آیا بی­‌نظمی در کیهان قاعده‌­ای دارد؟

بیگ بنگ: تبدیل املت به تخم­ مرغ، تبدیل آب خنک در لیوان به قطعات یخ یا آب گرم، تبدیل قطعات هیزم به درختی تنومند. همانطور که منطق می­ گوید، امکان وقوع این فرایندها وجود ندارد. به همین دلیل است که نمی ­توان یک بی ­نظمی را به نظم رساند. منظور ما آنتروپی یا همان حالت اشیاء است. حتی قانونی برای آن وجود دارد؛ قانون دوم ترمودینامیک. بر اساس این قانون، آنتروپی فرایندهای غیرقابل بازگشت، هیچگاه کاهش پیدا نمی­ کند بلکه ثابت مانده یا افزایش می یابد.

Chaosبه گزارش بیگ بنگ، منظور از آنتروپی چیست؟ بر اساس تصور عموم، آنتروپی به حالت بی­ نظمی و غیرقابل پیش‌­بینی می­ گویند. وقتی در گوشۀ اتاق عطر می­ زنیم، این عطر به تدریج در سراسر اتاق پراکنده می ­شود. بنابراین عطر از حالت نظم به بی ­نظمی می ­رود. از این سو آنتروپی آن افزایش یافته است. در واقع آنتروپی بر فرآیندهای طبیعی جهان حکفرما است. برخی بر این باورند آنتروپی ِ کیهان رو به افزایش است. اما افزایش آنتروپی به معنای افزایش آشوب یا بی ­نظمی است. این موضوع پرسشی را در ذهن­‌ها می­ پروراند که آیا بی­ نظمی بر کیهان حکمفرما است؟

کیهان اولیه

استیون هاوکینگ فیزیکدان و بسیاری از فیزیکدان­‌های دیگر معتقدند کیهان از هیچ مطلق به وجود آمده است. باور بر این است عامل اصلی شکل­ گرفتن جهان، نوسان کوانتومی بوده است. با اینکه “هیچ” مفهومی است که نمی ­توان به سادگی آن را درک کرد اما به نظر می­ رسد منظم‌­ترین حالت ممکن است! در واقع نظریه‌­ای به این مضمون وجود دارد که آنتروپی کیهان در زمان اتفاق ­افتادن بیگ بنگ بسیار کم بوده است.

نمایی شماتیک از تاریخ کیهانی

با وجود “سوپ” متشکل از الکترون، فوتون، کوارک، ماده و پادماده با انرژی میلیاردها برابر بیشتر از انرژی برخورددهنده­ هادرونی بزرگ، این باور کمی متناقض به نظر می­ رسد. به نوشته­ مجله­ فوربز، مقدار حدودی ۱۰۹۰ از محتویات این سوپ در فضایی به اندازۀ یک توپ فوتبال وجود داشته است! باور اینکه در آن زمان آنتروپی بالا نبوده کمی مشکل است. اما چه شد که آنتروپی افزایش یافت؟ می ­توانید علت آن را بردار ترمودینامیکی زمان و سیاه­چاله بدانید. اگر اینها نبودند آنتروپی کیهان در ۱۳٫۸ میلیارد سال گذشته تغییری نمی­ کرد.

واکنش زنجیره‌­ای کُنش‌ها

بهترین مثال برای توضیح این مسئله، دومینو است. به طور غریزی، بی ­نظمی تصویری از ویرانی و سردرگمی را برای ما تداعی می­ کند. ممکن است کسی به درستی تصور کند هر کُنش و فرایندی آینده را می­ سازد. هر تفکر و کنش انسانی، هر برگی که به زمین می ­افتد، هر مولکول آبی که همواره در دریا حرکت می­ کند، به بی­‌نظمی کمک می­ کند. به بیانی دیگر، هر علت کوچکی می­ تواند معلول و نتیجۀ بزرگی داشته باشد. نظریه­ نام آشنای اثر پروانه‌­ای در همین مورد است. طبق الگوی فراکتال، حرکت بال­‌های یک پروانه در ایالت نیومکزیکو می­ تواند موجب ِ وقوع طوفانی در کشور چین شود! گرچه ممکن است این فرایند زمان زیادی به طول بیانجامد اما غیرممکن نیست.

Dominosکیهان نیز در مقیاسی بسیار بسیار بزرگتر از این قانون پیروی می­ کند. طبق گفته­ محققان، موتر و کترین گلفرت، بی­‌نظمی ۳۶-۱۰ ثانیه بعد از بیگ بنگ اتفاق افتاد. از آن زمان کیهان شروع به منبسط­ شدن کرد. کوچکترین تغییری در انقباض یا الگوی کلی، می­توانست تفاوت بسیاری در شکل امروزی جهان­ ایجاد کند.

آیا روزی افزایش آنتروپی متوقف می­ شود؟

اگرچه آنتروپی تاکنون همواره رو به افزایش بوده است اما پیش­‌بینی می­ شود این روند روزی متوقف خواهد شد. سرنوشت نهایی کیهان را مرگ گرمایی دانسته­‌اند که در آن هیچ انرژی آزاد ترمودینامیکی وجود نخواهد داشت. در واقع هیچ فرایندی که به افزایش آنتروپی بیانجامد اتفاق نخواهد افتاد. آیا می­ توانیم از آن اجتناب کنیم؟ از لحاظ نظری، بله؛ البته اگر بتوانیم راهی برای بازتولید اتم‌­های هیدروژن از تشعشعات، ماده تاریک یا دیگر منابع پیدا کنیم. چه زمانی اتفاق می­ افتد؟ زمان لازم برای فروپاشی یک سیاه­چالۀ بسیار بزرگ، ۱۰۱۰۰ سال است. پس فعلا چمدان­­‌های خود را نبندید.

HeatDeathبرداشتی فلسفی از بی­‌نظمی

از کرایسیپوس فیلسوف یونانی نقل شده، یک علتی که معلول چیزی نباشد(کیهان) می­تواند کل جهان هستی را نابود کرده و به بی­ نظمی بکشاند. هر اتفاقی که می ­افتد به دنبال آن، چیز دیگری است که به لزوم عادی آن بستگی دارد. همچنین هر اتفاقی که می ­افتد، به دنبال چیزی اتفاق افتاده است که معمولا با آن مرتبط است. هیچ، وجود داشته است یا بدون علت به وجود آمده است. اگر جنبشی بدون علت در کیهان مداخله کند، آن وقت جهان­ تکه­‌تکه و خرد خواهد شد و پیوستگی خود به عنوان یک نظام واحد را از دست می دهد.

ترجمه: رضا کاظمی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: yaabot.com

دیدگاهتان را بنویسید

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