هل هناك عوالم متوازية؟

2024 مؤلف: Seth Attwood | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 15:57

يمكن أن يكون الواقع المادي أكثر شمولاً من مجرد قطعة من الفضاء في الوقت الذي نسميه الكون. يمكن بناء بيئتنا الفضائية على نطاق لا يصدق ، وأدواتنا الفلكية محدودة بشكل لا يصدق. نحن ، مثل النمل ، لا نعرف مدى ضخامة العالم خارج عش النمل.

لذا فإن بعض علماء الفيزياء النظرية يفكرون بجدية في نظرية الأكوان المتعددة ، والتي وفقًا لها فإن عالمنا هو مجرد واحد من العديد. علاوة على ذلك ، بتطبيق نظرية الكم على الكون ، فإننا مضطرون للاعتراف بوجودها في وقت واحد في العديد من الحالات.

بعبارة أخرى ، من خلال السماح بتطبيق التقلبات الكمية على الكون ، فنحن مجبرون عمليًا على الاعتراف بوجود عوالم موازية. ومن المثير للاهتمام أيضًا أن الجمع بين نظرية الأوتار والنسخة "الأبدية" من علم الكونيات التضخمي (بالحديث عن النموذج التضخمي للكون) يوفر أساسًا طبيعيًا لما يسمى بـ "الكون متعدد المناظر الطبيعية".

نظرية الكون المتعدد: التضخم

بادئ ذي بدء ، يظهر مفهوم الكون المتعدد في عدة مجالات من الفيزياء (والفلسفة) في وقت واحد ، ولكن المثال الأكثر لفتًا للنظر هو نظرية التضخم ، التي تصف حدثًا افتراضيًا حدث عندما كان كوننا صغيرًا جدًا - أقل من الثانية من العمر. وفقًا لوكالة ناسا ، في فترة زمنية قصيرة بشكل لا يصدق ، مر الكون بفترة من التوسع السريع ، "الانتفاخ" ، وأصبح أكبر وأكبر.

من المعتقد أن التضخم في كوننا انتهى منذ حوالي 14 مليار سنة. ومع ذلك ، فإن التضخم لا ينتهي في كل مكان في نفس الوقت. يعتقد الباحثون أنه ربما مع انتهاء التضخم في منطقة ما ، فإنه يستمر في مناطق أخرى.

وهكذا ، بينما انتهى التضخم في كوننا ، يمكن أن تكون هناك مناطق أخرى بعيدة حيث استمر التضخم - ويستمر في الوقت الحالي. علاوة على ذلك ، يمكن للأكوان الفردية ، وفقًا لـ LiveScience ، "اقتلاع" أكوان أكبر ، منتفخة ، وموسعة ، مما يخلق بحرًا لا نهاية له من التضخم الأبدي ، مليئًا بالعديد من الأكوان الفردية.

في هذا السيناريو الخاص بالتضخم الأبدي ، سينشأ كل كون بقوانينه الفيزيائية الخاصة ، ومجموعة الجسيمات الخاصة به ، وتصرفه الخاص في القوى ، وقيمه الخاصة من الثوابت الأساسية ، كما يقول الباحثون.

قد يفسر هذا سبب امتلاك كوننا للخصائص التي يمتلكها ، وخاصة تلك التي يصعب تفسيرها باستخدام مفاهيم مثل المادة المظلمة أو الثابت الكوني. يقول دان هيلينج ، عالم الكونيات في الجامعة: "إذا كان هناك كون متعدد ، فسيكون لدينا ثوابت كونية عشوائية في أكوان مختلفة ، وهي مجرد مصادفة أن ذلك الذي لدينا في كوننا يأخذ القيمة التي نلاحظها". أريزونا وخبيرة في نظرية الكون المتعدد.

نظرية الكون المتعدد: الملاحظات والأدلة

ومن المثير للاهتمام ، أن هناك دليلًا آخر على وجود الرسوم المتحركة وهو الملاحظات - في كوننا كان لا بد من حدوث أشياء كثيرة لدرجة أن وجود الحياة يبدو أمرًا لا يُصدق. وإذا كان هناك كون واحد فقط ، فمن المرجح ألا تكون هناك حياة فيه. لكن في الكون المتعدد ، يكون احتمال الحياة أعلى بكثير.لكن يصعب وصف هذه النظرية بأنها مقنعة ، ولهذا السبب يظل معظم العلماء متشككين في فكرة الكون المتعدد.

ومع ذلك ، حاول الكثيرون العثور على المزيد من الأدلة المادية والمقنعة على وجودها. على سبيل المثال ، إذا كان الكون المجاور قريبًا من كوننا منذ وقت طويل ، فقد يكون قد اصطدم به ، تاركًا بصمة ملحوظة.

يمكن أن تكون هذه البصمة على شكل تشوهات في إشعاع الخلفية الكونية الميكروويف أو بقايا الإشعاع (الضوء المتبقي من عندما كان الكون أصغر بمليون مرة مما هو عليه اليوم) أو في الخصائص الغريبة للمجرات في اتجاه الاصطدام ، بحسب ورقة بحثية نشرها باحثون في جامعة كوليدج بلندن …

ذهب بعض علماء الفيزياء الفلكية إلى أبعد من ذلك ، بحثًا عن أنواع خاصة من الثقوب السوداء التي قد تكون قطعًا أثرية من أجزاء من كوننا تنقسم إلى كونهم من خلال عملية تسمى نفق الكم.

إذا تم تقسيم بعض مناطق كوننا بهذه الطريقة ، فإنها ستترك ورائها "فقاعات" في كوننا ، والتي ستتحول إلى هذه الثقوب السوداء الفريدة ، والتي ، وفقًا للباحثين ، "قد تكون موجودة اليوم".

يقول المنظرون: "يمكن أن يشير الاكتشاف المحتمل لهذه الثقوب السوداء إلى وجود أكوان متعددة". ومع ذلك ، فإن كل هذه الأنواع من عمليات البحث لم تؤد إلى أي مكان حتى الآن ، لذلك لا يزال الكون المتعدد اليوم افتراضيًا.

نظرية الأكوان المتعددة: إشعاع الخلفية

في عام 1964 ، عمل الفيزيائيان أرنو بينزياس وروبرت ويلسون في مختبرات بيل في هولمدل ، نيو جيرسي ، حيث ابتكروا مستقبلات ميكروويف فائقة الحساسية لرصد علم الفلك الراديوي. لكن مهما فعلوا ، لم ينجحوا في تخليص أجهزة الاستقبال من ضوضاء الراديو الخلفية ، والتي ، بشكل غريب بما فيه الكفاية ، بدت وكأنها تأتي من جميع الاتجاهات في نفس الوقت.

اتصل بينزياس بالفيزيائي بجامعة برينستون روبرت ديكي ، الذي افترض أن ضوضاء الراديو يمكن أن تكون إشعاع الخلفية الكونية الميكروويف (CMB) ، وهو إشعاع الميكروويف الأساسي الذي يملأ الكون.

هذه قصة اكتشاف CMB ، بسيطة وأنيقة. لاكتشافهما ، حصل بينزياس وويلسون على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1978 ، ولسبب وجيه. أدى عملهم إلى دخول حقبة جديدة من علم الكونيات ، مما سمح للعلماء بدراسة وفهم الكون بشكل لم يسبق له مثيل.

ومن المثير للاهتمام أن عمل الفيزيائيين أدى أيضًا إلى واحد من أكثر الاكتشافات المدهشة في التاريخ الحديث: قد تكون السمات الفريدة للإشعاع المتبقي أول دليل مباشر على وجود عدد لا حصر له من العوالم خارج الكون المعروف. ومع ذلك ، من أجل فهم هذا البيان غير المعتاد بشكل صحيح ، من الضروري القيام برحلة إلى بداية الوقت.

نظرية الأكوان المتعددة: الانفجار العظيم

وفقًا للنظرية المقبولة عمومًا حول أصل الكون ، خلال مئات الآلاف من السنين الأولى بعد الانفجار العظيم ، امتلأ كوننا ببلازما ساخنة بشكل لا يصدق ، تتكون من نوى وإلكترونات وفوتونات تشتت الضوء.

وبحلول حوالي 380 ألف سنة ، أدى التوسع المستمر في كوننا إلى تبريده إلى درجات حرارة تقل عن 3000 كلفن ، مما سمح للإلكترونات بالاندماج مع النوى لتكوين ذرات محايدة ، وامتصاص الإلكترونات الحرة سمح للضوء بإضاءة الظلام.

والدليل على ذلك - في شكل CMB المذكور سابقًا - هو ما وجده Penzias و Wilson. ساعد اكتشافهم في النهاية في تأسيس نظرية الانفجار العظيم.

لعدة دهور ، أدى التمدد المستمر إلى تبريد الكون إلى درجة حرارة تبلغ حوالي 2.7 كلفن فقط ، لكن درجة الحرارة هذه غير متساوية. تنشأ الاختلافات في درجة الحرارة بسبب حقيقة أن المادة غير موزعة بالتساوي في جميع أنحاء الكون.يُعتقد أن سبب هذا هو التقلبات الصغيرة في كثافة الكم التي حدثت بعد الانفجار العظيم مباشرة.

في عام 2017 ، نشر باحثون في جامعة دورهام في المملكة المتحدة ورقة بحثية تشير إلى أن مطبوعات CMB (تسمى البقع الباردة) قد تكون دليلًا على عوالم أخرى. افترض المؤلفون أن البقع في إشعاع الخلفية الميكروية ظهرت نتيجة تصادم بين كوننا وآخر.

بشكل عام ، يمكن اعتبار البقع الموجودة في بقايا الإشعاع أول دليل على وجود الكون المتعدد - بلايين من الأكوان الأخرى ، على غرار كوننا ، - كتب الباحثون.

نظرية الأكوان المتعددة: المادة المظلمة

هناك دليل آخر في خزينة نظرية الكون المتعدد يضيف دراسة جديدة مثيرة للاهتمام للغاية. كتب نائب أن نتائجه تشير إلى أن الثقوب السوداء التي تشكلت من الأكوان المنهارة تولد مادة مظلمة ، وقد يبدو كوننا مثل ثقب أسود للغرباء.

لاحظ أن المادة المظلمة هي مادة غير مرئية تمثل معظم كتلة الكون - على الرغم من أنها لا تصدر ضوءًا يمكن اكتشافه ، إلا أنها لا تزال موجودة ، نظرًا لتأثيرها الجاذبي على مجموعات المجرات والأجسام الأخرى المنبعثة في الفضاء.

تم اقتراح مجموعة مذهلة من الفرضيات لشرح المادة المظلمة ، لكن العلماء الآن اقترحوا أن الثقوب السوداء البدائية ، وهي أجسام افتراضية تعود إلى الأيام الأولى للكون ، "هي مرشح قابل للتطبيق للمادة المظلمة". تم التوصل إلى هذا الاستنتاج من قبل فريق دولي من الباحثين من الولايات المتحدة واليابان وتايوان ، في ورقة نشرت في المجلة العلمية Physical Review Letters في يناير من هذا العام.

ومع ذلك ، في الوقت الحالي ، كل هذه المفاهيم تخمينية ، على الرغم من أن الفيزيائيين يتوقعون طرقًا جديدة للرصد باستخدام التلسكوبات المتطورة في السنوات القادمة للمساعدة في الإجابة على العديد من الأسئلة.

نظرية الكون المتعدد: التضخم مرة أخرى

توفي عالم الفيزياء النظرية البريطاني الشهير ستيفن هوكينج في 14 مارس 2018 بعد أن أمضى عقودًا في كرسي متحرك ويعتمد على مُركِّب الكلام بسبب المعاناة التي يسببها التصلب الجانبي الضموري. تم كتابة آخر عمل بحثي للعالم ، نُشر قبل 10 أيام فقط من وفاته ، مع أستاذ الفيزياء النظرية توماس هيرتوج وكان مهتمًا بالكون المتعدد.

في مقال بعنوان "طريق سلس للخروج من التضخم الدائم؟" افترض هوكينج وهيرتوج أن التوسع السريع في الزمكان بعد الانفجار العظيم يمكن أن يحدث بشكل متكرر ، مما يؤدي إلى تكوين أكوان متعددة.

يعد عملهم في الأساس امتدادًا لنظرية التضخم ، والتي تشير إلى أنه قبل الانفجار العظيم ، كان الكون مليئًا بالطاقة التي كانت جزءًا من الفضاء نفسه ، وكانت تلك الطاقة تتسبب في توسع الفضاء بمعدل أسي. كانت هذه الطاقة هي التي أدت إلى حدوث الانفجار العظيم ، وهذا ما تحدثنا عنه سابقًا.

ومع ذلك ، نظرًا لأن التضخم ، مثل أي شيء آخر ، هو كمي بطبيعته ، فهذا يعني أنه لا بد من وجود مناطق في الفضاء في الكون ينتهي فيها التضخم ويبدأ الانفجار العظيم. ومع ذلك ، لا يمكن أن تتصادم هذه المناطق مع بعضها البعض ، حيث يتم فصلها عن طريق مناطق تضخم الفضاء.

نظرية الأكوان المتعددة: النقد والاستنتاجات

في الختام ، يجب القول أنه عندما يتحدث شخص ما عن نظرية الكون المتعدد ، يمكن أن يبدو مغرورًا ومتواضعًا في نفس الوقت. لكن لدى العديد من الفيزيائيين رد فعل مختلف تمامًا: من وجهة نظرهم ، فإن فكرة الكون المتعدد هي فكرة غير علمية وربما "خطيرة" من حيث أنها يمكن أن تؤدي إلى جهود علمية مضللة.

على سبيل المثال ، أطلق بول شتاينهاردت ، أستاذ العلوم الطبيعية في جامعة برينستون ، على نظرية الكون المتعدد "نظرية أي شيء" ، لأنها متوافقة مع الملاحظة التعسفية ، وبالتالي ليس لديها أي تحيز تجريبي.

بطريقة أو بأخرى ، على الرغم من انتقاد نظرية تعددية العوالم ، فإن بيانات البحث العلمي (بعضها موصوف في هذه المقالة) تجعل من الممكن طرح مثل هذه النظريات التي تبدو مجنونة. بعد كل شيء ، بالعودة إلى تشبيه عش النمل ، ماذا نعرف عن العالم الذي نعيش فيه؟