نامهای بدون عنوان
این تصویر همراه با یک مصاحبه طولانی رادیویی از اکادمیسین (انتخاب شده در سال ۲۰۰۴) است. فکر میکنم این متن، که یک اغراق روزنامهنگاری نیست، بلکه خود فرد مورد نظر تأیید کرده، به خودی خود حرف میزند. در طول خواندن، متوجه میشوید که فرانسواز کومبس تنها به تأخیر وارد شده است به سوی آستروفیزیک و کیهانشناسی، که در عین حال نیمی از زمان خود را صرف مطالعه کارهای جدید منتشر شده کرده، و همچنین در میانه ماهی دو بار به مأموریت میرود. حالا محاسبه کنید. پس از شروع حرفهاش، حدود یک تا دو مقاله در هفته، یا امضا کرده، یا همنویسی کرده است.
دانشمندان واقعی بهطور خودکار نتیجهگیری خواهند کرد.
من چند هفته پیش با او آشنا شدم، هنگامی که دفاع از رساله دانشجویی ایوانلینا آتاناسوولا در آزمایشگاه فضایی مارسیلی انجام شد. رسالهای درباره «دینامیک کهکشانها» که شامل تعیین شرایط اولیه بود، مثلاً دو مجموعه از نقاط جرمی که به سمت یکدیگر پرتاب میشدند، و پس از محاسبات فراوان روی کامپیوتر، تصویری به دست میآمد که در آن به دنبال معادل آن در یک کاتالوگ بودیم.
آتاناسوولا بهطور مداوم رسالههای متعددی را بر اساس این اصل راهنمایی کرد، و معمولاً دانشجویان خارجی را به عنوان دانشجویان خود انتخاب میکرد که پس از کسب دکتری، میتوانستند در یک کرکس آستروفیزیک ایجاد شده برای آنها مستقر شوند.
احتمالاً آتاناسوولا پس از یک مسیر شغلی پر از «کارهایی که انجام نشده بودند»، بازنشسته شده است. همین مسیر برای همسرش، آلبرت بوسما، نیز صادق است.
بوسما، ۱۵ سال پیش.
آلبرت بوسما، که توانسته بود در یک کنفرانس آستروفیزیک فرانسوی-فرانسوی در مونپلیه، چند هفته پیش، به من اجازه سخنرانی را از دست بدهم، هنگامی که قصد داشتم درباره دینامیک کهکشانها صحبت کنم، فقط با این اظهار نظر:
اگر پیت صحبت کند، من میروم.
در طول بیست سال، بوسما و همسرش آتاناسوولا از یک کامپیوتر قدرتمند در آزمایشگاه مارسیلی (که من به آن دسترسی نداشتم) به نام سیستم GRAPE استفاده کردند، بدون نتایج چشمگیری، جز اینکه توزیع جرم در کهکشانها را از طریق منحنیهای چرخش آنها استنتاج کردند.
آن روز به آتاناسوولا و فرانسواز کومبس نشان دادم نتایج شبیهسازیهای کامپیوتری که فردریک دسکام انجام داده بود، روی کامپیوتر مرکز DAISY در آلمان، و با تعامل دو بعدی یک کهکشان و محیطی از جرمهای منفی. در آن لحظه، یک مارپیچ بسیار زیبا با شاخههای تیره به سرعت ظاهر شد که چندین دور گردش را حفظ کرد بدون اینکه شاخهها از بین بروند.
فرانسواز کومبس، سفید و خاکستری، فوراً به من گفت:
ما همین نتیجه را با گاز سرد به دست میآوریم!
در واقع، چند هفته بعد مجله «آسمان و فضا» تصاویر فوقالعادهای از شبیهسازیهایی که او انجام داده بود منتشر کرد. من با احتیاط، از یک دوستم خواستم که به نام یک آسمانشناس amatør، پس از تحسین فراوان به او، سؤال کند که این ساختارها چه مدت میتوانند حفظ شوند، چیزی که در مقاله ذکر نشده بود.
پاسخ آمد: کمی بیشتر از یک دور گردش...
ساختار مارپیچی در دیسک گازی شکل میگیرد. این دیسک بسیار نازک است: ضخامت ۳۰۰ سال نوری در مقابل قطر ۱۰۰٫۰۰۰ سال نوری. ضخامت یک دیسک میکروسیلن یا یک CD.
شرایط اولیه: منحنی چرخش همان کهکشانها: جامد در مرکز، و چرخش متفاوت در اطراف. یعنی سرعت زاویهای به تدریج کاهش مییابد هر چه از منطقه مرکزی دورتر شویم.
گاز سرد را در این دیسک پرتاب کنید. فاصله جین به ریشه دوم دمای گاز مرتبط است. اگر دما پایین باشد، گاز تمایل دارد به هم فشرده شود. افزودن چرخش متفاوت: ساختار مارپیچی بسیار آسان به دست میآید. اما، و تمام شبیهسازیهای مشابه نشان میدهند، این گاز گرم میشود. مولکولهای تشکیلدهنده آن سرعتهایی به دست میآورند که از سرعت فرار کهکشان بیشتر است، و شاخهها... تبخیر میشوند. آتاناسوولا مانند بسیاری دیگر، در تمام مسیر شغلی خود با این مشکل مواجه شد.
برای اینکه این ساختار بتواند باقی بماند، باید این کهکشانها به طور مداوم گاز سرد جذب کنند. فرانسواز کومبس هرگز نتوانست مقدار کافی از هیدروژن سرد را به دست آورد تا مدلش قابل قبول شود.
فرضیه وجود گاز سرد بین کهکشانها به سختی قابل دفاع است. در عوض، وجود یک گاز بسیار گرم (هیدروژن داغ شده به دهها میلیون درجه) بین این کهکشانها شناسایی شده است. برخورد این عناصر همراه با تابش پرتو ایکس بود.
و این کاملاً طبیعی است. برای اینکه این جرم گازی به مرور زمان توسط کهکشانها جذب نشود، باید اتمهای هیدروژن دارای سرعتهایی باشند که از سرعت فرار کهکشان (حدود ۱۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه) بیشتر باشد. اما دمای گاز هیدروژنی که دارای سرعت تکانه گرمایی ۱۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه است، چقدر است؟
پاسخ: ۴۰ میلیون درجه.
چگونه این گاز به چنین دمای بالایی رسیده است؟ در زمان روشن شدن ستارههای نسل اول در کهکشانهای بیضوی. در آن زمان، این کهکشانها مانند فر از کار میافتادند، و ستارههای جوان بسیار فعال بودند. ماده میتواند به صورت جتهایی از کهکشانها خارج شود. کهکشانهای مارپیچی آینده، در حالت پروتو-کهکشان، گاز خود را از دست نمیدهند و به صورت هالوی پراکنده باقی میمانند. کهکشانها در مرحله اولیه خود، به عنوان یک سیستم برخوردی، هالوی گازی چرخش میکنند، اما «کرههای مرکزی» که فسیل آنها در کهکشان راه شیری با صد گروه کروی تشکیل شدهاند، دارای تقارن کروی (و نمیچرخند) هستند. برخوردها گاز کهکشانهای پروتو-کهکشانی سبک را خنک میکنند، اما همچنان حرکت گردشی که در طول برخوردها به دست آمده است را حفظ میکنند. از این رو، این دیسکهای بسیار نازک گازی شکل میگیرند که ستارههای دومی (گروه دوم) در آنها به وجود میآیند.
گسترش کیهان، کهکشانها را از هم دور میکند و همچنین اتمهای هیدروژن بین کهکشانی را از هم دور میکند، که دیگر نمیتوانند انرژی خود را از طریق تابش از دست بدهند، مگر به صورت استثنایی، که با تابش ایکس اندازهگیری شده است.
در مقابل دختر کومبس، با هزاران انتشار، من هرگز نتوانستم در دهه ۱۹۸۰ کارم درباره این کهکشانهای مارپیچ را منتشر کنم. هر ارسالی به من بازگردانده میشد با این جمله:
«متاسفیم، ما کارهای حدسی را منتشر نمیکنیم.»
تا جایی که نهایتاً دست از تلاش کشیدم و از کار دست کشیدم. حتی فایل بیتمپ فوقالعادهای که این انیمیشن را نشان میداد را از دست دادم.
اما باید به خود بازگردیم، دوباره شروع کنیم، حتی در سن ۷۶ سالگی. حالا، پول جمعآوری شده از فروش کتابها به من اجازه میدهد تا در کنفرانسها حضور یابم. «نقطه دسترسی» شاید ریاضیات فیزیکی باشد (در سپتامبر ۲۰۱۳ یک مقاله اولیه را ارائه خواهم داد).
ناراحتی: این داستان ماده تاریک، انرژی تاریک، دینامیک نیوتنی اصلاحشده، همه اینها فریبکاری است! برای نیم قرن، آستروفیزیک و کیهانشناسی در فعالیتهایی غرق شدهاند که دیگر تنها یک داستان سیاستی هستند.
فرانسواز کومبس شاید نمادی از آستروفیزیک و کیهانشناسی معاصر باشد، از طریق تجمع دادههای دقیقتر و دقیقتر که به اندازهای از بیدانشی و بیدرکی میرسند که تقریباً به یک درصد نزدیک میشود. آستروفیزیک، کیهانشناسی و فراتر از آن، فیزیک بنیادی به یک داستان سیاستی تبدیل شدهاند. باید گفتارها، سخنرانیها، ویدیوها را جمعآوری کرد و بیشترین حضور را داشت. آندره براهیک، که به دنبال جانشینی میدهنده محبوب هوبرت ریوی بود، از سوی خود به بهترین شکل ممکن تلاش میکرد.
درست است که ظهور ابزارهای بهتر و دقیقتر به بهبود دید ما درباره کیهان کمک کرده است. افزودن اینکه تکنیکهایی مانند نوریسازی تطبیقی به شدت توسط کاربردهای نظامی تقویت شدهاند. اگر دانشمندان چشمان خود را به آسمان میچرخانند، نظامیان این کار را برعکس انجام میدهند. از طریق ماهوارههای خود، به سطح زمین نگاه میکنند، از طریق جو زمین. پیشرفتهای یکی به دیگری کمک کرده است. و این قاعده برای ابزارهای ایکس و گاما نیز صادق است که اولیه به منظور تشخیص انفجارهای هستهای طراحی شده بودند.
آینهها نیز نقش خود را در سلاحهای لیزری با انرژی هدفمند ایفا میکنند. باید در فاصلهای هزاران کیلومتری هدف را بزنیم.
متأسفانه، هرچه دادهها بیشتر و دقیقتر جمعآوری شوند، هرچه بیشتر آنچه انسانها فکر میکردند درک کردهاند، به صورت کلی و کامل ناپدید میشود. نظریه ریسمانها این مسئله را به شکلی بینظیر نشان میدهد، دانشی که سوریو با دقت بسیاری به این شکل خلاصه کرده بود: «یک فیزیک بدون تجربه و یک ریاضیات بدون دقت.»
چند سال پیش، لی اسمولین، یک دانشمند کادادی، کتابی با عنوان «مشکلی در فیزیک» منتشر کرد. پس از اینکه برای سالها روی این نظریه کار کرده بود، از او خواسته شد تا یک سخنرانی درباره بزرگترین دستاوردهای این دانش تهیه کند. او با یک «قضیه وجود» شروع کرد که نظریهپردازان ریسمان آن را یکی از ستونهای اصلی ساختمان میدانند. وقتی اسمولین این قضیه را به ریاضیدانان نشان داد، آنها فریاد زدند: «اما اینجا هیچ اثباتی نیست!»
افراد ریسمان به شدت اعتراض کردند.
اسمولین، گیج، به نویسنده این مقاله بنیادی رفت و به او گفت: «ریاضیدانان میگویند این اثبات نیست.» و او به او گفت: «من هرگز ادعا نکردهام که این را اثبات کردهام.» اسمولین، شوکه و مضطرب، بازگشت.
اسمولین، هر یک از «دستاوردهای» نظریه ریسمان را بررسی کرد و دریافت که این مجموعه تنها از باد و اعلانات تشکیل شده است. به عنوان مثال، نظریه معروف «M» ویتن به طور ساده وجود ندارد، جز به عنوان یک نام. کارهای تولید شده بیشتر شبیه به جادوگریها بودند تا هر چیز دیگری.
اسمولین نتیجه گرفت که باید به سمت چیز دیگری سرعت گرفت. او سپس محورهایی را مشخص کرد که به نظرش امیدوارکننده بودند. اینها عبارتند از:
-
گرانش حلقهای، که رهبر آن ایتالیایی کارلو روفیلی است که در مارسیلی مستقر است.
-
کیهانشناسی با سرعت نور متغیر، که رهبر آن پرتغالی جوآو ماقویو است که در دانشگاه