زيستگاه كيهانى ما
گروه: نقد و ادبيات
نویسنده: مارتين ريس

سرمارتين ريس استاد انجمن سلطنتى در دانشگاه كمبريج و اختر شناس سلطنتى انگلستان است. وى در ترينيتى كالج كمبريج رياضيات خوانده است و در سال ۱۹۶۴ موفق به اخذ ليسانس شد و پس از آن تحصيلات تكميلى را در همانجا آغاز كرد. وى تاكنون جوايز بسيارى را از جمله مدال طلاى انجمن اختر شناسى سلطنتى از آن خود ساخته است. وى كه متولد ۱۹۴۲ انگلستان و مقيم كمبريج انگلستان است كتاب هاى متعددى منتشر كرده است.

از جمله «فقط همين شش عدد»، «پيش از آغاز» و «زيستگاه كيهانى ما» وى در زمينه تاليف كتاب نيز جايزه كيهان شناسى بنياد پيترگرابر را در سال ۲۰۰۱ و جايزه نمايشگاه كتاب نيويورك سال ۲۰۰۲ را كسب كرده است. يكى از مهم ترين كتاب هاى وى «زيستگاه كيهانى ما» نام دارد كه در سه بخش: «از انفجار بزرگ تا بيوسفر»، «آغاز و پايان»، «بنيادها و بحران ها» تنظيم شده و در مجموع يازده فصل دارد كه به تكامل سياره ها و ستارگان، هوش و حيات، كيهان و ريز جهان مى پردازد. مطلبى كه هم اكنون پيش روى شما است، ترجمه مقدمه اين كتاب است كه مطالب مندرج را به طور خلاصه معرفى كرده است.

پرسش اصلى اين است كه اصلاً چرا همه اين چيزها وجود دارد. چه عاملى حيات را به محدوده معادلات فيزيكى وارد كرده و وجود آن را در جهان واقعى عينيت بخشيده است؟ به هر حال چنين پرسش هايى وراى قلمرو علم قرار دارد: چنين سئوالاتى در حوزه فلسفه و الهيات هستند. مسئله فراگير علم اين است كه درك كند چگونه رويداد پيدايش كه قرار است ۱۳ ميليارد سال بعد به كيهان پيچيده اى منجر شود كه ما هم بخشى از آن هستيم، چنان آسان است كه مى توان آن را با دستورالعمل كوتاهى توصيف كرد. آيا نتيجه اين رويداد «طبيعى» بود يا آنكه بايد از آنچه كه اتفاق افتاده است، شگفت زده شويم؟ آيا جهان هاى ديگرى مى توانست به وجود آيد؟ اكنون دانشمندان سرگرم پاسخ گفتن به چنين پرسش هايى هستند كه پيش از اين در محدوده حدس و گمان قرار داشت.

كيهان شناسى تاريخى هزاران ساله دارد، اما شور و هيجان ناشى از مفاهيم آن هيچ گاه شديدتر از اكنون يعنى آغاز قرن بيست و يكم نبوده است. خورشيد و آسمان بخشى از محيط زيست ما يعنى زيستگاه كيهانى ماست. استادان هنر در اين گونه مشاهده ها با دانشمندان همراهند. دى اچ لارنس جايى نوشت: «من بخشى از خورشيدم، همان گونه كه چشم من بخشى از من است.»

ونگوگ «شب هاى پرستاره» را با همان حال و هواى تصويرهاى مزرعه ذرت و گل هاى آفتابگردان نقاشى كرده است. مى توان مثال هاى اينچنينى متعدد ديگرى در هنر يافت. علم نزديكى و صميميت ما را با دنياى غيرزمينى بيشتر مى كند. خود ما بين كيهان و جهان خر (Micro-world) قرار گرفته ايم. به همان تعداد اتم كه در بدن هر كدام از ما وجود دارد بايد افراد بشر روى هم قرار گيرند تا جرمشان با جرم خورشيد برابر شود. وجود ما به تمايل اتم ها براى اتصال به يكديگر به وجود آوردن مولكول هاى پيچيده اى كه در تمام بافت هاى زنده موجودند، بستگى دارد. اما خود اتم هاى اكسيژن موجود در بدن ما در ستاره هاى دوردستى ساخته شده است كه ميلياردها سال پيش فعال بوده و بعدها خاموش شدند. پيشرفت هاى فناورى انجام شده قرن بيستم و به ويژه در دهه هاى پايانى آن چشم انداز ما را از زيستگاه كيهانى مان عميق تر كرده است.

كاوشگرهاى فضايى تصويرهايى از تمام سياره هاى منظومه شمسى ما به زمين ارسال كرده اند: فناورى هاى نو اين امكان را فراهم آورده است كه مردم سراسر جهان در اين اكتشاف هاى غيرمستقيم كيهانى مشاركت داشته باشند. بيش از يك ميليون نفر با استفاده از اينترنت تصويرهاى برخورد يك دنباله دار با سياره مشترى را كه توسط تلسكوپ فضايى هابل تهيه شده بود، تقريباً به طور همزمان مشاهده كردند. طى اولين دهه قرن بيستم كاوشگرها روى سطح مريخ گام مى گذارند و حتى به نقاط دوردست ديگرى سفر مى كنند، آنها روى تيتان بزرگترين قمر زحل مى نشينند و حتى شايد نمونه هايى از خاك مريخ را جمع آورى كرده و به زمين برمى گردانند. جهان ما ميليون ها بار فراتر از دورترين ستاره اى است كه مى توانيم ببينيم و تا آن سوى كهكشان هاى دوردستى كه ميلياردها سال طول مى كشد تا نورشان به ما برسد، گسترش يافته است.

اجسام عجيب كيهانى _ اختروش ها، سياهچاله ها و ستاره هاى نوترونى _ به دايره واژگان عموم مردم وارد شده اند، حتى اگر معناى دقيق آن را درك نكرده باشند. فهميديم كه عمده ماده موجود در جهان به شكل اتم هاى معمولى نيست. اين مواد حاوى ذرات تاريك عجيب يا انرژى هاى نهفته در فضا است. ما هم اكنون زمين خود را در شرايط تكاملى كه تا پيش از توليد منظومه شمسى ما ادامه دارد، حتى عقب تر از آن، در واقع در رويدادهاى اوليه اى كه كل كيهان در حال انبساط را از چيزى در اندازه هاى ميكروسكوپى به وجود آورد، تصور مى كنيم. درك كامل تر از ماهيت فضا و زمان ممكن است فهم ما از كيهان را وسعت بخشد تا آنجا كه دريابيم كيهان حاوى جهان هاى ديگرى غير از جهان خود ماست. شايد اينها نمادى از بعدهاى فضايى بالاتر و مفهوم هاى ديگر باشد كه چنان دور از شهود ما قرار مى گيرد كه ما به سختى مى توانيم آنها را دريابيم؛ البته اگر واقعاً بتوان دريافت.

نكته اى واقعاً حيرت آور در اين مورد آن است كه چنين نظريه اى به هر صورت پيشرفت هاى بسيارى را در پى داشته است. تصوير عموم از آلبرت اينشتين فرد قاطع و مصمم و محقق برجسته در دوران خلاقيت جوانى نيست، بلكه شخصيت مهربان و دانشمندى با موهاى پريشان در آخرين سال هاى اقامت در پرينستون است. يكى از كلمات قصار وى كه بارها نقل شده است: «غيرقابل درك ترين نكته در مورد جهان اين است كه جهان قابل درك است.» وى با اين جمله شگفتى خود را از اين نكته ابراز مى كند كه قوانين فيزيك كه ذهن ما تا حدودى با آنها مأنوس شده و درك كرده است نه تنها در زمين بلكه در هر جايى كه بدان چشم بدوزيم، كارايى دارد.

جهان ما مى توانست گونه اى ديگر از آب درآيد و به مكانى آشفته بدل شود كه اتم ها و نيروهاى حاكم بر آن به طور حيرت آورى متفاوت از يكديگر باشند، به طورى كه هر قسمت از جهان را كه مورد بررسى قرار دهيم كاركرد متفاوت داشته باشند. اما اتم هاى دورترين كهكشان ها همانند اتم هاى موجود در آزمايشگاه ها رفتار مى كنند. بدون وجود اين جنبه آسان ساز طبيعت براى درك محيط زيست كيهانى خود به پيشرفت بسيار كمترى دست مى يافتيم. اما در مورد پديده هاى بسيارى كه غيرقابل درك باقى مانده اند چه مى توان گفت؟ هولناك ترين چالش ها به وسيله زيست كره ما ايجاد شده است: پيچيدگى ها و تنوع وسيع ارگانيسم ها، اكوسيستم ها و مغزها. علاقه من در مورد موضوعى است كه واقعاً فكر مى كنم قابل حل تر باشد: كاوش و استخراج قوانين بنيادى حاكم بر جهان خرد اتم ها و همچنين در مقياس عظيم كيهان و درك اين نكته كه چگونه با ايجاد سياره ها، ستارگان و كهكشان ها مقدمات ظهور حيات فراهم شده است.

در سال هاى پايانى قرن بيستم يك حوزه پژوهشى جديد و جالب توجه به روى ما گشوده شد: شناسايى سياره هاى پيرامون ستاره هاى ديگر. آسمان شب به زودى جذاب تر هم خواهد شد. از اين پس ستارگان فقط نقطه هايى نورانى نيستند: بسيارى از آنها سياره هايى خواهند داشت كه همواره همراهشان خواهند بود كه ويژگى هاى آنها بر ما روشن است. آيا هيچكدام از اين سياره ها مأمن حيات هوشمندى است يا حداقل واجد ابتدايى ترين نوع حيات هست؟ اگر موجودات فضايى وجود داشته باشند و اگر ما روزى موفق به برقرارى ارتباط با آنها شويم، در مورد چه موضوع هاى فرهنگى با يكديگر اشتراك خواهيم داشت؟ واضح ترين پاسخ اين است: زيستگاه كيهانى. تكامل موجودات فضايى هر چقدر هم كه متفاوت باشد، اين نكته مسلم است كه آنها از اتم ها ساخته شده و همان نيروهايى بر اين اتم ها حاكم است كه در مورد اتم هاى جهان ما جارى است.

اگر اين موجودات چشم داشته باشند و جهان آنها آسمان شفافى داشته باشد، آنها به همان چشم انداز هايى از ستارگان و كهكشان ها خيره شده بودند كه پيرامون ما وجود دارد. هم ما و هم آنها با پهنه عظيمى از فضا و گستره وسيعى از زمان مواجهيم. شايد موجودات فضايى هوشمند پيش از اين به پرسش هايى از اين دست پاسخ گفته باشند: پيش از انفجار بزرگ چه حوادثى روى داده است؟ چه عاملى باعث به وجود آمدن جرم و بروز گرانش مى شود؟ آيا جهان نامحدود است. اتم ها چگونه سر هم شده اند كه مى توانند موجودى خلق كنند _ كه حداقل روى يك سياره كه حول حداقل يك ستاره در گردش است _ كه بتواند در مورد اين اسرار تأمل كند. اين پرسش ها هنوز هم همه ما را مبهوت و حيران كرده است. به جاى آنكه در آستانه «پايان علم» باشيم هنوز هم در ابتداى آغاز پژوهش هاى كيهانى هستيم. براى برقرارى ارتباط بين كيهان و جهان خرد نيازمند پيشرفت هاى باز هم بيشترى هستيم.

فيزيك قرن بيستم بر دو بنياد عظيم استوار است: اصول كوانتوم (كه حاكم بر «فضاى داخلى» اتم ها است) و نظريه نسبيت اينشتين كه توصيف كننده زمان، فضاى بيرون و گرانش است، اما اثرهاى كوانتومى را در نظر نمى گيرد. ساختارهايى كه بر پايه چنين بنيادهايى شكل گرفته اند هنوز هم با يكديگر تلفيق نشده اند. تا زمانى كه نظريه واحدى در مورد نيروهايى كه هم بر كيهان حاكم باشد و هم در جهان خرد جارى است پديد نيايد، نخواهيم توانست به درك جنبه هاى بنيادين جهان خود دست يابيم. اين جنبه ها در آغاز جهان كه همه چيز چنان فشرده بود كه افت و خيزهاى كوانتومى مى توانست جهان را به لرزه درآورد در آن نقش شده است. اينشتين در دوره هاى پايانى زندگى خود روى موضوع هاى عميق ترى تمركز كرد كه به نظر مى رسد در قرن بيست و يكم توانسته است توجه افراد بسيار بيشترى را نسبت به قرن بيستم به سمت خود جلب كند.

وى سى سال آخر عمر خود را در كوششى بيهوده (و البته پيش از موعد و همراه با بازانديشى) براى يافتن نظريه واحد در فيزيك صرف كرد. آيا چنين نظريه اى _ كه گرانش را با اصول كوانتوم سازگار خواهد كرد و درك ما را از فضا و زمان متحول مى سازد _ طى دهه هاى آينده به دست خواهد آمد؟ دانشمندان هم اكنون سرگرم كار روى مفهومى هستند كه «نظريه ابرتار» يا M- تئورى ناميده مى شود. در اين نظريه هر نقطه از فضاى معمولى داراى شش بعد اضافى ديگر است كه اين بعدهاى اضافه شايد در مقياس هايى در حد يك ميليارد ميليارد بار كوچك تر از هسته اتم پيچ و تاب مى خورند و ذرات را به وسيله حلقه هاى ارتعاش كننده «تار» نشان مى دهند. اما بين اين نظريه هاى رياضياتى در حال گسترش و هر مفهومى كه بتوان آن را به طور عملى اندازه گيرى كرد، فاصله هايى وجود دارد كه هنوز هم پر نشده است.

با اين همه حاميان اين نظريه متقاعد شده اند كه نظريه تار دسته اى از حقيقت هاى خيره كننده را در اين مورد ارائه مى كند و بايد آن را مهم تلقى كرد. جهانى كه براى گسترش حيات مناسب باشد _ مى توان آن را جهان Biophilic ناميد _ بايد به چندين لحاظ ويژه باشد. پيش شرط هر حياتى _ ستاره هاى پايدار با عمر طولانى، جدول تناوبى اتم ها با خواص شيميايى پيچيده و موارد مشابه اينها- نسبت به قانون هاى فيزيك حساس است و نمى تواند از انفجار بزرگى كه دستورالعمل آن حتى به ميزان بسيار جزيى با دستورالعمل فعلى مغاير است، به وجود آيد. بسيارى از دستورالعمل ها به جهان هاى مرده زادى منجر مى شود كه نه اتمى دارد و نه مواد شيميايى و نه سياره اى. بعضى از دستورالعمل هاى ديگر به جهان هاى چنان كوتاه عمر يا چنان خالى منجر مى شود كه هيچ چيز جز صحراى لم يزرع در آن به وجود نمى آيد. به نظر من چنين دستورالعمل ويژه و استثنايى از چنان بنيادهاى رمزآميزى برخوردار است كه نمى توان به سادگى از كنار آن گذشت.

چگونگى پاسخگويى ما به اين معما به پاسخ پرسش ديگر اينشتين بستگى دارد: «آيا خداوند مى توانست جهان را به گونه اى ديگر خلق كند؟» شايد جهان به همراه قانون هاى فيزيكى كه بر آن حاكم است تنها محصول ممكن يك نظريه بنيادين باشد، به عبارت ديگر شايد طبيعت فقط يك دستورالعمل را براى ساخت جهان مجاز بداند. از طرف ديگر شايد قانون هاى اصلى بيش از اين اهل تسامح باشند: شايد اين قانون ها دستورالعمل هاى متعددى را كه به جهان هاى متفاوتى منجر مى شود، مجاز بدانند؛ شايد هم چنين جهان هايى واقعاً وجود داشته باشند. ما هنوز نمى توانيم كداميك از اين گزينه ها غالب است. براى رسيدن به جواب لازم است كه منتظر ظهور نظريه بنيادى موفقيت آميز باشيم، آن وقت اين نظريه با قاطعيت در مورد صحت جواب اظهارنظر خواهد كرد.

با اين همه اين كتاب روى تبعات جالب توجه پاسخ مثبت پرسش اينشتين - كه عنوان اين مقدمه را نيز از اين پرسش برگرفته ايم - متمركز شده است: بله خدا قدرت انتخاب هم داشته است. چيزى كه به طور سنتى آن را جهان مى ناميم - يعنى كل حوزه اى را كه اخترشناسان سرگرم بررسى آن هستند يا پيامدهاى انفجار بزرگ «ما» - بايد فقط يك عنصر كوچك يا يك اتم در مجموعه بسيار متغير و بى نهايت باشد. بايد در كل «جهان چندگانه» (multiverse) مجموعه اى از اصول بنيادى حاكم باشد، اما آنچه را كه ما قانون طبيعت مى ناميم چيزى بيش از آئين نامه هاى محلى - نتيجه اتفاق هاى تاريخى طى لحظه هاى اوليه بعد از انفجار بزرگ ويژه خود ما - نخواهد بود. من در اين كتاب استدلال مى كنم كه مفهوم جهان چندگانه پيش از اين، قسمتى از علم تجربى بود: ما شايد پيش از اين از وجود جهان هاى ديگر اطلاع داشتيم و شايد مى توانستيم در مورد آنها يا دستورالعملى كه منجر به ايجاد آنها مى شود، استنباط هايى داشته باشيم.

در يك مجموعه بى نهايت وجود چند جهان كه چنان دقيق تنظيم شده است كه مأمنى براى حيات است را بايد يك اتفاق نادر تلقى كرد نه پديده اى شگفت انگيز. زيستگاه كيهانى خود ما آشكارا بايد متعلق به چنين زيرمجموعه غيرمعمولى باشد. كل جهان ما واحه اى زايا درون جهانى چندگانه است.