جهان بر پایه ی نیرو

می دانیم که جهان ما بر پایه ی چهار نیروی بنیادی، یعنی نیروی گرانش، الکترومغناطیس، هسته ای ضعیف و هسته ای قوی، شکل گرفته است. از این چهار نیرو، دو نیروی آخر به دلیل این که فقط در …

می دانیم که جهان ما بر پایه ی چهار نیروی بنیادی، یعنی نیروی گرانش، الکترومغناطیس، هسته ای ضعیف و هسته ای قوی، شکل گرفته است. از این چهار نیرو، دو نیروی آخر به دلیل این که فقط در درون اتم ها و هسته های آنها اثرگذار هستند، در زندگی روزمره قابل لمس نیستند. اما نیروی گرانش و نیروهای الکتریکی و مغناطیسی بیشتر به چشم می آیند. اغلب نیروهایی که ما می شناسیم از جنس الکتریکی یا مغناطیسی هستند. نیروی گرانش نیز در ساختارهای بزرگ عالم مانند منظومه ی شمسی، کهکشان ها و... دیده می شود. در حقیقت نیروی گرانش ابعاد و شکل عالم ما را تعیین می کند. این نیرو مشخص می کند که حجم کره ی زمین یا خورشید چقدر باشد و فاصله ی زمین تا خورشید یا ماه تا زمین در حالت تعادل چه میزان است. بزرگی نیروها یا به عبارت ساده تر، قدرت آنها تعیین کننده این ابعاد و اندازه هاست. در حقیقت نیروی گرانش و الکترومغناطیس هردو به یک صورت عمل می کنند اما دارای قدرت های متفاوتی هستند. آن چه ما از آن به عنوان قدرت نام می بریم در روابط فیزیکی با یک عدد ثابت مشخص می شود. این عدد ثابت برای نیروی گرانش بسیار کوچک و برای نیروی الکتریکی بسیار بزرگ است. برای این که این تفاوت قدرت آشکار شود مثالی می زنم. الکترون هم دارای جرم است و هم دارای بار الکتریکی. یعنی دو الکترون به یکدیگر نیروی جاذبه ی گرانشی و نیروی دافعه ی الکتریکی (چون بار هم نام دارند) وارد می کنند. نیروی الکتریکی ای که دو الکترون به یکدیگر وارد می کنند تقریباً ۱۰۳۹ (عددی که صفرهای آن در یک سطر از این مطلب نمی گنجد) برابر بزرگ تر از نیروی گرانشی بین آن دو است.

حال بیایید این طور فرض کنیم که به جای نیروی گرانشی، نیروی الکتریکی بر جهان ما حاکم بود. یعنی تمام اجرام آسمانی دارای بار الکتریکی بودند و از این طریق به هم نیرو وارد می کردند. مثلاً اگر قرار بود نیرویی که هم اکنون بین زمین و خورشید وجود دارد توسط نیروی الکتریکی ساخته شود، چه اتفاقی می افتاد؟ برای محاسبه ی ابعاد عالمی که نیروی الکتریکی بر آن حکمفرماست نیاز به یک سری فرضیات داریم. اول فرض می کنیم که نسبت بار الکتریکی خورشید به زمین همان نسبت جرمشان باشد، یعنی بار خورشید یک میلیون برابر باشد. دوم این که فرض می کنیم هر مولکول از خورشید دارای یک بار مثبت و هر مولکول از زمین دارای یک بار منفی باشد. با این فرضیات جرم خورشید جدید باید ۱۰۱۳kg و جرم زمین ۱۰۷kg باشد. این اعداد صد هزار میلیون میلیون بار کوچک تر از مقادیر کنونی جرم خورشید و زمین هستند. اگر با این جرم، حجم کره ی زمین را حساب کنیم، شعاع زمین به جای ۶ هزار کیلومتر تقریباً ۶۰ متر خواهد بود. اگر به جرم و حجم خورشید و زمین دست نزنیم و به جای آن تغییرات اندازه ی مدار و سرعت زمین را بررسی کنیم به نتایج زیر می رسیم:

اگر قرار باشد که سرعت مداری زمین ثابت بماند، فاصله ی زمین تا خورشید به جای ۱۵۰ میلیون کیلومتر باید ۱۰۴۳kg باشد یعنی ۱۰۳۰ سال نوری که خیلی خیلی بزرگتر از ابعاد کنونی عالم ماست. اما اگر بخواهیم فاصله ی زمین تا خورشید تغییر نکند زمین باید با سرعت مافوق نور ۱۰۲۰ متر بر ثانیه به دور خورشید بگردد. به عبارت دیگر، در این حالت خورشید یک سیاهچاله ی عظیم الکتریکی می شود و زمین درون این سیاهچاله قرار می گیرد.

اینجاست که تفاوت ابعاد منظومه شمسی با اتم و مدارهای سیاره ای با مدارهای الکترونی درون اتم مشخص می شود. درون هر یک از ما تعداد غیر قابل تصوری منظومه های الکتریکی وجود دارد و در اطراف ما میلیاردها میلیارد منظومه ی گرانشی. این جهانی است که نیروها برای ما ساخته اند.

* تمام اعداد ذکر شده تقریبی هستند و فقط برای درک و مقایسه ی ابعاد ذکر شده اند و ممکن است از مقدار واقعی و دقیق بیشتر یا کم تر باشند.