چهارشنبه 4 بهمن 1396 | به روز شده: 56 دقیقه قبل

HAMSHAHRIONLINE

The online version of the Iranian daily Hamshahri
ISSN 1735-6393
یکشنبه 17 دی 1396 - 21:19:20 | کد مطلب: 394680 چاپ

جهان‌های مرموز

دانش > دانش - همشهری آنلاین:
اِلِون شخصیت اصلی سریال چیزهای غریب با استفاده از قدرت ذهن و تکنولوژی توانست دروازه‌ای بین دنیایی موازی و دنیای ما ایجاد کند

هیچ وقت از خودتان پرسیده‌اید اگر به جای تصمیم‌هایی که گرفته‌اید چیزهای دیگری را انتخاب می‌کردید، زندگیتان چقدر متفاوت می‌شد؟ برای نمونه اگر به جای راست، به چپ می‌پیچیدید؟ شاید هرگز پاسخ این پرسش را نفهمید، اما ممکن است تمام آن «چه می‌شد اگر ...»ها

در جایی دیگر پاسخ داده شده باشد و تمام این اما و اگرها جایی اتفاق افتاده باشند. شوخی نمی‌کنیم، دیوانه هم نشده‌ایم. طی چند سال گذشته شواهد پشتیبان نظریه‌ی «چندجهانی» (Multiverse) تقویت شده است

نظریه‌ای که دنیای ما را تنها حباب کوچکی در میان بی‌نهایت حباب دیگر می‌داند، اما چندجهانی چطور ممکن است و میزان شباهت یا تفاوت این بی‌نهایت دنیا با هم تا چه اندازه است؟

برای بسیاری از مردم، اصطلاح «چندجهانی» مترادف با تصویر واقعیت‌های موازی است که بعضی از آن‌ها تنها اندکی با جهان ما تفاوت دارند.

در حقیقت، این نوع چندجهانی با تفسیر «دنیاهای متعدد» در نظریه‌ی کوانتومی پیش‌بینی می‌شود. مکانیک کوانتومی نظریه‌ی عجیب ولی بسیار موفقی است که رفتار و عملکرد جهان را در مقیاس‌های بسیار کوچک توصیف می‌کند.

براساس این تفسیر خاص از نظریه‌ی کوانتومی، هر حالت کوانتومی محتمل باعث ایجاد شاخه‌ای تازه برای یک جهان متفاوت می‌شود؛ به عبارت دیگر، هر عملی که از نظر فیزیکی امکان‌پذیر باشد -هر انتخابی که بتوان انجام داد- می‌تواند رخ دهد و حتما هم «جایی» رخ خواهد داد.

شاید این دنیاهای موازی وجود داشته باشند و ایده‌ی «دنیاهای متعدد» در مکانیک کوانتومی به شکل تلویحی می‌گوید شاید روزی آن‌ها را پیدا کنیم، اما آن‌ها تا ابد و برای همیشه رؤیت‌ناپذیر باقی خواهد ماند و به شکلی که درک آن آسان نیست، همواره از جهان ما جدا خواهند بود.

در عوض، کیهان‌شناسانی مانند «متیو کلبان» (Matthew Kleban) به مدل باورپذیرتری از چندجهانی علاقه‌مندند: چیزی که فراتر از قلمروی دنیای فعلی ماست، اما شاید بتوانیم راجع به آن اطلاعات کسب کنیم.

کلبان که دانشیار فیزیک «دانشگاه نیویورک» (NYU) و از نظریه‌پردازان پیشرو حوزه‌ی چندجهانی است، توضیح می‌دهد: «در کیهان‌شناسی، افقی وجود دارد که خیلی شبیه افق روی زمین است.

اگر روی جزیره‌ای وسط اقیانوس باشید و به بالاترین نقطه‌ی جزیره بروید، تنها تا فاصله‌ی محدودی را می‌توانید ببینید و هرگز با مشاهده‌ی مستقیم نمی‌فهمید چه چیزی زیر افق قرار دارد، اما ممکن است هنوز بتوانید اطلاعاتی را درباره‌ی آن کسب کنید

برای نمونه امواج دریا کنده‌ی چوبی را به جزیره‌ی شما بیاورد که گیاهانی روی آن روییده باشد. شما می‌توانید چیزهایی را درباره‌ی آن سوی افق بیاموزید، زیرا نشانه‌هایی از انواع مختلف می‌توانند از ورای آن به سمت شما بیایند.»

  • عالم مشاهده‌پذیر

در خصوص دنیای ما، این افق بسیار فراتر از افق روی زمین است؛ در حقیقت افق جایی در فاصله‌ی 5/46 میلیارد سال‌نوری از ما و در تمام جهات ممکن قرار دارد.

این «لبه‌ی» ظاهری جهان از یک‌سو ناشی از محدودیت سرعت نور است و از سوی دیگر، به دلیل این واقعیت است که جهان پس از مهبانگ (انفجار بزرگ، وضعیت داغ و فوق‌چگالی که منشأ دنیای ماست) به‌سرعت در حال گسترش بوده است.

براساس بهترین اندازه‌گیری‌های فعلی، مهبانگ 8/13 میلیارد سال پیش رخ داد و ما تنها چیزهایی را می‌توانیم ببینیم که نور آن‌ها -با سرعت 299هزار و 792 کیلومتر بر ثانیه در خلأ- طی این مدت فرصت کرده است تا به ما برسد.

در حقیقت، چون جهان اولیه بسیار چگال بود، گوی آتشین کدر و درخشانی را تشکیل داد که تنها بعد از حدود 400هزار سال شفاف شد.

نور این گوی آتشین -که در سفر طولانی خود در جهان رو به گسترش به امواج نادیدنی ریزموج تبدیل می‌شد- دورترین چیزی است که مستقیما قادر به دیدن آن هستیم.

این «تابش ریزموج پس‌زمینه‌ی کیهانی» (CMBR) نقشی کلیدی در جست‌وجوی ما به دنبال شواهد وجود چندجهانی بازی می‌کند. فاصله‌ی امروزی آن حدود 5/46 میلیارد سال‌نوری تخمین زده می‌شود، زیرا با وجود آن‌که دورترین نورها به مدت 8/13 میلیارد سال در سفر بوده‌اند، خود فضا هم در این مدت در حال گسترش (انبساط) بوده است.

کلبان می‌گوید: «ما نمی‌دانیم چه چیزی پشت افق قرار دارد، اما کاری که از دستمان ساخته است، حدس زدن براساس چیزهایی است که می‌بینیم.

در ابعاد بزرگ‌تر، جهان نسبتا همگن و متقارن است؛ یعنی در هر جهت که برویم، همه‌جا یک شکل است.

پس حتما جهان گسترده‌تری وجود دارد که از حد دید ما فراتر است، اما شاید همه جای آن جذاب نباشد. این یکی از فرضیات اصلی در کیهان‌شناسی مدرن است که به آن اصل کیهان‌شناختی می‌گوییم.»

  • چند محاسبه‌ی ساده

این‌که این گستره‌ی فضازمان تا کجا ادامه دارد، پرسش جذابی است، پرسشی که پاسخ آن به شکل خود فضا بستگی دارد.

تخمین ما از حدود 250 برابر جهان مشاهده‌پذیر (برای جهان بسته و نهایت‌پذیری که در آن فضا همانند کره به سمت درون انحنا دارد) تا ابعاد بی‌نهایت را (برای جهان تخت یا جهانی باز که فضا مانند زین، انحنای منفی داشته باشد) در بر می‌گیرد.

اما فضا تا هر کجا هم که ادامه داشته باشد، انتظار داریم قسمت‌هایی از این جهان گسترده اساسا مشابه جهان خودمان باشد.

در حقیقت، اگر جهان واقعا بی‌نهایت یا چیزی نزدیک به آن باشد، انتظار داریم بخش‌هایی از آن، در فواصل خیلی خیلی دورتر، دقیقا مشابه جهان قابل مشاهده‌ی خودمان باشد.

این جهان‌های المثنی -و نسخه‌های المثنی ما که در آن‌ها زندگی می‌کنند- چقدر دور هستند؟ جهان مشاهده‌پذیر با شعاع 5/46 میلیارد سال‌نوری فضای کافی برای 10118 ذره دارد.

تنها فکر کنید این ذرات به چه شکل‌های متفاوتی می‌توانند کنار هم قرار بگیرند.

محاسبات ریاضی به ما می‌گوید 2 به توان 10118 ترکیب مختلف از این ذرات وجود خواهد داشت و باید به‌طور متوسط 10 به توان 10118 متر پیش برویم تا جهانی مشابه با نسخه‌های المثنی خودمان، خانواده و دوستانمان را در واقعیت‌های موازی پیدا کنیم.

این مسافت خیلی خیلی زیاد است، چون جهان مشاهده‌پذیر فقط 1026× 8/8 متر پهنا دارد، اما اگر جهان بی‌نهایت باشد، آن‌قدر فضا وجود دارد که ترکیب ذرات تشکیل‌دهنده‌ی آن دوباره و دوباره تکرار شود.

  • جهان‌های متفاوت

اما چه اتفاقی می‌افتد اگر نوع دیگری از چندجهانی وجود داشته باشد؛ جهانی که دنیاها مثل حباب در آن ظاهر می‌شوند و این پتانسیل را دارند که کاملا با جهان ما متفاوت باشند؟ همین احتمال خارق‌العاده است که کلبان و بسیاری از همکاران او را مجذوب خود کرده و در قلب آن، ایده‌ی «تورم ابدی» قرار گرفته است.

کلبان می‌گوید: «در زندگی روزمره، ما با حالت‌های (فاز) ماده آشنایی داریم؛ برای نمونه اگر مولکول آب را در نظر بگیریم

این مولکول می‌تواند آب مایع، جامد یا گاز را تشکیل دهد. اما در فیزیک بنیادین، تنها مواد حالت‌های مختلف ندارند، بلکه هر چیزی در اطراف ما هم حالت‌های مختلفی دارند؛ حتی خود فضا و زمان.»

نظریاتی مانند نظریه‌ی ریسمان وجود حالت‌های زیادی را پیش‌بینی می‌کنند که تفاوت آن‌ها بسیار بیشتر از تفاوت آب و یخ است.

قوانین فیزیکی مختلفی بر آن‌ها حاکم است: برای مثال، ذرات بنیادین کیهان مانند الکترون‌ها ممکن است در برخی از این حالت‌ها وجود نداشته باشند یا ممکن است شکل متفاوتی داشته باشند یا ویژگی‌های متفاوتی از قبیل جرم و بار الکتریکی داشته باشند.

این حالت‌ها به نوعی مشخصه‌ی عمومی بیشتر نظریات کیهان‌شناسی مدرن هستند

منبع: همشهري دانستنيها