نکات کلیدی
- هیو اورت (Hugh Everett) در سال ۱۹۵۷ مفهوم چندجهانی (multiverse concept) را پیشنهاد داد و بیان کرد که هر رویداد کوانتومی، جهانهای جداگانهای برای هر نتیجه ایجاد میکند.
- این قضیه در ابتدا بحثبرانگیز بود، اما نظریه چندجهانی اورت (Everett’s multiverse theory) در بین فیزیکدانان مقبولیت پیدا کرده و به یک موضوع محبوب در داستانهای علمی-تخیلی تبدیل شده است.
- دلایل کلیدی حمایت از چندجهانی شامل راهحلهایی برای پارادوکس گربه شرودینگر، شواهدی از دادههای پسزمینه مایکروویو کیهانی و استدلالهای فلسفی است.
در سال ۱۹۵۴، یک دانشجوی ۲۷ ساله فارغالتحصیل از دانشگاه پرینستون (Princeton University) به نام هیو اورت سوم (Hugh Everett III) با دوستان خود درباره فیزیک صحبت میکرد. در طول گفتگو، اورت یک ایده جالب برای حل یکی از مشکلات بزرگ مکانیک کوانتومی که به چگونگی عملکرد واقعیت در مقیاس میکروسکوپی میپردازد، به دست آورد. در نظریه کوانتوم، یک ذره اولیه مانند الکترون در یک حالت واحد وجود ندارد، بلکه در یک برهمنهی (superposition)— یعنی یک مجموعه از مکانها، سرعتها و جهتها وجود دارد. اما در سطح ماکروسکوپی (قابل مشاهده با چشم غیرمسلح) اشیاء به نظر میرسد که فقط در یک حالت واحد وجود دارند (منبع: Byrne). چگونه دنیای ما از همه این حالتهای ممکن به وجود میآید؟
اورت، این متفکر خلاق، یک الهام ناگهانی داشت که هم درخشان و هم عجیب بود. در اینجا یک نسخه بسیار سادهشده ایده اورت توضیح داده میشود: به جای یک واقعیت (جهان) واحد که همه چیز فقط در یکی از حالتهای ممکن خود وجود دارد، اورت یک چندجهانی را تصور کرد، پر از قلمروهای مختلف که در آن همه احتمالات دیکتهشده توسط مکانیک کوانتومی میتوانند به طور همزمان وجود داشته باشند (منبع:Byrne ).
ایده اورت که موضوع پایاننامه دکتری او در سال ۱۹۵۷ شد، آنقدر غیرعادی بود که او برای انتشار آن در یک ژورنال علمی با مشکل مواجه شد— تجربهای که منجر شد وی از فیزیک نظری ناامید شود و یک کار پژوهشی در پنتاگون (Pentagon) بگیرد (منبع:Hooper ).
اما در دهههای بعد، مفهوم چندجهانی اورت به تدریج در بین فیزیکدانان اعتبار پیدا کرد. علاوه بر این، این مفهوم به عنوان یک موضوع رایج در فرهنگ عمومی و داستانهای علمی-تخیلی تثبیت شده و به یک موضوع جذاب برای بسیاری از افراد عادی تبدیل شده است، افرادی که هیچ اطلاعی یا اهمیتی به جزئیات و پارادوکسهای نظریه کوانتومی نمیدهند. از اینها که بگذریم، تصور اینکه هر انتخابی که در زندگی میکنیم— از شخصی که با او ازدواج میکنیم، جایی که زندگی میکنیم، رنگی که موهایمان را رنگ میکنیم، چیزی که برای ناهار میخوریم— یک جهان جداگانه ایجاد میکند که در آن نسخه دیگری از ما کار متفاوتی با این جهان انجام داده است، ذهن را حسابی به خود مشغول میکند (منبع: Hooper).
آیا ما در یک چندجهانی زندگی میکنیم؟ نمیتوانیم با قطعیت بگوییم، اما اینجا ده دلیل وجود دارد که چرا باید این امکان را جدی بگیریم.
۱۰. نیازی به نگرانی درباره گربه شرودینگر (Schrödinger) نیست
پیش از اینکه اورت و مفهوم چندجهانیهایش ظهور کنند، فیزیکدانان در یک مخمصه دشوار گیر افتاده بودند. آنها مجبور بودند از یک مجموعه قوانین برای دنیای زیراتمی که مکانیک کوانتومی بر آن تمرکز دارد استفاده کنند، و مجموعهای دیگر از قوانین برای دنیای بزرگمقیاس و روزمرهای که ما میتوانیم ببینیم و تجربه کنیم. پیچیدگیهای این تغییر مقیاس، ذهن آنها را به شدت درگیر کرده بود.
برای مثال، در مکانیک کوانتومی، ذرات وقتی کسی به آنها نگاه نمیکند، خواص ثابتی ندارند. بلکه، ماهیت آنها توسط چیزی به نام تابع موج (wave function) توصیف میشود که شامل تمام خواص ممکن مختلفی است که یک ذره میتواند داشته باشد. اما در یک جهان واحد، همه آن احتمالات نمیتوانند به طور همزمان وجود داشته باشند، بنابراین وقتی به یک ذره نگاه میکنید، در یک حالت واحد قرار میگیرد. این ایده بهطور استعاری توسط پارادوکس معروف گربه شرودینگر (Schrödinger’s cat paradox) توضیح داده میشود — یعنی اگر یک گربه در یک جعبه باشد، همزمان هم زنده و هم مرده است، تا زمانی که جعبه را باز کنید تا بفهمید کدام حالت صادق است. عمل شما گربه را مجبور میکند که یا یک گربه گرم و زنده یا یک لاشه باشد.
اما در یک چندجهانی، نیازی نیست نگران این باشید که کنجکاوی شما باعث کشتن گربه میشود. در عوض، هر بار که جعبه را باز میکنید، واقعیت به دو نسخه تقسیم میشود. مطمئناً، یک قلمرو وجود دارد که در آن شما با نگاه کردن به یک گربه مرده میگویید “اه!” اما نسخه دیگری از رویداد وجود دارد که ممکن است در آن گوشهای گربه را بخارانید و او خرخر کند (منبع: Merali).
۹. این راهی برای حقیقت است تا بینهایت شود
در یک مصاحبه در سال ۲۰۱۱، فیزیکدان دانشگاه کلمبیا (Columbia University)، برایان گرین (Brian Greene) — نویسنده کتاب “واقعیت پنهان: جهانهای موازی و قوانین عمیق کیهان” — توضیح داد که ما واقعاً نمیدانیم جهان چقدر بزرگ است. ممکن است بسیار بسیار بزرگ اما محدود باشد. یا این که، اگر در هر جهتی از زمین دور شویم، فضا ممکن است بهطور بیپایان ادامه پیدا کند، که احتمالاً همان چیزی است که اکثر ما تصور میکنیم.
اما اگر فضا بینهایت باشد، به گفته گرین، این بدان معناست که باید چندجهانی با واقعیتهای موازی بینهایت وجود داشته باشد. دلیل این امر این است: جهان و تمام ماده موجود در آن را به عنوان معادل یک دسته کارت در نظر بگیرید. همانطور که در یک دسته کارت فقط ۵۲ کارت وجود دارد، فقط تعداد محدودی از اشکال مختلف ماده وجود دارد. اگر این دسته کارت را به اندازه کافی بُر بزنید، در نهایت ترتیب کارتهایی که توزیع میکنید باید تکرار شود. به همین ترتیب، در یک جهان بینهایت، ماده در نهایت باید خود را تکرار کند و در الگوهای مشابهی قرار بگیرد. چندجهانی، با تعداد بیپایانی از قلمروهای موازی که شامل نسخههای مشابه اما کمی متفاوت از همه چیز هستند، راهی ساده و مرتب برای پاسخ به نیاز به تکرار فراهم میکند (منبع: Greene).
۸. چگونگی آغاز و پایان جهان را توضیح میدهد
چیزی در مورد انسان بودن وجود دارد — شاید تمایل مغز ما به تشکیل الگوها — که ما را وادار میکند بخواهیم آغاز و پایان هر داستانی را بدانیم. این شامل داستان خود جهان نیز میشود. اما اگر مهبانگ (Big Bang) آغاز جهان بوده، چگونه شروع شده و قبل از آن چه چیزی وجود داشته است؟ آیا جهان روزی به پایان خواهد رسید و بعد از آن چه اتفاقی خواهد افتاد؟ ذهنهای کنجکاو میخواهند بدانند.
یک چندجهانی میتواند توضیحی برای همه این موارد ارائه دهد. برخی فیزیکدانان فرض کردهاند که مناطق بینهایت چندجهانی چیزی به نام برینورلدها (braneworlds) هستند. این برینورلدها در ابعاد مختلفی وجود دارند، اما ما نمیتوانیم آنها را تشخیص دهیم، زیرا ما فقط سه بعد فضا و بعد چهارم زمان را در برینورلد خودمان درک میکنیم.
برخی فیزیکدانان معتقدند که این برینورلدها مانند برشهای نان درون یک کیسه پلاستیکی هستند. بیشتر اوقات، آنها جدا و دور از دسترس باقی میمانند. اما گاهی اوقات، برینورلدها با هم برخورد میکنند. از نظر تئوری، این برخوردها به اندازه کافی فاجعهبار هستند که مهبانگهای تکراری ایجاد کنند — که به جهانهای موازی امکان میدهد بارها و بارها خود را از نو شروع کنند (منبع: Moskowitz).
۷. شواهد رصدی نشان میدهد که چندجهانی ممکن است وجود داشته باشد
رصدخانه مداری پلانک (Planck orbital observatory) متعلق به آژانس فضایی اروپا یا ESA در حال جمعآوری دادهها درباره تابش زمینه کیهانی (cosmic microwave background) یا CMB است — تابش پسزمینهای که هنوز از مرحله داغ اولیه وجود جهان باقی مانده است.
اما این تحقیقات همچنین شواهدی از یک چندجهانی را به دست آورده است. در سال ۲۰۱۰، تیمی از دانشمندان از بریتانیا، کانادا و ایالات متحده، چهار الگوی دایرهای عجیب و ظاهراً نامحتمل را در CMB کشف کردند. آنها فرض کردند که این علامتها اساساً کبودیهایی هستند که جهان ما از برخورد با سایر جهانها به دست آورده است (منبع: Zyga).
در سال ۲۰۱۵، محقق ESA، رانگ-رام چاری (Rang-Ram Chary) کشف مشابهی انجام داد. چاری مدل CMB را از تصویر رصدخانه آسمان خارج کرد و سپس هر چیز دیگری را که ما میشناسیم — ستارگان، گاز، گرد و غبار بینستارهای، و هر چیز دیگری — حذف کرد. در آن لحظه، آسمان باید تقریباً خالی بوده باشد، به جز کمی نویز پسزمینه.
اما اینطور نبود. در عوض، در یک محدوده فرکانسی خاص، چاری توانست لکههای پراکندهای را در نقشه کیهان شناسایی کند، مناطقی که حدود ۴۵۰۰ بار روشنتر از حد معمول بودند. این محقق به توضیح دیگری رسید: این لکهها آثار برخورد بین جهان ما و یک جهان موازی هستند.
همانطور که چاری به EarthSky.org گفت، مگر اینکه کسی راه دیگری برای توضیح این لکهها پیدا کند، “باید نتیجه گرفت که طبیعت شاید در حال تاس انداختن باشد و ما تنها یک جهان تصادفی در میان بسیاری دیگر هستیم” (منابع: Byrd، Sokol).
۶. جهان آنقدر بزرگ است که نمیتوان واقعیتهای موازی را رد کرد
حتی اگر ما هیچ یک از این واقعیت (جهان) های موازی را ندیده باشیم، این احتمال وجود دارد که چندجهانی وجود داشته باشد، زیرا نمیتوانیم ثابت کنیم که وجود ندارند.
میدانیم که این مانند یک ترفند زبانی (مغلطه) ساده به نظر میرسد، اما به آن اینگونه فکر کنید: حتی در دنیای فعلی، ما چیزهای زیادی را کشف کردهایم که قبلاً نمیدانستیم وجود دارند، و رویدادهایی رخ دادهاند — بحران مالی جهانی ۲۰۰۸ یک نمونه خوب است — که هیچکس تصور نمیکرد امکانپذیر باشد. حتی نامی برای این رویدادها وجود دارد: رویدادهای قوی سیاه (black swan events)، که پس از مشاهدات دیوید هیوم (David Hume) فیلسوف بدین نام نامگذاری شدند و اینگونه تعریف شدهاند: مردم فکر میکردند همه قوها سفید هستند تا زمانی که یک قو سیاه را دیدند (منبع: Taleb).
مقیاس جهان عاملی است که امکان وجود چندجهانی را قابل باورتر میکند. ما میدانیم که جهان بسیار بسیار بزرگ است و احتمالاً در اندازه نیز بینهایت است. این بدان معناست که ما ممکن است نتوانیم همه چیزهایی که در جهان وجود دارد را کشف کنیم. از آنجا که دانشمندان تعیین کردهاند که عمر جهان تقریباً ۱۳.۸ میلیارد سال است، این بدان معناست که ما فقط میتوانیم نوری را تشخیص دهیم که در آن زمان به ما رسیده است. اگر یک واقعیت (جهان) موازی فقط بیش از ۱۳.۸ میلیارد سال نوری دورتر بود، هیچ راهی برای دانستن اینکه وجود دارد، نداشتیم، حتی اگر در ابعادی وجود داشت که قادر به درک آن بودیم (منبع: Ball).
۵. اگر یک شکاک هستید چندجهانی منطقیتر به نظر خواهد رسید
طبق توضیح فیزیکدان دانشگاه استنفورد (Stanford University)، آندری لینده (Andrei Linde)، در مصاحبهای در سال ۲۰۰۸، اگر جهان فیزیکی حتی با قوانینی کمی متفاوت عمل میکرد، زندگی نمیتوانست وجود داشته باشد. برای مثال، اگر پروتونها فقط ۰.۲ درصد سنگینتر از آنچه که هستند بودند، به قدری ناپایدار میشدند که به ذرات سادهتری تجزیه میشدند و اتمها نمیتوانستند وجود داشته باشند. و اگر گرانش کمی قویتر بود، نتیجه فاجعهآمیز میشد. ستارگانی مانند خورشید ما به قدری فشرده میشدند که خیلی قبل از اینکه زندگی بر روی سیارهای مانند زمین فرصتی برای تکامل پیدا کند، سوخت خود را ظرف چند میلیون سال مصرف میکردند. این به عنوان “مسئله تنظیم دقیق (fine-tuning problem)” شناخته میشود.
برخی این توازن دقیق شرایط را به عنوان شواهدی از دست عمدی یک موجود برتر که همه چیز را خلق کرده است، میبینند که این باعث میشود خداناباوران در موقعیت سختی قرار بگیرند. اما احتمال وجود چندجهانی، که در آن این ممکن است فقط قلمرو خاصی باشد که تمام این عوامل حیاتبخش در آن حضور دارند، به آنها یک راهحل میدهد.
همانطور که لینده (Linde) در مصاحبهای با مجله Discover بیان کرد: “برای من، واقعیت بسیاری از جهانها یک امکان منطقی است. شما ممکن است بگویید، ‘شاید این یک انطباق مرموز است. شاید خدا جهان را به نفع ما خلق کرده است.’ راستش را بخواهید، من درباره خدا نمیدانم، اما خود جهان ممکن است خودش را در تمام تجلیات ممکن خود به طور ابدی بازتولید کند” (منبع: Folger).
۴. مسافران زمان نمیتوانند تاریخ را به هم بزنند
محبوبیت پایدار سهگانه فیلم “بازگشت به آینده (BTTF)” بسیاری از ما را به ایده سفر در زمان مجذوب کرده است. از زمانی که این فیلمها منتشر شدهاند، هیچکس در واقع یک DeLorean که با زباله کار کند و بتواند بین دههها یا قرنها حرکت کند، نساخته است (مربوط به داستان فیلم است – مترجم). با این وجود، برخی دانشمندان فکر میکنند که سفر در زمان حداقل به طور نظری ممکن است (منبع: Russon).
فرض کنید که این اتفاق میتواند بیفتد، ما میتوانیم با همان خطری مواجه شویم که قهرمان این فیلم، مارتی مکفلای (Marty McFly)، با آن روبرو شد – خطر انجام چیزی به طور ناخواسته که باعث تغییر یک رویداد در گذشته شود، که به نوبه خود یک سری از رویدادها را برای تغییر مسیر تاریخ به وجود میآورد. در اولین شماره این فیلم، همانطور که ممکن است به یاد داشته باشید، مکفلای به طور تصادفی از وقوع رویدادی که منجر به آشنایی و عاشق شدن والدینش میشد، جلوگیری کرد، که این تهدیدی برای پاک شدن خودش از عکسهای خانوادگی بود. اصلاح آن کار نیازمند نقشهکشی زیاد و تلاش مکفلای برای اطمینان از این بود که آنها در واقع با هم آشنا شوند و ازدواج کنند.
اما همانطور که نویسنده Gizmodo، جورج دوروسکی (George Dvorsky)، در مقالهای در سال ۲۰۱۵ اشاره کرد، وجود چندجهانی تمامی این شلوغکاریها را غیرضروری میکند. او نوشت “وجود دنیاهای موازی به این معناست که یک خط زمانی واحد برای خراب کردن وجود ندارد”، در عوض، اگر کسی به گذشته برگردد و چیزی را تغییر دهد، او به سادگی مجموعهای کاملاً جدید از جهانهای موازی ایجاد میکند.
۳. ما ممکن است یک شبیهسازی برای یک تمدن پیشرفته باشیم
تمام این مطالب در مورد جهانهای موازی که تا کنون صحبت کردهایم بسیار حیرتآور هستند، اما در اینجا ایدهای وجود دارد که حتی عجیبتر است.
در سال ۲۰۰۳، فیلسوف نیک باستروم (Nick Bostrom)، مدیر مؤسسه آینده بشریت در دانشگاه آکسفورد (University of Oxford)، این پرسش را مطرح کرد که آیا آنچه ما به عنوان واقعیت میشناسیم – یعنی جهان موازی خاص ما – صرفاً یک شبیهسازی دیجیتال از یک جهان دیگر است. در تصور باستروم، ایجاد یک نسخه واقعی و دقیق از کل تاریخ بشریت نیاز به ۱۰ به توان ۳۶ محاسبه دارد.
یک تمدن بیگانه بسیار پیشرفته – صحبت از موجوداتی است که پیچیدگی فناوریشان ما را در مقایسه با آنها شبیه حکاکان سنگچخماق دوران دیرینهسنگی میکند – ممکن است به اندازه کافی قدرت محاسباتی داشته باشد که این کار را انجام دهد. در واقع، شبیهسازی هر انسانی که تاکنون زندگی کرده است ممکن است حتی آنقدری از منابع الکترونیکی آنها را مصرف نکند، به طوری که ممکن است تعداد بیشتری از موجودات تولیدشده توسط رایانه، نسبت به موجودات واقعی وجود داشته باشد (منبع: Choi and Kestin).
و این ممکن است به این معنا باشد که ما در نسخه واقعی دنیای دیجیتالی فیلمهای “ماتریکس” زندگی میکنیم.
اما صبر کنید، این حتی عجیبتر میشود. چه میشود اگر تمدنی که ما را شبیهسازی میکند، خود نیز یک شبیهسازی باشد؟!!!
۲. مردم از زمان قدیم چندجهانی را تصور میکردند
این البته اثبات قاطعی نیست. اما به یاد آوردن آن گفته قدیمی، که گاهی به پیکاسو (Picasso) و گاهی به سوزان سونتاگ نویسنده (Susan Sontag) نسبت داده میشود، جالب است که “اگر بتوانید چیزی را تصور کنید، باید وجود داشته باشد”.
و شاید در این گفته چیزی باشد. به هر حال، خیلی قبل از هیو اورت، افراد زیادی در طول تاریخ، نسخههای مختلفی از چندجهانی را تصور کرده بودند.
به عنوان مثال، متون مذهبی باستانی هندی پر از توصیفاتی از چندین جهان موازی هستند (منبع: Sanskriti). و مری-جین روبنشتاین (Mary-Jane Rubenstein)، استاد علوم دینی دانشگاه وسلیان (Wesleyan University)، در کتابش “جهانهای بیپایان: زندگیهای متعدد جهان“، اشاره میکند که یونانیان باستان مکتب فلسفی اتمگرایی را داشتند، که معتقد بود که تعداد بینهایتی از جهانها وجود دارد که در یک خلأ بینهایت نیز پراکنده شدهاند.
در زمان قرون وسطی، ایده چندین جهان نیز طنینانداز بود. حتی برای مثال، در سال ۱۲۷۷، اسقف پاریس (Bishop of Paris) (رئیس کلیسای کاتولیک در پاریس که در آن زمان یک مقام دینی و سیاسی مهمی به شما میآمد – مترجم) استدلال کرد که فیلسوف یونانی ارسطو اشتباه کرده بود که گفت فقط یک جهان ممکن وجود دارد، زیرا این قدرت خدای قادر مطلق برای خلق جهانهای موازی را زیر سوال میبرد. این ایده بار دیگر در دهه ۱۶۰۰ توسط گوتفرید ویلهلم لایبنیتس (Gottfried Wilhelm Leibniz)، یکی از رهبران انقلاب علمی، احیا شد، که استدلال کرد که جهانهای ممکن بسیاری وجود دارد که هر کدام با فیزیک متفاوتی هستند (منبع: Wilkinson).
۱. این نظریه با الگوی دانش ما درباره کیهان سازگاری دارد
به نظر میرسد فرضیه چندجهانی عجیب باشد، اما در واقع با پیشرفتهای تاریخ مدرن در مورد چگونگی نگاه انسانها به خودشان و جهان، مطابقت دارد.
همانطور که فیزیکدانان الکساندر ویلنکین (Alexander Vilenkin) و مکس تگمارک (Max Tegmark) در مقالهای در مجله Scientific American در سال ۲۰۱۱ اشاره کردهاند، مردم در تمدن غربی به تدریج و با کشف ماهیت واقعیت، بیشتر فروتن شدهاند. آنها در ابتدا فکر میکردند که زمین مرکز همه چیز است. اما آموختیم که این طور نیست، و حتی منظومه شمسی ما نیز بخش خیلی مهمی از کهکشان راه شیری نیست.
فرضیه چندجهانی این الگو را به منطق نهایی خود میرساند. اگر چندجهانیها وجود داشته باشند، این بدان معناست که ما اصلاً خاص نیستیم، زیرا نسخههای بینهایتی از هر یک از ما وجود دارد.
اما برخی فکر میکنند که ما تنها در ابتدای یک سفر ذهنی گسترده قرار داریم. همانطور که فیزیکدان نظری دانشگاه استنفورد، لئونارد ساسکایند (Leonard Susskind) نوشته است، ممکن است چند قرن بعد، فیلسوفان و دانشمندان به زمان ما به عنوان “عصر طلایی که در آن مفهوم محدود و محلی قرن بیستمی از جهان واحد به یک چندجهانی بزرگتر و بهتر با ابعاد شگفتانگیز” تغییر کرد نگاه کنند (منبع:Vilenkin and Tegmark ).
سوالات متداول
۱. نسبت نظریههای چندجهانی با نظریه نسبیت چگونه است؟
نظریههای چندجهانی، به ویژه آنهایی که شامل جهانهای موازی یا ابعاد جایگزین هستند، چالشهای پیچیدهای را برای نظریه نسبیت انیشتین ارائه میدهند.
آیا میتوانیم با جهانهای دیگر ارتباط برقرار کنیم؟
فیزیک کنونی و درک ما از چندجهانی نشان میدهد که ارتباط بین جهانهای موازی (اگر وجود داشته باشند) به دلیل قوانین اساسی که هر واقعیت (جهان) جداگانه را اداره میکنند، همچنان فراتر از دسترس ما باقی میماند.
یادداشت نویسنده
من مدتهاست که به ایده جهانهای موازی علاقهمندم، از زمانی که رمان “جهانهای بینهایت شاید” نوشته لستر دل ری (Lester Del Ray) را در سال ۱۹۶۶ خواندم، درباره مخترعی که دستگاهی را میسازد که قادر است مردم را بین نسخههای مختلف واقعیت جابجا کند — به عنوان مثال، جهانی که در آن کریستوف کلمب (Columbus) هرگز دنیای جدید را کشف نکرده بود، یا جهانی که در آن جنوب (آمریکا) در جنگ داخلی پیروز شده بود. از آن زمان، ایده چندجهانی در بسیاری از آثار داستانی دیگر ظاهر شده است. یکی از محبوبترینهای من، رمان “الویسی” نوشته جک وومک (Jack Womack) در سال ۱۹۹۳ است که دنیای دیگری را تصور میکند که در آن قهرمانان به یک جهان دیگر سفر میکنند و با نسخهای کاملاً متفاوت از الویس پریسلی (Elvis Presley) بازمیگردند.