وجود دو آینده‌ی متفاوت دلیلی که می‌تواند گذشته اسرارآمیز جهان را توجیه کند

فیزیکدان‌ها با مشکلی به نام زمان مواجه هستند. جاذبه‌ی نیوتن، نظریه‌ی نسبیت خاص و عام انیشتین و مکانیک کوانتوم و همه این معادلات زمانی صحیح هستند که زمان به سمت جلو یا عقب حرکت کند!

البته جهانی که ما در آن زندگی می‌کنیم، کاملا متفاوت است و ما یک جهت حرکت زمان را تجربه می‌کنیم. جهان در حال انبساط است، نه انقباض، ستاره‌ها نور ساطع می‌کنند به جای این‌که آن را جذب کنند و اتم‌های رادیواکتیو تجزیه می‌شوند و به هم نمی‌پیوندند. نیمرویی که درست کرده‌ایم، به تخم‌مرغ‌های نشکسته تبدیل نمی‌شود و سیگاری که به خاکستر تبدیل شده به شکل قبلی خود بازنخواهد گشت. ما گذشته را به خاطر می‌آوریم، نه آینده را؛ پیر می‌شویم، نه جوان. جهان ما بدون توجه به این معادلات به سرعت به سمت جلو حرکت می‌کند.

اساسا این ایده بیان می‌کند که جهان ما به سمت بی‌نظمی می‌رود که بیانگر قانون دوم ترمودینامیک است. قانونی که می‌گوید هر سیستم بسته مانند جهان ما، فقط می‌تواند به سمت افزایش بی‌نظمی حرکت کند. این بی‌نظمی پدیده‌ای است که همواره چه در جهان هستی و چه در دنیای اطراف خود شاهد آن هستیم.

«پیکان زمانی ترمودینامیکی» بیان می‌کند که جهان ما از یک نطفه با بی‌نظمی بسیار کم شروع شده و شروع به بزرگ شدن و حرکت به سمت بی‌نظمی کرده است، حرکتی که تا ابد ادامه خواهد داشت. از عصر بولتزمن تا به حال دانشمندان با این مفهوم به ظاهر ساده درگیر بوده‌اند. بولتزمن معتقد بود که جهان ابدی است و برای اثبات آن به قانون دوم ترمودینامیک استناد می‌کرد. او مدعی بود که ما در نقطه‌ای از پیکان زمان زندگی می‌کنیم و جهان ما به آرامی به سمت تعادل حرکت می‌کند.

کیهان‌شناسان امروزی وظیفه‌ی دشوارتری دارند چرا که باید منشا پیکان زمانی را بیابند، که به ظاهر ۱۴ میلیارد سال پیش و در انفجار بیگ‌بنگ پدیدار شده است.

غالب توجیه‌های کنونی براساس نظریه انبساط بیان می‌شوند. این نظریه بیان می‌کند که اتفاقی مانند یک انفجار رخ داده و جهان و اجزای آن را در محیطی وسیع پخش کرده است، و از هر یک از این اجزا، زیرمجموعه‌هایی بوجود آمده‌اند تا به حالتی با بی‌نظمی بیشتر برسند. اما برای شرح این نظریه باید چشم‌پوشی‌های زیادی انجام دهیم. به عنوان مثال با شروع این انبساط بنابر این نظریه نمی‌توان پایانی برای آن متصور بود، که ادامه‌ی این انبساط ابدی حجم و ابعاد جهان را به اندازه‌ای می‌رساند که غیرقابل تصور و نامعقول است. این‌که آیا وجود تناقض مذکور یکی از ویژگی‌های نظریه‌ی انبساط است و یا از ضعف‌های آن، از مواردی است که امروزه نیز مورد بحث قرار می‌گیرد. هرچه که باشد انعطاف‌پذیری بالای این نظریه در آن واحد هم از ضغف‌ها و هم از نقاط قوت‌ آن است.

به دلایل مختلف، محققانی که در جست‌وجوی منشائی با بی‌نظمی کم برای جهان هستند، به طور کامل نظریه‌ی انبساط را قبول ندارند. دیوید آلبرت فیلسوف و فیزیکدان دانشگاه کلمبیا می‌گوید:

محققان بسیاری در تلاش هستند تا نشان دهند که منشا هستی، بی‌نظمی بسیار کمی داشته است. حتی عده‌ای معتقدند باید این نظریه به عنوان یک قانون در فیزیک شناخته شود.

تحقیقی جدید که توسط جولیان باربور و همکارانش در دانشگاه آکسفورد انجام شده، نشان می‌دهد که جهان هستی نیازی به منشا با بی‌نظمی کم ندارد، بلکه جهان حاصل یک قانون فیزیکی ساده است. او معتقد است جاذبه نیرویی است که کمان پرتاب پیکان زمان را کشیده است.

از حالت با کمترین پیچیدگی، اجزا شروع به حرکت در دو جهت می‌کنند که نتیجه‌ی آن ایجاد دو پیکان زمانی است. سپس نیروی جاذبه آن‌ها را به مکان‌هایی دورتر هدایت می‌کند و مدلی مانند مدل جهان هستی کنونی ما ایجاد می‌شود. همچنین قوانین ترمودینامیکی بر هر دو پیکان مجزای ایجاد شده، صدق می‌کنند. به بیانی دیگر، مدل بیان می‌کند که جهان هستی یک گذشته و دو آینده دارد که هر نظاره‌گر فقط می‌تواند یکی از این دو پیکان را ببیند و تجربه کند. مهارتی که یکی از اجزای تیم مححقان است می‌گوید:

طبیعت نیروی جاذبه است که جهان را از آشفتگی نجات داده و آن را به سمت نظم و پیچیدگی بیشتر سوق می‌دهد. همه‌ی روش‌ها منجر به دو پیکان می‌شوند که از یک مرکز در دو جهت شروع به حرکت می‌کنند.

با این‌که مدل حاضر، مدلی خام است که مکانیک کوانتوم و نظریه‌ی نسبیت عام را به‌کار نبرده است، اما پتانسیل زیادی برای پیشرفت دارد. اگر ادعای این مدل درست باشد بیگ‌بنگ شروعی برای جهان نخواهد بود و به عنوان یک مرحله‌ از مراحل مختلف در جهان بدون زمان و ابدی ما، در نظر گرفته خواهد شد. باربور که عضو ارشد تیم محققان است این‌گونه مدل را شرح می‌دهد:

هر دوی این پیکان‌ها منشا یکسانی در گذشته دارند. وجود این دو پیکان دو جهان مجزا را ایجاد می‌کند. اگر یکی از افراد جهان دیگر بتواند جهان ما را ببیند، چون درکش از زمان این است که فقط می‌تواند به سمت جلو حرکت کند، یک پیکان زمانی خواهد دید و گمان خواهد کرد که ما در جایی نزدیک‌تر به ابتدای پیکان نسبت به او زندگی می‌کنیم، در واقع تصور او این خواهد بود که ما در حال زندگی کردن در زمان گذشته‌ی جهان او هستیم.

دانشمندی دیگر به نام گوت می‌گوید:

اگر نظریه‌ی باربور و همکارانش به اثبات برسد نشان خواهد داد که حدی برای بی‌نظمی در جهان وجود ندارد، یعنی هر نقطه از جهان را می‌توان یک نقطه با بی‌نظمی کم در نظر گرفت. اگر محدودیتی برای بی‌نظمی نباشد می‌توانید هر نقطه‌ای را برای شروع در نظر بگیرید چرا که در مقایسه با بی‌نظمی بی‌نهایتی که جهان خواهد داشت، بی‌‌نظمی کنونی آن نقطه ناچیز است و از آن نقطه جهان شما شروع به بزرگ شدن و افزایش بی‌نظمی خواهد کرد.

بحث و مجادله در مورد این سوال اساسی طی قرن‌های ۱۹ و ۲۰ میلادی و از زمان بولتزمن، مسیر پر فراز و نشیبی را طی کرده است، باربور می‌گوید:

این نظریه دریچه‌ی جدیدی به روی مشکل قدیمی و منشا پیکان زمان می‌گشاید که ممکن است با تحقیقات بیشتر نتایج جالبی را به ارمغان آورد. ادینگتون اولین کسی بود که مفهوم پیکان زمان را مطرح کرد و مدعی شد تنها عمل بازگشت‌ناپذیر در طبیعت به هم آمیخته شدن ماده است. اما اکنون می‌بینیم که جاذبه‌ی زمین عکس این عمل را به بهترین نحو ممکن انجام می‌دهد و سیستم با بی‌نظمی بسیار بالا را با نیروی خود به سیستمی منظم تبدیل می‌کند. ما امروزه داریم آرزوی دیرینه‌ی یونانیان باستان یعنی ایجاد نظم از بی نظمی را بهتر درک می‌کنیم.