چکیده
این مقاله چارچوب زروان را معرفی می‌کند، یک مدل مفهومی که به تعارضات بنیادین میان نسبیت عام و مکانیک کوانتومی می‌پردازد. ما پیشنهاد می‌دهیم که فضا-زمان، ماده و نیروهای بنیادی، موجودیت‌هایی اولیه نیستند، بلکه پدیده‌هایی پدیداری هستند که از نوسانات فوق‌سریع یک موجودیت واحد و بنیادین در مقیاس پلانک نشأت می‌گیرند. این موجودیت، موسوم به زروان، نظریه‌پردازی شده است که در یک “مقیاس زیرکوانتومی” عمل می‌کند، که به طور قابل توجهی کوچکتر از طول پلانک است، جایی که نوسانات بنیادین آن رخ می‌دهد و مکانیک کوانتومی متعارف ممکن است دیگر کاربرد نداشته باشد. در این چارچوب جبری (deterministic)، عدم قطعیت کوانتومی نه به عنوان یک ویژگی ذاتی طبیعت، بلکه به عنوان یک اثر آماری ناشی از مشاهده سیستم از مقیاسی بزرگتر، بازتفسیر میشود. این مدل توضیحات جایگزینی برای بیگ بنگ به عنوان ‘اولین نوسان زروان’ و برای تکینگی‌های سیاه‌چاله به عنوان نواحی که این نوسانات به دلیل چگالی حدی متوقف می‌شوند، ارائه می‌دهد. این مقاله اصول بنیادین این نظریه را نه به عنوان یک فرمول‌بندی ریاضی کامل، بلکه به عنوان دعوتی از جامعه علمی برای همکاری در جهت توسعه دقیق و راستی‌آزمایی تجربی آن، ارائه می‌کند.
بخش اول: دعوت به گفتگو و طرح مسئله
فیزیک مدرن در مرزهای دانش خود با پرسش‌های بنیادینی روبروست که مدل‌های استاندارد فعلی، علی‌رغم موفقیت‌های چشمگیرشان، پاسخی کامل برای آن‌ها ندارند. پرسش‌هایی نظیر:
- چرا فضا و زمان وجود دارند؟ آیا مستقل از ماده هستند یا از یک فرآیند عمیق تر پدیدار می شوند؟
- چگونه میتوان مکانیک کوانتومی [۲] و نسبیت عام [۱] را متحد کرد؟
- چرا فضا زمان در یک نظریه خمیده است اما در نظریه دیگر توسط یک تابع موج انتزاعی توصیف میشود؟
- منشأ بیگ بنگ چیست و چگونه میتوان تکینگی‌های فضا-زمان را بدون رسیدن به بی‌نهایت‌های فیزیکی توضیح داد؟
نظریه زروان به عنوان یک پاسخ قطعی به این پرسش‌ها ارائه نمی‌شود، بلکه به عنوان یک نقطه شروع و یک چارچوب مفهومی نوین برای اندیشیدن به آن‌ها پیشنهاد می‌گردد. ایده اصلی این است که به جای پذیرش موجودیت‌های متعدد، یک موجودیت فیزیکی واحد و بنیادین را به نام “زروان” در نظر بگیریم. در این دیدگاه، هر آنچه در جهان مشاهده می‌کنیم، همگی آثار پدیدار شده از رفتار این موجودیت واحد هستند.
ما به خوبی آگاهیم که این متن، در شکل کنونی خود، یک نظریه کامل و از نظر ریاضی مدون نیست. این چارچوب، خود پرسش‌های جدیدی را مطرح می‌کند و چالش‌های بزرگی را پیش رو دارد که مهم‌ترین آن‌ها «تدوین یک مدل ریاضی دقیق» و «یافتن راه‌هایی برای آزمون‌پذیری تجربی» است. ما این چالش‌ها را نه به عنوان نقاط ضعف، بلکه به عنوان فصل‌های بعدی این پژوهش و نقشه راهی برای آینده می‌بینیم.
هدف از ارائه این سند، نه ارائه یک نظریه تمام‌شده، بلکه آغاز یک گفتگو و دعوت به همکاری از جامعه علمی است.
بخش دوم: معرفی چارچوب مفهومی زروان
با توجه به مقدمه فوق، در این بخش به تشریح مفاهیم اصلی و اصول اولیه چارچوب پیشنهادی زروان می‌پردازیم.
۲.۱ نام‌گذاری “زروان”
نام “زروان” برگرفته از اساطیر ایرانی است که نماد زمان بیکران و سرآغاز هستی به شمار می‌رود. در این نظریه، زروان نه تنها نمایانگر زمان، بلکه منشأ فضا، ماده و تمام نیروها نیز هست.
۲.۲ تعاریف و اصول بنیادین
۲.۲.۱ زروان چیست؟ زروان به عنوان یک موجودیت فیزیکی واحد و بنیادین تعریف میشود که میتوان آن را به یک ذره یا نوسانگر شبیه دانست که در هر لحظه معین، در یک نقطه خاص از جهان وجود دارد. این موجودیت در فواصل زمانی بسیار کوچک حرکت کرده و در هر نقطه نوساناتی انجام می‌دهد. این نوسانات نظریه‌پردازی شده‌اند که در یک “مقیاس زیرکوانتومی” رخ می‌دهند، یک رژیم به طور قابل توجهی کوچکتر از طول پلانک. یک واحد زمانی بنیادین برای این نوسانات، موسوم به “زمان زروان (ZT)”، به این صورت مفهوم‌پردازی شده است که از تقسیم زمان پلانک بر عاملی مرتبط با محتوای اطلاعاتی کل یا درجات آزادی (مشابه “ریسمان‌ها” در نظریه‌های دیگر) درون جهان در یک واحد زمان پلانک به دست می‌آید. بنابراین، ZT به طور گسترده‌ای کوچکتر از زمان پلانک است.
بر اساس این مدل، هر نوسان زروان در یک ZT، فضا و زمان یک نقطه خاص را تولید می‌کند. توالی فوق‌سریع این نوسانات، پدیده‌هایی به ظاهر پیوسته مانند فضا، زمان و ماده را تولید می‌کند. این چارچوب زروان را یک موجودیت چهاربعدی در نظر می‌گیرد که در فضای سه‌بعدی ما نوسان می‌کند. تعداد و سرعت محض این نوسانات فراتر از توانایی فعلی ما برای درک یا اندازه‌گیری مستقیم است ؛ ما تنها اثرات تجمعی و ماکروسکوپیک آن‌ها را مشاهده می‌کنیم.
۲.۲.۲ عدم قطعیت کوانتومی به مثابه یک پدیده پدیداری (Emergent) در چارچوب زروان، واقعیت در بنیادی‌ترین مقیاس (مقیاس زروان) کاملاً جبری (deterministic) است. اصل عدم قطعیت که ما در مقیاس کوانتومی تجربه می‌کنیم، یک اصل بنیادین طبیعت نیست، بلکه یک پدیده پدیداری و یک اثر آماری ناشی از مسیرهای نوسانی زروان است. این را میتوان با رابطه بین حرکت مولکول‌های گاز و دمای گاز مقایسه کرد. مسیر هر مولکول جبری است ، اما رفتار تریلیون‌ها مولکول به صورت آماری و با یک ویژگی به نام “دما” توصیف میشود. به طور مشابه، مسیر نوسانی زروان جبری است، اما از آنجا که ما قادر به ردیابی این مسیر فوق‌سریع نیستیم، با یک طبیعت آماری و احتمالی روبرو می‌شویم که آن را به صورت اصل عدم قطعیت می‌شناسیم. این دیدگاه محدودیت‌های ذاتی تحمیل شده توسط اصل عدم قطعیت در مقیاس‌های زیرکوانتومی را به چالش می‌کشد و پیشنهاد می‌کند که با درک کامل نوسانات زروان، تعیین‌های دقیق‌تری ممکن است امکان‌پذیر باشد.
۲.۲.۳ ساختار پدیداری فضا-زمان برخلاف مدل‌های سنتی که فضا-زمان را یک بافت پیوسته در نظر می‌گیرند، در نظریه زروان، فضا-زمان یک توهم پدیدار شده از حرکت زروان است. در این دیدگاه، زمان مطلق و فضای مستقل وجود ندارند؛ تنها حرکت نوسانی زروان است که بنیادین تلقی میشود. این خط کلی تحقیق، که ماهیت بنیادین فضا-زمان را زیر سوال می‌برد، در رویکردهای مدرن به گرانش کوانتومی [۳] محوری است.
۲.۲.۴ توضیحی برای بیگ بنگ در این چارچوب، بیگ بنگ لحظه اولین نوسان زروان و خلق اولین “ریسمان” (یا واحد بنیادین ساختار) است. این دیدگاه با مدل استاندارد که بیگ بنگ را انفجار یک توده متراکم اولیه از یک تکینگی می‌داند، متفاوت است. به جای آن، نظریه زروان آن را به عنوان آغاز مسیر خلق جهان معرفی می‌کند، جایی که اولین نوسانات زروان واحدهای اولیه فضا و زمان را شکل داد و از آنجا انبساط آغاز شد. انبساط جهان بدین ترتیب به عنوان نتیجه نوسانات مستمر زروان که فضا و زمان جدیدی تولید می‌کنند، دیده میشود.
۲.۲.۵ توقف زروان = نابودی مطلق جهان در این دیدگاه اساساً پویاست. پایداری ظاهری آن، توهمی است که توسط نوسان مداوم و سریع زروان ایجاد میشود. اگر این حرکت متوقف شود، فضا، زمان و ماده فوراً ناپدید می‌شوند.
۲.۳ منشأ نیروهای بنیادی این نظریه پیشنهاد می‌کند که نیروها به طور مستقل وجود ندارند بلکه مظاهر رفتار نوسانی زروان بین “ریسمان‌ها” (اجزای ساختاری بنیادین) هستند. نیروی بین دو نقطه، به عنوان تابعی از زمان صرف‌شده توسط زروان برای نوسان بین آن‌ها، یا شدت و فرکانس این نوسانات تعریف میشود.
- نیروی هسته‌ای قوی: این نیرو حاصل نوسان زروان بین “ریسمان‌ها” در مجاورت بسیار نزدیک (مانند کوارک‌ها در هسته اتم) است، جایی که نوسانات بسیار شدید و پیوسته هستند.
- نیروی هسته‌ای ضعیف: در برهم‌کنش‌های ضعیف، فاصله بین ریسمان‌ها کمی بیشتر است و نوسانات در سطوح انرژی پایین‌تری رخ می‌دهند، که منجر به نیروی ضعیف‌تری میشود.
- نیروی الکترومغناطیسی: این نیرو در فواصل باز هم بزرگتر بین ریسمان‌های حامل بار رخ می‌دهد، که توسط نوسانات زروان بین آن‌ها تولید میشود. قدرت آن متوسط است و به بار و فاصله بستگی دارد.
- نیروی گرانشی: گرانش به عنوان ضعیف‌ترین نیرو ظهور می‌کند، زیرا در مقیاس‌های ماکروسکوپی، “ریسمان‌های” تشکیل‌دهنده اجرام بزرگ، به طور گسترده از هم جدا شده‌اند. نوسانات زروان بین این نقاط دوردست کندتر و با شدت کمتری رخ می‌دهد.
تفاوت در قدرت نیروها بدین ترتیب به شدت، فرکانس و گستره فضایی متغیر نوسانات زروان بین موجودیت‌های در حال برهم‌کنش نسبت داده میشود.
۲.۴ تکینگی‌های سیاه‌چاله در این مدل، تکینگی سیاه‌چاله محلی نیست که چگالی جرم در آن بی‌نهایت شود. بلکه نقطه‌ای است که چگالی ماده در آن به حدی می‌رسد که زروان دیگر قادر به نوسان نیست، یا نوسانات آن به طور بحرانی فشرده شده و متوقف می‌شوند. از آنجا که خود زمان و فضا محصولات نوسانات زروان هستند، توقف آن‌ها به معنای فروپاشی زمان، فضا و ماده به صفر در تکینگی است و حالتی عاری از ویژگی‌های فیزیکی باقی می‌ماند. ذره‌ای که از این حد چگالی عبور کند، از حوزه نوسان زروان خارج شده و عملاً در چارچوب فضا و زمان ما از وجود باز می‌ایستد. این تفسیر با هدف حل مشکل مقادیر بی‌نهایت در توصیفات کلاسیک تکینگی‌ها ارائه شده است.
بخش سوم: جمع‌بندی و گام‌های بعدی
۳.۱ بحث و نتیجه‌گیری نظریه زروان یک چارچوب مفهومی بدیع ارائه می‌دهد که با هدف ارائه توضیحی واحد برای منشأ فضا-زمان، ماده، نیروها و بیگ بنگ، به دنبال حل برخی از اساسی‌ترین مسائل حل نشده در فیزیک است. گزاره‌های کلیدی شامل بازتفسیر تکینگی‌های سیاه‌چاله به عنوان نقاط توقف نوسان، بیگ بنگ به عنوان آغاز نوسانات جهانی زروان، یک منشأ واحد برای تمام نیروهای بنیادین بر اساس دینامیک نوسان، و به چالش کشیدن ماهیت بنیادین اصل عدم قطعیت هایزنبرگ با پیشنهاد یک واقعیت زیرکوانتومی جبری است.
در حالی که این نظریه هنوز در مراحل اولیه مفهومی خود قرار دارد، پتانسیل آن را دارد که به طور قابل توجهی درک ما از جهان را تغییر دهد. قدرت آن در تلاش برای تقلیل اجزای بنیادین واقعیت به یک موجودیت واحد و پویا نهفته است.
۳.۲ چالش‌ها و مسیرهای آینده چالش‌های اصلی و مسیرهای آینده برای نظریه زروان عبارتند از:
- فرمول‌بندی ریاضی: حیاتی‌ترین گام بعدی، توسعه یک مدل ریاضی دقیق برای توصیف رفتار زروان، دینامیک نوسانات آن، و چگونگی منجر شدن اینها به پیدایش فضا-زمان، ذرات و نیروها است، به گونه‌ای که پیش‌بینی‌های کمی ارائه دهد.
- آزمون‌پذیری: یافتن راهکارهایی برای آزمایش تجربی نظریه، حتی به طور غیرمستقیم، یا شناسایی نشانه‌های کیهان‌شناختی یا فیزیک ذرات منحصربه‌فردی که توسط این چارچوب پیش‌بینی میشود، یک چالش بزرگ است.
- پیامدهای نظری: پیامدهای عمیق این نظریه برای درک ما از عدم قطعیت کوانتومی، ماهیت واقعی فضا-زمان، سرنوشت نهایی سیاه‌چاله‌ها و ساختار ذرات بنیادی باید به طور کامل بررسی شوند. این شامل کاوش پتانسیل آن برای موارد زیر است:
- بازبینی ضرورت مفاهیمی مانند ماده تاریک و انرژی تاریک.
- زیر سوال بردن وضعیت بنیادین برخی ذرات در مدل استاندارد، مانند بوزون هیگز، فوتون‌ها و گلوئون‌ها، با پیشنهاد سازوکارهای جایگزین برای نقش‌های آن‌ها.
- ارائه توضیحی دقیق برای ماهیت نور و امواج الکترومغناطیسی بر اساس نوسانات زروان.
- بازبینی ضرورت مفاهیمی مانند ماده تاریک و انرژی تاریک.
۳.۳ دعوت به همکاری نظریه زروان یک پروژه بلندپروازانه است که به همکاری بین‌رشته‌ای میان فیزیکدانان، ریاضیدانان و فیلسوفان نیاز دارد. ما از جامعه علمی دعوت می‌کنیم تا در بررسی، نقد و توسعه این ایده جدید به یک نظریه کامل و قابل آزمایش به ما بپیوندند.
منابع
[۱] Albert Einstein, Relativity: The Special and the General Theory. ۱۹۱۶.
[۲] Werner Heisenberg, The Physical Principles of the Quantum Theory. ۱۹۳۰.
[۳] Carlo Rovelli, Reality Is Not What It Seems: The Journey to Quantum Gravity. ۲۰۱۴.
