تفریحی

هر کسى دوست دارد نام و آوازه اینشتین را داشته باشد. دوسوم از نامه هاى شیادانه اى که توسط افراد غیرحرفه اى به دانشمندان یا مجلات علمى ارسال مى شود درباره اینشتین است: یا ادعا مى کنند که به نظریه وحدت دست یافتند (کارى که اینشتین در انجام آن شکست خورد) یا اینکه نظریات او را رد کرده اند. (یک سوم باقى مانده ابلهانه سعى مى کنند ماشین حرکت دائم و یا منبع بى پایان انرژى ابداع کنند.) به نظر مى رسد که این آماتورهاى گمراه نیز مانند آدم خوارانى که در پى کسب قدرت و روح زندگى از قربانیان خویش بودند چنین مى  اندیشند که با پیشى گرفتن از اینشتین یا رد او خواهند توانست تمامى شهرت و آوازه او را یکجا به دست آورند. صدالبته تنها چیزى که آنها رد مى کنند مهارت و فهم خودشان از نظریه نسبیت است.
اما همه سنت شکنان از این نوع ابلهان نیستند. بسیارى از محققان جدى و برجسته نیز در تلاش براى فراتر رفتن از اینشتین هستند، همان گونه که او از گالیله و نیوتن عبور کرد. آلن کوستلسکى در این مقاله درباره آن دسته تحقیقات تجربى توضیح مى دهد که براى یافتن انحراف از نظریه نسبیت طراحى شده اند. تحلیلى که او ارائه مى دهد بر مبناى یک مدل استاندارد تعمیم یافته است که در  آن تمام جملات ممکن براى نقض نسبیت به معادلات ذرات فیزیکى اضافه شده است. این مدل فراگیر تمام انحراف هاى ممکن از نظریه نسبیت را که از یک نظریه وحدت نهایى به فیزیک امروزى راه مى یابد، دربرمى گیرد. هنوز وجود چنین انحرافات فرضى در نسبیت توجه بسیارى را جلب مى کند. یک گروه از این نظریه ها با عنوان «نسبیت خاص دوگانه (یا دوتایى)» توسط افراد زیر بررسى شده است: جیووانى آملینو _ کاملیا از دانشگاه رم تا سال ???? و بعدها توسط لى اسمولین از موسسه تحقیقات فیزیک نظرى در واترلوى انتاریو؛ جوآد ماگیوجى از امپریکال کالج لندن و دیگران.
نسبیت خاص دوگانه از نظریه هاى گرانش کوانتومى الهام گرفته است. این نظریه یک حد دوم سرعت را پیش بینى مى کند که به همراه حد معمول سرعت شناخته شده یعنى سرعت نور در خلاء (C)  عمل مى کند. ایده این است که شاید پیوستگى فضازمان در فواصل کوچک از بین رفته و فضازمان در این فواصل شبیه چیزى دانه دانه مانند دانه هاى شن یا شبکه اى از تارهاى عنکبوت باشد. در فیزیک کوانتومى فواصل کوچک و زمان هاى کوتاه هم ارز اندازه حرکت بزرگ و انرژى هاى زیاد هستند. بنابراین در انرژى هاى به اندازه کافى زیاد _ مانند انرژى پلانک _ ذرات باید فضازمان را دانه شده ببینند. این موضوع نسبیت را نقض مى کند. بدین گونه که فضازمان هموار بودن خود را در مقیاس هاى کوچک از دست مى دهد. بازتاب این موضوع در نظریه نسبیت خاص دوگانه به این صورت است که ذرات نه تنها نمى توانند سرعتى فراتر از سرعت C داشته باشند بلکه نمى توانند انرژى اى بالاتر از انرژى پلانک نیز داشته باشند. بعضى از این مدل ها پیش بینى مى کنند که سرعت نور در فرکانس هاى بالا بیشتر از سرعت نور در فرکانس هاى پایین است. آزمایشگران در حال جست وجو براى یافتن این اثر در نور انفجارهاى دور هستند، که به آن انفجار گاما مى گویند. با این حال هنوز گروهى از شکاکان متقاعد نشده اند که این نظریه  ها یافته هاى خوبى هستند.

عده اى از محققان استدلال مى کنند که به عنوان مثال، آن معادلات از لحاظ فیزیکى هم ارز نسبیت معمولى هستند که به کمک پیچیدگى هاى زیاد پوشانده مى شوند تا پنهان باقى بمانند. اثبات آنها باید به طور دقیق از نظریه هاى بنیادى ترى مانند نظریه ریسمان یا گرانش کوانتومى حلقه نتیجه شود، نه از طریق شواهد تجربى. نقض دیگرى که بعضى ها به آن مى اندیشند متغیر بودن سرعت نور در طول تاریخ کیهان است. جان موفات از دانشگاه تورنتو مدل  هایى از این دست را در اوایل دهه ???? بررسى کرده است. هم اکنون ماگوایجو یکى از مشهورترین آنها است. اگر سرعت نور در ابتداى انفجار بزرگ بیشتر مى بود آنگاه پدیده ها سریع تر انتقال مى یافتند که این موضوع مى تواند بعضى از معماهاى کیهان شناسى را حل کند.اگر سرعت نور متغیر باشد، آنگاه ثابت ساختار ریز (آلفا) که یک عدد بدون بعد است و اندازه برهمکنش الکترومغناطیسى را مشخص مى کند نیز متغیر خواهد بود. آلفا را مى توان بر حسب سرعت نور، ثابت پلانک و بارالکترون محاسبه کرد. بنابراین آلفا مى تواند بدون تغییر C هم تغییر کند. این موضوع نظریه نسبیت را نقض نمى کند اما به همان اندازه مهم است. چنین آلفاى متغیرى مى تواند در نظریه ریسمان وجود داشته باشد.

 اندازه آلفا به ساختار دقیق ابعاد اضافه موجود در نظریه بستگى دارد. امکان متغیر بودن آلفا مدت ها پیش در ???? توسط فیزیکدان بزرگ روس لانائو پیشنهاد شده بود. هم اکنون فیزیکدانان و ستاره شناسان با بررسى نورهاى به دست آمده از کوازارهاى بسیار دور به دنبال شواهدى بر تغییرات اندک آلفا در طول میلیاردها سال هستند. تغییرات آلفا باعث تغییر در فرکانس نور منتشره یا جذب شده توسط اتم ها و یون ها مى شود. نتیجه اکثر تحقیقات در این زمینه تاکنون منفى بوده است. یک استثنا نتایج گروهى است که جان وب از دانشگاه والس جنوبى در استرالیا سرپرستى آنها را بر عهده دارد. این محققان براى رسیدن به دقت بالا روش جدیدى براى تحلیل داده ها به کار بردند و شواهدى بر جابه جایى فرکانس ها گزارش کردند: بین نورهاى ? میلیارد و ?? میلیارد سال پیش، آلفا شش قسمت در میلیون، ضعیف تر از امروز بوده است. این تغییرات به سختى با پیش بینى هاى نظریه ریسمان قابل توجیه است. در این نظریه پیش بینى مى شود که ثابت هایى مانند آلفا پایدارى زیادى دارند به جز در مواردى که گاهگاه (به صورت نقطه اى) تغییرات زیادى از خود نشان مى دهند.
با این حال عده اى از محققان اعلام مى کنند که دقت ادعا شده در روش جدید نادرست است و نتایج به دست آمده در حد افت و خیزهاى آمارى هستند. در مارس ???? یک گروه از ستاره شناسان به سرپرستى پاتریک پتیتجین از موسسه نجوم پاریس و راگناتان سریانند از مرکز دانشگاهى نجوم و ستاره شناسى پونه در هند گزارش را بر مبناى روش هاى سنتى و شناخته شده ارائه کردند. آنها نتیجه گرفتند که تغییرات آلفا از ?? میلیارد سال پیش تاکنون در حدود ?/? قسمت در میلیون بوده که خلاف گزارش وب و همکارانش است.
بنابراین اینشتین تاکنون در برابر همه مقابله جویان ایستادگى کرده است. سنت شکنان باید به جست وجوى خود براى یافتن روزنه اى در جوشن او ادامه دهند.
گراهام کولینز _ عضو هیات تحریریه

نقل از سی پی اچ