پیدایش زمین

مترجم: عرفان خسروی/

mandegarهمه چیز در کائنات، تابع قوانین فیزیک است؛ قوانینی که در نخستین لحظات زمان، وضع شده اند. بیشتر حقایقی که ما دربارۀ ساختار فیزیکی جهان می‌دانیم، به سختی تصورپذیر است، حتا برای کسانی که زنده‌گی خود را به اندیشیدن دربارۀ این موضوعات گذرانده اند؛ حقایقی مانند خمیده‌گی فضا-زمان یا اینکه الکترون‌ها درعین حال، هم ذره اند و هم موج. فیزیک‌دان‌ها و ریاضی‌دان‌ها نیز هرچه دربارۀ جهان عمیق‌تر می‌شوند، ما را با مفاهیم عجیب و غریب‌تری رو به‌رو می‌کنند. مفاهیمی چون این اندیشه که ذرات زیر-اتمی ممکن است در حقیقت ابرریسمان هایی ظریف و لرزان از فضا باشند؛ اینکه جهان چهار بُعدی ما ممکن است ده بُعدی باشد یا این عقیده که قسمت قابل رویت کیهان، بخش کوچکی از کل جهان حقیقی است؛ حتا اینکه شاید بسیاری جهان‌های دیگر در کنار جهان ما وجود داشته باشند. هرچند پرداختن به این قبیل موضوعات که علم فیزیک از رخان آن پرده‌گشایی کرده، افسون کننده است اما این مفاهیم نقشی کلیدی در روایت ما از داستان حیات بازی نمی‌کنند؛ زیرا هنگامی که عمر سیاره زمین آغاز می‌شد، چندده میلیارد سال از آغاز عمر گیتی می‌گذشت و کام نا کام، قوانین فیزیک، مدت‌ها بود که در کتاب جهان نگاشته شده بودند. حیات، نیز راه دیگری نداشت، جز تکامل یافتن در محیطی متشکل از کوارک‌هایی که گلوئون‌ها آنها را به یکدیگر متصل می‌کند و قوانین عدم قطعیت کوانتوم و میدان‌های گرانشی بر آن محیط حکم فرما هستند. اگرچه همین حقایق گیج‌کننده فیزیکی بنیان‌های حیات را می‌سازند و تکامل حیات را مقید به بایدها و نبایدهای خویش می‌کنند ولی خوشبختانه می‌توانیم بدون ارجاع دادن به آنها توضیح دهیم که زنده‌گی چگونه پیش می‌رود، درست همان گونه که می‌توانیم در باب زیبایی یک نقاشی داد سخن بدهیم، بی آنکه به طیف جذبی رنگدانه‌های آن اشاره کنیم. پیدایش حیات در سیاره زمین، تاریخ گیتی و دینامیک جهان‌شمولی که ستاره ما-خورشید-سیاره ما-زمین-و تک تک اتم‌های سازنده موجودات زنده را ساخته است، همگی رابطه‌یی بنیانی با یکدیگر دارند. برای درک این رابطه، می‌توانیم بدون درنگ در واژه‌گان فنی، نگاهی اجمالی به جریان اتفاقاتی مربوط به زمان‌ها و فاصله‌هایی بی‌اندازه دور بیندازیم.

حکایت کیهان
جهان قابل رویت، سنی حدود ۱۵ میلیارد سال دارد. در آغاز همه محتوای امروز جهان، از جمله تمام فضای درون آن در نقطه‌یی بی‌اندازه کوچک -شاید به قدر نوک سوزنی- تکیده شده بود. این تکینکی در حدی باورنکردنی چگال و در حدی غیرقابل تصور داغ بود (دست کم ۱۰۲۹ یا اینکه بهتر است بگوییم ۱۰۰٬۰۰۰٬۰۰۰٬۰۰۰٬۰۰۰٬۰۰۰٬۰۰۰٬۰۰۰٬۰۰۰٬۰۰۰ درجه). سپس این نقطه طی رویدادی که مه بانگ (یا انفجار بزرگ) نامیده می‌شود، فروپاشید و شروع به پخش شدن کرد. این رویداد عنوانی فریب دهنده دارد؛ چرا که در واقع هرگز انفجاری رخ نداد بلکه تنها جهان تکیده در خویش و هرچه با آن بود، ناگهان با سرعتی زیاد منبسط شد. در سه دقیقه نخست انبساط، فرایندهایی در حیطه «فیزیک انرژی بالا» اعمال می‌شدند که باعث پیدایش ذرات زیر-اتمی، مانند پروتون‌ها، نوترون‌ها و الکترون‌ها شد. برخی از پروتون‌ها و نوترون‌ها نیز به یکدیگر متصل شده و یون‌های هلیوم را ساختند؛ توده‌هایی بختانه در میان ماده در حال انبساط توسعه یافتند و از این رو، ماده سازنده جهان کاملاً یک‌دست پخش نشد. سپس همه چیز آرام آرام پایدارتر شد و پس از چندصدهزارسال، همگام با انبساط و خنک شدن فضا -که تا امروز ادامه دارد- دما آن قدر پایین آمده بود که پروتون‌ها و یون‌های هلیوم پوستین‌هایی الکترونی بپوشند و به اتم‌های پایدار هیدروژن و هلی,م تبدیل شوند. این انبساط تا امروز، ۱۵ میلیارد سال دیگر نیز ادامه یافته تا جهان قابل رویت با قطری حدود ۱۰۲۴×۱.۶ یا ۱۶۰۰٬۰۰۰٬۰۰۰٬۰۰۰٬۰۰۰٬۰۰۰٬۰۰۰٬۰۰۰ کیلومتر گسترده شود. اینکه آیا جهان بازهم به انبساط ادامه می‌دهد یا دوباره شروع به فروریختن (یا آوار بزرگ) خواهد کرد، یکی از ناشناخته‌های بی‌شمار ما دربارۀ تکامل کیهان است. اتم‌های هیدروژن و هلیوم آغازین در فضای در حال انبساط پراکنشی ناهمگون داشتند، گرانش آنهایی که مجاور هم بودند بیشتر و بیشتر به سمت یکدیگر کشیده شد و در نتیجه بافت کیهان، شکلی «لخته لخته» یافت. ابرهای پهناوری از گاز اینجا و آنجا انباشته شده بود که گهگاه با هم برخورد می‌کردند و ادغام می‌شدند. سپس این پیش-کهکشان‌ها، بیشتر و بیشتر تغییر کردند و از هم دورتر شدند تا جایی که از آن توده‌های لخته لخته آغازین، میلیاردها کهکشان پیدا شدند و هر یک میلیاردها ستاره ایجاد کردند. هر ستاره به شکل ابری از گاز زاده می‌شود که سه چهارم آن را هیدروژن و یک چهارم آن را هلیوم تشکیل می‌دهد. اتم‌های گاز، تحت تأثیر نیروهای گرانشی به یکدیگر فشرده می‌شوند و همین طور که به هم نزدیک‌تر می‌شوند، به سرعت‌شان نیز افزوده می‌شود. سرانجام دما آن قدر بالا می‌رود که هیدروژن‌ها از پوشش الکترونی خود، برهنه شوند و هسته‌های سرگردان هیدروژن، شروع به ادغام با یکدیگر می‌کنند تا یون‌های هلیوم ایجاد شوند. این واکنش‌های هم‌جوشی، خودشان گرمای بیشتری آزاد می‌کنند که موجب انبساط گاز شده و تمایل گاز به انقباض را خنثا می‌کند. در نتیجه ستاره معمولاً میلیاردها سال در دما و حجم ثابتی، تا تمام شدن همه سوخت هیدروژنی‌اش پایدار می‌ماند. هنگامی که هیدروژن رو به اتمام می‌رود، همجوشی هسته‌یی کم شتاب می‌شود و گاز، دیگر به خوبی منبسط نمی‌شود؛ بنابراین، ستاره دوباره شروع به انقباض می‌کند و در پایان، به قدری چگال و داغ می‌شود که هسته‌های هلیوم آن نیز در همدیگر ادغام شده و هسته‌های بزرگ‌تری مانند کربن، اکسیژن، کلسیم و دیگر عناصر سبک جدول تناوبی را ایجاد می‌کنند. آنچه پس از آن رخ می‌دهد، بستگی به اندازه ستاره دارد. ستاره‌های کوچک در این مرحله ناپایدار می‌شوند، طبقات بیرونی خود را بیرون پاشیده، کهکشان را با اتم‌های «سبک» جدیدی که ساخته، بارور می‌کنند و از خود بازمانده‌یی به‌نام کوتوله سپید بر جای می‌گذارند. اما ستاره غول پیکر به فروپاشی و انقباض ادامه می‌دهد، داغ‌تر و داغ‌تر می‌شود و هسته‌های عناصر سنگین‌تر و سنگین‌تری ایجاد می‌کند تا وقتی که آرام آرام هسته‌های آهن ایجاد شوند. هسته‌های آهن مانند عناصر سبک‌تر همجوشی نمی‌کنند؛ پس هنگامی که میزانی بحرانی از آهن انباشته شد، قلب ستاره بر اثر گرانش به چیزی که ستاره نوترونی نامیده می‌شود، فرو می‌شکند و موج پدیدآمده از آن موجب انفجاری مهیب در طبقات بیرونی ستاره می‌شود که ما آن را ابر نو اختر می‌نامیم. هسته‌های عناصر بسیار سنگین از جمله عناصر پرتوزا، مانند اورانیوم، در ابرنواختر شکل گرفته و سرانجام این انواع نوین هسته‌ها به درون ابرهای گازی معلق در فضا رها می‌شوند. درون این ابرها، هسته‌ها خنک شده و جامه‌یی از الکترون به تن می‌کنند تا به اتم‌هایی پایدار تبدیل شوند. در این زمان، این ابرهای گازی بار دیگر تجمع می‌یابد تا نسل دوم ستاره‌گان را ایجاد کنند. ستاره‌گان نسل دوم از پیشینیان خود پیچیده‌تر اند، زیرا دارای انواع جدیدی از اتم‌ها شده اند. این ستاره‌گان، شروع به سوزاندن هیدروژن خود می‌کنند، فرو می‌پاشند و در این فرایند عناصر جدیدی تشکیل می‌دهند. سپس از واریزه‌های آنها، نسل سوم ستاره‌گان زاییده می‌شوند. به این ترتیب، هر نسل ستاره‌گان از نیاکان خود پیچیده‌تر می‌شود و چرخه‌یی از زایش و مرگ، میان کواکب فلکی تا میلیاردها سال آینده تداوم خواهد یافت.

حکایت زمین
اینک می‌توانیم نگاهی به پیرامون خود بیندازیم. راه شیری، کهکشانی متوسط است؛ خورشید در یکی از بازوهای مارپیچی آن جای دارد؛ ستاره‌یی از نسل دوم یا سوم با اندازه‌یی میانه، که باید از اتم‌های پاشیده شده از دل ابرنواختری در همین حوالی، زاییده شده باشد. خورشید، ۵.۴ میلیارد سال زیسته و به نظر می‌رسد هیدروژن کافی را برای سوزاندن تا دست کم پنج میلیارد سال آینده داشته باشد. گمان می‌رود در آخرین مراحل زنده‌گی، خورشید آن قدر داغ شود که از زمین تکه زغالی افروخته بسازد. زمانی که خورشید متولد می‌شد، مقداری از مواد دور و برش نیز گرداگرد هم توده‌هایی ساختند، برخی به هم کوبیده شده، بعضی با هم ادغام شدند و دست آخر، به سیارات، قمرها و ستاره‌گان دنباله‌دار مدارگرد خورشید تبدیل شدند. برخی از این توده‌ها، وارث مقادیر هنگفتی از اتم‌های سنگین‌تری شدند که از دل آن ابرنواختر، بیرون پاشیده بودند. زمین ما نیز از یکی از همین توده‌های نخستین به وجود آمد. برخی از این اتم‌ها عبارت اند از آهن و عناصر پرتوزایی که هسته ملتهب زمین را تشکیل می‌دهند، سیلیسیوم که پوسته زمین را می‌سازد و کربن، اکسیژن، نیتروژن و دیگر عناصر ضروری برای حیات. به علاوه، ستاره‌های دنباله‌داری هم بودند که چنین عناصری از ابرنواخترهای دیگر ارمغان می‌آوردند؛ این ستاره‌های دنباله‌دار به زمین جوان برخورد می‌کردند و آن را از مقادیر بیشتری از این عناصر می‌انباشتند. حجم عظیمی از آب نیز به صورت یخ در همین ستاره‌های دنباله‌دار حمل می‌شد و به زمین می‌رسید. گازهایی که در دل زمین اسیر شده بودند، از میان گسل‌ها و آتش‌فشان‌ها رها شدند تا دوباره به دست گرانش به دام افتاده و جو نخستین را ایجاد کنند. سطح مذاب زمین نیز به صورت توده‌هایی عظیم، منجمد و سخت شد؛ توده‌هایی که در طول فعالیت‌های زمین‌شناسی، پیوسته و پایستار به یکدیگر برخورد می‌کنند، همدیگر را شکل می‌دهند و قاره‌ها و پوسته کف اقیانوس‌ها را می‌سازند. پس از حدود نیم میلیارد سال فرایند خنک شدن و تثبیت زمین جوان، شرایط فیزیکی سیاره ما به گونه‌یی تغییر کرد که حیات توانست ظاهر شود و تکامل یابد.
تاملات
اوایل حس بسیار بدی در مورد کائنات داشتم و این از زمانی شروع شده بود که در کلاس فیزیک دربارۀ کیهان بحثی در گرفته بود. تقریباً ۲۰ سال داشتم، به اردو رفته بودیم؛ آن شب خود را درون کیسه خواب، خیره و حیران به آسمان صاف کلرادو یافتم؛ پیش از اینکه بتوانم جبار یا دب اکبر را پیدا کنم، غرق در هراس شده بودم؛ وحشت طوری بر من چیره شده بود که به پشت برگشتم و صورتم را زیر بالش پنهان کردم. همه ستاره‌گانی که می‌دیدم، همه و همه، تنها جزء یک کهکشان بودند. حدود صد میلیارد کهکشان در کیهان وجود دارد و در هر کدام شاید صد میلیارد ستاره در حال نورافشانی باشند؛ همه اینها در فضایی چنان عظیم زنده‌گی می‌کنند که من نمی‌توانم حتا تصورش کنم. ستاره‌گان می‌میرند، منفجر می‌شوند، دوباره آرام آرام جمع می‌شوند و اتم‌های درون‌شان، در دماها و فشارهای فوق‌العاده‌یی می‌شکافند و دوباره با هم ادغام می‌شوند. خورشید ما نیز سرانجام خواهد مرد و با فروشکستن قلبش زمین را مانند تکه‌یی زغال گداخته خواهد سوزاند؛ در حالی که ریزه‌ها و خرده‌هایش را به هیچستان سرد و تابدار فضا -زمان قی می‌کند. آسمان شب تباه شده بود. من هرگز نمی‌توانستم دوباره در آن بنگرم. اشک‌های آرام و ممتد دخترکی نوجوان و سرخورده، بالش را خیس کرد؛ هنگامی که بعدها با این قول معروف از استون واینبرگ رو به‌رو شدم -که «هرچقدر کیهان بیشتر قابل فهم به نظر برسد، به همان اندازه، بی‌معناتر به نظر خواهد رسید»، در مرداب عفن و گجسته پوچ‌گرایی او غرق شدم. هرگاه سعی می‌کردم دربارۀ آنچه در دوردست کیهان یا در اعماق اتم‌ها رخ می‌دهد، بیندیشم، پوچی نمور و سردی وجود مرا پر می‌کرد. پس تنها کاری که از من بر می‌آمد، نیندیشیدن به این موضوعات بود؛ اما پس از آن راهی یافتم تا پوچ‌گرایی نهفته در پس این بی‌کرانگی و خرده‌گی را شکست دهم. من پی بردم زمانی بیهوده‌گی ظاهری این افکار در هم می‌شکند که بدانم لزومی ندارد در قبال آنها به پاسخی دست یابم؛ در عوض آنها را برای خود، تماشا گه راز دانستم. این راز که اصلاً چرا هستی‌یی در کار است، نه نیستی؛ این راز که قوانین فیزیک از کجا و کی به وجود آمدند. این راز که گیتی چرا این اندازه عجیب و غریب به نظر می‌رسد. راز ذاتاً دست نیافتنی است و فطرتاً در پس پرده بی چگونگی خویش. هنگامی که می‌اندیشم پیشینیان تندر و آذرخش را جنگ‌های میان خدایان می‌پنداشتند، خنده‌ام می‌گیرد. نیاز برای یافتن دلیل، در رگ‌های همه ما ضربان دارد. انسان‌های نخستین سرشار از سوال‌های گوناگون درباره طبیعت بودند، اما درک اندکی از فرایندهای طبیعت داشتند؛ بنابراین طبیعت را به کمک اموری چون شخصیت‌های ماوراء الطبیعه شرح می‌دادند. شخصیت‌هایی که همراه خود خشک سالی، سیل و آفت می‌آوردند، مسوول مرگ بودند و بدکاران را می‌بخشیدند یا مجازات می‌کردند. این اندیشه‌ها به صورت شخصیت‌هایی نامرئی درآمدند که جز آنها توضیح قابل درک دیگری برای پدیده‌های طبیعی وجود نداشت. اکنون که احتمالاً ما طبیعت را بهتر از امور انتزاعی درک می‌کنیم، خود طبیعت می‌تواند جایگاه آن شخصیت عجیب و غریب و انتزاعی را بگیرد. فهم این موضوع که لازم نیست برای سوال‌های بزرگ دنبال پاسخ باشیم، مکاشفه‌یی بزرگ است. من زیر نور ستاره‌گان و کهکشان‌های کشف نشده، به پشت، روی زمین دراز می‌کشم و می‌گذارم شکوه آنها بی‌رحمانه وجود مرا غرق کند. وسعت درندشت گیتی را، ناپایداری آن را و حقیقت آن را با هم می‌آمیزم. بی نهایت دور می‌شوم و بی‌نهایت کوچک، تا جایی که بتوانم حقیقت فوتون‌های بدون جرم را درک کنم و نیز حقیقت بوزون‌های پیمانه‌یی -که در دماهای خیلی بالا بی جرم می‌شوند. من دربارۀ ماهیت نیروهای بنیادی و تقارن ذرات سکوت کردم، درحالی که آنها مهربانانه مرا در آغوش کشیده اند، همچون آوازهای گریگوری که در آنها معنای واژه‌ها چندان اهمیتی ندارد، بلکه این تکرار خلسه آور آنهاست که به یادماندنی است. راز، شگفتی آفرین است و شگفتی، آمیخته است به شکوه و هیبت. من رازهای کیهان و کوانتوم را لمس کرده‌ام؛ همین گونه نیز در آنچه قدیسین و روشن بینان امر قدسی نامیده اند، شریک شده ام و اکنون قلب من -اگرنه با تک تک واژه‌ها- دست کم با روح جاری در نخستین فصل کتاب تائوته چینگ (اثر لائوتسه در دو هزارو ۶۰۰ سال پیش) می‌تپد.
آسمان و زمین نیز از چیزی بی‌نام زاده شدند، اما پس از آن، نام‌ها بودند که مادر دیگر چیزها شدند. ما در اندیشه نامیدن اشیا مانده‌ایم و نمی‌دانیم که اینها همه سایه‌های جسمی لطیف اند.
وقتی می‌توان به آن دست یافت که فراتر از نام‌ها بنگریم.
این دو چشمه، از یک آب خورند، رازآلود و ژرف: چه آن بی‌نام و چه این همه نام‌ها.
و در ژرف‌ترین و رازآلودترین اعماق آن، دروازه‌یی است به حقیقت راستین.

اشتراک گذاري با دوستان :

Comments are closed.