چندجهانی چیست و آیا واقعا وجود دارد؟ - وبلاگ لاوان

به گزارش وبلاگ لاوان، دانشمندان حتی نمی توانند نزدیکی لبه کیهان را ببینند. آیا هیچ گاه خواهیم دانست چه چیزی فراتر از آن است؟

چه چیزی فراتر از لبه کیهان قابل مشاهده است؟ آیا ممکن است کیهان ما تنها یکی از بی شمار کیهان موجود در یک دنیای چنددنیای بزرگ تر باشد؟

فیلم ها از کاوش در این پرسش ها سیر نمی شوند؛ از برندگان اسکار مانند Everything Everywhere All at Once گرفته تا ابرقهرمانی های بلاک باستر مانند Dr. Strange in the Multiverse of Madness. داستان های علمی-تخیلی پر از تعاملات خلاقانه میان واقعیات متفاوت هستند و بسته به این که از کدام کیهان شناس بپرسید، مفهوم چنددنیای بیش از یک فانتزی خالص یا ابزار داستان گویی کارآمد است.

ایده های انسان درباره واقعایت موازی قدمتی طولانی دارند و گوناگون هستند (حتی در 1848 ادگار آلن پو شعری منثور نوشت و در آن درباره وجود یک توالی نامحدود کیهان ها خیال پردازی کرد). اما مفهوم چنددنیای واقعاً زمانی شروع شد که نظریه های علمی در کوشش برای شرح خصوصیات کیهان، وجود دنیا هایی دیگر را پیش بینی کردند که در آن ها وقایع خارج از واقعیت ما رخ می دهند.

آندری لیند (Andrei Linde)، فیزیک دان دانشگاه استنفورد می گوید: فهم ما از واقعیت به هیچ وجه کامل نیست. واقعیت مستقل از ما وجود دارد. اگر این دنیا ها وجود داشته باشند، از ما جدا، غیرقابل دسترس و غیرقابل شناسایی با هر ابزار مستقیمی هستند (حداقل تا به الان). این باعث می گردد بعضی متخصصان بپرسند که آیا جستجوی چنددنیای هیچ گاه می تواند واقعاً علمی باشد یا خیر.

امواج پس زمینه کیهانی در لبه دنیا

این تصویر امواج ماکرو پس زمینه کیهان را نشان می دهد؛ قدیمی ترین نور کیهان که اندکی پس از بیگ بنگ آزاد شد. اینجا لبه کیهان قابل مشاهده است؛ اگرچه دانشمندان تعدادی نظریه دارند که می گویند فراتر از آن چه چیزی می تواند باشد.

آیا دانشمندان هیچ گاه خواهند دانست دنیا ما تنها است یا دنیا های دیگر وجود دارند؟

ما به آنالیز نظریه های مختلف درباره چنددنیای های ممکن می پردازیم؛ ازجمله دنیا هایی با قوانین فیزیک خودشان و اینکه آیا نسخه های دیگری از شما وجود دارند یا خیر.

چنددنیای چیست؟

چنددنیای اصطلاحی است که دانشمندان برای توصیف این ایده به کار می برند که ورای دنیا قابل مشاهده، دنیا هایی دیگر نیز می توانند وجود داشته باشند. چنددنیای را چندین نظریه علمی در توصیف سناریو های مختلف پیش بینی می نمایند؛ از نواحی فضا در صفحه های متفاوت با کیهان ما تا دنیا های حبابی جدا که دائماً به وجود می آیند. یک چیز که این نظریه ها باهم به اشتراک دارند، این است که پیشنهاد می دهند فضا و زمانی که می توانیم مشاهده کنیم، تنها واقعیت موجود نیست.

چرا دانشمندان فکر می نمایند امکان دارد بیش از یک دنیا وجود داشته باشد؟

ژورنالیست علم، تام زیگفرید (Tom Siegfried) که در کتابش با عنوان تعداد آسمان ها (The Number of the Heavens) به آنالیز تکامل ایده چنددنیای طی هزاران سال می پردازد، می گوید: ما نمی توانیم تمام خصوصیات دنیا خودمان را شرح دهیم؛ اگر تنها یکی از آن ها وجود داشته باشد.

زیگفرید می پرسد: چرا ثابت های بنیادی طبیعت این مقادیر را دارد؟ چرا در دنیا ما زمان کافی برای ساختن ستاره ها و سیاره ها وجود دارد؟ چرا ستاره ها این گونه و با میزان دقیقاً درست انرژی می درخشند؟ تمام این ها سؤالاتی هستند که در نظریه های فیزیکی خود پاسخی برای آن ها نداریم.

زیگفرید می گوید دو شرح ممکن است: اول اینکه ما احتیاج به نظریه هایی بهتر برای شرح خصوصیات دنیا خود داریم یا این امکان وجود دارد که ما تنها یکی از دنیا های بسیاری هستیم که با هم متفاوتند و ما در یکی از آن ها که خوب و راحت است، زندگی می کنیم.

ثابت های بنیادی دنیا ها

شاید دنیا ما تنها یکی از بی شمار دنیا موجود باشد که خصوصیات و ثابت های آن برای بقای حیات ما مناسب است.

کدام نظریه های چنددنیای محبوب تر هستند؟

شاید قابل قبول ترین ایده علمی از کیهان شناسی تورمی بیاید که می گوید در لحظاتی بسیار کوتاه پس از بیگ بنگ، دنیا به سرعت و به طور نمایی گسترده شد. تورم کیهانی بسیاری از خصوصیات مشاهده شده دنیا را شرح می دهد؛ مانند ساختار و توزیع کهکشان های آن.

لیند، یکی از معماران نظریه تورم کیهانی، می گوید: این نظریه ابتدا مانند ایده ای علمی-تخیلی بود؛ البته ایده ای بسیار دور از فکر. اما چنان از پس شرح بسیاری از خصوصیات جالب دنیا ما بر آمد که مردم کم کم آن را جدی گرفتند.

یکی از پیش بینی های نظریه این است که تورم می تواند بار ها و بار ها (شاید دائماً) رخ دهد و منظومه ای از دنیا های حبابی بسازد. همه این حباب ها خصوصیات حباب ما را نخواهند داشت؛ آن ها شاید فضا هایی باشند که رفتار فیزیک در آن ها فرق دارد. بعضی از آن ها می توانند شبیه به دنیا ما باشند، اما همه آن ها ورای قلمرویی هستند که می توانیم مستقیماً مشاهده اش کنیم.

ایده های دیگر چه؟

یک نوع چنددنیای قانع نماینده دیگر تفسیر چنددنیای مکانیک کوانتومی نامیده می گردد؛ نظریه ای که به طور ریاضی رفتار مواد را توصیف می نماید. تفسیر چنددنیای که اولین بار هیو اورت (Hugh Everett) آن را در 1957 ارائه داد، حضور خطوط زمان شاخه ای یا واقعیت های متفاوتی را که تصمیمات ما و خروجی هایشان در آن ها گاهی بسیار متفاوت هستند، پیش بینی می نماید.

جیمز کاکالیوس (James Kakalios)، فیزیک دان دانشگاه مینه سوتا که درباره فیزیک ابرقهرمان ها (یا رد فیزیک آن ها) نوشته است، می گوید: هیو اورت می گوید درواقع بی نهایت زمین موازی وجود دارد و وقتی شما آزمایشی انجام می دهید و احتمالی به دست می آورید، اساساً تنها چیزی که اثبات می گردد، این است که شما روی زمینی زندگی می کنید که این خروجی آن آزمایش بوده است. اما روی زمین های دیگر خروجی های دیگری ایجاد شده اند.

طبق این تفسیر، نسخه های شما می توانند زندگی های متفاوتی را داشته باشند که شما اگر تصمیم هایی متفاوت می گرفتید می داشتید؛ هرچند تنها واقعیتی که شما می توانید درک کنید، همانی است که زندگی اش می کنید.

دنیا های موازی

یکی از نسخه های نظریه چنددنیای می گوید دنیا هایی دیگر وجود دارند که در آن ها تصمیمات و احتمالات متفاوت، خروجی هایی متفاوت دارند.

اما زمین های دیگر کجا هستند؟

آن ها در ابعادی هم پوشانی دارند که به آن ها دسترسی نداریم. مکس تگمارک از دانشگاه MIT به این نوع چنددنیای، چنددنیای سطح سه می گوید؛ جایی که سناریو های چندگانه در شاخه های دیگر واقعیت تحقق پیدا می نمایند. لیند می گوید: در تفسیر چنددنیای شما هنوز یک بمب اتمی دارید، اما نمی دانید دقیقاً چه زمانی منفجر می گردد و شاید در تعدادی از آن واقعیت ها منفجر نگردد.

از طرف دیگر، دنیا های چندگانه ای که بعضی از نظریه های تورم کیهانی پیش بینی می نمایند، چیز هایی هستند که تگمارک آن ها را چنددنیای سطح دو می نامد؛ جایی که فیزیک بنیادی می تواند در دنیا های متفاوت، متفاوت باشد. لیند می گوید در یک چنددنیای تورمی شما حتی نمی دانید در بعضی جا های کیهان بمب های اتمی اصولاً امکان پذیر هستند یا خیر.

آیا می توانیم بین دنیا های چندگانه سفر کنیم؟

متأسفانه خیر، دانشمندان فکر نمی نمایند که سفر بین دنیا ها ممکن باشد؛ حداقل الان. زیگفرید می گوید: درصورتی که بسیاری از فیزیکی که می دانیم و کاملاً تثبیت شده است، اشتباه نباشد، نمی توانید بین دنیا ها سفر کنید. اما کسی چه می داند؟ نمی گویم که هزار سال بعد کسی نمی تواند چیزی را کشف کند که شما هیچ گاه نمی توانید تصور کنید.

آیا هیچ مدرک مستقیمی نشان می دهد که چنددنیای وجود دارد؟

با اینکه به نظر می رسد بعضی ویژگی های دنیا وجود چنددنیای را واجب می سازند، هیچ چیزی مستقیماً مشاهده نشده است که پیشنهاد دهد واقعاً چنین چیزی وجود دارد. تا به حال شواهد پشتیبان ایده چنددنیای تماماً نظری و در حتی بعضی موارد، فلسفی بوده اند. بعضی از متخصصان استدلال می نمایند که شاید این یک تصادف کیهانی بزرگ بود که بیگ بنگ یک دنیا کاملاً بی نقص را به وجود آورد که مناسب وجود ما است. دانشمندان دیگر فکر می نمایند که به احتمال بیشتر تعداد بی شماری دنیا فیزیکی وجود دارند و ما تنها در آن دنیای زندگی می کنیم که خصوصیات مناسب برای بقای ما را دارد.

نظریه های چنددنیای

ایده چنددنیای فیزیک مدرن برای خلاق ترین نویسندگان علمی-تخیلی نیز قابل تصور نبود، اما نظریه هایی که آن ها را پیش بینی می نمایند، می توانند پرسش هایی بنیادی را درباره خصوصیات دنیا ما پاسخ دهند و به همین علت دانشمندان زیادی جذب آن شده اند. کاکالیوس می گوید وجود تعداد بی نهایت دنیا های کیسه ای یا حبابی که بعضی از آن ها فیزیک یا ثابت های بنیادی متفاوتی دارند، ایده ای مجذوب کننده است. او می گوید: به همین علت است که بعضی مردم این ایده ها را به نوعی جدی می گیرند؛ زیرا به شرح بعضی از مسائل جدی فلسفی یاری می نمایند.

دانشمندان استدلال می نمایند که آیا چنددنیای نظریه ای است که بتوان آن را به طور تجربی آزمایش کرد یا خیر. بعضی خواهند گفت نه؛ زیرا طبق تعریف، یک دنیا دیگر از دنیا ما مستقل و دسترسی به آن غیرممکن است. اما شاید ما هنوز آزمایش درست را پیدا نکرده ایم.

آیا هیچ گاه خواهیم دانست که دنیا ما یکی از دنیا های دیگر است؟

شاید نه؛ چنددنیای از پیش بینی های نظریه هایی مختلف است که می توانیم آن ها را به روش های دیگر آزمایش کنیم و اگر این نظریه ها از تمام آزمایش ها سربلند بیرون بیایند، شاید چنددنیای نیز صادق باشد. یا شاید یک کشفی نو بتواند به دانشمندان یاری کند تا بفهمند آیا واقعاً چیزی فراتر از دنیا قابل مشاهده ما وجود دارد یا خیر.

زیگفرید می گوید: دنیا با چیزی که چند توده سلولی روی یک سیاره کوچک بتوانند بفهمند یا آزمایش نمایند، محدود نمی گردد. ما می توانیم بگوییم این قابل آزمایش نیست، پس نمی تواند واقعی باشد؛ اما این فقط به این معنی است که ما نمی دانیم چطور آن را آزمایش کنیم. شاید روزی بفهمیم چطور آن را آزمایش کنیم و شاید هیچ گاه نفهمیم، اما دنیا می تواند هر کار که می خواهد انجام دهد.

منبع: دیجیاتو