اسرار جهان‌های موازی (قسمت دوم)

پیشگامان نظریه ریسمان تصور می‌کردند ساختار ریاضی این نظریه به زودی می‌تواند پیش‌بینی‌هایی قطعی و آزمون‌پذیری را تولید کند. اما سال‌ها گذشت و تحلیل‌های دقیق‌تر معادلات این نظریه از وجود پاسخ‌های فراوانی پرده برداشت که هر یک می‌توانست متناظر با جهانی خاص باشد. هرچه در وصف تعداد این پاسخ‌های فراوان بگوییم، کم گفته‌ایم!
آخرین تخمین‌ها نشان می‌دهند نظریه ریسمان پیش‌بینی می‌کند که « ۱۰ به توان ۵۰۰» جهان می‌تواند وجود داشته باشد!!!!
این عدد چنان بزرگ است که هیچ‌جور نمی‌توان آن را توصیف کرد. عددی که بزرگ‌تر از هر عددی است که تا کنون در دنیای علم مطرح شده است. فیزیک‌دانان، این عدد واقعاً عظیم را چشم‌انداز ریسمان می‌نامند.
برای برخی طرفداران نظریه ریسمان، ناتوانی این نظریه در ارائه پاسخ خاص جهان خودمان به معنی شکست بود. اما تنوع فوق‌العاده زیاد جهان‌های ممکن‌الوقوع در نظریه ریسمان برای طرفداران‌ چندجهانی بسیار دلگرم‌کننده بود. با ترکیب کیها‌ن‌شناسی تورمی و نظریه ریسمان می‌توان به بازه‌ای بی‌اندازه بزرگ از مقادیر مختلف برای انرژی تاریک دست یافت که یکی از آنها مقدار اندازه‌گیری شده برای جهان خودمان است. به عبارت دیگر، با ورود تورم به دنیای ریسمان‌ها، بیگ بنگها یکی پس از دیگری به وقوع می‌پیوندند و جهان‌های ممکن را به جهان‌های حقیقی تبدیل می‌کنند. یکی از این جهان‌ها همان جهان ماست و از آنجا که شرایط لازم برای پیدایش حیات در این جهان فراهم آمده، ۱۴ میلیارد سال پس از آغاز این جهان، شما روی سیاره زمین و با خیال راحت به مطالعه این مطلب مشغولید.

– شواهد فوق‌العاده

سال‌ها پیش کارل سیگن، منجم و مروج علم مشهور گفت: «برای اثبات ادعاهای فوق‌العاده به دلایل فوق‌العاده نیاز دارید.» آیا ما هم می‌توانیم شواهدی فوق‌العاده دال بر وجود جهان‌های دیگر پیدا کنیم؟
از آنجا که جهان‌های موازی مرزهای قابل رویت قرار گرفته‌اند، به‌نظر می‌رسد که پاسخ سوال فوق منفی است و چند جهانی (Mutiverse) را باید خارج از مرزهای علم در نظر گرفت. اما عجله نکنید!
خیلی وقت‌ها شواهد مورد نیاز را می‌توان به دست آورد. حتی در مورد اجسامی که ذاتاً غیر قابل دسترسی هستند.
سیاه‌چاله‌ها را در نظر بگیرید. کیهان‌شناسان سال‌هاست که در مورد خواص عجیب و غریب دنیای درون یک سیاه‌چاله با قطعیت صحبت می‌کنند. در حالی‌که همه ما می‌دانیم که هیچ‌چیز، حتی نور نمی‌تواند از داخل سیاه‌چاله‌ها به بیرون بیاید و به همین دلیل مرزهای داخلی یک سیاه‌چاله، منطقه ممنوعه و غیرقابل دستیابی است. پس فیزیک‌دانان چطور خواص سیاه‌چاله‌ها را تحلیل می‌کنند؟
پاسخ در اعتبار معادلات ریاضی نهفته است. وقتی نظریه‌ای مانند نسبیت عام مجموعه‌ای از پیش‌بینی‌های دقیق و قابل مشاهده را ارائه می‌دهد و شما با آزمایش‌ و مشاهدات آن را تأیید می‌کنید، اعتبار نظریه و اعتماد ما به آن افزایش می‌یابد و پیش‌بینی‌های نظریه را در مورد پدیده‌هایی مشاهده‌ناپذیر می‌پذیریم.
در مورد چند جهانی نیز همین است. وقتی ایده پیشنهادی چندجهانی با پیش‌بینی‌های درست و دقیق در مورد آنچه می‌توانیم ببینیم و در جهان خود، به آن دسترسی داریم اعتماد ما را به‌دست آورد، آنگاه جرأت پیدا می‌کنیم به پیش‌بینی‌هایش از آنچه در جهان‌های دیگر و خارج از دسترس ما روی می‌دهد نیز اعتماد کنیم.
البته هنوز تا رسیدن به این مرحله راه زیادی در پیش است. کیهان‌شناسی تورمی پیش‌بینی‌های دقیقی در مورد تابش زمینه کیهانی ارائه داده است. انرژی تاریک هم روند انبساط جهان را با دقت توضیح می‌دهد. اما نظریه ریسمان هنوز در حد معادلاتی روی کاغذ است و شاید بهتر باشد بگوییم در مرحله فرضیه متوقف مانده. زیرا پیش‌بینی‌های متفاوت و روح اصلی این نظریه در ابعادی میلیاردها بار کوچک‌تر از آنچه امروز در بزرگ‌ترین شتاب‌دهنده‌های ذرات می‌توانیم بررسی کنیم، ظاهر می‌شوند.
اما این‌ همه ماجرا نیست. شاید بتوانیم شواهدی از وجود جهان‌های دیگر را در برخوردهای احتمالی جهان در حال گسترش خودمان با جهان‌های همسایه پیدا کنیم. چنین برخورد عظیمی حتی اگر در حد مالیده‌شدن (و نه برخورد مستقیم) هم باشد، الگوهای متفاوتی در تغییرات دمایی تابش زمینه کیهانی ایجاد می‌کند که ممکن است روزی تلسکوپ‌های فوق‌پیشرفته بتوانند آنها را ردیابی کنند.
خیلی‌ها معتقدند نخستین تأیید بر ایده چندجهانی از دل همین برخوردهای احتمالی بیرون خواهد آمد. اما اگر کمی خوش‌شانس باشیم، شاید بتوانیم این شواهد را زودتر از آنچه فکرش را می‌کردیم، بیابیم!

– پلانک قرن بیستم:

سوال اصلی اینجاست که آیا در طول ۱۴ میلیارد سالی که از بیگ بنگ جهان ما گذشته، برخوردی بین جهان ما و دیگر جهان‌‌های همسایه اتفاق افتاده است؟ اگر پاسخ مثبت باشد، این برخورد می‌بایست بسیار ملایم رخ داده باشد. چیزی در حد مالیده شدن یا تماس لحظه‌ای دو حباب صابون به یکدیگر. چرا که در غیر این صورت ما امروز نمی‌توانستیم وجود داشته باشیم.
در طول دو دهه اخیر، دو تلسکوپ فضایی کوبه و WMAP به نقشه‌برداری از تابش زمینه کیهانی مشغول بوده‌اند. کوبه نشان داد که تابش زمینه کیهانی بسیار یکنواخت است و نوسانات جزئی دما با پیش‌بینی‌های مدل تورمی از آغاز عالم سازگاری دارد. WMAP با رصدهای دقیق‌تر توانست نرخ انبساط عالم را با دقت اندازه‌گیری و مقدار ثابت هابل را ۷۰ کیلومتر بر ثانیه بر مگاپارسک تعیین کند. بر اساس اطلاعات WMAP بود که ما توانستیم با دقت تعیین کنیم که بیگ بنگ ۱۳ میلیارد و ۷۰۰ میلیون سال پیش اتفاق افتاده است. اما اکنون سه سال است که تلسکوپ بسیار ارزشمند آژانس فضایی اروپا در نقطه دوم لاگرانژی مدار زمین، تغییرات دمایی تابش زمینه کیهانی را با دقیق‌ترین آشکارسازهای فضایی ساخته شده در طول تاریخ نقشه‌برداری می‌کند.
شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای نشان داده‌اند، اگر برخوردی بین جهان ما و دیگر جهان‌ها اتفاق بیافتد، یکنواختی تابش زمینه کیهانی تحت تأثیر قرار خواهد گرفت و یک پالس انرژی، الگویی حلقوی ولی کم‌نور را در تابش زمینه کیهانی ایجاد می‌کند که شاید با آشکارسازهای پلانک قابل تشخیص باشد. البته تاکنون نشانه‌هایی در اطلاعات تحلیل‌شده از پلانک یافت نشده است. اما این تلسکوپ فضایی حجم زیادی از اطلاعات را تولید می‌کند و شاید سال‌ها طول می‌کشد تا همه آنها تحلیل شوند. ولی حتی اگر در آینده نزدیک هم نشانه‌ای از این برخوردهای احتمالی پیدا نشود، بدین معنا نیست که ایده چندجهانی نادرست است. بلکه می‌توان نتیجه گرفت فرضیاتی که شامل تعداد بسیار زیادی جهان‌های دیگر هستند و برخوردهای متعددی را پیش‌بینی می‌کنند، احتمالا درست نیستند.
برخی دیگر، نشانه‌های برخورد را در تغییر قطبش تابش زمینه کیهانی جست‌و‌جو می‌کنند.
به زبان ساده، قطبش یعنی جهت نوسان‌های فوتون‌های نور.
پیش‌بینی می‌شود طی برخورد دو جهان با یکدیگر، موجی گردابی از ماده که روانه جهان ما می‌شود تابش زمینه کیهانی را پراکنده کند. شبیه وقتی که پرتوهای نور از سطح مواج آب بازتاب می‌شوند و این باعث تغییر قطبش پرتوهای نور می‌شوند.

– جریان تاریک

اما تلسکوپ فضایی پلانک هم تنها ابزار ممکن برای یافتن شواهد جهان‌های دیگر نیست. شاید بتوان شواهدی مستقیم از چندجهانی را در پدیده‌‌ای موسوم به جریان تاریک (Dark Flow) پیدا کرد.
جریان تاریک به حرکت کشندی کل خوشه‌های کهکشانی گفته می‌شود که در اثر انبساط عالم خودمان اتفاق می‌افتد. پژوهشگران مرکز پروازهای فضایی گدارد ناسا متوجه شده‌اند که گویی نیرویی مرموز، کل این مجموعه‌ را با سرعتی بیش از یک میلیون کیلومتر بر ساعت به سوی صورت‌های فلکی قنطورس و بادبان می‌کشد.
البته برای مطمئن‌شدن از درستی این نتایج هنوز خیلی زود است. حتی برخی شک دارند که جریان تاریک وجود خارجی ندارد و این اثر عجیب و غریب ممکن است در نتیجه اشتباه در پردازش اطلاعات به‌دست آمده باشد. اما اگر این اطلاعات تأیید شوند و کماکان چنین اثری مشاهده شود، می‌توان بدان معنا باشد که جهان دیگری در جهت صورت‌های فلکی قنطورس و بادبان قرار دارد و گرانش آن ساختارهای ماده جهان ما را به سوی خود می‌کشد. این ساده‌ترین توضیح ممکن برای جریان تاریک است!
اما هستند فیزیک‌دانانی که امیدوارند نشانه‌های چندجهانی نه در پهنه کیهان و نه در آینده دور، که همین روزها و روی زمین یافت شود. در بزرگترین شتاب‌دهنده‌ ذرات بنیادی یعنی برخورددهنده بزرگ هادرون در آزمایشگاه هسته‌ای اروپا.
پروتون‌ها آن‌قدر شتاب می‌گیریند تا با انرژی جنبشی زیادی به هم برخورد کنند و مجبور شوند ساختار داخلی خود و ذرات بنیادی تشکیل‌دهنده‌شان را نشان دهند. به‌ تازگی نتایج دو آشکارساز اصلی ال‌اچ‌سی، مشاهده‌ ذره‌ای شبیه به بوزون هیگز را تأیید کرده است. اما گروهی از پژوهشگران دانشگاه کارولینای شمالی در حال بررسی تأثیر احتمالی جهان‌های دیگر بر بوزون‌ هیگز هستند. ذره‌ای که مسوول پدیدآمدن جرم ماده است.
تحقیقات این پژوهشگران نشان می‌دهد که منشأ ذره هیگز، ذره‌ای بسیار سنگین‌تر است که در چندجهانی وجود دارد و فقط با برخورددهنده‌های بسیار بسیار پرانرژی (خیلی بزرگ‌تر از ال‌اچ‌سی در سرن) قابل تشخیص است.
شاید اگر ال‌اچ‌سی اثبات کند که بوزون‌هیگز، پسرعموی کم‌انرژی یک ذره بنیادی بسیار پرانرژی‌تر باشد، به مدرکی دیگر از وجود جهان‌های موازی دست پیدا خواهیم کرد.

 بر اساس نظریه چندجهانی، جهان ما صرفاً یکی از بی‌نهایت جهان‌های حبابی است که پیوسته از یکدیگر مشتق می‌شوند و هر یک پس از بیگ بنگ خود دچار تورم شده و جهانی جدید را ایجاد می‌کنند. هر یک از این جهان‌ها می‌توانند کاملا با جهان ما متفاوت باشند. نیروهای بنیادی و ذرات زیراتمی خاص خودشان را داشته باشند. با تمام این شرایط آنها می‌توانند بر جهان ما تأثیر بگذارند و خوشبختانه این تأثیر، نشانه‌های مشاهده‌پذیری بر جای می‌گذارد. نظریه چندجهانی پیش‌بینی می‌کند اگر جهان ما با یکی از جهان‌های همسایه برخورد کند، انرژی این برخورد ردی حلقوی و کم نور در تابش کیهانی بر جای خواهد گذاشت. فضاپیمای پلانک اکنون سه سالی هست که به نقشه‌برداری دقیق از شدت و قطبش تابش زمینه کیهانی مشغول است و پژوهشگران امیدوارند بتوانند نشانه‌هایی از این حلقه‌ها را پیدا کنند. برخی فیزیک‌دانان نظری حتی پیش‌نهاد داده‌اند که ممکن است برخی از این جهان‌های حبابی از طریق کرم‌چاله‌های فضازمان با جهان ما ارتباط داشته باشند.

چندجهانی‌های کاملاً متفاوت :

نظریه مکانیک کوانتومی که رویدادهای دنیای زیراتمی را با دقتی بی‌نظیر توصیف می‌کند،‌سال‌ها است که باعث شگفتی فیزیک‌دانان شده است. یکی از بزرگترین اسرار این نظریه این است که در حالی‌که چارچوب ریاضی و معادلات این نظریه به مجموعه مختلفی از پاسخ‌ها منجر می‌شود.
چرا همیشه یکی از این جواب‌ها است که نتایج آزمایش‌های ما را توصیف می‌کند. وجود دیگر مجموعه‌ پاسخ‌ها به چه معنی است؟
پاسخ کتاب‌های درسی به این سوال این بود که عمل مشاهده‌ ذره، دیگر پاسخ‌های ممکن را از بین می‌برد، حال به چه ترتیب و مکانیسمی مشخص نبود.
اما در سال ۱۹۵۷، هاگ اورت سوم، دانشجوی تحصیلات تکمیلی دانشگاه پرینستون پیشنهاد کرد که دیگر مجموعه پاسخ‌ها، رویدادهایی را توصیف می‌کنند که در تعداد بسیار زیادی جهان موازی و همزمان با ما اتفاق می‌افتند. این ایده که به دیدگاه جهان‌های متعدد نظریه کوانتومی مشهور شده، به وضوح شبیه به ایده چندجهانی اما به مراتب افراطی‌تر است. چرا که می‌گوید این جهان‌های موازی هزاران میلیارد سال نوری با ما فاصله ندارند، بلکه به نحوی در ارتباط با ما وجود دارند. برخی دیگر از نظریه‌پردازان چنین ادعا می‌کنند که کامپیوترهای کوانتومی فوق‌ سریع که به خاطر سرعت فوق‌العاده بالای پردازش اطلاعات مورد توجه قرار گرفته‌اند و هم اکنون در مراحل اولیه طراحی و توسعه قرار دارند، این سرعت نی‌نظیر را از تحلیل اطلاعات در تمام جهان‌های موازی به دست می‌آورند و پاسخ را در جهان ما ارائه می‌دهند.

چندجهانی و پیدایش انسان :

چرا شرایط جهان ما طوری است که همه چیز برای پیدایش ما انسان‌ها مهیاست؟
دانشمندان سال‌ها است تلاش می‌کنند به این سوال پاسخ دهند. ولی تا همین اواخر تنها چیزی که فهمیده بودند، این بود که اگر نیروهای بنیادی و ذرات بنیادی سازنده جهان ما خواصی متفاوت، هر قدر اندک با مقدار فعلی داشتند، حیات انسان در این جهان غیر ممکن می‌شد و ما هم نمی‌توانستیم وجود داشته باشیم (رجوع شود به مبحث شش عدد جادویی). برای مثال اگر نیروی هسته‌ای ضعیف خیلی قوی‌تر از مقدار فعلی بود، انفجارهای ابرنواختری هم نمی‌توانستند عناصر شیمیایی مورد نیاز برای شکل‌گیری حیات را تولید کنند.
مجموعه این مشاهدات منجر به مطرح‌شدن اصل انسان‌دوستی (Anthropic Principle) شد که می‌گوید نفس وجود ما انسان‌ها می‌تواند شواهدی در مورد برخی ویژگی‌های جهان به دست دهد.
در دهه ۱۹۵۰،‌فرد هویل، منجم انگلیسی با استفاده از همین اصل، وجود خاصیتی شناخته‌نشده از اتم‌های کربن را پیش‌بینی کرد. چرا که در غیر این صورت ستارگان منفجرشونده نمی‌توانستند عناصر پایه‌ای حیات را تولید کنند. استیون واینبرگ، فیزیک‌دان نظری بزرگ و برنده جایزه نوبل از همین اصل برای پیش‌بینی وجود انرژی تاریک استفاده کرده بود.
حال می‌توان برای پرسشی که در آغاز این مباحث مطرح شد، توضیحی ارائه داد.

شاید پاسخ این باشد که تمام این ویژگی‌ها ب‌طور تصادفی کنار هم جمع نشده‌اند و وجود چنین جهانی، عملاً نشانه‌ای است از اینکه این جهان اختصاصاً برای ما آفریده شده است. اما نظریه چندجهانی از زاویه دیگری به ماجرا نگاه می‌کند. طبق این نظریه، تعداد بی‌نهایت جهان‌های موازی بدان معنی است که می‌توان در برخی از این جهان‌ها، شرایط مستعد حیات را حتی در توزیع اتفاقی ایجاد کرد.

خطرناک‌ترین علم امروز :

تصورش را بکنید وقتی آن سیب مشهور روی سر آیزاک نیوتن افتاد، قانون جاذبه عمومی به او الهام نمی‌شد و مثلاً چنین استدلال می‌کرد که برخی سیب‌ها به پایین و برخی دیگر به سمت بالا سقوط می‌کنند. ولی ما فقط می‌توانیم سیب‌هایی را ببینیم که به پایین سقوط می‌کنند. چرا که سیب‌هایی که به بالا سقوط می‌کنند، زودتر از آنکه متوجه شویم، از میدان دید ما خارج شده‌اند.
البته مثال بالا فقط یک شوخی است. اما هدف از طرح آن مسئله‌ای جدی است. ایده چندجهانی می‌تواند ما را مرتکب اشتباهی تاریخی کند که یوهانس کپلر سال‌ها برای یافتن پاسخ آن وقت گذاشت و موفق نشد. اینکه در جست‌وجوی پاسخ به پرسش‌هایی برآییم که پاسخی ندارند.
از هر منظری که به چندجهانی بنگرید، در قلمروی علوم پرخطر قرار می‌گیرد.
کافی‌ است اندازه‌گیری‌ جدیدی برای انرژی تاریک انجام شود که نتیجه آن با محاسبات نظری سازگار باشد، یا مدلی جدید از کیها‌ن‌شناسی تورمی تدوین شود که فقط به شکل‌گیری یک جهان منجر شود یا حتی مشخص شود که نظریه ریسمان با جهان‌های متعدد سازگار نیست و مانند آن!!!
هر قلمرو پرخطری می‌تواند جایزه‌های بزرگی را در خود پنهان کرده باشد. در طول پنج قرن گذشته از قدرت مشاهدات و آزمایش‌ و استدلال‌های ریاضی استفاده کرده‌ایم تا سد باورهای اشتباه گذشته را بشکنیم. نوع بشر راهی طولانی و پر فراز و نشیب را در تغییر درک خود از عالم، پشت سر گذاشته است. از عالمی که زمین کوچک مرکز آن بود تا کیهان وسیعی که صدها میلیارد کهکشان چون ذرات گرد و غبار در آن پراکنده‌اند. آن هم در زمان کوتاهی که در مقایسه با صدها هزار سال زندگی بشر در این سیاره خاکی به چشم برهم‌زدنی می‌ماند.
ایده چندجهانی هم ممکن است اشتباه باشد و ممکن‌ است واقعیت داشته باشد.
به نظر شما تلاش برای پاسخ به این سوال، ارزش خطرکردن را ندارد؟؟؟

/ 0 نظر / 33 بازدید