فضا و نجوم

اصل کیهان شناختی چیست؟

نوشته شده توسط عرفان کسرایی

در کیهان‌شناسی، اصلی مشهور به اصل کیهان‌شناختی وجود دارد که می گوید همه جای جهان در مقیاس‌های بزرگ مانند هم است. همگن و همسانگرد بودن جهان ایجاب می‌کند که زمین جایگاه ویژه‌ای در جهان هستی نداشته باشد و جهان در مقیاس‌های خیلی بزرگ، یکنواخت باشد. برای مدتی طولانی از تاریخ تمدن بشر، باور غالب بر این بود که ما موقعیتی خاص در این جهان داریم و انسان خود را در زمین در مرکز عالم می‌پنداشت. تا سال ۱۹۱۵ تقریبا هیچ راه قابل اطمینانی وجود نداشت که نشان دهد اجزاء کیهان به چه شکل توزیع و پخش شده اند. بسیاری از کیهان شناسان تصور می کردند که راه شیری تنها یک جزیره ی کیهانی است. برخی نیز عقیده داشتند راه شیری تنها یکی از اجرام کیهان است که به صورت یکنواخت در فضا پخش و توزیع شده اند. اینشتین این مورد احتمال دوم را بیشتر مورد توجه قرار داد. در این صورت می شد راه شیری و سایر کهکشان ها را به شکل اجزاء ریزی از کیهان در نظر  گرفت که به صورت یکنواخت پخش شده اند. البته اینشتین در ترجیح اینکه کیهان یکنواخت است دلایل فلسفی خاص خودش را داشت که از اصل ماخ ناشی می شد. اگر کیهان در همه جهات و در همه جا یکسان توزیع شده بود در این صورت اینشتین قادر بود نظریه کیهان شناسی خود را با انتخاب یک چارچوب مرجع خاص که به بررسی آثار گرانشی کمک می کند پایه گذاری کند. به همین جهت اینشتین تصمیم گرفت  که برای ساده شدن تبیین و توضیح رفتار کیهان، آن را همگن و همچنین همسانگرد فرض کند. همسانگردی کیهان بدین معناست که کیهان در همه جهات مشابه دیده می شود. این دو فرض یعنی همگنی و همسانگردی که اصطلاحا اصل کیهان شناسی نامیده می شوند با یکدیگر مرتبط اند اما یکی نیستند و دو چیز متفاوت اند. همسانگردی الزاما شامل همگنی نیست (که البته این بحث دیگری است و توضیحات مفصل خاص خود را می طلبد). اصل کوپرنیکی می گوید که ما در یک نقطه خاص و ویژه در کیهان زندگی نمی کنیم و زمین هم مرکز جهان نیست.

اصل کیهان شناسی در کیهان شناسی مدرن
اینشتین در سال ۱۹۱۵ نظریه مشهور خود یعنی نسبیت عام را منتشر کرد. او تقریبا در همان زمان تلاش کرد که از چارچوب این نظریه جدید ، در مقیاسی بزرگتر و برای توصیف رفتار کل کیهان استفاده کند. اگرچه که به دلیل نداشتن اطلاعات کافی در زمینه کیهان شناسی از پیگیری این هدف بازماند. دانش اینشتین درباره نجوم و کیهان شناسی چندان زیاد نبود و او بایستی برای ادامه ی کار خود ، یعنی برای توصیف جهان بر اساس نظریه نسبیت ابتدا تلاش می کرد پاسخ بسیاری از پرسش های اساسی را پیدا کند. اینشتین می دانست که تنها با اندیشیدن نمی توان ماهیت کیهان را فهمید و در این خصوص لازم است که انسان حدسیات خود را با مشاهدات عینی بیازماید. نظریه نسبیت عام چارچوب مفهومی بی نهایت زیبایی دارد. با یکسری آزمایش ها و تصاویر ساده ذهنی می توان آن را به صورت کلی تبیین کرد. اما این نظریه به نوعی حاوی پیچیده ترین ریاضیاتی است که تا کنون بشر برای توصیف طبیعت به کار گرفته است. لااقل در مقایسه با نظریه نیوتن که همه چیز پیرامون معادله F=ma می چرخد نظریه اینشتین هیچگاه کمتر از ۱۰ معادله نیست که همگی باید همزمان حل شوند. هر معادله هم به تنهایی به مراتب سخت تر از معادلات نیوتن حل می شود. میدان گرانشی حاصل از یک جسم بر این اساس، خود فرمی از انرژی است و این مسایل غیرخطی به گفته پیتر کلز  Peter Coles کیهان شناس دانشگاه Cardiff در انگلستان، مسایل غیرخطی نامیده می شوند. مسایلی که غالبا به راه حل های پیچیده غیرقابل حل ریاضی می انجامند. او می گوید راه حل های ریاضی معادلات اینشتین بسیار محدود و کمیاب است به شکلی که حتی با در نظر گرفتن تقارن های خاص، چالش های بزرگی برای ریاضیدانان و حتی کامپیوترها ایجاد می کند. خود اینشتین می دانست که بدون در نظر گرفتن تقارن و یکنواختی جهان، قادر به حل این معادلات نیست.

درباره نویسنده

عرفان کسرایی

کسرایی، عضو انجمن فلسفه علم آلمان و پژوهشگر مطالعات علم و فناوری در دانشگاه کاسل است
زمینه های پژوهشی او عبارتند از:
-فلسفه فیزیک ، منطق ریاضی و مدلسازی در ریاضیات مهندسی
-ارتباطات علم و جامعه شناسی شبه علم در ایران
-تاریخ علم (تاریخ فیزیک مدرن در قرن بیستم)

۲ دیدگاه

  • درود،
    بسیار جالب، البته مجبور شدم از انتشار این مقاله تا الان که ۱۰ دقیقه ازش میگذره نزدیک به ۶ بار از گوگل استفاده کنم تا بفهمم دقیقا چی گفتید، راستی یک سوالی که ذهنم رو مشغول کرده درمورد کیهان شناسی این هست که جهان ما ممکن هست یک شبیه سازی باشه و از طرفی همین عقیده چند هزار سال به شکل دین و مفهوم پروردگار مطرح بوده، به نظر شما این انالوژی چطور برقرار هست؟

    • ممنونم علیرضا جان. درباره احتمال شبیه سازی بودن جهان هستی ، در اولین فرصت مجموعه یادداشت هایی رو به خصوص در توضیح دیدگاه های نیک باستروم و استدلاهای له و علیه این ایده خواهم نوشت.

دیدگاه شما چیست