عدد جادویی 137
آیا جهان اطراف ما ساختاری بنیادی دارد كه میتوان از طریق اعداد به برداشتی كلی از آن رسید؟ ریچارد فاینمن فیزیكدان برجسته، اینطور فكر میكند. فاینمن میگوید عددی وجود دارد كه تمام نظریهپردازان فیزیك باید به آن فكر كنند. او این عدد را «یكی از بزرگترین اسرار علم فیزیك، یك عدد جادویی كه به هیچوجه برای انسان قابل درك نیست» توصیف میكند.
ثابت ساختار ریز
برای فیزیكدانان، 137 مخرج تقریبی «ثابت ساختار ریز» (1/137.03599913) است كه واكنش بین یك ذره باردار مثلاً الكترون یا پروتون را با یك میدان الكترومغناطیسی تعیین میكند. ثابت ساختارریز یكی از كلیدیترین ثابتهای فیزیك در جهان هستی است. مایكل بروكس، كارشناس فیزیك كوانتوم در این باره به نیوساینتیست میگوید: این عدد تغییرناپذیر تعیین میكند كه ستارهها چگونه میسوزند، واكنشهای شیمیایی چگونه رخ میدهند و حتی اینكه اتمها میتوانند وجود داشته باشند یا خیر. درواقع اگر این ثابت غیر از چیزی كه هست میبود، مولكولها بهوجود نمیآمدند و زود تجزیه میشدند. اگر مقدار این عدد بیشتر از حد كنونی بود اتمها اساسا تشكیل نمیشدند و زندگی مبتنی بر كربن، آنطور كه ما در كره زمین میشناسیم، غیرممكن بود. «لورنس ایوز» استاد دانشگاه ناتینگهام معتقد است اگر ثابت ساختار ریز عدد دیگری میبود، فیزیك، شیمی و بیوشیمی و اساسا مواد، كاملا متفاوت از آنچه امروز هستند میبودند و ما اصلا وجود نداشتیم تا در مورد این موضوع صحبت كنیم!
نسبیت و مكانیك كوانتوم
پاول دیویس، استاد فیزیك دانشگاه ایالتی آریزونا میگوید عدد 137 سه ثابت بنیادین جهان یعنی سرعت نور، بار الكتریكی الكترون و ثابت پلانك را با هم تركیب میكند. به عقیده دیویس، ظاهر شدن این عدد در محل تقاطع سه حوزه كلیدی الكترومغناطیس، مكانیك كوانتوم و نسبیت، عامل جذابیت آن است. لورنس ایوز 137 را عددی میداند كه ما زمینیها میتوانیم با آن به موجودات احتمالی هوشمند فرازمینی بگوییم بر سیارهمان احاطه داریم و میتوانیم مكانیك كوانتوم را درك كنیم! ایوز معتقد است آنها نیز حتما این عدد را به خوبی میشناسند، بهویژه اگر به علوم پیشرفته دست یافته باشند. اما از زمان كشف این ثابت توسط آرنولد زومرفلد فیزیكدان آلمانی در سال 1294/ 1915 به نظر میرسد این عدد دربردارنده یك واقعیت متافیزیكی بزرگتر نیز هست. ثابت ساختار ریز، فاصله خطوط طیفی اتمها را تعیین میكند و بنابراین یكی از اعداد ریشهای جهان هستی است.
نظریه وحدت بزرگ
این ثابت، ذهن دیگر فیزیكدانان بزرگ را هم درگیر كرده است. ولفگانگ پائولی (متولد سال 1900و درگذشت 1958 میلادی) برنده جایزه نوبل در تمام عمر خود درگیر این عدد بود. او گفته بود «وقتی بمیرم اولین سؤالم از شیاطین این خواهد بود كه معنی ثابت ساختار ریز چیست؟!» پائولی معتقد بود میزان دقیق این ثابت میتواند ساختار اتمی الكتریسیته را كه توضیحدهنده میدانهای الكتریكی موجود در جهان طبیعت است، توضیح دهد. این عدد سرعت انتشار یك فوتون از اتم را تعیین میكند و بر جزئیات نوری كه از اتمها منتشر میشود، اثر میگذارد. به دست آمدن این عدد در بسیاری از دیگر محاسباتی كه از دهه 1260 شمسی/ 1880 میلادی تاكنون انجام شدهاند باعث شد دانشمندان از خودشان بپرسند چرا طبیعت بر استفاده از عدد 137 اصرار دارد. تلاشهای گسترده دانشمندان برای یافتن پاسخ این سؤال آنها را به «نظریه وحدت بزرگ» رساند كه از آن زمان تاكنون با ثابت ساختار ریز همراه بوده است. در حال حاضر توضیح واحدی در این زمینه وجود ندارد. تحقیقات نشان میدهد ممکن است ثابت ساختار ریز در ششمیلیارد سال گذشته اندكی افزایش یافته باشد.
منابع: How Stuff Works و Big Think