در جستجوی جهان های موازی – بخش چهارم

بیگ بنگ: چند جهانی های رده ی ۱ و ۲ شامل جهان های موازی دوردست هستند که در ورای دسترسی اخترشناسان قرار دارد. اما رده ی بعدی از چند جهانی درست در اطراف ما قرار دارد و برخاسته از تفسیر مشهور و به همان اندازه جنجالی چندین جهانی از مکانیک کوانتومی می باشد و این ایده را تقویت می کند که فرایندهای کوانتومی تصادفی باعث خلق رونوشت های متعدد با هر پیامد ممکن می شود.

1.14910رده ۳: چندین جهان ِ کوانتومی

در اوایل سده ی بیستم نظریه ی مکانیک کوانتومی با شرح قلمرو اتمی، که گوش به فرمان قواعد کلاسیکی نیست، انقلابی در فیزیک به پا کرد. این نظریه حالت جهان را نه بر حسب عبارت های کلاسیکی، بلکه بر حسب معادلات ریاضی بنام تابع موج مشخص می کرد. بنا به معادله موج شرودینگر، این حالت گونه ای از ریاضیات است که در طول زمان تحول می یابد، یعنی تابع موج در فضایی نامحدود و با بی نهایت بُعد به نام فضای هیلبرت به سر می برد. گرچه مکانیک کوانتومی اغلب بصورت ذاتا تصادفی و نامعین توصیف می شود، اما تابع موج شرودینگر به شیوه ای خوش ساختار نشان می دهد که هیچ چیز تصادفی و نامعینی درباره ی آن وجود ندارد و تا حدودی دقیق این وضعیت را پیش بینی می کند.

بر طبق نظریه کوانتوم می توان گفت، هر ذره ای با یک موج همراه است. موج نیز به نوبه خود، احتمال یافتن ذره را نشان می دهد. جهان زمانی که بسیار جوان بوده، از یک ذره زیر اتمی نیز کوچکتر بوده، بنابراین شاید خود جهان نیز تابع موجی داشته باشد. از آنجا که یک الکترون می تواند بطور همزمان در حالت های متعدد وجود داشته باشد و از آنجا که جهان روزگاری از یک الکترون هم کوچکتر بوده، بنابراین شاید جهان نیز بطور همزمان در حالت های متعددی وجود داشته باشد که از طریق تابع موج شناسایی می شود. همین اصل به شکل دیگری از نظریه چند جهانی منتهی می شود.

نکته ی پیچیده، در چگونگی ارتباط دادن این تابع موج با آن چیزی که مشاهده می کنیم می باشد. بسیاری از توابع موج معقول با وضعیت هایی گیج کننده و مبهم روبرو هستند. مانند گربه ی معروف شرودینگر که همزمان هم زنده است و هم مرده! بیش از چهار دهه است که تفسیر چند جهانی کوانتومی در درون و بیرون از دنیای فیزیک ذهن ها را سردرگم کرده است. اما اگر بین دو شیوه ی نگریستن به یک نظریۀ فیزیک تمایز بگذاریم، هضم این نظریه با یک مثال کمی آسان تر می شود: دیدگاه بیرونی فیزیکدانی سرگرم بررسی معادلات ریاضی اش، مانند پرنده ای است که از بالا به بررسی برکه ای می پردازد و دیدگاه دیگر بیننده ای را در درون جهان توصیف شده نشان می دهد که توسط آن معادلات به سر می برد و همانند قورباغه ای است که در برکه فوق مشغول زندگی است.

universes

از چشم انداز پرنده، چند جهانی رده ی ۳ ساده است. تنها یک تابع موج هست که با همواری و علیت مندی در طول زمان، بدون هیچ گونه پیچیدگی خاصی به پیش می رود، اما از چشم انداز قورباغه، بینندگان تنها کسر اندکی از این واقعیت کامل را دریافت می کنند. آنان می توانند به جهان های رده ی ۱ خود بنگرند ولی فرایندی موسوم به همدوسی مانع می شود که رونوشت های موازی رده ی ۳ خودشان را هم ببینند. هرگاه از بینندگان چیزی بپرسیم، تصمیمی آنی می گیرند و پاسخی می دهند، اثرات کوانتومی در مغزشان به برهم نهی نتایج می انجامد، مانند «به خواندن این مقاله ادامه بده» و « دست از خواندن این مقاله بردار».

از چشم انداز پرنده، عمل تصمیم گیری سبب می شود که شخص به رونوشت هایی چندگانه موازی ارتباط پیدا کند: یکی که دست از خواندن بر نمی دارد و دیگری بر عکس عمل می کند. با این حال، از دیدگاه قورباغه، هر کدام از این دگرمن ها از وجود دیگر رونوشت ها چیزی نمی دانند و برای او شاخه زنی تنها بصورت تصادفی بودن جلوه می کند: یعنی احتمالی معین برای ادامه دادن به خواندن یا نخواندن. (درست همانند آزمایش دو شکاف از دید ناظر) نیازی به گفتن این نیست که پیامدها بسیار عمیق و عجیب هستند، البته خوشبختانه فیزیکدانان نیز شروع به کند و کاو آنان کرده اند.

از چشم انداز پرنده، البته بیش از یک جهان کوانتومی وجود ندارد، اما از چشم انداز قورباغه، تعداد جهان هایی که در لحظه ی مشخص تمایز پذیر اند، اهمیت دارد. تحول تابع موج ناظر برابر است با ۱۰ * ۱۰ به توان ۱۱۸ حالت ممکن نسبت به دیگری! یعنی هر عملی که انجام می گیرد باعث تغییری آنی در جهان می شود و به جهان های موازی بیشتری منجر می شود و احتمالات بیشتری به وقوع می پیوندند، اما در جهان های موازی. می توان گفت همه ی حالت های ممکن در هر لحظه ای وجود دارند. پس چه بسا گذر زمان از چشم بیننده باشد و شاید برای چارچوب بندی جهان های موازی این رده باید به درک بیشتری از “سرشت زمان” دست یافت. در قسمت بعد، رده ی ۴: “دیگر ساختارهای ریاضی” را بررسی می کنیم.

ادامه دارد »»»

سمیر الله وردی / انتشار: سایت بیگ بنگ

منابع: مکس تگمارک – مجله Scientific American/ میچیو کاکو – Parallel Worlds

image_pdfimage_print
(11 نفر , میانگین : 4٫73 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=21790

سمیر الله وردی

کارشناس عمران، علاقمند به نجوم، کیهان شناسی، فیزیک و تکنولوژی های جدید می باشد و بعنوان نویسنده علمی- نجومی در وب سایت بیگ بنگ فعالیت می کند.

شما ممکن است این را هم بپسندید

۱۷ پاسخ‌ها

  1. لطفا جواب بدید منظور من اینه که وقتی فضا در حال انبساط هست پشت اون چیزی که داره انبساط میشه اون سیاهی اون تا کجا ادامه داره؟

    • تحریریه‌ی بیگ بنگ تحریریه‌ی بیگ بنگ گفت:

      کل فضا رو مثل یک بادکنک فرض کنید که با گسترش جهان در حال بزرگ تر شدن هست. فیزیکدانان معتقدند در بیرون از جهان حبابی خودمان، کیهان های حبابی دیگر با قوانین فیزیک خاص خودشان قرار دارد و از خلاء کوانتومی هر آن می تواند جهانی تازه با قوانین خاص، متولد شود. در ضمن شناخت ما از کیهان ۴ درصد است، برای ما هنوز ماهیت ماده تاریک، انرژی تاریک، چگونگی تورم و انبساط سریع کیهان، ثابت های دقیق کیهان، پیکان زمان و بسیاری موارد دیگر هنوز مشخص نیست.

      • ایلیاد گفت:

        آیا ماهیت قوانین کیهانهای دیگر نیز فرق می کند یا این تغییر صرفاً در مقدار کمیت نیروهایی مثل گرانش و نیروی الکترومغناطیس و… می باشد؟

        • تحریریه‌ی بیگ بنگ تحریریه‌ی بیگ بنگ گفت:

          میتوان گفت، هر چه تعداد این جهان ها بیشتر باشد با قوانینی خاص و همچنین کمیت های متفاوت تری موجودیت پیدا خواهند کرد. پیشنهاد می کنیم کتاب شش عدد مارتین ریس را مطالعه کنید، وی در این کتاب بخوبی شرایط چنین جهان هایی را پیش بینی کرده است.

  2. ایا فضا یا زمان ما هردو بی نهایت هستند؟

  3. mojtaba گفت:

    به جای اینجور فکرای مطلقا مالیخولیایی بهترکه این دانشمندا به فکر حل واقعیت های دوروبرمون باشن، ماده تاریک رو حل کنید!!! این مهمه…..چون حتی ممکنه حساب دیفرانسیلمونم اشتباه باشه!!
    طبق معمول خوشم از دوستمون اینشتین میاد که هیچگاه جز به حل پیدیده های این دنیا، به چیزایِ من درآوردی فکر نمیکرد…. تا حدی که حتی تصور فضازمان رو بدون میدان گرانشی نمیتونست قبول کنه……….تنها این طرز تفکر صراط المستقیمه….بقیه جزو والضالینن

  4. ایلیاد گفت:

    این نظریه های پیچیده فیزیک دیگه داره مالیخولیایی و توهمی میشه واقعا!!!!

  5. مــهــدی گفت:

    اینشتین برای نسبیت عام از هندسه نااقلیدسی استفاده کرد که هندسه نااقلیدسی زیاد با عقل جور در نمی آید، سیاهچاله و کرمچاله از نتایج نسبیت عام هستند که وجود آن در واقعیت همیشه در سایه ای از ابهام قرار دارد ،همچنین علم برای تصرف در طبیعتی که به آن دسترسی نزدیکی دارد نیاز به گذشت زمان زیادی داشته است بنابراین می توان گفت شناخت ماده تاریک که با آن فاصله زیادی داریم میسر نخواهد بود، شما ببین دانشمندان برای حل مسائل مربوط به حیات و غیره نیاز به فرستادن کاوشگر به آن منطقه را دارند پس هر دستاوردی در مورد ماده تاریک نهایتا منجر به اضافه شدن یک نظریه دیگر می شود.
    و بنابراین این طور به نظر می آید که فیزیک نظری هیچ گاه منجر به یک واقعیت کاربردی برای انسان ها نخواهد شد مگر این که بیگانگان فضایی بیایند و به ما بگویند که این ندیکترین حدس است یا اینکه … .

    • سمیر الله وردی گفت:

      اتفاقا بر عکس، دانشمندان در حال حاضر بر طبق نظریات اینشتین و هیگز و …. دست به آزمایشات بزرگ و گران قیمتی زده اند. گروهی با مشاهده به طبیعت که یک آموزگار بزرگ است نسبیت اینشتین را اثبات کردند، گروهی با ساخت دستگاه های پیشرفته و صرف ده ها سال تحقیق اتساع زمانی اینشتین را به اثبات رساندند. گروهی با هزینه های زیاد به دنبال کشف امواج گرانشی نخستین هستند که در فرمول های اینشتین پیش بینی شده بود. گروهی دیگر با ساخت برخورد دهنده ذرات و گرداوری هزاران دانشمند از سراسر جهان پس از سال ها تلاش ذره هیگز که براورده از یک نظریه فیزیکی بود، موفق به کشف آن شدند. فیزیک نظری در واقع پلی است بسوی کشف ناشناخته های جدید. تمامی نظریات موجود در فیزیک نظری باید با شواهد منطبق باشند، این نظریات ایده های جدید خلاقانه است که به ما در کشف ناشناخته ها کمک می کند، با از کار افتادن فیزیک نظری، ایده های جدیدی دیگر وجود نخواهد داشت و در آینده بصورت اتوماتیک پیشرفتی در سایر علوم مرتبط به فیزیک هم صورت نمی گیرد.

      • مــهــدی گفت:

        همین منظور من هم همین بود ، فیزیک نظری محکوم به تنها کشف ناشناخته های جدید است اما فقط کشف ناشناخته ها نه رسیدن به آن ناشناخته ها! مثلا کاری که تلسکوپ ها انجام می دهند!(حالا اینکه با از کار افتادن رویه فیزیک نظری، ایده های جدیدی دیگر وجود نخواهد داشت،حرفی است کاملا واقع گرایانه اما نه الزاما صحیح.)

        • سمیر الله وردی گفت:

          محدودیت در فضا زمان نمی تواند سدی برای دانشمندان و نظریه پردازان باشد، چون در ذهن آزاد هستند تا هر چیزی را به چالش بکشند. هر فکر و نظریه ای جدید می تواند آغازی بر پژوهش های بعدی باشد. زمانی نه چندان دور ما هم در میان ستارگان به سفر می پردازیم و این محدودیت را از بین خواهیم برد.

          • مــهــدی گفت:

            این جمله لاورنس کراوس بود که می گفت “شاید به خاطر نحوه کارکرد مغز ما ، محدودیت هایی داشته باشیم در مسیر درک کائنات”(و فیزیک نظری چیزی خارج از نحوه کارکرد مغز ما نیست!)

          • سمیر الله وردی گفت:

            خب بخاطر همین جمله ام که شده و محدویت های موجودمون از همین الان دست بکشیم از تحقیق و نظریه پردازی چون در هر حال کار بیهوده ای هست. اگر همه اینجوری فکر میکردن هیچ پیشرفتی در هیچ زمینه ای بدست نمی اومد.

          • مــهــدی گفت:

            من که نگفتم که آنها کار بیهوده ای انجام می دهند! (طبیعتا کار آنها می تواند کمک کند.)اما مسئله اصلی اینجاست که تابحال حداکثر پشرفت های صورت گرفته منوط به تبدیل غیر ممکن به ممکن بوده است،نه اجرای تناقضات در واقعیات!(به نظر من بین پارادوکس و غیر ممکن تفاوت زیادی هست.)

  6. ناهید گفت:

    در مورد آزمایشگاهی که پارسال تو فرانسه شروع به ساخت شد تا مطالعات روی انرژی تاریک و ماده تاریک کنن آیا اطلاعاتی بدس آوردن؟

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *