آغاز جهان و کیهان شناسی نوین نسخه متنی

چكيده

كيهان شناسي و بحث از آغاز و انجام جهان از مقولات مشترك سه حوزه معرفت بشري يعني علم، دين و فلسفه است كه از قديم مورد عنايت صاحب نظران اين سه حوزه بوده است، هرچند تا قبل از رنسانس و حتّي تا اوايل قرن بيستم، كيهان شناسي فيزيكي جـايگـاه پـايين تـري نسبت به كيهان شناسي هاي ديني و فلسفي داشت. در اين مقاله، اصول و مباني بنيادين و مهمترين مدلهاي كيهان شناسي نوين علمي مطـرح شده اند و در پي آن اشكالات و نارسائيهاي علمي و در حدّ ضرورت مباني و مشكلات فلسفي آنها مورد بحث و بررسي قرار گرفته اند.
واژگان كليدي: كيهان شناسي، نسبيّت عام، مكانيك كوانتومي، فضا و زمان، انفجار بزرگ،تكينگي، نظريّه حالت پايدار، جهان نوساني، جهان تورّمي، افت وخيز خلاء كوانتومي، گرانش كوانتومي، خلق از عدم.

درآمد

فلسفه علم و فلسفه دين هر تعريفي داشته باشند و هر قدر در مورد نوع و سعه و ضيق حيطه هاي پژوهشي آنها اختلاف نظر باشد، فلاسفه علم و فيلسوفان دين در اين نكته اتفاق نظر دارند كه بحث و بررسي پيرامون نقاط اشتراك علم و دين و فلسفه و ملزومات فلسفي و ديني نظريّه هاي علمي از وظايف و دل مشغوليهاي اصلي آنها بايد باشد.
كيهان شناسي و بحث از آغاز و انجام جهان از همين دسته مقولات است كه پيوند و مرز مشترك بين علم (فيزيك) و فلسفه و دين در آن به خوبي نمايان و هويدا است؛ لذا دور از انتظار نيست كه مباحث آن به عنوان يكي از مهمترين مسائل در فلسفه هاي علم و دين مورد بحث و بررسي قرار گيرد. چنين رويكرد فلسفي و ديني به كيهان شناسي بويژه پس از ظهور و شيوع نظريّه انفجار بزرگ در زمينه پيدايش عالم گسترش فراواني يافته است. همين نكته، نشان دهنده ضرورت و اهميّت آشنائي دانشجويان فلسفه و طلاّب علوم ديني با نظريّه هاي جديد علمي پيرامون آغاز جهان است؛ بطوري كه امروزه هرگونه بحث در اين مقوله بدون آگاهي از مباحث علمي پيرامون آن ابتر و ناقص خواهد بود.
قبل از رنسانس و ظهور علم نوين و در طول دوران سيطره فلسفه افلاطوني و فيزيك ارسطوئي بر دانش بشري، فلسفه محوريّت اصلي را در مباحث كيهان شناسي عهده دار بود و علم و دين متناسب با نگرشهاي فلسفي تفسير مي شدند. امّا ، پس از رنسانس كه علوم تجربي جايگاه رفيع تري يافتند، هرچند با تغيير جايگاه، فلسفه ناچار شد خود را با علم هماهنگ سازد و با همين انگيزه كانت كوشيد تا متافيزيكي متناسب با فيزيك نيوتني بنا كند، امّا كيهان شناسي همچون گذشته به تبعيّت از طبقه بندي كريستين ولف كه كانت نيز از وي پيروي نمود، در طبقه بندي علوم و در تمايز صريح با فيزيك در عداد الهيّات و روانشناسي از بخشهاي متافيزيك خاص به شمار آمد كه با جهان طبيعت در كلّي ترين وجوه آن سروكار داشت.1 اين تقسيم بندي تا اوايل قرن بيستم دست نخورده باقي ماند تا اين كه با ظهور دو نظريّه اساسي كيهان شناسي نوين يعني نسبيّت عام و كوانتوم مكانيك، كيهان شناسي به يكي از شاخه هاي مهم و اساسي علوم نوين تبديل شد و همراه آن، اصطلاحات فلسفي نيز وارد حيطه فيزيك و كيهان شناسي شدند.
در اين مقاله، ابتدا اصول و مباني نظريّه هاي علمي و همچنين فرضهاي بنيادين كيهان شناسي نوين كه مدلهاي جديد كيهان شناسي مبتني بر آنها هستند، به اجمال مطرح شده اند و در پي آن مهمترين مدلهاي كيهان شناسي نوين، كه امروزه مقبوليّت بيشتري دارند به همراه نارسائيها و اشكالات علمي آنها مورد بحث و بررسي قرار گرفته اند. براي پرهيز از دشواري بحث، حتّي الامكان از طرح روابط و معادلات رياضي اجتناب شده است كه البتّه طالبان مباحث عميقتر چاره اي جز رجوع به آنها ندارند. پي نوشتهاي مفصّل مقاله راهنماي خوبي در اين زمينه مي تواند باشد. بحث گسترده پيرامون ملزومات و نتايج فلسفي و ديني اين مدلها خود مقاله مستقلّي مي طلبد كه با اميد به لطف خداوند، تدوين و منتشر خواهد شد.

كيهان شناسي نوين و مبدأ عالم

كيهان شناسي در معناي عامّ آن مطالعه ساختار و تحوّل جهان به مثابه يك كلّ در مقياس كلان است2 كه از دو واژه يوناني Kosmos به معناي نظم، هماهنگي و كيهان و Logia از Legei به معناي نطق و سخن مشتق شده است.3 هرچند جاذبه آسمان پرستاره به گونه اي بوده است كه پيشينه مطالعه و بررسي كيهان به قدمت تمدّن و فرهنگ بشري است، بطوري كه در برخــي از تمدّنهاي كهن اندازه گيريهاي به عمل آمده در مورد پديده هاي نجومي با توجّه به مقادير فعلي از دقّت حيرت آوري برخوردار بوده است،4 امّا شروع كيهان شناسي نوين از مقاله اي است كه در سال 1917 توسّط آلبرت اينشتين تحت عنوان «ملاحظات كيهان شناختي در نظريّه نسبيّت عمومي» انتشار يافت. وي در اين مقاله كوشيد با استفاده از معادلات ميدان و چند پيش فرض ديگر از قبيل توزيع يكنواخت مادّه در سراسر فضا، ايستا بودن عالم و يا ثابت بودن چگالي جهان در زمان و برخي مقبولات ديگر، خواصّ فيزيكي عالم را استنتاج كند.5 اين معادلات با اصلاحات به عمل آمده در آن و به همراه چند فرض بنيادين، زيربناي تمام مدلهاي كيهان شناسي نوين هستند.

فرضهاي بنيادين كيهان شناسي نوين

فيزيكدانان در مطالعات كيهان شناسي با طرح و حلّ مدلهاي فرضي رياضي درباره جهان به دنبال جوابهايي هستند كه در حد امكان بيشترين پديده هاي تجربي و مشاهده شده را توضيح دهد. براي جلوگيري از پيچيدگي بيش از حدّ معادلات، مهمترين فرضهاي ساده كننده عبارتند از:6
1- جهان، همگن (Homogeeous) است. هنگام مطالعه كيهان به عنوان يك كل، بايد از جزئيّات آشفته كننده صرف نظر كنيم. ساده ترين راه چنين كاري توزيع غير يكنواختيهاي موضعي در كلّ پهنه آسمان است كه با توجّه به وسعت كيهان، معقول و منطقي است. جهانِ همگن، جهاني است كه در آن توزيع مادّه، يكنواخت و در نتيجه چگالي مادّه در تمام قسمتهاي آن كم و بيش ثابت است.
2- جهان، همسانگرد ( Isotropic )است. همسانگردي جهان به معناي يكساني خصوصيّات آن در تمام جهات فضائي است. به عبارت ديگر، الگوي سرعتها در مناطق مختلف جهان يكسان است.
3- جهان، يكنواخت است. چنين جهاني تا فواصل بي اندازه زياد، خواصّ يكنواختي دارد و كهكشانهاي مختلفِ دوردست به غير از تفاوتهاي قابل پيش بيني نظير اثرات ناشي از تحوّل آنها، تفاوت اساسي با كهكشانهاي نزديك ندارند.
4- همواره قوانين يكساني بر جهان حاكم است. جهان شمولي و عموميّت قوانين فيزيكي و شيميائي كه تا كنون كشف شده اند ويا در آينده كشف خواهند شد، فرض بنيادي ديگر در بررسي جهان است. هر چند اين فرض قابل اثبات نيست، امّا بررسي پديده هاي آسماني با توجّه به مقدار و ثبات سرعت نور، چيزي جز مطالعه حوادث گذشته نيست و اگر قوانين شناخته شده فعلي، حاكم بر جهان گذشته و يا مناطق دوردست جهان نباشد، كيهان شناسي دانشي لغو و باطل خواهد بود. برخي از كيهان شناسان با تعميم فرض جهان شمولي، قوانين فيزيك را بر جهان به مثابه يك كل نيز صادق مي دانند.
5- جهان، ناهمدوس (Icoheret ) است. منظور از ناهمدوسي، استقلال بخشهاي مختلف جهان از هم و عدم تأثير حوادث واقع در آنها بر يكديگر است؛ به غير از گرانش و پديده هاي نوري، كـه در سراسر عالم به يكسان اثر مي كنند. اين جهان، همچون جسم يكپارچه نيست كه هر آشفتگي محلّي قسمت ديگر را آشفته و متأثّر سازد، بلكه اختلال صرفا در خود آن محل محسوس است.
مجموع پيش فرضهاي فوق را ـ كه داده هاي كيهاني نيز به نحوي آنها را تأييد مي كنند،ـ مي توان در اصلي موسوم به «اصل كيهان شناختي» يا «اصل كپرنيكي» بيان كرد: «عالم، همگن و همسانگرد است. در چنين جهاني هيچ محلّ ممتازي وجود ندارد و از هر نقطه كه نگاه كنيم، جهان به يك شكل است».7 كيهان شناسي نوين با اين پيش فرضها و معادلات نسبيّت عام بايستي بتواند مشكلات كيهان شناسي را حل و پديده هايي چون انبساط عالم، تشعشع ميكروموجي زمينه كيهاني و فراواني نسبي عناصرخاص را تبيين نمايد.
1- قانون هابل و انبساط عالم: ادوين هابل (1889 - 1953م) در اواخر دهه 1920 متوجّه شد انتقال به سمت قرمز كهكشانها بر حسب فاصله شان افزايش مي يابد؛ يعني كهكشانها از ما دور مي شوند و هر چه كهكشان دورتر باشد، سرعت دور شدن آن بيشتر است.8 اين كشف، موسوم به «قانون هابل» دليل محكمي بر انبساط عالم است. بايد توجّه داشت كه قانون هابل براي تمام كهكشانها صادق است و هيچ نقطه اي را نمي توان به عنوان نقطه مركزي و يا متمايز در نظر گرفت. اين ويژگي، بيان ديگر اصل همگني جهان است. ارقامي كه امروزه براي سرعت انبساط كيهان محاسبه مي شوند، مقادير قابل توجّهي را نشان مي دهند. كوازارها (اخترنماها) كه بنا به قولي دورترين اجسام عالم به ما هستند، باسرعتي نزديك به 90 تا 95 درصد سرعت نور (000ر300 كيلومتر در ثانيه) از ما دور مي شوند.
2- تابش زمينه اي كيهاني: جورج گاموف در دهه 1940 پيش بيني كرد كه جهان در گذشته بسيار دور به شدّت داغ و متراكم بوده و بر اثر انفجاري عظيم، انبساط آن شروع شده و ادامه يافته است. بعلاوه، تشعشع باقي مانده از آن جهانِ بسيار داغِ اوّليّه اينك سرد شده و در دماي حدود K ْ5 قابل دريافت است.9 در ژوئيه سال 1965 همزمان دو مقاله ، يكي مبني بر پيش بيني وجود اشعّه جسم سياه از «ديكي» و «پي بلز» و ديگري مبني بر كشف اين اشعّه از «پِنزياس» و «ويلسن» در مجلّه آستروفيزيكال جورنال منتشر شد. در سال 1992 نيز يافته هاي ماهواره COBE و تحقيقات همزمان اخترشناسان مؤيّدهاي بيشتري مبني بر تطبيق مشاهدات انجام شده در مورد اين اشعّه با پيش بينيهاي نظريّه انفجار بزرگ فراهم آورد.10
3- فراواني هليوم و دوتريم: هليوم از عناصري است كه به استثناء دسته خاصّي از ستارگان، به وفور در تمام اجرام موجود در كهكشان ما و در كهكشانهاي مجاور با مقادير تقريبا يكسان 25 تا 30 درصد جرم موادّ كيهاني يافت مي شود. هيدروژن نيز 70 تا 75 درصد جرم كيهان را تشكيل مي دهد. توضيح علّت وفور اين مواد با استفاده از فرآيندهاي هسته اي درون ستارگان و سنتز هيدروژن دشوار است و بايد به دنبال منشأ پيدايش آنها در آغاز عالم بود.
قبل از بررسي مدلهاي كيهان شناسي و چگونگي تبيين آنها از پديده هاي فوق، ضروري است مروري اجمالي بر نظريّه هاي نسبيّت خاص و عام و مفاهيم فضا و زمان در فيزيك جديد داشته باشيم.

نسبيّت خاص، نسبيّت عام، فضا و زمان

در اواسط سده نوزده ميلادي، جورج كلارك ماكسول (1831-1879 م) با استفاده از مفهوم ميدان، پديده هاي الكتريكي و مغناطيسي را تحت نظريّه واحد الكترومغناطيس در چهار معادله، مشهور به معادلات ميدان ماكسول، صورت بندي كرد. از پيش گوئيهاي مهّم اين معادلات انتشار امواج الكترومغناطيسي در فضاي تهي با سرعت ثابت c بود كه دانشمندان مي توانستند با استفاده از آن، چارچوب اينرسي سكون مطلق را بطور نظري و تجربي تعيين كنند. از طرف ديگر، تصوّر مي شد امواج الكترومغناطيس با استفاده از محمل اتر كه سراسر عالم را پوشانده است، در فضا منتشر مي شوند. تلفيق معادلات ماكسول و فرض وجود اتر نشان داد كه سرعت نور نسبت به اتر ثابت و برابر مقدار c است، امّا نسبت به ناظراني كه با سرعتهاي متفاوت نسبت به اتر حركت مي كنند، بايد متفاوت باشد.
در سال 1887 علي رغم تلاش مايكلسون و مورلي براي آشكار ساختن وجود اتر، اين نتيجه خلاف انتظار به دست آمد كه سرعت نور در جهات مختلف، يعني در جهت حركت زمين و در راستاي عمود بر آن يكسان است و هر گونه تلاش براي يافتن اتر به شكست انجاميد. در سال 1905، آلبرت اينشتين (1879-1955 م) طيّ مقاله اي اعلام كرد با تجديدنظر در مفهوم زمان و همزماني مطلق نيازي به فرض وجود اتر نخواهيم داشت. وي با دو پيش فرض، كه تجربه به گونه اي آنها را تأييد كرده بود، كار خود را شروع كرد:
اوّل، قوانين طبيعت براي تمام دستگاههاي ماندي يكسان است:
دوم، سرعت نور براي تمام دستگاههاي ماندي يكسان است.11
دستگاه ماندي دستگاهي است كه با سرعت يكنواخت در خطّ مستقيم حركت مي كند، يعني برآيند نيروهاي وارد بر آن صفر است. اين دو پيش فرض با قانون تبديل كلاسيك سرعتها و مكانها از يك دستگاه ماندي به يك دستگاه ماندي ديگر يعني تبديلات گاليله در تعارض بود و اينشتين براي حلّ تعارض به ناچار قانون تبديلات ديگري موسوم به تبديلات لورنتس را جايگزين آن نمود. اين جايگزيني مستلزم تغييراتي در مفروضات اساسي فيزيك نيوتني بود.
از پيامدهاي اين نظريّه كه به نسبيّت خاص مشهور شد، جايگزيني همزماني نسبي به جاي همزماني مطلق با توجّه به سرعت وموقعيّت ناظر، هم ارزي جرم و انرژي، كند شدن زمان و كوتاه شدن طول و بزرگتر شدن جرم ناظر متحرّك نسبت به ناظر ساكن است. از طرف ديگر، در مكانيك نيوتني هيچ گونه محدوديتّي براي سرعت انتقال و يا تأثير اجسام وجود ندارد؛ امّا در نسبيّت خاصّ هيچ تأثيري سريعتر از سرعت نور ممكن نيست. ديگر پيامد مهمّ نسبيّت خاص، ملهم از مقـالـه هرمان مينكوفسكي در سال 1908، تلفيق فضا و زمان در يكديگر به صورت پيوستار چهار بعدي فضا-زمان است.
پس از نسبيّت خاصّ، اينشتين طيّ ده سال كار مستمـر تلاش كرد تـا اصـل هم ارزي قوانين طبيعت را به تمام دستگاهها و ناظران تعميم دهد. وي كه از برابري غير قابل توضيح جرم ماندي و جرم گرانشي در مكانيك نيوتني شروع كرده بود، به اين نتيجه رسيد كه گرانش نيرويي چون ساير نيروها نيست، بلكه نتيجه اين واقعيّت است كه فضاـ زمان مسطّح نيست و بر اثر توزيع جرم و انرژي خميده است.
نتيجه اين رويكرد اصل هم ارزي است كه بر مبناي آن، رويدادهاي فيزيكي در دستگاههاي شتاب يافته و در ميدانهاي گرانشي هم ارزند. اينشتين با استفاده از آناليز تانسوري، معادلات ميدان نسبيّت عام را تدوين كرد. اين معادلات خميدگي فضاـ زمان توسّط ميدان گرانش را نشان مي دهند و حلّ همزمان آنها با معادلات ژئودزي كه نحوه حركت اجرام را بيان مي كنند، جواب كامل مسئله را به دست مي دهد. در نسبيّت عام، مادّه، شكل فضاـ زمان و فضاـ زمان نحوه حركت مادّه را مشخصّ مي كند. به اين ترتيب، فضا ديگر موجودي مستقلّ از مادّه و ميدان نيست (برخلاف مكانيك نيوتني و نسبيّت خاص) و چيزي به نام فضاي تهي، يعني فضاي تهي از ميدان وجود ندارد؛ بلكه فضاـ زمان صرفا كيفيّتي از ساخت ميدان است. به همين دليل سخن گفتن از فضا-زمان فراتر از مرزهاي جهان بي معناست. امّا مهمترين پيش بيني نسبيّت عام را بايد در مورد چگونگي ساختار كلّ عالم دانست كه تصوير جهاني پويا، شروع شده در زماني معيّن و پايان يابنده را جايگزين جهاني ايستا، ازلي و ابدي كرده است.
معادلات نسبيّت عام، هندسه فضا-زمان را توصيف مي كنند و طبيعي بود كه اينشتين بخواهد آنها را به كلّ عالم تسرّي دهد. ملاحظات اوّليّه وي مبتني بر دو پيش فرض بود:
اوّل، مادّه داراي چگالي متوسّطي در فضاست كه همه جا يكسان است و صفر نيست؛
دوم، بزرگي فضا (عالم) به زمان بستگي ندارد.
وي با پيش فرض دوم مي خواست در همان مسير مقبول عصر خود كه جهان را ايستا و پايدار مي دانست، قدم بگذارد. اين دو پيش فرض در صورتي با معادلات ميدان وي سازگار مي شدند كه جمله اي فرضي به معادلات اضافه مي شد. اين جمله كه بعدها به «ثابت كيهان شناختي» معروف شد، نيرويي ضدّگرانش را باعث مي شد كه بر خلاف ساير نيروها ناشي از منبع خاصّي نبود، بلكه در ساختار فضاـ زمان نهفته بود. افزودن «ثابت كيهان شناختي» زيبايي معادلات را برهم زد و تا حدّ زيادي از سادگي منطقي آنها كاست.12 بعدها كه هابل پديده انبساط عالم را كشف كرد، اينشتين كه از پيش بيني يكي از مهمترين رخدادهاي فيزيك محروم شده بود، دست بردن در معادلاتش را بزرگترين اشتباه علمي زندگيش ناميد.13 ديگر نوآوري مهمّ اينشتين در همان مقاله، كشف امكان ساخت غير اقليدسي عالم بود. چنين عالمي، جهاني است كروي كه مطابق هندسه ريماني سه بُعدي است و در عين اين كه متناهي و بسته است، هيچ گونه مرز و كرانه اي ندارد؛ در چنين فضائي اگر به طور مستقيم پيش برويم، پس از مدّتي مجددا به نقطه عزيمت خود خواهيم رسيد.

مدلهاي كيهان شناسي - مدلهاي فريدمان

در سال 1922 آلكساندر فريدمان (1888-1925 م) با كنار گذاشتن پيش فرض دوم اينشتين و حذف ثابت كيهان شناختي، به جوابهايي دست يافت كه جوابهاي متعارف معادلات ميدان اينشتين شدند.14 اين جوابها كه رفتار جهانهاي همگن را بيان مي كنند، امروزه پايه كيهان شناسي نوين به شمار مي روند. وي با حلّ همزمان معادلات، در نهايت ده معادله اصلي نسبيّت عام را به دو معادله كاهش داد و با حلّ آنها، هفت سال پيش از كشف ادوين هابل، انبساط عالم را پيش بيني كرد. حلّ معادلات فريدمان متناسب با مقدار «ثابت انحناء فضا» به جوابهاي مختلف مي انجامد. اين ثابت مي تواند يكي از سه احتمالِ انحناي مثبت، منفي و يا صفر را بپذيرد.
در انحناء مثبت، عالم فضايي كروي است كه تمام سطوح مقطع آن هندسه كره حجمي متناهي دارد كه فاقد كرانه است. گرانش در چنين جهاني آن چنان نيرومند است كه فضا را به دور خود خم كرده و كمابيش چيزي چون سطح زمين به وجود آورده است. فضايي با انحناي صفر همان فضاي اقليدسي است كه قوانين معمولي هندسه اقليدسي در آن صادقند. بالاخره سوّمين حالت، فضايي با انحناي منفي است كه تعداد سحابيها بر حسب فاصله سريعتـر از تعداد آنهـا در صفحـه زيـاد مي شود.
تمام راه حلهاي فريدمان و مدلهاي به دست آمده مستلزم آنند كه جهان در گذشته اي دور ( ده تا بيست ميليارد سال پيش ) بسيار كوچك و در عين حال بسيار داغ بوده و سپس شروع به انبساط نموده است. البتّه لحظه شروع عالم را مي توان دو گونه تصوير كرد:15 در مدل اوّل، جهان از اندازه اي متناهي و در مدل دوم، موسوم به مدل انفجار بزرگ، جهان از مقياس صفر شروع مي شود. مدل اوّل چندان مورد پسند فيزيكدانان نيست، زيرا مستلزم فرضهاي بيشتر درباره شرايط اوّليه است. امّا مدل دوم كه امروزه مورد قبول اكثر فيزيكدانان است، همان نظريّه انفجار بزرگ است كه بنابر آن در آغاز، ابعاد عالم صفر و چگالي و انحناء فضا-زمان بي نهايت بود. اين شرايطِ بسيار ناپايدار به انفجار مهيبي منجر شد كه همه عالم كنوني ما، شامل فضا، زمان و مادّه، نتيجه آن انفجار اوّليّه است. نظريّه نسبيّت عام پيش بيني مي كند كه در آن نقطه آغازين به دليل صفر شدن ابعاد فضا و همبستگي فضا، زمان و مادّه، زمان نيز به سمت صفر ميل مي كند و چون تمام قوانين فيزيكي بر مبناي فضا و زمان صورت بندي شده اند، نظريّه از تبيين باز مي ماند و درهم مي شكند.16 اين نقطه كه به آن تكينگي گفته مي شود، مرزي است كه بر اساس حوادث پس از آن، نمي توان به حوادث پيش از آن پي برد و همچنين بالعكس.
بنابراين، حوادث پيش از انفجـار بـزرگ را نمـي توان با قوانين موجـود صورت بندي كـرد و مدلي براي آن ارائه داد. بعلاوه، چون فضا و زمان نيز همراه با انفجار بزرگ پديد آمده اند، سؤال از زمان و مكان انفجار بزرگ بي معناست.17

مدل انفجار بزرگ

اگر جهت انبساط عالم را معكوس كنيم، به نقطه زمان صفر مي رسيــم كه چگالي و انحنـاء فضاـ زمان بي نهايت و دما بسيار زياد بوده است. خصوصيّات اين مادّه آغازين كه به اسامي گوناگوني چون مادّه آغازين اوّليّه ( Ylem )، آتشگوي آغازين، اتم آغازين و .... ناميده شده است، منجر به تكينگي در آغاز زمان مي شود كه «راجر پن رُز» و «استيون هاوكينگ» طيّ مقاله مشتركي در سال 1970 نشان دادند كه با فرض صحّت نسبيّت عام و مقدار مادّه موجود در جهان و انبساط عالم، گريزي از آن نيست.18 چنانچه بخواهيم از آغاز جهان شروع كنيم، با محدوديّتهايي كه قواعد مكانيك كوانتومي اعمال مي كنند، راهي براي درك آنچه در زمان صفر و يـــا زمان كمتـــر از 43-10 ثانيـه مشهور به زمان پلانك، اتّفاق افتاده است، نداريم. حتّي برخي از فيزيكدانان در مورد چگونگي توضيح حوادث پس از زمان پلانك نيز ترديدهاي جدّي دارند. با اين حال، با تقريب مناسبي مي توان وقايع پس از انفجار بزرگ، يعني حوادث پس از زمان پلانك را توضيح داد.19
با عبور از زمان پلانك مي توان گفت كه اوّلين تجزيه در طبيعت رخ داده و نيروي گرانش از مابقي نيروها جدا شده است. بين اين زمان تا 35-10 ثانيه پس از انفجار بزرگ موسوم به دوره GUT، سه نيروي هسته اي قوي، هسته اي ضعيف و الكترومغناطيس از هم غير قابــل تشخيص بوده اند. در زمان 34-10 ثانيه پس از انفجـــار بزرگ، در دماي حدود 2810 درجه كلوين، نيروي قوي هسته اي از نيروي الكتروضعيف جدا شده و وجود مستقل يافته است. در 10-10 ثانيه پس از انفجار بزرگ، در دماي 1510 درجـــه كلوين، كواركها ظاهر شده و نيروهاي هسته اي ضعيف و الكترومغناطيس از هم تمايز يافته اند. در 4-10 ثانيه پس از انفجار بزرگ، در دماي 1210 درجه كلوين، كواركها به تدريج به پروتونها و نوترونها تبديل شده اند.
در اين لحظه، جهان توده اي بود جوشان از ذرّات و اشعّه كه پيوسته جفتهاي ذرّه-پادذرّه از فوتونهاي پرانــرژي خلق مي شدند و يكديـگر را از بين مي بردند و انرژي برخورد به صورت اشعّه ساطع مي شد. بعلاوه، در اين زمان ذرّاتي چون الكترون و نوترينو همراه با پادذرّاتشان به وجود آمده اند. در دماي 1110 درجه كلوين يعني 1/0 ثانيه پس از انفجار بزرگ، به ازاء هر يك ميليارد فوتون، الكترون و يا نوترينو، يك پروتون و يا نوترون وجود داشت و چگالي عالم هنوز بسيار زياد و معادل 8/3 ميليارد برابر چگالي آب در شرايط معمولي زمين بود. با سرد شدن عالم، زماني كه دما به 1010 درجه كلوين تنزّل يافت، يعني در حدود 1 ثانيه پس از انفجاربزرگ، كلّيّه زوجهاي الكترون ـ پوزيترون نابود شدند و فرآيند خلق مادّه متوقّف گرديد.
در اين دوره، فراواني فوتون به ساير ذرّات در حدود 910 برابر بود و به همين دليل اين دوره را عصر تابش مي نامند. چگالي جهان در اين زمان تقريبا 380 هزار برابر چگالي آب بود و كاهش دما باعث تغيير نسبت پروتون ـ نوترون به 24 درصد نوترون و 76 درصد پروتون شده بود. تقريبا 14 ثانيه پس از انفجار بزرگ، دماي جهان به حدود 3 ميليارد درجه كلوين كاهش يافت و به دليلي ناشناخته كسر كوچكي از ذرّات الكترون و پوزيترون باقي ماند. در اين دما هسته هاي دوتريوم به محض تشكيل شدن، از هم مي پاشيدند و لذا هسته هاي سنگين تر فرصت به وجود آمدن پيدا نكردند.
فرايند تبديل نوترونها به پروتونها علي رغم كم شدن سرعت، همچنان ادامه داشت. نسبت آنها در اين زمان 17 درصد نوترون و 83 درصد پروتون بود. بعد از گذشت حدود 30 ثانيه از آغاز جهان و با كاهش دما به يك ميليارد درجه يعني در حدود هفتاد برابر دماي كنوني مركز خورشيد، بسياري از پروتونها و نوترونها در يكديگر گداختند و هسته هاي هليم را پديد آوردند. برخورد نوترونها و پروتونها با الكترونها، نوترينوها و پادذرّه هايشان تقريبا قطع شده بود، امّا واپاشي نوترون به تدريج اهمّيّت مي يافت: در هر 100 ثانيه، 10 درصد نوترونهاي باقيمانده به پروتون واپاشي مي يافتند. نسبت نوترون ـ پروتون به 14 درصد نوترون و 86 درصد پروتون رسيده بود.
در پايان سه دقيقه نخستين، ديگر نوترون آزادي به جا نمانده بود و فرآيندهاي هسته اي متوقّف شدند. در اين زمان حدود 75 درصد از جرم جهان به صورت پروتونها و الكترونها (كه سرانجام به هم پيوستند و هيدروژن را به وجود آوردند) و 25 درصد جرم باقيمانده به هليوم تبديل شده بود. در حدود 30 دقيقه پس از انفجار بزرگ، دماي جهان به 300 ميليون درجه كلوين و چگالي آن به 9/9 برابر چگالي آب كاهش يافت. از اين مقدار 31 درصد به صورت نوترينوها و پادنوترينوها و 69 درصد به صورت فوتونها بودند. جهان هنوز آن قدر داغ بود كه اتمهاي پايدار دوام نمي آوردند. پس از گذشت 500 هزار سال، جهانِ در حال انبساط به اندازه اي سرد شده بود كه الكترونها مي توانستند در دماي حدود 5000 درجه كلوين، يعني دماي سطح خورشيد، به هسته هاي هليم و هيدروژن پيوسته و اتمها را تشكيل دهند.
تشكيل اتمها نشانه گسست آخرين حلقه هاي پيوند ميان اشعّه و مادّه در مقياس كيهاني بود، چرا كه اتمها به دليل خنثي بودن، ديگر با اشعّه به كنش متقابل نمي پرداختند. از آن پس اشعّه زمينه اي كيهاني مدام رو به سردي و رقّت گذاشت تا امروزه كه به صورت نجواي ضعيفي در دماي تقريبا 7/2 درجه كلوين رديابي مي شود. از پانصد هزار تا يك ميليارد سال پس از انفجار بزرگ، موسوم به عصر ستاره اي، كهكشانها، ستاره ها و همچنين عناصر سنگين شروع به شكل گيري كردند. پس از آن تا ده ميليارد سال بعد سيّارات شكل گرفتند و 12 ميليارد سال پس از انفجار بزرگ، حيات به صورت جانداران ميكروسكوپي پا به عرصه وجود گذاشت. فسيلها و استخوانهاي كشف شده از موجودات آدم نما نزديك به يك الي دو ميليون سال قدمت دارند.
توضيح مطلوب پديده هايي چون انبساط عالم، تشعشع زمينه ريزموجي و توزيع نسبي هليوم ـ هيدورژن20 و حلّ معضلاتي چون باطلنماي اُلبرز21 (Olbers' Paradox) توسط نظريّه انفجار بزرگ، باعث شده است اكثر قريب به اتّفاق فيزيكدانان آن را به عنوان نظريّه مقبول در مورد تطوّر عالم بپذيرند و نظريّه هاي رقيب را كنـار گذارند. يكي از مهمتريـن نظريّه هاي رقيب كه در لفـافه دلايل علمي ولي در واقع با انگيزه هاي فلسفي و كلامي پا به عرصه گذاشت، نظريّه حالت پايدار (Steady-StateTheory)است.

مدل حالت پايدار

در سال 1948 ميلادي توماس گلد، هرمان باندي و فرد هويل، نظريّه اي موسوم به «نظريّه حالت پايدار» در توجيه پديده هاي كيهان شناختي و نحوه تطوّر عالم تدوين كردند. آنها با فرض ثُبات ازلي جهان، چهارمين فرض از فرضيّه هاي بنيادين كيهان شناسي را در اصلي معروف به «اصل كامل كيهان شناختي» چنين تعميم دادند كــه: «جهان نه فقط در هر سو همسانگرد واز هر جاكه بنگريم همگن است، بلكه هر زمان نيز كه نظر شود، چنين است.»22 بنابراين، مفهوم همگني و همسانگري به بُعد زمان نيز تعميم مي يابد. تصوير جهانِ متناسب بااين اصل همچون تصوير ساكن در رودخانه اي جاري است كه هرچند حركت را طرد و نفي نمي كند، امّا جهان را در كل بدون تغيير مي بيند.23
نظريّه حالت پايدار در عين قبول جهانِ در حال انبساط، آن را ناشي از انفجار بزرگ و شروع از يك تكينگي نمي داند، بلكه معتقد است تمامي پارامترها وهمچنين ثابت هابل در تمام زمانها در جهــان يكسان بوده است. براي يكسان ماندن همواره جهانِ در حال انبساط، اين نظريّه فرض مي كند كه همواره كهكشانهاي جديدي خلق مي شوند و جاي كهكشانهاي قديمي و دورشونده را مي گيرند. آهنگ آفرينش در اين مدل بسيار كند است؛ يعني يك اتم هيدروژن در حجم يك ليتر در هر 1210 سال و لذا آزمون آن تقريبا غيرممكن است.24 به جز آفرينش مدام ذرّات، يكي از پيش بينيهاي قابل آزمون اين مدل يكسان بودن شمار كهكشانها و اشياء مشابه آن در تمام زمانها در هر حجم مفروضي از فضا است.
بنابراين در صورت مشاهده تفاوت بين يك ويژگي ستاره شناختي در گذشته دور با مناطق مجاور، يكسان بودن جهان نقض خواهد شد. در اوايل دهه شصت، تحقيق گروهي از ستاره شناسان به رهبري مارتين رايل در مورد امواج راديويي فضاهاي دوردست نشان داد كه تعداد منابع معمولي اين امواج در هر واحد حجم فضا براي منابع نزديك كمتر از منابع دور است.25 چنين نتيجه اي مي توانست دو گونه تعبير شود: يا اين كه ما در مركز خاصّي از جهان واقع شده ايم كه در آن تعداد منابع راديوئي از مناطق ديگر كمتر است و يا اين كه در حال نگريستن به حوادث زمان گذشته هستيم و در آن زمان تعداد منابع بيش از زمان حال بوده است. هر دو تعبير با نظريّه حالت پايدار ناسازگار است. مدافعين نظريّه حالت پايدار در مقام پاسخگوئي، اين مشكل را ناشي از عدم دقّت در اندازه گيريها و عدم قطعيّت در ابعاد فضائي و زماني جهت صدق نظريّه دانستند و مدّعي شدند با افزايش در دقّت و مقياس اندازه گيري، نظريّه صادق خواهد بود. پاسخ اوّل با توجّه به دقّت مناسب وسايل اندازه گيري و پاسخ دوّم به دليل ابطال ناپذير كردن نظريّه، غير قابل قبول هستند.
نظريّه حالت پايدار در دهه هاي چهل و پنجاه ميلادي رقيبي جدّي براي نظريّه انفجار بزرگ شمرده مي شد، امّا با كشف اشعّه زمينه كيهاني ضربه اي اساسي به آن وارد آمد. اين اشعّه در نظريّه انفجار بزرگ با منشأ جهان مرتبط است، امّا در مدل حالت پايدار چنين توضيحي را ابدا نمي توان مطرح كرد. با تمام اين ايرادات فردهويل از پاي ننشست. وي اواسط دهه هفتاد به اتفاق جايانت نارليكار فرمول بندي ديگري براي مدل حالت پايدار عرضه كردند.26 آنهابا اين استدلال كه جرم ذرّات (مثل الكترون و پروتون) بر اثر اندركنشهاي متقابل با مادّه دوردستِ جهان به وجود مي آيد، نسبيّت عام را مجدّدا صورت بندي كردند. معادلات آنها بسيار شبيه معادلات اينشتين است، با اين تفاوت كه جرم ذرّات مُسن تر به دليل افزايش اندركنشها بيشتر از جرم ذرّات جوان تر است. بر اين مبنا انتقال به قرمز كهكشانها ناشي از فرار آنها و انبساط عالم نيست، بلكه به جرم كم الكترونها در اتمهاي آن كهكشانها و افزايش آن در طول زمان ارتباط دارد.
از طرف ديگر، افزايش جرم ذرّات به معناي كوچكتر شدن اندازه اتمها و در نتيجه اندازه همه چيز از جمله كهكشانها با گذشت زمان است. بنابراين، كهكشانها در حال دور شدن از همديگر نيستند، بلكه خط كشهاي ما در حال جمـع شدن و چروكيدن هستند. در واقع چون كهكشانها در گذشته دور بسيار بزرگتر بوده اند، چنين به نظر مي رسد كه در حدود 15 ميليارد سال پيش در يك محل اجتماع كرده بودند و امروزه چون بسيار كوچكترند، به نظر مي رسد كه دورتر هستند. بطور خلاصه، انبساط جهان يك خبط بصري است.
در برابر اين ايده يك مشكل اساسي بروز مي كند: در جهان ازلي تعداد اندركنش متقابل بين ذرّات بي نهايت است و لذا جرم ذرّات امروزي بايستي بي نهايت باشد. هويل- نارليكار در برابر اين اشكال ايده غريبي را مطرح كردند. آنها زماني را به صورت t=0 در نظر گرفتند كه در آن، جرم تمام ذرّات صفر است. اجسام قبل از زمانt=0 نقش منفي واجسام بعد از آن نقش مثبت دارند. با اين تقسيم بندي، طبيعتِ اندركنشِ اجسام در گذر از مرز t=0 تغيير مي كند. چون تمام فضا-زمان در اين كيهان شناسي به مناطقي با تجمّع مثبت و تجمّع منفي تقسيم شده است، در سطوحي كه روي آنها نقشهاي مثبت و منفي همديگر را كاملاً خنثي مي كنند، يعني سطوح t=0، جرم ذرّات صفر است.
هنگامي كه ستاره شناسان به عقب باز مي گردند تا حدّ فاصل بين تجمّعات مثبت و منفي را ببينند، پديده هايي را مشاهده مي كنند كه آنها را به اشتباه به جانب انفجار بزرگ هدايت مي كند. امّا در واقع، ما در نزديك سطحي با جرم صفر قرار گرفته ايم و مشاهدات را بايد با اين حقيقت كه جرم ذرّات در چنين سطوحي صفر مي شود، توضيح داد.
اين سخنان به معني آن است كه براي پرهيز از يك وضعيّت غير عادي يعني تكينگي، مي توان حالتهاي غيرعادي بسياري را پذيرفت: صفر شدن تمام جرمها در سطح t=0 ، زمان منفي در t<0، دوگانه بودن كيفيّت اثرگذاري جرمها به صورت منفي و مثبت در t<0 و t>0، بزرگ شدن جرم ذرّات و كوچك شدن ابعاد كهكشانها با مرور زمان و ... بيهوده نيست كه تي. اس. اليوت اين مدل را كيهان شناسي غريب نام نهاده است!
واقعيّت اين است كه نگراني اصلي مدافعين نظريّه حالت پايدار ورود متافيزيك به عرصه فيزيك با استفاده از نظريّه انفجار بزرگ است. هويل-نارليكار نارضايتي اصلي خود از نظريّه انفجار بزرگ را چنين اعلام مي كنند: «بسياري از پذيرش چنين موقعيّتي (نظريّه انفجار بزرگ) خرسند هستند. آنها آن را بدون اين كه در جستجوي هر گونه توصيف فيزيكي براي شروع ناگهانـي ذرّات باشنـد، مـي پذيرند. شـروع ناگهاني فوق عالما و عامـدا متافيـزيكي در نظر گرفته مـي شـود- چيـزي كـه در وراي فيـزيك قـرار دارد. لذا قوانين فيزيكي به اين نحو تصوّر مي شوند كه در t=0 مي شكنند و اين شكست، ذاتي آنهاست. در نظر بسياري از مردم اين سيرِ فكري به ظاهر كاملا خرسند كننده است، زيرا با آن مي توان «چيزي» خارج فيزيك را در t=0معرّفي كرد و افزود. در يك بازي با الفاظ، لغت «چيزي» جاي خود را به «اله» (god) مي دهد؛ امّا آن را به صورت «اللّه» (God) مي نويسند تا به ما اخطار كنند كه نبايد موضوع را بيش از اين دنبال كنيم. تلاشهاي انجام شده به منظور توضيح پديده ها از طريق ورود متافيزيكي به جهان، در گذشته همواره با شكست مواجه بوده است ... ما اعتقاد نداريم كه براي حلّ هر مسأله اي كه به ذهن مي رسد، لازم است به متافيزيك متوسل شويم.»27 نظريّه حالت پايدار به دليل مشكلات نظري امروزه طرفدار چنداني ندارد.28
مدل جهان تورّمي (Iflatioary Uiverse) و تورّم آشوبناك (Chaotic Iflatio)
نظريّه متعارف انفجار بزرگ از ارائه راه حل براي چند مسأله حل ناشده ناكام ماند، از جم29له: «مشكل افق» (Horizo Problem) و «مشكل تخت بودن جهان» (Flatess Problem).30
مشكل افق، ناشي از محدوديّت سرعت نور است. دورترين فاصله از مشاهده گر كه نور فرصت داشته است از زمان مهبانگ به اين سو طي كند، موسوم به افق مشاهده گر، برابر است با سنّ عالم ضربدر سرعت نور، كه با اين ترتيب شعاع جهان قابل مشاهده امروزين در حدود 2710 سانتي متر مي شود.31 زماني كه از عمر عالم فقط 35-10 ثانيه مي گذشت، كلّ جهان قابل مشاهده كنوني در فضائي به قطر تقريبي يك سانتي متر جاي گرفته بود، حال آن كه علائم نوري مي توانستند صرفا مسافتي در حدود 25-10 سانتي متر را طي مي كنند.32 بنابراين، در جهان كوچك كه به جهان بزرگ كنوني انجاميده، مناطق بزرگي وجود داشته است كه فراتر از افق مشاهده بوده اند و به دليل عدم انتقال نور، مادّه و يا هر علامت ديگر هيچ ارتباط علّي با يكديگر نداشته اند. امّا در حال حاضر، دما و تشعشع زمينه ريزموجي مناطقي كه قبلا خارج از افق مشاهده يكديگر بوده اند و در حال حاضر معادل دو برابر افق مشاهده از هم فاصله دارند، همانگونه كه داده هاي ماهواره COBEنيز نشان داده اند،33 بسيار يكسان و همانند به نظر مي رسند، به طوري كه اختلاف بين آنها چيزي در حدود يك قسمت درصد هزار است.34 نظريّه متعارف مهبانگ پاسخي براي اين معضل، موسوم به مشكل افق يا مشكل همگني (Isotropy Problem)ندارد.
دوّمين معضل مدل متعارف انفجار بزرگ، تخت و مسطّح بودن جهان در مقياس بزرگ است به گونه اي كه رديابي انحناء فضا در چنين مقياسي تقريبا غيرممكن است. اگر انحناء عالم مثبت بود، جهان مدّتها پيش درهم فرو ريخته و پايان يافته بود. در جهانِ با انحناء منفي نيز كهكشانها تشكيل نمي شدند و گيتي تقريبا عاري از مادّه مي بود. تخت بودن جهان ارتباط مستقيم با چگالي آن دارد. اگر چگالي بحراني را حدّ فاصل چگالي جهانِ بسته با انحناء مثبت و چگالي جهانِ باز با انحناء منفي در نظر بگيريم، اين مقدار در حال حاضر بين «1/0» تا «3/0» و بسيار نزديك به مقدار بحراني يعني «1» است؛35 حال آن كه مي توانست مقاديري چون يك ميليونيم مقدار بحراني و يا ده ميليون برابر آن باشد. محاسبات نشان مي دهد كه با توجّه به چگالي فعلي جهان، مقدار آن در جهان اوّليّه بسيار نزديك به چگالي بحراني و اختلاف آنها چيزي در حدود يك قسمت در 5910 بوده است!36
اين تفاوت بسيار اندك باعث شده است كه عالم، هم در آغاز و هم در حال حاضر بسيار تخت و با انحناء اندك باشد. بنابر نظريّه هاي متداول در فيزيك، بخصوص نظريّه نسبيّت عام، تخت بودن فضا چيزي است فوق العاده نامحتمل و طبيعي تر آن است كه جهان، فضائي منحني و پر از پيچ و تاب داشته باشد.
يك پاسخ كه عمدتا فلسفي است تا فيزيكي، يكنواختي و تخت بودن جهان را ناشي از تنظيم دقيق اوّليّه مي داند. چنين دقّتي كه در بسياري ديگر از مختصّات فيزيكيِ جهان چون ابعاد ذرّات اتمي و اسپين آنها، مقدار جرم جهان و بخصوص نيروهاي بنيادين طبيعت نيز مشاهده مي شود،37 حاكي است كه به عنوان مثال، اگر يك ثانيه پس از انفجار بزرگ سرعت انبساط تنها يكصد هزار ميليون ميليونيم كمتر بود، جهان پيش از رسيدن به اندازه كنوني از هم مي پاشيد.38 پاسخ فلسفي ديگر با تكيه بر تصادف، وجود چنين خصوصيّاتي را ناشي از اتّفاق صرف مي داند. امّا آيا مي توان صرفا از روي تصادف چنين جهان همواره يكنواخت و دقيقا تنظيم شده داشت؟ پن رُز محاسبه كرده است احتمال ظهور جهاني چون جهان ما كه موجودات هوشمندي در آن زندگي كنند، رقمي در حدود 1/(1010(123است!39
تلاش براي توجيه تنظيم دقيق ثوابت بنيادين طبيعت بر مبناي قوانين فيزيكي، براندون كارتر را بر آن داشت در سال 1974 اصل آنتروپيك (انسان محوري-Athropic Priciple) را به دو صورت قوي و ضعيف تدوين نمايد.40 بر مبناي اصل آنتروپيك ضعيف، موجودات هوشمند صرفا در مناطقي يافت مي شوند كه عوامل فيزيكي هم وجود و هم مدّت زمان لازم جهت ايجاد آنها را امكان پذير سازند.41 بر اين مبنا، در جهانِ نامتناهي از زمان و مكان، شرايط لازم براي حيات و تكامل تنها در مناطق محدود و مشخّصِ زماني و مكاني عالم وجود دارد؛ به طوري كه موقعيّت خاصّ ما در جهان تا حدّ سازگاري با هستي مان به عنوان مشاهده گر در جهان هستي، از ساير موجودات تمايز يافته است. اصل آنتروپيك قوي بر آن است كه جهان «بايد» واجد آن خواصّي باشد كه اجازه دهد در مرحله اي از تاريخ آن، حيات بروز و ظهور يابد.42 يعني در ميان عوالم بي شمارِ ممكن صرفا در معدودي از آنها كه شرايط يكساني با جهان ما از نظر سنّ جهان، ثوابت بنيادين طبيعت و... دارند، پيدايش و توسعه حيات امكان پذير است.
اصل آنتروپيك در بيان ضعيف در سال 1981 دستمايه آلن گوث شد تا جهت حلّ مشكلات نظريّه متعارف انفجار بزرگ، مدلي موسوم به جهان تورّمي را پيشنهاد كند.43 در اين مدل، بر خلاف نظريّه متعارف انفجار بزرگ، در مدّت بسيار كوتاهي شتابِ انبساط، افزايش يابنده مي شود. بنا به ادّعاي گوث، تورّم زماني رخ داده كه جهان در حالي كه هنوز آتشگويي سوزان بود، دستخوش تغيير و تحوّلي بنيادين چون تغيير فاز شده است.
در اين نظريّه، جهان ابتدا در حالت تقارن يك خلاء كاذب(False Vacuum) قرار داشت. اصطلاح خلاء كاذب كه توسط سيدني كلمن ابداع شده است،44 به معناي حالت كمترين انرژيِ ممكنِ قابل دسترس براي نيروي اَبَرضعيف است، و در تقابل با خلاء واقعي، حالتي است كه فضا به راستي خالي نيست، بلكه مملوّ از كف جوشاني از جفت ذرّاتِ مجازي (الكترون ـ پوزيترون، پروتون ـ آنتي پروتون) است كه مي توانند از افت وخيز كوانتومي، با سرپيچي از قوانين بقاء انرژي در مدّت زمان بسيار كوتاه و در مقياس بسيار خُرد، ايجاد و در برخي شرايط چون پديده «توليد زوج» به جفتهاي واقعي تبديل شوند.45 در واقع تفاوت خلاء كاذب با خلاء واقعي در انرژي نهاني بسيار زيادي است كه خلاء كاذب دربردارد. در تغيير فاز مدل تورّمي، جهان از وضعيّت انرژي زيادِ تقارنِ خلاء كاذب كه در آن نيروهاي قوي هسته اي، ضعيف هسته اي و الكترومغناطيس به صورت وحدت يافته (GUT) بودند، به حالت انرژي پايين و تقارنِ شكسته يك خلاء واقعي انتقال يافت و طيّ اين انتقال، خلاء كاذب، انرژي نهاني بسيار زياد خود را آزاد كرد.
سرعت انبساط در فاز انتقالي به حدّي بود كه ذرّات مجازي به سرعت از جفتِ ضدِّ ذرّات خود، جدا و به دليل محروميّت از برخورد با ضدّ ذرّات به ذرّات حقيقي تبديل شدند. بنابراين، گوئي در طول تورّم، كلّ جرم و انرژي جهان از خلاء فضا بيرون جهيد. انرژي نهاني آزاد شده در اين دوره نيروي دافعه حاصل از ثابت كيهان شناختي را كه امروزه تقريبا صفر در نظر گرفته مي شود، به مقدار تقريبي 12010 برابر آنچه اينشتين فرض كرده بود، رساند،46 و همين نيروي دافعه، فضا را در تمام جهات با چنان شتاب فزاينده اي منبسط كرد كه ابعاد آن در 35-10 تا 33-10 ثانيه پس از انفجار بزرگ با مرتبه اي از حدود 5010 برابر بزرگتر شد.47
مشكل اساسي مدل گوث اين است كه تورّم چنان سريع و از طريق فرايند هسته حبابي چنان كوچك رخ مي دهد كه قادر نيست حباب به آن بزرگي توليد كند كه با جهان قابل مشاهده كنوني همانند باشد.48 از طرف ديگر، در چنين مدلي حبابهاي تشكيل شده به يكديگر برخورد مي كنند و ديري نمي گذرد كه حالت درون حباب (حالت انفجار بزرگ) سرتاسر فضا را در بر مي گيرد. امّا اگر جهان كنوني حاصل آن همه برخوردهاي قهرآميز حبابهاي اوّليّه باشد، بايد از آنچه مشاهده مي شود بسيار ناهمگن تر باشد. بعلاوه، حتّي اگر حبابها با سرعت نور هم منبسط شوند، باز سرعت گسترش جهان چنان زياد است كه مجال كافي براي پيوستن حبابها به يكديگر نمي دهد و آنها در واقع از هم دور مي شوند. در نتيجه، گيتي حالتي بسيار آشوبناك و غير يكنواخت خواهد داشت و با جهان كنوني مشابه نخواهد بود.49
بـراي اصلاح مـدل گـوث، آنـدره لينـده50 و دو فيـزيكـدان ديگـر بـه نـامهـاي آنـدرآس آلبـرخت و پاول اشتاينهارت51 مستقلّ از هم پيشنهاد كردند كه اگر شكست تقارن به تدريج و تغيير حالت به كندي انجام شود، حالت متورّم به قدر كافي دوام خواهد داشت و برخوردهاي مزاحم و چندگانه حبابها صورت نخواهد پذيرفت و تنها يك حباب بزرگ از حالت انفجار بزرگ در داخل حالت متورّم به جا خواهد ماند. در اين مدل نيز جهان ابتدا در خلاء كاذب قرارداد و تورّم طيّ فازي اتّفاق مي افتد كه در پي آن، منطقه اي چون جهان قابل مشاهده ما، رشد و از خلاء كاذب به سمت خلاء واقعي طيّ طريق مي كند. چنين مدلي مشهور به «مدل تورّمي نوين»، با نظريّه وحدت يافته بزرگ (GUT) همخواني دارد.
به دليل اشكالات اين مدل از جمله پيش بيني تغييرات بسيار بيشتر در درجه حرارت اشعّه زمينه كيهاني نسبت به مقدار مشاهده شده و نياز به تنظيم دقيق برخي ثوابت اوّليّه جهت جلوگيري از افت وخيزهايِ اضافيِ خلاء كوانتومي، آندره لينده در سال 1983 مدل بهتري به نام «مدل تورّمي آشوبناك» ارائه كرد.52 در اين مدل، فرض مي شود جهان از يك حالت اتّفاقي و آشوبناك شروع شده است. توزيع دما و مادّه غير يكنواخت بوده است و حبابهاي فراواني در فضا-زمان وجود داشته اند كه به وسيله افت وخيزهاي كوانتومي ايجاد و تكثير شده اند و به دليل سرعت كمِ تشكيل آنها، تصادم بين آنها نادر بوده است. به جاي فاز انتقالي، ميداني با اسپين صفر وجود داشته است كه به خاطر تغييرات كوانتومي در برخي مناطق جهانِ آغازين، مقادير بسيار بزرگي را به خود گرفته است. انرژي ميدان در آن مناطق داراي تأثير گرانشيِ دفع كننده بوده و لذا باعث گسترش آن به شكل تورّمي شده است.
همزمان با گسترش اين مناطق، انرژي ميدان در آنها كاهش يافته تا آن كه گسترش تورّمي تبديل به انبساطي همانند مدل انفجار بزرگ شده است. در اين جهانِ آشوبناك هر حباب مي تواند نيروها و اجزاء تشكيل دهنده مختصّ به خود را داشته باشد و هر كدام از حبابها كه شرايط موردنظر را ارضاء نمايد، مي تواند با سرعت خاصّ خود در زماني كمتر از 30-10 ثانيه متورّم شود. نتيجه چنين شرايطي، حبابهايي -برخي كوچك، برخي بزرگ- خواهد بود كه تقريبا تمام گستره ممكن را در برمي گيرند. يكي از اين حبابها به جهان ما منجر شده است كه به مقدار حدّاقل ده ميليارد سال نوري گسترش يافته و در آن، شرايط مورد نياز جهت تحوّل سيّارات و ايجاد موادّي سنگينتر از هليوم و مولكولهاي بيوشيمي جهت ظهور حيات فراهم شده است.
در اين مدل، خارج از چنين مناطقي آشوب همچنان باقي مي ماند. بعلاوه، آشوب به تدريج درون مناطقي كه متورّم شده اند نيز راه مي يابد، امّا اين راهيابي در چنان مقياسِ زماني انجام مي شود كه قدر بزرگي آن به مراتب از سنّ كنوني جهان بيشتر است.
آنــدره لينـده بـا بسط مـدل تـورّم آشـوبناك خـود، نظريّـه «تورّم ابـدي» (Eteral Iflatio) را عرضه كرد.53 ايده اساسي اين مدل، نـاهمگنـي جهـان در كلّ است كه در هر زمان، مناطقـي از آن وارد فـاز تورّمي مي شـونـد. تورّمهاداراي تـوالـي زمـانـي ابـدي هستند؛ به اين ترتيب كـه درون هر حباب شرايطي مي تواند حاكم شود كه حبابهاي بي شماري از آن متولّد شوند و اين تـوليد و تـولّد بطور ابدي ادامه يابد. در واقع، جهان را مي توان به صورت فرايند شعبـه سـازي مداومي تصوير كـرد كـه در آن، جهانهاي خُرد بي شماري متورّم مي شوند تا درون يك جهان بزرگِ آشوبناك، مناطق ديگري را مجددا بازتوليد كننـد. از طرف ديگر، دليلي وجود ندارد كه اوّلين دور تورّم كه ما با آن مواجه شده ايم، در جهان خارج نيز واقعا نخستين تورّم باشد. لذا اين فرايند مي توانسته در گذشته نيز به صورت ازلي وجود داشته باشد.
در اين نظريّه، لينده اين امكان را محتمل مي داند كه تكينگي ها پديده هايي كم و بيش محلّي و موضعي باشند و از اين رو به وجود يك آغاز مطلق براي كلّ جهان دلالت نداشته باشند.54 بدين ترتيب، تصويري كه نظريّه تورّم ابدي از جهان ترسيم مي كند، در مقياس خُرد براي هر جهان شبيه تصوير نظريّه مهبانگ است، امّا در كل، با نظريّه حالت پايدار مشابه است. تداوم توليد و تولّد چنين جهانهاي خُردي، با تعبيري شاعرانه مدل جهان فونيكس (جهان ققنوس وار) ناميده مي شود.55
مدلهاي تورّمي توانستند با موفّقيّت برخي معضلات كيهان شناسي انفجار بزرگ را حل كنند. براي حلّ معضل افق، در اين مدلها فرض مي شود، مناطق مختلف فضايِ يك حباب با ابعاد ct كه در آن، tزمان عمر حباب و c سرعت نور است، ابتدا در افق همديگر بوده اند و نور وقت كافي داشته است كه در مدت زمان 35-10 ثانيه كلّ حباب به اندازه 25-10 سانتي متر را در نوردد. لذا، ابتدا تمام مناطق در ارتباط علّي با يكديگر بوده اند. سپس همين كه تورّم، حباب را به مقدار عظيمي منبسط نمود، يكساني كمّيّتهاي فيزيكي طيّ 34-10 ثانيه نخستين تثبيت شد،56 به طوري كه در انتهاي تورّم نيز تمام مناطق جهان كنوني، در افق همديگر بوده اند؛ هرچند در حال حاضر از افق همديگر خارجند.
اين هم افقيِ اوّليّه باعث شده است قسمتهاي گوناگون جهان ما چنين يكسان به نظر برسند. تورّم عظيم حبابها در مدلهاي تورّمي معضل تخت بودن جهان را نيز حل كرد. در اين مدلها، علاوه بر اين كه محاسبات دالّ بر نزديكي چگالي جهان به چگالي بحراني است، فرض مي شود همچون سطح بادكنكي كه بر اثر باد شدن صاف و مسطّح مي شود، انحناء گيتي نيز بر اثر تورّم، اندك و سطح آن تخت شده است. علاوه بر اين موارد، اين نظريّه توضيح رضايت بخشي ارائه مي كند كه چرا بر خلاف يك قطبيهاي الكتريكي، در جهان امروزين تك قطبيهاي مغناطيسي، علي رغم اين كه نظريّه هايي مثل GUTوجود آنها را پيش بيني مي كنند و امكان پذير مي دانند،57 وجود ندارند.
در كنار موفّقيّتها و تطابق بهتر با مشاهدات و رصدهاي انجام شده، مدلهاي تورّمي مشكلاتي نيز دارند كه در اين جا به اهمّ آنها اشاره مي شود.
اوّلين اشكال نظريّه آن است كه مقدار چگالي متوسّط جهان را تقريبا برابر با چگالي بحراني پيش بيني مي كند، حال آن كه بيشترين مقادير به دست آمده براي چگالي فعلي جهان بين 1/0 تا حداكثر 3/0 چگالي بحراني است.58 مشكل ديگر نظريّه تورّمي پيش بيني عمر جهان در حدود 8 ميليارد سال است كه تقريبا «نصف عمر بعضي از قديميترين مجموعه هاي كهكشاني شناخته شده است.59 بر خلاف جان دي. بارو كه معتقد است جهان تورّمي مي تواند از حالت كاملا نامنظّمِ با انتروپي زياد، شروع و به دوره كاملا منظّمي براي مشاهده گراني چون ما منجر شود (هرچند اعتراف مي كند كه اين امر آزمون ناپذير است).60 «راجر پن رُز» اشكال ديگر نظريّه تورّمي را در اين مي داند كه عاجز از تبيين يكنواختي جهان است. به گفته او اگر شرايط اوّليّه جهان به گونه اي اتّفاقي انتخاب شده باشد، گيتي مخلوط درهم برهم نامتناسبي مي شود كه اگر با ضريب بسيار بالاي مورد ادّعاي نظريّه تورّم منبسط شده باشد، همچنان آشفته باقي خواهد ماند و هر چه انبساط بيشتر شود، اين وضعيّت بد و بدتر خواهد شد. لذا، اين نظريّه توضيح نمي دهد چرا جهان چنين يكنواخت است.61
ايراد بعدي اين نظريّه عدم پيش بيني كمّيّتهاي قابل آزمون است. اگر تورّمي در جهان اوّليّه رخ داده باشد، جزئيّات دامنه و طيف افت وخيزهاي كوانتومي آن در ساختار تشعشع زمينه ريزموجي، آن هم نه فقط در يك اندازه خاص بلكه در تمام اندازه ها، بايد باقي مانده باشد.
داده هاي ماهواره COBEتوافق خوبي با اين پيش بيني در مقياسهاي بزرگ دارد، امّا آزمون آن در مقياسهاي كوچك هنوز دور از دسترس ما است.62 بعلاوه، اين مدلها دليلي ارائه نمي دهند كه چرا آرايش آغازين به گونه اي نبود كه بتواند چيزي بسيار متفاوت با آنچه مي بينيم، به وجود آورد. جان دي. بارو يكي از عوامل ضروري براي ايجاد جهان تورّمي را نقض يكي از شروط لازم، يعني شرط انرژي، در قضيّه تكينگي هاوكينگ-پن رُز مي داند.63 لذا معتقد است قضيّه تكينگي در مورد جهان تورّمي صدق نمي كند و به همين دليل درباره آغاز جهان تورّمي هيچ نظر قطعي نمي توان داد. به عبارت ديگر، برخي از جهانهاي تورّمي با تكينگي و برخي بدون آن آغاز مي شوند و راهي وجود ندارد تا بفهميم چه مدّت زماني قبل از تشكيل حباب جهان ما سپري شده است. بر خلاف او، استيون هاوكينگ بر اين باور است كه مدل تورّمي همچون مدل متعارف انفجار بزرگ گريزي از فرض تكينگي ندارد،64 و آلكساندر ويلن كين نشان داده است مدلهاي تورّمي بدون فرض وجود آغاز، غير محتمل هستند.65 در نهايت به نظر مي رسد مدل تورّمي به دليل انتخاب دلبخواهانه برخي پارامترهاي خاص و در غياب هرگونه پشتيباني قدرتمند تجربي، هنوز راه درازي در پيش دارد تا بتواند به نظريهّ اي جامع و كامل و مدلي براي آزمون نظريّه هايي چون GUTتبديل شود، نقيصه اي كه خود گوث نيز به آن معترف است.66

پيامدهاي فلسفي نظريّه مهبانگ

پس از آن كه فريدمن معادلات نسبيّت عام را حل كرد، شرايط غريب تكينگي در زمان t=0 او را تحت تأثير قرار داد، به گونه اي كه آن را «وضعيّت خلق عالم» نام گذاري كرد. اين نام گذاري مشكلات عديده ايدئولوژيكي را براي او، كه در روسيّه كمونيست زندگي مي كرد، پيش آورد، به طوري كه مجبور شد اعلام كند اين نام گذاري صرفا نوعي مزاح و بذله گويي بوده است. اين كه جهان آغازي داشته باشد، مسائل و مشكلاتي را اعمّ از فيزيكي و متافيزيكي براي دانشمندان مطرح ساخت. اصول مقبول روش شناختي علوم تجربي اين است كه علّت هر حادثه را در حادثه ماقبل آن جستجو كنند(ولو به شكل آماري مثل مكانيك كوانتوم). از اين رو، پس از طرح و قبول تكينگي و نقطه آغاز براي عالم، اين سؤال پيش آمد كه قبل از نقطه t=0 چه بوده است؟ آيا هيچ چيز نبوده و يا اين كه جهاني ديگر به شكلي متفاوت همچون جهانهاي نوساني و يا نقطه بي بعدي از تشعشع خالص با چگالي بي نهايت وجود داشته است؟
به نظر مي رسد كه t=0 و قبل از آن براي فيزيك و فيزيكدانان غير قابل دسترس و نشان دهنده حدّي است كه در آن قوانين و تبيينهاي فيزيكي از كار مي افتند؛ اين نقطه، حدّ علوم بشري است. به گفته ادموند ويتاكر: «تكينگي حدّ نهايي علم فيزيك است، دورترين چشم انداز جهان مادّي كه مي توانيم با استفاده از دانش طبيعي خودمان بـه آن دست يـابيم.»67 متكلّم لوتري، تـد پي ترز نيز در موضعي مشابه چنين مي گويد: «حادثه اي كه در آن فضا و زمان خلق شدند. اينك، اين نقطه پاياني براي خطّ تحقيقات علمي است. چرا كه اخترفيزيكدانان در چارچوب قوانين پذيرفته شـده خودشان نمـي توانند درباره تكينگي نظريـّـه پردازي كنند، چـه رسد به آنچه كـه قبل از آن بوده است.»68
چنين رويكردي همراه با نتايج آن از همان ابتدا مخالفت شديد عدّه اي را برانگيخت و متقابلا به مذاق برخي دينداران و الهيّون خوش آمد. پاپ پيوس دوازدهم در خطابه خود خطاب به آكـادمـي پـاپـي علوم در سال 1951، ضمن تمجيد و تحسين كيهان شناسان به خاطر يافتن شواهد و نظريّه هاي اخترفيزيكي كه منطبق با نظريّه هاي كلامي در مورد خلقت الهي است، چنين اظهار كرد كه: «بنابراين با استحكام و عينيّتي كه مشخّصه براهين فيـزيـكي است، حدوث عـالـم و همچنيـن وجـود دوره اي كه در آن عالم از ميان دستان خداوند صادر شده، اينك بـــه تأييد رسيده است. بنابراين خداوند وجود دارد!»69 فيلسوف انگليســي، ويليام كريگ كه از جمله افرادي است كه تلاش مي كند بااستفاده از نظريّه انفجار بزرگ وجود خالق را ثابت كند، از خلق مادّه، انرژي، فضا و زمان در انفجار بزرگ، نتيجه مي گيرد كه چنين مدلي به نحو حيرت آوري ديدگاه كتاب مقدّس مبني بر خلق از عدم را تأييد مي كند؛ چرا كه عدم صرفا عدم مي زايد، و اگر علّتي مافوق جهان فرض نكنيم، وجود خود جهان نيز منتفي خواهد شد.
از طرف ديگر، هيچ علّت فيزيكي قبل از تكينگي وجود نداشته تا موجد چنين جهاني باشد. بنابراين، علّت عالم بايد برتر از فضا- زمان و مستقلّ از عالم، و به نحو مافوق تصوّري قادر و حكيم باشد. بعلاوه، به نظر كريگ اين علّت بايد موجودي شخص گونه باشد كه اراده آزاد دارد. يك علّت شي ء گونه مجبورِ فراترِ از زمان، يا همواره و از ازل تا ابد بايد مؤثّر در وجود و علّت آن باشد (بدون اين كه از خود اختياري داشته باشد)، و يا اين كه هيچ گاه معلول او تحقّق نخواهد يافت، و اين با فرض آغاز زمانيِ عالم ناسازگار است. عالم زمانمند وقتي مي تواند از يك علّت فراتر از زمان به وجود آيد كه آن علّت نخستين موجودي شخص گونه بوده و بتواند با اراده خود موجودي زماني ايجاد كند، بدون اين كه در ذات خودش تغيير و تحوّلي ايجاد شود. اين خالق و علّت شخص گونه، موجودي است كه در مدّت زمان محدودي در گذشته، با اراده و خواست آزاد خودش عالم را ايجاد كرده است. به گفته توماس آكويناس، اين همان چيزي است كه همگان آن را خداوند مي نامند.70
از طرف ديگر، برخي از فيزيكدانان براي گريز از چنين نتايجي به مدلهايي چون حالت پايدار و جهان نوساني روي آورده و علي رغم شواهد ضعيف و يا مخالف، با چنان شدّتي به حمايت از آن مدلها پرداخته اند كه به گفته كريستوفر آيشام (C. Isham): «شايد بهترين دليل بر له اين نظريّه كه انفجار بزرگ پشتيبان و تقويت كننده خداگرايي است، ناراحتي و تشويش فيزيكدانان ملحد از اقبال مشتاقانه اي است كه به اين تئوري ابراز مي شود. چنين تشويشي درمواردي باعث شده است كه آنها ايده هاي علمي ديگري ابداع كنند، ايده هايي چون نظريّه خلق مدام (حالت پايدار) و يا جهان نوساني؛ كه با چنان اصراري مطرح و اعلام شد كه از ارزش ذاتي خود آن نظريّه ها فراتر مي رفت، و آدمي را به ترديد مي افكند كه نيروي رواني و اعتقادي كه در پس چنين كاري خوابيده است، عميق تر و بيشتر از صرف انگيزه علمي يك نظريّه پرداز براي حفظ نظريّه اش مي باشد.»71
باندي خود اعتراف مي كند كه مشكل آنها با ساير تئوريها (يعني نظريّه انفجار بزرگ) اين بوده كه آنها خلقت را كه امري بود مربوط و متعلّق به حوزه متافيزيك، وارد فيزيك مي كردند.72 هويل در مقاله اي نوشت كه حسّ زيبايي شناسي او خلقت يكباره عالم در گذشته اي دور را برنمي تابد،73 و بعدها اعلام كرد كه نگرش كتاب مقدّس به خلقت، يأس ابدي را براي آدمي به همراه مي آورد.74 از نظر آنان، آغاز جهان، آغازي مطلق است كه قبل از آن نه فضا، نه زمان، نه مادّه، نه انرژي و نه هيچ حالت شناخته شده يا ناشناخته ديگري وجود نداشته است. بنابراين، آغاز زمانيِ عالم به معناي خلق عالم از عدم است. خلق از عدم وضعيّتي نيست كه مورد پسند فيزيكدانان باشد. از اين رو، به مدلهاي جايگزيني چون مدل جهان نوساني و يا نظريّه هاي مبتني بر افت وخيز خلاء كوانتومي روي آورده اند كه پرداختن به آنها مقاله مستقلّي مي طلبد. در انتهاي مقاله اين مسأله را بررسي مي كنيم كه تصوير كيهان شناسي نوين از آغاز جهان، با مقبولات فلسفي و كلامي سازگار است يا خير.

آيا عالم يك واحد حقيقي است؟

آيا مي توان اين عالم به ظاهر متكثّر را به صورت موجودي واحد و شخصي در نظر گرفت يا نه؟ پاسخ ما اين است كه علي رغم اين كثرت ظاهري، دلايلي وجود دارد كه حاكي از وحدت واقعي و حقيقي عالم است: دليل اوّل اين كه اجسام در عين تباين، در اتّصال و ارتباط با يكديگرند و اين متّصل يكپارچه را مي توان به عنوان مجموعه اي واحد در نظر گرفت.75 دليل دوّم بر وحدت عالم، هماهنگي بين اجزاء و نظام غائي آن است. بررسي اجزاي مختلف عالم نشان مي دهد كه اين اجزاء به نحو غير منتظره اي با يكديگر نوعي هماهنگي و انطباق دارند و در مجموع هدف يا هدفهايي مشخّص را تأمين مي كنند.
يكساني قوانين حاكم بر عالم، تنظيم ثوابت بنيادي عالم به طرزي خارق العاده دقيق و يكسان، و شروع جهان از تكينگي نخستين نشانه هايي ديگر از وحدت عميق و باطني عالم است. از طرف ديگر، اين كه در نسبيّت عام، جهان به مثابه موجودي كروي شكل، متناهي و در عين حال بي كرانه در نظر گرفته مي شود، حاكي است كه عالم را مي توان به صورت مجموعه اي بسته و واحد در نظر گرفت.

حدوث و قدم عالم به مثابه يك كل

پس از فرض عالم به مثابه يك كلّ واحد، اين سؤال پيش مي آيد كه آيا عالم حادث است يا قديم؟ در مورد اجزاء عالم كمتر كسي ترديد مي كند كه تك تك اجزاء عالم حدّاقل از نظر زماني، حادث و مسبوق به عدم زماني باشند. امّا آيا در مورد كلّ عالم نيز مي توان چنين چيزي گفت؟ براي پاسخ به اين سؤال لازم است ابتدا تعريفي از حدوث و قدم و انواع آن داشته باشيم.
كلّي ترين تعريف حدوث و قدم، مسبوقيّت و عدم مسبوقيّت به غير است. بنابراين، حدوث زماني يعني مسبوقيّت وجود شي ء به عدم زماني، و قدم زماني يعني عدم مسبوقيّت وجود شي ء به عدم زماني. امّا اگر وجود شي ء مسبوق به وجود علّت ديگر باشد، آن را حادث علّي يا ذاتي و اگر مسبوق به علّت ديگر نباشد، قديم ذاتي مي نامند. حكماء مسلمان غير از اين دو حدوث، اقسام ديگري نيز براي آن فرض كرده اند كه مهمترين آنها عبارتند از: حدوث دهري كه ميرداماد آن را مطرح كرده است، حدوث اسمي كه حاج ملاّهادي سبزواري آن راابداع كرده و حدوث تجدّدي كه از دستاوردهاي حكمت متعاليه ملاّصدرا است.
متكلّمين لازمه مخلوق بودن عالم را، حدوث زماني آن مي دانستند و براي اثبات آن ادلّه متعدّدي ذكر كرده اند كه همگي از سوي حكما و فلاسفه مورد مناقشه و ردّ و ابطال قرار گرفته است.76 از نظر فلاسفه، حدوث زماني عالم، به معناي مسبوقيّت آن به عدم زماني، باطل است چرا كه به معناي وجود زماني است كه در آن، عالم نبوده است و اين قول از دو جهت اشكال دارد: اوّل اين كه زمان را موجودي مستقلّ از عالم مادّه و مقدّم بر آن فرض مي كند كه به اعتقاد قاطبه حكما باطل است(و فيزيك مدرن نيز همين عقيده را پذيرفته است)؛ و ثانيا« اعتقاد به وجود زماني مقدّم بر عالم، خود نقض غرض متكلّمين از حدوث زماني است، چرا كه به دنبال خود قدم زماني خود زمان را به همراه مي آورد؛ و بنا به عقيده متكلّمين هر چه كه قديم زماني باشد، واجب الوجود است؛ در نتيجه زمان نيز واجب الوجود خواهد شد.
امّا بايد دانست كه اصولاً هم ادّعاي متكلّمين و هم اشكال فلاسفه بي اساس است. توضيح اين كه حادث و قديم زماني در مورد موجودي صادق است كه در ظرف زمان واقع شده باشد. امّا موجودي كه خارج از ظرف زمان است نه حادث زماني است و نه قديم زماني. مجرّدات و موجودات غير مادّي و همچنين كلّ جهان كه شامل همه اشياء، زمانها و مكانهاست، از اين قبيل و خارج از ظرف زمانند. زمان بُعدي از جهان و مقدار حركت آن است، لذا پرسش از اين كه جهان، كي آفريده شده و آيا حادث زماني است يا قديم زماني، اساسا بي معناي است؛ همان گونه كه سؤال از اين كه عالم در كجا واقع شده، نامفهوم و بي معناي است. امّا، غزّالي شقّ ديگري را براي فرض حدوث زماني عالم تصوير كرده است كه به نظر مي رسد اشكالات فوق دامن آن را نمي گيرند.
تصوير غزّالي از حدوث زماني عالم
امام محمّد غزّالي در كتـاب «تهافت الفلاسفه» در مبحث حدوث و قدم، مغالطه فلاسفه را در اين مي داند كه ابتدا حدوث زماني را به مسبوقيّت وجود شي ء بر عدم زماني تعريف مي كنند، و آنگاه نتيجه مي گيرند كه بر مبناي اين تعريف، از حدوث شي ء، قدمش و از قدم آن، حدوثش لازم مـي آيد. بـه نظر غزّالي، اين نقض بر آن تعريف وارد است، امّا حدوث زماني عالم را مي توان به گونه اي ديگر نيز تصوير كرد.
وي اين سؤال را مطرح مي كند كه آيا هر چه در زمان به عقب برگرديم، به نقطه اي به عنوان مبدأ مي رسيم يا خير و همين طور اگر در مسير رو به جلو هر چه جلوتر رويم به انتهايي مي رسيم يا نه؟ غزّالي پاسخ مي دهد كه مقصود از حدوث زماني عالم اين است كه زمان ابتدا و انتها دارد و عالم همان گونه كه از نظر مكـاني متناهي است، از نظر زماني نيز متناهي و محصور است. به بيان خود او در «تهافت الفلاسفـه»: «... و چون گفته مي شود بالاي سطح عالم فوقي نيست و بُعدي بعيدتر از آن نيست، وهم از قبول آن وحشت زده مي گردد، تا آن حد كه چون گفته شود: پيش از وجود عالم پيشي نبود كه وجود محقّق باشد، وهم از پذيرفتن آن مي گريزد ... اكنون ثابت گشت كه خلاء و ملاء (در وراء اين عالم)، نامفهوم است، و روشن گشت كه در وراء اين عالم خلاء و ملاء وجود ندارد، اگر چه وهم از پذيرفتن آن سرباز زند ... پس اگر اثبات «فوقي» كه آن را فوق نيست جايز باشد، اثبات «قبلي» هم كه پيش از آن «قبلي» محقّق نبوده جايز است.»77
بنابراين، غزّالي حدوث زماني به معناي مسبوقيّت وجود شي ء بر عدم زماني را درباره كلّ عالم صادق نمي داند؛ بلكه در برابر اين سؤال كه آيا عالم متناهي زماني است يا نامتناهي زماني، پاسخ مي دهد همان گونه كه مكان متناهي است و سؤال از ماوراء آن لغو است، زمان نيز متناهي است و سؤال از قبل و بعد آن بي معنا است.
شهيد مطهّري كه به ملاّصدرا اعتراض مي كند كه ردّ وي بر متكلّمين در مورد حدوث زماني شامل قول غزّالي نمي شود،78 در جاي ديگر اشكالي را كه صدرالمتألّهين در متن اسفار به صورت «ان قيل» مطرح كرده به غزّالي نسبت مي دهد؛ سپس در شرح و بسط پاسخ ملاّصدرا تلاش مي كند نشان دهد قياسي كه غزّالي بين مكان و زمان انجام داده، قياس مع الفارق است،79 چرا كه تقدّم و تأخّر اجزاء زمان ذاتي و اجزاء مكان اعتباري است؛ بنابراين از تناهي مكان نمي توان تناهي زمان رانتيجه گرفت.
ما ضمن احترام به مقام شامخ آن استاد شهيد، متذكّر مي شويم كه اين پاسخ نمي تواند ابطال قول غزّالي باشد، چرا كه قصد غزّالي استنتاج تناهي مكان از تناهي زمان نيست، بلكه به نوعي تمثيل منطقي تمسّك مي جويد تا اوّلاً استبعاد قول به حدوث زماني را از بين ببرد، و ثانيا نشان دهد كه حـدوث زماني را مي توان به گونه ديگري چنان تقرير كرد كه اشكال فلاسفه بر آن وارد نباشد؛ وگرنه خود غزّالي به تفاوت بين ماهيّت زمان و مكان واقف است و در ادامه همان متني كه از او نقل كرديم، درباره همان نقض چنين مي گويد:
«و اگر گويند اين موازنه نادرست است، زيرا عالم فوق وتحت ندارد چون كروي است ... و بنابراين فوق و تحت نسبتهايي محض هستند در مقايسه با تو، كه در آن اجزاء عالم و سطوح آن اختلاف نمي يابد، و امّا عدمِ متقدّم بر عالم، و نهايتِ نخستين بـراي وجود آن ذاتي است و تصوّر نمي توان كرد كه (اين مفاهيم)، تبديل يافته، چيز ديگري بشوند ... پس در اين صورت ما را ممكن است بگوئيم كه عالم را فوق و تحت نيست، و حال آن كه شما راممكن نيست بگوييد براي وجودِ عالم قبل و بعد نيست ...»80 سپس خود پاسخ مي دهد كه: «گوئيم ... آيا در خارج عالم چيزي به نام ملاء يا خلاء وجود دارد؟ خواهند گفت وراء عالم نه خلاء است و نه ملاء، و اگر از خارج سطحِ برين آن را اراده كنيد، خارجي دارد، و اگر جز آن اراده كرديد خارجي ندارد. در مورد ما هم نيز چنين است كه اگر به ما بگويند آيا وجود عالم را «قبل» هست؟ گوئيم اگر با اين عبارت آن خواهيد كه آيا وجود عالم را بدايتي هست؟ يعني طرفي كه از آنجا آغاز شده، آري آن را بدايتي هست ... و اگر به قبل، چيزي ديگري خواستيد، آن را قبلي نيست ...»81
انصاف اين است كه اين غزّالي نيست كه بايد ثابت كند عالم از نظر زماني متناهي است (با توجه به اين كه نقضهاي فلاسفه به تعريف وي وارد نيست)، بلكه اين حكما و فلاسفه هستند كه بايد ثابت كنند جهان قديم زماني است. اگر زمان مقدار حركت باشد، جهان در صورتي قديم زماني خواهد بود كه حركتي يافت شود كه قديم زماني باشد. فلاسفه بنا به هيئت قديم حركت فلك را چنين چيزي مي دانستند، امّا سواي اين راه باطل، دليل ديگري براي اثبات ازلي بودن زماني عالم از طرف فلاسفه عرضه نشده است. مضافا اين كه برخي از حكما از طريق ديگر، يعني متناهي بودن قواي عالم مادّه، بر اين باورند كه عالم بايد از نظر زمان و مكان متناهي باشد. اين طريق، كه به بحث آنتروپي در فيزيك و لزوم افزايش متناهي آن در طول زمان جهت پرهيز از مرگ حرارتيِ جهان، بسيار شبيه است، مؤيّد اين است كه عالم ازلي نبوده و از نظر زماني متناهي است.
قول غزّالي حاوي نكات جالبي است كه در اين جا به برخي از آنها اشاره مي كنيم. اوّل اين كه غزّالي همرأي با فلاسفه مكان را متناهي و در عين حال بي كرانه مي داند. اين كه تقدّم و تأخّرِ نقاط مختلفِ مكان اعتباري است و همه آنها در يك رتبه قرار دارند، در واقع بيان فلسفي بي كرانه بودن مكان است كه در فيزيك مدرن و پس از ظهور نسبيّت عام و تعميم آن به كيهان شناسي، مقبول فيزيكدانان واقع شده است.
دوّمين نكته جالب در رأي غزّالي اعتقاد به تناهي زمان است. اين عقيده كه خلاف رأي حكماء مشّاء و اشراق است، همسو با آن چيزي است كه نظريّه انفجار بزرگ اعلام مي كند و آن تعيين زماني متناهي براي عالم مادّي است. نكته ديگر اين كه رأي غزّالي در مورد حدوث عالم با رأي ملاّصدرا قابل جمع است. بنابر اصل «حركت جوهري» تمام عالم مادّه در عميق ترين لايه ها در تغيير و تحوّل است و مادّه و حركت مصداقا عين هم هستند. بنابراين، عالم دائما در حال حدوث زماني و آفرينش است. اين قسم حدوث، يعني «حدوث تجدّدي»، هم با تناهيِ زماني عالم قابل جمع است و هم با عدم تناهيِ زماني آن.

نتيجه:

طرح و قبول نظريّه انفجار بزرگ و تناهيِ زماني عالم در كيهان شناسي نوين، متكلّمين را با اين تصوّر كه يكي از مقدّمات برهانِ نيازمندي جهان به علّت، يعني حدوث زماني آن اينك ثابت و مسلّم شده است، بر سر شوق آورد و در جهت مقابل، ملحدين را به تكاپو وا داشت تا نظريّه هاي ديگري را، كه در اين مقاله به برخي از آنها اشاره شد، به عنوان جايگزين آن مطرح كنند و يا به گونه اي اين نظريّه را تعبير نمايند كه كرانه زماني عالم و در نتيجه به زعم آنان خداوند و متافيزيك از صفحه فيزيك حذف شوند!
آنچه در اينجا و در پايان مقاله تذكار آن را ضروري مي دانيم اين است كه هرچند مي توان تصويري از حدوث زماني عالم ارائه كرد كه هم با علم و هم آن گونه كه غزّالي انجام داده است، با كلام و فلسفه در تلائم و سازگاري باشد، امّا همان گونه كه فلاسفه به درستي خاطر نشان ساخته اند ملاك و مناط نياز به علّت نه صرف وجود و موجوديّت است و نه حدوث زماني، بلكه موجود از آن جهت كه ممكن الوجود است (اعم از امكان ذاتي يا فقري)، نيازمند علّت است. بنابراين، جهان چه حادث زماني باشد چه قديم زماني، متناهي زماني باشد يا نامتناهيِ زماني، زمان آن كرانمند باشد يا بي كرانه، نياز به علّت و تعلّق به علّت عين وجود و ذات آن است.

1- McMuli, E., "Cosmology," i: "Cocise Routledge Ecyclopedia of Philosophy," Routledge, 2000, PP. 177-8.
2- Rees, Sir Marti, "Our Uiverse ad Others," i: "The Uiverse Ufoldig," Edited by: H. Bodi ad M. Westo-Smith, Oxford Uiv. Press, 1998, P. 53.
3- "Webster's New Twetieth Cetury Dictioary of the Eglish Laguage," Secod Editio, 1983, P. 413.
4- Koestler, Arthur, "The Sleepwalkers," Hutchiso of Lodo, 1961, PP. 20-21.
5- Lightma, A. ad R. Brawer (eds.), "Origis: The Lives ad Worlds of Moder Cosmologists," Harvard Uiversity Press, 1990, P. 2.
6- هاج، پاول، «ساختار ستارگان و كهكشانها»، ترجمه: توفيق حيدرزاده، سازمان جغرافيايي و كارتوگرافي گيتاشناسي، 1368، صص 5-263.
7- Hawley, Joh F. & K. A. Holcomb, "Foudatios of Moder Cosmology," Oxford Uiv. Press, PP. 148-51.
8- Heidma, J., "The Expasio of the Uiverse i the Frame of Covetioal Geeral Relativity," i: "Cosmology, History, ad Theology," Pleum Press, 1977, P. 39.
9- گزارش مختصر و مفيدي از كارهاي جورج گاموف و همكاران وي در اين زمينه در كتاب زير آمده است: Alpher, R. A. ad R. Herma, "Cosmology, Fusio ad Other Matters," ed. by: F. Reies, Colorado Assoc. Uiversity Press, Boulder, Colorado, 1972.
10- Mather, Joh C., "Observig the Big Bag," i: "The Uiverse Ufoldig," P. 366
11- Eistei, A. ad L. Ifeld, "The Evolutio of Physics," Cambridge Uiv. Press, 1938, P. 186.
12- خود اينشتين نيز بعدها به اين امر اعتراف كرد. در اين زمينه ر.ك. به: A. Eistei, "The Meaig of Relativity," Chapma ad Hall, 1976, P. 106.
13- Cushig, James T., "Philosophical Cocepts i Physics," Cambridge Uiv. Press, 1998, P. 266.
14- Coles, P. ad F. Lucchi, "Cosmology, The Origi ad Evolutio of Cosmic Structure," Joh Wiley & Sos, 1997, P. 22.
15- Barrow, Joh D., "Betwee Ier Space ad Outer Space," Oxford Uiversity Press, 1999, PP. 250-1.
16- Hawkig, S., "The Edge of Spacetime," i: P. Davies, "The New Physics," Cambridge Uiversity Press, 1989, P. 66.
17- Davies, P., "The Day Time Bega," New Scietist, 27 April 96, P. 32 ad Alister E. McGrath "The Foudatios of Dialogue i Sciece & Religio," Blackwell Publishers, 1999, PP. 46-7.
18- Hawkig, S., "A Brief History of Time," Batam Press, 1994, P. 50.
19- Brockelma, P., "Cosmology ad Creatio," Oxford Uiversity Press, 1999, P. 54, ad I. G. Barbour, "Creatio ad Cosmology," i: "Cosmos as Creatio," edi. by: T. Peters, Abigdo Press, 1990, PP. 116-20.
20- Davies, P., "The Physics of Time Asymmetry," Surrey Uiversity Press, 1974, P.106.
21- Ref. 14, PP. 48-50.
22- Silk, J., "The Big Bag, The Creatio ad Evolutio of the Uiverse", W.H. Freema ad Compay, 1980, p.3.
23- Davies, P., "The Mid of God," Touchestoe, 1992, P. 55.
24- Gribbi, J., "Takig the Lid off Cosmology,"New Scietist, 16 August 1979, P. 509.
25- Ref. 16.
26- Hoyle, F., "Astroomy ad Cosmology," H. W. Freema ad Compoy, 1975, PP. 657-94.
27- Hoyle, F. ad J. Narlikar, "The Physics-Astroomy Frotier," W. H. Freema ad Compay, 1980, P. 428.
28- Brush, Stephe G., "How Cosmology Became a Sciece," Scietific America, Aug. 92, P.40, ad Ref. 20, P. 188.
29- Guth, A., "Startig the Uiverse: The Big Bag ad Cosmic Iflatio," i: "Bubbles, Voids ad Bumps i Time: The New Cosmology," edi. by: J. Corell, Cambridge Uiv. Press, 1989, PP.115-19.
30- Hawkig, S., "The Developemet of Irregularities i a Sigle Bubble Iflatioary Uiverse, " Phys. Lett., 115B (1982) 295-7.
31- Barrow, J. D., "Patters of Explaatios i Cosmology," i: "The Athropic Priciple," eds.: F. Bertola ad U. Curi, Cambridge Uiv. Press, 1993, P. 12.
32- Ibid. PP. 12-13.
33- Comis, N. F. ad W. J. Kaufma, "Discoverig the Uiverse," W. H. Freema ad Compay, 2000, PP. 403-4.
34- Harriso, E., "Cosmology," Cambridge Uiv. Press, 2000, P. 466.
35- Kaufma, W. J. ad R. A. Freedma, "Uiverse," W. H. Freema ad Compay, 2000, PP. 730-1.
36- Hartma,W. K., "The Uiv. Revealed," Brooks/Cole, 2000, P. 537.
37- Leslie, J., "The Ed of the World," Routledge, 1996, PP. 119-20.
38- هاوكينگ، استيون، «تاريخچه زمان»، ترجمه محمدرضا محجوب، شركت سهامي انتشار، 1369، ص157.
39- Perose, R., "The Large, the Small ad the Huma Mid," Cambridge Uiversity Press, 1998, PP. 47-8.
40- Russell, R. J., "Cosmology, Creatio, ad Cotigecy," i: "Cosmos as Creatio," edi. by: T. Peters, Abigdo Press, 1990, P. 196.
41- Worthig, Mark W., "God, Creatio ad Cotemporary Physics," Fortress Press, 1996, P. 44.
42- Drees, Willem B., "Problems i Debates about Physics ad Religio," i: "Physics ad Our View of the World," edi. by: J. Hilgevoord, Cambridge Uiversity Press, 1995, PP. 205-6.
43- Guth, A., "Iflatioary Uiverse: A Possible Solutio to the Horizo ad Flatess Problems," Phys. Rev. D23(1981) 347-56.
44- Ref. 34, P. 459.
45- Barbour, Ia G., "Creatio ad Cosmology," i: "Cosmos as Creatio," P. 133.
46- Ref. 35, P. 732.
47- Ref. 36, P. 538 ad Ref. 33, P. 406.
48- Ref. 14, P. 151.
49- Ibid.
50- Lide, A., "A New Iflatioary Uiverse Sceario: A Possible Solutio to the Horizo, Flatess, Homogeeity, Isotropy ad Primodrial Moopole Problems," Phys. Lett. 108D(1982) 389-93.
51- Albrecht, A. ad P. Steihardt, "Cosmology for Grad Uified Theories with Radiatively Iduced Symmetry Breakig," Phys. Rev. Lett. 48(1982) 1220-3.
52- Lide, A., "Chaotic Iflatio," Phys. Lett. 129B(1983) 177-81.
53- Lide, A., "The Self-Reproducig Iflatioary Uiverse," Scietific America, Nov. 94, PP. 38-9.
54- Dress, Willem B., "Quatum Cosmologies ad the Begiig," Zygo: Jourall of Religio ad Sciece, 26(3), 1991, P.393.
55- Ref. 14, P. 153.
56- Goldsmith, D., "Eistei's Greatest Bluder?" Harvard Uiversity Press, 1997, P. 136.
57- Tipler, P. A. ad R. A. Llewelly, "Moder Physics," W. H. Freema ad Compay, 1999, P.650.
58- Ref. 36, P. 526.
59- Ref. 56, P. 139.
60- Ref. 15, P. 181.
61- Ref. 39, P. 44.
62- Ref. 15, P. 255.
63- Ibid, P. 254.
64- بازلو، جان، «جهان استيون هاوكينگ»، ترجمه: حبيب ا... دادفرما، انتشارات آموزش انقلاب اسلامي، 1372، ص 131.
65- Ross, H., "Astroomical Evideces for a Persoal Trascedet God," P. 151.
66- Ref. 29, P. 145.
67- Ref. 41, P. 85.
68- Ibid.
69- Ref. 40, P. 185.
70- Craig, W. Lae, "Origis & Desig: 17.2 Cosmos ad Creator," Aalysis ad Perspective, Microsoft Iteret Explorer, 1996, File Date: 11. 14. 96, PP. 1-17.
71- Ibid, P. 2.
72- Ref. 65, P. 146.
73- Ibid.
74- Ibid.
76- به عنوان نمونه ر.ك: مطهّري، مرتضي، «حركت و زمان»، ج 3، انتشارات حكمت، 1375، صص 235-195.
77- غزّالي، ابوحامد محمّد، «تهافت الفلاسفه»، ترجمه: علي اصغر حلبي، مركز نشر دانشگاهي، 1361، ص 23.
78- مطهّري، مرتضي، «حركت و زمان»، ج 2، انتشارات حكمت، 1372، صص 4-282.