دلایل اثبات چند جهانی
با شرح دلایل اثبات چند جهانی بودن هستی یا مولتی ورس در خدمت شما هستیم. وقتی به جهان امروز نگاه می کنیم متوجه می شویم که همزمان دو داستان در موردش وجود دارد. یکی از این داستان ها در مورد ظاهر این هستی است. از ستاره ها و کهشکان ها گرفته تا نحوه تشکیل شان، حرکت و حتی موادی که این اجرام را تشکیل داده اند. این داستان خیلی رک و راست همه چیز را به ما توضیح می دهد. در واقع با مشاهده هستی هم می توان به چگونگی و چیستی این داستان پی برد.
در ادامه بخوانید »
دلایل اثبات چند جهانی یا مولتی ورس
بزرگترین و دقیق ترین نقشه سه بعدی هستی رونمایی شد!
و اما داستان بعد! داستان بعدی در مورد این است که هستی چگونه به این چیزی تبدیل شده که امروز هست؟ این داستان نسبت به قبلی کمی پیچیده تر است و برای فهمش باید بیشتر وقت گذاشت. البته که می توانیم به اجرام بسیار دور نگاه کنیم و بفهمیم که در گذشته همه چیز به چه شکل بوده. نور ما را به سفری دور و دارز در گذشته می برد و نشان مان می دهد که در زمان شروع حرکتش از مبدا همه چیز به چه شکل بوده. اما تصاویر به دست آمده از این سفر نوری را باید با تئوری هایمان در مورد هستی، بیگ بنگ و چارچوب قوانین فیزیک مخلوط کنیم تا به نتیجه ای درست در خصوص اتفاقات گذشته برسیم.
بیگ بنگ ابتدای هستی نیست!
البته که چنین کاری را انجام دادیم و در نهایت دیدیم که بیگ بنگ آغاز دنیا نبوده است. یعنی قبل از بیگ بنگِ داغِ داستان که همیشه فکر می کردیم اول ماجراست فاز دیگری هم در کار بوده است؛ فازی که این روزها با نام تورم کیهانی می شناسیمش. اما اگر قرار باشد تورم کیهانی منجر به تشکیل هستی به این صورتی که امروز وجود دارد شود، اتفاقات ضمیمه ای دیگری هم باید در کار باشند.
راحت تر بگویم. برای تشکیل هستی به این شکلی که حالا می بینیم تورم کیهانی لازم است. اما برای اینکه تورم کیهانی منجر به تشکیل دنیای ما به این شکلی که حالا هست بشود باید داستان های دیگری هم در کار باشند. این داستان ها همان مولتی ورس یا چند جهانی هستند که قصد دارم این بار در این مطلب در موردشان برای تان بنویسم. با من و مجله وارونه همراه باشید تا بدانید چرا محققان ادعا می کنند چند جهانی وجود دارد!
مطلب پیشنهادی: آغاز جهان چه بوده است؟ بیگ بنگ یا تورم کیهانی؟
هستی در حال گسترش
حالا برمی گردیم به سال 1920. در این دوران ثابت شد که اجرام مارپیچی و بیضوی که در فضا می بینیم هر کدام برای خودشان کهکشانی هستند. علاوه بر این ثابت شد که هر چه کهکشانی از ما دورتر باشد طول موج نوری که به سمت ما می فرستد بلند تر خواهد بود. البته برداشت های متفاوتی از این قضیه بوده و هست. اما با گذشت زمان کم کم همه شان از بین رفتند و تنها یک مورد از این فرضیه ها با قدرت بر جای ماند. آنهم اینکه هستی در حال گسترش است. دقیقا مانند خمیر ورم کرده ای که پر از کشمش است.
مطلب پیشنهادی: سرعت گسترش کهکشان ها در نقاط مختلف متفاوت است!
کهکشان ها هم در این مثال مانند کشمش ها هستند. اگر این فرضیه درست باشد، یعنی اگر هستی در حال گسترش باشد و نوری که از اجرام ساطع می شود به همین دلیل هر چه دورتر می رود طول موج بیشتر و انرژی کمتری داشته باشد، به نتایج جالبی در خصوص گذشته هستی خواهیم رسید. راحت تر بگویم! در این صورت به این نتیجه می رسیم که در گذشته هستی بسیار کوچک تر، متراکم تر، داغ تر و البته یکدست تر بوده است. هر جرمی که در این هستی وجود دارد به نحوی ثابت کننده بیگ بنگ است و در این صورت بیگ بنگ سه پیش بینی متفاوت را ساپورت خواهد کرد.
از بیگ بنگ به این نتیجه می رسیم که…
- وجود رشته های کیهانی در مقیاس کلان که موجبات رشد و تکامل خوشه های کهکشانی را فراهم کرده است.
- پس زمینه ای کم انرژی و سیاه که باقی مانده از زمانی است که اولین اتم ها در آن شکل گرفتند.
- ترکیبی از المان های سبکی مانند هیدروژن، هلیوم و لیتیوم با ایزوتوپ های متفاوت حتی در نقاطی که ستاره ها هرگز در آن به وجود نیامدند.
اطلاعات بیگ بنگ ناقص است
تمام این پیش بینی ها بر اساس شواهد مشاهده شده به دست آمده اند و به همین خاطر است که بیگ بنگ در خصوص تمام فرضیه های قبلی از بقیه موفق تر بوده و بر عکس باقی فرضیه ها را خیلی زود برکنار کرده است. البته این موضوع را هم نباید ندید گرفت که بیگ بنگ فقط در مورد دنیای ما در مراحل اول شکل گیری اش توضیح میدهد. پس هیچ گونه اطلاعاتی در خصوص اینکه چرا هستی در آن زمان اینگونه بوده به ما نمی دهد. در دنیای فیزیک اگر بدانید که موقعیت اولیه شما چگونه است و این موقعیت از چه قوانینی تبعیت می کند به راحتی و با درصد بالایی از درستی می توانید حدس بزنید که این سیستم در آینده چگونه خواهد بود.
شرایط اولیه در بیگ بنگ چگونه باید باشد که دنیای حال حاضر به وجود بیاید؟
حالا این سوال پیش می آید که شرایط اولیه در بیگ بنگ چگونه باید باشد که دنیای حال حاضر به وجود بیاید؟ پاسخ های مان به این سوال کمی سورپرایز کننده هستند اما باید بدانید که:
- در آن زمان دما در حداکثر حالت ممکن قرار داشت. یعنی حداقل دما در آن زمان کمتر از طول پلانک بوده. طول پلانک هم مقیاسی است که در آن قوانین فیزیک می شکنند و عملا کارایی ندارند.
- در زمان تولد کیهان نوسانات تراکمی در همه نقاط یکسان بوده است
- سرعت گسترش، میزان ماده و انرژی در هماهنگی با هم بودند
- فاکتورهای اولیه یکسانی وجود داشته مانند دمای و تراکم و نوسانات ماده یکسان حتی در فضاهایی که به هم متصل نبودند
- درگاشت همه نقاط هم خیلی کمتر از این چیزی بوده که امروزه هست. چیزی درحدود 1 تیریلون بار کمتر!
چرا هستی با این شرایط متولد شد؟
هر بار که به این سوال می رسیم که «چرا هستی با این شرایط متولد شد؟» یا بهتر بگویم «چرا دنیای ما اینگونه شروع شد؟» دو گزینه پیش پایمان می بینیم. در گزینه اول به این موضوع می رسیم که خب ما بیشتر از این نمی دانیم و ظاهرا در این صورت، این اتفاق، یعنی استارت هستی در چنین شرایطی بهترین حالت ممکن بوده . چرا که مکانیسمی بهتر از این نمی شناسیم که دنیای ما را اینگونه که هست به بار بنشاند. در گزینه دوم هم می رسیم به قانونی که در فیزیک از آن به نام « متوسل شدن به دینامیک» یاد می شود. متوسل شدن به دینامیک کمک مان میکند مکانیسمی طراحی کنیم که در آن سه اتفاق اساسی رخ خواهد داد.
ویژگی های مکانیسمی که در شرح نایافته ها کمک مان می کند…
ویژگی های این مکانیسم عبارت اند از
- این مکانیسم باید موفقیت در به ثمر رسیدن سیستم هایی که پیشنهاد می کنیم را تضمین کند؛ در این مورد بیگ بنگ!
- این مکانیسم کمک مان می کند تا ابهامات موجود در بیگ بنگ برطرف شوند. مثلا بیگ بنگ نمی تواند شرایط ابتدایی هستی را توضیح دهد. این مشکلات در این سیستم قابلیت توضیح دارند!
- باید پیش بینی هایی جدید داشته باشد. پیش بینی هایی که با آنچه می بینیم سازش داشته باشند و قابل تست و آزمایش هم باشند.
تنها تئوری مطابق با ویژگی های این مکانیسم
تنها تئوری که می تواند هر سه مورد بالا را در خودش جای دهد تئوری تورم کیهانی است. تورم کیهانی تنها تئوری است که در فراهم آوردن هر سه فاکتور بالا موفق بوده و به همین خاطر است که در کنار بیگ بنگ می درخشد.
مطلب پیشنهادی: مرکز جهان دقیقا کجاست؟
تورم کیهانی چیست؟
حالا می رسیم به خودِ تورم کیهانی که مرحله ای پیش از داغ و متراکم بودن هستی از ماده است. در فاز تورم کیهانی هستی پر از انرژی بوده، انرژی که مختص فضا به معنای واقعی کلمه است. برای درک این قضیه باید بسته ای مهر و موم شده یا زمینی پر از انرژی را در نظر بگیرید. انرژی که از آن حرف می زنم اصلا به انرژی ماده سیاه این روزها شبیه نیست. یعنی اگر بخواهم در قالب مقایسه از بزرگی اش برایتان بنویسم باید بگویم که انرژی موجود در آن زمان چیزی در حدود 10 به توان 25 برابر انرژی ماده سیاه این روزها بوده!
تفاوت گسترش کیهانی در زمان تورم و امروز
گسترش حهان هستی در زمان تورم کیهانی با گسترشی که امروز می شناسیم متفاوت بوده است. هستی در حال گسترشی که میزان ماده و انرژی در آن ثابت باشد در نهایت به هستی تبدیل می شود که تراکم پایین تری از ماده و انرژی و حجم بالاتری دارد. از آنجایی که تراکم انرژی به سرعت گسترش بستگی دارد، سرعت گسترش در طول زمان افت می کند چون میزان تراکم انرژی هم کمتر می شود.
اما اگر انرژی فضایی مختص خودِ فضا باشد، حتی در صورت گسترش هم ثابت می ماند. در این صورت سرعت گسترش هم ثابت می ماند. نتیجه اش هم می شود گسترش تصاعدی! یعنی پس از گذشت زمانی بسیار کم، هستی دو برابر می شود و پس از گذشت همان مقدار زمان باز هم دو برابر می شود. و این روند گسترشی هم چنان ادامه پیدا می کند. در این صورت در کسری از ثانیه کیهانی به اندازه و تراکم یک اتم به کیهانی که امروز می بینیم تبدیل خواهد شد.
مطلب پیشنهادی: بیگ بنگ چگونه جهان ما را به وجود آورد؟
گسترش کیهانی به این شیوه یعنی…
به عبارت دیگر در طول تورم کیهانی هستی به شکل قابل توجه و به اندازه غیر قابل باوری بزرگ شد. حالا می رسیم به تبعات این بزرگ شدن:
- این تورم در نهایت موجب شد هستی صفحه ای نباشد. ما نمی دانیم که در شرایط اولیه چگونه بوده است اما امکان ندارد که با وجود تورم، خمیدگی در کار نباشد.
- فاکتورهای اولیه ای در کار بوده که موجبات تورم را فراهم کرده. ما از این فاکتورها چیزی نمی دانیم اما اثرات تورم کیهانی را در سراسر هستی می بینیم
- نوسانات کوانتومی بسیار کم هستند. تا جایی که تفاوت میزان تراکم در نقاط مختلف بسیار کم است
- انرژی موجود در تورم کیهانی به ماده و انرژی هستی تبدیل شده اما با دمایی بسیار پایین تر از طول پلانک
- نوسانات ثابتی از تراکم و دما در سراسر کیهان بوجود آمده است.
شروع هستی به شیوه تورم کیهانی
فاکتورهایی که در بالا به آنها اشاره کردم دلایلی برای اثبات شروع هستی به روش تورمی هستند. همان دلایلی که شروع هستی و بیگ بنگ به روش غیر تورمی را رد می کنند. در واقع تئوری تورم کیهانی به عنوان فازی پیش از بیگ بنگ از سال 1990 شروع شد و تا به امروز شواهد زیادی مبنی بر اتفاق افتادنش پیدا شده. شواهدی که شروع غیر تورمی بیگ بنگ را به راحتی کنار می زنند!
اتفاقات ضمیمه ای تورم کیهانی
نکته دیگری هم در کار است. برای پدید آمدن هستی که امروز می بینیم حداقل میزان تورم کیهانی که اتفاق افتاده نیاز است. پس حتما اتفاقات دیگری هم در کار بوده که تورم کیهانی به بار نشسته و دنیایی که حالا می بینیم پدید آمده است. اگر تورم کیهانی را مانند تپه ای فرض کنیم، شما زمانی شامل حال این تورم می شوید که در بالاترین نقطه این تپه ایستاده اید. یعنی اگر به سمت پایین و دره ها بغلتید به ماده و انرژی تبدیل می شوید و دیگر تورمی در کار نخواهد بود.
مثالی برای درک بهتر تورم کیهانی
در این صورت به این نتیجه می رسیم که تپه هایی با شکل های متفاوت در کارند. تپه هایی که فیزیک دانان از آن به عنوان پتانسیل یاد می کنند. ناگفته ماند که فقط بعضی از این پتانسیل ها کار می کنند و باقی عمل نکرده از بین می روند. نکته اساسی در کارایی پتانسیل ها، شکل قله در این تپه هاست. این منطقه باید به اندازه کافی مسطح باشد. اگر بخواهم با مثالی این داستان را برایتان روشن کنم باید از شما بخواهم که تورم را به عنوان توپی در بالای تپه در نظر بگیرید.
مطلب پیشنهادی: در نهایت ما می‌توانیم لحظه‌های قبل از انفجار بزرگ را درک کنیم!
قله این تپه باید آنقدر مسطح باشد که توپ فضا و زمان کافی برای متورم شدن را پیدا کند. یعنی اگر فضا کم باشد در طول زمانی بسیار کم توپ به سمت پایین تپه می لغزد و تورم خیلی زودتر از آنچه باید و شاید تمام می شود. ما از این مثال استفاده کرده ایم و زمان تقریبی برای طول کشیدن تورم را تخمین زده ایم. این زمان تخمینی شکل تپه را هم کم و بیش مشخص می کند. یعنی این تورم با صرف این زمان در چه سطحی بوده! میزان همواری این سطح است که امکان اتفاق افتادن تورم را در آن زمان تضمین می کند. اگر پتانسیل یا سطح بالای تپه به مقدار کافی مسطح نباشد، یعنی اگر فضای کافی را در آن زمان برای تورم فراهم نکند نمی تواند فازی پیش از بیگ بنگ و شروعی برای دنیای ما باشد.
به جالب ترین نکته داستان نزدیک می شویم…
حالا می رسیم به جالب ترین نقطه داستان! تورم هم مانند تمام تئوری هایی که می شناسیم تئوری کوانتومی است. یعنی دقیقا مشخص نیست از چه تشکیل شده اما تقریبا می دانیم که ترکیباتش چیست. هر چه زمان بیشتری بگذرد از تشکیلات و پراکندگی موجود در آن بیشتر سر در می آوریم. حالا هم به این نتیجه رسیده ام که بهتر است به جای توپ که جسمی متمرکز است، جرمی کوانتومی را به صورت موجی به سمت پایین این تپه بفرستیم.
هستی به طور همزمان از سه جهت در حال گسترش است
در عین حال باید به این نکته هم توجه کنیم که هستی به طور همزمان از سه جهت در حال گسترش است. اگر هستی را یک مکعب یک در یک تصور کنیم بهتر می توانیم گسترش همه جانبه اش را درک کنیم. در این صورت در کسری از زمان مکعب یک در یک ما به مکعبی دو در دو در دو تبدیل می شود که 8 برابر مکعب اصلی است. یعنی 8 تا از مکعب های 1 در 1 لازم است تا این مکعب جدید پر شود.
با گذشت همان مقدار زمان، یعنی همان کسری از ثانیه، مکعب ما به مکعبی 4 در 4 در 4 تبدیل می شود که 64 برابر مکعب اصلی است. اگر باز هم همان کسری از ثانیه بگذرد مکعب ما به مکعبی 8 در 8 در 8 تبدیل می شود که 512 برابر مکعب اصلی است. حالا این عدد را در نظر بگیرید. تنها با گذشت 100 کسر از ثانیه که مقیاس زمانی ماست، ما کیهانی خواهیم داشت که 10 به توان 90 برابر حالت اولیه خود است! این یعنی تورم مغز آب کن به معنای واقعی کلمه!
مطلب پیشنهادی: آیا جهان بی نهایت و نامحدود است؟
در پایان تورم کیهانی چه می شود؟
تا به این جای کار که همه چیز به خیر و خوشی مشخص شد. حالا می رسیم به این جای داستان تورم که جرم کوانتومی ما از بالای تپه به سمت پایین دره حرکت می کند. در این قسمت داستان تورم پایان می یابد و هر چه انرژی بوده به ماده و امواج تبدیل می شود. در همین جای داستان است که بیگ بنگ اتفاق می افتد. این منطقه احتمالا شکلی نامتقارن دارد اما در هر صورت تورم به اندازه کافی در این پتانسیل رخ داده که حالا هستی به این شکلی که هست را می بینیم. حالا این سوال پیش می آید که خب! خارج از این منطقه نامتقارن چه اتفاقی افتاده؟
تورم سایر مناطق کی به پایان می رسد؟
مشکل دقیقا از همین سوال شروع می شود. این طور تصور کنید که تورم اتفاق افتاد و سپس در منطقه ای هم به پایان رسید و نتیجه اش هم شد این هستی؛ حالا به این فکر کنید که ممکن است در سایر مناطق تورم ادامه داشته باشد. بزرگی این مناطق چقدر است که تورم هم چنان در آنها ادامه دارد؟ اگر به پاسخ این سوال ها فکر کنید به این نتیجه می رسید که عظمت این مناطق چقدر است و تورمش تا کجاها ادامه خواهد داشت؟
حتی اگر این طور تصور کنیم که تعداد نامحدودی منطقه هست که تورم در آنها به پایان رسیده باز هم به این نتیجه می رسیم که مناطق بی پایانی هم هستند که تورم هنوز که هنوز است در آنها به پایان نرسیده است. علاوه بر این به این نتیجه می رسیم که در همه مناطقی که تورم در آنها به پایان رسیده بیگ بنگ اتفاق افتاده است. شاید این مناطق از هم دور افتاده باشند. شاید هم به واسطه مناطقی که تورم در آنها هم چنان ادامه دارد از هم دور باشند.
یک بیگ بنگ نه! هزار و یک بیگ بنگ….
راحت تر بگویم! اگر هر منطقه ای که بیگ بنگ در آنها اتفاق افتاده مانند حبابی باشد، این حباب ها صرفا با هم برخوردی نخواهند داشت. در نهایت به این تئوری می رسیم که هر چه زمان بگذرد این حباب ها بزرگ و بزرگ تر و تعدادشان بیشتر می شود. هر کدام از این حباب ها هم به واسطه تورمی که هم چنان جریان دارد از یکدیگر جدا شده اند.
مطلب پیشنهادی: بیگ بنگ! دنیای ما را انرژی سیاهی ساخته که برایمان نا شناخته است!
و بالاخره مولتی ورس یا چند جهانی
این همان چیزی است که در ابتدای مطلب از آن به عنوان مولتی ورس یا چند جهانی یاد کردیم. از ابتدای متن تا به این جای کار با هم بررسی کردیم که بیگ بنگ چیست و اساسا چرا اتفاق افتاده. بعد به این نتیجه رسیدیم که خود بیگ بنگ هم علتی می خواهد. بعد هم به این جای کار رسیدیم که تورم کیهانی زمینه های لازم برای اتفاق افتادن بیگ بنگ را فراهم کرده است. تورم کیهانی خودش پیش بینی های زیادی را ممکن می کند و البته خودش هم علت تعداد زیادی بیگ بنگ است.
حرف آخر
وقتی می گویم تعداد زیادی بیگ بنگ یعنی مجموعه ای از جهان ها که هر کدام بیگ بنگ داغ خودشان را داشته اند و از هم فاصله دارند. البته این به آن معنی نیست که هر کدام از این دنیاها قوانین خاص خودشان را دارند و قوانین فیزیک در هر کدام به گونه ای متفاوت عمل می کند. همچنین نمی توانیم قاطعانه به این نتیجه برسیم که مولتی ورس یا چند جهانی وجود دارد. چند جهانی تئوری است که نه می توانیم رد کنیم و نه گواه کافی برایش داریم که اثباتش کنیم. اما اگر تورم کیهانی مورد قبول است پس به گونه ای غیر مستقیم می توان به این نتیجه هم رسید که چند جهانی هم گریزناپذیر است.
مطلب پیشنهادی: نظریات جالب شان کارول در خصوص جهان‌های موازی
ممکن است شما هم مثل خیلی های دیگر این تئوری را قبول نداشته باشید. اما در هر صورت تا وقتی که تئوری های بهتر و منطقی تری ارائه نشوند، یعنی تا وقتی که جایگزینی مناسب برای تورم کیهانی پیدا نشود، چند جهانی مورد بحث و تبادل نظر باقی خواهد ماند!
