فیزیک:اندیشه . تجربه
اندکی تفکر در علم فیزیک

ورود اعضا:


نام :
وب :
پیام :
2+2=:
(Refresh)

آمار وب سایت:  

بازدید امروز : 2
بازدید دیروز : 0
بازدید هفته : 2
بازدید ماه : 22
بازدید کل : 10415
تعداد مطالب : 5
تعداد نظرات : 2
تعداد آنلاین : 1

 

هزاران سال است که اخبار و اطلاعاتي درباره جهان هاي ديگري جز آنچه در اطرافمان مي بينيم، در اختيار بشر قرار گرفته است. اين اطلاعات که گاه در حد يک خبر کوتاه و گاه به پيشرفتگي توصيفي دقيق از آنها و ساکنانشان يا چگونگي دسترسي به آنها و کاربردها و امکانات اين دسترسي بوده اند، تا مدتي پيش تماماً در حيطه دانش باطني قرار مي گرفتند و علوم تجربي ظاهري را ياراي اظهار نظر کردن در اين باره نبود. اما با نگاهي به اطراف مي توان ديد که پيشرفت هاي علوم ظاهري اکنون چنان شتاب برق آسايي گرفته اند که گويي سفينه دانش بشري در آستانه پرواز قرار دارد. تا ديروز مفاهيمي چون کرويت زمين، ميدان هاي مغناطيسي (کهربا)، کند شدن زمان در سرعت هاي بالا، سياهچاله ها و... استناد علمي نداشتند، اما امروزه اين مفاهيم کاملاً علمي و اثبات شده به شمار مي روند. به نظر مي رسد در آينده اي نه چندان دور، مفهوم جهان هاي موازي و چگونگي برقرار کردن ارتباط با آنها نيز موضوعي کاملاً علمي باشد. در اين مقاله سعي داريم دستاوردهاي جديد علوم ظاهري درباره جهان هاي ديگر و به ويژه جهان هاي موازي جهان خودمان را مروري کنيم.
انسان هاي حقيقت جو در طول تاريخ، مجنون وار به دنبال کشف جلوه هاي حقيقت بوده اند و در اين ميان دغدغه اصلي محققان و دانشمندان علم فيزيک، يکپارچه سازي و وحدت بخشيدن به ايده ها و مفاهيم به ظاهر مختلفي از دانش بشري بود که از کوچک ترين اجزاي زيراتمي تا بزرگ ترين کهکشان هاي عالم را دربرمي گرفتند. دانشمندان به دنبال اين منظور در تلاش براي پر کردن شکاف هاي ديوار دانش بوده اند و اکنون نيز به آن ادامه مي دهند. اکنون به نظر مي رسد پر کردن اين شکاف ها بدون قبول وجود جهان هاي ديگر به صورت علمي ناممکن باشد. براي بررسي اين موضوع بد نيست از گذشته اي نه چندان دور آغاز کنيم.
تاريخچه
تنها چند قرن پيش يعني در عصر دانشمنداني چون کپلر، گاليله، کپرنيک و نيوتن انسان تصور مي کرد که جهان مانند چرخ دنده اي بزرگ است که سيارات را به چرخيدن به دور خورشيد مجبور مي کند. در آن دوران گرچه گذر زمان به وسيله ساعت قابل اندازه گيري بود اما خود زمان مفهومي ابدي و ازلي داشت که تجزيه و تحليل آن چيزي غيرممکن تلقي مي شد. مکان يا فضا نيز در همه جهت ها بي انتها بود و انديشيدن درباره آن به ديوانگان و شعرا اختصاص داشت. چنين ديدگاهي همچنان ادامه داشت تا اين که در قرن بيستم ميلادي، نظريه هاي نسبيت اينشتين انقلاب جديدي در تفکر علمي به پا کرد و برخي شکاف هاي علم را پوشاند. ديگر زمان و مکان به رازآلودگي قبل نبودند بلکه آنها به يکديگر متصل شدند و مفهوم جديدي به نام «فضا - زمان» را تشکيل دادند. ماده نيز چيزي بود که در داخل همين فضا - زمان به وجود آمده بود. سرعت نور هرچند بسيار زياد بود اما به صورت مقداري مشخص و کمتر از بي نهايت تعيين شد. بدين ترتيب فرض جاوداني بودن جهان تغيير کرد تا امکان طرح اين سوال به وجود آيد که به راستي در آغازين لحظات آفرينش جهان که به نام «انفجار بزرگ» يا «مهبانگ» معروف است چه اتفاقي رخ داد؟ يعني همان زماني که اندازه کل جهان از نقطه پايين اين علامت تعجب هم کوچک تر بود، در پاسخ به اين پرسش تئوري ها و مدل هايي براي جهان ارائه شدند که به تئوري هاي کيهان شناختي معروفند. از سويي ديگر با کشف نظريه فيزيک کوانتومي (علمي که به رفتارهاي اتمي و زيراتمي مي پردازد) شکاف هاي بيشتري در علم پوشيده شد. بر اساس اين نظريه رفتار ماده با توجه به نحوه مشاهده اش تغيير مي کند. به عبارتي ديگر عمل مشاهده کردن يک مشاهده گر نقش موثري در رفتارهاي جهان اتمي بازي مي کند. بدين ترتيب يکي از مسائل مهم فيزيکدانان امروز به هم رساندن فاصله بين فيزيک کوانتوم و نسبيت است و از نظريه هايي که براي کمک به اين مقصود مي توان اميد زيادي بر آنها داشت، نظريه هايي هستند که وجود يک چندجهاني متشکل از جهان ما و جهان هاي ديگر را مفروض مي دارند.
ساده ترين نوع جهان هاي ديگر
وجود جهان هاي ديگر، جهان هاي موازي و به طور کلي وجود يک چندجهاني (که جهان ما نيز عضوي از اعضاي آن است) توسط تعدادي از تئوري هاي فيزيکي درباره توصيف جهان، به طور غيرمستقيم و ضمني تاييد مي شود. به عنوان مثال يکي از ساده ترين اين تئوري ها از نتايج اندازه گيري هاي پرتوي زمينه کيهان(يعني همان پژواکي که از مهبانگ باقي مانده است) استنتاج شده است. از آنجايي که پس از تئوري نسبيت اينشتين، مدل هايي براي تشريح فرم فضا - زمان ما و نيز نحوه توزيع جرم در آن مطرح شد، اين اندازه گيري ها مي توانستند درستي آنها را تاييد يا رد کنند. مثلاً در کنار مدل فضا - مکان بيکران، مدل هاي فضا - مکان انحنادار مثل کروي يا هزلولوي و در کنار مدل توزيع يکنواخت ماده در جهان، مدل هاي توزيع فرکتالي يا تجمع ماده در اطراف ما و تهي بودن بقيه جهان مي توانستند امکان پذير باشند. اما نتايج اندازه گيري هاي پرتوي زمينه کيهاني بيشترين انطباق را با فرض جهان نامحدود و توزيع يکنواخت ماده در مقياس بزرگ داشت. يعني جهان ما (با بيشترين احتمال رياضياتي) فضايي بيکران است که سرتاسر آن را ستار گان و کهکشان ها پر کرده است. چنين جهاني بسيار بزرگتر از آن چيزي است که ما مي توانيم به وسيله تلسکوپ ها ببينيم چرا که ما تنها قسمتي از جهان را مي بينيم که نور آن از زمان وقوع مهبانگ يعني حدود چهارده ميليارد سال قبل تاکنون فرصت رسيدن به زمين را داشته است يعني کره اي به شعاع 1026+4 متر، هنگامي که اين مدل فضاي بيکران با توزيع يکنواخت ماده در آن با نظريه کوانتوم (که بر اساس آن جهان گسسته است و مي توان آن را به وسيله مقداري متناهي از اطلاعات مشخص کرد) ترکيب مي شود، مي توان چنين نتيجه گرفت که وجود دنيايي کاملاً شبيه به دنياي ما در نقطه اي ديگر از جهان بيکران امکان پذير است. به عنوان مثال اگر مي توانستيم تا فاصله 10 به توان 1091 متري ( يعني يک عدد يک و به تعداد 1091 نقطه (يا صفر) در سمت راست آن) اطرافمان را جست وجو کنيم، انتظار داشتيم دنيايي دقيقاً مشابه آنچه تا فاصله 100 سال نوري از زمين وجود دارد، پيدا کنيم. در هنگام کشف آن دنيا وقتي پيچ تلسکوپ را کمي بيشتر تنظيم مي کرديم کسي را با قيافه اي کاملاً آشنا مي ديديم که او هم با تلسکوپ خود در پي يافتن دنياي ماست، چنين فرضيه اي مشابه آن است که بگوييم اگر خروجي هاي کامپيوتري را (که براي توليد پيوسته حروف الفبا به صورت تصادفي برنامه ريزي کرده ايم) جست وجو کنيم، احتمالاً پس از چند قرن يا چند هزاره مي توانيم انتظار داشته باشيم که نسخه اي از ديوان حافظ را نيز توليد کرده باشيم. البته اين نوع استنتاج ساده انگارانه که بيشتر به يک شوخي شبيه است را مي توان تنها به عنوان مقدمه اي براي ورود به مباحث جدي تر فيزيکي در نظر گرفت.
جهان هاي کوانتومي
تئوري هايي که تاکنون به آنها پرداختيم هرچند بسيار جالب بودند و مي توانند ديد ما را نسبت به آنچه در اطراف مان مي گذرد تغيير دهند اما هنوز مفهوم چندان قابل توجهي درباره جهان هاي موازي ما و رابطه آنها با «من» و سرنوشت من ارائه نمي کنند. اکنون قصد داريم از طريق فيزيک کوانتوم به جهان هاي موازي سفر کنيم که نه در ميلياردها سال نوري آن طرف تر، بلکه در فاصله اي بسيار اندک از دنياي ما قرار دارند. به ويژه اين که در اين سفر هم «اکنون» داراي معنايي عميق تر است و هم «قصد» ما. بر مبناي مکانيک کوانتومي، حالت جهان را تابعي رياضي به نام «تابع موج» تعيين مي کند که شکل کاملاً معيني دارد و در فضايي به نام فضاي «هيلبرت» به دور خود مي چرخد و با گذشت زمان تکامل مي يابد. اما هنگامي که اين تابع معين در معرض مشاهده يا اندازه گيري قرار مي گيرد، از حالت معين خارج مي شود و وضعيتي تصادفي به خود مي گيرد، گويي تابع موج به صورت حالتي که مشاهده شده درمي آيد. به عبارتي عمل مشاهده کردن موجب تغيير در آن مي شود. بر اساس يکي از تعابير درباره اين موضوع، در جايي که چندين احتمال ماندني وجود داشته باشد، جهان به هنگام هر مشاهده به چندين نسخه (هر نسخه متناظر با يکي از احتمالات) منشعب مي شود. در حالي که موجودات هر جهان بدون هيچ اطلاعي از جهان هاي ديگر به زندگي خود ادامه مي دهند. به عنوان مثال هنگامي که تاسي انداخته مي شود، جهان به شش جهان موازي منشعب مي شود و هر روي تاس در يکي از جهان ها فرود مي آيد. در اينجا دو نگرش مطرح است؛ اول نگرش فيزيکداني است که در حال بررسي معادلات است و دوم نگرش مشاهده گري که در جهان زندگي مي کند. در نگرش اول که در واقع نگرشي از بالا به جهان است، جهان پديده اي معمولي است که به وسيله تابع موج تعريف مي شود و به آرامي تکامل مي يابد و هيچ انشعابي ندارد. اما در نگرش دوم، مشاهده گر تنها بخشي از جهان را مي بيند و فرآيندي موسوم به جداسازي اجازه ديدن نسخه موازي اش را به او نمي دهد. به عبارتي ديگر هر زمان که مشاهده گر مورد سوال قرار مي گيرد، تصميمي آني مي گيرد يا پاسخي مي دهد، اثرات کوانتومي در مغز او موجب مي شوند که اين فرآيند جداسازي اتفاق افتد. از ديدگاه اول شخص در اين هنگام به چندين نسخه تکثير مي شود. اما خود اين نسخه ها از وجود کپي ديگرشان بي اطلاع اند و از ديدگاه آنها تنها يک اتفاق کم اهميت تصادفي يا احتمالي معين رخ داده است.
بر اساس اين نظريه مي توان درستي جملات غيرواقعي را نيز بهتر تحليل کرد. مثلاً اين جمله را در نظر بگيريد؛ «اگر پدر و مادرم با هم ازدواج نمي کردند من الان اينجا نبودم.» گويي در جهاني موازي آنها با هم ازدواج نکردند و نسخه اي از من هم در آن جهان وجود ندارد، البته لازم به توضيح است که اين نتيجه گيري زماني درست است که کلمات را به صورت ساده و مرسوم به کار مي بريم. اما اگر دقيق تر به اين نتيجه گيري نگاه کنيم متوجه مي شويم که قطعاً اشتباه است چرا که مسلماً «من» قابل نسخه برداري و تکثيرشدن نيستم (يا نيست). بلکه منظور از من در اين نتيجه گيري همان شخصي است که در اين جهاني که «من» انتخابش کرده ام با مشخصاتي از جمله نام من شناخته مي شود. او متناظر با شخص خاصي در پارسال بوده اما متناظر با او در سال هاي آينده دسته اي از اشخاص هستند که به هر حال يکي از آنها را انتخاب خواهم کرد و اين انتخاب من هيچ اثري بر تابع موج يا کسي که از بالا به جهان ما مي نگرد، نخواهد داشت. چرا که تمام اين نسخه ها از قبل در داخل تابع موج وجود دارند و خلق شده اند...

ادامه مطلب
نوشته شده در تاريخ دو شنبه 21 آذر 1390برچسب:, توسط PASKAL
تمامی حقوق این وبلاگ محفوظ است | طراحی :