک مدل ازلی‌‌ابدی از کیهان دست نکشید. به همین منظور او یک مدل نوسانی (چرخه‌ای) از کیهان معرفی کرد. طبق این مدل، کیهان پس از یک دوره‌ی انبساطی، دوباره منقبض شده و در خود فرو می‌رُمبد و سپس با یک انفجار بزرگ جدید، دوره‌ی جدیدی از انبساط را آغاز می‌کند و این چرخه از ازل تا ابد ادامه دارد. مدل چرخه‌ای اینشتین، بر خلاف مدل ایستای او تعارضی با مشاهدات هابل درباره‌ی انبساط عالم نداشت، امّا خیلی زود با یک سری مشکلات نظری روبرو شد. مشهورترین آنها به قانون دوم ترمودینامیک مربوط می‌شود: آنتروپی کیهان در حال افزایش است؛ بنابراین کیهان در هر چرخه نسبت به چرخه قبلی آنتروپی بیشتری را در خود جای می‌دهد. بنابراین اگر پیش از ما بی‌نهایت چرخه‌ی کیهان وجود داشته است، پس آنتروپی در کیهان فعلی ما باید به بی‌نهایت میل می‌کرد. بنابراین، دومین تلاش اینشتین نیز برای ارائه‌‌ی یک مدل ازلی از کیهان با شکست مواجه شده بود. مشاهده‌ی «تابش زمینه‌ی کیهانی» در سال ۱۹۶۴ که پیش‌بینی مهم مدل مهبانگ و حاکی از جهان داغ اولیه بود؛ موجب شد تا تنها رقیب مهم مدل مهبانگ در میانه‌ی قرن بیستم، یعنی مدل حالت پایدار بویل نیز کنار گذاشته شود.
در اواخر قرن بیستم، نظریه تورّم به عنوان بخشی از مدل مهبانگ که بیانگر دوره‌ای از انبساط تورمی در لحظات آغازین کیهان بود، معرفی شد. بسیاری از از مدلهای تورّمی منجر به پدیده‌ای به نام «تورّم ابدی» می‌شدند که علی‌الاصول حاکی از آن بود که دوره‌ی تورمی هیچ آغاز و انجامی ندارد و همواره در بخشی از یک اَبَرجهان ادامه دارد. بدین ترتیب یک مدل ازلی جدید از کیهان پا به صحنه گذاشت. از طرف دیگر افرادی چون استینهارت مدل چرخه‌ای جدیدی را پیشنهاد کردند که با دوره‌هایی از انبساط پی‌درپی (بدون هیچگونه انقباضی) فضای بیشتری را برای آنتروپی تولید‌شده فراهم می‌کرد و در نتیجه تعارضی با قانون دوم ترمودینامیک نداشت. امّا قضایای تکینگی، و به خصوص نسخه‌‌ی اخیر آن که در سال ۲۰۰۳ ارائه شد، نشان می‌داد که «تورم ابدی» و «مدل چرخه‌ای استینهارت» نیز حتماً دارای یک تکینگی اولیه هستند و بنابراین نمی‌توانند ازلی باشند.
بدین ترتیب مدل آغازمند مهبانگ که توسط لومتر در اوایل قرن بیستم ارائه شد، در طی حدود یک قرن لااقل پنج مدل ازلی از کیهان را که رقبای جدّی آن محسوب می‌شدند از پیش رو برداشت. این مدل، با تکاملی که به مرور زمان یافته است، از معرض آزمون‌های تجربی و اکتشافات شگفت‌انگیز و غیرقابل پیش‌بینی مختلف سربلند بیرون آمده‌ و از حمایت جدی قضایای تکینگی و قانون دوم ترمودینامیک برخوردار است. با این وجود هنوز نمی‌توان با قاطعیت از آغازمندی کیهان سخن گفت. چرا که نظریه‌های فعلی، از توصیف کیهان قبل از زمان پلانک، یعنی زمانی حدود ده به قوه‌ی منهای ۴۴ ثانیه پس از آغاز فرضی برای کیهان، ناتوان اند. بنابراین سخن‌گفتن قطعی درباره‌‌ی آغازمندی کیهان تا پیش از دستیابی به یک نظریه‌ی گرانش کوانتومی راضی‌کننده، ناممکن به نظر می‌رسد. با این وجود نمی‌توان منکر شد که پیشرفت‌های نظری و مشاهدتی ۱۵۰سال اخیر، صحنه‌ی بازی را به طرز اعجاب‌آوری از یک توافق عمومی بر سر «جهانی ثابت و ازلی»، به نفع گرایش به «یک مدل آغازمند از کیهان» تغییر داده است.

ارتباط آغازمندی عالم با مسئله‌ی آفرینش

مسئله‌ی آغاز عالم طبعاً با مسئله‌ی وجود خدا و مفهوم آفرینش در دین و فلسفه قرابت زیادی دارد. کما اینکه بسیاری از الهی‌دانان و متکلّمین اسلامی و مسیحی آن را لازمه‌ی اعتقاد به ادیان دانسته‌اند. برای مثال پاپ پیوس دوازدهم، رسماً مدل مهبانگ را تأییدی بر داستان آفرینش در کتاب مقدس دانست. امّا در مقابل، بسیاری دیگر از الهی‌دانان و متفکرین غربی و شرقی معتقدند که اعتقاد به وجود خدا لزوماً به معنای اعتقاد به آغازمندی زمانی عالم نیست. زیرا مفهوم آفرینش یک مفهوم متافیزیکی است و به معنای وابستگی دائمی و لحظه‌به‌لحظه‌ی وجود جهان به وجود و اراده‌ی خداوند است؛ و نه یک واقعه‌ی تاریخی در لحظه‌ی آغازین کیهان. بنابراین یک مدل ازلی از کیهان، تعارضی با اعتقاد به وجود خدا و آفرینش ندارد؛ کما اینکه فلاسفه‌ی اسلامی (برخلاف متکلمین اسلامی) معتقد هستند که هیچ نقطه‌ی آغاز زمانی برای عالم متصور نیست.
هرچند وجود ازلی کیهان، اعتقاد به خداوند و آفرینش را بی‌معنا و یا بی‌دلیل نمی‌سازد، امّا بسیاری معتقدند که آغازمندی کیهان شاهد مضاعفی را برای اعتقاد به وجود خالق فراهم می‌سازد. برای مثال،یک فیلسوف تحلیلی مشهور آمریکایی به نام ویلیام کریگ ، برهانی را برای اثبات وجود خدا بر اساس آغازمندی عالم ارائه داده که به نام «برهان کیهان‌شناختی کلامی » مشهور است. استیون هاوکینگ نیز در کتاب مشهور خود «تاریخچه‌ی زمان» می‌گوید که نقطه‌ی تکینگی آغازین مهبانگ می‌تواند به عنوان لحظه‌ی آفرینش الهی در نظر گرفته شود. همچنین او بیان می‌کند که بسیاری از تلاش‌ها برای نپذیرفتن این تکینگی اوّلیه و معرفی مدل‌های رقیب برای مهبانگ احتمالاً به سبب احتراز از این پیامد الهیاتی بوده است.
برخی از دانشمندانی که به آغازمندی کیهان قائل هستند، تلاش کرده‌اند تا با معرفی فرآیندهایی فیزیکی، مسئله‌ی پیدایش جهان از هیچ را به صورت کاملاً طبیعی توضیح دهند، به نحوی که جایی برای یک توضیح فرافیزیکی درباره پیدایش جهان باقی نماند. از جمله مشهورترین این افراد می‌توان استیون هاوکینگ و الکساندر ویلنکین را نام برد که هر دو نقشی اساسی در تکوین قضایای تکینگی ابتدای عالم داشته‌اند.

ویلنکین با استفاده از ایده‌ی «تونل‌زنی کوانتومی» مدلی را پیشنهاد و ادعا می‌کند که جهان می‌تواند خودبه‌خود از «هیچ»، یعنی از یک جهان ۳بعدی با اندازه‌ی صفر، به وجود آید. از سوی دیگر، هاوکینگ با همکاری هارتل، مدل «جهان بدون مرز» را پیشنهاد می‌کنند. آن‌ها با جایگزین کردن «زمان موهومی» (it) به جای زمان حقیقی در ابتدای کیهان، در تلاشند که تکینگی و آغازمندی آن را حذف کنند. با انجام این جایگزینی، ساختار ۴بعدی جهان اولیه به جای لورنتزی بودن، اقلیدسی می‌شود؛ یعنی بُعد زمان موهومی نیز مانند ابعاد مکانی رفتار می‌کند. بنابراین از نظر هاوکینگ اگرچه امتداد «زمان» در جهت گذشته بی‌انتها نیست، امّا یک نقطه‌ی مشخص را به عنوان مرز آغازین نمی‌توان به آن نسبت داد؛ زیرا در جهان اولیه این امتداد زمانی به تدریج محو شده و به جای آن زمان موهومی را خواهیم داشت. هاوکینگ می‌گوید اگر جهان دارای مرز و یا به عبارت دیگر یک لحظه‌ی آغازین باشد می‌توان برای آن خالقی در نظر گرفت؛ امّا اگر چنین مرزی در کار نباشد جایی برای خدا باقی نمی‌ماند؛ زیرا کیهان در یک نقطه‌ی زمانی خاص به وجود نیامده، بلکه صرفاً هست!

بحث درباره‌ی این مدل‌ها از لحاظ فیزیکی همچنان باز است و هر دوی آن‌ها با مشکلاتی اساسی مواجه‌اند. برای مثال نیل توروک، که سابقاً در توسعه‌ی ایده‌ی هاوکینگ با او همکاری داشته است، در سال ۲۰۱۷ نشان می‌دهد که مدل‌هایی از قبیل آنچه که هاوکینگ و ویلنکین پیشنهاد می‌دهند منجر به افت‌وخیزهایی غیر‌قابل‌کنترل در جهان اولیه می‌شوند که به روشنی با مشاهدات ما در تعارض است. امّا گذشته از جنبه‌ی فیزیکی این مدل‌ها، به نظر می‌رسد آن‌ها آنچنان که بعضاً ادعا می‌شود از لحاظ فلسفی حائز اهمیت نیستند. یعنی، حتی اگر فرض شود که این مدل‌ها واقعاً در جهان خارج تحقق دارند، این به معنای خودبسندگی کیهان و بی‌نیازی آن از خالق نیست. آنچه را که ویلنکین «هیچ» می‌نامد یک فضای ۳بعدی با اندازه‌ی صفر است، و واضح است که چنین چیزی به معنای هیچ مطلق و فلسفی نیست. چرا که در این فرمالیسم، منظور از صفر، صفر مطلق ریاضی نیست؛ بلکه منظور میل دادن اندازه‌ی جهان به سمت صفر است. امّا یک «موجود» اینچنینی، دارای خواصی است (از جمله ۳یعدی بودن) و قوانینی که بر آن حاکم است (از جمله قوانین مکانیک کوانتوم)؛ در حالی که به «هیچ فلسفی» یا «عدم محض» هیچ گونه خاصیت یا قانون‌مندی را نمی‌توان نسبت داد. البته پیشنهادات فیزیکی دیگری نیز برای پیدایش کیهان از هیچ ارائه شده است که دقیقاً از مشکلات مشابهی رنج می‌برند. به همین ترتیب، «جهان بدون مرز» هاوکینگ هم، همانطور که هارتل گفته است، پیامد فلسفی و الهیاتی قابل توجهی ندارد. زیرا اگر همانطور که برخی از حامیان این مدل گفته‌اند، زمان موهومی صرفاً یک روش و ابزار ریاضیاتی برای انجام انتگرال‌های مسیر فاینمن در کیهان اوّلیه باشد، آن‌گاه نمی‌توان از «تبدیل زمان حقیقی به زمان موهومی» در واقعیت جهان خارج سخن گفت و طبعاً نمی‌توان هیچ نتیجه‌ی فلسفی و الهیاتی از آن گرفت. امّا اگر نگاه ابزارانگارانه به آن نداشته باشیم، با مشکلات مفهومی جدی‌ای مواجه خواهیم شد. زیرا زمان موهومی رفتاری مکان‌گونه دارد؛ درنتیجه همانطور که هاوکینگ هم بیان می‌کند، هیچگونه زمان‌بندی و تدریجی نمی‌توان به فضای ۴بعدی اقلیدسی اولیه نسبت داد. حال اگر بگوییم این فضای غیرزمان‌مند «پیش» از جهان زمان‌مند، و درنتیجه پیش از «زمان» قرار دارد و یا به آن «تبدیل» می‌شود دچار تناقض‌گویی شده‌ایم! به‌علاوه، همانطور که ویلیام کریگ هم می‌گوید، عدم وجود یک نقطه‌ی مشخص برای آغاز کیهان به معنای آغازمند نبودن آن نیست؛ درست مثل آنکه که «تعیین‌ناپذیری کوچکترین عدد مثبت حقیقی» به معنای آن نیست که کران پایین برای این اعداد وجود ندارد. از این گذشته، این مدل توضیحی برای این پرسش که «چرا این فضای ۴بعدی با این ویژگی‌های خاص وجود دارد؟» و یا اینکه «اصلاً چرا چیزی وجود دارد به جای آنکه هیچ نباشد؟» ندارد. پرسش‌هایی که پاسخ نهایی به آن‌ها اصولاً از عهده‌ی علم فیزیک خارج است و تنها در یک چهارچوب الهیاتی و فلسفی قابل تبیین هستند.

به علت تعداد مراجع و محدودیت فضا، از درج آن‌ها صرف نظر شد. علاقه‌مندان می‌توانند از طرق زیر با نویسنده در ارتباط باشند:

Hamed.Man.K@Gmail.com
@HamedMK

________________________________________

1.William I. Craig

2.Kalam Cosmological Argument

اگر نظر یا پیشنهادی درمورد این متن دارید می‌توانید کمی پایین‌تر، در قسمت دیدگاه‌ها، آن را برای ما بنویسید.