فیزیکدانان، تعداد جهان‌های موازی را مشخص کردند

نظریه جهان‌های فراوان که برخی از آن به جهان‌های موازی، بس‌گیتی یا چندجهانی یاد می‌کنند، شاید همه ویژگی‌های یک نظریه علمی معتبر را نداشته باشد، اما ویژگی‌ها و پیامدهای آن حتی توجه مردم عادی را جلب می‌کند. فیزیک‌دانان در تازه‌ترین پژوهش‌ها گفته‌اند که ابعاد جهان‌های موازی بی‌نهایت نیست، بی‌اندازه بی‌نهایت است!

به گزارش خبرآنلاین، «آلبرت اینشتین» با تمام نبوغ و دانش خود، تفسیر آماری مکانیک کوانتومی را قبول نداشت و این مفهوم را در جمله معروف «خدا تاس نمی‌اندازد» عنوان کرد. «نیلز بوهر» هم که از پایه‌گذاران مکانیک کوانتومی بود، در پاسخ اینشتین گفت: «به خدا نگو چه‌کار کند!».

تحقیقات فیزیک‌دانان طی نیمه دوم قرن بیستم نشان داد که نه‌تنها تعبیر اینشتین در تاس‌بازی اشتباه بود که کازینوی عظیم فیزیک کوانتومی به‌احتمال زیاد دارای اتاق‌هایی بسیار بیشتر از هر آن چیزی است که تاکنون تصور می‌کردیم. حال «ارسلان عادل» و همکارانش در دانشگاه کالیفرنیا در دیویس (UCD)، آزمایشگاه ملی لس‌آلاموس در ایالات متحده و انستیتو فدرال فناوری سوئیس در لوزان می‌گویند که به نظر می‌رسد تعداد این اتاق‌های اضافی، نهایتی ندارد!

این پژوهشگران در مقاله‌ای در آرکایو، نقشه واقعیت بنیادین را دوباره ترسیم کرده‌اند تا نشان دهند که نحوه ارتباط ما با اشیاء در فیزیک، ممکن است مانع از مشاهده چشم‌انداز عظیم عالم شود.

تفسیر آماری عالم

نزدیک به یک قرن است که درک ما از واقعیت، تحت تأثیر نظریه‌ها و مشاهداتی که زیر پرچم مکانیک کوانتومی مطرح شده‌اند، پیچیده شده است. روزگاری که می‌شد اندازه‌گیری‌های دقیقی از اجسام انجام داد و سرنوشت محتوم آن‌ها را با معادلات مکانیک، ترمودینامیک، الکترومغناطیس و نسبیت تعیین کرد، گذشته است.

برای درک تاروپود بنیادینی که عالم را تشکیل داده است، به ریاضیاتی نیاز داریم که بازی احتمالات را به اندازه‌گیری‌های حدودی و غیرقطعی مرتبط کند؛ و این، به دور از دیدگاه شهودی عالم است.

بر اساس تعبیر کپنهاگی مکانیک کوانتومی، به نظر می‌رسد که امواج هر احتمالی همیشه وجود دارند، تا زمانی که آن اتفاق قطعی می‌شود و دیگر احتمالات به ناگاه ناپدید می‌شوند. حتی در حال حاضر هم کاملاً مشخص نیست که درنهایت، چه چیزی سرنوشت گربه شرودینگر را تعیین می‌کند.

نظریه جهان‌های موازی

اما این‌همه ابهام، مانع از آن نشده است که دانشمندان از دیدگاه‌ها و ایده‌های مختلف دست بکشند. «هیو اِوِرِت» (Hugh Everett)، فیزیک‌دان آمریکایی در دهه 1950 (۱۳۳۰) نظریه جهان‌های موازی را پیشنهاد کرد که بر اساس آن، همه اندازه‌گیری‌های محتمل، واقعیت خود را پایه‌گذاری می‌کنند. به بیان ساده‌تر می‌توان این نظریه را چنین توضیح داد که انبوهی از جهان‌های موازی داریم که هر اتفاق امکان‌پذیری در یکی از آن‌ها به شکل تصادفی رخ می‌دهد. آنچه جهان ما را در مقایسه با دیگر جهان‌ها پراهمیت می‌کند، صرفاً آن است که ما در حال مشاهده آن پدیده هستیم.

مدل «جهان‌های متعدد» اِوِرِت را از نظر علمی نمی‌توان «نظریه» دانست (مانند نسبیت یا مکانیک کوانتومی) و نمی‌توان آن را با مکانیک کوانتومی مقایسه کرد که شگفتی‌های مطلق را در پدیده‌ای محسوس به نمایش می‌گذارد؛ بااین‌حال محاسبات فیزیک‌دانان نظریه ریسمان، تعداد حدود ۱۰ به توان ۱۰۰ جهان موازی را محتمل می‌داند؛ یعنی چند ده میلیارد میلیارد میلیارد میلیارد میلیارد میلیارد میلیارد میلیارد میلیارد میلیارد میلیارد عالم!

در مدل چندجهانی (برخی آن را «بس‌گیتی» ترجمه کرده‌اند)، با برداشتی از بی‌نهایت عالم از احتمال‌ها شروع می‌کنیم که به زبان فیزیک‌دانان، همان مجموع همه انرژی‌ها و موقعیت‌های شناخته‌شده تحت عنوان «هملیتونین سراسری» است و سپس، روی هر چیزی که توجه‌مان را جلب کند، تمرکز می‌کنیم. بدین ترتیب احتمال‌های نامتناهی را درون زیرسیستم‌های همیلتونی مشخص‌تر و به‌مراتب مدیریت‌پذیرتر، محدود می‌کنیم.

ذره‌بین فریبنده

حال این سؤال مطرح می‌شود که این تمرکز یا بزرگ‌نمایی، درعین‌حالی که می‌تواند ادراکی از نامتناهی در اختیارمان قرار دهد، آیا می‌تواند مانع مشاهده چشم‌انداز کلی شود؟ آیا این کار، رویکرد کوته‌فکرانه‌ای نیست که از آشنایی ما با برخی از اشیاء ریزمقیاس (میکروسکوپی) برآمده باشد؟

به‌بیان‌دیگر، می‌توان این‌طور توضیح داد که در آزمایش گربه شرودینگر، ما به‌راحتی می‌پرسیم که آیا گربه در داخل جعبه، زنده است یا مرده؛ اما هرگز در نظر نمی‌گیریم که آیا بوی نامطبوعی از جعبه منتشر می‌شود یا اینکه میز زیر جعبه، گرم است یا سرد.

پژوهشگران در تلاش برای تعیین اینکه آیا تمایل ما به حفظ تمرکز بر آنچه در داخل جعبه است، اهمیتی دارد یا نه؛ الگوریتمی را توسعه دادند تا بررسی کنند که آیا ممکن است برخی از احتمالات کوانتومی موسوم به «حالت‌های اشاره‌گر»، کمی سرسختانه‌تر از دیگر احتمال‌ها تنظیم شوند و درنتیجه سبب شوند که برخی از ویژگی‌های حیاتی با احتمال پایین‌تری درهم تنیده شوند.

اگر چنین باشد، جعبه توصیف‌کننده گربه شرودینگر تا حدی ناقص است مگر آنکه ما فهرست طولانی عواملی را در نظر بگیریم که بالقوه در سراسر کیهان پراکنده‌اند.

ارسلان عادل، فیزیکدان پاکستانی و عضو هیئت‌علمی دانشکده فیزیک UCD در توضیح این ایده می‌گوید: «برای مثال شما می‌توانید بخشی از زمین و کهکشان آندرومدا را در یک زیرسیستم داشته باشید و این زیرسیستم، کاملاً درست است». در تئوری، هیچ محدودیتی برای تعریف زیرسیستم‌ها وجود ندارد و فهرست طولانی از حالت‌های دور و نزدیک را می‌توان در نظر گرفت که هرکدام، واقعیت را با اندکی تغییر پدید می‌آورند.

پژوهشگران با اتخاذ رویکرد جدید در نظریه چندجهانی (جهان‌های متعدد) اِوِرِت، به پاسخی رسیده‌اند که آن را تفسیر «جهان‌های بسیار فراوان‌تر» نامیده‌اند. تفسیر جدید، مجموعه‌ای بی‌شمار از احتمال‌ها را در نظر می‌گیرد و آن را در بازه بی‌نهایتی از واقعیت‌ها ضرب می‌کند که در شرایط معمولی آن‌ها را در نظر نمی‌گیریم.

روش نوین هم با شباهت زیادی به تفسیر اصلی، بیش از آن‌که درباره رفتار عالم توضیحی ارائه دهد، به تلاش ما برای مطالعه گام‌به‌گام آن در هر لحظه اشاره دارد.

پژوهشگران امیدوارند که این الگوریتم بتواند در توسعه راه‌های بهتر برای کاوش سیستم‌های کوانتومی مانند الگوریتم‌های داخل کامپیوتر، کاربرد داشته باشد.