پیدایش زمان

آیا جهان هستی همواره بوده است و همچنان خواهد بود؟ آیا زمان هم مانند ژرفنای هستی کراندار است؟

پاسخ

در ژرفنای هستی توضیح دادیم که چگونه جهان هستی بی آن که پایانی داشته باشد، کراندار است. در آنجا گفته شد که جهان هستی در فضا-زمان چهار بعدی مانند یک رویه است و این رویه به شکلی بسته است که اگر از نقطه‌ای از آن حرکت کنیم و همچنان به این رفتن ادامه دهیم، پس از زمانی، هرچند بسیار زیاد، دوباره به همان نقطه آغاز باز خواهیم گشت. با همانندسازی که برای سادگی کار جهانی دو-بعدی به نام پهنه را ساختیم، نشان دادیم که جهان پهنوردها، هنگامی که در فضا-زمان آنها مانند یک توپ یا تخم مرغ بسته است، چگونه بی‌پایان اما کراندار خواهد بود. البته یک رویه بسته می‌تواند شکلهای بسیار گوناگونی داشته باشد و در این باره نباید به کُره یا تخم مرغ بسنده کرد. گرچه رویه‌های پیوسته‌ای هم مانند بطری کلین وجود دارند که بسته نیستند، ولی هیچ پایانی هم ندارند.

اما برای بسته بودن همان دو-بعدی که پهنوردها در آن جای می‌گیرند، نیازی نیست که جهان آنها در فضا-زمان سه-بعدی حتما یک رویه بسته کراندار در هر سه راستا و مانند کره یا تخم مرغ باشد. فرض کنید این رویه در راستای نخست و دوم که همان دو بعد درازا و پهناست، بسته باشد، اما در راستای دیگر که همان زمان است از منهای بینهایت تا مثبت بینهایت ادامه داشته باشد. در این صورت جهان پهنوردها در فضا-زمان سه-بعدی، رویه‌ای مانند یک استوانه در راستای زمان است. با این فرض زمان آغاز و پایانی ندارد، اما پهنه که یک جهان دو-بعدی است، بی‌پایان اما کراندار است.

نظریه نسبیت پیش‌بینی می‌کند که این رویه نمی‌تواند به شکل استوانه گفته شده باشد و در جایی نزدیک به 13 میلیارد سال پیش، جهان هستی حجمی بسیار نزدیک به صفر و در نتیجه آغازی به نام مه‌بانگ داشته است. البته این نظریه نمی‌تواند پیشگویی کند که به درستی در نقطه صفر و پیش از آن، سرنوشت زمان چه می‌شود، چون این یک نقطه تکین در نظریه نسبیت است (مانند جاهایی که در یک مدل ریاضی به تقسیم بر صفر می‌رسیم). نظریه نسبیت همچنان پیش‌بینی می‌کند که آینده جهان و این مساله که آیا زمان پایانی هم دارد، با توجه به نرخ گسترش کنونی جهان هستی و نیز چگالی جرم-انرژی آن روشن می‌شود که هنوز اندازه هیچ یک به دقت در دست نیست.

در واقع سه حالت پیش روی جهان است، حالت فراتنشی که در آن جهان نه تنها به گسترش ادامه خواهد داد، بلکه نرخ گسترش آن بیشتر هم خواهد شد. در حالت تنشی، جهان گسترش پیدا می‌کند و نرخ گسترش هم به صفر میل می‌کند، اما هیچگاه صفر نمی‌شود. در حالت فروتنشی، روزی جهان از گسترش باز می‌ایستد و فروپاشی آن آغاز شده و در پایان دوباره به نقطه‌ای مانند مه‌بانگ باز خواهد گشت. این نقطه نیز یک تکینگی در نظریه نسبیت است و روشن نیست که پس از آن چه خواهد شد. شاید این مه‌بانگ دوباره، به جهانی مانند آن چه که اکنون هست، بیانجامد.