فهرست مجلات
ورزش (بازل)
PMC9861615

موتسومی کامبا، مفهوم‌سازی، آماده‌سازی داده‌ها، تحلیل رسمی، روش‌شناسی، نگارش پیش‌نویس اصلی، بازبینی و ویرایش نگارش،1,2 هیاشی ناییتو، مفهوم‌سازی، آماده‌سازی داده‌ها، تحلیل رسمی، نگارش بازبینی و ویرایش،1,* هایائو اوزاکی، آماده‌سازی داده‌ها، تحلیل رسمی، نگارش بازبینی و ویرایش،1,3 شوییچی ماچیدا، آماده‌سازی داده‌ها، تحلیل رسمی، نگارش بازبینی و ویرایش،1 و شیزوئو کاتاموتو، مفهوم‌سازی، آماده‌سازی داده‌ها، تحلیل رسمی، روش‌شناسی، نگارش بازبینی و ویرایش1
پاتریشیا هیوم، ویراستار علمی
چکیده
راندمان ناخالص (GE) و شاخص اثربخشی نیروی پدال (IFE) عوامل مهمی هستند که عملکرد دوچرخه‌سواران را افزایش می‌دهند؛ با این حال، اثرات تغییر نیروی پدال (نسبت دنده) و سرعت پدال‌زنی بر این شاخص‌ها در هنگام دوچرخه‌سواری در دوچرخه‌های مسابقه‌ای جاده به طور کامل بررسی نشده است. این مطالعه با هدف بررسی اثر تغییر نسبت دنده یا سرعت پدال‌زنی بر GE و IFE با استفاده از یک دوچرخه مسابقه‌ای جاده انجام شد. نه دوچرخه‌سوار مرد، تست‌های دوچرخه‌سواری زیر حداکثر تدریجی (پنج مرحله 4 دقیقه دوچرخه‌سواری زیر حداکثر با 1 دقیقه استراحت غیرفعال) را تکمیل کردند. میزان کار هر مرحله با استفاده از دو اصل تعیین شد: تغییر نسبت دنده در سرعت پدال‌زنی ثابت و تغییر سرعت پدال‌زنی در نسبت دنده ثابت. ما GE و IFE را با استفاده از متغیرهای تنفسی و نیروهای واکنش پدال به ترتیب تعیین کردیم. افزایش نسبت دنده GE را بهبود بخشید و با IFE مرتبط بود. اگرچه افزایش سرعت پدال‌زنی GE را کمی از سطح اولیه بهبود بخشید، اما مقادیر افزایش یافته عمدتاً حفظ شدند. IFE حتی با افزایش سرعت پدال‌زنی نیز تقریباً ثابت بود. علاوه بر این، هیچ همبستگی معنی‌داری بین تغییرات GE و IFE همراه با افزایش سرعت پدال‌زنی مشاهده نشد. داده‌های ما نشان می‌دهد که افزایش نسبت دنده، اما نه سرعت پدال‌زنی، ممکن است بر GE و IFE در هنگام دوچرخه‌سواری در یک دوچرخه مسابقه‌ای جاده تأثیر بگذارد.
کلمات کلیدی: تکنیک پدال‌زنی، استراتژی‌های پدال‌زنی، راندمان مکانیکی، دوچرخه‌سواری
1. مقدمه
در طول مسابقات دوچرخه‌سواری، به حداکثر رساندن راندمان ناخالص (GE)، که به عنوان میزان کار مکانیکی نسبت به کل هزینه انرژی یک دوچرخه‌سوار تعریف می‌شود، برای اطمینان از بالاترین استقامت مهم است [1]. شواهد قبلی نشان می‌دهد که عوامل بالقوه تأثیرگذار بر GE نه تنها شاخص‌های به سختی اصلاح شده، از جمله عوامل محیطی (به عنوان مثال، دما و رطوبت محیط) [2]، بلکه شاخص‌های نسبتاً به راحتی اصلاح شده، از جمله استراتژی‌های پدال‌زنی دوچرخه‌سوار [3،4،5،6] هستند. بنابراین، بسیاری از ورزشکاران دوچرخه‌سواری و مربیان آنها به دنبال استراتژی‌های پدال‌زنی بهینه برای به حداکثر رساندن GE هستند. نیروی پدال (یعنی نسبت دنده) و سرعت پدال‌زنی دو استراتژی پدال‌زنی هستند که دوچرخه‌سواران می‌توانند در حین دوچرخه‌سواری تغییر دهند و نحوه تأثیر این عوامل بر GE مورد بررسی قرار گرفته است. مشاهده شده است که افزایش نیروی پدال در سرعت پدال‌زنی ثابت به تدریج GE را در طول یک تست دوچرخه‌سواری افزایشی بهبود می‌بخشد [6،7]. به طور همزمان، نسبت نیروی مماس به نیروی حاصل‌جمع اعمال شده به بازوی رکاب، که به عنوان شاخص اثربخشی نیروی پدال (IFE) شناخته می‌شود، نیز با افزایش نسبت دنده افزایش می‌یابد. علاوه بر این، بهبود IFE با افزایش GE همبستگی مثبت دارد [6]. از آنجایی که IFE به عنوان پارامتری برای ارزیابی تکنیک پدال‌زنی دوچرخه‌سوار [3،4،8] شناخته می‌شود، اعتقاد بر این است که استراتژی برای افزایش IFE نیز GE را بهبود می‌بخشد و روش آموزش برای افزایش IFE در صحنه‌های آموزشی و/یا مسابقات قبلی استفاده شده است [8].
دوچرخه‌سواران جاده‌ای رقابتی باید سرعت دوچرخه‌سواری خود را با توجه به شرایط جاده با استفاده از نه تنها نسبت دنده پدال‌زنی، بلکه سرعت پدال‌زنی برای حفظ دوچرخه‌سواری ایمن و کارآمد کنترل کنند. علاوه بر این، از آنجایی که دوچرخه مورد استفاده در دوچرخه‌سواری پیست دارای نسبت دنده پدال‌زنی ثابت است، دوچرخه‌سواران می‌توانند سرعت دوچرخه‌سواری را فقط با تغییر سرعت پدال‌زنی خود کنترل کنند. اگرچه بسیاری از مطالعات قبلی بر اثر تغییر نسبت دنده بر GE و IFE تمرکز داشته‌اند، این دیدگاه‌های عملی بر اهمیت ارزیابی اثر تغییر سرعت پدال‌زنی بر GE و IFE تأکید دارد. چندین مطالعه قبلی تأیید کرده‌اند که GE با افزایش سرعت پدال‌زنی در یک میزان کار ثابت کاهش می‌یابد؛ بنابراین، تصور می‌شود که افزایش سرعت پدال‌زنی GE را مختل می‌کند [9]. با این حال، این مطالعات GE را با تغییر سرعت پدال‌زنی در یک میزان کار ثابت بررسی کردند، در نتیجه افزایش سرعت پدال‌زنی با کاهش نیروی پدال برای حفظ میزان کار همراه بود. بر این اساس، این امکان وجود دارد که کاهش GE به دلیل کاهش نیروی پدال و نه افزایش سرعت پدال‌زنی رخ داده باشد. بنابراین، اثر تغییر سرعت پدال‌زنی در نیروی پدال ثابت بر GE و IFE باید بررسی شود. از نظر تئوری، تقاضای انرژی عضله اصلی در حال کار نسبت به یک بار پدال‌زنی مطلق یکسان در هر دور ثابت است، هر زمان که سرعت پدال‌زنی افزایش یابد. با این حال، تقاضای انرژی در بافت‌های مختلف غیر از عضله در حال کار نیز ممکن است افزایش یابد (به عنوان مثال، تثبیت وضعیت بدنی) در هنگام تقاضای کار بیشتر، که نشان می‌دهد کار خارجی نسبت به کل هزینه انرژی، که پدال‌زنی مؤثر را در نظر نمی‌گیرد، افزایش می‌یابد [10]. به طور کلی، هنوز مشخص نیست که آیا افزایش سرعت پدال‌زنی GE را مختل می‌کند یا خیر.
نگرانی دیگر این است که اکثر مطالعات قبلی از GE و IFE با استفاده از ارگومتر ترمز الکتریکی استفاده کرده‌اند، که نشان‌دهنده دوچرخه‌های مسابقه‌ای واقعی نیست [3،6،7،11]. بنابراین، اینکه آیا GE و IFE ارزیابی شده توسط این ارگومترهای آزمایشی را می‌توان به سناریوهای آموزشی و/یا مسابقات واقعی اعمال کرد، هنوز باید روشن شود. یعنی، GE و IFE باید با استفاده از یک دوچرخه مسابقه‌ای که برای مسابقات واقعی استفاده می‌شود، با تغییرات در نیروی پدال و سرعت پدال‌زنی بررسی شود.
بنابراین، این مطالعه با هدف بررسی اثرات نیروی پدال و سرعت پدال‌زنی بر GE و IFE با استفاده از یک دوچرخه مسابقه‌ای جاده انجام شد. برای آزمایش این موضوع، ما دو نوع تست دوچرخه‌سواری زیر حداکثر تدریجی چند مرحله‌ای را بررسی کردیم: تغییر نیروی پدال (نسبت دنده) در سرعت پدال‌زنی ثابت و تغییر سرعت پدال‌زنی در نسبت دنده ثابت در دوچرخه‌سواران مرد کالج با آموزش عالی.
2. مواد و روش‌ها
2.1. شرکت‌کنندگان
نه دوچرخه‌سوار استقامتی مرد در سطح ملی و منطقه‌ای کالج داوطلب شدند تا در این مطالعه شرکت کنند. ویژگی‌های فیزیکی آنها (میانگین ± انحراف معیار) عبارت بودند از: سن، 20.4 ± 1.7 سال؛ قد، 170.8 ± 4.7 سانتی‌متر؛ وزن بدن، 64.1 ± 5.4 کیلوگرم؛ و حداکثر مصرف اکسیژن (VO2max)، 64.9 ± 5.9 میلی‌لیتر · کیلوگرم−1 · دقیقه−1. آنها حداقل 3 سال سابقه تمرین (5.4 ± 1.5 سال) داشتند و همه دوچرخه‌سواران با آموزش عالی بودند که حداقل شش روز در هفته تمرین می‌کردند. همه شرکت‌کنندگان از خطرات احتمالی مرتبط با روش‌های آزمایشی قبل از ارائه رضایت کتبی مطلع شدند. پروتکل مطالعه توسط هیئت بررسی اخلاق تحقیقات دانشگاه جونتندو (28-106) تأیید شد و مطالعه مطابق با اعلامیه هلسینکی انجام شد.
2.2. ویژگی‌های دوچرخه آزمایشی
تمام اندازه‌گیری‌ها با استفاده از یک دوچرخه مسابقه‌ای با یک اندازه‌گیری توان پدال‌زنی (SGY-PM910V FC-6800، پایونیر، توکیو) و یک مربی دوچرخه 3 رولری با دستگاه بارگذاری اصطکاک ثابت (AC-Magroller، Minoura، ژاپن) انجام شد. همه شرکت‌کنندگان از یک دوچرخه آزمایشی یکسان استفاده کردند که دارای میل لنگ 170 میلی‌متر، چرخ‌ها (Bontrager، Trek، ایالات متحده آمریکا) و لاستیک (Topzio pro، Vittoria، ژاپن) بود تا از کشش آیرودینامیکی یکنواخت چرخ و مقاومت غلتشی لاستیک اطمینان حاصل شود. موقعیت صندلی با توجه به ترجیحات شرکت‌کنندگان تنظیم شد. رولر آزاد برای آموزش دوچرخه‌سواری مشخص شده است و دستگاه از سه رولر (قطر 100 میلی‌متر، عرض 395 میلی‌متر) تشکیل شده است. اگرچه مقاومت مغناطیسی قابل تنظیم بود، با شش سطح قدرت، ما آن را در موقعیت رولر پشتی آزاد متصل کردیم در سطح اول. سطح مقاومت برای تنظیم میزان کار هدف در تست‌های دوچرخه‌سواری چند مرحله‌ای بعدی تعیین شد.
2.3. تست دوچرخه‌سواری زیر حداکثر تدریجی چند مرحله‌ای
همه شرکت‌کنندگان در طول آزمایش سه بار به آزمایشگاه مراجعه کردند. در طول بازدید اولیه، یک جلسه آشنایی شامل تنظیم موقعیت زین دوچرخه مسابقه‌ای ذکر شده برای مطابقت با ترجیحات شرکت‌کنندگان و تمرین دوچرخه‌سواری روی یک رولر دوچرخه آزاد (AC-Magroller) در حالی که ماسک صورت برای جمع‌آوری گاز تنفسی برای تست‌های ورزشی پوشیده شده بود، انجام شد. حداقل 24 ساعت پس از جلسه آشنایی، شرکت‌کنندگان دو بار (آزمایش‌های اصلی) در روزهای مختلف به آزمایشگاه مراجعه کردند. در آزمایش‌های اصلی، شرکت‌کنندگان دو نوع تست دوچرخه‌سواری زیر حداکثر تدریجی را در حالی که یک مانیتور ضربان قلب (HR) مداوم و ماسک صورت می‌پوشیدند، انجام دادند: افزایش میزان کار با تغییر نسبت دنده در سرعت پدال‌زنی ثابت (تعریف شده به عنوان آزمایش ‘GEAR’) و تغییر سرعت پدال‌زنی در نسبت دنده ثابت (تعریف شده به عنوان آزمایش ‘CADENCE’). دوچرخه مسابقه‌ای از سطوح نسبت دنده بین 1.9 و 4.8 برای این مطالعه استفاده کرد؛ سطوح دنده با تغییر دنده‌های جلو و عقب تغییر کردند که به نوبه خود نیروی پدال را تغییر می‌دهد. در آزمایش GEAR، شرکت‌کنندگان در ابتدا با نسبت دنده 1.6 و سرعت پدال‌زنی 90 دور در دقیقه به مدت 4 دقیقه روی یک رولر دوچرخه آزاد دوچرخه‌سواری کردند. پس از 1 دقیقه استراحت غیرفعال روی دوچرخه، دوچرخه‌سواری با نسبت دنده 0.5 بالاتر از نسبت دنده اولیه با سرعت پدال‌زنی 90 دور در دقیقه از سر گرفته شد. این جلسه 4 دقیقه‌ای دوچرخه‌سواری و 1 دقیقه‌ای استراحت پنج بار تکرار شد تا نسبت دنده به 3.5 برسد (شکل 1). در آزمایش CADENCE، شرکت‌کنندگان یک تست دوچرخه‌سواری زیر حداکثر تدریجی پنج مرحله‌ای را انجام دادند که در آن سرعت پدال‌زنی در هر مرحله 15 دور در دقیقه افزایش می‌یابد، از 50 دور در دقیقه تا 110 دور در دقیقه با نسبت دنده ثابت 3.1. در طول تست‌های دوچرخه‌سواری تدریجی در هر دو آزمایش، از شرکت‌کنندگان خواسته شد تا سرعت پدال‌زنی خود را با صدای مترونوم تنظیم کنند [12]. در این مطالعه، میزان کار مطلق در هر مرحله در طول تست دوچرخه‌سواری زیر حداکثر تدریجی بین آزمایش‌های GEAR و CADENCE متفاوت بود زیرا محدودیت‌های روش‌شناختی استفاده از دوچرخه مسابقه‌ای وجود داشت. این تنظیم تجربی نسبت دنده و سرعت پدال‌زنی بر اساس یک مطالعه قبلی [13] تعیین شد، در حالی که ویژگی‌های دوچرخه‌های مسابقه‌ای جاده در نظر گرفته شد. در طول تست دوچرخه‌سواری، HR و متغیرهای تنفسی (مصرف اکسیژن (VO2)، تولید دی‌اکسید کربن (VCO2) و نسبت تبادل تنفسی (RER)) به طور مداوم در طول آزمایش اندازه‌گیری شدند.

نمای کلی آزمایش. (الف) پروتکل آزمایشی برای تست‌های دوچرخه‌سواری زیر حداکثر تدریجی چند مرحله‌ای در دو شرط آزمایشی. میزان کار در هر مرحله برای آزمایش‌های GEAR و CADENCE در جعبه سیاه نشان داده شده است؛ (ب) تنظیمات تجربی نسبت دنده و سرعت پدال‌زنی در هر مرحله برای آزمایش‌های GEAR و CADENCE. G، آزمایش GEAR؛ C، آزمایش CADENCE.
2.4. اندازه‌گیری‌ها
HR به طور مداوم در طول آزمایش با استفاده از یک سنسور HR بی‌سیم (30250 PowerCal ANT+، PowerTap، ژاپن) اندازه‌گیری شد. سرعت پدال‌زنی و نیروی پدال (مماس و شعاعی) از داده‌های به دست آمده با استفاده از یک اندازه‌گیری توان پدال‌زنی (SGY-PM910V FC-6800، پایونیر، توکیو) ارزیابی شد. سیستم اندازه‌گیری توان پدال‌زنی دارای دو مانیتور سنسور کرنش ساده است که می‌تواند کمترین جهت و نیروی مماس و شعاعی را به بازوهای رکاب تشخیص دهد. علاوه بر این، سنسور مغناطیسی زاویه چرخش را تشخیص می‌دهد. این سیستم اختصاصی میزان و جهت نیرو را در 12 نقطه مختلف در طول هر ضربه پدال‌زنی برای هر پا تشخیص می‌دهد [14]. اعتبار اندازه‌گیری توان پدال‌زنی توسط ساندرز و همکاران در سال 2017 [15] تأیید شد. در طول آزمایش، این داده‌ها به طور مداوم توسط یک کامپیوتر دوچرخه (SGX-CA500، پایونیر) متصل به دوچرخه آزمایشی ذخیره می‌شدند. پس از اتمام آزمایش، آنها با استفاده از یک نرم‌افزار تجزیه و تحلیل اختصاصی (Cyclo-Sphere؛ Pioneer Corporation) ارزیابی شدند. Cyclo-Sphere میزان کار (W)، سرعت پدال‌زنی (rpm) و IFE را محاسبه و نمایش می‌دهد. با توجه به مطالعات قبلی، IFE به عنوان نسبت نیروی مماس به نیروی حاصل‌جمع (شکل 2) محاسبه شد [8]. داده‌های پدال‌زنی از هر دو پای راست و چپ محاسبه شد و مقادیر میانگین آنها برای تجزیه و تحلیل بیشتر استفاده شد.

اصول شاخص اثربخشی نیروی پدال. نیروی حاصل‌جمع (FR) اعمال شده در صفحه رکاب؛ نیروی مماس (FTang) مماس به جابجایی رکاب (نیروی مؤثر) و نیروی شعاعی (FRad) در امتداد رکاب (نیروی غیر مؤثر).
VO2، VCO2 و RER به طور مداوم با جمع‌آوری گاز تنفسی با استفاده از یک آنالیزور گاز خودکار (AE-300S، Minato Medical Science، توکیو، ژاپن) نظارت می‌شد. قبل از هر آزمایش، سنسور جریان با استفاده از یک سرنگ 2 لیتری کالیبره شد و سنسورهای O2 و CO2 با استفاده از گاز کالیبراسیون (O2 20.72٪، N2 تعادل؛ O2 15.09٪، CO2 5.00٪، N2 تعادل، Sumitomo Seika Chemicals، ژاپن) کالیبره شدند. داده‌های تنفسی که به طور متوسط هر 30 ثانیه اندازه‌گیری می‌شدند، ثبت شدند و مقادیر میانگین برای 1 دقیقه آخر در هر مرحله از دوچرخه‌سواری برای تجزیه و تحلیل داده‌های بعدی استفاده شد.
2.5. تجزیه و تحلیل داده‌ها
ما هزینه انرژی (EE) را به صورت زیر محاسبه کردیم: EE (J) = [(3.869 × VO2) + (1.195 × VCO2)] × (4.186/60) [16]. GE به صورت میزان کار/EE × 100 (%) محاسبه شد [16].
برای بررسی رابطه بین GE و IFE در هر آزمایش در هنگام جمع‌آوری داده‌ها، از ضریب همبستگی اسپیرمن استفاده شد (شکل 5). به طور خلاصه، در این مطالعه، این شاخص‌ها در پنج مرحله (آزمایش GEAR: 1.6، 2.1، 2.6، 3.1 و 3.5؛ آزمایش CADENCE: 50، 65، 80، 95 و 110 دور در دقیقه) برای نه شرکت‌کننده ارزیابی شدند؛ بنابراین، تعداد کل داده‌های ترسیم شده 45 خواهد بود. این تجزیه و تحلیل بر اساس مطالعات قبلی است که نشان داده‌اند بهبود GE ارتباط نزدیکی با IFE در طول تست‌های دوچرخه‌سواری افزایشی دارد [3،6،17].
2.6. تجزیه و تحلیل آماری
نرمال بودن مجموعه‌های داده به دست آمده از هر آزمایش با استفاده از آزمون Shapiro-Wilk آزمایش شد؛ با این حال، اگر برابری واریانس شکست خورد، آزمون‌های ناپارامتری فریدمن و آزمون‌های پس از آن (Bonferroni) استفاده شد. در واقع، از آنجایی که برابری واریانس در IFE شکست خورد، آن را به عنوان یک مجموعه داده ناپارامتری تجزیه و تحلیل کردیم. از تحلیل واریانس یک‌طرفه با آزمون پس از آن Bonferroni برای مقایسه تغییرات زمانی VO2، VCO2، RER و GE استفاده شد. برای نمایش گرافیکی این داده‌ها، میانگین و مقادیر فردی را به صورت خطوط توپر و نقطه‌چین نشان دادیم. Microsoft Office Excel 2016 و Prism v. 9.0 (GraphPad Inc.، La Jolla، CA، USA) برای پردازش داده‌ها و تجزیه و تحلیل آماری استفاده شدند. اهمیت آماری در p < 0.05 تعیین شد.
3. نتایج
ابتدا اثر تغییر نسبت دنده در سرعت پدال‌زنی ثابت بر متغیرهای تنفسی (VO2، VCO2 و RER)، GE و IFE را در طول تست دوچرخه‌سواری زیر حداکثر تدریجی پنج مرحله‌ای ارزیابی کردیم (شکل 3). هم VO2 و هم VCO2 به طور خطی با افزایش نسبت دنده افزایش یافتند (شکل 3a،b). در حالی که RER در نسبت دنده 2.1 و 2.6 (یعنی میزان کار = 139.9 و 187.3 وات به ترتیب) در مقایسه با سطح اولیه (نسبت دنده 1.6 = 102.7 وات میزان کار) به طور قابل توجهی متفاوت نبود، به تدریج با افزایش نسبت دنده بیشتر از 3.1 افزایش یافت (شکل 3c). GE و IFE نیز با افزایش نسبت دنده به تدریج افزایش یافتند (شکل 3d،e).

تغییرات در متغیرهای تنفسی، راندمان ناخالص و شاخص اثربخشی نیروی پدال در طول تست دوچرخه‌سواری زیر حداکثر تدریجی در آزمایش GEAR. داده‌هایی که میانگین و مقادیر فردی را نشان می‌دهند به صورت خطوط توپر و نقطه‌چین ارائه شده‌اند. (الف) مصرف اکسیژن؛ (ب) تولید دی‌اکسید کربن؛ (ج) نسبت تبادل تنفسی؛ (د) راندمان ناخالص؛ (ه) شاخص اثربخشی نیروی پدال. * p < 0.01 در مقابل 1.6؛ † p < 0.01 در مقابل 2.1؛ ‡ p < 0.01 در مقابل 2.6؛ § p < 0.01 در مقابل 3.0. n = 9.
سپس، اثر تغییر سرعت پدال‌زنی در نسبت دنده ثابت بر متغیرهای تنفسی، GE و IFE را در طول تست دوچرخه‌سواری زیر حداکثر تدریجی ارزیابی کردیم (شکل 4). مشابه آزمایش GEAR، در آزمایش CADENCE، متغیرهای تنفسی با سرعت پدال‌زنی افزایش یافتند (شکل 4a–c). در مقابل، اگرچه GE در سرعت پدال‌زنی >65 دور در دقیقه به طور قابل توجهی بیشتر از آن در 50 دور در دقیقه بود، هیچ تغییر قابل توجهی در سرعت پدال‌زنی بین 65 و 110 دور در دقیقه مشاهده نشد (شکل 4d). علاوه بر این، IFE در طول آزمایش CADENCE تغییر نکرد (شکل 4e).

تغییرات در متغیرهای تنفسی، راندمان ناخالص و شاخص اثربخشی نیروی پدال در طول تست دوچرخه‌سواری زیر حداکثر تدریجی در آزمایش CADENCE. داده‌هایی که میانگین و مقادیر فردی را نشان می‌دهند به صورت خطوط توپر و نقطه‌چین ارائه شده‌اند. (الف) مصرف اکسیژن؛ (ب) تولید دی‌اکسید کربن؛ (ج) نسبت تبادل تنفسی؛ (د) راندمان ناخالص؛ (ه) شاخص اثربخشی نیروی پدال. * p < 0.01 در مقابل 50 دور در دقیقه؛ † p < 0.01 در مقابل 65 دور در دقیقه؛ ‡ p < 0.01 در مقابل 80 دور در دقیقه؛ § p < 0.01 در مقابل 95 دور در دقیقه. n = 9.
علاوه بر این، تجزیه و تحلیل ضریب همبستگی بین GE و IFE در آزمایش‌های GEAR و CADENCE را انجام دادیم (شکل 5). GE به طور قابل توجهی با IFE در آزمایش GEAR (شکل 5a) مرتبط بود، اما نه در آزمایش CADENCE (شکل 5b).

رابطه بین شاخص اثربخشی نیروی پدال و راندمان ناخالص. داده‌های ترسیم شده نشان‌دهنده تمام موضوعات (n = 9) در پنج مرحله هستند. (الف) آزمایش GEAR؛ (ب) آزمایش CADENCE.
4. بحث
تا جایی که ما اطلاع داریم، این اولین مطالعه است که GE و IFE را در طول تست‌های دوچرخه‌سواری زیر حداکثر تدریجی چند مرحله‌ای در یک وضعیت دوچرخه‌سواری واقعی با تغییر نیروی پدال (نسبت دنده) و سرعت پدال‌زنی با استفاده از یک دوچرخه مسابقه‌ای جاده اندازه‌گیری می‌کند. همانطور که در شکل 3d،e نشان داده شده است، GE و IFE به تدریج با تغییر نسبت دنده در سرعت پدال‌زنی ثابت (مقادیر میانگین GE و IFE از 16.9 تا 20.8٪ و از 30.8 تا 55.8٪ به ترتیب متفاوت بودند) افزایش یافتند و این پارامترها به طور تنگاتنگی مرتبط بودند. با این حال، شکل 4d،e نشان می‌دهد که GE و IFE در آزمایش با تغییر سرعت پدال‌زنی در نسبت دنده ثابت تقریباً ثابت بودند (مقادیر میانگین GE و IFE تقریباً در محدوده 19.0–20.5٪ و 50.3–52.8٪ ثابت بودند). به طور جمعی، نتایج ما نشان می‌دهد که الگوهای تغییر GE و IFE همراه با تغییر سرعت پدال‌زنی به طور قابل توجهی با الگوهای تغییر با نسبت دنده متفاوت است.
چندین مطالعه قبلی گزارش داده‌اند که افزایش میزان کار با افزایش نیروی پدال در سرعت پدال‌زنی ثابت GE و IFE را در طول تست‌های دوچرخه‌سواری افزایشی بهبود می‌بخشد [6،7،11،18]. مطابق با مطالعات قبلی، ما تأیید کردیم که هم GE و هم IFE با افزایش نسبت دنده در آزمایش GEAR به طور خطی افزایش یافتند. اگرچه مطالعات قبلی GE و IFE را با استفاده از یک ارگومتر دوچرخه‌سواری الکتریکی ارزیابی کرده‌اند، ما برای اولین بار تأیید کردیم که این پاسخ‌های فیزیولوژیکی حتی در یک دوچرخه مسابقه‌ای جاده نیز قابل مشاهده هستند. بنابراین، این نتیجه نشان می‌دهد که GE و IFE ممکن است حتی در یک وضعیت دوچرخه‌سواری واقعی با تغییر نسبت دنده متفاوت باشند.
بسیاری از مطالعات قبلی گزارش داده‌اند که افزایش سرعت پدال‌زنی GE را در یک میزان کار ثابت کاهش می‌دهد و به این نتیجه رسیده‌اند که افزایش سرعت پدال‌زنی تأثیر نامطلوبی بر GE دارد [9]. با این حال، باید توجه داشت که افزایش سرعت پدال‌زنی با کاهش نسبت دنده همراه است، زمانی که میزان کار حفظ شود. از آنجایی که نشان داده شده است که تغییر نسبت دنده بر GE تأثیر می‌گذارد [9]، اختلال GE در مطالعات قبلی ممکن است مربوط به کاهش نسبت دنده و نه افزایش سرعت پدال‌زنی باشد. بنابراین، ما GE و IFE را در طول یک تست دوچرخه‌سواری تدریجی با تغییر سرعت پدال‌زنی در نسبت دنده ثابت ارزیابی کردیم. جالب اینجاست که GE و IFE در آزمایش CADENCE تقریباً ثابت بودند، با وجود اینکه متغیرهای تنفسی (VO2، VCO2 و RER) مشابه آزمایش GEAR افزایش یافتند. بر اساس تئوری فیزیک، تقاضای انرژی عضله اصلی در حال کار نسبت به یک بار پدال‌زنی مطلق یکسان در هر دور ثابت است، هر زمان که سرعت پدال‌زنی افزایش یابد. در مقابل، تقاضای انرژی در بافت‌های مختلف غیر از عضله در حال کار نیز ممکن است افزایش یابد (به عنوان مثال، تثبیت وضعیت بدنی) در هنگام تقاضای کار بیشتر، که نشان می‌دهد کار خارجی نسبت به کل هزینه انرژی، که پدال‌زنی مؤثر را در نظر نمی‌گیرد، افزایش می‌یابد [10]. علاوه بر این، فرض می‌شود که عوامل مختلف (به عنوان مثال، مقاومت هوا، مقاومت غلتشی، تغییر در الگوی فعال‌سازی فیبرهای عضلانی و افزایش نیروی اینرسی) ناشی از افزایش سرعت پدال‌زنی می‌تواند بر GE تأثیر بگذارد [10،19]. بر اساس این مشاهدات، ما انتظار داشتیم که افزایش سرعت پدال‌زنی GE و IFE را مختل کند. با این حال، نتایج ما نشان می‌دهد که افزایش سرعت پدال‌زنی به خودی خود بر GE و IFE تأثیر نمی‌گذارد، حداقل در یک نسبت دنده ثابت. پیشنهاد می‌شود که افزایش سرعت پدال‌زنی ممکن است منجر به هزینه انرژی اضافی غیر از پدال‌زنی مؤثر در طول تست دوچرخه‌سواری نشود. با توجه به این واقعیت که مقادیر میانگین RER در مرحله 5 (110 دور در دقیقه) >1.0 بود، دوچرخه‌سواران با آموزش عالی می‌توانستند پدال‌زنی مؤثر خود را حتی در هنگام شدت ورزش شدید حفظ کنند.
علاوه بر این، یک همبستگی قابل توجه بین GE و IFE که در آزمایش GEAR مشاهده شد، در آزمایش CADENCE از بین رفت. ورزشکاران دوچرخه‌سواری و مربیان آنها اغلب به دنبال روش‌های آموزشی برای افزایش IFE بر اساس این مفهوم بوده‌اند که افزایش IFE نیز می‌تواند GE را بهبود بخشد [8]. در مقابل، کورف و همکاران [20] گزارش دادند که آزمایشی که در آن از شرکت‌کنندگان خواسته شد تا در طول ضربه رو به بالا پدال را بکشند، IFE را به طور قابل توجهی افزایش داد، اما GE را به طور قابل توجهی کاهش داد در مقایسه با تکنیک‌های پدال‌زنی دیگر، مانند پدال‌زنی ترجیحی، پدال‌زنی در دایره و فشار دادن پدال در طول ضربه رو به پایین. از این داده‌ها، نویسندگان به این نتیجه رسیدند که IFE لزوماً GE را در تکنیک‌های پدال‌زنی نشان نمی‌دهد، که ممکن است از نتایج فعلی ما حمایت کند. در نتیجه، ما حدس می‌زنیم که افزایش IFE لزوماً به بهبود GE کمک نمی‌کند.
این مطالعه دارای برخی محدودیت‌ها بود. اول، ما مدت زمان دوچرخه‌سواری در هر مرحله را 4 دقیقه تعیین کردیم. با این حال، دوچرخه‌سواری طولانی‌مدت، مانند یک مسابقه رقابتی (به عنوان مثال، تور دو فرانس)، ممکن است باعث خستگی مرکزی و محیطی شود، در نتیجه GE و IFE مختل می‌شوند. دوم، ما از IFE که از نیروی شعاعی و نیروی مماس در جهت محور پدال محاسبه می‌شود، استفاده کردیم. ما نیروی جانبی-مدیال را در نظر نگرفتیم. نیروی جانبی-مدیال ممکن است کمتر از دو نیروی دیگر باشد، اگرچه نمی‌توانیم انکار کنیم که بر متغیرها در این مطالعه تأثیر می‌گذارد. سوم، ما اجزای بی‌هوازی را در محاسبه GE در نظر نگرفتیم. شدت ورزش در مرحله 5 (RER > 1.0) ممکن است از آستانه بی‌هوازی فراتر رود و GE را بیش از حد تخمین بزند. چهارم، از آنجایی که دوچرخه آزمایشی به دلیل محدودیت‌های روش‌شناختی دوچرخه آزمایشی، امکان تعیین میزان کار دقیقاً یکسان را فراهم نمی‌کند، ما نسبت دنده را در هر مرحله برای همه شرکت‌کنندگان به طور دقیق تنظیم کردیم. بنابراین، اعتبار فرضیه‌های حاصل از نتایج این مطالعه باید با مطالعات بیشتری تأیید شود که الگوهای ترکیبی مختلف نسبت دنده و سرعت پدال‌زنی را در نظر می‌گیرند تا ترکیب بهینه آنها برای به حداکثر رساندن عملکرد دوچرخه‌سواران تعیین شود. در نهایت، از آنجایی که ما فقط دوچرخه‌سواران مرد رقابتی جوان با آموزش عالی را استخدام کردیم، در مطالعات آینده مهم است که جمعیت‌های مختلف دوچرخه‌سواران، از جمله دوچرخه‌سواران در سطح جهانی، جوانان، بزرگسالان و زنان را بررسی کنیم.
5. نتیجه‌گیری
نتایج ما نشان داد که افزایش نیروی پدال در سرعت پدال‌زنی ثابت به طور خطی GE و IFE را بهبود می‌بخشد، حتی در یک دوچرخه مسابقه‌ای جاده. در مقابل، GE و IFE تقریباً ثابت ماندند با وجود افزایش سرعت پدال‌زنی در نیروی پدال ثابت. اگرچه مطالعات بیشتری مورد نیاز است، داده‌های ما نشان می‌دهد که افزایش نیروی پدال، اما نه سرعت پدال‌زنی، ممکن است بر GE و IFE در هنگام دوچرخه‌سواری در یک دوچرخه مسابقه‌ای جاده تأثیر بگذارد. علاوه بر این، همه روش‌های آموزشی برای بهبود IFE ممکن است به بهبود GE منجر نشود. ما انتظار داریم که این نتایج بینش‌های جدیدی را برای بازنگری استراتژی‌های پدال‌زنی در دوچرخه‌سواری و روش‌های آموزشی برای افزایش عملکرد دوچرخه‌سواران ارائه دهد.
تشکر و قدردانی
ما می‌خواهیم از همه شرکت‌کنندگان در مطالعه خود تشکر کنیم.
بیانیه تأمین مالی
این کار با حمایت مؤسسه علوم و پزشکی بهداشت و ورزش، دانشگاه جونتندو و دانشگاه زنان وایو انجام شد.
سهم نویسندگان
مفهوم‌سازی، M.K.، H.N. و S.K.؛ روش‌شناسی، M.K. و S.K.؛ تحلیل رسمی، M.K.، H.N.، H.O.، S.M. و S.K.؛ آماده‌سازی داده‌ها، M.K.، H.N.، H.O.، S.M. و S.K.؛ نگارش پیش‌نویس اصلی، M.K.؛ بازبینی و ویرایش نگارش، H.O.، S.K.، S.M. و H.N. همه نویسندگان خوانده و با انتشار نسخه منتشر شده دست‌نوشته موافقت کرده‌اند.
بیانیه هیئت بررسی اخلاق نهادی
این مطالعه مطابق با دستورالعمل‌های اعلامیه هلسینکی انجام شد و توسط هیئت بررسی اخلاق تحقیقات دانشگاه جونتندو (28-106) تأیید شد.
بیانیه رضایت آگاهانه
رضایت آگاهانه از همه موضوعات درگیر در مطالعه گرفته شد.
دسترسی به داده‌ها
داده‌های ارائه شده در این مطالعه در صورت درخواست از نویسنده مسئول در دسترس است.
تضاد منافع
نویسندگان هیچ تضاد منافعی را اعلام نمی‌کنند.
یادداشت‌ها
سلب مسئولیت/یادداشت ناشر: اظهارات، نظرات و داده‌های موجود در تمام انتشاراتات منحصراً متعلق به نویسنده(گان) و مشارکت‌کننده(گان) فردی است و متعلق به MDPI و/یا ویراستاران نیست. MDPI و/یا ویراستاران مسئولیتی در قبال هرگونه آسیب به افراد یا اموال ناشی از هرگونه ایده، روش، دستورالعمل یا محصولی که در محتوا به آن اشاره شده است، ندارند.
منابع
1. Gaesser G.A., Brooks G.A. Muscular efficiency during steady-rate exercise: Effects of speed and work rate. J. Appl. Physiol. 1975;38:1132–1139. doi: 10.1152/jappl.1975.38.6.1132. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
2. Hettinga F.J., De Koning J.J., de Vrijer A., Wust R.C., Daanen H.A., Foster C. The effect of ambient temperature on gross-efficiency in cycling. Eur J. Appl. Physiol. 2007;101:465–471. doi: 10.1007/s00421-007-0519-3. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
3. Candotti C.T., Ribeiro J., Soares D.P., De Oliveira A.R., Loss J.F., Guimarães A.C. Effective force and economy of triathletes and cyclists. Sports Biomech. 2007;6:31–43. doi: 10.1080/14763140601058490. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
4. Coyle E.F., Feltner M.E., Kautz S.A., Hamilton M.T., Montain S.J., Baylor A.M., Abraham L.D., Petrek G.W. Physiological and biomechanical factors associated with elite endurance cycling performance. Med. Sci. Sports Exerc. 1991;23:93–107. doi: 10.1249/00005768-199101000-00015. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
5. Passfield L., Doust J.H. Changes in cycling efficiency and performance after endurance exercise. Med. Sci. Sports Exerc. 2000;32:1935–1941. doi: 10.1097/00005768-200011000-00018. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
6. Zameziati K., Mornieux G., Rouffet D., Belli A. Relationship between the increase of effectiveness indexes and the increase of muscular efficiency with cycling power. Eur J. Appl. Physiol. 2006;96:274–281. doi: 10.1007/s00421-005-0077-5. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
7. Chavarren J., Calbet J.A. Cycling efficiency and pedalling frequency in road cyclists. Eur J. Appl. Physiol. Occup. Physiol. 1999;80:555–563. doi: 10.1007/s004210050634. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
8. Duc S., Bertucci W., Grappe F. Strategies for improving the pedaling technique. J. Sports Med. Phys. Fitness. 2019;59:2030–2039. doi: 10.23736/S0022-4707.19.08515-3. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
9. Leirdal S., Ettema G. The relationship between cadence, pedalling technique and gross efficiency in cycling. Eur. J. Appl. Physiol. 2011;111:2885–2893. doi: 10.1007/s00421-011-1914-3. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
10. MacDougall K.B., Falconer T.M., MacIntosh B.R. Efficiency of cycling exercise: Quantification, mechanisms, and misunderstandings. Scand J. Med. Sci. Sports. 2022;32:951–970. doi: 10.1111/sms.14149. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
11. Moseley L., Jeukendrup A.E. The reliability of cycling efficiency. Med. Sci. Sports Exerc. 2001;33:621–627. doi: 10.1097/00005768-200104000-00017. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
12. Nakagata T., Murade S., Katamoto S., Naito A.H. Heart rate responses and exercise intensity during a prolonged 4-hour individual cycling race among Japanese recreational cyclists. Sports. 2019;7:109. doi: 10.3390/sports7050109. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
13. Ettema G., Lorås H.W. Efficiency in cycling: A review. Eur. J. Appl. Physiol. 2009;106:1–14. doi: 10.1007/s00421-009-1008-7. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
14. Sanders D., Myers T., Akubat I. Training-intensity distribution in road cyclists: Objective versus subjective measures. Int. J. Sports Physiol. Perform. 2017;12:1232–1237. doi: 10.1123/ijspp.2016-0523. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
15. Brouwer E. On simple formulae for calculating the heat expenditure and the quantities of carbohydrate and fat oxidized in metabolism of men and animals, from gaseous exchange (oxygen intake and carbonic acid output) and urine-N. Acta Physiol. Pharmacol. Neerl. 1957;6:795–802. [PubMed] [Google Scholar]
16. Mornieux G., Zameziati K., Rouffet D., Stapelfeldt B., Gollhofer A., Belli A. Influence of pedalling effectiveness on the inter-individual variations of muscular efficiency in cycling. Isokinet. Exerc. Sci. 2006;14:63–70. doi: 10.3233/IES-2006-0222. [CrossRef] [Google Scholar]
17. Korff T., Romer L.M., Mayhew I., Martin J.C. Effect of pedaling technique on mechanical effectiveness and efficiency in cyclists. Med. Sci. Sports Exerc. 2007;39:991–995. doi: 10.1249/mss.0b013e318043a235. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
18. Faria E.W., Parker D.L., Faria I.E. The science of cycling: Factors affecting performance—Part 2. Sports Med. 2005;35:313–337. doi: 10.2165/00007256-200535040-00003. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
19. Articles from Sports are provided here courtesy of Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)


سال‌ها تمرین.
فرض کنیم برای لحظه‌ای نظریه ۱۰ هزار ساعت مالکام گلدول درست باشد (در واقع، نظریه کِی. آندرس اریکسون است...) و تا زمانی که کسی واقعاً وارد مسابقات حرفه‌ای شود، تقریباً ۱۰ هزار ساعت تمرین کرده باشد.
در این سال‌های تمرین، آن‌ها ریتم و/یا توان خروجی‌ای را که بهترین کارایی را برایشان دارد، در هر رویدادی که در آن تخصص دارند (مثلاً مسافت‌های سرعتی در مقابل آزمون زمانی جاده‌ای در مقابل استقامت فوق‌العاده) تعیین کرده‌اند و پس از تمرین در شرایط مختلف (مانند سربالایی‌ها).
اکثر افراد به‌طور خاص به توان خروجی نسبت به نتیجه نگاه می‌کنند، زیرا توان خروجی به‌طور تقریبی ارزشمندترین عامل تعیین‌کننده است. ورزشکاری که در طول رویداد بهترین توان متوسط را تولید می‌کند، احتمالاً برنده خواهد شد.
البته این موضوع به رویداد و عوامل متعددی که می‌توانند بر توان متوسط خروجی تأثیر بگذارند، مانند وزن دوچرخه‌سوار، دنده، طول بازوهای رکاب و غیره بستگی دارد. ممکن است شما بیشترین توان را به پدال وارد کنید، اما به دلیل اینکه وزن بیشتری دارید، از یک دوچرخه‌سوار سبک‌تر که توان کمتری به پدال وارد می‌کند، کندتر باشید، بنابراین اغلب توان متوسط نسبت به وزن نیز مقایسه می‌شود.
تجهیزات نیز نگران‌کننده است، اما قوانین و مقرراتی برای آن وجود دارد، بنابراین بیشتر دوچرخه‌سواران تجهیزات بسیار مشابهی دارند که بسته به عوامل مختلف (مانند طول اندام) برای بدنشان بهتر یا بدتر عمل می‌کند.
در رویدادهای استقامتی، احتمالاً آن‌ها به "بازدهی" در مقابل توان خروجی خالص توجه کرده‌اند. بیشتر دوچرخه‌سواران نخبه در واقع تنها حدود ۲۳ درصد نسبت به جذب اکسیژن (VO2) بازده دارند، بنابراین مهم است که آیا آن‌ها می‌توانند در طول کل رویداد سطح بالایی از توان خروجی را حفظ کنند و چقدر در استفاده از اکسیژن برای ایجاد آن توان بازدهی دارند.
توان می‌تواند تحت تأثیر نیروی وارد شده، وزن دوچرخه‌سوار، وزن تجهیزات، طول بازوهای رکاب (بنابراین تجهیزات آن‌ها تأثیرگذار خواهد بود)، طول اهرم پا، میزان مقاومت هوا که دوچرخه‌سوار ایجاد می‌کند، ریتم و غیره قرار گیرد....
بنابراین، عوامل متعددی وجود دارد که یک دوچرخه‌سوار یاد گرفته است که در طول زمان آن‌ها را کنترل کند تا ایده‌آل‌های خود را تعیین کند. دنده‌ها معمولاً بر اساس توان خروجی و توانایی درک‌شده دوچرخه‌سوار برای حفظ آن توان خروجی از طریق تجربه انتخاب می‌شوند. با این حال، آن‌ها ممکن است تصمیم بگیرند با متغیرهای دیگر بازی کنند تا مشخصات مناسب خود را پیدا کنند.
همچنین ممکن است بسته به مسابقه و موقعیت آن‌ها در مسابقه (مثلاً بازی کردن با نقاط قوت مختلف یا کمک به هم‌تیمی) متفاوت انتخاب شوند. آیا دوچرخه‌سوار در یک قسمت مسطح کمی بیش از حد تلاش کرده است و مجبور شده در سربالایی‌ها سرعت خود را کم کند؟ آیا او یک کوهنورد عالی است و بنابراین در سربالایی‌ها جبران می‌کند؟ آیا او یک دونده سرعت بهتر است و با عقب ماندن در سربالایی‌ها راحت است؟ عوامل متعددی در این میان نقش دارند.


من در حال حاضر روی پروژه‌ای کار می‌کنم که درباره نسبت دنده‌های دوچرخه است. چه نسبت دنده‌ای برای سربالایی مناسب‌تر است؟

پاسخ من به سوال Jinx - من در حال حاضر روی پروژه‌ای کار می‌کنم که درباره نسبت دنده‌های دوچرخه است. چه نسبت دنده‌ای برای سربالایی مناسب‌تر است؟ - عوامل زیادی را باید در نظر گرفت، مانند: شیب و طول سربالایی چقدر است، آمادگی جسمانی دوچرخه‌سوار چقدر است، وزن دوچرخه و دوچرخه‌سوار چقدر است؟ صبح امروز در یک گروه دوچرخه‌سواری شرکت کردم و یکی از دوستانمان به دوچرخه‌سواری با بار علاقه دارد. او با یک کوله‌پشتی که به قسمت عقب دوچرخه‌اش بسته شده بود، دوچرخه‌سواری می‌کرد.

منطقه ما نسبتاً مسطح است و در 54 مایل فقط 1680 فوت ارتفاع به دست آوردیم. دوچرخه او دارای یک طبق‌قامه با 32 دندانه و چرخ‌دنده‌های عقب با 51 تا 10 دندانه است. بیشتر دوچرخه‌سواری او با چرخ‌دنده‌های کوچکتر بود، اما او به مکان‌هایی می‌رود که دارای سربالایی‌های طولانی با شیب 6٪ یا بیشتر هستند. او از چرخ‌دنده 51 دندانه برای حفظ انرژی پاهایش استفاده می‌کند. چرخیدن زیاد و حرکت بسیار آهسته.

دوچرخه‌سواران حرفه‌ای جاده هرگز از دنده‌هایی به این نرمی حتی در مراحل کوهستانی تور دو فرانس یا جیرو استفاده نمی‌کنند. دوچرخه‌های آنها بسیار سبک هستند و آنها بسیار قوی هستند، به خصوص متخصصان صعود. بیشتر آنها با 2 طبق‌قامه با 53 دندانه/39 دندانه و کاست (عقب) با 11 تا 28 دندانه و گزینه 11 تا 32 دندانه سواری می‌کنند.

اگر این پیرمرد مجبور به صعود به شیب‌های بیش از 5٪ شود، من دنده‌های پایین‌تری می‌خواهم. دوچرخه جاده من دارای طبق‌قامه با 52 دندانه/36 دندانه و کاست با 11 تا 28 دندانه است. ممکن است بخواهم یک طبق‌قامه با 50 دندانه/34 دندانه در جلو و یک کاست با 11 تا 34 دندانه حداقل داشته باشم.

عوامل زیادی برای ارائه پاسخ "بهترین" وجود دارد. آیا ما روی آسفالت، شن و ماسه یا مسیر دوچرخه‌سواری کوهستانی هستیم؟ آیا تپه طولانی است یا کوتاه؟ آیا در مسابقه هستیم؟ آیا دوچرخه‌سوار نشسته است یا ایستاده؟ و تا حد زیادی به دوچرخه‌سوار بستگی دارد.

چند مثال:

در یک مسیر دوچرخه‌سواری کوهستانی، اگر صعود فنی باشد، یعنی سنگ و ریشه در مقابل یک مسیر صاف، دوست دارم در دنده بالاتری باشم تا بتوانم روی پدال فشار بیاورم و روی ریشه/سنگ بالا بروم. اگر صعود طولانی در یک قسمت صاف‌تر باشد، دنده پایین‌تری را می‌چرخانم.

وقتی در حال صعود هستم، اگر تصمیم بگیرم کمی بایستم، اغلب به دنده بالاتری تغییر می‌دهم تا زیاد بچرخانم. یک عمل رایج.

من زیاد با دوچرخه تک‌سرعته سواری می‌کنم و روی یک دوچرخه دنده‌دار، تمایل دارم در دنده‌های بالاتری نسبت به دوچرخه‌سواران معمولی صعود کنم، که باعث می‌شود سریع‌تر باشم. گاهی اوقات شوخی می‌کنم که در سربالایی سریع‌تر از سربالایی هستم.

پاسخ من این است: هر نسبتی که به دوچرخه‌سوار اجازه دهد با سرعت راحت (حداقل 60 دور در دقیقه اما ترجیحاً 75 یا بیشتر) پدال بزند. این فقط با دوچرخه‌سوار قابل تعیین است، زیرا به شرایط در زمان و مکان و وضعیت دوچرخه‌سوار بستگی دارد.

دوچرخه باید دامنه دنده کافی داشته باشد تا این امکان را در هر جایی که دوچرخه‌سوار می‌رود فراهم کند. بیشتر دوچرخه‌های جاده‌ای برای پذیرش مسابقه‌دهندگان تنظیم شده‌اند و بیشتر دوچرخه‌سواران مسابقه‌دهنده نیستند.

برخی از دوچرخه‌سواران حتی با دوچرخه‌های تک‌سرعته از شیب‌های تند بالا می‌روند، اما فقط دوچرخه‌سواران بسیار قوی می‌توانند این کار را انجام دهند.

شما به نسبت دنده‌ای نیاز دارید تا بتوانید سرعت بهینه خود را در توان خروجی که در سطح صاف استفاده می‌کنید، حفظ کنید.

پایین‌ترین دنده من 22 جلو و 34 عقب با یک لاستیک 700C با اندازه 35 میلی‌متر است.

این سرعت 7.5 کیلومتر در ساعت را با سرعت 90 دور در دقیقه می‌دهد.

این به توان 200 وات در یک شیب 1 به 10 نیاز دارد. من می‌توانم آن را مدیریت کنم. حتی در سن 70 سالگی. اما اگر شیب تندتر بود، باید زیر سرعت بهینه خود می‌رفتم و توان خروجی من کاهش می‌یابد.

بدیهی است که من نسبت‌های بالاتری دارم که می‌توانم از آنها برای حفظ سرعت بهینه خود در شیب‌های کم‌تر استفاده کنم.

بنابراین دنده 39:28 سرعت 16 کیلومتر در ساعت را با سرعت بهینه من می‌دهد. و با توان خروجی من، این به شیبی در حدود 3 تا 3.5 درصد نیاز دارد، با در نظر گرفتن مقاومت باد اضافی از سرعت بالاتر.

به طور اتفاقی بالاترین دنده من 48:11 است که برای 51 کیلومتر در ساعت مناسب است، اما متأسفانه من نمی‌توانم با توان خروجی که توصیف کردم به آن سرعت برسم، بنابراین آن دنده فقط می‌توانست در سربالایی با باد مخالف استفاده شود.


وقتی صحبت از صعود می‌شود، بیشتر دوچرخه‌سواران اعتراف می‌کنند که آرزو دارند بتوانند سریع‌تر – یا حداقل کمی آسان‌تر – به قله‌ها برسند. داشتن نسبت دنده‌های مناسب، عامل بسیار مهمی است، اما دقیقاً دنده مناسب برای صعود چیست؟

افزایش دامنه گزینه‌های دنده‌بندی موجود در بهترین مجموعه‌های دنده دوچرخه‌های جاده‌ای، بسیاری از دوچرخه‌سواران را به جای رکاب زدن به سوی بهشت، سردرگم کرده است. در حالی که گزینه‌های حرفه‌ای سخت‌تر شده‌اند، با جایگزینی طبق‌قرقره‌های 53/39t توسط 54/40t توسط Shimano، طبق‌قرقره‌های فوق‌فشرده 48/32t اکنون برای آماتورها یک گزینه هستند.

دامنه چرخ‌دنده‌ها نیز گسترده‌تر شده است، به طوری که چرخ‌دنده‌های 11-30t یا 11-34t جایگزین چرخ‌دنده‌های 11-25t یا 11-28t شده‌اند که چند سال پیش رایج بودند و حتی حرفه‌ای‌ها نیز از آن‌ها استفاده می‌کردند.

هم SRAM و هم Campagnolo اکنون چرخ‌دنده‌هایی با کوچکترین چرخ‌دنده 10 دنده ارائه می‌دهند که با طبق‌قرقره‌های کوچکتر جفت شده‌اند و انتخاب نسبت دنده مناسب برای صعود را برای دوچرخه‌سواران پیچیده‌تر می‌کند، در حالی که همچنان سرعت بالایی دارند.

چرا دنده داشته باشیم؟

کمپانیولو
در سطح پایه، دنده‌ها به دوچرخه‌سوار اجازه می‌دهند تا تلاش مورد نیاز برای چرخاندن چرخ عقب را برای یک سرعت معین تغییر دهند. اگر بزرگترین دنده طبق‌قرقره شما 52 دنده داشته باشد و شما یک چرخ‌دنده 26 دنده را در عقب می‌چرخانید، نسبت 2:1 است – به این معنی که یک دور کامل پدال، چرخ عقب را دو بار می‌چرخاند. هرچه اختلاف بین اندازه دنده‌های جلو و عقب بیشتر باشد، فشار دادن آن سخت‌تر خواهد بود.

انتخاب نسبت دنده ارتباط جدایی‌ناپذیری با مفهوم کادنس (تعداد دور در دقیقه پدال زدن) دارد.

اگرچه بین دوچرخه‌سواران متفاوت است، اما محدوده 80-100 دور در دقیقه به عنوان "استاندارد" در نظر گرفته می‌شود. اگر می‌خواهید با سرعت 24 کیلومتر در ساعت در مسیر صاف حرکت کنید، ممکن است ترکیب 36×17 را انتخاب کنید تا بتوانید با کادنس معقول 90 دور در دقیقه بچرخید.

از نظر تئوری، ممکن است به جای آن نسبت 52×12 را انتخاب کنید که فقط به کادنس 45 دور در دقیقه نیاز دارد.

اگرچه ممکن است فکر کنید چرخاندن پدال‌ها با دفعات کمتر در دقیقه برای یک سرعت یکسان مفید باشد، اما این دنده برای سرعت نسبتاً پایین دشوار خواهد بود.

آیا سرعت‌دهندگان برنده می‌شوند؟

وقتی جاده شروع به صعود می‌کند، کارایی نام بازی است و درخواست بیش از حد از پاهای خود در یک صعود، راهی قطعی برای شکست است.

یافتن تعادل مناسب بین قدرت، تناسب اندام و دنده‌بندی، در نهایت بهترین نتیجه را به همراه خواهد داشت.

شاید این بزرگترین تفاوت بین حرفه‌ای‌ها و دوچرخه‌سواران معمولی باشد. دوچرخه‌سواران سطح WorldTour می‌توانند دنده‌های بزرگتر و سخت‌تری را با همان کادنس یا حتی بالاتر بچرخانند.

مرحله 10 تور دو فرانس 2015 با یک صعود 15.3 کیلومتری به سمت La Pierre-Saint-Martin با شیب متوسط 7.4 درصد به پایان رسید.

در اوج دوران حرفه‌ای خود، کریس فروم به طور متوسط فقط کمی بیش از 22 کیلومتر در ساعت برای 41 دقیقه و 28 ثانیه طول کشید تا به قله برسد. دنده‌ها شامل طبق‌قرقره‌های 52/38 و یک چرخ‌دنده 11-28 بودند که او آن را با کادنس متوسط 97 دور در دقیقه چرخاند.

با استفاده از این اطلاعات و مقداری محاسبات پیچیده، می‌توانیم تخمین بزنیم که فروم بیشتر وقت خود را با استفاده از نسبت دنده 38×21 سپری کرده است.

در مورد یک دوچرخه‌سوار "متوسط" چه؟ کسانی که با توانایی‌های سطح حرفه‌ای متولد نشده‌اند، ممکن است یک مجموعه طبق‌قرقره فشرده را انتخاب کنند که یک حلقه داخلی 34 دنده را ارائه می‌دهد.

تا زمانی که فروم به پایان برسد، دوچرخه‌سوار معمولی ما چقدر عقب‌تر خواهد بود؟

استفاده از یک مجموعه طبق‌قرقره فشرده و همان چرخ‌دنده 11-28 امکان نسبت‌هایی تا حد 34×28 را فراهم می‌کند، اما برای این مقایسه از همان انتخاب چرخ‌دنده در عقب استفاده خواهیم کرد.

با کادنس 97 دور در دقیقه، یک دوچرخه‌سوار که 34×21 می‌چرخاند، چقدر می‌تواند در همان صعود طی کند؟

بر اساس کادنس 97 دور در دقیقه، پس از همان مدت زمانی که فروم برای پایان دادن به آن صرف کرد، دوچرخه‌سوار فشرده فقط 13.6 کیلومتر از صعود 15.3 کیلومتری را پوشش می‌داد.

حتی دوچرخه‌سوار نیمه فشرده با نسبت 36×21 نیز تقریباً یک کیلومتر کامل از برنده پیراهن زرد عقب خواهد ماند.

داستان چرخ‌دنده و دنده

محل دوچرخه‌سواری شما شاید مهمترین ملاحظه‌ای باشد که هنگام انتخاب نسبت دنده باید در نظر بگیرید. اگر جاده‌های محلی شما کاملاً صاف هستند، نیازی به چرخ‌دنده عقب 34 دنده نخواهید داشت.

به همین ترتیب، اگر از یک گذرگاه کوهستانی عبور می‌کنید، می‌خواهید از چرخ‌دنده 11-25 عبور کنید و به جای آن چیزی بخشنده‌تر را انتخاب کنید.

طول قفس نصب شده روی دنده عقب شما حداکثر چرخ‌دنده عقب قابل استفاده را تعیین می‌کند. این در سال‌های اخیر به طور چشمگیری افزایش یافته است، به طوری که دنده‌های عقب دوچرخه‌های جاده‌ای به طور معمول 34t یا 36t بزرگترین چرخ‌دنده‌ها را در اختیار دارند، در حالی که چند سال پیش 28t بود.

با این حال، چرخ‌دنده‌ها تنها یک بخش از پازل سیستم انتقال نیرو هستند و تطبیق آن‌ها با یک مجموعه طبق‌قرقره با اندازه مناسب می‌تواند پتانسیل کامل دوچرخه‌سواری شما را آزاد کند.

به طور مشابه، اگر در حال افزایش قدرت خود هستید، ممکن است زمان آن رسیده باشد که دنده‌های بزرگتری را به دوچرخه خود اضافه کنید.

به طور ایده‌آل، نباید یک طبق‌قرقره را با سرعت بسیار بیشتری نسبت به دیگری فرسوده کنید، زیرا این نشانه این است که حلقه داخلی شما خیلی کوچک یا حلقه بزرگ شما خیلی بزرگ است.

اگرچه صعود یک مهارت منحصر به فرد در خود است، اما انتخاب دنده‌های شما نباید ترسناک‌تر از بقیه دوچرخه‌سواری شما، مانند عرض و فشار لاستیک باشد. دنده‌های در دسترس شما باید متناسب با محیط اطراف و همچنین توانایی‌های شما باشد.

تلاش برای استفاده از دنده‌های سطح حرفه‌ای می‌تواند یک دستورالعمل برای فاجعه باشد اگر دوچرخه شما چکی بنویسد که پاهای شما نتوانند آن را نقد کنند.

اگر می‌خواهید حرفه‌ای به نظر برسید، به جای سیستم انتقال نیرو، کادنس آن‌ها را تقلید کنید، زیرا آن‌ها تمایل دارند دنده‌ای را بچرخانند که به آن‌ها اجازه می‌دهد در محدوده RPM کارآمد خود بمانند – همانطور که شما هم باید این کار را انجام دهید.

این مقاله برای اولین بار در اکتبر 2016 در Cyclist.co.uk منتشر شد.


از ویکی‌پدیا، دانشنامه آزاد
برای رویکردهای دیگر به مطالعه جهان در کل، به کیهان‌شناسی مراجعه کنید. برای رویکردهای دیگر به منشأ جهان، به پیدایش‌شناسی مراجعه کنید.

خدا با آفرینش خود آرام است. یولیوس شنور فون کارولسفلد ۱۸۶۰
کیهان‌شناسی دینی، توضیحی برای منشأ، تکامل و سرنوشت نهایی جهان از دیدگاه مذهبی است. این ممکن است شامل باورهایی در مورد منشأ به شکل یک اسطوره آفرینش، تکامل بعدی، شکل و ماهیت سازمانی فعلی و سرنوشت یا مقدر نهایی باشد. سنت‌های مختلفی در دین یا اساطیر دینی وجود دارد که بیان می‌کنند همه چیز چگونه و چرا به این شکل است و اهمیت آن چیست. کیهان‌شناسی دینی، طرح‌بندی فضایی جهان را بر حسب دنیایی که مردم معمولاً در آن زندگی می‌کنند و همچنین ابعاد دیگر، مانند هفت بعد دین توصیف می‌کند؛ این ابعاد عبارتند از: آیینی، تجربی و عاطفی، روایی و اسطوره‌ای، دکترین، اخلاقی، اجتماعی و مادی.[۱]
اساطیر دینی ممکن است شامل توصیفاتی از یک عمل یا فرآیند آفرینش توسط یک خالق الهی یا یک تمدن بزرگتر از خدایان، توضیحاتی در مورد تحول آشوب به نظم، یا ادعایی مبنی بر اینکه هستی موضوعی از تحولات بی‌پایان چرخشی است، باشد. کیهان‌شناسی دینی با کیهان‌شناسی صرفاً علمی که توسط ستاره‌شناسی، فیزیک و زمینه‌های مشابه اطلاع‌رسانی می‌شود، متفاوت است و ممکن است در تصورات مربوط به ساختار فیزیکی جهان و جایگاه آن در جهان، آفرینش آن و پیش‌بینی‌ها یا پیش‌گویی‌های مربوط به آینده آن تفاوت داشته باشد.
دامنه کیهان‌شناسی دینی فراگیرتر از کیهان‌شناسی صرفاً علمی (کیهان‌شناسی فیزیکی و کیهان‌شناسی کوانتومی) است، زیرا کیهان‌شناسی دینی محدود به مشاهده تجربی، آزمایش فرضیه‌ها و ارائه نظریه‌ها نیست؛ برای مثال، کیهان‌شناسی دینی ممکن است توضیح دهد که چرا همه چیز به این شکل است یا به نظر می‌رسد به این شکل است و تجویز کند که انسان‌ها در این زمینه چه باید بکنند. تنوع در کیهان‌شناسی دینی شامل کیهان‌شناسی زرتشتی، کیهان‌شناسی‌هایی مانند آنچه از هند (بودیسم، هندوئیسم و جینیسم) آمده است، باورهای دینی چین (بودیسم چینی، تائوئیسم و کنفوسیوسیسم)، شینتوئیسم ژاپن و باورهای ادیان ابراهیمی مانند یهودیت، مسیحیت و اسلام است. کیهان‌شناسی دینی اغلب به منطق‌های رسمی سیستم‌های متافیزیکی مانند افلاطون‌گرایی، نو افلاطون‌گرایی، گنوسی‌گرایی، تائوئیسم، کابالا یا زنجیره بزرگ هستی تبدیل شده است.
زرتشتی[ویرایش]
در کیهان‌شناسی زرتشتی، جهان تجلی یک درگیری کیهانی بین هستی و نیستی، خوبی و شر و نور و تاریکی است که در طول ۱۲۰۰۰ سال گسترش می‌یابد. این به چهار دوره مساوی ۳۰۰۰ ساله تقسیم شده است. دوره اول به عنوان زمان بی‌نهایت شناخته می‌شود. در این دوره، خوبی و شر در حوزه‌های مربوطه خود در تعادل کامل باقی ماندند. به مدت ۳۰۰۰ سال اهورامزدا در منطقه نور ساکن بود، در حالی که رقیب او، اهریمن یا انگرا مانیو، روح شر، در منطقه تاریکی محصور مانده بود. یک خلاء بزرگ آن‌ها را از هم جدا می‌کرد. در پایان دوره اول، اهریمن از خلاء عبور کرد و به اهورامزدا حمله کرد. با علم به اینکه نبرد برای همیشه ادامه خواهد داشت، اهورامزدا آهوناویریا، مقدس‌ترین سرود اوستا را خواند و او را عقب راند. پس از شکست در نبرد، انگرا مانیو با عجله به دنیای تاریک خود بازگشت و برای ۳۰۰۰ سال دیگر در آنجا ماند. در این فاصله، اهورامزدا تمام آفرینش را به وجود می‌آورد. او شش امشاسپنتاس یا موجودات مقدس جاودانه و چندین روح فرشته یا یزاتا را می‌آفریند. او گاو نخستین و انسان نخستین (گیومارت) را به وجود آورد. سپس او آفرینش مادی مانند آب، هوا، زمین و فلزات را می‌آفریند.[۲]
کتاب مقدسی[ویرایش]
جهان اسرائیلیان باستان از یک زمین مسطح و دیسک‌شکل تشکیل شده بود که روی آب شناور بود، آسمان در بالا و دنیای زیرین در زیر.[۳] انسان‌ها در طول زندگی در زمین زندگی می‌کردند و پس از مرگ در دنیای زیرین، و دنیای زیرین از نظر اخلاقی خنثی بود؛[۴] تنها در دوران هلنیستی (پس از حدود ۳۳۰ قبل از میلاد) یهودیان شروع به پذیرش ایده یونانی مبنی بر اینکه مکانی برای مجازات اعمال نادرست خواهد بود و نیکان از زندگی پس از مرگ در بهشت لذت خواهند برد، کردند.[۵] در این دوره نیز کیهان‌شناسی قدیمی سه سطحی به طور گسترده با مفهوم یونانی زمین کروی معلق در فضا در مرکز چندین آسمان متحدالمرکز جایگزین شد.[۳] اعتقاد به اینکه خدا ماده را از هیچ خلق کرده است، به عنوان خلقت از هیچ (در مقابل خلقت از ماده) شناخته می‌شود. این آموزه مورد تایید اکثر فرقه‌های یهودیت و مسیحیت است. بیشتر فرقه‌های مسیحیت و یهودیت معتقدند که یک خدای واحد و ناآفرینش مسئول آفرینش کیهان بوده است.

زکریای قزوینی می‌گوید زمین مسطح است و توسط کوه‌ها از جمله کوه قاف احاطه شده است؛ این توسط گاو ایستاده بر بهاموت در اقیانوس کیهانی درون کاسه‌ای که بر روی فرشته یا جن قرار دارد، پشتیبانی می‌شود.[۶]
اسلام می‌آموزد که خدا جهان، از جمله محیط فیزیکی زمین و انسان‌ها را آفریده است. هدف والاترین، تجسم کیهان به عنوان کتابی از نمادها برای مراقبه و تفکر برای ارتقای معنوی یا به عنوان زندانی است که روح انسان باید برای دستیابی به آزادی واقعی در سفر معنوی به خدا از آن فرار کند.[۷]
هندی[ویرایش]
بودیسم[ویرایش]
در بودیسم، مانند سایر ادیان هندی، آغاز و پایان نهایی برای جهان وجود ندارد. این وجود را ابدی می‌داند و معتقد است که خدای خالقی وجود ندارد.[۸][۹] بودیسم جهان را ناپایدار و همیشه در حال تغییر می‌داند. این کیهان‌شناسی اساس نظریه سامسارا آن است که با گذشت زمان جزئیات مکانیکی نحوه عملکرد چرخ وجود دنیوی در چرخه‌های بی‌پایان تولد و مرگ تکامل یافته است.[۱۰] در سنت‌های اولیه بودایی، کیهان‌شناسی سامسارا از پنج قلمرو تشکیل شده بود که چرخ وجود از طریق آن بازیافت می‌شد.[۱۱] این شامل جهنم‌ها (نیرایا)، ارواح گرسنه (پرتا)، حیوانات (تیریاک)، انسان‌ها (مانوشیا) و خدایان (دواها، آسمانی) بود.[۱۱][۱۰][۱۲] در سنت‌های بعدی، این فهرست به فهرستی از شش قلمرو تولد دوباره گسترش یافت و نیمه‌خدایان (آسورا) را اضافه کرد.[۱۱][۱۳] قلمروهای "ارواح گرسنه، آسمانی، جهنمی" به ترتیب حوزه‌های آیینی، ادبی و اخلاقی بسیاری از سنت‌های بودایی معاصر را تشکیل می‌دهند.[۱۱][۱۰]
به گفته آکیرا ساداکاتا، کیهان‌شناسی بودایی بسیار پیچیده‌تر است و از اعداد بسیار بزرگتری نسبت به آنچه در سنت‌های ودایی و پس از ودایی هندو یافت می‌شود، استفاده می‌کند.[۱۴] این همچنین بسیاری از ایده‌ها و مفاهیم، مانند آنچه در مورد کوه مرو وجود دارد را به اشتراک می‌گذارد.[۱۵][۱۶] تفکر بودایی معتقد است که شش قلمرو کیهانی به هم مرتبط هستند و همه در طول زندگی، از طریق این قلمروها، به دلیل ترکیبی از نادانی، خواسته‌ها و کارما هدفمند یا اعمال اخلاقی و غیراخلاقی، چرخه می‌کنند.[۱۱][۱۰]
هندوئیسم[ویرایش]
کیهان‌شناسی هندو، مانند کیهان‌شناسی بودایی و جین، تمام هستی را چرخشی می‌داند.[۱۷][۱۸] با ریشه‌های باستانی خود، متون هندو نظریه‌های کیهان‌شناسی متعددی را ارائه و مورد بحث قرار می‌دهند. فرهنگ هندو این تنوع در ایده‌های کیهان‌شناسی را می‌پذیرد و حتی در قدیمی‌ترین متون ودایی خود، ریگ‌ودا، دیدگاه اجباری واحدی نداشته است.[۱۹] نظریه‌های جایگزین شامل جهانی است که به طور چرخشی توسط خدا یا الهه خلق و نابود می‌شود، یا اصلاً خالقی وجود ندارد، یا تخم مرغ طلایی یا رحم (هیرانیگاربها)، یا تعداد زیادی جهان خودآفرین با طول‌ها و مقیاس‌های زمانی عظیم.[۱۹][۲۰][۲۱] ادبیات ودایی شامل تعدادی حدس و گمان کیهان‌شناسی است، یکی از آن‌ها در مورد منشأ کیهان است و به آن ناسادیا سوکتا می‌گویند:

_نه هستی (سات) و نه نیستی هنوز وجود نداشت. چه پنهان بود؟
  _و کجا؟ و تحت حمایت چه کسی؟... چه کسی واقعاً می‌داند؟
  چه کسی می‌تواند آن را اعلام کند؟ از کجا متولد شد و از کجا این آفرینش آمد؟
  خدایان (دواها) پس از آفرینش این جهان متولد شدند،
  پس چه کسی می‌داند از کجا به وجود آمد؟ هیچ کس نمی‌داند از کجا
  آفرینش به وجود آمده است، و آیا آن را تولید کرده است یا نه.
  کسی که در بالاترین آسمان‌ها به آن نگاه می‌کند،
  تنها او می‌داند یا شاید نمی‌داند."
— ریگ‌ودا ۱۰. ۱۲۹[۲۲][۲۳][۲۴]

زمان به عنوان یک یوگا چرخشی با تریلیون‌ها سال تصور می‌شود.[۲۵] در برخی از مدل‌ها، کوه مرو نقش مرکزی دارد.[۲۶][۲۷]
فراتر از آفرینش خود، کیهان‌شناسی هندو نظریه‌های مختلفی در مورد ساختار جهان، از سه لوکا تا ۱۲ لوکا (جهان) ارائه می‌دهد که در نظریه‌های آن در مورد تولد دوباره، سامسارا و کارما نقش دارند.[۲۸][۲۹][۳۰]
حدس و گمان‌های کیهان‌شناسی پیچیده یافت شده در هندوئیسم و سایر ادیان هندی، به گفته بولتون، منحصر به فرد نیست و در اساطیر یونانی، رومی، ایرلندی و بابلی نیز یافت می‌شود، جایی که هر دوره گناهکارتر و رنج‌آورتر می‌شود.[۳۱][۳۲]
جینیسم[ویرایش]
کیهان‌شناسی جین، لوکا یا جهان را به عنوان یک موجود ناآفرینش شده در نظر می‌گیرد که از بی‌نهایت وجود داشته است، بدون آغاز یا پایان.[۳۳] متون جین شکل جهان را شبیه به مردی ایستاده با پاهای باز و بازوی تکیه داده بر کمر توصیف می‌کنند. این جهان، طبق جینیسم، در بالا باریک، در وسط پهن و دوباره در پایین پهن است.[۳۴]
مهاپورانا آچاریای جیناسنا به این نقل قول معروف است:

برخی از مردان احمقانه اعلام می‌کنند که خالقی جهان را آفرید. آموزه خلقت جهان نامناسب است و باید رد شود. اگر خدا جهان را آفرید، قبل از خلقت کجا بود؟ اگر بگویید او متعالی بود و به هیچ پشتیبانی نیاز نداشت، اکنون کجا است؟ خدا چگونه می‌توانست جهان را بدون هیچ ماده اولیه‌ای بیافریند؟ اگر بگویید ابتدا این را آفرید و سپس جهان را، با یک رگرسیون بی‌پایان مواجه می‌شوید.

چینی[ویرایش]
یک "جهان اولیه" ووجی (فلسفه) و هونگجون لائوزو، آب یا چی وجود دارد.[۳۵][۳۶] این به تایجی تبدیل شد و سپس به همه چیز شناخته شده به عنوان وو شینگ تکثیر شد.[۳۷][۳۸] افسانه پانگو می‌گوید که یک آشوب بی‌شکل به یک تخم مرغ کیهانی تبدیل شد. پانگو بیرون آمد (یا بیدار شد) و یین را با یک تکان عظیم تبر خود جدا کرد و زمین (یین تاریک) و آسمان (یانگ شفاف) را ایجاد کرد. برای جدا نگه داشتن آنها، پانگو بین آنها ایستاد و آسمان را بالا برد. پس از مرگ پانگو، به همه چیز تبدیل شد.
گنوسی‌گرایی[ویرایش]
آموزه‌های گنوسی همزمان با آموزه‌های نو افلاطونی بود. گنوسی‌گرایی یک برچسب مبهم است که مفاهیم یکت‌گرایانه و دوگانه را در بر می‌گیرد. معمولاً دنیاهای بالاتر نور، که به عنوان پلروما یا "کامل بودن" شناخته می‌شوند، به طور اساسی از دنیای پایین‌تر ماده متمایز هستند. انتشار پلروما و خدایان آن (که به آنها ایون گفته می‌شود) به تفصیل در متون گنوسی توصیف شده است، همانطور که بحران پیش از آفرینش (معادل کیهانی "سقوط" در اندیشه مسیحی) که از آن جهان مادی پدید می‌آید و نحوه دستیابی جرقه‌های الهی به رستگاری.[۳۹]
دین سرر[ویرایش]
دین سرر معتقد است که روگ، خالق الهی، نقطه شروع و پایان است.[۴۰] به عنوان مردمانی کشاورز، درختان نقش مهمی در کیهان‌شناسی و اساطیر آفرینش دینی سرر دارند. کشیشان و کشیشه‌های عالی‌رتبه سرر (سالتیگ‌ها) ستاره سگ بزرگ، که به نام "یونیر" در زبان سرر و برخی از زبان‌های Cangin شناخته می‌شود، را ترسیم می‌کنند. این ستاره به آنها امکان می‌دهد اطلاعات دقیقی در مورد زمان کاشت بذر توسط کشاورزان سرر و سایر مواردی که مربوط به زندگی سرر و کشور سرر است، ارائه دهند. "یونیر" نماد جهان در کیهان‌شناسی و اساطیر آفرینش سرر است.[۴۱][۴۰]
مجموعه باورهای مشابهی نیز در میان مردم دوگون مالی مشاهده شده است.[۴۲]
همچنین ببینید[ویرایش]

محور جهان
کیهان‌شناسی بهائی
کیهان‌شناسی پیش از مه‌بانگ
کیهان‌شناسی کتاب اورانتیا
اسطوره آفرینش چینی
باورهای نجومی مردم دوگون
اساطیر یونانی § منشأ جهان و خدایان
تاریخ مرکز جهان
اسطوره آفرینش ژاپنی
کیهان‌شناسی مانی
باورها و اعمال رائلیان § ساختار جهان
سومنیوم سیپیونیوس - کتاب ششم "د ر پوبلیکا" سیسرو
عبادت اجرام آسمانی
کیهان‌شناسی زرتشتی[لنگر شکسته]

منابع[ویرایش]

^ Tucker, Mary Evelyn (1998). "Religious Dimensions of Confucianism: Cosmology and Cultivation". Philosophy East and West. 48 (1): 5–45. doi:10.2307/1399924. ISSN 0031-8221. JSTOR 1399924.
^ "The Bundahishn ("Creation"), or Knowledge from the Zand".
^ Jump up to: a b Aune 2003, p. 119
^ Wright 2002, pp. 117, 124–125
^ Lee 2010, pp. 77–78
^ Zakariya al-Qazwini. ʿAjā'ib al-makhlūqāt wa gharā'ib al-mawjūdāt (The Wonders of Creation). Original published in 1553 AD
^ "Cosmology". Oxford Islamic Studies Online. Archived from the original on 28 May 2012.
^ Blackburn, Anne M.; Samuels, Jeffrey (2003). Approaching the Dhamma: Buddhist Texts and Practices in South and Southeast Asia. Pariyatti. pp. 128–146. ISBN 978-1-928706-19-9.[permanent dead link]
^ Harvey, Peter (2013), An Introduction to Buddhism: Teachings, History and Practices (2nd ed.), Cambridge, UK: Cambridge University Press, pp. 36–38, ISBN 978-0-521-67674-8
^ Jump up to: a b c d Kevin Trainor (2004). Buddhism: The Illustrated Guide. Oxford University Press. pp. 62–63. ISBN 978-0-19-517398-7.
^ Jump up to: a b c d e Jeff Wilson (2010). Saṃsāra and Rebirth, in Buddhism. Oxford University Press. doi:10.1093/obo/9780195393521-0141. ISBN 978-0-19-539352-1.
^ Robert DeCaroli (2004). Haunting the Buddha: Indian Popular Religions and the Formation of Buddhism. Oxford University Press. pp. 94–103. ISBN 978-0-19-803765-1.
^ Akira Sadakata (1997). Buddhist Cosmology: Philosophy and Origins. Kōsei Publishing 佼成出版社, Tokyo. pp. 68–70. ISBN 978-4-333-01682-2.
^ Akira Sadakata (1997). Buddhist Cosmology: Philosophy and Origins. 佼成出版社. pp. 9–12. ISBN 978-4-333-01682-2.
^ Akira Sadakata (1997). Buddhist Cosmology: Philosophy and Origins. 佼成出版社. pp. 27–29. ISBN 978-4-333-01682-2.
^ Randy Kloetzli (1983). Buddhist Cosmology: From Single World System to Pure Land: Science and Theology in the Images of Motion and Light. Motilal Banarsidass. pp. 13, 23–31. ISBN 978-0-89581-955-0.
^ George Michell; Philip H. Davies (1989). The Penguin Guide to the Monuments of India: Buddhist, Jain, Hindu. Penguin. p. 37. ISBN 978-0-14-008144-2.
^ Sushil Mittal; Gene Thursby (2012). Hindu World. Routledge. p. 284. ISBN 978-1-134-60875-1.
^ Jump up to: a b James G. Lochtefeld (2002). The Illustrated Encyclopedia of Hinduism: A-M. The Rosen Publishing Group. pp. 156–157. ISBN 978-0-8239-3179-8.
^ Randall L. Nadeau (2014). Asian Religions: A Cultural Perspective. Wiley. pp. 133–137. ISBN 978-1-118-47195-1.
^ Charles Lanman, To the unknown god, Book X, Hymn 121, Rigveda, The Sacred Books of the East Volume IX: India and Brahmanism, Editor: Max Muller, Oxford, pages 46–50
^ Kenneth Kramer (January 1986). World Scriptures: An Introduction to Comparative Religions. Paulist Press. pp. 34–. ISBN 978-0-8091-2781-8.
^ David Christian (1 September 2011). Maps of Time: An Introduction to Big History. University of California Press. pp. 18–. ISBN 978-0-520-95067-2.
^ Robert N. Bellah (2011). Religion in Human Evolution. Harvard University Press. pp. 510–511. ISBN 978-0-674-06309-9.
^ Graham Chapman; Thackwray Driver (2002). Timescales and Environmental Change. Routledge. pp. 7–8. ISBN 978-1-134-78754-8.
^ Ludo Rocher (1986). The Purāṇas. Otto Harrassowitz Verlag. pp. 123–125, 130–132. ISBN 978-3-447-02522-5.
^ John E. Mitchiner (2000). Traditions Of The Seven Rsis. Motilal Banarsidass. pp. 141–144. ISBN 978-81-208-1324-3.
^ Robert Bolton (2001). The Order of the Ages: World History in the Light of a Universal Cosmogony. Sophia Perennis. pp. 64–78. ISBN 978-0-900588-31-0.
^ Donald Alexander Mackenzie (1915). Mythology of the Babylonian People. Bracken Books. pp. 310–314. ISBN 978-0-09-185145-3.
^ "This universe is not created nor sustained by anyone; It is self sustaining, without any base or support" "Nishpaadito Na Kenaapi Na Dhritah Kenachichch Sah Swayamsiddho Niradhaaro Gagane Kimtvavasthitah" [Yogaśāstra of Ācārya Hemacandra 4.106] Tr by Dr. A. S. Gopani
^ See Hemacandras description of universe in Yogaśāstra "…Think of this loka as similar to man standing akimbo…"4.103-6
^ 《太一生水》之混沌神話
^ 道教五方三界諸天「氣數」說探源
^ 太一與三一
^ 太極初探
^ Guiley, Rosemary Ellen (2001). The Encyclopedia of Saints. New York, NY: Facts on File. p. 396. ISBN 1-4381-3026-0.
^ Jump up to: a b Clémentine Faïk-Nzuji Madiya, Canadian Museum of Civilization, Canadian Centre for Folk Culture Studies, International Centre for African Language, Literature and Tradition (Louvain, Belgium). ISBN 0-660-15965-1. pp 5, 27, 115
^ Gravrand, Henry, "La civilisation sereer : Pangool", vol. 2, Les Nouvelles Editions Africaines du Senegal, (1990) pp 20–21, 149–155, ISBN 2-7236-1055-1
^ Guinness World Records, Sigui : "Longest religious ceremony."[1] (retrieved March 13, 2020)

Bibliography[edit]

Aune, David E. (2003). "Cosmology". Westminster Dictionary of the New Testament and Early Christian Literature. Westminster John Knox Press. ISBN 978-0-664-21917-8.
Bernstein, Alan E. (1996). The Formation of Hell: Death and Retribution in the Ancient and Early Christian Worlds. Cornell University Press. ISBN 0-8014-8131-7.
Berlin, Adele (2011). "Cosmology and creation". In Berlin, Adele; Grossman, Maxine (eds.). The Oxford Dictionary of the Jewish Religion. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-973004-9.
Lee, Sang Meyng (2010). The Cosmic Drama of Salvation. Mohr Siebeck. ISBN 978-3-16-150316-0.
Wright, J. Edward (2002). The Early History of Heaven. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-534849-1.

External links[edit]

 Media related to Religious cosmologies at Wikimedia Commons


به طور خلاصه، می‌توان رابطه بین نظریه ریسمان و خدا را این‌گونه بیان کرد: اگر نظریه ریسمان درست باشد، پس خدا آن را آفریده است. این تنها گزاره قطعی است که می‌توانیم از کتاب مقدس در مورد نظریه ریسمان استنباط کنیم. کتاب مقدس اشاره نمی‌کند که آیا خدا از اتم‌ها یا عناصر یا کوارک‌ها یا یازده بعد و رشته‌های کوچک انرژی ارتعاشی استفاده کرده است یا خیر. تنها چیزی که می‌گوید این است که خدا جهان را آفرید (پیدایش ۱).

با این حال، برخی تلاش می‌کنند از نظریه ریسمان برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد خدا استفاده کنند - نه در مورد شخصیت او، بلکه مکان او. خدا به سه بعد فضایی و یک بعد زمانی که ما هستیم محدود نیست (اشعیا ۴۰:۲۲). بهشت در فضایی که ما می‌توانیم ببینیم وجود ندارد و خدا خارج از زمان است. برخی این را به این معنا گرفته‌اند که اگر ما نتوانیم خدا را ببینیم و اگر نتوانیم بیشتر ابعادی را که در نظریه ریسمان دخیل هستند ببینیم، شاید خدا در آن ابعاد زندگی می‌کند. بزرگترین مشکل این نظریه این است که هنوز خدا را در درون کیهان خاصی که برای بشر آفریده شده قرار می‌دهد. طبق آخرین نسخه نظریه ریسمان، هر یازده بعد (زمان، سه بعد فضایی و هفت بعد دیگر که خیلی متراکم هستند تا دیده شوند) برای جهانی که ما می‌شناسیم ضروری هستند. اگر اینطور باشد، پس هر یازده بعد چیزهایی هستند که خدا آفریده است، نه مکان‌هایی که خدا در آن محدود شده است.

فکر کردن به اینکه خدا در یازده بعد زندگی می‌کند و با چهار بعدی که ما به آن دسترسی داریم تعامل دارد، یک تمرین ذهنی جالب است. این ممکن است توضیح دهد که چرا ما نمی‌توانیم او را ببینیم - یک ناظر ساکن در چهار بعد نمی‌تواند تمام یک فرم یازده بعدی را ببیند، اگرچه در نهایت خدا را نمی‌توان دید زیرا او انتخاب کرده است که فقط از طریق چشمان ایمان دیده شود (عبرانیان ۱۱:۱). اگر نظریه ریسمان درست باشد، ممکن است نشان دهد که چگونه او می‌تواند به روش‌هایی با جهان تعامل داشته باشد که ما نمی‌توانیم توصیف کنیم - و در نتیجه آن را "معجزه" بنامیم. و اگر خدا بتواند آزادانه در تمام یازده بعد حرکت کند، نشان می‌دهد که چگونه او می‌تواند "خارج" از زمان باشد. برای او، ترک محدودیت‌های زمان به اندازه این که ما صفحه دو بعدی خیابان را ترک کنیم و از طریق یک دریچه فاضلاب سقوط کنیم، دشوار نیست.

در نهایت، ما نمی‌دانیم. دانشمندان تازه شروع به تلاش برای توضیح نظریه ریسمان کرده‌اند - نظریه‌ای که حتی قابل آزمایش یا مشاهده نیست و بنابراین هنوز به عنوان علم معتبر در نظر گرفته نمی‌شود. اگر نظریه ریسمان درست باشد، پس خدا آن را آفریده است. اگر درست نباشد، حداقل یک استعاره جالب در تلاش ما برای درک خدا و نحوه عملکرد او در آفرینش است. "و اینها تنها حاشیه بیرونی کارهای اوست. زمزمه‌ای که از او می‌شنویم چقدر ضعیف است! پس چه کسی می‌تواند تندر قدرت او را درک کند؟" (ایوب ۲۶:۱۴).

**بازگشت به: سوالات در مورد آفرینش**
آیا نظریه ریسمان ارتباطی با باور به خدا دارد؟
**

در
سوال هفته
اشتراک کنید
سوال هفته ما را مستقیماً به صندوق ورودی خود دریافت کنید!


در طول بیشتر تاریخ بشر، کیهان‌شناسی و دین به شدت با یکدیگر درآمیخته بودند و این وضعیت در دوران انقلاب علمی نیز همچنان برقرار بود. با این حال، تحولات اخیر در فیزیک و ستاره‌شناسی منجر به دیدگاه‌های کیهان‌شناختی شده است که باور به جهانی که توسط نیروهای الهی آفریده شده است را به چالش می‌کشد. رابطه پرتنش بین دین و کیهان‌شناسی علمی هرگز متوقف نشد و در قرن بیستم، مسائل دینی حتی در مناظرات بین نظریه‌های کیهان‌شناختی رقیب نقش ایفا کردند. آیا جهان در زمان آغاز داشته است؟ اگر چنین است، آیا این موضوع دلیلی بر اثبات وجود خداست؟ این‌گونه سوالات به طور گسترده مورد بحث قرار گرفتند و هنوز هم در قرن بیست و یکم مورد بحث هستند، جایی که ایده‌های جدید کیهان‌شناختی، مناظره بین کیهان‌شناسی و دین را دوباره زنده کرده و آن را پیچیده‌تر ساخته است.

مقدمه
به منظور ترسیم تعامل تاریخی بین کیهان‌شناسی و دین، مفید خواهد بود که به طور خلاصه به معانی متفاوت و گیج‌کننده این دو اصطلاح فکر کنیم. «کیهان‌شناسی» به معنای محدودتر و پذیرفته‌شده‌تر امروزی، مطالعه علمی جهان فیزیکی به عنوان یک کل، ساختار، محتوای مادی و تکامل آن است. در گذشته، کیهان‌شناسی (یا گاهی کیهان‌زایی یا کیهان‌نگاری) اغلب به منظومه شمسی یا گاهی به کهکشان راه شیری و سحابی‌های کم‌درک اشاره داشت. کتاب «فرضیه‌های کیهان‌زایی» اثر آنری پوئنکاره، که در سال ۱۹۱۳ منتشر شد، کاملاً علمی بود اما عمدتاً به شکل‌گیری منظومه سیاره‌ای می‌پرداخت و بنابراین به عنوان کیهان‌شناسی به معنای مدرن اصطلاح واجد شرایط نیست. در زمینه‌های دیگر، واژه کیهان‌شناسی در معانی کاملاً متفاوتی از مطالعه علمی جهان فیزیکی و بیشتر مرتبط با دیدگاه‌های جهان‌شمول، ایدئولوژی‌ها یا گمانه‌زنی‌های فراطبیعی دینی به کار می‌رود. انسان‌شناسان و مورخان اندیشه‌ها از کیهان‌شناسی مورمون، کیهان‌شناسی بودایی و کیهان‌شناسی جنبش تئوسوفی صحبت می‌کنند؛ آن‌ها کیهان‌شناسی سرخپوستان بومی هوپی و کیهان‌شناسی بومیان استرالیا را بررسی می‌کنند.

اگر اصطلاح کیهان‌شناسی مبهم و در معانی مختلف به کار می‌رود، اصطلاح حتی نامشخص‌تر دین نیز همین‌طور است. اگرچه دیدگاه‌های دینی اغلب با باور به خدای متعال، شخصی و حاکم همراه است، اما سیستم‌های مذهبی غیرخدایی متعددی (مانند بودیسم و تائوئیسم) نیز وجود دارد. با این حال، از نظر تاریخ علم، مسیحیت و تا حد کمتری سایر ادیان یکتاپرست (یهودیت، اسلام) از همه مهم‌تر بوده‌اند. بر اساس بیشتر ادیان یکتاپرست، خدا جهان و قوانین حاکم بر آن را آفرید و به طور مداوم وجود آن را حفظ می‌کند. به همین دلیل، ارتباط بالقوه‌ای بین خدای مسیحی - یا یهوه یا الله - و جهان مورد مطالعه فیزیکدانان و ستاره‌شناسان وجود دارد. از آنجایی که کیهان‌شناسی علمی عمدتاً در محیط‌هایی که به شدت تحت تأثیر ارزش‌های مسیحی قرار دارند متولد شده است، در ادامه، دین عمدتاً با مسیحیت یکسان در نظر گرفته خواهد شد. حتی با این ساده‌سازی، هیچ‌گاه تناسب ساده‌ای بین مواضع کیهان‌شناختی و باورهای دینی وجود نداشته است.

اگرچه کیهان‌شناسی موضوعی استاندارد در ادبیات گسترده‌ای است که به علم و دین می‌پردازد، اما بخش نامتناسبی از مطالعات تاریخی و تاریخ‌نگاری علمی بر علم مدرن و انقلاب کوپرنیکی متمرکز است. کیهان‌شناسی قرن بیستم تنها به حاشیه پرداخته یا اصلاً به آن پرداخته نشده است. بررسی‌های قابل اعتمادی کمی در مورد روابط کیهان‌شناسی و دین در طول تاریخ وجود دارد و حتی کمتر در مورد دوره مدرن که در آن کیهان‌شناسی به شاخه‌ای از علوم نجومی و فیزیکی تبدیل شده است. علاوه بر این، بخش عمده‌ای از ادبیات غیرعلمی و دانشگاهی در مورد کیهان‌شناسی مدرن از دیدگاه الهیاتی یا فلسفی نوشته شده است و توجه کمی به زمینه تاریخی آن شده است. به عنوان مثال، مفهوم آفرینش کیهانی که در کیهان‌شناسی مهبانگ ظاهر می‌شود، توسط الهی‌دانان و فیلسوفان مورد بررسی قرار گرفته است، در بیشتر موارد بدون در نظر گرفتن توسعه تاریخی این مفهوم. همچنین شایان ذکر است که بخش قابل توجهی از ادبیات از دیدگاه عذرخواهی یا تحت تأثیر پیش‌داوری‌های مذهبی یا ضد مذهبی نویسندگان نوشته شده است. با رویکرد تاریخی به این رابطه، تأثیر متقابل کیهان‌شناسی و دین پایدارتر و شاید جالب‌تر به نظر می‌رسد.

از رنسانس تا روشنگری
فیلسوفان قرون وسطایی در قرن سیزدهم به شدت به کیهان‌شناسی علاقه داشتند. با این حال، برای آن‌ها کیهان‌شناسی اساساً به الهیات تعلق داشت و بنابراین ارتباط چندانی با آنچه ستاره‌شناسان می‌توانستند در مورد آسمان‌ها بگویند، نداشت. با این وجود، برخی از موضوعاتی که در آن زمان مورد بحث قرار گرفتند، برای تحولات بعدی در کیهان‌شناسی علمی مرتبط بودند. به عنوان مثال، برای آشتی دادن مسیحیت با فلسفه طبیعی ارسطو، الهی‌دانان با مشکل دشوار سن جهان مواجه شدند. آموزه اساسی آفرینش جهان توسط خدا به نظر ناسازگار با ادعای ارسطو مبنی بر اینکه جهان در کل آفریده نشده و فناپذیر نیست، می‌رسید. توماس آکوئیناس در کتاب «درباره ازلیت جهان» که حدود سال ۱۲۷۰ نوشته شده است، بین آغاز زمانی جهان (creatio originans) و آفرینش آن تمایز قائل شد، که دومی و مفهوم اساسی‌تر الهیاتی به وجود جهان به عنوان چنین اشاره داشت. آکوئیناس بدین ترتیب پیشنهاد کرد که ادعای جهانی که توسط خدا آفریده شده است، امکان وجود جهانی ابدی را رد نمی‌کند که در آن خدا به طور مداوم خلاق است (creatio continua). این بازتعریف مفهومی از «آفرینش» در آن زمان بحث‌برانگیز بود، اما در نهایت به بخشی از کاتولیسیسم رسمی تبدیل شد و توسط بسیاری از الهی‌دانان پروتستان نیز پذیرفته شد.

باور مسیحی برای بحث‌های کیهان‌شناختی در دوران انقلاب علمی بسیار مهم بود. اگرچه مناقشه حماسی بین مدل جهان‌محوری کوپرنیک و مدل زمین‌محوری سنتی عمدتاً به منظومه سیاره‌ای مربوط می‌شد، اما شامل مسائل کیهان‌شناختی نیز می‌شد. مسلم بود که خدا جهان را آفریده است، اما چگونگی انجام این کار و آنچه او آفریده است موضوع اختلاف شدید بود. بر اساس دیدگاه رنه دکارت، یک کاتولیک و در عین حال یک کوپرنیکی، خدا در ابتدا جهان مادی را به عنوان آشوبی از ذرات در حال حرکت آفرید و همزمان قوانین مکانیکی را نصب کرد که آشوب را به یک جهان تبدیل کند. دکارت با جسارت و تا حدی بدعت‌آمیز پیشنهاد کرد که صرف نظر از شرایط اولیه، قوانین لزوماً به دنیایی که ما مشاهده می‌کنیم منجر می‌شوند. بنابراین، پس از آفرینش اولیه، نیازی به مداخله خدا در ساختار بیشتر جهان نبود. قوانین از آن مراقبت می‌کردند. نسخه‌ای غیرخدایی از ادعای قطعی دکارت در کیهان‌شناسی مدرن تحت عنوان «اصل بی‌تفاوتی» ظاهر شده است.

اسحاق نیوتن با اصل بی‌تفاوتی دکارت مخالف بود. با تئوری مکانیکی جدید و قانون اساسی گرانش خود، او کیهان‌شناسی متشکل از تعداد بی‌شماری ستاره را که در تعادل مکانیکی نگه داشته می‌شوند، پیشنهاد کرد. اما نیوتن اصرار داشت که باور به دکارت مبنی بر اینکه تنها قوانین طبیعت مسئول نحوه پیدایش جهان از آشوب اولیه هستند، «غیرفلسفی» است. نیوتن استدلال کرد که حتی یک سیستم ستاره‌ای بی‌نهایت نیز برای حفظ تعادل گرانشی به قدرت الهی نیاز دارد. از آنجایی که نتوانست توضیحی فیزیکی برای ثبات جهان ارائه دهد، به مداخله مداوم خدا متوسل شد. این اولین ظهور پارادوکس گرانشی بود که به مدت دویست سال بعد کیهان‌شناسی نیوتنی را آزار می‌داد. این موضوع توسط ستاره‌شناس آلمانی هوگو فون سیلگر مورد بررسی مجدد قرار گرفت که در دهه ۱۸۹۰ پیشنهاد کرد با اصلاح قانون گرانش نیوتن در فواصل بسیار زیاد، این مشکل را حل کند. برای سیلگر و هم‌عصرانش، خدا دیگر در دسترس نبود.

خدا همچنین نقش قابل توجهی در سناریوی کیهان‌شناختی بزرگ ارائه شده توسط ایمانوئل کانت جوان در کتاب «تاریخ جهانی و نظریه آسمان‌ها» در سال ۱۷۵۵ ایفا نکرد. اگرچه کانت به طور مؤدبانه نظریه خود را به عنوان الهیاتی ارائه می‌داد، اما در واقعیت آن طبیعی‌گرایانه یا بی‌خدایی بود. او با دکارت موافق بود که قوانین مکانیکی برای توضیح تکامل جهان کافی است، که به نظر او شامل مراحل آفرینش مداوم و همچنین مراحل زوال بود. جهان بی‌نهایت کانت در چرخه‌های بی‌پایان تکامل می‌کرد که دوره‌های طولانی بین مراحل سازنده و مخرب را جدا می‌کرد. با توجه به اندازه جهان، او ادعا کرد که تنها یک جهان بی‌نهایت با قدرت بی‌نهایت خدا مطابقت دارد. در حالی که نظریه فلسفی کانت در مورد جهان هنوز به آفرینش الهی اشاره داشت، در کیهان‌نگاری پیر سیمون لاپلاس پنجاه سال بعد، خدا ناپدید شد. نظریه سحابی لاپلاس در مورد منشأ منظومه شمسی بود، نه در مورد جهان در کل. با این حال، در اواخر قرن نوزدهم، با کیهان‌شناسی کانت ادغام شد و به دیدگاه محبوب اما بحث‌برانگیز فرضیه سحابی کانت-لاپلاس یا دیدگاه جهانی تبدیل شد.

باورهای ویکتوریایی و بی‌باوری‌ها
حدس و گمان در مورد تعداد زیادی کره قابل سکونت و در واقع مسکونی قدیمی است و به کیهان‌شناسی اتمیست (و بی‌خدا) یونان باستان برمی‌گردد. با پذیرش جهان کوپرنیکی، این باور، که به عنوان کثرت‌گرایی شناخته می‌شود، به طور فزاینده‌ای محبوب شد و بر اساس فرض مذهبی مبنی بر اینکه خدای قادر مطلق ستاره‌ها و سیاره‌های زیادی را بدون ساکن کردن آنها با موجودات هوشمند ایجاد نمی‌کند، استوار بود. علیرغم فقدان کامل شواهد، از حدود سال ۱۶۵۰ تا ۱۸۵۰ کثرت‌گرایی به طور گسترده پذیرفته شد و تقریباً به عنوان یک آموزه مسیحی در نظر گرفته می‌شد. کانت در «تاریخ طبیعی جهان» خود متقاعد شده بود که زندگی در سراسر جهان بی‌نهایت فراوان است و این باور توسط بسیاری دیگر به اشتراک گذاشته می‌شد. از سوی دیگر، کثرت‌گرایی به راحتی با باور مسیحی یکپارچه نمی‌شد، زیرا می‌توانست به عنوان پشتیبانی از بی‌خدایی یا حتی بی‌دینی به جای خداباوری تلقی شود. علاوه بر این، مشکلات الهیاتی وجود داشت. چگونه می‌توان کثرت‌گرایی را با آموزه اساسی تولد و رستاخیز مسیح آشتی داد؟ آیا کثرت‌گرایی مستلزم مفهوم بدعت‌آمیز مسیح‌های متعدد در سراسر جهان است؟ آیا تجسم یک رویداد منحصر به فرد در فضا و زمان نیست؟ در نیمه دوم قرن نوزدهم، باور به کثرت‌گرایی کاهش یافت و توجیه مذهبی آن نیز کاهش یافت.

دو قانون اساسی ترمودینامیک که در اواسط قرن نوزدهم کشف شدند، با قانون گرانش نیوتن مشترک بودند که همگی معتبر جهانی بودند. فرض می‌شد که آنها برای هر سیستم بسته و بنابراین برای کل جهان نیز صادق هستند. هنگامی که قانون پایستگی انرژی در دهه ۱۸۴۰ ظهور کرد، برخی از بنیانگذاران آن آن را به عنوان استدلالی برای خداباوری و علیه مادی‌گرایی بی‌خدا تفسیر کردند. حدود یک دهه بعد، پایستگی انرژی با قانون دوم ترمودینامیک تکمیل شد که به طور مستقل توسط ویلیام تامسون و رودولف کلاوزیوس ایجاد شد. از این قانون پیروی می‌کرد که درجه نظم و سازمان در هر سیستم بسته به طور اجتناب‌ناپذیری کاهش می‌یابد زیرا جهان به طور برگشت‌ناپذیری به حالتی از مرگ تکامل می‌یابد. در فرمول‌بندی کلاوزیوس بر اساس مفهوم آنتروپی، جهان به سمت حداکثر حالت آنتروپی مربوط به «مرگ حرارتی» تمایل دارد که هرگز از آن باز نخواهد گشت. کلاوزیوس و تامسون خوشحال بودند که اشاره کنند که قانون دوم معتبر با مفهوم مادی‌گرایانه و بی‌خدایانه جهان چرخه‌ای تکرارشونده در تضاد است.

به مدت حدود پنجاه سال، سناریوی مرگ حرارتی به شدت مورد بحث قرار گرفت، اگرچه بیشتر در میان فیلسوفان، الهی‌دانان و منتقدان اجتماعی تا ستاره‌شناسان و فیزیکدانان. پیشگویی علمی به طور کلی توسط نویسندگان مسیحی مورد استقبال قرار گرفت، در حالی که توسط نویسندگان با گرایش مادی‌گرا، پوزیتیویست یا بی‌دین مورد مقاومت قرار گرفت. توافق ظاهری قانون دوم با آموزه‌های مسیحی با استدلال «آفرینش آنتروپیک» تقویت شد که نشان می‌داد آغاز جهان وجود دارد. جهان نمی‌تواند برای همیشه وجود داشته باشد، زیرا در این صورت جهان کنونی در حالت حداکثر آنتروپی قرار می‌گرفت، که اینطور نیست. نتیجه‌گیری از آغاز جهان به یک قدرت مافوق طبیعی، به عبارت دیگر خدا، وسوسه‌انگیز بود. این نوع استدلال، که گاهی اوقات به عنوان اثبات علمی خدا ادعا می‌شد، برای اولین بار در سال ۱۸۶۹ توسط فیلسوف آلمانی فرانتس برنتانو بیان شد و در دهه‌های بعد توسط دانشمندان و غیردانشمندان مورد بحث قرار گرفت. مرگ حرارتی و استدلال آفرینش آنتروپیک بر این فرض استوار بودند که قانون دوم برای کل جهان و نه فقط برای بخش‌های مجزای آن قابل اجرا است. منتقدان در اردوگاه مادی‌گرا این موضوع را رد کردند یا به سادگی قانون دوم را به عنوان یک قانون کلی طبیعت رد کردند.

بحث گسترده شامل یکی از سوالات قدیمی و اساسی کیهان‌شناسی، یعنی اینکه آیا جهان متناهی است یا نامتناهی، بود. اگر دومی درست بود، همانطور که متفکران مادی‌گرا معتقد بودند، مشخص نبود که قانون دوم برای کل جهان اعمال شود. به طور کلی، مادی‌گرایان و بی‌خداها متقاعد شده بودند که جهان نامتناهی است؛ بیشتر خداباوران به همان اندازه متقاعد شده بودند که جهان متناهی است، به این معنی که فقط تعداد محدودی از اجرام آسمانی را در خود جای داده است. با این حال، هیچ‌گونه تناظر یک به یک وجود نداشت و برخی از دانشمندان مسیحی، از جمله تامسون، از جهان نامتناهی و توسط خدا آفریده شده حمایت می‌کردند.

با کشف رادیواکتیویته در سال ۱۸۹۶، چند دانشمند دریافتند که این پدیده می‌تواند به عنوان یک ساعت کیهانی، جایگزینی برای مشکل سن جهان مورد استفاده قرار گیرد. فیزیکدان اتریشی آرتور ای. هاس ممکن است اولین کسی باشد که در سخنرانی سال ۱۹۱۱ پیشنهاد کرد که وجود عناصر رادیواکتیو مانند اورانیوم نشان‌دهنده جهانی با سن متناهی است. پس از همه، اگر جهان برای همیشه وجود داشته باشد، چگونه هنوز عناصر رادیواکتیو وجود دارند؟ هاس، که یک کاتولیک و مخالف مادی‌گرایی بود، استدلال رادیواکتیویته را به عنوان مکمل استدلال آنتروپیک برای جهانی که توسط خدا آفریده شده است، در نظر گرفت. بیست سال بعد، رادیواکتیویته نقش مهمی در فرمول‌بندی اولین مدل مهبانگ جهان توسط ژرژ لمتری ایفا کرد.

جهانی بسته
ستاره‌شناسان در مورد سوال اندازه جهان کمکی نکردند. آنها به اجرام مادی قابل مشاهده مانند سیارات، ستاره‌ها و سحابی‌ها علاقه داشتند و تمایل داشتند که فضا را به عنوان یک مفهوم انتزاعی که ارتباطی با نجوم یا فیزیک ندارد، ببینند. بیشتر ستاره‌شناسان در دوره پایان قرن نوزدهم معتقد بودند که جهان مادی تقریباً با کهکشان راه شیری یکسان است، که آنها آن را به عنوان یک سیستم ستاره‌ای بزرگ احاطه شده توسط فضای خالی تصور می‌کردند. دیدگاه جایگزین که به کانت باز می‌گردد، «جهان جزیره» بود که طبق آن سحابی‌ها جدا از اما تقریباً مشابه کهکشان راه شیری بودند. سحابی‌ها در سراسر فضای کیهانی بی‌نهایت توزیع شده بودند. اگرچه دیدگاه‌های مذهبی به ندرت در بحث‌های نجومی ظاهر می‌شدند، اما به طور کلی مادی‌گرایان و بی‌خداها از نظریه جهان جزیره حمایت می‌کردند در حالی که نظریه کهکشان راه شیری برای مخاطبان مسیحی جذاب‌تر بود. صرف نظر از اینکه به کدام دیدگاه پایبند بودند، اکثریت قریب به اتفاق ستاره‌شناسان فرض می‌کردند که فضا مسطح یا اقلیدسی است، که تصور فضا به عنوان متناهی را تقریباً غیرممکن می‌کرد.

هندسه‌های غیر اقلیدسی از دهه ۱۸۳۰ شناخته شده بودند، اما تنها به عنوان سازه‌های ریاضی. در سال ۱۸۷۲، فیزیکدان آلمانی کارل فریدریش زولنر پیشنهاد کرد که فضای کیهانی ممکن است کمی مثبت خمیده و بنابراین بسته باشد. اگرچه بدون مرز بود، اما جهان از نظر فضا و تعداد ستاره‌ها متناهی خواهد بود. با این حال، تنها با نظریه نسبیت عام اینشتین و مدل کیهان‌شناسی او در سال ۱۹۱۷ بود که ایده فضای منحنی واقعاً وارد فیزیک و ستاره‌شناسی شد. جهان بسته که اینشتین از معادلات میدانی خود به دست آورد، ایستا، به طور همگن با ماده پر شده و از نظر فضایی بسته بود. او به اشتباه فکر می‌کرد که این تنها مدلی است که توسط نظریه نسبیت عام مجاز است. در دهه ۱۹۲۰، جهان بسته اینشتین توجه زیادی را به خود جلب کرد، نه تنها از نظر علمی، بلکه به دلیل پیامدهای فلسفی و مذهبی ادعایی آن.

نه اینشتین و نه سایر مشارکت‌کنندگان در نظریه کیهان‌شناسی جدید آن را با دیدگاه مذهبی مرتبط نکردند. با این حال، وارد بحث در دوره بین جنگ در مورد مادی‌گرایی، ایده‌آلیسم و دین شد. در سال ۱۹۲۱، الهی‌دان نروژی کریستیان شلدروپ رابطه بین نظریه اینشتین و آموزه‌های مسیحی را به تفصیل بررسی کرد و پیشنهاد کرد که جهان بسته و ایستا، بازنگری آموزه اساسی آفرینش الهی جهان را ضروری می‌سازد. سایر مفسران استدلال کردند که جهان متناهی با مادی‌گرایی در تضاد است در حالی که با تفکر ایده‌آلیستی و مسیحی سازگار است. آرتور ادینگتون، با ایمان عمیق (که کوئیکر بود)، از جهان اینشتین به دلایل علمی حمایت کرد، اما همچنین به این دلیل که فینیت و طبیعت ایستا آن با احساسات مذهبی او مطابقت داشت. دیدگاه او با دیدگاه ارنست ویلیام بارنز، ریاضیدان و الهی‌دان که در سال ۱۹۲۴ به عنوان اسقف بیرمنگام منصوب شد، مطابقت داشت. در کتاب قابل توجهی در سال ۱۹۳۳، «تئوری علمی و دین»، بارنز کیهان‌شناسی نسبیتی را تجزیه و تحلیل کرد و پیامدهای الهیاتی آن را مورد بررسی قرار داد. او به طور کلی از مدل بسته اینشتین خوشحال بود، نه تنها به دلیل فینیت فضایی آن، بلکه به این دلیل که تصور خدا را به عنوان خالقی متعالی و در عین حال حاضر دشوار می‌کرد. بارنز همچنین به سوال قدیمی کثرت‌گرایی پرداخت و استدلال کرد که وجود جهان‌های مسکونی متعدد مشکلی برای ایمان مسیحی نیست.

اگرچه بیشتر مدل‌های کیهان‌شناسی در دوره بین جنگ بر اساس معادلات اینشتین بودند، اما فرضیه‌های بسیار متفاوت و غیر متعارفی نیز وجود داشت. به عنوان مثال، فیزیکدان آمریکایی رابرت میلیکان، برنده جایزه نوبل در سال ۱۹۲۳، از ایده جهان ابدی و احیا شونده دفاع کرد. میلیکان قانون دوم ترمودینامیک را غیرقابل قبول و غیر مسیحی می‌دانست و در عوض، جهانی را پیشنهاد کرد که در آن آفرینش مداوم ماده وجود دارد. به عنوان یک مسیحی، او معتقد بود که جهان توسط خدا آفریده شده است، اما این آفرینش به جای محدود شدن به آغاز، به طور مداوم رخ می‌دهد. ویلیام رالف اینج، کشیش و فیلسوف کلیسای سنت پل، در سال ۱۹۳۴ در کتابی به نام «خدا و ستاره‌شناسان» از ایده تعادل مداوم بین فرآیندهای خلاقانه و مخرب در جهان حمایت کرد. دیدگاه او برای یک متفکر مسیحی غیرمعمول بود.

مهبانگ لمتری
تا اوایل دهه ۱۹۳۰ مشخص شد که ستاره‌شناسان در مورد اندازه جهان کمکی نکرده‌اند. آنها به اجرام مادی قابل مشاهده مانند سیارات، ستاره‌ها و سحابی‌ها علاقه داشتند و تمایل داشتند که فضا را به عنوان یک مفهوم انتزاعی که ارتباطی با نجوم یا فیزیک ندارد، ببینند. بیشتر ستاره‌شناسان در دوره پایان قرن نوزدهم معتقد بودند که جهان مادی تقریباً با کهکشان راه شیری یکسان است، که آنها آن را به عنوان یک سیستم ستاره‌ای بزرگ احاطه شده توسط فضای خالی تصور می‌کردند. دیدگاه جایگزین که به کانت باز می‌گردد، «جهان جزیره» بود که طبق آن سحابی‌ها جدا از اما تقریباً مشابه کهکشان راه شیری بودند. سحابی‌ها در سراسر فضای کیهانی بی‌نهایت توزیع شده بودند. اگرچه دیدگاه‌های مذهبی به ندرت در بحث‌های نجومی ظاهر می‌شدند، اما به طور کلی مادی‌گرایان و بی‌خداها از نظریه جهان جزیره حمایت می‌کردند در حالی که نظریه کهکشان راه شیری برای مخاطبان مسیحی جذاب‌تر بود. صرف نظر از اینکه به کدام دیدگاه پایبند بودند، اکثریت قریب به اتفاق ستاره‌شناسان فرض می‌کردند که فضا مسطح یا اقلیدسی است، که تصور فضا به عنوان متناهی را تقریباً غیرممکن می‌کرد.

هندسه‌های غیر اقلیدسی از دهه ۱۸۳۰ شناخته شده بودند، اما تنها به عنوان سازه‌های ریاضی. در سال ۱۸۷۲، فیزیکدان آلمانی کارل فریدریش زولنر پیشنهاد کرد که فضای کیهانی ممکن است کمی مثبت خمیده و بنابراین بسته باشد. اگرچه بدون مرز بود، اما جهان از نظر فضا و تعداد ستاره‌ها متناهی خواهد بود. با این حال، تنها با نظریه نسبیت عام اینشتین و مدل کیهان‌شناسی او در سال ۱۹۱۷ بود که ایده فضای منحنی واقعاً وارد فیزیک و ستاره‌شناسی شد. جهان بسته که اینشتین از معادلات میدانی خود به دست آورد، ایستا، به طور همگن با ماده پر شده و از نظر فضایی بسته بود. او به اشتباه فکر می‌کرد که این تنها مدلی است که توسط نظریه نسبیت عام مجاز است. در دهه ۱۹۲۰، جهان بسته اینشتین توجه زیادی را به خود جلب کرد، نه تنها از نظر علمی، بلکه به دلیل پیامدهای فلسفی و مذهبی ادعایی آن.

نه اینشتین و نه سایر مشارکت‌کنندگان در نظریه کیهان‌شناسی جدید آن را با دیدگاه مذهبی مرتبط نکردند. با این حال، وارد بحث در دوره بین جنگ در مورد مادی‌گرایی، ایده‌آلیسم و دین شد. در سال ۱۹۲۱، الهی‌دان نروژی کریستیان شلدروپ رابطه بین نظریه اینشتین و آموزه‌های مسیحی را به تفصیل بررسی کرد و پیشنهاد کرد که جهان بسته و ایستا، بازنگری آموزه اساسی آفرینش الهی جهان را ضروری می‌سازد. سایر مفسران استدلال کردند که جهان متناهی با مادی‌گرایی در تضاد است در حالی که با تفکر ایده‌آلیستی و مسیحی سازگار است. آرتور ادینگتون، با ایمان عمیق (که کوئیکر بود)، از جهان اینشتین به دلایل علمی حمایت کرد، اما همچنین به این دلیل که فینیت و طبیعت ایستا آن با احساسات مذهبی او مطابقت داشت. دیدگاه او با دیدگاه ارنست ویلیام بارنز، ریاضیدان و الهی‌دان که در سال ۱۹۲۴ به عنوان اسقف بیرمنگام منصوب شد، مطابقت داشت. در کتاب قابل توجهی در سال ۱۹۳۳، «تئوری علمی و دین»، بارنز کیهان‌شناسی نسبیتی را تجزیه و تحلیل کرد و پیامدهای الهیاتی آن را مورد بررسی قرار داد. او به طور کلی از مدل بسته اینشتین خوشحال بود، نه تنها به دلیل فینیت فضایی آن، بلکه به این دلیل که تصور خدا را به عنوان خالقی متعالی و در عین حال حاضر دشوار می‌کرد. بارنز همچنین به سوال قدیمی کثرت‌گرایی پرداخت و استدلال کرد که وجود جهان‌های مسکونی متعدد مشکلی برای ایمان مسیحی نیست.

اگرچه بیشتر مدل‌های کیهان‌شناسی در دوره بین جنگ بر اساس معادلات اینشتین بودند، اما فرضیه‌های بسیار متفاوت و غیر متعارفی نیز وجود داشت. به عنوان مثال، فیزیکدان آمریکایی رابرت میلیکان، برنده جایزه نوبل در سال ۱۹۲۳، از ایده جهان ابدی و احیا شونده دفاع کرد. میلیکان قانون دوم ترمودینامیک را غیرقابل قبول و غیر مسیحی می‌دانست و در عوض، جهانی را پیشنهاد کرد که در آن آفرینش مداوم ماده وجود دارد. به عنوان یک مسیحی، او معتقد بود که جهان توسط خدا آفریده شده است، اما این آفرینش به جای محدود شدن به آغاز، به طور مداوم رخ می‌دهد. ویلیام رالف اینج، کشیش و فیلسوف کلیسای سنت پل، در سال ۱۹۳۴ در کتابی به نام «خدا و ستاره‌شناسان» از ایده تعادل مداوم بین فرآیندهای خلاقانه و مخرب در جهان حمایت کرد. دیدگاه او برای یک متفکر مسیحی غیرمعمول بود.

در اوایل دهه ۱۹۳۰ مشخص شد که نظریه اینشتین در مورد جهان ایستا با مشاهدات جدید سازگار نیست. در سال ۱۹۲۷، ژرژ لمتری، یک کشیش کاتولیک بلژیکی، مدلی از جهان در حال انبساط را پیشنهاد کرد که از معادلات میدان اینشتین تکامل یافته بود و بنابراین آغاز مشخصی در زمان نداشت. این مدل توسط ادینگتون پذیرفته و بیشتر توسعه یافت، که آن را به عنوان یک مزیت مفهومی در نظر گرفت که شامل آغاز ناگهانی جهان نمی‌شد. با این حال، در ماه مه ۱۹۳۱، لمتری دقیقاً آنچه ادینگتون از آن بیزار بود را پیشنهاد کرد، یعنی جهانی که در یک رویداد انفجاری حدود یک میلیارد سال پیش آغاز شده است، اولین نمونه از نظریه مهبانگ. کیهان‌شناس بلژیکی آغاز جهان را به عنوان انفجار رادیواکتیو شدید یک «اتم اولیه» توصیف کرد که تمام ماده در یک هسته اتمی بزرگ متراکم شده بود. نکته قابل توجه این است که اتم اولیه لمتری چیزی جز هیچ‌چیز نبود؛ انفجار یا آتش‌بازی اولیه نشان‌دهنده آغاز جهان بود، نه آفرینش آن.

با توجه به اینکه لمتری یک کشیش کاتولیک بود و آفرینش جهان یک آموزه در تفکر مسیحی است، ممکن است وسوسه شوید که فکر کنید نظریه جهان انفجاری او ناشی از تمایل لمتری به آشتی دادن کیهان‌شناسی و پیدایش است. این ادعایی است که برخی از منتقدان بعدی مطرح کرده‌اند، اما شواهد تاریخی از آن پشتیبانی نمی‌کند. مانند ادینگتون، لمتری مراقب بود که بین علم و دین تمایز قائل شود. در چندین مناسبت او به وضوح بیان کرد که مفهوم آفرینش کیهانی به الهیات یا متافیزیک تعلق دارد و نه به حوزه علم. در کنفرانس سولوی ۱۹۵۸ او گفت که نظریه اتم اولیه کاملاً با مذهب بی‌طرف است. با خداباوری ناسازگار نبود، اما با بی‌خدایی نیز ناسازگار نبود.

در حالی که نظریه اتم اولیه لمتری در مطبوعات عمومی به خوبی پذیرفته شد، ستاره‌شناسان و فیزیکدانان یا از این نظریه غفلت کردند یا آن را به عنوان حدس و گمان بی‌اساس رد کردند. ادینگتون هرگز به مهبانگ روی نیاورد. با توجه به شباهت ظاهری با پیدایش، انتظار می‌رفت که الهی‌دانان و افراد مذهبی از این نظریه استقبال کنند، اما اینطور نشد. بارنز به نظریه اتم اولیه در کتاب خود در سال ۱۹۳۳ اشاره کرد، اما آن را به عنوان یک فرضیه علمی یا الهیات جدی در نظر نگرفت. جان ای. بودین، فیلسوف آمریکایی دین، شکایت کرد که نظریه لمتری پیش‌فرض یک جهان اولیه مادی را دارد و به همین دلیل نتوانست جهان را به طور علمی توضیح دهد. او متوجه نشد که این چیزی نبود که لمتری در نظر داشت و نظریه او در مورد آفرینش نبود، بلکه در مورد آغاز و تکامل بود. مدتی طول کشید تا نظریه اتم اولیه به طور عذرخواهی ارائه شود. ریاضیدان و الهی‌دان بریتانیایی، ادموند تی. ویتکر، که در سال ۱۹۴۶ به کاتولیسیسم گرویده بود، از استدلال آفرینش آنتروپیک حمایت کرد و ادعا کرد که کیهان‌شناسی مدرن شواهد بیشتری برای ایمان مسیحی ارائه می‌دهد. با این حال، او با احتیاط اضافه کرد، با توافق لمتری، که آفرینش خود خارج از دامنه علم بود.

پس از جنگ جهانی دوم، اغلب ادعا می‌شد که نظریه اتم اولیه لمتری، یا نظریه مهبانگ به طور کلی، تلاشی برای آشتی دادن کیهان‌شناسی علمی با آموزه آفرینش مسیحی است. در سخنرانی بحث‌برانگیزی در سال ۱۹۵۱ به آکادمی پاپ، پاپ پیوس دوازدهم اظهار داشت که فیزیک و ستاره‌شناسی مدرن شواهد غیرقابل انکاری برای وجود خالقی متعالی ارائه می‌دهند. به گفته پاپ، هیچ تفاوت اساسی بین داستان آفرینش در پیدایش و کیهان‌شناسی مدرن وجود ندارد، زیرا دومی صرفاً تأیید می‌کرد که مسیحیان همیشه می‌دانستند. او تقریباً به استفاده از کیهان‌شناسی مهبانگ به عنوان اثبات علمی خدا نزدیک شد. اگرچه پاپ به طور خاص به لمتری اشاره نکرد، اما احتمالاً کیهان‌شناسی لمتری را در ذهن داشت. با این حال، لمتری با تفسیر عذرخواهی پاپ از کیهان‌شناسی فیزیکی موافق نبود، که فکر می‌کرد اساساً اشتباه است. در زمان سخنرانی پاپ، نظریه آتش‌بازی لمتری به طور قابل توجهی توسط فیزیکدان هسته‌ای آمریکایی-روسی، جورج گاموف، تغییر یافته بود.

در دهه ۱۹۳۰، نظریه کیهان‌شناسی کاملاً متفاوتی از لمتری توسط ستاره‌شناس و کیهان‌شناس بریتانیایی ادوارد آرتور میلن، استاد ریاضیات در دانشگاه آکسفورد، پیشنهاد شد. بدون در نظر گرفتن نسبیت عام یا فضای منحنی، میلن یک سیستم جهانی را توسعه داد که در آن جهان در حال انبساط بود، از نظر وسعت نامتناهی و در آغاز وجود داشت. میلن متقاعد شده بود که جهان توسط خدای متعال و قادر مطلق آفریده شده است و بنابراین باید بخشی از کیهان‌شناسی علمی باشد. با وجود قدرت بی‌نهایت خدا، او معتقد بود که خدا نمی‌تواند جهانی را ایجاد کند که میلن آن را غیرممکن یا غیرمنطقی می‌دانست. به عنوان مثال، او نمی‌توانست قانونی غیر از قانون گرانش نیوتن ایجاد کند. نه او نمی‌توانست جهانی متناهی که از یک جسم مادی متراکم سرچشمه می‌گیرد، مانند نظریه لمتری ایجاد کند. میلن به طور جدی معتقد بود که تنها سیستم جهانی او با اراده و قدرت خدا سازگار است. او ایده‌های کیهان‌شناختی خود را به طور کامل در کتابی پس از مرگ منتشر شده به نام «کیهان‌شناسی مدرن و ایده خدا» بیان کرد، که اثری عجیب و غریب بود که مورد استقبال نه دانشمندان و نه الهی‌دانان قرار نگرفت. مانند بارنز در سال ۱۹۳۳، میلن دیدگاه خود را در مورد کثرت‌گرایی ارائه داد و پیشنهاد کرد که می‌توان مشکل رستگاری سیاره‌ای را با استفاده از رادیو ستاره‌شناسی حل کرد.

چالش حالت پایدار
از حدود سال ۱۹۴۸ تا ۱۹۶۵، صحنه کیهان‌شناسی تحت سلطه مناقشه بین دو تصویر بسیار متفاوت از جهان بود. مناقشه عمدتاً در مورد مشاهدات و پیش‌بینی‌های نظری بود، اما استدلال‌های روش‌شناختی و فلسفی نیز نقش مهمی ایفا کردند. این یکی از معدود دوره‌هایی در تاریخ علم مدرن بود که فیلسوفان در آن مداخله کردند و حداقل برخی از دانشمندان درگیر به آنها گوش دادند. نظریه حالت پایدار که توسط فرد هویل، توماس گلد و هرمان بوندی در سال ۱۹۴۸ پیشنهاد شد، به طور اساسی متفاوت بود زیرا بر فرض اساسی مبنی بر اینکه ویژگی‌های بزرگ مقیاس جهان مستقل از زمان کیهانی است، استوار بود. جهان حالت پایدار از نظر فضایی مسطح و بنابراین نامتناهی بود و در گذشته و آینده ابدی بود. هیچ مرگ حرارتی آنتروپیک در آن وجود نداشت. علاوه بر این، از آنجایی که چگالی جرم ثابت ماند در حالی که جهان در حال انبساط بود، ماده باید به طور مداوم در سراسر جهان ایجاد می‌شد. نرخ ثابت آفرینش ماده (حدود ۱۰−۴۳ گرم در ثانیه در سانتی‌متر مکعب) از نظریه پیروی می‌کرد و همچنین نرخ انبساط ثابت.

مناقشه بین دو تصویر جهان عمدتاً در مورد مشاهدات و پیش‌بینی‌های نظری بود، اما استدلال‌های روش‌شناختی و فلسفی نیز نقش مهمی ایفا کردند. این یکی از معدود دوره‌هایی در تاریخ علم مدرن بود که فیلسوفان در آن مداخله کردند و حداقل برخی از دانشمندان درگیر به آنها گوش دادند. نظریه حالت پایدار به طور گسترده‌ای بحث‌برانگیز در نظر گرفته می‌شد، از جمله به این دلیل که عنصر آفرینش خودجوش ماده به نظر می‌رسید قانون اساسی پایستگی انرژی را نقض می‌کند. این عنصر برای بسیاری از فیلسوفان و دانشمندان تحریک‌آمیز بود و همچنین از نظر مذهبی مرتبط بود.

مسائل مذهبی به ندرت در ادبیات علمی کیهان‌شناسی ظاهر می‌شدند، اما با این حال نقش مهمی در مناقشه و به ویژه در نحوه درک آن توسط مردم عادی ایفا کردند. بهترین کتاب پرفروش هویل در سال ۱۹۵۰، «طبیعت جهان»، بر اساس مجموعه‌ای از پخش‌های بی‌بی‌سی بود که در آن او نام «مهبانگ» را برای نوع نظریه‌ای که از آن متنفر بود، ابداع کرد. اگرچه او نظریه مهبانگ را با خداباوری یا نظریه حالت پایدار را با بی‌خدایی مرتبط نکرد، اما باور مذهبی را بچگانه، خرافاتی و ضدعلمی ارائه کرد. بعدها در دوران حرفه‌ای خود، او صریحاً ادعا کرد که کیهان‌شناسی مهبانگ بنیادگرایی مذهبی در لباس علم است. سه پیشگام حالت پایدار بی‌خدا بودند و یا مخالف یا بی‌تفاوت نسبت به دین سازمان‌یافته بودند. اگرچه آنها مراقب بودند که از مطالعات خود در مورد جهان نتیجه‌گیری‌های مذهبی یا ضد مذهبی نگیرند، اما نظریه حالت پایدار باعث نگرانی در بخش بزرگی از جامعه مذهبی بریتانیا شد، جایی که بسیاری آن را خصمانه با ایمان مسیحی می‌دانستند. در ایالات متحده، بحث مشابهی وجود نداشت.

آیا نظریه حالت پایدار واقعاً خدا را غیرضروری می‌کرد؟ الهی‌دانان به سرعت به این نکته اشاره کردند که جهان بی‌نهایت قدیمی با ایمان مسیحی ناسازگار نیست، همانطور که سنت آگوستین قرن‌ها پیش اشاره کرده بود. در الهیات مسیحی و علم طبیعی، کتابی از سال ۱۹۵۶ که در اوج مناقشه کیهان‌شناسی نوشته شده است، کشیش و فیلسوف آموزش‌دیده، اریک ماسکال، استدلال کرد که سوال آغاز کیهانی برای الهیات مسیحی اهمیت چندانی ندارد. او حتی پیشنهاد کرد که نظریه حالت پایدار با مفهوم آفرینش مداوم خدا سازگار است، خدایی که متعالی و در عین حال حاضر است. چندین الهی‌دان بعدی همین نکته را مطرح کرده‌اند، یعنی مفهوم آفرینش مداوم به طور قابل توجهی با نظریه کلاسیک حالت پایدار هویل و همکارانش مطابقت دارد.

با این حال، پذیرش نظریه مهبانگ به معنای پایان بحث در مورد کیهان‌شناسی و دین نبود. برعکس، الهی‌دانان و فیلسوفان در دهه‌های پایانی قرن به کیهان‌شناسی علاقه بیشتری نشان دادند، که در مجلات تخصصی مانند زایگون و ایمان و علم مسیحی مورد بحث قرار گرفت. در همان زمان، موضوع کیهان‌شناسی و دین در کنفرانس‌هایی در مورد علم و دین با شرکت دانشمندان فیزیک، کیهان‌شناسی، الهیات و فلسفه و گاهی اوقات مورخان علم مورد بحث قرار گرفت. از جمله کنفرانس‌های اولیه از این نوع می‌توان به کنفرانسی در دنور در سال ۱۹۷۴ و کنفرانسی در آکسفورد در سال ۱۹۷۹ اشاره کرد. آنها با کنفرانسی در مورد «کیهان و آفرینش» که در دانشگاه ساری در سال ۱۹۸۲ برگزار شد، دنبال شدند.

در میان مشارکت‌های بحث‌برانگیز و بیشتر مورد بحث در کیهان‌شناسی مدرن، اصل انسان‌شناختی و فرضیه جهان‌های چندگانه قرار دارند. در سال ۱۹۷۳، اخترفیزیکدان براندون کارتر برای اولین بار اصل انسان‌شناختی کیهانی را بیان کرد که در ساده‌ترین شکل آن بیان می‌کند که آنچه ما در مورد جهان مشاهده می‌کنیم باید با وجود انسان‌ها و سایر اشکال حیات پیشرفته سازگار باشد. اصل کارتر دارای نسخه‌های مختلفی است که همگی این موضوع را دارند که دوران حیات به عنوان یک زمان ممتاز در تاریخ جهان ادعا می‌شود. برخی از نسخه‌ها ذاتاً غایت‌گرایانه هستند و برای استدلال اینکه همزمانی‌های کیهانی ظریف که امکان حیات را فراهم می‌کنند، نشان‌دهنده جهانی است که توسط خدا طراحی شده است، استفاده شده‌اند. در این مورد توافق وجود ندارد، اما به برخی، مانند کشیش آنگلیکانی و فیزیکدان سابق جان پولکینگورن، اصل انسان‌شناختی شواهد بیشتری برای خداباوری است. به طور کلی، اصل کارتر علاقه به الهیات طبیعی و استدلال طراحی قدیمی را دوباره زنده کرده است.

جهان‌های چندگانه نوآوری دیگری است که به بحث کیهان‌شناسی و دین مربوط می‌شود. اگرچه حدس و گمان در مورد جهان‌های متعدد قدیمی است، اما جهان‌های چندگانه مدرن بر اساس فیزیک رشته‌ای و نظریه تورم توسعه یافت و تنها در آغاز قرن بیست و یکم محبوب شد. در نسخه رادیکال خود، این نظریه منجر به وجود تعداد زیادی از جهان‌های جدا از نظر علّی با قوانین فیزیکی و ثابت‌های مختلف می‌شود. قابل درک است که نظریه‌های جهان‌های چندگانه هم از نظر علمی و هم از نظر فلسفی بحث‌برانگیز هستند و همچنین از نظر مذهبی. کریستوف شونبورن، اسقف اعظم وین، در سال ۲۰۰۵ اظهار داشت که جهان‌های چندگانه جایگزینی برای باور مسیحی به جهانی که توسط خدا آفریده شده است، است. با این حال، هیچ‌گونه تناظر ساده‌ای بین نظریه کیهان‌شناسی و باورهای مذهبی وجود ندارد. همانطور که برخی از الهی‌دانان و دانشمندان مسیحی استدلال کرده‌اند، خدا می‌توانست به سادگی جهان‌های چندگانه را به جای یک جهان ایجاد کند.

نتیجه‌گیری
کیهان‌شناسی به طور فزاینده‌ای طبیعی شده است و پیوندهای آن با دین از قرن هفدهم به تدریج ضعیف شده است. با این حال، ادعای استفان هاوکینگ و دیگران مبنی بر اینکه کیهان‌شناسی مدرن خداباوری را نادرست ثابت کرده است یا خدا را کاملاً بی‌ربط کرده است، بی‌مورد است. منشأ جهان همچنان یک مفهوم مورد علاقه مشترک برای دانشمندان و الهی‌دانان است و همچنین سوال مربوط به پایان همه چیز و معنای تنظیم ظریف جهان. مطالعه تاریخی رابطه بین کیهان‌شناسی و دین پاسخ این سوالات را ارائه نمی‌دهد و همچنین پاسخ قطعی در مورد نحوه ارتباط کیهان‌شناسی با دین ارائه نمی‌دهد. همانطور که جان بروکه و سایر مورخان اشاره کرده‌اند، هیچ روایت اصلی واحدی وجود ندارد که تعاملات متغیر و وابسته به زمینه بین علم و دین را در بر بگیرد. درس یکسان برای رابطه بین کیهان‌شناسی و دین نیز صادق است. تاریخ علم هیچ‌گونه پشتیبانی برای این دیدگاه که پیشرفت در کیهان‌شناسی ایمان دینی را تأیید یا رد کرده است، ارائه نمی‌دهد.

منابع
بیرو، جان دی. و فرانک جی. تیپلر. اصل کیهان‌شناختی انسان‌شناختی. کمبریج: انتشارات دانشگاه کمبریج، ۱۹۸۶.
بودین، جان ای. خدا: یک فلسفه کیهانی دین. نیویورک: ماکمیلان، ۱۹۳۴.
بولر، پیتر جی. آشتی علم و دین: مناظره در بریتانیا در اوایل قرن بیستم. شیکاگو: انتشارات دانشگاه شیکاگو، ۲۰۰۱.
بروکه، جان اچ. علم و دین: برخی دیدگاه‌های تاریخی. کمبریج: انتشارات دانشگاه کمبریج، ۱۹۹۱.
بروکه، جان اچ. و جفری کانتور. بازسازی طبیعت: تعامل علم و دین. ادینبورگ: تی اند تی کلارک، ۱۹۹۸.
کار، برنارد، ویرایشگر. جهان یا جهان‌های چندگانه؟ کمبریج: انتشارات دانشگاه کمبریج، ۲۰۰۷.
کریگ، ویلیام ال. و کوئنتین اسمیت. خداباوری، بی‌خدایی و کیهان‌شناسی مهبانگ. آکسفورد: انتشارات دانشگاه آکسفورد، ۱۹۹۵.
کرو، مایکل جی. مناظره در مورد حیات فرازمینی، ۱۷۵۰-۱۹۰۰. مینئولا: انتشارات داور، ۱۹۹۹.
دیک، استیون جی. کثرت جهان‌ها: منشأ مناظره در مورد حیات فرازمینی از دموکریتوس تا کانت. کمبریج: انتشارات دانشگاه کمبریج، ۱۹۸۲.
دیک، استیون جی. جهان بیولوژیکی: مناظره در مورد حیات فرازمینی در قرن بیستم. کمبریج: انتشارات دانشگاه کمبریج، ۱۹۹۶.
جینگریچ، اوون. جهان خدا. کمبریج، ماساچوست: انتشارات بلکناپ، ۲۰۰۶.
گرانت، ادوارد. علم و دین، ۴۰۰ قبل از میلاد تا ۱۵۵۰ پس از میلاد: از ارسطو تا کوپرنیک. بالتیمور: انتشارات دانشگاه جانز هاپکینز، ۲۰۰۴.
گرونبام، آدلف. «نقد جدیدی از تفاسیر الهیاتی کیهان‌شناسی فیزیکی». مجله بریتانیایی فلسفه علم ۵۱ (۲۰۰۰): ۱-۴۳.
هالورسون، هانس و هلگه کرگ. «خداباوری و کیهان‌شناسی فیزیکی». در همراه روتلج با خداباوری، ویرایش شده توسط چارلز تالیافرو، ۲۴۱-۲۵۵. لندن: روتلج، ۲۰۱۳. نسخه بازبینی شده در سال ۲۰۱۷ در https://plato.stanford.edu/entries/cosmology-theology/.
هارپر، ایمون. «جورج گاموف: آماتور علمی و چندتخصص‌گر». دیدگاه‌های فیزیک ۳، شماره ۳ (۲۰۰۱): ۳۳۵-۳۷۲.
هریسون، ادوارد. «نیوتن و جهان بی‌نهایت». فیزیک امروز ۳۹، شماره ۲ (۱۹۸۶): ۲۴-۳۲.
هاوکینگ، استفان دبلیو. تاریخچه مختصری از زمان: از مهبانگ تا سیاه‌چاله‌ها. نیویورک: کتاب‌های بانتام، ۱۹۸۸.
هترینگتون، نوریس اس.، ویرایشگر. دانشنامه کیهان‌شناسی: مبانی تاریخی، فلسفی و علمی کیهان‌شناسی مدرن. نیویورک: انتشارات گارلند، ۱۹۹۳.
هیربرت، اروین. «کاربردهای نامناسب ترمودینامیک در دین». دایدالوس ۹۵ (۱۹۶۶): ۱۰۴۶-۱۰۸۰.
هولدر، رادنی دی. و سایمون میتون، ویرایشگران. ژرژ لمتری: زندگی، علم و میراث. هایدلبرگ: اسپرینگر ۲۰۱۲.
جاکی، استنلی. علم و آفرینش: از چرخه‌های ابدی تا جهان در حال نوسان. ادینبورگ: انتشارات دانشگاه اسکاتلندی، ۱۹۷۴.
جاکی، استنلی، ۱۹۷۹. «Das Gravitations-Paradoxon des Unendlichen Universums». Sudhoffs Archiv 63 (1979): 105-122.
جاسترو، رابرت. خدا و ستاره‌شناسان. نیویورک: شرکت دبلیو دبلیو نورتون، ۱۹۹۲.
کراگ، هلگه. کیهان‌شناسی و مناقشه: توسعه تاریخی دو نظریه جهان. پرینستون: انتشارات دانشگاه پرینستون، ۱۹۹۶.
کراگ، هلگه. ماده و روح در جهان: مقدمات تاریخی و علمی کیهان‌شناسی مدرن. سنگاپور: انتشارات کالج امپریال، ۲۰۰۴.
کراگ، هلگه. «کیهان‌شناسی معاصر و مناقشه در مورد جهان‌های چندگانه». سالنامه‌های علم ۶۶ (۲۰۰۹): ۵۲۹-۵۵۱.
کراگ، هلگه. «علم و ایدئولوژی: مورد کیهان‌شناسی در اتحاد جماهیر شوروی، ۱۹۴۷-۱۹۶۳». Acta Baltica Historiae et Philosophiae Scientiarum 1 (2013): 35-58.
کراگ، هلگه و دومینیک لامبرت. «زمینه کشف: لمتری و منشأ جهان اتم اولیه». سالنامه‌های علم ۶۴ (۲۰۰۷): ۴۴۵-۴۷۰.
لامبرت، دومینیک. اتم و جهان: زندگی و کار ژرژ لمتری. کراکوف: انتشارات مرکز کوپرنیک، ۲۰۱۵.
لامبرت، دومینیک. «تداخلات مذهبی در منشأ کیهان‌شناسی؟ مورد ژرژ لمتری». فروم (ضمیمه Acta Philosophica) 4 (2018): 149-168.
لیندبرگ، دیوید سی. آغاز علم غربی. شیکاگو: انتشارات دانشگاه شیکاگو، ۱۹۹۲.
مک‌کانل، کریگ اس. «کیهان‌شناسی قرن بیستم». در علم و دین: مقدمه‌ای تاریخی، ویرایش شده توسط گری بی. فرنگرن، ۳۱۴-۳۲۱. بالتیمور: انتشارات دانشگاه جانز هاپکینز، ۲۰۰۲.
مک‌کانل، کریگ اس. «بی‌بی‌سی، موسسه ویکتوریا و زمینه الهیاتی مناظره مهبانگ - حالت پایدار». علم و باور مسیحی ۱۸ (۲۰۰۶): ۱۵۱-۱۶۸.
مک‌مولین، ارنان. «دین و کیهان‌شناسی». در دانشنامه کیهان‌شناسی: مبانی تاریخی، فلسفی و علمی کیهان‌شناسی مدرن، ویرایش شده توسط نوریس هترینگتون، ۵۷۹-۵۹۵. نیویورک، انتشارات گارلند، ۱۹۹۳.
مک‌مولین، ارنان. «اصل بی‌تفاوتی و اصل انسان‌شناختی در کیهان‌شناسی». مطالعات در تاریخ و فلسفه علم ۲۴ (۱۹۹۳): ۳۵۹-۳۸۹.
میلتون، سایمون. فرد هویل: زندگی در علم. لندن: انتشارات اوروم، ۲۰۰۵.
اعداد، رونالد ال. آفرینش توسط قانون: فرضیه سحابی لاپلاس در تفکر آمریکایی. سیاتل: انتشارات دانشگاه واشنگتن، ۱۹۷۷.
پیکاک، آرتور آر.، ویرایشگر. علوم و الهیات در قرن بیستم. لندن: انتشارات اوریل، ۱۹۸۲.
پیوس دوازدهم. «اثبات‌های وجود خدا در نور علم طبیعی مدرن». https://www.papalencyclicals.net/pius12/p12exist.htm
راسل، رابرت جی. «آفرینش متناهی بدون آغاز: آموزه آفرینش در رابطه با کیهان‌شناسی مهبانگ و کوانتومی». در کیهان‌شناسی کوانتومی و قوانین طبیعت: دیدگاه‌های علمی در مورد عمل الهی، ویرایش شده توسط آر. جی. راسل، ان. مورفی و سی. جی. ایشام، ۲۹۱-۳۲۶. شهر واتیکان: انتشارات رصدخانه واتیکان، ۱۹۹۶.
شالیس، مایکل، برنارد کار، جان پولکینگورن و استنلی جاکی. «کیهان و آفرینش». مجله نجومی ایرلندی ۱۵ (۱۹۸۲): ۲۲۳-۶۲.
استنلی، متیو. عارف عملی: دین، علم و هوش فرازمینی. شیکاگو: انتشارات دانشگاه شیکاگو، ۲۰۱۷.
یورگراو، ولفگانگ و آلن دی. برک، ویرایشگران. کیهان‌شناسی، تاریخ و الهیات. نیویورک: انتشارات Plenum Press، ۱۹۷۷.

به هترینگتون، دانشنامه کیهان‌شناسی، برای مرور جامع کیهان‌شناسی علمی و غیرعلمی مراجعه کنید.
بروکه و کانتور، بازسازی طبیعت، کار تحسین‌شده‌ای است که به کیهان‌شناسی علمی و تعامل آن با دین نمی‌پردازد.
مک‌کانل، «کیهان‌شناسی قرن بیستم»؛ کراگ، ماده و روح در جهان، برای حساب‌های کامل‌تر.
گرونبام، «نقد جدیدی از تفاسیر الهیاتی کیهان‌شناسی فیزیکی»؛ هالورسون و کرگ، «خداباوری و کیهان‌شناسی فیزیکی».
جاکی، علم و آفرینش؛ جاسترو، خدا و ستاره‌شناسان؛ جینگریچ، جهان خدا.
بودین، فلسفه کیهانی خدا؛ ویتکر، فضا و روح.
مک‌مولین، «اصل بی‌تفاوتی و اصل انسان‌شناختی در کیهان‌شناسی».
جاکی، «Das Gravitations-Paradoxon des Unendlichen Universums»؛ هریسون، «نیوتن و جهان بی‌نهایت».
کراگ، ماده و روح در جهان، ۱۲-۵ برای خلاصه کیهان‌شناسی کانت.
اعداد، آفرینش توسط قانون.
هوی، طبیعت جهان.
مک‌کانل، «بی‌بی‌سی، موسسه ویکتوریا و زمینه الهیاتی مناظره مهبانگ - حالت پایدار».
کراگ، کیهان‌شناسی و مناقشه.
کراگ، «علم و ایدئولوژی».
لامبرت، اتم و جهان.


در واقع، مفهوم ابعاد اضافی (سه بعد فضایی و یک بعد زمانی) قدیمی‌تر از خود نظریه ریسمان است.
در سال 1919، ریاضیدان لهستانی کم‌شناخته‌ای به نام تئودور کالوزا از دانشگاه کونیگسبرگ جسارت به چالش کشیدن بدیهیات را به خرج داد – او پیشنهاد کرد که جهان ممکن است فقط سه بعد فضایی نداشته باشد؛ بلکه ممکن است ابعاد بیشتری داشته باشد.
برای درک این موضوع، راحت‌تر است که نگاه خود را به طور موقت از کل جهان دور کرده و به یک شیء آشناتر، مانند یک شلنگ باغ بلند و باریک فکر کنیم.
تصور کنید چند صد فوت شلنگ باغ در سراسر یک دره کشیده شده است و شما آن را از فاصله، مثلاً یک چهارم مایل تماشا می‌کنید. از این فاصله، به راحتی طول، گسترش افقی و باز شده شلنگ را درک خواهید کرد، اما مگر اینکه بینایی فوق‌العاده‌ای داشته باشید، تشخیص ضخامت شلنگ دشوار خواهد بود. از نقطه دید دور خود، فکر می‌کنید که اگر یک مورچه مجبور به زندگی روی شلنگ باشد، فقط یک بعد برای راه رفتن دارد: بعد چپ-راست در امتداد طول شلنگ. اگر کسی از شما بخواهد موقعیت مورچه را در یک لحظه معین مشخص کنید، فقط باید یک قطعه داده ارائه دهید: فاصله مورچه از انتهای چپ (یا راست) شلنگ. نکته این است که از فاصله یک چهارم مایل، یک تکه شلنگ باغ بلند به نظر می‌رسد یک شیء یک بعدی است.
در واقعیت، ما می‌دانیم که شلنگ ضخامت دارد. ممکن است تشخیص این موضوع از فاصله یک چهارم مایل دشوار باشد، اما با استفاده از یک جفت دوربین دوچشمی می‌توانید روی شلنگ زوم کرده و محیط آن را مستقیماً مشاهده کنید. از این دیدگاه بزرگ‌نمایی شده، می‌بینید که یک مورچه کوچک که روی شلنگ زندگی می‌کند، در واقع دو جهت مستقل برای راه رفتن دارد: در امتداد بعد چپ-راست که طول شلنگ را در بر می‌گیرد، همانطور که قبلاً شناسایی شد، و در امتداد بعد "ساعت‌گرد-پادساعت‌گرد" در اطراف قسمت دایره‌ای شلنگ. اکنون متوجه می‌شوید که برای تعیین دقیق موقعیت مورچه در هر لحظه، باید در واقع دو قطعه داده ارائه دهید: جایی که مورچه در امتداد طول شلنگ قرار دارد و جایی که در امتداد محیط دایره‌ای آن قرار دارد. این نشان‌دهنده این واقعیت است که سطح شلنگ باغ دو بعدی است. با این حال، تفاوت روشنی بین این دو بعد وجود دارد. جهت در امتداد طول شلنگ بلند، گسترده و به راحتی قابل مشاهده است. جهت چرخیدن در اطراف ضخامت شلنگ کوتاه، "پیچیده شده" و دیدن آن دشوارتر است. برای آگاهی از بعد دایره‌ای، باید شلنگ را با دقت بسیار بیشتری بررسی کنید.
این مثال ویژگی ظریف و مهمی از ابعاد فضایی را برجسته می‌کند: آنها در دو نوع وجود دارند. آنها می‌توانند بزرگ، گسترده و بنابراین آشکار باشند، یا می‌توانند کوچک، پیچیده شده و تشخیص آنها بسیار دشوارتر باشد.
اکنون، در مورد نه بعد نظریه ریسمان. نظریه ریسمان معضل اصلی پیش روی فیزیک معاصر – ناسازگاری بین مکانیک کوانتومی و نسبیت عام – را حل می‌کند و درک ما از تمام اجزای بنیادی ماده و نیروهای طبیعت را یکپارچه می‌کند. اما برای دستیابی به این موفقیت‌ها، مشخص می‌شود که نظریه ریسمان به وجود ابعاد فضایی اضافی نیاز دارد.
دلیلش این است. فیزیکدانان دریافته‌اند که یک سیگنال کلیدی که نشان می‌دهد یک نظریه مکانیک کوانتومی از کنترل خارج شده است، این است که محاسبات خاصی "احتمالاتی" را به دست می‌دهند که در این محدوده قابل قبول نیستند. به عنوان مثال، ما قبلاً اشاره کردیم که نشانه‌ای از ناسازگاری شدید بین نسبیت عام و مکانیک کوانتومی در یک چارچوب ذره‌ای، این است که محاسبات منجر به احتمالات بی‌نهایت می‌شوند. و نظریه ریسمان این بی‌نهایت‌ها را از بین می‌برد، اما مشکل جدیدی به نام احتمالات منفی را نیز ایجاد می‌کند.
در روزهای اولیه نظریه ریسمان، فیزیکدانان دریافتند که محاسبات خاصی احتمالات منفی را به دست می‌دهند که این نیز خارج از محدوده قابل قبول است. بنابراین، در نگاه اول، به نظر می‌رسید که نظریه ریسمان در مشکلات مکانیک کوانتومی خود غرق شده است.
با عزم راسخ، فیزیکدانان به دنبال علت این ویژگی غیرقابل قبول بودند و آن را یافتند. توضیح با یک مشاهده ساده شروع می‌شود. اگر یک ریسمان مجبور به قرار گرفتن روی یک سطح دو بعدی باشد – مانند سطح یک میز – تعداد جهات مستقل که می‌تواند در آن ارتعاش کند به دو کاهش می‌یابد: ابعاد چپ-راست و عقب-جلو در امتداد سطح. هر الگوی ارتعاشی که روی سطح باقی می‌ماند، شامل ترکیبی از ارتعاشات در این دو جهت است. با این حال، اگر به ریسمان اجازه داده شود که از سطح خارج شود، تعداد جهات ارتعاشی مستقل به سه افزایش می‌یابد، زیرا ریسمان سپس می‌تواند در جهت بالا-پایین نیز نوسان کند. به طور معادل، در یک جهان با سه بعد فضایی، یک ریسمان می‌تواند در سه جهت مستقل ارتعاش کند. اگرچه تصور آن دشوارتر است، اما این الگو ادامه دارد: در یک جهان با ابعاد فضایی بیشتر، جهات مستقل بیشتری برای ارتعاش وجود دارد.
ما بر این واقعیت ارتعاشات ریسمان تأکید می‌کنیم زیرا فیزیکدانان دریافتند که محاسبات مشکل‌ساز به شدت به تعداد جهات مستقل که یک ریسمان می‌تواند در آن ارتعاش کند، حساس هستند. احتمالات منفی از عدم تطابق بین آنچه نظریه نیاز داشت و آنچه واقعیت به نظر می‌رسید، ناشی می‌شد: محاسبات نشان داد که اگر ریسمان‌ها بتوانند در نه جهت فضایی مستقل ارتعاش کنند، تمام احتمالات منفی از بین می‌روند.
برای درک بیشتر، لطفاً کتاب "جهان ظریف" اثر برایان گرین را بخوانید که مثال و محتوای فوق از آن گرفته شده است. به شدت توصیه می‌شود.