آغاز جهان و کیهان شناسی نوین

تاریخ دریافت: 15/11/79
تاریخ تایید: 25/2/80
چکیده
کیهان شناسی و بحث از آغاز و انجام جهان از مقولات مشترک سه حوزه معرفت بشری یعنی علم، دین و فلسفه است که از قدیم مورد عنایت صاحب نظران این سه حوزه بوده است، هرچند تا قبل از رنسانس و حتی تا اوایل قرن بیستم، کیهان شناسی فیزیکی جایگاه پایین تری نسبت به کیهان شناسی های دینی و فلسفی داشت . در این مقاله، اصول و مبانی بنیادین و مهمترین مدلهای کیهان شناسی نوین علمی مطرح شده اند و در پی آن اشکالات و نارسائیهای علمی و در حد ضرورت مبانی و مشکلات فلسفی آنها مورد بحث و بررسی قرار گرفته اند .
واژگان کلیدی: کیهان شناسی، نسبیت عام، مکانیک کوانتومی، فضا و زمان، انفجار بزرگ، تکینگی، نظریه حالت پایدار، جهان نوسانی، جهان تورمی، افت وخیز خلاء کوانتومی، گرانش کوانتومی، خلق از عدم . درآمد
فلسفه علم و فلسفه دین هر تعریفی داشته باشند و هر قدر در مورد نوع و سعه و ضیق حیطه های پژوهشی آنها اختلاف نظر باشد، فلاسفه علم و فیلسوفان دین در این نکته اتفاق نظر دارند که بحث و بررسی پیرامون نقاط اشتراک علم و دین و فلسفه و ملزومات فلسفی و دینی نظریه های علمی از وظایف و دل مشغولیهای اصلی آنها باید باشد .
کیهان شناسی و بحث از آغاز و انجام جهان از همین دسته مقولات است که پیوند و مرز مشترک بین علم (فیزیک) و فلسفه و دین در آن به خوبی نمایان و هویدا است; لذا دور از انتظار نیست که مباحث آن به عنوان یکی از مهمترین مسائل در فلسفه های علم و دین مورد بحث و بررسی قرار گیرد . چنین رویکرد فلسفی و دینی به کیهان شناسی بویژه پس از ظهور و شیوع نظریه انفجار بزرگ در زمینه پیدایش عالم گسترش فراوانی یافته است . همین نکته، نشان دهنده ضرورت و اهمیت آشنائی دانشجویان فلسفه و طلاب علوم دینی با نظریه های جدید علمی پیرامون آغاز جهان است; بطوری که امروزه هرگونه بحث در این مقوله بدون آگاهی از مباحث علمی پیرامون آن ابتر و ناقص خواهد بود .
قبل از رنسانس و ظهور علم نوین و در طول دوران سیطره فلسفه افلاطونی و فیزیک ارسطوئی بر دانش بشری، فلسفه محوریت اصلی را در مباحث کیهان شناسی عهده دار بود و علم و دین متناسب با نگرشهای فلسفی تفسیر می شدند . اما ، پس از رنسانس که علوم تجربی جایگاه رفیع تری یافتند، هرچند با تغییر جایگاه، فلسفه ناچار شد خود را با علم هماهنگ سازد و با همین انگیزه کانت کوشید تا متافیزیکی متناسب با فیزیک نیوتنی بنا کند، اما کیهان شناسی همچون گذشته به تبعیت از طبقه بندی کریستین ولف که کانت نیز از وی پیروی نمود، در طبقه بندی علوم و در تمایز صریح با فیزیک در عداد الهیات و روانشناسی از بخشهای متافیزیک خاص به شمار آمد که با جهان طبیعت در کلی ترین وجوه آن سروکار داشت . ⁽¹⁾ این تقسیم بندی تا اوایل قرن بیستم دست نخورده باقی ماند تا این که با ظهور دو نظریه اساسی کیهان شناسی نوین یعنی نسبیت عام و کوانتوم مکانیک، کیهان شناسی به یکی از شاخه های مهم و اساسی علوم نوین تبدیل شد و همراه آن، اصطلاحات فلسفی نیز وارد حیطه فیزیک و کیهان شناسی شدند .
در این مقاله، ابتدا اصول و مبانی نظریه های علمی و همچنین فرضهای بنیادین کیهان شناسی نوین که مدلهای جدید کیهان شناسی مبتنی بر آنها هستند، به اجمال مطرح شده اند و در پی آن مهمترین مدلهای کیهان شناسی نوین، که امروزه مقبولیت بیشتری دارند به همراه نارسائیها و اشکالات علمی آنها مورد بحث و بررسی قرار گرفته اند . برای پرهیز از دشواری بحث، حتی الامکان از طرح روابط و معادلات ریاضی اجتناب شده است که البته طالبان مباحث عمیقتر چاره ای جز رجوع به آنها ندارند . پی نوشتهای مفصل مقاله راهنمای خوبی در این زمینه می تواند باشد . بحث گسترده پیرامون ملزومات و نتایج فلسفی و دینی این مدلها خود مقاله مستقلی می طلبد که با امید به لطف خداوند، تدوین و منتشر خواهد شد . کیهان شناسی نوین و مبدا عالم
کیهان شناسی در معنای عام آن مطالعه ساختار و تحول جهان به مثابه یک کل در مقیاس کلان است ⁽²⁾ که از دو واژه یونانی به معنای نطق و سخن مشتق شده است . ⁽³⁾ هرچند جاذبه آسمان پرستاره به گونه ای بوده است که پیشینه مطالعه و بررسی کیهان به قدمت تمدن و فرهنگ بشری است، بطوری که در برخی از تمدنهای کهن اندازه گیریهای به عمل آمده در مورد پدیده های نجومی با توجه به مقادیر فعلی از دقت حیرت آوری برخوردار بوده است، ⁽⁴⁾ اما شروع کیهان شناسی نوین از مقاله ای است که در سال 1917 توسط آلبرت اینشتین تحت عنوان «ملاحظات کیهان شناختی در نظریه نسبیت عمومی » انتشار یافت . وی در این مقاله کوشید با استفاده از معادلات میدان و چند پیش فرض دیگر از قبیل توزیع یکنواخت ماده در سراسر فضا، ایستا بودن عالم و یا ثابت بودن چگالی جهان در زمان و برخی مقبولات دیگر، خواص فیزیکی عالم را استنتاج کند . ⁽⁵⁾ این معادلات با اصلاحات به عمل آمده در آن و به همراه چند فرض بنیادین، زیربنای تمام مدلهای کیهان شناسی نوین هستند . فرضهای بنیادین کیهان شناسی نوین
فیزیکدانان در مطالعات کیهان شناسی با طرح و حل مدلهای فرضی ریاضی درباره جهان به دنبال جوابهایی هستند که در حد امکان بیشترین پدیده های تجربی و مشاهده شده را توضیح دهد . برای جلوگیری از پیچیدگی بیش از حد معادلات، مهمترین فرضهای ساده کننده عبارتند از: ⁽⁶⁾
1- جهان، همگن (Homogeneous) است . هنگام مطالعه کیهان به عنوان یک کل، باید از جزئیات آشفته کننده صرف نظر کنیم . ساده ترین راه چنین کاری توزیع غیر یکنواختیهای موضعی در کل پهنه آسمان است که با توجه به وسعت کیهان، معقول و منطقی است . جهان همگن، جهانی است که در آن توزیع ماده، یکنواخت و در نتیجه چگالی ماده در تمام قسمتهای آن کم و بیش ثابت است .
2- جهان، همسانگرد (Isotropic) است . همسانگردی جهان به معنای یکسانی خصوصیات آن در تمام جهات فضائی است . به عبارت دیگر، الگوی سرعتها در مناطق مختلف جهان یکسان است .
3- جهان، یکنواخت است . چنین جهانی تا فواصل بی اندازه زیاد، خواص یکنواختی دارد و کهکشانهای مختلف دوردست به غیر از تفاوتهای قابل پیش بینی نظیر اثرات ناشی از تحول آنها، تفاوت اساسی با کهکشانهای نزدیک ندارند .
4- همواره قوانین یکسانی بر جهان حاکم است . جهان شمولی و عمومیت قوانین فیزیکی و شیمیائی که تا کنون کشف شده اند ویا در آینده کشف خواهند شد، فرض بنیادی دیگر در بررسی جهان است . هر چند این فرض قابل اثبات نیست، اما بررسی پدیده های آسمانی با توجه به مقدار و ثبات سرعت نور، چیزی جز مطالعه حوادث گذشته نیست و اگر قوانین شناخته شده فعلی، حاکم بر جهان گذشته و یا مناطق دوردست جهان نباشد، کیهان شناسی دانشی لغو و باطل خواهد بود . برخی از کیهان شناسان با تعمیم فرض جهان شمولی، قوانین فیزیک را بر جهان به مثابه یک کل نیز صادق می دانند .
5- جهان، ناهمدوس (Incoherent) است . منظور از ناهمدوسی، استقلال بخشهای مختلف جهان از هم و عدم تاثیر حوادث واقع در آنها بر یکدیگر است; به غیر از گرانش و پدیده های نوری، که در سراسر عالم به یکسان اثر می کنند . این جهان، همچون جسم یکپارچه نیست که هر آشفتگی محلی قسمت دیگر را آشفته و متاثر سازد، بلکه اختلال صرفا در خود آن محل محسوس است .
مجموع پیش فرضهای فوق را - که داده های کیهانی نیز به نحوی آنها را تایید می کنند، - می توان در اصلی موسوم به «اصل کیهان شناختی » یا «اصل کپرنیکی » بیان کرد: «عالم، همگن و همسانگرد است . در چنین جهانی هیچ محل ممتازی وجود ندارد و از هر نقطه که نگاه کنیم، جهان به یک شکل است » . ⁽⁷⁾ کیهان شناسی نوین با این پیش فرضها و معادلات نسبیت عام بایستی بتواند مشکلات کیهان شناسی را حل و پدیده هایی چون انبساط عالم، تشعشع میکروموجی زمینه کیهانی و فراوانی نسبی عناصرخاص را تبیین نماید .
1- قانون هابل و انبساط عالم: ادوین هابل (1889- 1953م) در اواخر دهه 1920 متوجه شد انتقال به سمت قرمز کهکشانها بر حسب فاصله شان افزایش می یابد; یعنی کهکشانها از ما دور می شوند و هر چه کهکشان دورتر باشد، سرعت دور شدن آن بیشتر است . ⁽⁸⁾ این کشف، موسوم به «قانون هابل » دلیل محکمی بر انبساط عالم است . باید توجه داشت که قانون هابل برای تمام کهکشانها صادق است و هیچ نقطه ای را نمی توان به عنوان نقطه مرکزی و یا متمایز در نظر گرفت . این ویژگی، بیان دیگر اصل همگنی جهان است . ارقامی که امروزه برای سرعت انبساط کیهان محاسبه می شوند، مقادیر قابل توجهی را نشان می دهند . کوازارها (اخترنماها) که بنا به قولی دورترین اجسام عالم به ما هستند، باسرعتی نزدیک به 90 تا 95 درصد سرعت نور (000ر300 کیلومتر در ثانیه) از ما دور می شوند .
2- تابش زمینه ای کیهانی: جورج گاموف در دهه 1940 پیش بینی کرد که جهان در گذشته بسیار دور به شدت داغ و متراکم بوده و بر اثر انفجاری عظیم، انبساط آن شروع شده و ادامه یافته است . بعلاوه، تشعشع باقی مانده از آن جهان بسیار داغ اولیه اینک سرد شده و در دمای حدود 5 K قابل دریافت است . ⁽⁹⁾ در ژوئیه سال 1965 همزمان دو مقاله ، یکی مبنی بر پیش بینی وجود اشعه جسم سیاه از «دیکی » و «پی بلز» و دیگری مبنی بر کشف این اشعه از «پنزیاس » و «ویلسن » در مجله آستروفیزیکال جورنال منتشر شد . در سال 1992 نیز یافته های ماهواره COBE و تحقیقات همزمان اخترشناسان مؤیدهای بیشتری مبنی بر تطبیق مشاهدات انجام شده در مورد این اشعه با پیش بینیهای نظریه انفجار بزرگ فراهم آورد . ⁽¹⁰⁾
3- فراوانی هلیوم و دوتریم: هلیوم از عناصری است که به استثناء دسته خاصی از ستارگان، به وفور در تمام اجرام موجود در کهکشان ما و در کهکشانهای مجاور با مقادیر تقریبا یکسان 25 تا 30 درصد جرم مواد کیهانی یافت می شود . هیدروژن نیز 70 تا 75 درصد جرم کیهان را تشکیل می دهد . توضیح علت وفور این مواد با استفاده از فرآیندهای هسته ای درون ستارگان و سنتز هیدروژن دشوار است و باید به دنبال منشا پیدایش آنها در آغاز عالم بود .
قبل از بررسی مدلهای کیهان شناسی و چگونگی تبیین آنها از پدیده های فوق، ضروری است مروری اجمالی بر نظریه های سبیت خاص و عام و مفاهیم فضا و زمان در فیزیک جدید داشته باشیم . نسبیت خاص، نسبیت عام، فضا و زمان
در اواسط سده نوزده میلادی، جورج کلارک ماکسول (1831- 1879 م) با استفاده از مفهوم میدان، پدیده های الکتریکی و مغناطیسی را تحت نظریه واحد الکترومغناطیس در چهار معادله، مشهور به معادلات میدان ماکسول، صورت بندی کرد . از پیش گوئیهای مهم این معادلات انتشار امواج الکترومغناطیسی در فضای تهی با سرعت ثابت c بود که دانشمندان می توانستند با استفاده از آن، چارچوب اینرسی سکون مطلق را بطور نظری و تجربی تعیین کنند . از طرف دیگر، تصور می شد امواج الکترومغناطیس با استفاده از محمل اتر که سراسر عالم را پوشانده است، در فضا منتشر می شوند . تلفیق معادلات ماکسول و فرض وجود اتر نشان داد که سرعت نور نسبت به اتر ثابت و برابر مقدار c است، اما نسبت به ناظرانی که با سرعتهای متفاوت نسبت به اتر حرکت می کنند، باید متفاوت باشد .
در سال 1887 علی رغم تلاش مایکلسون و مورلی برای آشکار ساختن وجود اتر، این نتیجه خلاف انتظار به دست آمد که سرعت نور در جهات مختلف، یعنی در جهت حرکت زمین و در راستای عمود بر آن یکسان است و هر گونه تلاش برای یافتن اتر به شکست انجامید . در سال 1905، آلبرت اینشتین (1879- 1955 م) طی مقاله ای اعلام کرد با تجدیدنظر در مفهوم زمان و همزمانی مطلق نیازی به فرض وجود اتر نخواهیم داشت . وی با دو پیش فرض، که تجربه به گونه ای آنها را تایید کرده بود، کار خود را شروع کرد:
اول، قوانین طبیعت برای تمام دستگاههای ماندی یکسان است:
دوم، سرعت نور برای تمام دستگاههای ماندی یکسان است . ⁽¹¹⁾
دستگاه ماندی دستگاهی است که با سرعت یکنواخت در خط مستقیم حرکت می کند، یعنی برآیند نیروهای وارد بر آن صفر است . این دو پیش فرض با قانون تبدیل کلاسیک سرعتها و مکانها از یک دستگاه ماندی به یک دستگاه ماندی دیگر یعنی تبدیلات گالیله در تعارض بود و اینشتین برای حل تعارض به ناچار قانون تبدیلات دیگری موسوم به تبدیلات لورنتس را جایگزین آن نمود . این جایگزینی مستلزم تغییراتی در مفروضات اساسی فیزیک نیوتنی بود .
از پیامدهای این نظریه که به نسبیت خاص مشهور شد، جایگزینی همزمانی نسبی به جای همزمانی مطلق با توجه به سرعت وموقعیت ناظر، هم ارزی جرم و انرژی، کند شدن زمان و کوتاه شدن طول و بزرگتر شدن جرم ناظر متحرک نسبت به ناظر ساکن است . از طرف دیگر، در مکانیک نیوتنی هیچ گونه محدودیتی برای سرعت انتقال و یا تاثیر اجسام وجود ندارد; اما در نسبیت خاص هیچ تاثیری سریعتر از سرعت نور ممکن نیست . دیگر پیامد مهم نسبیت خاص، ملهم از مقاله هرمان مینکوفسکی در سال 1908، تلفیق فضا و زمان در یکدیگر به صورت پیوستار چهار بعدی فضا - زمان است .
پس از نسبیت خاص، اینشتین طی ده سال کار مستمر تلاش کرد تا اصل هم ارزی قوانین طبیعت را به تمام دستگاهها و ناظران تعمیم دهد . وی که از برابری غیر قابل توضیح جرم ماندی و جرم گرانشی در مکانیک نیوتنی شروع کرده بود، به این نتیجه رسید که گرانش نیرویی چون سایر نیروها نیست، بلکه نتیجه این واقعیت است که فضا زمان مسطح نیست و بر اثر توزیع جرم و انرژی خمیده است .
نتیجه این رویکرد اصل هم ارزی است که بر مبنای آن، رویدادهای فیزیکی در دستگاههای شتاب یافته و در میدانهای گرانشی هم ارزند . اینشتین با استفاده از آنالیز تانسوری، معادلات میدان نسبیت عام را تدوین کرد . این معادلات خمیدگی فضا زمان توسط میدان گرانش را نشان می دهند و حل همزمان آنها با معادلات ژئودزی که نحوه حرکت اجرام را بیان می کنند، جواب کامل مسئله را به دست می دهد . در نسبیت عام، ماده، شکل فضا زمان و فضا زمان نحوه حرکت ماده را مشخص می کند . به این ترتیب، فضا دیگر موجودی مستقل از ماده و میدان نیست (برخلاف مکانیک نیوتنی و نسبیت خاص) و چیزی به نام فضای تهی، یعنی فضای تهی از میدان وجود ندارد; بلکه فضا زمان صرفا کیفیتی از ساخت میدان است . به همین دلیل سخن گفتن از فضا - زمان فراتر از مرزهای جهان بی معناست . اما مهمترین پیش بینی نسبیت عام را باید در مورد چگونگی ساختار کل عالم دانست که تصویر جهانی پویا، شروع شده در زمانی معین و پایان یابنده را جایگزین جهانی ایستا، ازلی و ابدی کرده است .
معادلات نسبیت عام، هندسه فضا - زمان را توصیف می کنند و طبیعی بود که اینشتین بخواهد آنها را به کل عالم تسری دهد . ملاحظات اولیه وی مبتنی بر دو پیش فرض بود:
اول، ماده دارای چگالی متوسطی در فضاست که همه جا یکسان است و صفر نیست;
دوم، بزرگی فضا (عالم) به زمان بستگی ندارد .
وی با پیش فرض دوم می خواست در همان مسیر مقبول عصر خود که جهان را ایستا و پایدار می دانست، قدم بگذارد . این دو پیش فرض در صورتی با معادلات میدان وی سازگار می شدند که جمله ای فرضی به معادلات اضافه می شد . این جمله که بعدها به «ثابت کیهان شناختی » معروف شد، نیرویی ضدگرانش را باعث می شد که بر خلاف سایر نیروها ناشی از منبع خاصی نبود، بلکه در ساختار فضا زمان نهفته بود . افزودن «ثابت کیهان شناختی » زیبایی معادلات را برهم زد و تا حد زیادی از سادگی منطقی آنها کاست . ⁽¹²⁾ بعدها که هابل پدیده انبساط عالم را کشف کرد، اینشتین که از پیش بینی یکی از مهمترین رخدادهای فیزیک محروم شده بود، دست بردن در معادلاتش را بزرگترین اشتباه علمی زندگیش نامید . ⁽¹³⁾ دیگر نوآوری مهم اینشتین در همان مقاله، کشف امکان ساخت غیر اقلیدسی عالم بود . چنین عالمی، جهانی است کروی که مطابق هندسه ریمانی سه بعدی است و در عین این که متناهی و بسته است، هیچ گونه مرز و کرانه ای ندارد; در چنین فضائی اگر به طور مستقیم پیش برویم، پس از مدتی مجددا به نقطه عزیمت خود خواهیم رسید . مدلهای کیهان شناسی - مدلهای فریدمان
در سال 1922 آلکساندر فریدمان (1888- 1925 م) با کنار گذاشتن پیش فرض دوم اینشتین و حذف ثابت کیهان شناختی، به جوابهایی دست یافت که جوابهای متعارف معادلات میدان اینشتین شدند . ⁽¹⁴⁾ این جوابها که رفتار جهانهای همگن را بیان می کنند، امروزه پایه کیهان شناسی نوین به شمار می روند . وی با حل همزمان معادلات، در نهایت ده معادله اصلی نسبیت عام را به دو معادله کاهش داد و با حل آنها، هفت سال پیش از کشف ادوین هابل، انبساط عالم را پیش بینی کرد . حل معادلات فریدمان متناسب با مقدار «ثابت انحناء فضا» به جوابهای مختلف می انجامد . این ثابت می تواند یکی از سه احتمال انحنای مثبت، منفی و یا صفر را بپذیرد .
در انحناء مثبت، عالم فضایی کروی است که تمام سطوح مقطع آن هندسه کره حجمی متناهی دارد که فاقد کرانه است . گرانش در چنین جهانی آن چنان نیرومند است که فضا را به دور خود خم کرده و کمابیش چیزی چون سطح زمین به وجود آورده است . فضایی با انحنای صفر همان فضای اقلیدسی است که قوانین معمولی هندسه اقلیدسی در آن صادقند . بالاخره سومین حالت، فضایی با انحنای منفی است که تعداد سحابیها بر حسب فاصله سریعتر از تعداد آنها در صفحه زیاد می شود .
تمام راه حلهای فریدمان و مدلهای به دست آمده مستلزم آنند که جهان در گذشته ای دور (ده تا بیست میلیارد سال پیش) بسیار کوچک و در عین حال بسیار داغ بوده و سپس شروع به انبساط نموده است . البته لحظه شروع عالم را می توان دو گونه تصویر کرد: ⁽¹⁵⁾ در مدل اول، جهان از اندازه ای متناهی و در مدل دوم، موسوم به مدل انفجار بزرگ، جهان از مقیاس صفر شروع می شود . مدل اول چندان مورد پسند فیزیکدانان نیست، زیرا مستلزم فرضهای بیشتر درباره شرایط اولیه است . اما مدل دوم که امروزه مورد قبول اکثر فیزیکدانان است، همان نظریه انفجار بزرگ است که بنابر آن در آغاز، ابعاد عالم صفر و چگالی و انحناء فضا - زمان بی نهایت بود . این شرایط بسیار ناپایدار به انفجار مهیبی منجر شد که همه عالم کنونی ما، شامل فضا، زمان و ماده، نتیجه آن انفجار اولیه است . نظریه نسبیت عام پیش بینی می کند که در آن نقطه آغازین به دلیل صفر شدن ابعاد فضا و همبستگی فضا، زمان و ماده، زمان نیز به سمت صفر میل می کند و چون تمام قوانین فیزیکی بر مبنای فضا و زمان صورت بندی شده اند، نظریه از تبیین باز می ماند و درهم می شکند . ⁽¹⁶⁾ این نقطه که به آن تکینگی گفته می شود، مرزی است که بر اساس حوادث پس از آن، نمی توان به حوادث پیش از آن پی برد و همچنین بالعکس .
بنابراین، حوادث پیش از انفجار بزرگ را نمی توان با قوانین موجود صورت بندی کرد و مدلی برای آن ارائه داد . بعلاوه، چون فضا و زمان نیز همراه با انفجار بزرگ پدید آمده اند، سؤال از زمان و مکان انفجار بزرگ بی معناست . ⁽¹⁷⁾ مدل انفجار بزرگ
اگر جهت انبساط عالم را معکوس کنیم، به نقطه زمان صفر می رسیم که چگالی و انحناء فضا زمان بی نهایت و دما بسیار زیاد بوده است . خصوصیات این ماده آغازین که به اسامی گوناگونی چون ماده آغازین اولیه (Ylem) ، آتشگوی آغازین، اتم آغازین و . . . . نامیده شده است، منجر به تکینگی در آغاز زمان می شود که «راجر پن رز» و «استیون هاوکینگ » طی مقاله مشترکی در سال 1970 نشان دادند که با فرض صحت نسبیت عام و مقدار ماده موجود در جهان و انبساط عالم، گریزی از آن نیست . ⁽¹⁸⁾ چنانچه بخواهیم از آغاز جهان شروع کنیم، با محدودیتهایی که قواعد مکانیک کوانتومی اعمال می کنند، راهی برای درک آنچه در زمان صفر و یا زمان کمتر از 43- 10 ثانیه مشهور به زمان پلانک، اتفاق افتاده است، نداریم . حتی برخی از فیزیکدانان در مورد چگونگی توضیح حوادث پس از زمان پلانک نیز تردیدهای جدی دارند . با این حال، با تقریب مناسبی می توان وقایع پس از انفجار بزرگ، یعنی حوادث پس از زمان پلانک را توضیح داد . ⁽¹⁹⁾
با عبور از زمان پلانک می توان گفت که اولین تجزیه در طبیعت رخ داده و نیروی گرانش از مابقی نیروها جدا شده است . بین این زمان تا 35- 10 ثانیه پس از انفجار بزرگ موسوم به دوره GUT ، سه نیروی هسته ای قوی، هسته ای ضعیف و الکترومغناطیس از هم غیر قابل تشخیص بوده اند . در زمان 34- 10 ثانیه پس از انفجار بزرگ، در دمای حدود 1028 درجه کلوین، نیروی قوی هسته ای از نیروی الکتروضعیف جدا شده و وجود مستقل یافته است . در 10- 10 ثانیه پس از انفجار بزرگ، در دمای 1015 درجه کلوین، کوارکها ظاهر شده و نیروهای هسته ای ضعیف و الکترومغناطیس از هم تمایز یافته اند . در 4- 10 ثانیه پس از انفجار بزرگ، در دمای 1012 درجه کلوین، کوارکها به تدریج به پروتونها و نوترونها تبدیل شده اند .
در این لحظه، جهان توده ای بود جوشان از ذرات و اشعه که پیوسته جفتهای ذره - پادذره از فوتونهای پرانرژی خلق می شدند و یکدیگر را از بین می بردند و انرژی برخورد به صورت اشعه ساطع می شد . بعلاوه، در این زمان ذراتی چون الکترون و نوترینو همراه با پادذراتشان به وجود آمده اند . در دمای 1011 درجه کلوین یعنی 1/0 ثانیه پس از انفجار بزرگ، به ازاء هر یک میلیارد فوتون، الکترون و یا نوترینو، یک پروتون و یا نوترون وجود داشت و چگالی عالم هنوز بسیار زیاد و معادل 8/3 میلیارد برابر چگالی آب در شرایط معمولی زمین بود . با سرد شدن عالم، زمانی که دما به 1010 درجه کلوین تنزل یافت، یعنی در حدود 1 ثانیه پس از انفجاربزرگ، کلیه زوجهای الکترون - پوزیترون نابود شدند و فرآیند خلق ماده متوقف گردید .
در این دوره، فراوانی فوتون به سایر ذرات در حدود 109 برابر بود و به همین دلیل این دوره را عصر تابش می نامند . چگالی جهان در این زمان تقریبا 380 هزار برابر چگالی آب بود و کاهش دما باعث تغییر نسبت پروتون - نوترون به 24 درصد نوترون و 76 درصد پروتون شده بود . تقریبا 14 ثانیه پس از انفجار بزرگ، دمای جهان به حدود 3 میلیارد درجه کلوین کاهش یافت و به دلیلی ناشناخته کسر کوچکی از ذرات الکترون و پوزیترون باقی ماند . در این دما هسته های دوتریوم به محض تشکیل شدن، از هم می پاشیدند و لذا هسته های سنگین تر فرصت به وجود آمدن پیدا نکردند .
فرایند تبدیل نوترونها به پروتونها علی رغم کم شدن سرعت، همچنان ادامه داشت . نسبت آنها در این زمان 17 درصد نوترون و 83 درصد پروتون بود . بعد از گذشت حدود 30 ثانیه از آغاز جهان و با کاهش دما به یک میلیارد درجه یعنی در حدود هفتاد برابر دمای کنونی مرکز خورشید، بسیاری از پروتونها و نوترونها در یکدیگر گداختند و هسته های هلیم را پدید آوردند . برخورد نوترونها و پروتونها با الکترونها، نوترینوها و پادذره هایشان تقریبا قطع شده بود، اما واپاشی نوترون به تدریج اهمیت می یافت: در هر 100 ثانیه، 10 درصد نوترونهای باقیمانده به پروتون واپاشی می یافتند . نسبت نوترون - پروتون به 14 درصد نوترون و 86 درصد پروتون رسیده بود .
در پایان سه دقیقه نخستین، دیگر نوترون آزادی به جا نمانده بود و فرآیندهای هسته ای متوقف شدند . در این زمان حدود 75 درصد از جرم جهان به صورت پروتونها و الکترونها (که سرانجام به هم پیوستند و هیدروژن را به وجود آوردند) و 25 درصد جرم باقیمانده به هلیوم تبدیل شده بود . در حدود 30 دقیقه پس از انفجار بزرگ، دمای جهان به 300 میلیون درجه کلوین و چگالی آن به 9/9 برابر چگالی آب کاهش یافت . از این مقدار 31 درصد به صورت نوترینوها و پادنوترینوها و 69 درصد به صورت فوتونها بودند . جهان هنوز آن قدر داغ بود که اتمهای پایدار دوام نمی آوردند . پس از گذشت 500 هزار سال، جهان در حال انبساط به اندازه ای سرد شده بود که الکترونها می توانستند در دمای حدود 5000 درجه کلوین، یعنی دمای سطح خورشید، به هسته های هلیم و هیدروژن پیوسته و اتمها را تشکیل دهند .
تشکیل اتمها نشانه گسست آخرین حلقه های پیوند میان اشعه و ماده در مقیاس کیهانی بود، چرا که اتمها به دلیل خنثی بودن، دیگر با اشعه به کنش متقابل نمی پرداختند . از آن پس اشعه زمینه ای کیهانی مدام رو به سردی و رقت گذاشت تا امروزه که به صورت نجوای ضعیفی در دمای تقریبا 7/2 درجه کلوین ردیابی می شود . از پانصد هزار تا یک میلیارد سال پس از انفجار بزرگ، موسوم به عصر ستاره ای، کهکشانها، ستاره ها و همچنین عناصر سنگین شروع به شکل گیری کردند . پس از آن تا ده میلیارد سال بعد سیارات شکل گرفتند و 12 میلیارد سال پس از انفجار بزرگ، حیات به صورت جانداران میکروسکوپی پا به عرصه وجود گذاشت . فسیلها و استخوانهای کشف شده از موجودات آدم نما نزدیک به یک الی دو میلیون سال قدمت دارند .
توضیح مطلوب پدیده هایی چون انبساط عالم، تشعشع زمینه ریزموجی و توزیع نسبی هلیوم - هیدورژن ⁽²⁰⁾ و حل معضلاتی چون باطلنمای البرز ⁽²¹⁾ توسط نظریه انفجار بزرگ، باعث شده است اکثر قریب به اتفاق فیزیکدانان آن را به عنوان نظریه مقبول در مورد تطور عالم بپذیرند و نظریه های رقیب را کنار گذارند . یکی از مهمترین نظریه های رقیب که در لفافه دلایل علمی ولی در واقع با انگیزه های فلسفی و کلامی پا به عرصه گذاشت، نظریه حالت پایدار (Steady - State Theory) است . مدل حالت پایدار
در سال 1948 میلادی توماس گلد، هرمان باندی و فرد هویل، نظریه ای موسوم به «نظریه حالت پایدار» در توجیه پدیده های کیهان شناختی و نحوه تطور عالم تدوین کردند . آنها با فرض ثبات ازلی جهان، چهارمین فرض از فرضیه های بنیادین کیهان شناسی را در اصلی معروف به «اصل کامل کیهان شناختی » چنین تعمیم دادند که: «جهان نه فقط در هر سو همسانگرد واز هر جاکه بنگریم همگن است، بلکه هر زمان نیز که نظر شود، چنین است .» ⁽²²⁾ بنابراین، مفهوم همگنی و همسانگری به بعد زمان نیز تعمیم می یابد . تصویر جهان متناسب بااین اصل همچون تصویر ساکن در رودخانه ای جاری است که هرچند حرکت را طرد و نفی نمی کند، اما جهان را در کل بدون تغییر می بیند . ⁽²³⁾
نظریه حالت پایدار در عین قبول جهان در حال انبساط، آن را ناشی از انفجار بزرگ و شروع از یک تکینگی نمی داند، بلکه معتقد است تمامی پارامترها وهمچنین ثابت هابل در تمام زمانها در جهان یکسان بوده است . برای یکسان ماندن همواره جهان در حال انبساط، این نظریه فرض می کند که همواره کهکشانهای جدیدی خلق می شوند و جای کهکشانهای قدیمی و دورشونده را می گیرند . آهنگ آفرینش در این مدل بسیار کند است; یعنی یک اتم هیدروژن در حجم یک لیتر در هر 1012 سال و لذا آزمون آن تقریبا غیرممکن است . ⁽²⁴⁾ به جز آفرینش مدام ذرات، یکی از پیش بینیهای قابل آزمون این مدل یکسان بودن شمار کهکشانها و اشیاء مشابه آن در تمام زمانها در هر حجم مفروضی از فضا است .
بنابراین در صورت مشاهده تفاوت بین یک ویژگی ستاره شناختی در گذشته دور با مناطق مجاور، یکسان بودن جهان نقض خواهد شد . در اوایل دهه شصت، تحقیق گروهی از ستاره شناسان به رهبری مارتین رایل در مورد امواج رادیویی فضاهای دوردست نشان داد که تعداد منابع معمولی این امواج در هر واحد حجم فضا برای منابع نزدیک کمتر از منابع دور است . ⁽²⁵⁾ چنین نتیجه ای می توانست دو گونه تعبیر شود: یا این که ما در مرکز خاصی از جهان واقع شده ایم که در آن تعداد منابع رادیوئی از مناطق دیگر کمتر است و یا این که در حال نگریستن به حوادث زمان گذشته هستیم و در آن زمان تعداد منابع بیش از زمان حال بوده است . هر دو تعبیر با نظریه حالت پایدار ناسازگار است . مدافعین نظریه حالت پایدار در مقام پاسخگوئی، این مشکل را ناشی از عدم دقت در اندازه گیریها و عدم قطعیت در ابعاد فضائی و زمانی جهت صدق نظریه دانستند و مدعی شدند با افزایش در دقت و مقیاس اندازه گیری، نظریه صادق خواهد بود . پاسخ اول با توجه به دقت مناسب وسایل اندازه گیری و پاسخ دوم به دلیل ابطال ناپذیر کردن نظریه، غیر قابل قبول هستند .
نظریه حالت پایدار در دهه های چهل و پنجاه میلادی رقیبی جدی برای نظریه انفجار بزرگ شمرده می شد، اما با کشف اشعه زمینه کیهانی ضربه ای اساسی به آن وارد آمد . این اشعه در نظریه انفجار بزرگ با منشا جهان مرتبط است، اما در مدل حالت پایدار چنین توضیحی را ابدا نمی توان مطرح کرد . با تمام این ایرادات فردهویل از پای ننشست . وی اواسط دهه هفتاد به اتفاق جایانت نارلیکار فرمول بندی دیگری برای مدل حالت پایدار عرضه کردند . ⁽²⁶⁾ آنهابا این استدلال که جرم ذرات (مثل الکترون و پروتون) بر اثر اندرکنشهای متقابل با ماده دوردست جهان به وجود می آید، نسبیت عام را مجددا صورت بندی کردند . معادلات آنها بسیار شبیه معادلات اینشتین است، با این تفاوت که جرم ذرات مسن تر به دلیل افزایش اندرکنشها بیشتر از جرم ذرات جوان تر است . بر این مبنا انتقال به قرمز کهکشانها ناشی از فرار آنها و انبساط عالم نیست، بلکه به جرم کم الکترونها در اتمهای آن کهکشانها و افزایش آن در طول زمان ارتباط دارد .
از طرف دیگر، افزایش جرم ذرات به معنای کوچکتر شدن اندازه اتمها و در نتیجه اندازه همه چیز از جمله کهکشانها با گذشت زمان است . بنابراین، کهکشانها در حال دور شدن از همدیگر نیستند، بلکه خطکشهای ما در حال جمع شدن و چروکیدن هستند . در واقع چون کهکشانها در گذشته دور بسیار بزرگتر بوده اند، چنین به نظر می رسد که در حدود 15 میلیارد سال پیش در یک محل اجتماع کرده بودند و امروزه چون بسیار کوچکترند، به نظر می رسد که دورتر هستند . بطور خلاصه، انبساط جهان یک خبط بصری است .
در برابر این ایده یک مشکل اساسی بروز می کند: در جهان ازلی تعداد اندرکنش متقابل بین ذرات بی نهایت است و لذا جرم ذرات امروزی بایستی بی نهایت باشد . هویل - نارلیکار در برابر این اشکال ایده غریبی را مطرح کردند . آنها زمانی را به صورت t = 0 در نظر گرفتند که در آن، جرم تمام ذرات صفر است . اجسام قبل از زمان t = 0 نقش منفی واجسام بعد از آن نقش مثبت دارند . با این تقسیم بندی، طبیعت اندرکنش اجسام در گذر از مرز t = 0 تغییر می کند . چون تمام فضا - زمان در این کیهان شناسی به مناطقی با تجمع مثبت و تجمع منفی تقسیم شده است، در سطوحی که روی آنها نقشهای مثبت و منفی همدیگر را کاملا خنثی می کنند، یعنی سطوح t = 0 ، جرم ذرات صفر است .
هنگامی که ستاره شناسان به عقب باز می گردند تا حد فاصل بین تجمعات مثبت و منفی را ببینند، پدیده هایی را مشاهده می کنند که آنها را به اشتباه به جانب انفجار بزرگ هدایت می کند . اما در واقع، ما در نزدیک سطحی با جرم صفر قرار گرفته ایم و مشاهدات را باید با این حقیقت که جرم ذرات در چنین سطوحی صفر می شود، توضیح داد .
این سخنان به معنی آن است که برای پرهیز از یک وضعیت غیر عادی یعنی تکینگی، می توان حالتهای غیرعادی بسیاری را پذیرفت: صفر شدن تمام جرمها در سطح 0 = t ، زمان منفی در t، دوگانه بودن کیفیت اثرگذاری جرمها به صورت منفی و <0 >مثبت در tو t>0 ، بزرگ شدن جرم ذرات و کوچک شدن ابعاد کهکشانها با مرور زمان و . . . بیهوده نیست که تی . اس . <0 >الیوت این مدل را کیهان شناسی غریب نام نهاده است!
واقعیت این است که نگرانی اصلی مدافعین نظریه حالت پایدار ورود متافیزیک به عرصه فیزیک با استفاده از نظریه انفجار بزرگ است . هویل - نارلیکار نارضایتی اصلی خود از نظریه انفجار بزرگ را چنین اعلام می کنند: «بسیاری از پذیرش چنین موقعیتی (نظریه انفجار بزرگ) خرسند هستند . آنها آن را بدون این که در جستجوی هر گونه توصیف فیزیکی برای شروع ناگهانی ذرات باشند، می پذیرند . شروع ناگهانی فوق عالما و عامدا متافیزیکی در نظر گرفته می شود - چیزی که در ورای فیزیک قرار دارد . لذا قوانین فیزیکی به این نحو تصور می شوند که در t = 0 می شکنند و این شکست، ذاتی آنهاست . در نظر بسیاری از مردم این سیر فکری به ظاهر کاملا خرسند کننده است، زیرا با آن می توان «چیزی » خارج فیزیک را در t = 0 معرفی کرد و افزود . در یک بازی می دهد; اما آن را به صورت «الله » (God) می نویسند تا به ما اخطار کنند که نباید موضوع را بیش از این دنبال کنیم . تلاشهای انجام شده به منظور توضیح پدیده ها از طریق ورود متافیزیکی به جهان، در گذشته همواره با شکست مواجه بوده است . . . ما اعتقاد نداریم که برای حل هر مساله ای که به ذهن می رسد، لازم است به متافیزیک متوسل شویم .» ⁽²⁷⁾ نظریه حالت پایدار به دلیل مشکلات نظری امروزه طرفدار چندانی ندارد . ⁽²⁸⁾ مدل جهان تورمی (Inflationary Universe) و تورم آشوبناک (Chaotic Inflation)
نظریه متعارف انفجار بزرگ از ارائه راه حل برای چند مساله حل ناشده ناکام ماند، از جم ⁽²⁹⁾ له: «مشکل افق » (Horizon Problem) و «مشکل تخت بودن جهان » . (Flatness Problem) ⁽³⁰⁾
مشکل افق، ناشی از محدودیت سرعت نور است . دورترین فاصله از مشاهده گر که نور فرصت داشته است از زمان مهبانگ به این سو طی کند، موسوم به افق مشاهده گر، برابر است با سن عالم ضربدر سرعت نور، که با این ترتیب شعاع جهان قابل مشاهده امروزین در حدود 1027 سانتی متر می شود . ⁽³¹⁾ زمانی که از عمر عالم فقط 35- 10 ثانیه می گذشت، کل جهان قابل مشاهده کنونی در فضائی به قطر تقریبی یک سانتی متر جای گرفته بود، حال آن که علائم نوری می توانستند صرفا مسافتی در حدود 25- 10 سانتی متر را طی می کنند . ⁽³²⁾ بنابراین، در جهان کوچک که به جهان بزرگ کنونی انجامیده، مناطق بزرگی وجود داشته است که فراتر از افق مشاهده بوده اند و به دلیل عدم انتقال نور، ماده و یا هر علامت دیگر هیچ ارتباط علی با یکدیگر نداشته اند . اما در حال حاضر، دما و تشعشع زمینه ریزموجی مناطقی که قبلا خارج از افق مشاهده یکدیگر بوده اند و در حال حاضر معادل دو برابر افق مشاهده از هم فاصله دارند، همانگونه که داده های ماهواره COBE نیز نشان داده اند، ⁽³³⁾ بسیار یکسان و همانند به نظر می رسند، به طوری که اختلاف بین آنها چیزی در حدود یک قسمت درصد هزار است . ⁽³⁴⁾ نظریه متعارف مهبانگ پاسخی برای این معضل، موسوم به مشکل افق یا مشکل همگنی، (Isotropy Problem) ندارد .
دومین معضل مدل متعارف انفجار بزرگ، تخت و مسطح بودن جهان در مقیاس بزرگ است به گونه ای که ردیابی انحناء فضا در چنین مقیاسی تقریبا غیرممکن است . اگر انحناء عالم مثبت بود، جهان مدتها پیش درهم فرو ریخته و پایان یافته بود . در جهان با انحناء منفی نیز کهکشانها تشکیل نمی شدند و گیتی تقریبا عاری از ماده می بود . تخت بودن جهان ارتباط مستقیم با چگالی آن دارد . اگر چگالی بحرانی را حد فاصل چگالی جهان بسته با انحناء مثبت و چگالی جهان باز با انحناء منفی در نظر بگیریم، این مقدار در حال حاضر بین «1/0» تا «3/0» و بسیار نزدیک به مقدار بحرانی یعنی «1» است; ⁽³⁵⁾ حال آن که می توانست مقادیری چون یک میلیونیم مقدار بحرانی و یا ده میلیون برابر آن باشد . محاسبات نشان می دهد که با توجه به چگالی فعلی جهان، مقدار آن در جهان اولیه بسیار نزدیک به چگالی بحرانی و اختلاف آنها چیزی در حدود یک قسمت در 1059 بوده است! ⁽³⁶⁾
این تفاوت بسیار اندک باعث شده است که عالم، هم در آغاز و هم در حال حاضر بسیار تخت و با انحناء اندک باشد . بنابر نظریه های متداول در فیزیک، بخصوص نظریه نسبیت عام، تخت بودن فضا چیزی است فوق العاده نامحتمل و طبیعی تر آن است که جهان، فضائی منحنی و پر از پیچ و تاب داشته باشد .
یک پاسخ که عمدتا فلسفی است تا فیزیکی، یکنواختی و تخت بودن جهان را ناشی از تنظیم دقیق اولیه می داند . چنین دقتی که در بسیاری دیگر از مختصات فیزیکی جهان چون ابعاد ذرات اتمی و اسپین آنها، مقدار جرم جهان و بخصوص نیروهای بنیادین طبیعت نیز مشاهده می شود، ⁽³⁷⁾ حاکی است که به عنوان مثال، اگر یک ثانیه پس از انفجار بزرگ سرعت انبساط تنها یکصد هزار میلیون میلیونیم کمتر بود، جهان پیش از رسیدن به اندازه کنونی از هم می پاشید . ⁽³⁸⁾ پاسخ فلسفی دیگر با تکیه بر تصادف، وجود چنین خصوصیاتی را ناشی از اتفاق صرف می داند . اما آیا می توان صرفا از روی تصادف چنین جهان همواره یکنواخت و دقیقا تنظیم شده داشت؟ پن رز محاسبه کرده است احتمال ظهور جهانی چون جهان ما که موجودات هوشمندی در آن زندگی کنند، 123 ¹⁰ 10)/1است! ⁽³⁹⁾
تلاش برای توجیه تنظیم دقیق ثوابت بنیادین طبیعت بر مبنای قوانین فیزیکی، براندون کارتر را بر آن داشت در سال 1974 اصل آنتروپیک (انسان محوری) - Anthropic Principle را به دو صورت قوی و ضعیف تدوین نماید . ⁽⁴⁰⁾ بر مبنای اصل آنتروپیک ضعیف، موجودات هوشمند صرفا در مناطقی یافت می شوند که عوامل فیزیکی هم وجود و هم مدت زمان لازم جهت ایجاد آنها را امکان پذیر سازند . ⁽⁴¹⁾ بر این مبنا، در جهان نامتناهی از زمان و مکان، شرایط لازم برای حیات و تکامل تنها در مناطق محدود و مشخص زمانی و مکانی عالم وجود دارد; به طوری که موقعیت خاص ما در جهان تا حد سازگاری با هستی مان به عنوان مشاهده گر در جهان هستی، از سایر موجودات تمایز یافته است . اصل آنتروپیک قوی بر آن است که جهان «باید» واجد آن خواصی باشد که اجازه دهد در مرحله ای از تاریخ آن، حیات بروز و ظهور یابد . ⁽⁴²⁾ یعنی در میان عوالم بی شمار ممکن صرفا در معدودی از آنها که شرایط یکسانی با جهان ما از نظر سن جهان، ثوابت بنیادین طبیعت و . . . دارند، پیدایش و توسعه حیات امکان پذیر است .
اصل آنتروپیک در بیان ضعیف در سال 1981 دستمایه آلن گوث شد تا جهت حل مشکلات نظریه متعارف انفجار بزرگ، مدلی موسوم به جهان تورمی را پیشنهاد کند . ⁽⁴³⁾ در این مدل، بر خلاف نظریه متعارف انفجار بزرگ، در مدت بسیار کوتاهی شتاب انبساط، افزایش یابنده می شود . بنا به ادعای گوث، تورم زمانی رخ داده که جهان در حالی که هنوز آتشگویی سوزان بود، دستخوش تغییر و تحولی بنیادین چون تغییر فاز شده است .
در این نظریه، جهان ابتدا در حالت تقارن یک خلاء کاذب) (False Vacuum قرار داشت . اصطلاح خلاء کاذب که توسط سیدنی کلمن ابداع شده است، ⁽⁴⁴⁾ به معنای حالت کمترین انرژی ممکن قابل دسترس برای نیروی ابرضعیف است، و در تقابل با خلاء واقعی، حالتی است که فضا به راستی خالی نیست، بلکه مملو از کف جوشانی از جفت ذرات مجازی (الکترون - پوزیترون، پروتون - آنتی پروتون) است که می توانند از افت وخیز کوانتومی، با سرپیچی از قوانین بقاء انرژی در مدت زمان بسیار کوتاه و در مقیاس بسیار خرد، ایجاد و در برخی شرایط چون پدیده «تولید زوج » به جفتهای واقعی تبدیل شوند . ⁽⁴⁵⁾ در واقع تفاوت خلاء کاذب با خلاء واقعی در انرژی نهانی بسیار زیادی است که خلاء کاذب دربردارد . در تغییر فاز مدل تورمی، جهان از وضعیت انرژی زیاد تقارن خلاء کاذب که در آن نیروهای قوی هسته ای، ضعیف هسته ای و الکترومغناطیس به صورت وحدت یافته (GUT) بودند، به حالت انرژی پایین و تقارن شکسته یک خلاء واقعی انتقال یافت و طی این انتقال، خلاء کاذب، انرژی نهانی بسیار زیاد خود را آزاد کرد .
سرعت انبساط در فاز انتقالی به حدی بود که ذرات مجازی به سرعت از جفت ضد ذرات خود، جدا و به دلیل محرومیت از برخورد با ضد ذرات به ذرات حقیقی تبدیل شدند . بنابراین، گوئی در طول تورم، کل جرم و انرژی جهان از خلاء فضا بیرون جهید . انرژی نهانی آزاد شده در این دوره نیروی دافعه حاصل از ثابت کیهان شناختی را که امروزه تقریبا صفر در نظر گرفته می شود، به مقدار تقریبی 10120 برابر آنچه اینشتین فرض کرده بود، رساند، ⁽⁴⁶⁾ و همین نیروی دافعه، فضا را در تمام جهات با چنان شتاب فزاینده ای منبسط کرد که ابعاد آن در 35- 10 تا 33- 10 ثانیه پس از انفجار بزرگ با مرتبه ای از حدود 1050 برابر بزرگتر شد . ⁽⁴⁷⁾
مشکل اساسی مدل گوث این است که تورم چنان سریع و از طریق فرایند هسته حبابی چنان کوچک رخ می دهد که قادر یست حباب به آن بزرگی تولید کند که با جهان قابل مشاهده کنونی همانند باشد . ⁽⁴⁸⁾ از طرف دیگر، در چنین مدلی حبابهای تشکیل شده به یکدیگر برخورد می کنند و دیری نمی گذرد که حالت درون حباب (حالت انفجار بزرگ) سرتاسر فضا را در بر می گیرد . اما اگر جهان کنونی حاصل آن همه برخوردهای قهرآمیز حبابهای اولیه باشد، باید از آنچه مشاهده می شود بسیار ناهمگن تر باشد . بعلاوه، حتی اگر حبابها با سرعت نور هم منبسط شوند، باز سرعت گسترش جهان چنان زیاد است که مجال کافی برای پیوستن حبابها به یکدیگر نمی دهد و آنها در واقع از هم دور می شوند . در نتیجه، گیتی حالتی بسیار آشوبناک و غیر یکنواخت خواهد داشت و با جهان کنونی مشابه نخواهد بود . ⁽⁴⁹⁾
و دو فیزیکدان دیگر به نامهای آندرآس آلبرخت و پاول اشتاینهارت ⁽⁵¹⁾ مستقل از هم پیشنهاد کردند که اگر شکست تقارن به تدریج و تغییر حالت به کندی انجام شود، حالت متورم به قدر کافی دوام خواهد داشت و برخوردهای مزاحم و چندگانه حبابها صورت نخواهد پذیرفت و تنها یک حباب بزرگ از حالت انفجار بزرگ در داخل حالت متورم به جا خواهد ماند . در این مدل نیز جهان ابتدا در خلاء کاذب قرارداد و تورم طی فازی اتفاق می افتد که در پی آن، منطقه ای چون جهان قابل مشاهده ما، رشد و از خلاء کاذب به سمت خلاء واقعی طی طریق می کند . چنین مدلی مشهور به «مدل تورمی نوین » ، با نظریه وحدت یافته بزرگ، (GUT) همخوانی دارد .
به دلیل اشکالات این مدل از جمله پیش بینی تغییرات بسیار بیشتر در درجه حرارت اشعه زمینه کیهانی نسبت به مقدار مشاهده شده و نیاز به تنظیم دقیق برخی ثوابت اولیه جهت جلوگیری از افت وخیزهای اضافی خلاء کوانتومی، آندره لینده در سال 1983 مدل بهتری به نام «مدل تورمی آشوبناک » ارائه کرد . ⁽⁵²⁾ در این مدل، فرض می شود جهان از یک حالت اتفاقی و آشوبناک شروع شده است . توزیع دما و ماده غیر یکنواخت بوده است و حبابهای فراوانی در فضا - زمان وجود داشته اند که به وسیله افت وخیزهای کوانتومی ایجاد و تکثیر شده اند و به دلیل سرعت کم تشکیل آنها، تصادم بین آنها نادر بوده است . به جای فاز انتقالی، میدانی با اسپین صفر وجود داشته است که به خاطر تغییرات کوانتومی در برخی مناطق جهان آغازین، مقادیر بسیار بزرگی را به خود گرفته است . انرژی میدان در آن مناطق دارای تاثیر گرانشی دفع کننده بوده و لذا باعث گسترش آن به شکل تورمی شده است .
همزمان با گسترش این مناطق، انرژی میدان در آنها کاهش یافته تا آن که گسترش تورمی تبدیل به انبساطی همانند مدل انفجار بزرگ شده است . در این جهان آشوبناک هر حباب می تواند نیروها و اجزاء تشکیل دهنده مختص به خود را داشته باشد و هر کدام از حبابها که شرایط موردنظر را ارضاء نماید، می تواند با سرعت خاص خود در زمانی کمتر از 30- 10 ثانیه متورم شود . نتیجه چنین شرایطی، حبابهایی - برخی کوچک، برخی بزرگ - خواهد بود که تقریبا تمام گستره ممکن را در برمی گیرند . یکی از این حبابها به جهان ما منجر شده است که به مقدار حداقل ده میلیارد سال نوری گسترش یافته و در آن، شرایط مورد نیاز جهت تحول سیارات و ایجاد موادی سنگینتر از هلیوم و مولکولهای بیوشیمی جهت ظهور حیات فراهم شده است .
در این مدل، خارج از چنین مناطقی آشوب همچنان باقی می ماند . بعلاوه، آشوب به تدریج درون مناطقی که متورم شده اند نیز راه می یابد، اما این راهیابی در چنان مقیاس زمانی انجام می شود که قدر بزرگی آن به مراتب از سن کنونی جهان بیشتر است .
را عرضه کرد . ⁽⁵³⁾ ایده اساسی این مدل، ناهمگنی جهان در کل است که در هر زمان، مناطقی از آن وارد فاز تورمی می شوند . تورمهادارای توالی زمانی ابدی هستند; به این ترتیب که درون هر حباب شرایطی می تواند حاکم شود که حبابهای بی شماری از آن متولد شوند و این تولید و تولد بطور ابدی ادامه یابد . در واقع، جهان را می توان به صورت فرایند شعبه سازی مداومی تصویر کرد که در آن، جهانهای خرد بی شماری متورم می شوند تا درون یک جهان بزرگ آشوبناک، مناطق دیگری را مجددا بازتولید کنند . از طرف دیگر، دلیلی وجود ندارد که اولین دور تورم که ما با آن مواجه شده ایم، در جهان خارج نیز واقعا نخستین تورم باشد . لذا این فرایند می توانسته در گذشته نیز به صورت ازلی وجود داشته باشد .
در این نظریه، لینده این امکان را محتمل می داند که تکینگی ها پدیده هایی کم و بیش محلی و موضعی باشند و از این رو به وجود یک آغاز مطلق برای کل جهان دلالت نداشته باشند . ⁽⁵⁴⁾ بدین ترتیب، تصویری که نظریه تورم ابدی از جهان ترسیم می کند، در مقیاس خرد برای هر جهان شبیه تصویر نظریه مهبانگ است، اما در کل، با نظریه حالت پایدار مشابه است . تداوم تولید و تولد چنین جهانهای خردی، با تعبیری شاعرانه مدل جهان فونیکس (جهان ققنوس وار) نامیده می شود . ⁽⁵⁵⁾
مدلهای تورمی توانستند با موفقیت برخی معضلات کیهان شناسی انفجار بزرگ را حل کنند . برای حل معضل افق، در این مدلها فرض می شود، مناطق مختلف فضای یک حباب با ابعاد ct که در آن، t زمان عمر حباب و c سرعت نور است، ابتدا در افق همدیگر بوده اند و نور وقت کافی داشته است که در مدت زمان 35- 10 ثانیه کل حباب به اندازه 25- 10 سانتی متر را در نوردد . لذا، ابتدا تمام مناطق در ارتباط علی با یکدیگر بوده اند . سپس همین که تورم، حباب را به مقدار عظیمی منبسط نمود، یکسانی کمیتهای فیزیکی طی 34- 10 ثانیه نخستین تثبیت شد، ⁽⁵⁶⁾ به طوری که در انتهای تورم نیز تمام مناطق جهان کنونی، در افق همدیگر بوده اند; هرچند در حال حاضر از افق همدیگر خارجند .
این هم افقی اولیه باعث شده است قسمتهای گوناگون جهان ما چنین یکسان به نظر برسند . تورم عظیم حبابها در مدلهای تورمی معضل تخت بودن جهان را نیز حل کرد . در این مدلها، علاوه بر این که محاسبات دال بر نزدیکی چگالی جهان به چگالی بحرانی است، فرض می شود همچون سطح بادکنکی که بر اثر باد شدن صاف و مسطح می شود، انحناء گیتی نیز بر اثر تورم، اندک و سطح آن تخت شده است . علاوه بر این موارد، این نظریه توضیح رضایت بخشی ارائه می کند که چرا بر خلاف یک قطبیهای الکتریکی، در جهان امروزین تک قطبیهای مغناطیسی، علی رغم این که نظریه هایی مثل GUT وجود آنها را پیش بینی می کنند و امکان پذیر می دانند، ⁽⁵⁷⁾ وجود ندارند .
در کنار موفقیتها و تطابق بهتر با مشاهدات و رصدهای انجام شده، مدلهای تورمی مشکلاتی نیز دارند که در این جا به اهم آنها اشاره می شود .
اولین اشکال نظریه آن است که مقدار چگالی متوسط جهان را تقریبا برابر با چگالی بحرانی پیش بینی می کند، حال آن که بیشترین مقادیر به دست آمده برای چگالی فعلی جهان بین 1/0 تا حداکثر 3/0 چگالی بحرانی است . ⁽⁵⁸⁾ مشکل دیگر نظریه تورمی پیش بینی عمر جهان در حدود 8 میلیارد سال است که تقریبا «نصف عمر بعضی از قدیمیترین مجموعه های کهکشانی شناخته شده است . ⁽⁵⁹⁾ بر خلاف جان دی . بارو که معتقد است جهان تورمی می تواند از حالت کاملا نامنظم با انتروپی زیاد، شروع و به دوره کاملا منظمی برای مشاهده گرانی چون ما منجر شود (هرچند اعتراف می کند که این امر آزمون ناپذیر است). ⁽⁶⁰⁾ «راجر پن رز» اشکال دیگر نظریه تورمی را در این می داند که عاجز از تبیین یکنواختی جهان است . به گفته او اگر شرایط اولیه جهان به گونه ای اتفاقی انتخاب شده باشد، گیتی مخلوط درهم برهم نامتناسبی می شود که اگر با ضریب بسیار بالای مورد ادعای نظریه تورم منبسط شده باشد، همچنان آشفته باقی خواهد ماند و هر چه انبساط بیشتر شود، این وضعیت بد و بدتر خواهد شد . لذا، این نظریه توضیح نمی دهد چرا جهان چنین یکنواخت است . ⁽⁶¹⁾
ایراد بعدی این نظریه عدم پیش بینی کمیتهای قابل آزمون است . اگر تورمی در جهان اولیه رخ داده باشد، جزئیات دامنه و طیف افت وخیزهای کوانتومی آن در ساختار تشعشع زمینه ریزموجی، آن هم نه فقط در یک اندازه خاص بلکه در تمام اندازه ها، باید باقی مانده باشد .
داده های ماهواره COBE توافق خوبی با این پیش بینی در مقیاسهای بزرگ دارد، اما آزمون آن در مقیاسهای کوچک هنوز دور از دسترس ما است . ⁽⁶²⁾ بعلاوه، این مدلها دلیلی ارائه نمی دهند که چرا آرایش آغازین به گونه ای نبود که بتواند چیزی بسیار متفاوت با آنچه می بینیم، به وجود آورد . جان دی . بارو یکی از عوامل ضروری برای ایجاد جهان تورمی را نقض یکی از شروط لازم، یعنی شرط انرژی، در قضیه تکینگی هاوکینگ - پن رز می داند . ⁽⁶³⁾ لذا معتقد است قضیه تکینگی در مورد جهان تورمی صدق نمی کند و به همین دلیل درباره آغاز جهان تورمی هیچ نظر قطعی نمی توان داد . به عبارت دیگر، برخی از جهانهای تورمی با تکینگی و برخی بدون آن آغاز می شوند و راهی وجود ندارد تا بفهمیم چه مدت زمانی قبل از تشکیل حباب جهان ما سپری شده است . بر خلاف او، استیون هاوکینگ بر این باور است که مدل تورمی همچون مدل متعارف انفجار بزرگ گریزی از فرض تکینگی ندارد، ⁽⁶⁴⁾ و آلکساندر ویلن کین نشان داده است مدلهای تورمی بدون فرض وجود آغاز، غیر محتمل هستند . ⁽⁶⁵⁾ در نهایت به نظر می رسد مدل تورمی به دلیل انتخاب دلبخواهانه برخی پارامترهای خاص و در غیاب هرگونه پشتیبانی قدرتمند تجربی، هنوز راه درازی در پیش دارد تا بتواند به نظریه ای جامع و کامل و مدلی برای آزمون نظریه هایی چون GUT تبدیل شود، نقیصه ای که خود گوث نیز به آن معترف است . ⁽⁶⁶⁾ پیامدهای فلسفی نظریه مهبانگ
پس از آن که فریدمن معادلات نسبیت عام را حل کرد، شرایط غریب تکینگی در زمان t = 0 او را تحت تاثیر قرار داد، به گونه ای که آن را «وضعیت خلق عالم » نام گذاری کرد . این نام گذاری مشکلات عدیده ایدئولوژیکی را برای او، که در روسیه کمونیست زندگی می کرد، پیش آورد، به طوری که مجبور شد اعلام کند این نام گذاری صرفا نوعی مزاح و بذله گویی بوده است . این که جهان آغازی داشته باشد، مسائل و مشکلاتی را اعم از فیزیکی و متافیزیکی برای دانشمندان مطرح ساخت . اصول مقبول روش شناختی علوم تجربی این است که علت هر حادثه را در حادثه ماقبل آن جستجو کنند (ولو به شکل آماری مثل مکانیک کوانتوم .) از این رو، پس از طرح و قبول تکینگی و نقطه آغاز برای عالم، این سؤال پیش آمد که قبل از نقطه t = 0 چه بوده است؟ آیا هیچ چیز نبوده و یا این که جهانی دیگر به شکلی متفاوت همچون جهانهای نوسانی و یا نقطه بی بعدی از تشعشع خالص با چگالی بی نهایت وجود داشته است؟
به نظر می رسد که t = 0 و قبل از آن برای فیزیک و فیزیکدانان غیر قابل دسترس و نشان دهنده حدی است که در آن قوانین و تبیینهای فیزیکی از کار می افتند; این نقطه، حد علوم بشری است . به گفته ادموند ویتاکر: «تکینگی حد نهایی علم فیزیک است، دورترین چشم انداز جهان مادی که می توانیم با استفاده از دانش طبیعی خودمان به آن دست یابیم .» ⁽⁶⁷⁾ متکلم لوتری، تد پی ترز نیز در موضعی مشابه چنین می گوید: «حادثه ای که در آن فضا و زمان خلق شدند . اینک، این نقطه پایانی برای خط تحقیقات علمی است . چرا که اخترفیزیکدانان در چارچوب قوانین پذیرفته شده خودشان نمی توانند درباره تکینگی نظریه پردازی کنند، چه رسد به آنچه که قبل از آن بوده است .» ⁽⁶⁸⁾
چنین رویکردی همراه با نتایج آن از همان ابتدا مخالفت شدید عده ای را برانگیخت و متقابلا به مذاق برخی دینداران و الهیون خوش آمد . پاپ پیوس دوازدهم در خطابه خود خطاب به آکادمی پاپی علوم در سال 1951، ضمن تمجید و تحسین کیهان شناسان به خاطر یافتن شواهد و نظریه های اخترفیزیکی که منطبق با نظریه های کلامی در مورد خلقت الهی است، چنین اظهار کرد که: «بنابراین با استحکام و عینیتی که مشخصه براهین فیزیکی است، حدوث عالم و همچنین وجود دوره ای که در آن عالم از میان دستان خداوند صادر شده، اینک به تایید رسیده است . بنابراین خداوند وجود دارد!» ⁽⁶⁹⁾ فیلسوف انگلیسی، ویلیام کریگ که از جمله افرادی است که تلاش می کند بااستفاده از نظریه انفجار بزرگ وجود خالق را ثابت کند، از خلق ماده، انرژی، فضا و زمان در انفجار بزرگ، نتیجه می گیرد که چنین مدلی به نحو حیرت آوری دیدگاه کتاب مقدس مبنی بر خلق از عدم را تایید می کند; چرا که عدم صرفا عدم می زاید، و اگر علتی مافوق جهان فرض نکنیم، وجود خود جهان نیز منتفی خواهد شد .
از طرف دیگر، هیچ علت فیزیکی قبل از تکینگی وجود نداشته تا موجد چنین جهانی باشد . بنابراین، علت عالم باید برتر از فضا - زمان و مستقل از عالم، و به نحو مافوق تصوری قادر و حکیم باشد . بعلاوه، به نظر کریگ این علت باید موجودی شخص گونه باشد که اراده آزاد دارد . یک علت شی ء گونه مجبور فراتر از زمان، یا همواره و از ازل تا ابد باید مؤثر در وجود و علت آن باشد (بدون این که از خود اختیاری داشته باشد)، و یا این که هیچ گاه معلول او تحقق نخواهد یافت، و این با فرض آغاز زمانی عالم ناسازگار است . عالم زمانمند وقتی می تواند از یک علت فراتر از زمان به وجود آید که آن علت نخستین موجودی شخص گونه بوده و بتواند با اراده خود موجودی زمانی ایجاد کند، بدون این که در ذات خودش تغییر و تحولی ایجاد شود . این خالق و علت شخص گونه، موجودی است که در مدت زمان محدودی در گذشته، با اراده و خواست آزاد خودش عالم را ایجاد کرده است . به گفته توماس آکویناس، این همان چیزی است که همگان آن را خداوند می نامند . ⁽⁷⁰⁾
از طرف دیگر، برخی از فیزیکدانان برای گریز از چنین نتایجی به مدلهایی چون حالت پایدار و جهان نوسانی روی آورده و علی رغم شواهد ضعیف و یا مخالف، با چنان شدتی به حمایت از آن مدلها پرداخته اند که به گفته کریستوفر آیشام، (C. Isham) : «شاید بهترین دلیل بر له این نظریه که انفجار بزرگ پشتیبان و تقویت کننده خداگرایی است، ناراحتی و تشویش فیزیکدانان ملحد از اقبال مشتاقانه ای است که به این تئوری ابراز می شود . چنین تشویشی درمواردی باعث شده است که آنها ایده های علمی دیگری ابداع کنند، ایده هایی چون نظریه خلق مدام (حالت پایدار) و یا جهان نوسانی; که با چنان اصراری مطرح و اعلام شد که از ارزش ذاتی خود آن نظریه ها فراتر می رفت، و آدمی را به تردید می افکند که نیروی روانی و اعتقادی که در پس چنین کاری خوابیده است، عمیق تر و بیشتر از صرف انگیزه علمی یک نظریه پرداز برای حفظ نظریه اش می باشد .» ⁽⁷¹⁾
باندی خود اعتراف می کند که مشکل آنها با سایر تئوریها (یعنی نظریه انفجار بزرگ) این بوده که آنها خلقت را که امری بود مربوط و متعلق به حوزه متافیزیک، وارد فیزیک می کردند . ⁽⁷²⁾ هویل در مقاله ای نوشت که حس زیبایی شناسی او خلقت یکباره عالم در گذشته ای دور را برنمی تابد، ⁽⁷³⁾ و بعدها اعلام کرد که نگرش کتاب مقدس به خلقت، یاس ابدی را برای آدمی به همراه می آورد . ⁽⁷⁴⁾ از نظر آنان، آغاز جهان، آغازی مطلق است که قبل از آن نه فضا، نه زمان، نه ماده، نه انرژی و نه هیچ حالت شناخته شده یا ناشناخته دیگری وجود نداشته است . بنابراین، آغاز زمانی عالم به معنای خلق عالم از عدم است . خلق از عدم وضعیتی نیست که مورد پسند فیزیکدانان باشد . از این رو، به مدلهای جایگزینی چون مدل جهان نوسانی و یا نظریه های مبتنی بر افت وخیز خلاء کوانتومی روی آورده اند که پرداختن به آنها مقاله مستقلی می طلبد . در انتهای مقاله این مساله را بررسی می کنیم که تصویر کیهان شناسی نوین از آغاز جهان، با مقبولات فلسفی و کلامی سازگار است یا خیر . آیا عالم یک واحد حقیقی است؟
آیا می توان این عالم به ظاهر متکثر را به صورت موجودی واحد و شخصی در نظر گرفت یا نه؟ پاسخ ما این است که علی رغم این کثرت ظاهری، دلایلی وجود دارد که حاکی از وحدت واقعی و حقیقی عالم است: دلیل اول این که اجسام در عین تباین، در اتصال و ارتباط با یکدیگرند و این متصل یکپارچه را می توان به عنوان مجموعه ای واحد در نظر گرفت . ⁽⁷⁵⁾ دلیل دوم بر وحدت عالم، هماهنگی بین اجزاء و نظام غائی آن است . بررسی اجزای مختلف عالم نشان می دهد که این اجزاء به نحو غیر منتظره ای با یکدیگر نوعی هماهنگی و انطباق دارند و در مجموع هدف یا هدفهایی مشخص را تامین می کنند .
یکسانی قوانین حاکم بر عالم، تنظیم ثوابت بنیادی عالم به طرزی خارق العاده دقیق و یکسان، و شروع جهان از تکینگی نخستین نشانه هایی دیگر از وحدت عمیق و باطنی عالم است . از طرف دیگر، این که در نسبیت عام، جهان به مثابه موجودی کروی شکل، متناهی و در عین حال بی کرانه در نظر گرفته می شود، حاکی است که عالم را می توان به صورت مجموعه ای بسته و واحد در نظر گرفت . حدوث و قدم عالم به مثابه یک کل
پس از فرض عالم به مثابه یک کل واحد، این سؤال پیش می آید که آیا عالم حادث است یا قدیم؟ در مورد اجزاء عالم کمتر کسی تردید می کند که تک تک اجزاء عالم حداقل از نظر زمانی، حادث و مسبوق به عدم زمانی باشند . اما آیا در مورد کل عالم نیز می توان چنین چیزی گفت؟ برای پاسخ به این سؤال لازم است ابتدا تعریفی از حدوث و قدم و انواع آن داشته باشیم .
کلی ترین تعریف حدوث و قدم، مسبوقیت و عدم مسبوقیت به غیر است . بنابراین، حدوث زمانی یعنی مسبوقیت وجود شی ء به عدم زمانی، و قدم زمانی یعنی عدم مسبوقیت وجود شی ء به عدم زمانی . اما اگر وجود شی ء مسبوق به وجود علت دیگر باشد، آن را حادث علی یا ذاتی و اگر مسبوق به علت دیگر نباشد، قدیم ذاتی می نامند . حکماء مسلمان غیر از این دو حدوث، اقسام دیگری نیز برای آن فرض کرده اند که مهمترین آنها عبارتند از: حدوث دهری که میرداماد آن را مطرح کرده است، حدوث اسمی که حاج ملاهادی سبزواری آن راابداع کرده و حدوث تجددی که از دستاوردهای حکمت متعالیه ملاصدرا است .
متکلمین لازمه مخلوق بودن عالم را، حدوث زمانی آن می دانستند و برای اثبات آن ادله متعددی ذکر کرده اند که همگی از سوی حکما و فلاسفه مورد مناقشه و رد و ابطال قرار گرفته است . ⁽⁷⁶⁾ از نظر فلاسفه، حدوث زمانی عالم، به معنای مسبوقیت آن به عدم زمانی، باطل است چرا که به معنای وجود زمانی است که در آن، عالم نبوده است و این قول از دو جهت اشکال دارد: اول این که زمان را موجودی مستقل از عالم ماده و مقدم بر آن فرض می کند که به اعتقاد قاطبه حکما باطل است (و فیزیک مدرن نیز همین عقیده را پذیرفته است) ; و ثانیا «اعتقاد به وجود زمانی مقدم بر عالم، خود نقض غرض متکلمین از حدوث زمانی است، چرا که به دنبال خود قدم زمانی خود زمان را به همراه می آورد; و بنا به عقیده متکلمین هر چه که قدیم زمانی باشد، واجب الوجود است; در نتیجه زمان نیز واجب الوجود خواهد شد .
اما باید دانست که اصولا هم ادعای متکلمین و هم اشکال فلاسفه بی اساس است . توضیح این که حادث و قدیم زمانی در مورد موجودی صادق است که در ظرف زمان واقع شده باشد . اما موجودی که خارج از ظرف زمان است نه حادث زمانی است و نه قدیم زمانی . مجردات و موجودات غیر مادی و همچنین کل جهان که شامل همه اشیاء، زمانها و مکانهاست، از این قبیل و خارج از ظرف زمانند . زمان بعدی از جهان و مقدار حرکت آن است، لذا پرسش از این که جهان، کی آفریده شده و آیا حادث زمانی است یا قدیم زمانی، اساسا بی معنای است; همان گونه که سؤال از این که عالم در کجا واقع شده، نامفهوم و بی معنای است . اما، غزالی شق دیگری را برای فرض حدوث زمانی عالم تصویر کرده است که به نظر می رسد اشکالات فوق دامن آن را نمی گیرند . تصویر غزالی از حدوث زمانی عالم
امام محمد غزالی در کتاب «تهافت الفلاسفه » در مبحث حدوث و قدم، مغالطه فلاسفه را در این می داند که ابتدا حدوث زمانی را به مسبوقیت وجود شی ء بر عدم زمانی تعریف می کنند، و آنگاه نتیجه می گیرند که بر مبنای این تعریف، از حدوث شی ء، قدمش و از قدم آن، حدوثش لازم می آید . به نظر غزالی، این نقض بر آن تعریف وارد است، اما حدوث زمانی عالم را می توان به گونه ای دیگر نیز تصویر کرد .
وی این سؤال را مطرح می کند که آیا هر چه در زمان به عقب برگردیم، به نقطه ای به عنوان مبدا می رسیم یا خیر و همین طور اگر در مسیر رو به جلو هر چه جلوتر رویم به انتهایی می رسیم یا نه؟ غزالی پاسخ می دهد که مقصود از حدوث زمانی عالم این است که زمان ابتدا و انتها دارد و عالم همان گونه که از نظر مکانی متناهی است، از نظر زمانی نیز متناهی و محصور است . به بیان خود او در «تهافت الفلاسفه »: «. . . و چون گفته می شود بالای سطح عالم فوقی نیست و بعدی بعیدتر از آن نیست، وهم از قبول آن وحشت زده می گردد، تا آن حد که چون گفته شود: پیش از وجود عالم پیشی نبود که وجود محقق باشد، وهم از پذیرفتن آن می گریزد . . . اکنون ثابت گشت که خلاء و ملاء (در وراء این عالم)، نامفهوم است، و روشن گشت که در وراء این عالم خلاء و ملاء وجود ندارد، اگر چه وهم از پذیرفتن آن سرباز زند . . . پس اگر اثبات «فوقی » که آن را فوق نیست جایز باشد، اثبات «قبلی » هم که پیش از آن «قبلی » محقق نبوده جایز است .» ⁽⁷⁷⁾
بنابراین، غزالی حدوث زمانی به معنای مسبوقیت وجود شی ء بر عدم زمانی را درباره کل عالم صادق نمی داند; بلکه در برابر این سؤال که آیا عالم متناهی زمانی است یا نامتناهی زمانی، پاسخ می دهد همان گونه که مکان متناهی است و سؤال از ماوراء آن لغو است، زمان نیز متناهی است و سؤال از قبل و بعد آن بی معنا است .
شهید مطهری که به ملاصدرا اعتراض می کند که رد وی بر متکلمین در مورد حدوث زمانی شامل قول غزالی نمی شود، ⁽⁷⁸⁾ در جای دیگر اشکالی را که صدرالمتالهین در متن اسفار به صورت «ان قیل » مطرح کرده به غزالی نسبت می دهد; سپس در شرح و بسط پاسخ ملاصدرا تلاش می کند نشان دهد قیاسی که غزالی بین مکان و زمان انجام داده، قیاس مع الفارق است، ⁽⁷⁹⁾ چرا که تقدم و تاخر اجزاء زمان ذاتی و اجزاء مکان اعتباری است; بنابراین از تناهی مکان نمی توان تناهی زمان رانتیجه گرفت .
ما ضمن احترام به مقام شامخ آن استاد شهید، متذکر می شویم که این پاسخ نمی تواند ابطال قول غزالی باشد، چرا که قصد غزالی استنتاج تناهی مکان از تناهی زمان نیست، بلکه به نوعی تمثیل منطقی تمسک می جوید تا اولا استبعاد قول به حدوث زمانی را از بین ببرد، و ثانیا نشان دهد که حدوث زمانی را می توان به گونه دیگری چنان تقریر کرد که اشکال فلاسفه بر آن وارد نباشد; وگرنه خود غزالی به تفاوت بین ماهیت زمان و مکان واقف است و در ادامه همان متنی که از او نقل کردیم، درباره همان نقض چنین می گوید:
«و اگر گویند این موازنه نادرست است، زیرا عالم فوق وتحت ندارد چون کروی است . . . و بنابراین فوق و تحت نسبتهایی محض هستند در مقایسه با تو، که در آن اجزاء عالم و سطوح آن اختلاف نمی یابد، و اما عدم متقدم بر عالم، و نهایت نخستین برای وجود آن ذاتی است و تصور نمی توان کرد که (این مفاهیم)، تبدیل یافته، چیز دیگری بشوند . . . پس در این صورت ما را ممکن ست بگوئیم که عالم را فوق و تحت نیست، و حال آن که شما راممکن نیست بگویید برای وجود عالم قبل و بعد نیست . . .» ⁽⁸⁰⁾ سپس خود پاسخ می دهد که: «گوئیم . . . آیا در خارج عالم چیزی به نام ملاء یا خلاء وجود دارد؟ خواهند گفت وراء عالم نه خلاء است و نه ملاء، و اگر از خارج سطح برین آن را اراده کنید، خارجی دارد، و اگر جز آن اراده کردید خارجی ندارد . در مورد ما هم نیز چنین است که اگر به ما بگویند آیا وجود عالم را «قبل » هست؟ گوئیم اگر با این عبارت آن خواهید که آیا وجود عالم را بدایتی هست؟ یعنی طرفی که از آنجا آغاز شده، آری آن را بدایتی هست . . . و اگر به قبل، چیزی دیگری خواستید، آن را قبلی نیست . . .» ⁽⁸¹⁾
انصاف این است که این غزالی نیست که باید ثابت کند عالم از نظر زمانی متناهی است (با توجه به این که نقضهای فلاسفه به تعریف وی وارد نیست)، بلکه این حکما و فلاسفه هستند که باید ثابت کنند جهان قدیم زمانی است . اگر زمان مقدار حرکت باشد، جهان در صورتی قدیم زمانی خواهد بود که حرکتی یافت شود که قدیم زمانی باشد . فلاسفه بنا به هیئت قدیم حرکت فلک را چنین چیزی می دانستند، اما سوای این راه باطل، دلیل دیگری برای اثبات ازلی بودن زمانی عالم از طرف فلاسفه عرضه نشده است . مضافا این که برخی از حکما از طریق دیگر، یعنی متناهی بودن قوای عالم ماده، بر این باورند که عالم باید از نظر زمان و مکان متناهی باشد . این طریق، که به بحث آنتروپی در فیزیک و لزوم افزایش متناهی آن در طول زمان جهت پرهیز از مرگ حرارتی جهان، بسیار شبیه است، مؤید این است که عالم ازلی نبوده و از نظر زمانی متناهی است .
قول غزالی حاوی نکات جالبی است که در این جا به برخی از آنها اشاره می کنیم . اول این که غزالی همرای با فلاسفه مکان را متناهی و در عین حال بی کرانه می داند . این که تقدم و تاخر نقاط مختلف مکان اعتباری است و همه آنها در یک رتبه قرار دارند، در واقع بیان فلسفی بی کرانه بودن مکان است که در فیزیک مدرن و پس از ظهور نسبیت عام و تعمیم آن به کیهان شناسی، مقبول فیزیکدانان واقع شده است .
دومین نکته جالب در رای غزالی اعتقاد به تناهی زمان است . این عقیده که خلاف رای حکماء مشاء و اشراق است، همسو با آن چیزی است که نظریه انفجار بزرگ اعلام می کند و آن تعیین زمانی متناهی برای عالم مادی است . نکته دیگر این که رای غزالی در مورد حدوث عالم با رای ملاصدرا قابل جمع است . بنابر اصل «حرکت جوهری » تمام عالم ماده در عمیق ترین لایه ها در تغییر و تحول است و ماده و حرکت مصداقا عین هم هستند . بنابراین، عالم دائما در حال حدوث زمانی و آفرینش است . این قسم حدوث، یعنی «حدوث تجددی » ، هم با تناهی زمانی عالم قابل جمع است و هم با عدم تناهی زمانی آن . نتیجه:
طرح و قبول نظریه انفجار بزرگ و تناهی زمانی عالم در کیهان شناسی نوین، متکلمین را با این تصور که یکی از مقدمات برهان نیازمندی جهان به علت، یعنی حدوث زمانی آن اینک ثابت و مسلم شده است، بر سر شوق آورد و در جهت مقابل، ملحدین را به تکاپو وا داشت تا نظریه های دیگری را، که در این مقاله به برخی از آنها اشاره شد، به عنوان جایگزین آن مطرح کنند و یا به گونه ای این نظریه را تعبیر نمایند که کرانه زمانی عالم و در نتیجه به زعم آنان خداوند و متافیزیک از صفحه فیزیک حذف شوند!
آنچه در اینجا و در پایان مقاله تذکار آن را ضروری می دانیم این است که هرچند می توان تصویری از حدوث زمانی عالم ارائه کرد که هم با علم و هم آن گونه که غزالی انجام داده است، با کلام و فلسفه در تلائم و سازگاری باشد، اما همان گونه که فلاسفه به درستی خاطر نشان ساخته اند ملاک و مناط نیاز به علت نه صرف وجود و موجودیت است و نه حدوث زمانی، بلکه موجود از آن جهت که ممکن الوجود است (اعم از امکان ذاتی یا فقری)، نیازمند علت است . بنابراین، جهان چه حادث زمانی باشد چه قدیم زمانی، متناهی زمانی باشد یا نامتناهی زمانی، زمان آن کرانمند باشد یا بی کرانه، نیاز به علت و تعلق به علت عین وجود و ذات آن است .