اگر از ناحيه جنوبي شهر هانوفر در آلمان عبور كنيد، قادر به ديدن پروژه "جي اي اُ 600" نخواهيد بود. از نماي دور عظمت اين پروژه چندانبه چشم نمي‌آيد. اما هر چه به آن نزديك مي‌شويم، مجموعه‌اي از ساختمان‌هاي موقتي و مكعبي شكل نمايان مي‌شوند كه در آن، دو كانالطولاني و پوشيده با آهن كركره‌ايدر يك زاويه قائمه به هم رسيده‌اند. در قسمت پايين ورقه‌هاي آهني، يك آشكارساز به طول 600 متر قرار دارد.
در هفت سال گذشته، اين پروژه آلماني به دنبال موج‌هاي خفيف گرانشي در فضا- زمان بوده است ، موج‌هايي كه در پي اجرام نجومي ابرچگال مي‌آيند، مانند ستاره‌هاي نوتروني و سياه‌چاله‌ها .جي اي اُ 600، تا به حال نتوانسته است امواج گرانشي را آشكارسازي كند، اما ناخواسته به كشف بسيار مهمي در علم فيزيك در نيم قرن حاضر رسيده است.
اعضاي گروه جي اي اُ 600 ماه‌ها در جست‌وجوي منشا نويزي بودند كه آشكارساز عظيم‌شان را مختل كرده بود؛ اما توضيح قابل قبولي را نتوانستند در اين زمينه ارائه دهند. هم‌زمان با فعاليت‌هاي اعضاي گروه مذكور، فيزيكداني با نام"هوگان" از آزمايشگاه فرمي در ايالات متحده، نظريه‌اي را در مورد نويز ارائه كرد. به گفته وي، جي اي اُ 600 به طور اتفاقي به اساسي‌ترين حد فضا- زمان برخورد كرده است، همان نقطه‌اي كه در آن فضا- زمان ديگر داراي ويژگي پيشنهادي اينشتين، ويژگي پيوستار ملايم و بدون اصطكاك، نخواهد بود، بلكه تبديل به ذره مي‌شود. درست همانند زماني كه اگر روي عكس چاپ شده در روزنامه تمركز كنيم، تبديل به الگويي نقطه نقطه خواهد شد.
هوگان مي‌گويد: "اين پديده شبيهاين است كه جي اي اُ 600 تحت ضربه كوانتوم‌هاي ميكروسكوپي فضا- زمان قرارگرفته است."
اگر اين ادعا شما را خيلي شگفت زده نكرده، بهتر است بدانيد هوگان شگفتي بزرگ ديگري را نيز در آستين دارد: "اگر نتيجه پروژه جي اي اُ 600 همان باشد كه من حدس مي‌زنم، در اين صورت ما در يك هولوگرام بزرگ كيهاني زندگي مي‌كنيم." اين فكر كه ما در يك هولوگرام بزرگ زندگي مي‌كنيم شايد معقول به نظر نيايد، اما اين امر يك تعميم طبيعي از بهترين دانسته‌هاي ما در مورد سياه‌چاله‌هاست و حتي شايد بتوان گفت كه ادعايي با يك پايه نظري تقريبا محكم است. جالب است بدانيم كه اين نتيجه‌گيري، براي فيزيكدانان درگير با نظريه‌هاي مربوط به سازوكار بنيادين عالم نيز بسيار مفيد بوده است.
هولوگرام‌هايي كه شما روي كارت‌هاي اعتباري و اسكناس مي‌بينيد، روي پوسته پلاستيكي دو بعدي چاپ شده‌اند و وقتي نور تابيده شده به آنها بازگردانده مي‌شود، تصويري سه بعدي را خلق مي‌كند. در دهه 1990 دو فيزيكدان "لئونارد ساسكيند" و"جرارد تهوفت" (برنده جايزه نوبل) اظهار داشتند كه مي‌توان اصل هولوگرافي را به كل جهان اعمال كرد. شايد تجربه‌هاي روزانه ما خودشان تجسم هولوگرافيك از فرايند‌هاي فيزيكي باشند كه روي يك سطح مبهم دو بعدي اتفاق مي‌افتند.
"اصل هولوگرافي" درك ما را از مسائل به چالش مي‌كشاند. سخت است باور كردن اين موضوع كه از خواب بيدار شدن، مسواك زدنو حتي مطالعه خود اين مقاله، به خاطر اتفاقاتي است كه در مرز عالم به وقوع مي‌پيوندند. هيچكس نمي‌داند زندگي در يك هولوگرام براي ما چه معنايي خواهد داشت. با اين وجود، نظريه‌پردازان دلايل خوبي را براي اثبات درستي بسياري از جنبه‌هاي اصل هولوگرافي در دست دارند.
ساسكيند و تهوفت تحت تاثير تلاش‌هاي اوليه و نوين "ياكوب بكنشتاين" و استفن هاوكينگ در مورد سياه‌چاله‌ها، نظريه فوق را ارائه كردند.
در نيمه دهه 1970 هاوكينگ نشان داد كه سياه‌چاله‌ها در حقيقت كاملا "سياه" نيستند، در عوض به آرامي پرتو ساطع مي‌كنند كه اين عمل باعث بخار شدن و سرانجام ناپديد شدن آنها مي‌شود. اين خود يك معماست، چرا كه پرتو هاوكينگ هيچ‌گونه اطلاعاتي درمورد داخل سياه‌چاله نمي‌دهد. بااز بين رفتن سياه‌چاله، تمامي اطلاعات مربوط به ستاره‌اي كه متلاشي شدن آن به ايجاد سياه‌چاله انجاميده بود نيز از ميان خواهد رفت، كه اين مسئله در تناقض با اصل مشهود"زوال‌ناپذيري اطلاعات" است. اين پديده به عنوان "تناقض اطلاعات سياه‌چاله‌ها" شناخته شده است.
تلاش‌هاي بكنشتاين سرنخ مهمي در حل اين تناقض به شمار مي‌آيد. او كشف كرد كه كهولت يك سياه‌چاله (نشان‌دهنده ميزان اطلاعات دروني سياه‌چاله) با مساحت سطحِ افق رويداد متناسب است. سطح فرضي افق رويداد، سياه‌چاله را پنهان مي‌كند و مكان غير قابل بازگشت براي ماده و نورِگير‌افتاده در آن را مشخص مي‌كند. از آن پس، نظريه‌پردازان نشان داده‌اند كه حركات موجي كوانتومي ميكروسكوپي (ريزمقياس) در افق رويدادمي‌تواند اطلاعات داخل سياه‌چالهرا رمزگشايي كند، بنابراين مي‌توان گفت كه اطلاعات ناشناخته سياه‌چاله را قبل از ناپديد شدن آن، در دست خواهيم داشت.
اساسا، اين يك درون‌بيني عميق فيزيكي است. مي‌توان اطلاعات سه بعدي پيش ستاره‌اي را با استفاده از اطلاعات سياه‌چاله -كه با مرگ اين ستاره تشكيل خواهد شد- در افق دو بعدي آن رمزگشايي كرد، كه بي‌شباهت به رمزگشايي تصوير سه بعدي شيئي در يك هولوگرام دو بعدي نيست. ساسكيند و تهوفت اين درون‌بيني را به كل جهان تعميم دادند، بر اين اساس كه كيهان نيز داراي مرز است؛ مرزي كه نور از آن زودتر از 7/13 ميليارد سال به ما نخواهد رسيد. علاوه بر اين، مطالعات به عمل آمده از سوي گروهي از نظريه پردازان، به ويژه "خوان مالداسينا" از موسسه مطالعات پيشرفته در پرينستون، مويد درستي اين ايده است. او نشان داد كه فيزيك جهان فرضي با 5 بعد، مانند همان فيزيكي است كه در مرز 4بعدي اتفاق مي‌افتد.
به گفته هوگان، اصل هولوگرافي اساسا تصوير ما را از فضا- زمان تغيير مي‌دهد. فيزيكدانان نظري باور داشته‌اند كه تاثيرات كوانتومي‌باعث خواهند شد تا فضا- زمان به تندي تا كوچك‌ترين ذره تكان بخورد. در اين بزرگنمايي، بافت و اساس فضا- زمانْ ذره‌اي، ونهايتا مانند واحد‌هاي ريز شبيه پيكسل ، اما 100 ميليارد ميليارد بار كوچك‌تر از يك پروتون خواهدشد. اين مقياس با عنوان "طول پلانك" (كه فقط 35- 10 متراست) شناخته مي‌شود. طول پلانك كوچك‌تر از آن است كه بتوان بافناوري امروز آن‌را مورد آزمايش عملي قرار داد، بنابراين حتي نمي‌توان ديدن ذرات فضا- زمان را تصور كرد.
البته ديدگاه فوق فقط تا زماني مورد تاييد بود كه هوگان پي‌برد اصل هولوگرافي همه چيز را تغيير مي‌دهد. اگر فضا- زمان يك هولوگرام ذره‌اي باشد، شما مي‌توانيد جهان را مانند كره‌اي در نظر بگيريد كه سطح خارجي آنپوشيده از مربع‌هايي به اندازه طول پلانك است و هر كدام حاوي يك بيت از اطلاعات كل هستند. اصل هولوگرافي مي‌گويد مقادير اطلاعاتي كه سطح بيروني را پوشش مي‌دهند، بايد با تعداد بيت‌هايي كه داخل حجم جهان هستند، متناسب باشند.
از آنجايي كه حجم جهان كره‌اي شكل بسيار بيشتر از مساحت سطحخارجي‌اش است، چگونه اين تناسب مي‌تواند صحيح باشد؟ هوگان دريافت كه براي داشتن تعداد بيت‌هاي مساوي در سطح و داخل جهان ، جهان داخل بايد از ذراتي بزرگ‌تر از اندازه طول پلانك تشكيل شده باشد، كه اين موضوع، نشان‌دهنده مبهم بودن جهان هولوگرافي است.
اين خبري خوب براي هر كسي استكه قصد كاوش در كوچك‌ترين واحد فضا- زمان را دارد. هوگان مي‌گويد: "برخلاف تمام انتظارات، ساختار ميكروسكوپي كوانتومي در طول آزمايش‌هاي موجود به چشم مي‌آيد." چون بررسي طول پلانك در آزمايش‌ها ممكن نيست، پس تجسم هولوگرافي از ذرات مي‌تواند بسيار بزرگ باشد، حدود 16- 10 متر. او مي‌گويد: "اگر شما داخل يك هولوگرام زندگي مي‌كرديد، مي‌توانستيد اندازه دقيق را به وسيله اندازه گرفتن لكه بفهميد."
وقتي هوگان براي اول بار به اين موضوع پي برد، اين سوال برايش پيش آمد كه آيا مي‌توان لكه‌هاي هولوگرافي فضا- زمان را آشكار كرد. اين درست زماني است كه جي اي اُ 600 به كمك هوگان مي‌آيد.
آشكارساز‌هاي امواج گرانشي مانند جي اي اُ 600، اساسا اندازه‌گير‌هاي بسيار حساسي هستند. باور بر اين است كه اگر موج گرانشي در طول جي اي اُ 600 عبور كند، متناوبا فضا را در يك جهت منبسط كرده و در جهت ديگر مي‌فشارد. از اين رو، اعضاي گروهجي اي اُ 600 يك تك ليزر را در طولآينه نيمه نقره‌اندود شده به نام شكاف‌دهنده باريكه، برانگيختند. شكاف‌دهنده پرتو نور را به دو باريكه تقسيم مي‌كند كه از بازوي600 متري عمودي دستگاه پايين رفته و بازتاب داده مي‌شوند. باريكه‌هاي نور بازتاب شده، در شكاف‌دهنده باريكه ادغام مي‌شوند و در نقطه‌اي كه امواج نور همديگر را حذف يا تقويت مي‌كنند، يك الگوي تداخلي از نواحي روشن و تاريك را ايجاد مي‌كنند. هر گونه تغيير موقعيت ايننواحي، بيانگر تغييرات فاصله‌هاي نسبي بازوهاست.
هوگان مي‌گويد: "مسئله كليدي اين است كه چنين آزمايش‌هايي، بهتغييراتي در حد كوچك‌تر از قطر پروتون در طول اندازه‌گيرها نيز حساس‌اند. پس آيا آنها قادر به نمايان ساختن تجسمي از ذرات فضا- زمان هستند؟" از پنج آشكارساز امواج گرانشي در دنيا، هوگان دريافت كه آزمايش جي اي اُ 600 نسبت به آن چيزي كه ما در ذهن داريم، بهترين خواهد بود.
او پيش‌بيني كرد كه اگر شكافنده باريكه آزمايش در اثر تكان كوانتوم‌هاي فضا- زمان دچار تشنجشود، اين تغيير در اندازه‌گيري‌ها نمايان خواهد شد. وي مي‌گويد:"اين حركت نامنظم غيرمنتظره باعث ايجاد نويز در سيگنال نور ليزر خواهد شد." وي مي‌گويد: "به طورباور نكردني، متوجه شدم كه نويز‌هاي پيش‌بيني نشده‌اي، آزمايش جي اي آُ 600 را مختل مي‌كند." مدير پروژه جي اي اُ 600، "كارستن دانزمن " ، اقرار مي‌كند كه اختلال اضافي، با فركانس 300-1500 هرتز، مدت طولانياست كه گروه را آزار مي‌دهد. او براي هوگان نمونه‌اي از اختلال را فرستاد. هوگان مي‌گويد: "دقيقا شبيه پيشگويي من بود! طوري بود كه گويي شكافنده باريكه، حركات نامنظم اضافي داشت." به طور باورنكردني، آزمايش، نويز غيرمنتظره را افزايش مي‌داد؛ گويي تشنج‌ها و تكان‌هاي كوانتومي باعث حركات نامنظم اضافي مي‌شدند. هيچ كس حتي هوگان تابه حال ادعايي نكرده‌اند كه جي اي اُ 600 مدركي دال بر زندگي ما در يك جهان هولوگرافي يافته باشد. اظهار مطلبي در اين مورد هنوز خيلي زود است. هوگان اقرار مي‌كند كه هنوز هم بايد يك پاسخ معقول‌تر وجود داشته باشد.
|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0
عضو شوید
عضویت سریع
آمار مطالب
آمار بازدید
