اَبا اِباد

تغییر قوانین فیزیک با زمان

تغییر قوانین فیزیک با زمان

در سال ۱۹۳۷، ریاضیدان و فیزیکدان بزرگ بریتانیایی، پل دیراک سوال مهمی را مقابل فیزیکدانان قرار داد که هنوز هم ذهن همه را به خود مشغول کرده و کسی پاسخی برای آن ارائه نداده است. پل دیراک پرسید که ما از کجا می‌دانیم که ثابت‌های بنیادین فیزیک مثل ثابت جهانی گرانش و یا ثابت ساختار ریز (ثابت زومرفلد) واقعا ثابت هستند و همیشه همین مقدار بوده‌اند و با گذشت زمان تغییر نکرده‌اند؟

شاید این ثابت‌ها که ما آن‌ها را بنیادین و ثابت در نظر می‌گیریم، مثلا چند صد هزار سال بعد از بیگ‌ بنگ مقداری متفاوت از مقدار کنونی داشته اند. ما تاکنون موفق نشده‌ایم که به کمک آزمایشی مقدار این ثابت‌ها را در زمان‌های دیگر جهان اندازه‌گیری کنیم. مثلا فرض کنید ثابت گرانش پنج میلیارد سال قبل دو برابر مقدار کنونی آن بوده باشد. ما وقتی به کهکشانی در پنج میلیارد سال قبل نگاه می‌کنیم، می‌بینیم که این کهکشان دو برابر مقدار مورد انتظار در حال چرخش است. ما که آنجا نیستیم تا بفهمیم چون ثابت گرانش دو برابر مقدار فعلی‌ست، نیروی گرانش دو برابر مقدار فعلی‌ست، پس سرعت چرخش آن کهکشان دوبرابر مقدار فعلی‌ست. ما با این مشاهده به این نتیجه میرسیم که جرم این کهکشان دوبرابر چیزی‌ست که ما انتظارش را داریم.

یا مثلا فرض کنید سرعت نور ثابت نیست و با گذشت زمان تغییر کرده است. از طرف دیگر وقتی می‌گوییم فاصله‌ی‌ یک کهکشان از ما پنج میلیارد سال نوری‌ست، یعنی فاصله‌ی آن کهکشان از ما وقتی که نورش به سمت ما‌ حرکت کرده، معادل فاصله‌ای‌ست که نور طی پنج میلیارد سال طی می‌کند. ما در اینجا سرعت نور را ثابت فرض کرده‌ایم، اما اگر سرعت نور از آن زمان تاکنون تغییر کرده باشد، فاصله‌ی ما از آن کهکشان واقعا چقدر است؟ آنوقت آیا اینکه ما‌ می‌بینیم کهکشان‌ها در حال دور شدن از ما هستند، به خاطر تغییر سرعت نور است یا به خاطر انبساط کیهان؟

اگر روزی بفهمیم که این ثابت‌ها با عمر کیهان تغییر کرده‌است، باید تقریبا در تمامی قوانین فیزیک تجدید نظر کنیم. اما از یک بابت خیالمان راحت می‌شود و آن از لحاظ فلسفی‌ست. اینکه حالا می‌توانیم بفهمیم چرا مقدار این ثابت‌ها اینقدر است. چون با زمان تغییر کرده و اکنون به این مقدار رسیده است. اما اگر ثابت گرانش واقعا همیشه همین مقدار بوده باشد، آنوقت این سوال فلسفی پیش می‌آید که چرا باید مقدار این ثابت اینقدر باشد نه بیشتر و نه کمتر؟ آیا این مقدار تصادفا اینقدر شده است؟

می‌گویند زمانی ریچارد فاینمن با یک اخترشناس به نام سِر فرد‌ هویل چنین بحثی داشته است. فاینمن می‌گوید : «خیلی جالب است که در همه‌ی علوم یک سوال تاریخی مطرح است، مثلا در زمین‌شناسی می‌پرسند زمین چطور به زمین فعلی تبدیل شد؟ یا اینکه در زیست‌شناسی می‌پرسند گونه‌های اولیه چطور به گونه‌های مختلف فعلی تکامل یافته‌اند؟ اما تنها علمی که هیچ تکاملی را نپذیرفته‌است، فیزیک است. ممکن است روزی مشخص شود که قوانین فیزیک همواره اینطور نبوده‌اند و این یک سوال تاریخی‌ست» در واقع فاینمن در اینجا پا را از پل دیراک نیز فراتر می‌گذارد و می‌پرسد، آیا اصلا قوانین فیزیک همواره به همین فرمی که اکنون هستند بوده‌اند؟

ما اکنون در فیزیک صرفا پذیرفته‌ایم که این قوانین و این ثابت‌ها همواره همین بوده اند و حتی هیچ پاسخی برای این سوال که چرا این قوانین به این صورت درآمده نداریم. موضوع تغییر یا عدم تغییر قوانین فیزیکی با زمان، هم به لحاظ فیزیکی و هم به لحاظ فلسفی یکی از جذاب‌ترین و چالشی‌ترین موضوعاتی‌ست که همچنان بی‌پاسخ مانده است.

– ابا اباد

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *