6. سرنوشت جهان ما چیست؟
Ω ثابتی است که سرنوشت کیهان ما به شدت به آن وابسته است و به طور دقیق تعیین نشده است. این ثابت، چگالی ماده و انرژی کیهان ما را مشخص میکند. اگر Ω بزرگتر از یک باشد، فضا زمان مشابه سطح یک کره بسیار بزرگ، بسته خواهد بود. اگر انرژی تاریک وجود نداشته باشد، پس از مدت زمانی، چنین جهانی از انبساط باز خواهد ایستاد و در جهت عکس شروع به انقباض میکند. در نهایت تمامی کیهان در نقطه کوچکی روی خود فرو میریزد که به آن Big Crunch گفته میشود. اما اگر جهان بسته باشد و انرژی تاریک هم وجود داشته باشد، جهان تا ابد به انبساط خود ادامه خواهد داد.
اگر مقدار Ω کوچکتر از یک باشد، هندسه کیهان باز و مشابه زین اسب خواهد بود. سرنوشت چنین جهانی Big Freeze یا انجماد بزرگ است که به دنبال آن مرحله Big Rip پیش خواهد آمد. به این صورت که شتاب انبساط عالم باعث از هم گسیخته شدن کهکشانها و ستارههای موجود در آنها میشود. به گونه ای که تمامی مواد کیهان به صورت تنها و منجمد باقی خواهد ماند. پس از آن این شتاب باز هم بیشتر خواهد شد و بر نیروهایی که اتمها را کنار هم نگه میدارد نیز غلبه خواهد کرد و آنها را نیز جدا کرده و همه چیز را نابود خواهد کرد.
اگر انرژی تاریکی در کار نباشد، چنین جهانی برای همیشه منبسط خواهد شد. اما سرعت انبساط آن روند کاهشی خواهد داشت و در نهایت به نقطهای ایستا خواهد رسید. اما اگر انرژی تاریک هم داشته باشیم، برای این جهان نیز سرنوشت Big Rip در انتظار آن خواهد بود و انبساط باعث از هم گسیختهشدن همه چیز خواهد شد. سرنوشت جهان در هر کدام ازین حالتها که نهفته باشد، موضوع مشترک این است که جهان در نهایت نابود خواهد شد و از این حقیقت گریزی نیست.
7. چگونه اندازهگیری باعث فروریزش توابع موج میشود؟
قوانین مکانیک کوانتومی در دنیای عجیب و غریب الکترونها، فوتونها و دیگر ذرات بنیادی حکمفرماست. این ذرات همچون توپهای کوچکی نیستند که قوانین نیوتونی بر آنها قابل اعمال باشد. بلکه به صورت امواجیاند که در ناحیه بسیار وسیعی گسترده شدهاند. هر ذره توسط تابع موج یا توزیع احتمال توصیف میشود که مکان، سرعت و دیگر خواص را نه به طور دقیق، که به صورت احتمالی به ما میگوید. در واقع برای ویژگیهای مختلف هر ذره، بازهای از احتمال وجود دارد و زمانی که یکی از این خواص اندازهگیری شود، (مثلا مکان ذره) آنگاه تابع موج فرو میریزد و ذره تنها در یک مکان یافت میشود. در حالی که قبل از اندازهگیری احتمالش وجود داشت که ذره در تعداد نقاط زیادی با احتمالات گوناگون یافت شود.
اما چرا اندازهگیری یک ذره، باعث فروریزش تابع موج آن میشود و واقعیت مسلمی که آن را حس میکنیم پدید میآورد؟ این موضوع به عنوان مشکل اندازهگیری مطرح میشود. شاید کمی مبهم به نظر برسد، اما فهم ما از اینکه واقعیت چیست، یا اصلا چیزی به عنوان واقعیت وجود دارد یا نه، به پاسخ ما به این پرسش وابسته است.
8. آیا تئوری ریسمان درست است؟
زمانی که فیزیکدانان، تمامی ذرات بنیادی را به صورت حلقههای تکبعدی یا همان ریسمان فرض میکنند که هرکدام در فرکانسهای مختلف نوسان میکنند، فیزیک بسیار سادهتر میشود. نظریه ریسمان، قوانینی که بر ذرات بنیادی حاکم است (مکانیک کوانتومی) را با قوانین حاکم بر فضا – زمان در مقیاسهای کیهانی (نسبیت عام) سازگار میکند. به علاوه باعث اتحاد چهار نیروی بنیادی طبیعت در یک چارچوب واحد میشود. مشکل این است که نظریه ریسمان تنها در جهانی با 10 یا 11 بعد کار میکند: سه بعد فضایی، شش یا هفت بعد فضایی فشرده و یک بعد زمانی. ابعاد فضایی فشرده (و همچنین ارتعاش خود ریسمانها) اندازهای کمتر از یک میلیاردم یا یک تریلیونم هسته یک اتم دارند. هیچ راه ممکنی برای آشکارسازی چنین ابعاد بینهایت کوچک، وجود ندارد و بنابراین نمیتوان نظریه ریسمان را تایید یا رد کرد. به این صورت یکی دیگر از رازهای علم همچنان بیپاسخ باقی خواهد ماند.
9. آیا در هرج و مرج، نظمی نهفته است؟
فیزیکدانان به طور دقیق نمیتوانند مجموعه معادلاتی که رفتار سیالات را توضیح میدهند، حل کنند. از سیالی چون آب گرفته، تا هوا و تمامی مایعات و گازهای دیگر. در واقع مشخص نیست که اصلا حل کلی معادلات معروف ناویر – استوکس وجود دارد یا خیر. همچنین اگر چنین حلی وجود دارد، آیا رفتار سیالات را در تمامی مکانها توضیح میدهد یا در برخی از نقاط (که به نقاط تکین معروفند) نامعین است. در نتیجه، طبیعت اینگونه هرج و مرجها، کاملا شناخته شده نیست. مثال دیگر وضعیت آب و هوایی است که هنوز فیزیکدانان نمیدانند پیشبینی آن مشکل است و یا اصلا امکانپذیر نیست. به طور کلی سوال این است که آیا اغتشاشها، نسبت به توضیح و توصیف ریاضیات، برتری دارند و یا اینکه باید ریاضیات درست را به کار برد تا اینگونه اغتشاشها را بتوان کنار زد.