راهكار جدید فیزیكدانان برای حل پرسشی قدیمی: آیا جهان برای ظهور حیات تنظیم شده است؟

راهكار جدید فیزیكدانان برای حل پرسشی قدیمی: آیا جهان برای ظهور حیات تنظیم شده است؟نجوم و فضاعلمیپنج‌شنبه ۶ دی ۱۴۰۳ - ۲۳:۵۵مطالعه 4 دقیقهصبا سلوكیتبلیغاتمشاهده همه ویدئو‌هاتبلیغاتتبلیغاتفیزیكدانان برای سال‌های طولانی مشغول فكركردن به این پرسش بنیادین بوده‌اند: آیا جهان برای شكل‌گیری و تداوم حیات به‌طور خاصی تنظیم و ساخته شده است؟تبلیغاتگروهی از پژوهشگران در مقاله‌ای جدید روش‌هایی را برای آزمایش «اصل آنتروپیك»، یا این ایده كه «آیا جهان برای وجود حیات تنظیم شده»، ارائه كرده‌اند .

در كمال شگفتی، ممكن است طی مدت زمان بسیار كوتاهی به پاسخ این پرسش قدیمی دست یابیم.یكی از مشكلات موجود در دنیای فیزیك (البته نه برای طرفداران حیات) این است كه جهان ظاهراً برای پیدایش و شكوفایی حیات، حداقل از نوعی كه روی زمین می‌شناسیم، به‌صورت دقیق تنظیم شده است .

اگر گرانش به‌طور قابل توجهی ضعیف‌تر از آنچه است، بود (هرچند درحال حاضر نیز بسیار ضعیف است)، ستاره‌ها و سیارات تشكیل نمی‌شدند. یا اگر نیروی الكترومغناطیس كمی قوی‌تر بود، ستاره‌ها سردتر بودند و منفجر نمی‌شدند تا عناصر سنگین‌تر موردنیاز برای وجود حیات را تولید كنند .

مثال‌های بی‌شمار دیگری نیز وجود دارد؛ حتی با كمی دست‌كاری در مقادیر فیزیك، زندگی آن‌طور كه ما در این جهان می‌شناسیم به‌وجود نمی‌آمد.«پل دیویس»، فیزیكدان انگلیسی درباره‌ی این مشكل می‌گوید: «این كلیشه كه حیات بر لبه‌ی تیغ تعادل دارد، دست كم‌گرفتن وحشتناكی است .

هیچ تیغی در جهان نمی‌تواند لبه‌ای به این ظرافت داشته باشد.»طبیعتاً دانشمندان و فیلسوفان تلاش كرده‌اند تا از طریق روش‌های مختلف با این مشكل مقابله كنند. شما می‌توانید استدلال كنید كه جهان واقعاً برای حیات تنظیم دقیق نشده است .

شاید اگر ثابت‌ها متفاوت بودند، نوع دیگری از حیات (از طریق فرآیندهای متفاوت) پدید می‌آمد تا بپرسد چرا به‌نظر می‌رسد كه جهان برای وجود آن بسیار دقیق تنظیم شده است.بیشتر بخوانیدآیا بشر می‌تواند راه خود را از طبیعت جدا كند؟31 خرداد 01مطالعه '13اگر زمین سیاره‌ای فراخورشیدی بود، فرازمینی‌ها می‌توانستند به وجود حیات در آن پی ببرند؟9 آبان 01مطالعه '5یكی از استدلال‌ها این است كه پرسیدن این سوال كه «چرا جهان برای ما بسیار دقیق تنظیم شده است؟» نوعی «سوگیری بازماندگی» یا «اثر انتخاب ناظر» است كه گاهی اوقات اصل آنتروپیك (انسان‌نگر) نامیده می‌شود .

«آندرس ساندبرگ» از موسسه مطالعات آینده می‌نویسد: «فرض كنید تكامل حیات و هوش به مجموعه‌ای از تصادفات بسیار بعید نیاز دارد: سیاراتی در فاصله مناسب از یك ستاره فوق‌العاده‌ی پایدار در منطقه حیات كهكشانی، با یك ماه پایدارساز و یك مشتری منحرف‌كننده‌ی دنباله‌دارها، تنوع شیمیایی مناسب، تصادف شیمیایی كم‌نظیری كه سلول‌ها را تولید می‌كند، یك لیست طولانی از مراحل تكاملی با احتمال كم كه به ظهور گونه‌ای به‌شدت همه‌فن حریف منجر می‌شود و سپس آن گونه دراثر شرایط محیطی مجبور می‌شود به یك گونه هوشمند خاص تبدیل شود .

با این‌حال، هر گونه‌ی حیات هوشمند در جهان این تصادفات را پشت سر خواهد گذاشت. برعكس، دانستن اینكه ما وجود داریم به ما نمی‌گوید كه آیا هوش رایج است یا خیر.»به‌طور خلاصه، هر ناظری خود را در جهانی می‌یابد كه به‌نظر می‌رسد كاملاً برای او مناسب است .

اگر شرایط درست نبود، زنده نبودند. آنها زنده هستند، بنابراین شرایط باید برای حیات مناسب بوده باشد. گسترش این ایده پیشنهاد می‌كند كه ما به سادگی در یك چندجهانی هستیم كه مقادیر ممكن زیادی برای ثابت‌های مختلف دارد و در بخشی از آن هستیم كه زندگی در آن امكان‌پذیر است .

اگر شرایط حیات برای ما مناسب نبود، به این پرسش نمی‌رسیدیمایده‌ی یادشده را به‌سختی می‌توان آزمایش كرد؛ اما طبق مقاله‌ی جدید پژوهشگران، انجام چنین آزمایشی امكان‌پذیر است و احتمال دارد به زودی به پاسخ‌هایی دست یابیم .

نویسندگان مطالعه بر «ماده تاریك» مرموز كه طبق مدل استاندارد فیزیك بیشتر ماده جهان را تشكیل می‌دهد، تمركز كرده‌اند. جست‌وجوها برای ماده تاریك تاكنون، به هیچ ذره‌ای كه با مشخصات مورد نیاز مطابقت داشته باشد، نرسیده است .

یكی از فرضیه‌ها برای ماده تاریك، ذرات سنگین با برهمكنش ضعیف (WIMPs) بود. این ایده مورد توجه قرار گرفت؛ زیرا توسط ابرتقارن پیش‌بینی شده بود و انتظار می‌رفت كه به وفور تولید شود تا بتواند مشاهدات آغاز جهان را توضیح دهد .

بنابراین، وجود آن‌ها به اصل آنتروپیك نیاز ندارد تا توضیح دهد كه چرا اینجا هستیم.بااین‌حال، ما WIMP-‌ها را در انرژی‌های پیش‌بینی‌شده پیدا نكرده‌ایم و فیزیكدانان به طور فزاینده‌ای به «اكسیون‌ها» و اكسیون‌های WIMP به عنوان توضیح جایگزین روی آورده‌اند .

اگر اكسیون‌ها ماده تاریك را تشكیل دهند، پیش‌بینی می‌شود كه در طول «تورم كیهانی» در اوایل جهان و در جرم‌های خاصی تولید شده باشند. اگر ماده تاریك اكسیونی یافت شود، یا نشانه‌هایی از آن از طریق جستجوهای آینده مشاهده شود، می‌توانیم آن را به‌عنوان آزمایشی برای اصل آنتروپیك در نظر بگیریم .

صبا سلوكیآیا اكسیون‌ها می‌توانند جهان را نجات دهند؟مطالعه '7«نمانجا كالوپر»، فیزیكدان دانشگاه كالیفرنیا، در بیانیه‌ای توضیح داد: «نكته این است كه وجود تورم كیهانی و اكسیون‌های فوق سبك با جرم 10-19 eV و كمتر، دلالت بر این دارد كه ماده تاریك باید یك اكسیون باشد؛ برای شرایط اولیه معمولی، ما درنهایت با مقدار بسیار زیادی ماده تاریك مواجه می‌شویم و به شدت به اصل آنتروپیك برای محدودكردن آن نیاز داریم .

برای اینكه متوجه شویم اكسیون، ماده تاریك نیست، استنباط خواهیم كرد كه شرایط اولیه نه تنها بعید بود (كه می‌تواند به‌طور آنتروپیك اصلاح شود) بلكه در قلمرو استدلال آنتروپیك نیز نمی‌گنجد.»هرچند به‌نظر می‌رسد یافتن ماده تاریك احتمالی بسیار ضعیف است، فضاپیمایی به نام «لایت‌برد» (مخفف ماهواره‌ی مخصوص مطالعات قطبش حالت بی) كه قرار است در سال ۲۰۳۲ توسط ژاپن پرتاب شود، می‌تواند شواهدی به نفع یا علیه اصل آنتروپیك ارائه دهد .

كالوپر توضیح داد: «ممكن است ماهواره لایت‌برد، امواج گرانشی اولیه‌ی نزدیك به محدوده‌های فعلی را كشف كند كه با تورم كیهانی مطابقت دارد. اكثر كیهان‌شناسان احساس می‌كنند كه این امر تورم در مقیاس بالا را تأیید می‌كند .

»كالوپر ادامه داد: «ممكن است نشانه‌هایی از اكسیون‌های فوق سبك را نیز با بررسی سیاه‌چاله‌های عظیم در جهان كشف كنیم. اكسیون‌ها بر نسبت اسپین به جرم سیاه‌چاله‌ها تأثیر می‌گذارند و این ممكن است قابل مشاهده باشد .

درنهایت، ممكن است جست‌وجوهای آینده برای ماده تاریك كشف كنند كه ماده تاریك در درجه اول از اكسیون‌های فوق سبك تشكیل نشده است. در این صورت، نتیجه خواهیم گرفت كه اصل آنتروپیك شكست خورده است.»مطالعه‌ی پژوهشگران به‌صورت پیش‌انتشار در پایگاه داده آركایو موجود است و برای انتشار در مجله كیهان‌شناسی و اخترفیزیك ذره‌ای پذیرفته است .

منبع : https://www.zoomit.ir/space/431820-universe-finely-tuned-for-life/