جهان های موازی، فقط یک داستان علمی تخیلی خوب نیستند. اکنون برخی از نظریه های علمی وجود دارد که از ایده جهان های موازی فراتر از جهان ما حمایت می کنند. با این حال، نظریه چندجهانی یکی از بحث برانگیزترین نظریه ها در علم است. جهان ما به طرز غیرقابل تصوری بزرگ است. صدها میلیارد یا تریلیون ها، کهکشان در فضا می چرخند که هر کدام حاوی میلیاردها یا تریلیون ها ستاره هستند. برخی از محققانی که مدل‌های جهانی را مطالعه می‌کنند، حدس می‌زنند که قطر کیهان می‌تواند 7 میلیارد سال نوری باشد. برخی دیگر به این عقیده هستند که این قطر ممکن است بی نهایت باشد. اما آیا این ها، همه آن چیزی هستند که وجود دارد؟ داستان های علمی تخیلی، ایده جهان های موازی و این فکر را دوست دارد که ما ممکن است فقط یکی از بی نهایت زندگی های ممکن را داشته باشیم. یک نظریه علمی واقعی، موردی را برای جهان‌های خارج، موازی یا دور از جهان ما، اما منعکس‌کننده این جهان بررسی و در برخی موارد از آن حمایت می‌کند. مسئله چندجهانی و وجود جهان های موازی، اغلب در چارچوب مفاهیم علمی مهم دیگری مانند انفجار بزرگ، نظریه ریسمان و مکانیک کوانتومی مورد بحث قرار می گیرند.
حدود 13.7 میلیارد سال پیش، هر چیزی که ما آن را می شناسیم، یک ذره تنها و بی نهایت کوچک بود. سپس، طبق نظریه بیگ بنگ، این ذره شروع به عمل کرد و برای کسری از ثانیه، سریعتر از سرعت نور در همه جهات بزرگ شد. قبل از گذشت 32-10 ثانیه، جهان در فرآیندی به نام تورم کیهانی به بیرون منفجر شد و به 26 10 برابر اندازه اصلی خود رسید و تمام اینها، قبل از انبساط واقعی ماده است که ما معمولاً آن را به عنوان خود بیگ بنگ تصور می کنیم. نتیجه این تورم بود: با کاهش تورم، سیل ماده و تشعشع ظاهر شد و گلوله آتشین کلاسیک بیگ بنگ را ایجاد کرد. سپس، تشکیل اتم‌ها، مولکول‌ها، ستارگان و کهکشان‌هایی شروع شد که وسعت فضایی را که ما را احاطه کرده است، تشکیل می‌دهند.
آن فرآیند اسرارآمیز تورم و انفجار بزرگ، برخی از محققان را متقاعد کرده است که وجود جهان‌های متعدد ممکن است یا بسیار محتمل است. به گفته فیزیکدان نظری الکساندر ویلنکین از دانشگاه تافتس در ماساچوست، تورم جهان در همه جا به طور همزمان تمام نمی شود. یعنی انفجار درتمام قسمتهای متورم به یک صورت رخ نمی دهد. در حالی که 13.8 میلیارد سال پیش، این تورم برای همه چیزهایی که ما می توانیم اکنون از زمین تشخیص دهیم به پایان رسید، در واقع در جهان های دیگرهنوز ادامه دارد. به این نظریه تورم ابدی می گویند. ویلنکین در سال 2011 برای ساینتیفیک آمریکن نوشت که با پایان تورم در یک جهان خاص، جهان حباب جدیدی شکل می گیرد.
این جهان های حبابی نمی توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. زیرا، همواره به طور نامحدود به گسترش خود ادامه می دهند. اگر بخواهیم به سمت لبه حباب خود حرکت کنیم، جایی که ممکن است در مقابل جهان حباب بعدی قرار بگیرد، هرگز به آن نمی‌رسیم. زیرا این لبه سریعتر از سرعت نور و در واقع بسیار سریعتر از ما، از ما دور می‌شود و بطور پیوسته همیشه در سفر است.
اما حتی اگر بتوانیم به حباب جهان بعدی برسیم، طبق نظریه تورم ابدی ونظریه ریسمان، جهان آشنای ما با ثابت‌های فیزیکی و شرایط قابل سکونتش می‌تواند کاملاً متفاوت از جهان حباب فرضی در کنار جهان ما باشد. چند جهانی، نظریه ای است که در آن جهان ما تنها نیست، بلکه بیان می کند که بسیاری از جهان ها به موازات یکدیگر وجود دارند. این جهان‌های متمایز در نظریه چندجهانی، جهان‌های موازی نامیده می‌شوند. انواع نظریه های مختلف خود را به یک دیدگاه چندجهانی وامی دارد. همه فیزیکدانان واقعاً معتقد نیستند که این جهان ها وجود دارند. حتی تعداد کمتری بر این باور هستند که هرگز امکان تماس با این جهان های موازی وجود نخواهد داشت. ایده های جهان های موازی به قرار زیرند:
- سطح1: اگر به اندازه کافی دور بروید، سرانجام به خانه برمی گردید
ایده جهان‌های موازی سطح 1، اساساً می‌گوید که فضا به قدری بزرگ است که قوانین احتمال نشان می‌دهد که مطمئناً، در جایی دیگر، سیارات دیگری دقیقاً مانند زمین هستند. در واقع، یک جهان بینهایت سیاره‌های بی‌نهایتی خواهد داشت و در برخی از آنها، رویدادهایی که روی می‌دهند تقریباً مشابه رویدادهای روی زمین ما خواهند بود. ما این جهان‌های دیگر را نمی‌بینیم، زیرا دید کیهانی ما با سرعت نور محدود شده است. نور در لحظه انفجار بزرگ، حدود 14 میلیارد سال پیش، شروع به حرکت کرد و بنابراین ما نمی‌توانیم بیش از 14 میلیارد سال نوری را ببینیم (کمی دورتر، زیرا فضا در حال گسترش است). این حجم از فضا، حجم هابل نامیده می شود و نشان دهنده جهان قابل مشاهده ما است.
وجود جهان های موازی سطح 1 به دو فرض بستگی دارد:
- فرض اینکه جهان بی نهایت است (یا تقریباً همینطور است): در یک جهان نامتناهی، هر پیکربندی ممکن از ذرات در حجم هابل چندین بار انجام می‌شود.
- اگر جهان‌های موازی سطح 1 وجود داشته باشند، رسیدن به یکی تقریباً (اما نه کاملاً) غیرممکن است. اولاً، ما نمی‌دانیم کجا دنبال آن یکی بگردیم، زیرا طبق تعریف، جهان موازی سطح 1 آنقدر دور است که هیچ پیامی نمی‌تواند از طرف ما به آنها یا از آنها به ما برسد. (ما تنها می توانیم پیام ها را از داخل حجم هابل خودمان دریافت کنیم.)
- سطح 2: اگر به اندازه کافی دور بروید، سر انجام به سرزمین عجایب خواهید افتاد
در یک جهان موازی سطح 2، مناطقی از فضا همچنان در حال گذراندن مرحله تورم هستند. به دلیل ادامه فاز تورمی در این جهان‌ها، فضای بین ما و جهان‌های دیگر به معنای واقعی کلمه سریعتر از سرعت نور در حال گسترش است و بنابراین، کاملاً غیرقابل دسترس هستند.
دو نظریه احتمالی دلایلی برای این باور دارند که جهان های موازی سطح 2 ممکن است وجود داشته باشند: تورم ابدی و نظریه اکپیروتیک.
در تورم ابدی، به یاد بیاورید که نوسانات کوانتومی در انرژی خلاء کیهان اولیه باعث شد که جهان های حبابی در سرتاسر مکان ایجاد شوند و در مراحل تورم خود با سرعت های مختلف گسترش پیدا کنند. شرایط اولیه این جهان‌ها در سطح حداکثر انرژی در نظر گرفته می‌شود. اگرچه حداقل یک نوع تورم آشفته، پیش‌بینی می‌شود که شرایط اولیه را می‌تواند به‌طور آشفته به‌عنوان هر سطح انرژی انتخاب کند. این تعداد تورم ها، ممکن است مقدار حداکثر نداشته باشند. یافته‌های تورم ابدی به این معناست که وقتی تورم شروع می‌شود، نه تنها یک جهان، بلکه تعداد نامتناهی جهان ایجاد می‌کند. در حال حاضر، تنها مدل غیر تورمی که دارای هر نوع وزنی است، مدل اکپیروتیک است که یک مدل بسیار جدید و به شدت به صورت یک حدس و گمان است. دلیلی وجود ندارد که انتظار داشته باشیم، جهان ها در هنگام تشکیل فقط در یک مکان با هم برخورد کنند، بنابراین نظریه اکپیروتیک، این احتمال را می دهد که جهان های دیگری در مکان های دیگر وجود داشته باشند، حتی بصورت پیوسته گسترش یابند.
- سطح 3: اگر در جایی که هستید بمانید، با خودتان برخورد خواهید کرد
یک جهان موازی سطح 3، نتیجه تفسیر جهان های متعدد (MWI) از فیزیک کوانتومی است که در آن هر امکان کوانتومی ذاتی در تابع موج کوانتومی در برخی واقعیت ها به یک امکان واقعی تبدیل می شود. وقتی یک فرد معمولی (به ویژه یک طرفدار داستان های علمی تخیلی) به "جهان موازی" فکر می کند، احتمالاً به جهان های موازی سطح 3 فکر می کند. جهان‌های موازی سطح 3 با سایر جهان‌های ارائه‌شده متفاوت هستند، زیرا در فضا و زمانی مشابه جهان خودمان اتفاق می‌افتند، اما ما هنوز راهی برای دسترسی به آنها نداریم. ما هرگز با هیچ‌یک از جهان‌های سطح 1 یا سطح 2 تماس نداشته‌ایم و نخواهیم داشت (اما تصورشان می‌کنیم)، اما به طور مداوم با جهان‌های سطح 3 در تماس هستیم. هر لحظه از زندگی‌مان و هر تصمیمی که می‌گیریم، باعث انشعاب می‌شود. خود "اکنون" ما به تعداد نامحدودی از خودهای آینده تبدیل می شود که همگی از یکدیگر بی خبرند.
از بین چهار نوع جهان، جهان های موازی سطح 3 کمترین ارتباط را مستقیماً با نظریه ریسمان دارند.
- سطح 4: جایی بر فراز رنگین کمان، یک سرزمین جادویی وجود دارد
یک جهان موازی سطح 4 عجیب ترین مکان (و بحث برانگیزترین پیش بینی) می باشد. زیرا از قوانین ریاضی طبیعت و قوانین اساساً متفاوت از جهان ما پیروی می کند. به طور خلاصه، هر جهانی که فیزیکدانان بتوانند آن را روی کاغذ بیاورند، بر اساس اصل دموکراسی ریاضی وجود خواهد داشت. بنابراین، هر جهانی که از نظر ریاضی امکان پذیر باشد، امکان وجود واقعی دارد.
نظرات محققان درباره فرضیه چند جهانی
ویلنکین می‌نویسد: « تصویر چند جهانی بودن کیهان، یا همان چندجهانی بودن، معمای دیرپایی را توضیح می‌دهد که چرا ثابت‌های طبیعت برای ظهور حیات به‌خوبی و به طور دقیق تنظیم شده‌اند. شاید دلیل این باشد که ناظران هوشمند، فقط در آن حباب‌های جهان های نادری وجود دارند که در آنها، به طور تصادفی، ثابت‌های طبیعت برای تکامل زندگی مناسب هستند. بقیه جهان های دیگر در کنار جهان مورد بحث عقیم می‌مانند، و هیچ کس از آن شکایت نمی کند. "
توضیح ویلنکین نشان می دهد که در برخی از جهان های حبابی بی نهایت خارج از جهان ما، ناظران هوشمند دیگری نیز می توانند وجود داشته باشند. اما در هر لحظه ای که می گذرد، از آنها دورتر می شویم و هرگز قرار نیست با آنها تلاقی داشته باشیم.
برخی از محققان ایده های خود را در مورد جهان های موازی بر مبنای مکانیک کوانتومی و توصیف ریاضی ذرات زیراتمی، قرار می دهند:
در مکانیک کوانتومی، چندین حالت وجودی برای ذرات کوچک به طور همزمان امکان پذیر است. یک "تابع موج" همه این احتمالات را در بر می گیرد. با این حال، وقتی واقعاً نگاه می کنیم، فقط یکی از احتمالات را مشاهده می کنیم. بر اساس تفسیر کپنهاگ از مکانیک کوانتومی که توسط دایره المعارف فلسفه استنفورد توضیح داده شده است، زمانی که تابع موج در یک واقعیت واحد "در هم می ریزد" می توانیم نتیجه ای دیگر از احتمالات را مشاهده کنیم. اما نظریه جهان‌های متعدد پیشنهاد می‌کند که هر بار که یک حالت یا نتیجه مشاهده می‌شود، در واقع، «جهان» دیگری وجود دارد که در آن یک نتیجه کوانتومی متفاوت به واقعیت تبدیل می‌شود. این فرآیند یک آرایش انشعاب است، که در آن لحظه به لحظه، جهان درک شده ما به جایگزین های تقریبا بی نهایت منشعب می شود. این جهان‌های متناوب کاملاً مجزا هستند و نمی‌توانند با هم تلاقی کنند، بنابراین اگر ممکن است نسخه‌های غیرقابل شمارشی از زندگی ما وجود داشته باشد که کمی یا به شدت متفاوت از زندگی ما در این دنیا باشد، هرگز این را نمی‌دانیم.
فیزیکدان شان کارول، در کتاب خود با عنوان «چیزی عمیقاً پنهان: جهان های کوانتومی و ظهور فضازمان» نوشت: نظریه جهان های متعدد، شجاعانه ترین برداشت از معضل مکانیک کوانتومی است. او همچنین استدلال کرد که این تئوری ساده ترین تئوری در این باره است، اگرچه بدون نقص نیست. یکی از آن ایرادات، این است که ایده جهان های متعدد واقعاً قابل ابطال نیست. این ایده، یکی از مؤلفه‌های مهم تفکر علمی و راهی است که جامعه علمی ایده‌هایی را توسعه می‌دهد که با مشاهده و آزمایش قابل بررسی است. جان هورگان، روزنامه‌نگار علمی استدلال می‌کند که اگر فرصتی برای یافتن شواهدی علیه یک نظریه وجود نداشته باشد، این برای تمامیت علم تاثیر منفی دارد.
برخی از فیزیکدانان به نسخه مسطح تر از جهان های متعدد اعتقاد دارند. یعنی اگر جهانی که ما در آن زندگی می‌کنیم برای همیشه ادامه داشته باشد، تنها راه‌های زیادی وجود دارد که بلوک‌های سازنده ماده می‌توانند خود را در حالی که در فضای بینهایت جمع می‌شوند، مرتب کنند. در نهایت، هر تعداد محدودی از انواع ذرات باید یک آرایش خاص را تکرار کند. به طور فرضی، در یک فضای به اندازه کافی بزرگ، آن ذرات باید آرایش هایی به بزرگی کل منظومه های خورشیدی و کهکشان ها را تکرار کنند. بنابراین، کل زندگی ما ممکن است در جای دیگری در جهان تکرار شود. البته این فقط یک نظریه است.
اما اگر جهان در یک نقطه محدود آغاز شده است، همانطور که تقریباً هر فیزیکدانی موافق است که چنین بوده است، طبق مقاله اتان سیجل، اخترفیزیکدان در سال 2015، احتمالاً نسخه دیگری از ما وجود ندارد. به گفته سیجل، تعداد پیامدهای احتمالی ذرات در هر کیهانی که با یکدیگر تعامل دارند، سریعتر از افزایش تعداد جهان‌های ممکن به دلیل تورم، به سمت بینهایت می‌رود. به این معنی که این به ما بستگی دارد که در کدام جهان زندگی می کنیم.
در یک افزوده نسبتاً اخیر به مجموعه نظریه‌های چندجهانی، محققان مؤسسه فیزیک نظری پیرامونی در واترلو، انتاریو، پیشنهاد کرده‌اند که جهان از انفجار بزرگ آغاز شده است و در طرف مقابل خط زمانی بیگ بنگ، به سمت عقب کشیده شده است. بنابراین، به احتمال بسیار زیاد، زمانی، جهانی وجود داشت که دقیقاً تصویر آینه ای از خود ما و زندگی مان بود. نیل توروک محقق گفت: به جای اینکه بگوییم قبل از انفجار یک جهان متفاوت وجود داشته است، می گوییم که جهان قبل از انفجار در واقع به نوعی تصویری از جهان پس از انفجار است. این بدان معناست که در جهان بعد از جهان ما، همه چیز اعم از پروتون ها، الکترون ها، حتی اعمالی مانند شکستن تخم مرغ معکوس خواهند شد. آنتی پروتون‌ها و الکترون‌های با بار مثبت اتم‌ها را می‌سازند، در حالی که تخم مرغ های شکسته، چسبیده می‌شوند و راه خود را به داخل بدن مرغ باز می‌کنند. در نهایت، باید بدانیم آن جهان پیش از گسترش خود، در جهان ما، احتمالاً به شکل یک تکینگی یا ذره کوچک خواهد بود.
با نگاهی دیگر نیز، دو جهان مشابه یا متفاوت در انفجار بزرگ ایجاد شدند و به طور همزمان به عقب و جلو در زمان حرکت کردند.
استدلال نظریه چندجهانی
- تورم کیهانی: جهان ما در اولین لحظات وجودش به صورت تصاعدی رشد کرد، اما آیا این انبساط یکنواخت بود؟ اگر نه، این نشان می‌دهد که مناطق مختلف فضا با سرعت‌های متفاوتی رشد کرده‌اند و ممکن است از یکدیگر جدا شده باشند.
- ثابت های ریاضی: چگونه قوانین جهان اینقدر دقیق هستند؟ برخی معتقدند که این اتفاق فقط به صورت تصادفی رخ داده است. ما در بین بسیاری از جهان‌هایی هستیم که اعداد را درست به دست آوردیم.
- جهان قابل مشاهده: چه چیزی فراتر از لبه فضای قابل مشاهده اطراف ما است؟ هیچ کس به طور قطع نمی داند و تا زمانی که ما به لبه فضای خود برسیم (که هرگز نمی توان این کار را انجام داد)، این فکر که جهان به طور نامحدود گسترش می یابد، در ذهن ها خواهد ماند.
استدلال هایی علیه نظریه چندجهانی
- ابطال پذیری: هیچ راهی برای آزمایش نظریه های چندجهانی برای ما وجود ندارد. ما هرگز فراتر از جهان قابل مشاهده را نخواهیم دید، بنابراین اگر راهی برای رد این نظریه ها وجود نداشته باشد، نمی توان به طور قطع از آنها مطمئن بود.
- تیغ اوکام: گاهی اوقات، ساده ترین ایده ها بهترین هستند. برخی از فیزیکدانان استدلال می کنند که ما اصلاً به نظریه چندجهانی نیاز نداریم. این نظریه، هیچ پارادوکسی را حل نمی کند و فقط عوارض منفی با خود به همراه می آورد.
- بدون مدرک: ما نه تنها نمی توانیم هیچ نظریه چندجهانی را رد کنیم، بلکه نمی توانیم هیچ کدام از آنها را اثبات کنیم. ما در حال حاضر هیچ مدرکی مبنی بر وجود جهان های موازی نداریم و هر چیزی که می‌توانیم ببینیم نشان می‌دهد که فقط یک جهان وجود دارد و آن هم جهان ماست.
آثار بی‌شمار اسطوره‌ای و داستانی از ایده‌های جهان‌های موازی و چندجهانی نشأت می‌گیرند. جهان‌های همپوشانی در اساطیر نورس و همچنین کیهان‌شناسی بودایی و هندو ظاهر می‌شوند. ایده ارتباط جهان‌های متعدد در کتابخانه عمومی نیویورک نیز، به وفور توصیف شده است.
ترجمه و تالیف: حدیثه سقاتپه
References:
https://www.space.com
https://www.dummies.com