جهان‌های موازی به زبان ساده

باور اینکه ما در جهان تنها نیستیم و چیزی شبیه به ما و در مقیاس ما در دنیا وجود داره که انتخاب‌های دیگر ما رو زندگی‌ می‌کنه هیجان‌ انگیزه و مسلماً این هیجان زمانی بیشتر می‌شه که بدونیم ایده‌ی جهان موازی تنها در تخیل ما نیست و علم هم به دنبال اثبات و طرح نظریه‌هایی در این مورد هست.

صحبت در مورد جهان موازی رو می‌تونیم با این سوال آغاز کنیم که آیا جهان ما واحد هست و چیزی شبیه بهش وجود نداره؟ از داستان تا واقعیت علمی مفهومی وجود دارد که نشان می‌ده علاوه بر جهان ما، جهان‌های دیگری هم وجود دارند. جهان یا جایی که تمام انتخاب‌هایی که در این زندگی انجام داده‌اید در واقعیت‌های متفاوتی بازی می‌کنند. این مفهوم به عنوان «جهان موازی» شناخته می‌شه و در نجوم و علم هم مفهومی با معنی جهان چندتایی وجود داره که با لغت multiverse معرفی می‌شه. در واقع دلایل زیادی برای کشف و بررسی جهان موازی وجود داره که مهم‌ترینش این هست که می‌تونیم درک کنیم عالمی که اکنون در اون هستیم و ازش صحبت می‌کنیم چگونه تشکیل شده. هر آنچه از کیهانِ در حدود 13٫7 میلیارد سال پیش می‌شناسیم یک تکینگی بینهایت کوچکه. در ریاضی نقطه‌ای تکینه هست که آن نقطه به صورت ریاضی یا معین تعریف نشده یا رفتار خوبی نداشته باشد؛ به عنوان مثال نامحدود یا غیرقابل دیفرانسیل‌گیری باشه. سپس طبق نظریه بیگ بنگ برخی از عوامل ناشناخته باعث گسترش و تورم این نقطه تکینه در فضای سه بعدی شده. با سرد شدن انرژی عظیم این انبساط اولیه نور شروع به تابیدن کرده و در نهایت ذرات کوچک شروع به تشکیل تکه‌های بزرگتری از ماده که امروز می‌شناسیم مانند کهکشان‌ها، ستاره‌ها و سیارات کرده‌اند. یک سوال بزرگ در مورد تشکیل عالم با این نظریه این هست که آیا ما تنها عالمی هستیم که به این صورت به وجود آمده؟ با فناوری‌های فعلی که در اختیار داریم، ما به مشاهدات درون این جهان محدود می‌شیم چون جهان منحنیه و ما در داخل یک کمان هستیم و قادر به دیدن قسمت بیرونی کمان نیستیم البته اگر قسمت بیرونی وجود داشته باشه. بر اساس نظریه‌ها و بررسی‌های علمی پنج نظریه وجود داره که نشان می‌ده چرا و چگونه وجود جهان چندتایی امکان پذیره، تکرار این نکته حائز اهمیته که در مطالب و مقالات علمی از اصطلاح multiuniverse برای معرفی جهان‌های چندگانه استفاده می‌شه. در ادامه این مطلب این نظریه‌ها را معرفی و بررسی می‌کنیم.

دانشمندان تاکنون جهان چندگانه رو توسط پنج مفهوم متفاوت تعریف کرده‌اند که عبارت از عالم‌های بیکران، عالم‌های حباب‌دار، عالم‌های دختر، عالم‌های ریاضی و عالم‌های موازی هستند. نظریه عالم بیکران یا Infinite Universe بیان می‌کنه که فضا-زمان صاف هست. در حقیقت ما نمی‌دونیم که شکل فضا-زمان دقیقاً چگونه هست اما این نظریه بیان می‌کنه که این عالم صافه و برای همیشه ادامه داره. این احتمال وجود بسیاری از جهان‌های دیگر رو در خارج از این دنیا فراهم می‌کنه. اما با در نظر گرفتن این موضوع این امکان وجود داره که جهان‌ها شروع به تکرار کنند. دلیل این امر اینه که ذرات تنها از جهات و راستاهای خاصی قابل جمع شدن و تجمیع هستند.

نظریه دیگه برای جهان موازی از نظریه تورم ابتدایی عالم نشات می‌گیره. بر اساس تحقیقات کیهان شناس دانشگاه تافتز «الكساندر ویلنكین» ، با نگاه كردن به فضا-زمان به عنوان یک کل متوجه می‌شیم که بعضی از مناطق فضا مثل نقطه‌ای که در اون انفجار بزرگ رخ داده و جهان ما تشکیل شده دچار توقف تورم شده‌اند. این در حالیه که سایر نقاط فضا متورم و بزرگتر می‌شند. بنابراین اگر جهان خودمون رو به عنوان یک حباب تصور کنیم این حباب در شبکه‌ای از فضاهای حباب مانند قرار گرفته که برخی بیشتر و برخی کمتر متورم شده‌اند و نکته مهم برای این نظریه اینه که در این نظریه قوانین فیزیکی در عالم‌های متفاوت بسیار متفاوت هستند و به گونه‌ای متفاوت شرح و بسط داده می‌شند چون این جهان‌ها به هم پیوسته نیستند. در تئوری بعدی: چندین جهان می‌تونند از تئوری و قوانین مکانیک کوانتوم (چگونگی رفتار ذرات زیراتمی)، به عنوان بخشی از تئوری ‌عالم‌های دختر پیروی کنند. اگر قوانین احتمال رو در نظر بگیرید متوجه می‌شید که برای هر نتیجه‌ای که می‌تونه ناشی از یکی از تصمیمات شما باشه طیف وسیعی از جهان‌ها وجود داره که در هر یک از اون‌ها یک نتیجه از تصمیم شما وجود داره. بنابراین در یک جهان ممکنه شما موقعیت شغلی در چین رو قبول کنید و در یک جهان دیگر ممکنه اون رو رد کنید و منتظر فرصت بهتری بمونید. هر دو نتیجه تصمیم شما در جهان‌های دختر در حال رویداد هست.

یکی دیگر از راه‌های توضیح مفهوم جهان چندتایی کاوش در جهان ریاضی هست که به زبان ساده توضیح می‌ده که ساختار ریاضیات بسته به اینکه در کدام جهان زندگی می‌کنید ممکنه تغییر کنه. «ماکس تگمارک» از موسسه فناوری ماساچوست و توسعه دهنده نظریه عالم‌های ریاضی در یکی از مقاله‌هایش در سال ۲۰۱۲ بیان می‌کنه که ساختار ریاضی چیزیه که شما می‌تونید اون رو به روشی کاملاً مستقل از بار و بنه انسانی توصیف کنید. او همچنین بیان می‌کنه که از نظر او این عالم‌ها وجود دارند و می‌تونند مستقل از موجودیت فرد باشند و می‌تونند حتی بدون وجود انسان‌ها هم وجود داشته و بسط پیدا کنند. آخرین نظریه مورد بحث در این مطلب در مورد جهان‌های چندتایی نظریه جهان ‌های موازیه. با تکرار این نظریه که فضا-زمان مسطح هست با تعداد بی نهایت تکه‌های کیهانی، آرایش ذرات درون اون‌ها باید تکرار بشه. این موضوع به این معناست که بی‌نهایت جهان موازی وجود داره. این جهان‌های موازی به معنای وجود تکه‌های کیهانی دقیقاً مشابه ما (شامل شخصی دقیقاً مثل شما)، تکه‌ها یا جهان‌هایی که فقط در موقعیت یک ذره با ما متفاوت هستند، تکه‌ها یا جهان‌هایی که در موقعیت دو ذره با ما متقاوت هستند تا تکه‌ها یا جهان‌هایی که کاملاً با ما متفاوت هستند، هست.

با این حال مثل هر تئوری دیگری همه با نظریه جهان‌ های موازی موافق نیستند. مقاله‌ای در سال 2015 توسط «اتان سیگال» ارائه شد که در این مقاله او این مفهوم رو که فضا-زمان می‌تونه تا بی‌نهایت ادامه داشته باشه رو تائید کرد اما از نظر او در این گسترش بی‌نهایت محدودیت‌هایی وجود داره. مشکل اصلی اینه که جهان تقریباً کمتر از 14 میلیارد سال قدمت و عمر داره. بنابراین مشخصه که جهان ما بی‌نهایت نیست و مقدار محدودی داره. این موضوع تعداد امکان تنظیم مجدد ذرات رو محدود می‌کنه و متأسفانه این احتمال رو که فرد جایگزین شما برای رفتن به چین و گرفتن موقعیت کاری در هواپیما قرار بگیره رو کم می‌کنه. همچنین انبساط در آغاز جهان به صورت نمایی صورت گرفته چون انرژی ذاتی خود فضا بسیار زیاد بوده. اما با گذشت زمان سرعت تورم به صورت واضحی کند شده و ذرات ماده ایجاد شده در انفجار بزرگ به گسترش خود ادامه نداده‌اند. این به این معناست که سرعت تورم‌ مختلف سبب ایجاد عالم‌های متفاوت با بازه‌های مختلفی از تورم (بلندتر و کوتاهتر) می‌شه و احتمال ایجاد جهانی شبیه به عالم ما رو کاهش می‌ده. از نظر این محقق حتی با فرض بر اینکه تعداد بی‌نهایت مقادیر ممکن برای ثابت‌های بنیادی، ذرات و فعل و انفعالات اون‌ها وجود داشته و ممکن باشه، و حتی کنار گذاشتن اینکه آیا عالم‌های مختلف، واقعیت فیزیکی رو توضیح می‌دن یا نه، واقعیت اینه که این ویژگی که ماده به صورت نمایی گسترش پیدا کنه باعث می‌شه احتمال وجود جهان موازی مشابه این جهان به شدت کاهش پیدا کنه. اما سیگال به جای اینکه نبود جهان دیگری شبیه به جهان ما رو محدودیت ببینه، به صورت فلسفی تفسیرش کرد و معتقد بود باید این تک و واحد بودن رو جشن گرفت. از نظر او هیچ کس دیگری وجود نداره که بتونه زندگی رویایی شما رو زندگی کنه و به این ترتیب باید تصمیماتی رو پیش بگیرید که هیچ پشیمانی رو براتون در پی نداشته باشه.

در حقیقت این دو مبحث یعنی مکانیک کوانتوم و نسبیت عام در توضیح جهان موازی نقشی ندارند، اما نظریه‌ای که برای اتحاد این دو مبحث بیان شده یعنی نظریه ریسمان که در پست پیشین مورد بررسی قرار گرفت نقشی پر رنگی در موضوع جهان موازی ایفا می‌کنه. «برایان گرین» نویسنده کتاب حقیقت پنهان معتقد است که کلید درک جهان موازی یا عالم های چندتایی از نظریه ریسمان، ناشی می‌شه. به طور خلاصه نظریه ریسمان تلاش می‌کنه تا یک تعارض ریاضی بین دو ایده فیزیکی که از قبل در فیزیک پذیرفته شده‌اند رو سازگار کنه یعنی مکانیک کوانتوم و نظریه نسبیت. نظریه ریسمان ناهماهنگی‌های ریاضی رو که در حال حاضر بین مکانیک کوانتوم و نظریه نسبیت وجود داره متعادل می‌کنه. براساس این نظریه می‌تونیم کل جهان رو با رشته‌های واقعاً کوچکی که در 10 یا 11 بعد مرتعش می‌شن (به معنای ابعادی که نمی‌تونیم ببینیم) توضیح داد. اگر این مفهوم وجود داشته باشه می‌شه به معنای واقعی کلمه همه چیز در جهان، از ذرات زیر اتمی گرفته تا قوانین سرعت و گرانش رو توضیح داد. اما سوالی که مطرح می‌شه اینه که چه ارتباطی بین نظریه ریسمان و جهان موازی یا عالم‌های چندتایی وجود داره؟ در نظریه ریسمان چندین نتیجه وجود داره که امکان وجود جهان موازی یا جهان‌های چندتایی را محتمل می‌کنه. در این نظریه، ریسمان‌ها یا رشته‌ها که ما در مورد آن‌ها صحبت می‌کنیم تنها موجوداتی نیستند که در این نظریه وجود دارند بلکه اجسامی شبیه به پروانه یا غشا که سطح دو بعدی هستند هم وجود دارند. بر اساس نظریه ریسمان ما ممکنه در یکی از این سطوح زندگی‌ کنیم و سطوح دیگر هم می‌تونند در فضا شناور باشن.

آخرین مقاله فیزیکدان معروف «استیون هاوکینگ» قبل از مرگ او هم به مبحث جهان چندتایی یا جهان موازی پرداخته. این مقاله در ماه می سال 2018 و تنها چند ماه پس از مرگ هاوکینگ منتشر شد. او در مورد این نظریه در مصاحبه‌ای که در واشنگتن پست منتشر شد به دانشگاه کمبریج گفت: ما یک جهان منحصر به فرد نیستیم اما تعداد جهان‌های موازی بی‌نهایت نیست. علاوه بر این آخرین مقاله هاوکینگ از روشی دیگه این موضوع رو بررسی می‌کنه. در این مقاله که بر اساس نظریه ریسمان بیان شده جهان محدود هست و بسیار ساده‌تر از نظرات رایجی که دنیا را بر اساس انفجار بزرگ توضیح می‌دن، اون رو توضیح می‌ده و تفسیر می‌کنه. نظریه معمول تورم ابدی پیش‌بینی می‌کنه که به صورت کلی جهان ما مثل یک فراکتال بی نهایت با تکه‌هایی از جهان‌های مختلف جیب مانند هست که توسط یک اقیانوس در حال بادکردن جدا شده. در این مدل قوانین فیزیک و شیمی می‌تونند از یک جهان جیبی به جهان جیبی دیگه متفاوت باشه که با هم یک عالم چندگانه رو تشکیل می‌دن. اما هاوکینگ هرگز طرفدار عالم‌های چندگانه نبود چون اگر این مقیاس بی‌نهایت درست می‌بود قابل آزمایش شدن هم نبود و این برای هاوکینگ قابل قبول نبود. نظریه اخیر هاوکینگ و همکارش پروفسور هرتوگ که براساس مفهوم هولوگرافی از نظریه ریسمانه، بیان می‌کنه که عالم بزرگ و یک هولوگرام پیچیده است که حقایق فیزیکی سه بعدی در فضا می‌تونه از نظر ریاضی به یک سطح دوبعدی کاهش پیدا کنه. در این نظریه جدید، تورم ابدی به یک حالت بی‌زمان و بی‌انتها در یک سطح فضایی در ابتدای زمان کاهش پیدا می‌کنه و بر این اساس قوانین فیزیکی و ریاضی از عالمی به عالم دیگه متفاوت نیست و قوانین فیزیک در همه این جهان‌ها یکسان هست.