هزاران سال است که اخبار و اطلاعاتی درباره جهان های دیگری جز آنچه در اطرافمان می بینیم، در اختیار بشر قرار گرفته است. این اطلاعات که گاه در حد یک خبر کوتاه و گاه به پیشرفتگی توصیفی دقیق از آنها و ساکنانشان یا چگونگی دسترسی به آنها و کاربردها و امکانات این دسترسی بوده اند، تا مدتی پیش تماماً در حیطه دانش باطنی قرار می گرفتند و علوم تجربی ظاهری را یارای اظهار نظر کردن در این باره نبود. اما با نگاهی به اطراف می توان دید که پیشرفت های علوم ظاهری اکنون چنان شتاب برق آسایی گرفته اند که گویی سفینه دانش بشری در آستانه پرواز قرار دارد. تا دیروز مفاهیمی چون کرویت زمین، میدان های مغناطیسی (کهربا)، کند شدن زمان در سرعت های بالا، سیاهچاله ها و… استناد علمی نداشتند، اما امروزه این مفاهیم کاملاً علمی و اثبات شده به شمار می روند. به نظر می رسد در آینده ای نه چندان دور، مفهوم جهان های موازی و چگونگی برقرار کردن ارتباط با آنها نیز موضوعی کاملاً علمی باشد. در این مقاله سعی داریم دستاوردهای جدید علوم ظاهری درباره جهان های دیگر و به ویژه جهان های موازی جهان خودمان را مروری کنیم.

انسان های حقیقت جو در طول تاریخ، مجنون وار به دنبال کشف جلوه های حقیقت بوده اند و در این میان دغدغه اصلی محققان و دانشمندان علم فیزیک، یکپارچه سازی و وحدت بخشیدن به ایده ها و مفاهیم به ظاهر مختلفی از دانش بشری بود که از کوچک ترین اجزای زیراتمی تا بزرگ ترین کهکشان های عالم را دربرمی گرفتند. دانشمندان به دنبال این منظور در تلاش برای پر کردن شکاف های دیوار دانش بوده اند و اکنون نیز به آن ادامه می دهند. اکنون به نظر می رسد پر کردن این شکاف ها بدون قبول وجود جهان های دیگر به صورت علمی ناممکن باشد. برای بررسی این موضوع بد نیست از گذشته ای نه چندان دور آغاز کنیم.

تاریخچه

تنها چند قرن پیش یعنی در عصر دانشمندانی چون کپلر، گالیله، کپرنیک و نیوتن انسان تصور می کرد که جهان مانند چرخ دنده ای بزرگ است که سیارات را به چرخیدن به دور خورشید مجبور می کند. در آن دوران گرچه گذر زمان به وسیله ساعت قابل اندازه گیری بود اما خود زمان مفهومی ابدی و ازلی داشت که تجزیه و تحلیل آن چیزی غیرممکن تلقی می شد. مکان یا فضا نیز در همه جهت ها بی انتها بود و اندیشیدن درباره آن به دیوانگان و شعرا اختصاص داشت. چنین دیدگاهی همچنان ادامه داشت تا این که در قرن بیستم میلادی، نظریه های نسبیت اینشتین انقلاب جدیدی در تفکر علمی به پا کرد و برخی شکاف های علم را پوشاند. دیگر زمان و مکان به رازآلودگی قبل نبودند بلکه آنها به یکدیگر متصل شدند و مفهوم جدیدی به نام «فضا – زمان» را تشکیل دادند. ماده نیز چیزی بود که در داخل همین فضا – زمان به وجود آمده بود. سرعت نور هرچند بسیار زیاد بود اما به صورت مقداری مشخص و کمتر از بی نهایت تعیین شد. بدین ترتیب فرض جاودانی بودن جهان تغییر کرد تا امکان طرح این سوال به وجود آید که به راستی در آغازین لحظات آفرینش جهان که به نام «انفجار بزرگ» یا «مهبانگ» معروف است چه اتفاقی رخ داد؟ یعنی همان زمانی که اندازه کل جهان از نقطه پایین این علامت تعجب هم کوچک تر بود، در پاسخ به این پرسش تئوری ها و مدل هایی برای جهان ارائه شدند که به تئوری های کیهان شناختی معروفند. از سویی دیگر با کشف نظریه فیزیک کوانتومی (علمی که به رفتارهای اتمی و زیراتمی می پردازد) شکاف های بیشتری در علم پوشیده شد. بر اساس این نظریه رفتار ماده با توجه به نحوه مشاهده اش تغییر می کند. به عبارتی دیگر عمل مشاهده کردن یک مشاهده گر نقش موثری در رفتارهای جهان اتمی بازی می کند. بدین ترتیب یکی از مسائل مهم فیزیکدانان امروز به هم رساندن فاصله بین فیزیک کوانتوم و نسبیت است و از نظریه هایی که برای کمک به این مقصود می توان امید زیادی بر آنها داشت، نظریه هایی هستند که وجود یک چندجهانی متشکل از جهان ما و جهان های دیگر را مفروض می دارند.

ساده ترین نوع جهان های دیگر

وجود جهان های دیگر، جهان های موازی و به طور کلی وجود یک چندجهانی (که جهان ما نیز عضوی از اعضای آن است) توسط تعدادی از تئوری های فیزیکی درباره توصیف جهان، به طور غیرمستقیم و ضمنی تایید می شود. به عنوان مثال یکی از ساده ترین این تئوری ها از نتایج اندازه گیری های پرتوی زمینه کیهان(یعنی همان پژواکی که از مهبانگ باقی مانده است) استنتاج شده است. از آنجایی که پس از تئوری نسبیت اینشتین، مدل هایی برای تشریح فرم فضا – زمان ما و نیز نحوه توزیع جرم در آن مطرح شد، این اندازه گیری ها می توانستند درستی آنها را تایید یا رد کنند. مثلاً در کنار مدل فضا – مکان بیکران، مدل های فضا – مکان انحنادار مثل کروی یا هزلولوی و در کنار مدل توزیع یکنواخت ماده در جهان، مدل های توزیع فرکتالی یا تجمع ماده در اطراف ما و تهی بودن بقیه جهان می توانستند امکان پذیر باشند. اما نتایج اندازه گیری های پرتوی زمینه کیهانی بیشترین انطباق را با فرض جهان نامحدود و توزیع یکنواخت ماده در مقیاس بزرگ داشت. یعنی جهان ما (با بیشترین احتمال ریاضیاتی) فضایی بیکران است که سرتاسر آن را ستار گان و کهکشان ها پر کرده است. چنین جهانی بسیار بزرگتر از آن چیزی است که ما می توانیم به وسیله تلسکوپ ها ببینیم چرا که ما تنها قسمتی از جهان را می بینیم که نور آن از زمان وقوع مهبانگ یعنی حدود چهارده میلیارد سال قبل تاکنون فرصت رسیدن به زمین را داشته است یعنی کره ای به شعاع ۱۰۲۶+۴ متر، هنگامی که این مدل فضای بیکران با توزیع یکنواخت ماده در آن با نظریه کوانتوم (که بر اساس آن جهان گسسته است و می توان آن را به وسیله مقداری متناهی از اطلاعات مشخص کرد) ترکیب می شود، می توان چنین نتیجه گرفت که وجود دنیایی کاملاً شبیه به دنیای ما در نقطه ای دیگر از جهان بیکران امکان پذیر است. به عنوان مثال اگر می توانستیم تا فاصله ۱۰ به توان ۱۰۹۱ متری ( یعنی یک عدد یک و به تعداد ۱۰۹۱ نقطه (یا صفر) در سمت راست آن) اطرافمان را جست وجو کنیم، انتظار داشتیم دنیایی دقیقاً مشابه آنچه تا فاصله ۱۰۰ سال نوری از زمین وجود دارد، پیدا کنیم. در هنگام کشف آن دنیا وقتی پیچ تلسکوپ را کمی بیشتر تنظیم می کردیم کسی را با قیافه ای کاملاً آشنا می دیدیم که او هم با تلسکوپ خود در پی یافتن دنیای ماست، چنین فرضیه ای مشابه آن است که بگوییم اگر خروجی های کامپیوتری را (که برای تولید پیوسته حروف الفبا به صورت تصادفی برنامه ریزی کرده ایم) جست وجو کنیم، احتمالاً پس از چند قرن یا چند هزاره می توانیم انتظار داشته باشیم که نسخه ای از دیوان حافظ را نیز تولید کرده باشیم. البته این نوع استنتاج ساده انگارانه که بیشتر به یک شوخی شبیه است را می توان تنها به عنوان مقدمه ای برای ورود به مباحث جدی تر فیزیکی در نظر گرفت.

جهان هایی در دیگر ابعاد مکان – زمان

دسته دیگری از مباحثی که درباره جهان های موازی مطرح است به مدل هایی مربوط می شود که برای توصیف و تشریح مبداء آفرینش ابداع شده اند. مدل هایی که توان پاسخگویی به سوالاتی را که به وسیله تئوری های قبلی بی پاسخ مانده بود، داشته اند. سوالاتی مثل همین سوال که علت این که جهان ما تا به این اندازه بزرگ، یکنواخت و مسطح است، چیست. بر اساس برخی از این مدل های جدید کیهان شناختی مهبانگ نه به عنوان یگانه لحظه آغازین خلقت بلکه به صورت واقعه ای عادی و روزمره (البته نه روز زمینی) در جهان است. یکی از چنین مدل هایی از نظریه «ریسمان ها» نشأت گرفته است. نظریه ریسمان ها نظریه ای درباره توصیف ذرات بنیادین جهان (که اجزای زیراتمی را تشکیل می دهند) است. این نظریه هنگامی مطرح شد که دانشمندان در تلاش برای یکپارچه سازی نیروی جاذبه با دیگر نیروهای طبیعی بودند. گذشته از آنچه این نظریه مستقیماً به آن می پردازد، دانشمندان به این نتیجه رسیدند که به غیر از ابعاد جهان ما (سه بعد مکان و یک بعد زمان)، باید ابعاد دیگری نیز وجود داشته باشند که از دید ما پنهانند و ممکن است در فاصله ای بسیار کوچک تر از اندازه هسته اتم درهم پیچیده شده باشند. در ادامه نظریه ریسمان ها، دانشمندان در دهه ۱۹۹۰ میلادی تئوری جدیدی را به نام «تئوری M» ارائه کردند که بر اساس آن به جای این که ابعاد دیگر به صورت درهم پیچیده و مخفی شده توصیف شوند، فضا را در جهان ما به صورت پوسته ای سه بعدی در ساختاری بزرگتر و با ابعاد بیشتر معرفی کردند که فضای ما را دربرمی گیرد. از آنجایی که تصور چنان ساختاری برای ما امکان پذیر نیست، می توانیم فضای سه بعدی خود را به صورت صفحه ای دوبعدی در نظر بگیریم و آن ساختار را به صورت فضایی سه بعدی. نکته جالب توجه اینجاست که هیچ دلیلی وجود ندارد که صفحه ما در این فضا تنها صفحه موجود باشد و ممکن است صفحات بی شماری به موازات آن وجود داشته باشند (مثل یک دسته کاغذ) بدون اینکه صفحه ما را قطع کنند. حال این سوال مطرح می شود که چرا ما نمی توانیم از صفحات یا پوسته های دیگر اطلاعی داشته باشیم؟ دلیل آن این است که تقریباً همه نیروهای فیزیکی تنها در پوسته خود عمل می کنند و نمی توانند از مرزهای آن خارج شوند و به بیرون نشت کنند. مثلاً نور که تحت کنترل نیروی الکترومغناطیسی است نمی تواند از جهانی دیگر به جهان ما بیاید و بنابراین ما چیزی از جهانی دیگر را نمی بینیم. البته به نظر می رسد در میان همه نیروهای فیزیکی جهان، نیروی جاذبه یک استثنا باشد و به عنوان یک کلید بتوان از طریق آن اثری از جهان های دیگر را ردیابی کرد.

یکی از مدل های جدید و جالبی که بر مبنای این دیدگاه به وجود آمده است مدل «اکپیروتیک » (این نام از کلمه ای یونانی به معنای آتش کیهان گرفته شده است) نام دارد. بر اساس این مدل کیهان شناختی مهبانگ می تواند حاصل تصادمی بین پوسته ما و پوسته دیگری باشد که همین تصادم علت به وجود آمدن ماده موجود در جهان است. به عبارت دیگر، مهبانگ نقطه آغاز زمان نبوده بلکه تنها انتقالی از یک مبداء کیهانی به مبدأیی دیگر است. گامی فراتر و جالب تر در ادامه این مدل، این است که چنین تصادمی ممکن است در فواصل زمانی منظم و به صورت متناوب تکرار شود. گویی این دو پوسته مانند دو صفحه لاستیکی هستند که با فنری به هم متصل شده اند و در زمان هایی معین به یکدیگر برخورد می کنند.

هر جهان، یک حباب در میدان عظیم انرژی

یک تئوری بسیار جالب دیگر برای توصیف عالم هستی، تئوری «انبساط جاودان آشوبناک» نام دارد. بر مبنای این تئوری عالم هستی یک میدان انرژی کوانتومی بسیار عظیم است که در کلیت خود با سرعتی بسیار بالا در حال انبساطی همیشگی است. در این حال برخی نواحی خاص از این میدان از انبساط بازمی ایستند و در نتیجه حباب هایی را تشکیل می دهند که هر یک از آنها جهانی است مانند جهان ما، یعنی دارای اندازه بیکران و سرشار از ماده برجای مانده از میدان عظیم انرژی. این پدیده مشابه تشکیل قطرات باران داخل ابرها یا حباب های داخل خمیر در حال ورآمدن است. جالب این که حتی اگر بتوانیم با سرعت نور حرکت کنیم نیز هرگز نخواهیم توانست به حباب های دیگر برسیم یا آنها را ببینیم. زیرا سرعت دور شدن آنها از جهان ما از سرعت نور هم بیشتر است، و جالب تر این که هر یک از این جهان ها می توانند دارای ثابت های فیزیکی منحصر به فرد و در نتیجه دارای مشخصاتی کاملاً متفاوت با جهان های دیگر باشند. به عنوان مثال ابعاد مکانی و زمانی یکی از آنها می تواند با جهان ما متفاوت باشد که در این صورت ممکن است تمامی رویدادهای آن جهان از نوع پیش بینی ناپذیر کامل باشد (مثلاً در جهانی که دو بعد مکانی و دو بعد زمانی دارد) یا اتم ها در آن جهان ناپایدار باشند (مثلاً در جهانی با یک بعد مکانی و چهار بعد زمانی)، یا نسبت قدرت نیروهای فیزیکی بنیادین در آن با نسبت های ثابت جهان ما تفاوت داشته باشد و…

جهان های کوانتومی

تئوری هایی که تاکنون به آنها پرداختیم هرچند بسیار جالب بودند و می توانند دید ما را نسبت به آنچه در اطراف مان می گذرد تغییر دهند اما هنوز مفهوم چندان قابل توجهی درباره جهان های موازی ما و رابطه آنها با «من» و سرنوشت من ارائه نمی کنند. اکنون قصد داریم از طریق فیزیک کوانتوم به جهان های موازی سفر کنیم که نه در میلیاردها سال نوری آن طرف تر، بلکه در فاصله ای بسیار اندک از دنیای ما قرار دارند. به ویژه این که در این سفر هم «اکنون» دارای معنایی عمیق تر است و هم «قصد» ما. بر مبنای مکانیک کوانتومی، حالت جهان را تابعی ریاضی به نام «تابع موج» تعیین می کند که شکل کاملاً معینی دارد و در فضایی به نام فضای «هیلبرت» به دور خود می چرخد و با گذشت زمان تکامل می یابد. اما هنگامی که این تابع معین در معرض مشاهده یا اندازه گیری قرار می گیرد، از حالت معین خارج می شود و وضعیتی تصادفی به خود می گیرد، گویی تابع موج به صورت حالتی که مشاهده شده درمی آید. به عبارتی عمل مشاهده کردن موجب تغییر در آن می شود. بر اساس یکی از تعابیر درباره این موضوع، در جایی که چندین احتمال ماندنی وجود داشته باشد، جهان به هنگام هر مشاهده به چندین نسخه (هر نسخه متناظر با یکی از احتمالات) منشعب می شود. در حالی که موجودات هر جهان بدون هیچ اطلاعی از جهان های دیگر به زندگی خود ادامه می دهند. به عنوان مثال هنگامی که تاسی انداخته می شود، جهان به شش جهان موازی منشعب می شود و هر روی تاس در یکی از جهان ها فرود می آید. در اینجا دو نگرش مطرح است؛ اول نگرش فیزیکدانی است که در حال بررسی معادلات است و دوم نگرش مشاهده گری که در جهان زندگی می کند. در نگرش اول که در واقع نگرشی از بالا به جهان است، جهان پدیده ای معمولی است که به وسیله تابع موج تعریف می شود و به آرامی تکامل می یابد و هیچ انشعابی ندارد. اما در نگرش دوم، مشاهده گر تنها بخشی از جهان را می بیند و فرآیندی موسوم به جداسازی اجازه دیدن نسخه موازی اش را به او نمی دهد. به عبارتی دیگر هر زمان که مشاهده گر مورد سوال قرار می گیرد، تصمیمی آنی می گیرد یا پاسخی می دهد، اثرات کوانتومی در مغز او موجب می شوند که این فرآیند جداسازی اتفاق افتد. از دیدگاه اول شخص در این هنگام به چندین نسخه تکثیر می شود. اما خود این نسخه ها از وجود کپی دیگرشان بی اطلاع اند و از دیدگاه آنها تنها یک اتفاق کم اهمیت تصادفی یا احتمالی معین رخ داده است.

بر اساس این نظریه می توان درستی جملات غیرواقعی را نیز بهتر تحلیل کرد. مثلاً این جمله را در نظر بگیرید؛ «اگر پدر و مادرم با هم ازدواج نمی کردند من الان اینجا نبودم.» گویی در جهانی موازی آنها با هم ازدواج نکردند و نسخه ای از من هم در آن جهان وجود ندارد، البته لازم به توضیح است که این نتیجه گیری زمانی درست است که کلمات را به صورت ساده و مرسوم به کار می بریم. اما اگر دقیق تر به این نتیجه گیری نگاه کنیم متوجه می شویم که قطعاً اشتباه است چرا که مسلماً «من» قابل نسخه برداری و تکثیرشدن نیستم (یا نیست). بلکه منظور از من در این نتیجه گیری همان شخصی است که در این جهانی که «من» انتخابش کرده ام با مشخصاتی از جمله نام من شناخته می شود. او متناظر با شخص خاصی در پارسال بوده اما متناظر با او در سال های آینده دسته ای از اشخاص هستند که به هر حال یکی از آنها را انتخاب خواهم کرد و این انتخاب من هیچ اثری بر تابع موج یا کسی که از بالا به جهان ما می نگرد، نخواهد داشت. چرا که تمام این نسخه ها از قبل در داخل تابع موج وجود دارند و خلق شده اند…

شواهد وجود جهان های دیگر

اگرچه بیشتر مطالب فوق در قالب تئوری های فیزیکی بیان شده که ممکن است مستقیماً قابل ارزیابی نباشند، اما به روش هایی می توان درستی آنها را به طور غیرمستقیم بررسی کرد. به عنوان مثال اکنون دانشمندان اولین ردیاب های امواج گرانشی (امواجی که توسط یک جسم پرجرم شتابدار به وجود می آید و باعث کش آمدن یا جمع شدگی فضا می شوند) را به کار گرفته اند. با بررسی این موج ها ممکن است بتوان وجود پوسته های دیگر غیر از جهان ما را تایید کرد. همچنین بررسی اطلاعات دقیق تر درباره پرتو زمینه کیهانی، ساخت کامپیوترهای کوانتومی، تلاش ها برای یکپارچه سازی نظریه های نسبیت عام و میدان کوانتومی و نیز بررسی مشاهداتی که در شتاب دهنده های ذرات (و ناپدید شدن برخی از آنها) به دست آمده است، از جمله مواردی هستند که اکنون توجه دانشمندان را جلب کرده اند و در آینده ای نه چندان دور می توانند اطلاعات ما درباره جهان های دیگر را مستندتر کنند.

به هر حال این که جهان های دیگر را تا چه اندازه باور داشته باشیم، در اختیار خودمان است. امروزه هم چنان انسان هایی وجود دارند که دنیای اتم ها را نیز افسانه ا ی بیش نمی دانند. اما از سوی دیگر، دانشمندان و محققان «نانوتکنولوژی» سرگرم ساختن موتورهایی هستند که در تصویر چرخ دنده های آنها می توان تعداد اتم ها را شمارش کرد یا اینکه روش های ذخیره سازی سوخت هیدروژنی یا حتی اطلاعات را در ساختارهای اتمی طرح ریزی می کنند.