شبیه‌سازی پیدایش کیهان، آزمایشی بحث‌انگیز

شتاب‌دهنده Larg Hadron Collidor (LHC) در مرکز تحقیقات ذرات بنیادی اروپا (Cern) از روز چهارشنبه کار خود را آغاز می‌کند. شتاب‌دهنده‌ای که در طول ۱۴ سال و با صرف هزینه بیش از ۶ میلیارد یورو ساخته شده، قرار است "انفجار بزرگ (مه‌بانگ)" ، معمایی‌ترین اتفاق فیزیکی جهان را شبیه‌سازی کند.

در این آزمایش در یک لوله ۲۷ کیلومتری به قطر ۴ متر که ۱۰۰ متر زیر زمین قرار دارد، قرار است دو پروتون با سرعتی تقریبا برابر سرعت نور با هم برخورد کنند، تا دانشمندان ببینند جهان ما چگونه به‌وجود آمده است.

ماجرا چیست؟

فیزیکدانان در سده گذشته به نظریه‌ای موسوم به "مدل استاندارد ذرات بنیادی" رسیده‌اند. این نظریه، ذرات اصلی تشکیل‌دهنده طبیعت، مثل الکترون، فوتون، کوارک و... را طبقه‌بندی کرده و مکانیسم تعامل بین آنها (نیروها) را شرح می‌دهد.

در ادامه کار بر روی این نظریه، در سال ۱۹۶۴ ذره‌ای کشف شد که می‌تواند بعضی از خواص بنیادی ذرات مثل "جرم" را توضیح دهد. این ذره به نام یکی از کاشفان‌اش، پیتر هیگز (Peter Higgs) ، فیزیکدان انگلیسی، "ذره هیگز" نامیده شد. درست است که دانشمندان از آن زمان تا کنون محاسبات خود را بر اساس تئوری هیگز انجام می‌دهند، اما هیچ آزمایشی انجام نشده که این نظریه را به‌صورت تجربی اثبات کند.

برای تجربه کردن این کنش و واکنش‌ها از دستگاه‌های شتاب‌دهنده استفاده می‌شود. دانشمندان با استفاده از شتاب‌دهنده‌ها، ذرات را در میدان الکترومغناطیسی شتاب می‌دهند و پس از برخورد آنها به هم، نتایج به‌دست آمده را در قالب محاسبات پیچیده رایانه‌ای، که ممکن است ماه‌ها طول بکشد، بررسی می‌کنند.

اکنون فیزیکدانان امیدوارند که با بزرگ‌ترین شتاب‌دهنده جهان در مرکز تحقیقات ذرات بنیادی اروپا، شرایط به‌وجود آمدن کیهان – البته در مقاس کوچک‌تر - را شبیه‌سازی کنند. آزمایشی که انتظار می‌رود به پرسش‌های بسیاری پاسخ دهد، پرسش‌هایی مانند این‌که جرم ذرات از کجا می‌آید؟ چرا ما تنها ۵ درصد از ماده را، آن هم نصف‌ونیمه، می‌شناسیم؟ چرا ۲۵ درصد دیگر را "ماده سیاه" می‌نامیم؟ تکلیف ۷۰ درصد باقیمانده چیست که ما آن‌را، از سر ناچاری، "انرژی سیاه" می‌نامیم؟ ماده با ضدماده چه فرقی دارد؟ آیا جهان ما ابعاد دیگری، به‌جز بُعدی که ما می‌بینیم هم دارد؟ شاید حتی بتوان با استفاده از LHC، درستی یا نادرستی تئوری "اَبَر قرینه" (Supersymmetrie) را تأیید کرد. (بر اساس این تئوری، هر ذره‌ای در جهان یک جفت دارد.)

ترس از آخر زمان

هم‌زمان با آغاز به کار شتاب‌دهنده مرکز تحقیقات ذرات بنیادی اروپا، شایعاتی در اینترنت پخش شده که ادعا می‌کنند پس از این آزمایش، احتمال تشکیل حفره‌های سیاه وجود دارد. حفره‌های سیاهی که به مرور زمان، کره زمین را خواهند بلعید. حتی دانشمندان این پروژه تهدید به مرگ شده‌اند. خوانندگان هم شکایت می‌کنند که چرا دولت‌ها واکنشی به این آزمایش نشان نمی‌دهند؟

حفره‌های سیاه اجرام آسمانی‌ای هستند که جرم آنها نسبت به اندازه‌شان بسیار زیاد است. این حفره‌ها دارای قدرت جاذبه بسیار زیادی هستند، طوری‌که نور هم نمی‌تواند از آنها بگریزد.

یک فیزیکدان آلمانی بر این عقیده است که تشکیل حفره‌های سیاه پس از آزمایش LHC همان اندازه امکان‌پذیر است که فشردن زمین به اندازه یک هسته گیلاس. او این اتفاق را غیر ممکن می‌داند.

هورست اشتوکر، دانشمندان آلمانی دیگری است که انتظار دارد پس از آزمایش LHC حفره‌های سیاه تشکیل شوند. نگرانی اشتوکر اما تشکیل حفره‌های سیاه نیست. او به تابش‌های بسیار زیادی اشاره می‌کند که میلیون‌ها سال است زمین و ماه را با انرژی بسیار بمباران می‌کنند. بنابراین هیچ خطری برای زمین وجود ندارد. نگرانی اشتوکر از این است که تابش ذرات از دستگاه خارج شوند که در نتیجه آن میلیاردها یورو به هدر خواهد رفت.

خدمت به بشریت

یکی از طرفداران انجام آزمایش LHC از زاویه دیگری به موضوع پرداخته است. او با طرح چند سؤال به دفاع از این پروژه می‌پردازد: چه کسی می‌داند که اینترنت – به آن شکلی که ما امروز می‌شناسیم - در همین مرکز Cern اروپا طراحی شده است؟ چه کسی می‌داند که محققان مرکز تحقیقات ذرات بنیادین اروپا چندین سال است که در زمینه‌های پزشکی موفقیت‌های بیشماری به‌دست آورده‌اند؟ وی ادامه می‌دهد که شتاب‌دهنده‌ای که اکنون کار خود را در Cern آغاز می‌کند، نه تنها می‌تواند مه‌بانگ را شبیه‌سازی کند، بلکه پاسخ بسیاری از پرسش‌های بشر را هم پاسخ دهد.

البته سفر انسان به انفجار بیگ‌بنگ راه بسیار طولانی‌ای است که شاید سال‌ها به طول بیانجامد.