جهان های موازی ( نظریه چند جهانی )

بنا به درخواست عده ای از دوستان درباره نظریه «جهان های موازی» از یکی از سایتهای معتبر مقاله زیر را استخراج نموده و تقدیم می نمایم. 

نظریه چند جهانی((Multiverse ))یکی از عجیبترین و دور از ذهن ترین نتایج نسبیت و نظریه ریسمانهاست. در دنباله آزمایشی موسوم به آزمایش یانگ را در رابطه به جهان های موازی بررسی میکنیم. ماجرا از اینجا آغاز شد که  ریچارد فاینمن در آزمایشهای دو شکاف خود در زمینه پراش نور به حقیقت عجیبی دست پیدا کرد. همینطور که میدانیم در پدیده پراش وقتی چند فوتون از روزنه ای عبور میکنند به علت خاصیت موجی میتوانند با هم تداخل کنند و اثر یکدیگر را خنثی و یا تقویت کنند و به همین دلیل ما در پرده جلوی روزنه به جای یک دایره روشن دوایر روشن و تاریک را بطور متوالی می بینیم دوایر تاریک جائی هستند که فوتونها به آنجا نمیرسند چون تحت تاثیرتداخل با یک فوتون دیگر قرار گرفته اند.

این امکان تنها در ابعاد کوانتومی و بخصوص کوانتومی نسبیتی مطرح میشود منظور از کوانتومی نسبیتی ابعاد فوق العاده کوچک و سرعتهای بینهایت بزرگ است. به عنوان مثال همان آزمایش فاینمن میتواند به وسیله این نظریه توجیه شود فوتونها که با بیشترین سرعت حرکت میکنند براساس شرایط خاصی که ما نمیدانیم و نمیتوانیم حدس بزنیم میتوانند اثری بر دنیای مجاور خود داشته باشند یعنی عامل منحرف شدن تک فوتونهای فاینمن همان فوتونهایی هستند که در جهان مجاور وجود دارند و بنا به دلایلی می توانند اثر مختصری بر این جهان بگذارند. به این ترتیب ماهیت بعضی از آزمایشهای ما مانند جابجائی کوانتومی زیر سوال میرود آیا آن فوتونی که ناپدید شد و لحظه ای بعد چند متر جلوتر ظاهر شد همان فوتون اولیه است یا با وارد شدن فوتون اول به یک جهان دیگر از آن جهان به این جهان رانده شده ؟ یکی دیگر از نتایج این نظریه از احتمال برخورد دو جهان بدست می آید اگر شرایطی پیش بیاید که دو جهان با یکدیگر برخورد کنند چه اتفاقی می افتد ؟ بهترین پاسخی که به این پرسش داده شده این است که نتیجه آن یک بیگ بنگ جدید است یعنی پیش از بیگ بنگی که ما آنرا میشناسیم احتمال وجود فضا و زمان هست و ممکن است جهان کنونی ما از بر خورد دو جهان دیگر شکل گرفته باشد. این نظریه آنقدر عجیب و دور از ذهن است که ممکن است شما را یاد داستانهای علمی وتخیلی بیندازد؛ ولی مطمئن باشید برای تک تک این نتایج سرنخها و توجیهاتی وجود دارد که دانشمندان به کمک نظریه ریسمان به آن رسیده اند.

این نقشه نشان‌دهنده تابش‌های بیگ بنگ در ۱۳٫۸ میلیارد سال پیش موسوم به تابش زمینه کیهانی است که هنوز در جهان قابل مشاهده است. دانشمندان پیش‌بینی کرده بودند که این تابش باید بطور مساوی توزیع شده باشد؛ اما این نقشه تمرکز بیشتری از آن را در نیمه جنوبی آسمان و یک نقطه سرد را نشان داد که با درک کنونی از فیزیک قابل توضیح نیست.

یافته‌های دانشمندان نشان می‌دهد که تعداد نامحدودی از جهانهای دیگر در خارج از جهان ما وجود دارد. اگرچه برخی دانشمندان در مورد نظریه جهانهای دیگر تردید دارند، این یافته‌ها می‌تواند گامی رو به جلو در جهت تغییر دیدگاه فیزیک باشد.

جهانهای موازی کوانتومی

آیا جهانهای موازی واقعا وجود دارند؟
 نوعی از جهانهای موازی می تواند وجود داشته باشد که باعث سر درگمی اینشتین شده بود و هنوز هم برای فیزیکدانان دردسرساز است. این جهان موازی کوانتومی است که با مکانیک کوانتومی عادی پیش بینی می شود. پارادوکس های فیزیک کوانتومی گویی آنقدر حل ناشدنی اند که برنده ی نوبل ریچارد فاینمن دوست داشت بگوید که هیچکس واقعا از نظریه کوانتوم سر در نمی آورد. گزنده ترین مثال این معما عبارت است از مسئله مشهور « گربه شرودینگر ». شرودینگر با گفتن اینکه « اگر کسی مجبور شود که سراغ این پرسش کوانتومی لعنتی برود، آنگاه تاسف می خورم که چرا در این کار دست داشته ام » پاردوکس گربه شرودینگر به این قرار است: گربه ای در جعبه ای سر بسته گذاشته می شود. درون جعبه تفنگی به سمت گربه نشانه روی شده ( و ماشه ی آن به شمارنده ی گایگری در کنار تکه ای اورانیوم متصل است. ) بطور عادی زمانی که اتم اورانیوم واپاشی کند، شمارنده ی گایگر و سپس ماشه ی تفنگ را بکار می اندازد و گربه کشته می شود. اتم اورانیوم می تواند واپاشی کند یا نکند. گریه یا زنده است یا مرده. عقل سلیم چنین می گوید.اما در نظریه کوانتوم، با اطمینان نمی دانیم که اورانیوم واپاشی کرده باشد. پس مجبوریم دو احتمال را جمع بزنیم، تابع موج اتم واپاشی کرده به اضافه ی تابع اتم دست نخورده. اما این بدین معناست که، برای توصیف گربه، مجبوریم دو حالت گربه را جمع بزنیم. پس گربه نه زنده است نه مرده. جانور، بصورت مجموع گربه ی زنده و مرده ارائه می شود!

همانطور که فاینمن زمانی نوشت: مکانیک کوانتومی ، از دیدگاه عقل سلیم، طبیعت را بی معنی توصیف می کند و این کاملا با آزمایش همخوانی دارد. پس امیدوارم که شما طبیعت را به همین صورت بی معنی بپذیرید. از دیدگاه اینشتین و شرودینگر این چرندی بیش نبود.

در نگاه نخست مفهوم کیهانشناسی کوانتومی گویی عبارتی متناقض است: نظریه ی کوانتومی به جهان بی نهایت ریز اتم اشاره دارد، حال آنکه کیهان شناسی به کل جهان باز می گردد. ولی به این توجه کنید: در لحظه ی بیگ بنگ، جهان بسیار کوچک تر از الکترون بود. هر فیزیکدانی با این موافق است که الکترونها باید کوانتیده باشند، یعنی آنها با یک معادله ی موج احتمالاتی ( معادله دیراک ) توصیف می شوند و می توانند در حالت هایی موازی وجود داشته باشند. بنابراین اگر الکترون ها باید کوانتیده باشند، و اگر جهان زمانی کوچکتر از الکترون بوده است، آنگاه جهان نیز باید در حالت های موازی وجود داشته باشد، نظریه ای که بطور طبیعی با رهیافت « چند جهانی »  ختم می شود. جهان به سادگی در حالت های موازی وجود دارد که همگی یک تابع موج اصلی موسوم به « تابع موج جهان » تعریف می شوند. در کیهان شناسی کوانتومی جهان از افت و خیز کوانتومی خلاء سر بر آورده است، یعنی بصورت حبابی کوچک در کف فضا- زمان. بیشتر بچه جهانها در کف فضا- زمان دارای بیگ بنگ هستند و پس از آن فورا داری بیگ کرانچ می شوند. به همین دلیل است که ما هرگز آنها را نمی بینیم، زیرا آنها بسیار کوچک هستند و عمر کوتاهی دارند. یعنی « هیچ چیز » جوشان از بچه جهانهایی است که به وجود می آیند و از بین می روند، ولی در مقیاسی آنچنان کوچک که با دستگاههای ما آشکارسازی نمی شوند. استیون هاوکینگ ادعا می کند که جهان ما، جهان ویژه ای است. زیرا تابع موج جهان برای جهان ما بزرک است و تقریبا برای بیشتر دیگر جهانها برابر صفر است. این نظریه که جهان ما از « هیچ چیز » کف فضا-زمان به وجود آمده، شاید آزمون ناپذیر باشد ولی با چندین مشاهده ی ساده سازگار است.

نخست: بسیاری از فیزیکدانان خاطر نشان که بسیار شگفت آور است که مقدار کل بارهای مثبت و منفی در جهان ما دست کم با صحت آزمایشی دقیقا صفر می شود. این امر را که گرانش در فضای بیرونی نیروی غالب است بدیهی می دانیم، ولی دلیل آن تنها این است که بارهای مثبت و منفی دقیقا همدیگر را خنثی می کنند. یک راه ساده برای توضیح این پرسش وجود دارد و که فرض کنیم جهان ما از هیچ چیز به وجود آمده و هیچ چیز دارای بار صفر است.

دوم، جهان ما اسپین صفر دارد. اگر چه کورت گودل سال ها کوشید نشان دهد که جهان، با جمع زدن اسپین کهکشانهای مختلف دارای اسپین است، امروزه اخترشناسان عقیده دارند که اسپین کل جهان صفر است. اگر گیتی از هیچ چیز آمده باشد، توضیح این پدیده آسان می شود چون هیچ چیز اسپین ندارد.

سوم، آمدن جهان ما از هیچ چیز به تشریح این نکته کمک می کند که چرا مقدار کل ماده – انرژی جهان چنین اندک یا حتی صفر است. هنگامی که ما انرژی مثبت ماده و انرژی منفی همراه گرانش را جمع بزنیم، گویی آنها همدیگر را خنثی می کنند.

ورود به جهان های موازی؟

آیا می توان به جهان های موازی راه پیدا کرد و یا با آنها ارتباط بر قرار کرد؟

این پرسش وسوسه انگیزی است که در مورد جهان های موازی پیش می آید. اگر فیزیکدان ها نمی توانند امکان پذیری چند نوع جهان موازی را منتفی بدانند، آیا می شود با آنها تماس برقرار کرد؟ به آنها سر زد؟ آیا ممکن است که شاید موجوداتی از دیگر جهان های موازی به ما سر زده باشند؟

تماس با دیگر جهان های موازی کوانتومی که دارای فازی مخالف با فاز جهان ما(واهمدوسیده ) هستند بسیار نامحتمل به نظر می رسد. دلیل فاز مخالف ما از این جهان های دیگر این است که اتم های ما با سایر اتم ها در محیط پیرامونی برخورد کرده اند. در هر برخورد تابع موج آن اتم انگار اندکی « می رمبد » . یعنی تعداد جهان های موازی کاهش می یابد. هر برخورد از تعداد امکان پذیری ها کم می کند. جمع کل تمام این تریلیون ها ریز رمبش های اتمی به این توهم می انجامد که اتم های بدن ما کلا به حالت قطعی رمبیده اند. « واقعیت عینی » اینشتین توهمی است حاصل از این امر که ما تعداد بسیار زیادی اتم در بدنمان داریم که هر یک به بقیه برخورد می کنند و هر بار تعداد جهان های موازی ممکن را کاهش می دهد.

این مانند دیدن تصویری تار در دوربین است. این متناظر است با جهان خرد که در آن هر چیزی گویی مبهم است. ولی هر بار که شما دوربین را میزان کنید تصویر شفاف و شفاف تر می شود. این متناظر است با تریلیون ها برخورد ریز با اتم های همسایه که هر برخورد از تعداد جهان های ممکن را کاهش می دهد. به این شیوه ما به آرامی گذر از جهان خرد مبهم را به جهان کلان انجام می دهیم . پس احتمال برهم کنش با یک جهان کوانتومی دیگر شبیه به جهان ما صفر نیست بلکه بر حسب تعداد اتم های بدن ما به سرعت کاهش میابد. چون در بدن ما تریلیون ها تریلیون اتم هست شانس برهم کنش ما با جهان دیگری پراز دایناسورها و فضاییان بینهایت اندک است اما خوب خوشبختانه صفر نیست. می توانید محاسبه کنید برای وقوع چنین رویدادی باید خیلی بیشتر از طول عمر جهان صبر کنید.

پس نمی توان برقراری تماس با یک جهان موازی کوانتومی را منتفی دانست. ولی این رویداد فوق العاده نادر خواهد بود. زیرا جهان ما با آن جهان دارای فازی مخالف میباشد. ولی در کیهان شناسی ما با نوع دیگری از جهان های موازی مواجه می شویم: یک چند جهانی از جهان هایی که با هم همزیستی دارند مانند حباب های صابون شناور در وان حمامی کف آلود. تماس با جهانی دیگر در یک چند جهانی پرسشی است متفاوت. انرژی لازم برای گشودن سوراخی در فضا یا بزرگ کردن کف فضا-زمان از مرتبه ی انرژی پلانک است.جایی که تمام فیزیک شناخته شده از پا می افتد.فضا و زمان در آن انرژی پایدار نیستند و این امکان رفتن از جهان ما را زنده نگه می دارد(با فرض اینکه دیگر جهان هایی وجود داشته باشند و ما در طول فرایند از بین نرویم)

این یک پرسش آکادمیک محض نیست زیرا تمام حیات هوشمند در جهان روزی مجبور به رویارویی با پایان جهان خواهد بود. دست آخر چه بسا برای فرار از این مهلکه روزی حیات هوشمند مجبور شود به جهان موازی دیگری نقل مکان کند. داده های پیشین ماهواره ی WMAP و جدید ماهواره پلانک تایید میکند که جهان با آهنگی شتابان در حال انبساط است.چه بسا روزی تمام ما در آنچه که فیزیک دان ها بیگ فریز می نامند از بین برویم.سر انجام تمام جهان تاریک خواهد شد. تمام ستارگان در آسمان خاموش خواهند شد و جهان از ستارگان مرده، ستاره های نوترونی و سیاهچاله ها تشکیل خواهد شد. چه بسا حتی خود اتم های اجسام نیز شروع به واپاشی کنند،شاید دما به نزدیک صفر مطلق فرو افتد که حیات را ناممکن سازد.

با نزدیک شدن جهان ما با آن هنگام،تمدنی پیشرفته که با مرگ جهان خود دست به گریبان است می تواند به فکر بستن بار سفر نهایی یه یک جهان دیگر بیفتد. برای این تمدن پیشرفته گزینه های پیش رو یا یخ زدن و مرگ خواهد بود یا کوچ کردن به جهان موازی دیگر. قوانین فیزیک هشدار مرگی برای تمام حیات هوشمند است،ولی در این قوانین یک بند گریز هم وجود دارد. چنین تمدنی مجبور است برای متمرکز کردن توانی عظیم در یک نقطه به منظور دستیابی به انرژی افسانه ای پلانک، از نیروی اتم شکن ها و باریکه های لیزر غول آسا به بزرگی منظومه شمسی یا خوشه ای ستاره ای بهره بگیرد. این امکان وجود دارد که این کار برای کشودن کرم چاله یا درگاهی به جهانی دیگر کفایت کند و جهان رو به مرگ را به مقصد جهانی دیگر ترک کند و زندگی را از نو پی بگیرد. احتمال آن هرچند کوچک باشد اما صفر نیست.

کشف اولین شاهد قطعی از وجود جهان های دیگر

دانشمندان دانشگاههای کارولینالی شمالی و کارنگی ملون موفق به شناسایی اولین گواه قطعی از وجود جهانهای دیگر شدند. کیهان‌شناسان با بررسی نقشه‌ای از جهان از داده‌های فضاپیمای پلانک نتیجه گرفته‌اند که این نقشه نشانگر ناهنجاری‌هایی است که تنها می‌توانند توسط کشش گرانشی جهانهای دیگر ایجاد شده باشند.

این نقشه نشان‌دهنده تابش‌های بیگ بنگ در 13.8 میلیارد سال پیش موسوم به تابش زمینه کیهانی است که هنوز در جهان قابل مشاهده است. دانشمندان پیش‌بینی کرده بودند که این تابش باید بطور مساوی توزیع شده باشد؛ اما این نقشه تمرکز بیشتری از آن را در نیمه جنوبی آسمان و یک نقطه سرد را نشان داد که با درک کنونی از فیزیک قابل توضیح نیست.

لائورا مرسینی هیوتون، فیزیکدان نظری دانشگاه کارولینای شمالی و ریچارد هولمان، استاد دانشگاه کارنگی ملون در سال 2005 پیش‌بینی کردند که ناهنجاریها در تابش وجود داشته و در اثر کشش از سوی جهانهای دیگر ایجاد شده‌اند. اکنون که مرسینی هیوتون داده‌های پلانک را برسی کرده، بر این باور است که فرضیه وی درست بوده است.

یافته‌های وی نشان می‌دهد که تعداد نامحدودی از جهانهای دیگر در خارج از جهان ما وجود دارد. اگرچه برخی دانشمندان در مورد نظریه جهانهای دیگر تردید دارند، این یافته‌ها می‌تواند گامی رو به جلو در جهت تغییر دیدگاه فیزیک باشد.
بر اساس محاسبات لائورا مرسینی عالم نمی بایست وجود داشته باشد، بر طبق احتمالات لورا شانس برای شروع کائنات با بیگ بنگ برابر است با یک و 123 صفر در مقابلش بعبارتی تقریبا صفر است. اما “لورا” ایده ای دارد که بیگ بنگ را به عنوان راهی برای یک شرط بندی مطمئن ارائه میکند و آن بر طبق “نظریه ریسمان” است. این دیدگاه وی نشان دهنده این واقعیت است که در کنار سه بُعد رایج فضا ،هفت بُعد پنهان دیگر وجود دارد و بسیار تنگاتنگ در هم تنیده شده اند که نمی توانیم آنها را ببینم. نظریه پردازان ریسمانها با تنها یک جهان سه بعدی کار را تمام نمیکنند بلکه با بسیار بسیار جهان سه بعدی ممکن سر و کار دارند. در واقع ، نظریه پردازان ریسمانها دریافته اند که ده به توان 500 روش ممکن برای چیدمان این ابعاد وجود دارد و آن یک است با 500 صفر در مقابلش رقمی به دفعات بزرگتر نسبت به احتمال بیگ بنگ. و این تنها راهی است که ما میتوانیم در مورد منشاء کائنات بپرسیم ( جهان های موازی) یا “multiverse” است. اگر جهان در این حادثه به وجود آمده باشد باید حاوی بیگ بنگ های بسیار و جهان های بسیاری باشد و محتمل تر است.

در آن جهان مکانی نیست که بتوانبم برویم، چیدمان ابعاد آن هم کاملاً متفاوت از جهان ما خواهد بود، اما یک راه وجود دارد که بتوانیم حضور آن را حس کنیم اگر دو جهان به اندازه کافی به یکدیگر نزدیک شوند جاذبه گرانشی شان هر چیزی را با جرمشان به سمت لبه های مربوطه خود میکشاند و به همین دلیل است که ما نقطه سرد را می بینیم و به همین دلیل است که “انرژی تاریک” کهکشان های را به سمت خود می کشاند و به حرکت در می آورد در واقع این جهانی دیگر است که بر روی جهان ما فشار وارد میکند و به سوی خودش می کشد.