فیزیک اندیشه

#بخش_دوم
تصویر معمول ما از کیهان‌شناسی این است که جهان ما با رویداد بیگ بنگ آغاز شد و سپس وارد دوره انبساط خیلی سریع شد که با نام تورم شناخته می شود. این رویداد باعث پیدایش عوامل مورد نیاز حیات در جهان شد. مشکل اینجاست که تورم از حرکت باز نمی ایستد. در جهان ابتدایی، قوانین عجیب مکانیک کوانتومی بر تورم حکمرانی می کردند و باعث می شدند که جهان به شیوه‌های غیر منتظره‌ای رفتار کند. برای مثال، بر طبق مکانیک کوانتومی، ذرات می توانند بطور تصادفی از خلاء به وجود آمده و دوباره از بین بروند و این پدیده به نوسان کوانتومی معروف است. اگر نوسان های کوانتومی را در ابتدای جهان در نظر بگیریم، می توان فرض کرد که آنها باعث شدند بخش هایی از جهان در مقایسه با بخش های دیگر سریع تر دچار تورم شوند. یعنی بیشتر توضیح های مربوط به تورم این ویژگی را دارند که تورم در برخی مناطق تداوم می یابد و جهان تا ابد به تورم خود ادامه می دهد.
بر این اساس، ما باید در حبابی کوچک از چندجهانی که دارای جهان‌های موازی است، زندگی کنیم؛ در این جهان، تورم متوقف شده و ستاره‌ها شکل گرفته‌اند. با این حال، چندجهانی به طور پیوسته جهان‌های جدید و در حالِ تورم ایجاد می کند و مانند یک فراکتال رشد می کند. چنین جهانی باید بسیار غیر یکدست باشد؛ این جنبه در مقاله هاوکینگ، بررسی شده است. اگر جهان را بعنوان یک بادکنک در نظر بگیریم، دمیدن هوا به درون آن مثل تورم سریع است. اما تورم ابدی مانند بادکنکی است که ناگهان از حالت ارتجاعی باز ایستاده و دیگر منبسط نمی شود. نظریه‌های تورم ابدی و چندجهانی بسیار قوی هستند، زیرا می توانند وجود موجودات هوشمندی مثل ما را در صورت ادغام با اصل آانتروپی توضیح دهند.

برای اینکه حیات وجود داشته باشد، جهان باید شباهت زیادی به آنچه در حال حاضر در آن زندگی می کنیم، داشته باشد. برای مثال، اگر سیاره‌ها به وجود نمی آمدند، دانستن اینکه حیات چگونه می تواند وجود داشته باشد، بسیار سخت بود. اگر فقط یک جهان وجود داشته باشد، این احتمال خیلی اندک خواهد بود که دقیقا مثل جهان ما باشد. با این وجود، اگر بی‌نهایت جهان وجود داشته باشد، منطقی است که دستکم یکی از آنها حاوی حیات باشد. اما آیا این توضیح برای کیهان کافی است؟ ما هیچ کدام از این جهان‌های موازی بی‌نهایت را ندیده‌ایم!

در مقالۀ جدید، استیون هاوکینگ و همکارش توماس هرتوگ از یک مدل برای جهان ما استفاده می کنند تا ساختارش را بررسی کنند. آنان از روشی موسوم به هولوگرافی استفده کردند: کاهش دادن فضاهای سه بعدی به فراکتال‌های دو بعدی در یک سطح؛ هدف از این کار، محاسبۀ این است که جهان چه شکلی می باشد. نهان ماندن یک بعد کامل زمینه را برای انجام چنین مدل‌سازی ِ تسهیل می بخشد. آنان با در نظر گرفتن احتمال نوسان‌های کوانتومی تصادفی به احتمال بادکنک مانند بودن چندجهانی و یا صاف بودن آن پرداختند. یافته‌های آنان نشان می دهد که جهان صاف و مسطح است. یعنی تورم ابدی شاید آن پیامدی نباشد که دانشمندان انتظارش را داشتند.

در عوض، چندجهانی فاصلۀ زیادی با بی‌نهایت دارد، اگرچه احتمال دارد بیش از یک جهان وجود داشته باشد. اما وجود تعداد اندک جهان‌های موازی احتمالی قابل ارجح‌تر به تعداد بی‌نهایت است؛ یعنی می توانیم ماهیت و مکان آنها را مشخص کنیم. همچنین می توان به بررسی این نکته پرداخت که آیا آنها آثاری از خود در تابش بر جای مانده از بیگ بنگ به جای گذاشته‌اند یا خیر. اگرچه این یک مدل بیش نیست، اما بررسی مستقیم مفهوم تورم ابدی در پس زمینه کیهان شناسی کوانتومی کاری تازه و هیجان‌انگیز است. اگرچه این مقالۀ آخر هاوکینگ می باشد، اما او در اواخر زندگی خود روی چند نظریه دیگر هم کار کرد. برای مثال، او به همراه کیهان‌شناسانی مثل ملکوم پری از دانشگاه کمبریج و اندی استرومینگر از دانشگاه هاروارد در تلاش بود تا ببیند آیا اطلاعات فیزیکی می توانند تا همیشه در سیاهچاله ناپدید شود یا خیر.
#فیزیک_اندیشه
🆔https://t.iss.one/endishea