۱٫۵ کشش سرعت نور را تعیین می‌کند

خانه ／ ۱ نظریهٔ فیلامانِ انرژی

نور، بسته‌ای از آشفتگی‌هاست که در «دریای انرژی» پیش می‌رود. بیشینۀ سرعتِ آن عددی یگانه و ثابت در سراسر کیهان نیست؛ این حد را در هر جا و هر لحظه تنشِ محلیِ محیط تعیین می‌کند. هرچه تنش بیشتر باشد، سقفِ انتشارِ محلی بالاتر می‌رود و هرچه تنش کمتر باشد، این سقف پایین می‌آید. زمانِ سفرِ نور نیز بسته به چگونگیِ توزیعِ تنش در امتدادِ مسیر دگرگون می‌شود.

در آزمایشگاه، وقتی با خط‌کش و ساعتِ محلی اندازه می‌گیریم، خودِ این معیارها همراه با محیط بازتنظیم می‌شوند. ازاین‌رو عددِ خوانده‌شده تقریباً ثابت می‌ماند و همین را سرعتِ نورِ اندازه‌گیری‌شده می‌نامیم.

این دو گزاره هم‌زمان صادق‌اند: سقفِ محلیِ سرعتِ نور با تنش تغییر می‌کند، اما مقدارِ اندازه‌گیری‌شده در آزمایش‌های به‌اندازۀ کافی محلی ثابت می‌ماند.

تمثیل‌های سرراست

• بر پوستِ طبلِ یکسان، هرچه کشیدگی بیشتر باشد، پژواک تندتر می‌دود.
• بر سیمِ یکسان، هرچه محکم‌تر کشیده شود، قله‌های موج تندتر پیش می‌روند.
• در محیطی سخت‌تر، صدا با سرعتِ بیشتری پیش می‌رود.

جمع‌بندیِ شهودی روشن است: تنشِ قوی‌تر و بازگشتِ سریع‌تر یعنی انتشارِ سریع‌تر.

نخست چرا تنشِ بیشتر به سرعتِ بیشتر می‌انجامد

• تحویلِ تکانه بی‌درنگ‌تر است. در تنشِ بالا محیط راست و کشیده می‌ایستد؛ پس از آشفتگی، نیرویِ بازگردان قوی و بی‌تردید عمل می‌کند، جابه‌جایی را زودتر به عنصرِ بعدی می‌سپارد و پیشانیِ موج تندتر می‌تازد.
• انحرافِ جانبی مهار می‌شود. در تنشِ کم، آشفتگی برمی‌آید و به دو سو می‌پراکند. تنشِ بالا این راه‌های فرعی را می‌فشارد، انرژی را در جهتِ پیش‌روی متمرکز می‌کند و بهره‌وری را بالا می‌برد.
• نسبتِ بازگردانی به کندی افزایش می‌یابد. با «مقدارِ ماده» یکسان، تنشِ بیشتر بازگردانی را نیرومندتر و لَختی و کشش را کمتر می‌کند؛ برآیندِ جمعی همان افزایشِ سرعت است.

خلاصه در یک جمله: تنشِ بالا برابر است با بازگردانیِ قوی‌تر، درنگِ کمتر و کج‌رویِ جانبیِ کمتر؛ نتیجۀ آن انتشارِ سریع‌تر است.

دوم پایداریِ محلی و تغییرپذیری میانِ ناحیه‌ها با نسبیت سازگار است

• همسوییِ محلی برقرار است. در همسایگیِ به‌اندازۀ کافی کوچک، همگان با معیارهای محلی همان عددِ ثابت را می‌خوانند، زیرا خودِ معیارها به همان شیوه با محیط مقیاس می‌گیرند.
• دگرگونی به مسیر وابسته است. وقتی سیگنال از ناحیه‌هایی با تنشِ متفاوت می‌گذرد، سقفِ محلی به‌آرامی همراهِ محیط تغییر می‌کند. شرط آن است که سیگنال در هیچ نقطه‌ای به این سقف نرسد و از آن فراتر نرود؛ آنچه عوض می‌شود خودِ سقف است نه آنکه سیگنال از سقف پیشی بگیرد.
• چرایِ تأخیرِ مثبت در نزدیکیِ گرانشِ قوی. کنارِ جرم‌های بزرگ، تنش بالاتر و سقفِ محلی بزرگ‌تر است؛ بااین‌همه مسیرِ نور بیشتر می‌پیچد و درازتر می‌شود. افزایشِ طولِ راه، فرارسیدن را بیش از آنچه سقفِ بالاتر شتاب دهد، کند می‌کند؛ پس زمانِ کل افزایش می‌یابد و این با تأخیرهایِ گرانشیِ مشاهده‌شده سازگار است.

سوم چرا در آزمایشگاه همیشه همان عدد به‌دست می‌آید

• خط‌کش و ساعت بیرون از دستگاه نیستند. این‌ها شیءِ مادیِ محلی‌اند. با دگرگونیِ تنشِ محیط، ترازهایِ انرژیِ اتمی، بسامدهایِ ذاتی و پاسخِ ماده بازمقیاس می‌شوند.
• اندازه‌گیری با ابزارهایِ هم‌مقیاس انجام می‌شود. با چنین معیارهایی، همان سقفِ محلی پیوسته به همان عدد خوانده می‌شود.
• بنابراین نتیجه روشن است. سقفِ فیزیکی می‌تواند محلی تغییر کند، اما عددِ اندازه‌گیری‌شده ثابت بماند؛ اولی سقفِ واقعی است و دومی خوانشِ محلی.

چهارم یکنواخت‌شدنِ تند در آغازِ کیهان

اندیشۀ محوری این است که در دوران‌هایِ نخستین، تنش به‌غایت بالا بود و دریایِ انرژی به‌شکلی استثنایی کشیده شده بود. سقفِ محلیِ انتشار بسیار بزرگ می‌شد؛ ازاین‌رو اطلاعات و آشفتگی‌هایِ انرژی می‌توانستند در زمانِ بسیار کوتاه، فاصله‌هایِ بسیار دور را درنوردند و تفاوت‌هایِ دما و ترازِ پتانسیل را به‌سرعت هموار کنند و یکدستیِ گسترده‌ای را که امروز می‌بینیم پدید آورند.

• چرا به «تورمِ فضا» نیاز نداریم. روایتِ رایج می‌گوید خودِ فضا بسیار سریع گسترش یافت تا تماسِ ناحیه‌هایِ دوردست توضیح داده شود. اینجا با سازوکارِ مادی توضیح می‌دهیم: تنشِ بالا به سقفِ بالا می‌انجامد و رسانشِ تندِ آشفتگی‌ها را ممکن می‌کند؛ بنابراین مرحلۀ جداگانۀ تورمی لازم نیست. نگاه کنید به بخشِ ۸٫۳.
• تمایز از پدیده‌هایِ آکوستیکیِ پسین. در دورۀ پلاسما، پس‌زمینۀ تنش همچنان نسبتاً بالا بود، اما کوپلۀ قوی و پراکندگی‌هایِ پی‌درپی، سرعتِ مؤثرِ پیمایشِ موج‌هایِ آکوستیکیِ جمعی را پایین‌تر از سقفِ محلی آورد. آن دوره «فاصله‌هایِ ترجیحی» را در ساختار برجای گذاشت، بی‌آنکه نتیجۀ ما را واژگون کند که تنشِ آغازینِ بسیار بالا به‌تنهایی برای یکنواخت‌سازیِ تند بسنده است.

پنجم نشانه‌هایِ رصدی و سنجش‌ها برای خوانندۀ عمومی

• نخست نسبت‌هایِ بی‌بُعد را در نظر بگیریم. هنگامِ مقایسۀ ناحیه‌هایِ دور، از نسبت‌هایِ بی‌بُعد بهره ببریم؛ مانند نسبتِ بسامدِ خطوطِ هم‌خاستگاه، نسبتِ شکلِ منحنی‌هایِ نوری و نسبتِ تأخیر میانِ چند تصویر در عدسیِ گرانشی. این کار مانعِ آن می‌شود که رانشِ همزمانِ معیار و موضوع را با تغییرِ حقیقیِ ثابت‌ها اشتباه بگیریم.
• الگویِ «افستِ مشترک با نسبت‌هایِ پایدار» را بجوییم. اگر در عدسیِ قوی یا خطِ دیدِ افراطی، نسبت‌هایِ تأخیر میانِ تصویرها یا پیام‌رسان‌ها پایدار بماند و زمان‌هایِ مطلق همگی افستی یکسان نشان دهند، طبیعی‌تر است که آن را برآمدۀ «سقف‌هایِ محلیِ شکل‌گرفته به‌دستِ تنش به‌همراهِ هندسۀ مسیر» بدانیم، نه تأخیرِ مبدأ و نه پاشندگیِ وابسته به بسامد.
• هرچه مسیر درازتر باشد حساسیت بیشتر است. نزدیکِ زمین، جایی‌که تنش کمابیش یکنواخت است، اندازه‌گیری‌هایِ تکراری همان عدد را بازمی‌گردانند. مسیرهایی که فاصله‌هایِ بسیار دور را می‌پیمایند یا از محیط‌هایِ افراطی می‌گذرند، آسان‌تر دگرگونی‌ها را آشکار می‌کنند.

ششم جمع‌بندی

• سقفِ محلی را تنش تعیین می‌کند. هرچه کشیده‌تر، سریع‌تر؛ هرچه رهاتر، کندتر. عددِ اندازه‌گیری‌شده را ابزارِ محلی تعیین می‌کند. در ناحیۀ به‌اندازۀ کافی کوچک، این عدد ثابت می‌ماند.
• سقف از تنش می‌آید و ساعت را هندسه می‌گذارد. بیشینه از تنشِ محلی برمی‌خیزد و زمانِ کل از توزیعِ تنش و شکلِ مسیر.
• همساز با نسبیت است. در وصله‌هایِ محلی، سقف برای همگان یکسان است و تفاوت‌ها تنها در گذر از ناحیه‌ها انباشته می‌شود.
• در آغازِ کیهان، تنشِ بسیار بالا پیوندِ تقریباً آنیِ آشفتگی‌ها را ممکن کرد و یکنواختیِ تند را بی‌نیاز از مرحلۀ تورمی به‌دنبال آورد. نگاه کنید به بخشِ ۸٫۳.