لماذا يحتمل وجود أكوان عديدة غير كوننا؟
محتوى مترجم | ||
| المصدر |  | |
| التاريخ | ||
| الكاتب | ||
هل كوننا واحد من العديد من الأكوان؟
فكرة الأكوان المتوازية، التي كانت من وحي الخيال العلمي في وقت من الأوقات، أصبحت تحظى الآن بالاحترام بين العلماء – على الأقل، بين علماء الفيزياء، الذين لديهم ميل لدفع الأفكار إلى حدود صعبة التصور. وفي الواقع، يوجد تقريبًا أكوان أخرى محتملة زائدة عن اللزوم. وقد اقترح علماء الفيزياء عدة أشكال مرشحة لـ «الكون المتعدد»، أصبح كل منها ممكنًا باستخدام الجوانب المختلفة لقوانين الفيزياء.
المشكلة هي، أنه بحكم التعريف لا يمكننا زيارة أيًا من هذه الأكوان الأخرى للتأكد من أنها فعلًا موجودة. لذا فإن السؤال هو، هل يمكننا استنباط طُرق أخرى لاختبار وجود أكوان كاملة لا يمكننا رؤيتها أو لمسها؟
عوالم داخل عوالم
في بعض من تلك الأكوان البديلة على الأقل، يقال أنه يوجد أمثال للبشر يعيشون حياة مشابهة –وربما حتى مطابقة– لحياتنا.
تكهن جيوردانو برونو أن الكون قد يكون لا نهائي
تدغدغ هذه الفكرة الأنا لدينا، وتوقظ أحلامنا، وهذا بلا شك سبب شعبية نظرية الأكوان المتعددة على الرغم من جنون الفكرة. لقد اُحتُضنت الأكوان البديلة في الأعمال الروائية بدءا من أعمال فيليب كاي ديك كـ (The Man in the High Castle) إلى الأفلام مثل فيلم (Sliding Doors). وبالفعل لا يوجد شيء جديد حول فكرة وجود أكوان متعددة، مثلما أوضحت فيلسوفة الأديان ماري جين روبنشتاين في كتابها المنشور عام 2014 (Worlds Without End).
في منتصف القرن الـ 16، قال كوبرنيكوس أن الأرض ليست مركز الكون. وبعد عدة عقود، أظهر تلسكوب جاليليو له نجومًا بعيدة بعدًا خياليًا: وهي نبذة صغيرة عن مدى اتساع الكون. ثم في نهاية القرن الـ 16، تكهن الفيلسوف الإيطالي جيوردانو برونو بأن الكون قد يكون لا نهائيًا، يملؤه عدد لا حصر له من العوالم المسكونة.
وأصبحت فكرة الكون الذي يحتوي على العديد من المجموعات الشمسية شائعة في القرن الـ 18. وبحلول أوائل القرن الـ 20، اقترح الفيزيائي الأيرلندي إدموند فورنييه دي ألب أنه قد يكون هناك انحسار لا نهائي من الأكوان «المتداخلة» على مختلف المستويات، الكبيرة جدًا والصغيرة جدًا. في وجهة النظر هذه، قد تمثل ذرة مفردة النظام الشمسي الحقيقي المسكون.
يرفض العلماء اليوم فكرة وجود أكوان متعددة مثل الـ «دمية الروسية»، لكنهم افترضوا العديد من الطرق الأخرى لوجود الكون المتعدد. نذكر هنا خمسة منها، إلى جانب مدى احتمالية وجود كل منهم.
الكون المُرقع
أبسط نموذج للكون المتعدد هو النتيجة اللانهائية لحجم الكون الخاص بنا.
لا بد من وجود عوالم مطابقة للأرض في مكان ما
نحن لا نعرف في الواقع إذا كان الكون لا نهائيًا، لكننا لا نستطيع استبعاد الفكرة. إذا كان ذلك صحيحًا، فلا شك أنه مقسم إلى نسيج مُرَقّع، لا يمكن لكل رقعة أن ترى الأخرى. هذا ببساطة لأن المناطق متباعدة جدًا ليعبرها الضوء. فعمر كوننا 13.8 مليار سنة فقط، لذلك أي مناطق أبعد من 13.8 مليار سنة ضوئية يتم عزلها تمامًا. بكل المقاييس، تعتبر هذه المناطق أكوان منفصلة. لكنها لن تبقى على هذه الحال: سيعبر الضوء هذه الحدود في نهاية المطاف وسوف تُدمج الأكوان.
فإذا كان كوننا يحتوي فعلًا على عدد لا حصر له من «الجُزُر الكونية» المشابهة لكوننا، تحتوي على مادة ونجوم وكواكب، فإنه يجب أن يكون هناك عوالم مطابقة للأرض في مكان ما هناك.
قد يبدو من غير المرجح للغاية أن تتجمع الذرات عن طريق الصدفة لتكوين نسخة طبق الأصل من الأرض، أو نسخة طبق الأصل، باستثناء لون جواربك. ولكن في اللانهاية الحقيقية من العوالم، حتى هذا المكان الغريب يجب أن يكون موجودًا. بل في الواقع، يجب أن يتواجد مرات لا تحصى.
بدأ الكون كنقطة متناهية الصغر ثم توسعت بسرعة لا تصدق في كرة نارية فائقة الحرارة
إذا كان الأمر كذلك، فإنه في مكان بعيد بعد لا يمكن تصوره ، يوجد شخص مطابق لي تمامًا يكتب هذه الكلمات في مقال، ويتساءل عما إذا كان رئيس تحرير الصحيفة سوف يصر على أن يعدل تعديلات جذرية. وبنفس المنطق، في مكان بعيد جدًا يوجد كون مرئي كامل مطابق لكوننا. ويمكن تقدير هذه المسافة بحوالي 10 أُس 10 أُس 118 متر.
من الممكن أن يكون هذا غير صحيح على الإطلاق. ربما الكون ليس لا نهائيا. أو حتى لو كان كذلك، ربما تتركز كل المادة في الزاوية التي نتواجد فيها، وفي هذه الحالة ستكون معظم الأكوان الأخرى فارغة. ولكن لا يوجد سبب واضح يدعو لذلك، ولا يوجد أي دلالات حتى الآن على أن المادة تتناثر أكثر كلما نظرنا أبعد.
الكون المتعدد المتضخم
تستند نظرية الكون المتعدد الثانية على أفضل أفكارنا حول كيفية بدأ الكون الخاص بنا. فوفقا للرأي السائد عن الانفجار الكبير، بدأ الكون باعتباره نقطة دقيقة متناهية الصِغر ثم توسعت سريعًا بشكل لا يصدق إلى كرة نارية فائقة الحرارة. وبعد جزء من الثانية من بدء هذا التوسع، ربما بدأ في التسارع بمعدل هائل، أسرع بكثير من سرعة الضوء. وتسمى هذه الدَفعة بـ «التضخم».
هناك الكثير، وربما عدد لا نهائي، من الأكوان تظهر وتتزايد في جميع الأوقات
تشرح نظرية التضخمية سبب وحدة الكون نسبيًا في كل مكان ننظر فيه. فَجر التضخم الكرة النارية الكونية قبل أن تسنح لها الفرصة أن تتكتل بشكل كبير. ومع ذلك، كانت هذه الحالة البدائية ستضطرب بفعل الاحتمالات الصغيرة المختلفة، والتي فجرها التضخم أيضًا. يتم رصد هذه التقلبات الآن في إشعاع الخلفية الكونية الميكروي، وهو الشفق الخافت المتبقي من الانفجار الكبير. هذا الإشعاع يعم الكون، ولكن ليس بشكل موحد دقيق. وقد رسمت عدة تلسكوبات فضائية هذه الاختلافات بالتفاصيل الدقيقة، وقارنوها بتلك التي تنبأت بها النظرية التضخمية. كان التطابق جيدًا بشكل لا يصدق، مما يشير إلى أن التضخم قد حدث في الحقيقة.
يقول الرأي الحالي أن الانفجار الكبير حدث عندما ظهرت رقعة من الفضاء العادي التي لا تحتوي على المادة ولكنها مشحونة بالطاقة، في نوع مختلف من الفضاء يسمى بـ «الفراغ الزائف». ثم نمت مثل الفقاعة المتوسعة.
ربما كوننا هو مجرد واحد من حشد من الأكوان
ولكن وفقا لهذه النظرية، لا بد أن يتعرض هذا الفراغ المزيف إلى بعض التضخم أيضًا، الأمر الذي يؤدي إلى تمدده بسرعة خيالية. وفي نفس الوقت، من الممكن أن تظهر أكوان فقاعية أخرى مكونة من «فراغ حقيقي» بداخله – وليس مثل عالمنا منذ 13.8 مليار سنة فقط، ولكن باستمرار.
يسمى هذا السيناريو بـ «التضخم الأبدي». ويقترح أن هناك العديد، وربما عدد لا نهائي، من الأكوان تظهر وتتزايد في جميع الأوقات. لكن لا يمكننا أبدًا الوصول إليها، حتى لو سافرنا بسرعة الضوء إلى الأبد، لأنها تنحسر بسرعة شديدة بدرجة لا نستطيع أبدًا أن نلحق بها.
يقترح عالم الفلك المَلَكي مارتن ريس أن نظرية الكون المتعدد التضخمية تمثل «ثورة كوبرنيكوسية رابعة»: وهي المرة الرابعة التي اضطررنا فيها إلى خفض مركزنا في السماوات. فبعد أن أشار كوبرنيكوس إلى أن الأرض كوكب واحد من بين كواكب أخرى، أدركنا أن شمسنا هي نجمة واحدة فقط في مجرتنا، وأن النجوم الأخرى قد تكون لها كواكب. ثم اكتشفنا أن مجرتنا هي واحدة فقط من بين مجرات لا تعد ولا تحصى في الكون الممتد. والآن ربما يكون كوننا هو مجرد واحد من حشد من الأكوان.
نحن لا نعرف يقينًا حتى الآن ما إذا كانت النظرية التضخمية صحيحة أم لا. ولكن، إذا كان التضخم الأبدي يخلق كونًت متعددًا من سلسلة لا نهائية من الانفجارات العظيمة، فإنه يمكن أن يساعد في حل واحدة من أكبر المشكلات في الفيزياء الحديثة.
يبدو أن الثوابت الأساسية لقوانين الفيزياء مضبوطة بدقة غريبة لتتماشى مع القيم اللازمة لوجود الحياة
بحث بعض علماء الفيزياء لفترة طويلة عن «نظرية كل شيء»: وهي مجموعة من القوانين الأساسية، أو ربما مجرد معادلة واحدة، والتي يمكن أن تستمد جميع المبادئ الفيزيائية الأخرى منها. لكنهم وجدوا أن هناك بدائل، يمكن الاختيار من بينها، أكثر من عدد الجسيمات الأساسية في الكون المعروف. العديد من الفيزيائيين الذين يلعبون في هذا الملعب يعتقدون أن فكرةً تسمى بنظرية الأوتار هي أفضل مرشح لـ «النظرية النهائية». ولكن الإصدار الأخير لهذه النظرية يقدم عددًا كبيرًا من الحلول المميزة: 1 متبوعا بـ 500 صفر. كل حل ينتج مجموعته الخاصة من القوانين الفيزيائية، وليس لدينا أي سبب واضح لتفضيل حل على الآخر.
الأكوان المتعددة التضخمية تخفف عنّا عبء الحاجة إلى الاختيار من الأساس. إذا كانت الأكوان المتوازية تظهر في فراغ مزيف متضخم لمليارات السنين، فإنه من الممكن أن يكون لكل منها قوانين فيزيائية مختلفة، والتي تحددها واحدة من الحلول العديدة لنظرية الأوتار. إذا كان ذلك صحيحًا، فإنه يمكن أن يساعدنا في شرح خاصية غريبة لكوننا.
يجب أن تكون الأشياء كما نجدها: إن لم تكن كذلك ما كنا تواجدنا هنا، والسؤال لم يكن ليطرح أبدًا.
على سبيل المثال، إذا كانت شدة القوة الكهرومغناطيسية مختلفة قليلًا، تصبح الذرات غير مستقرة. فمجرد تغيير 4٪ من هذه القوة يمنع الانصهار النووي في النجوم، وهي العملية التي تنتج كل ذرات الكربون المصنوعة أجسامنا منها إلى حد كبير. وبالمثل، هناك توازن دقيق بين الجاذبية التي تشد المادة في اتجاهها، وما يسمى بالطاقة المظلمة، التي تقوم بالعكس وتجعل الكون يتوسع بسرعة أكبر. هذا هو بالضبط ما هو مطلوب لجعل النجوم ممكنة دون أن ينهار الكون على نفسه.
بهذه الطريقة وإلى جانب عدة طرق أخرى، يبدو أن الكون مضبوط بدقة رهيبة لاستضافتنا. وهذا ما جعل البعض يشكون في قدرة الله. أما الكون المتعدد التضخمي، الذي تعمل فيه جميع القوانين الفيزيائية التي يمكن تصورها في مكان ما، فإنه يقدم لنا تفسيرًا بديلًا.
تقول وجهة النظر تلك أنه في كل كون مشكل بتلك الطريقة الصالحة للحياة، يوجد مخلوقات ذكية تحك رؤوسها وهي تحاول أن تفهم نصيبها. أما في الأكوان الأكثر المكوّنة بطُرُق مختلفة، لا يوجد أحد ليسأل السؤال.
إذا كنت لا تريد إلها، فلا بد أن يكون لديك كون متعدد
هذا مثال على الـ»مبدأ الإنساني»، الذي يقول إنه يجب أن تكون الأشياء كما نجدها: إن لم تكن كذلك ما كنا تواجدنا هنا، والسؤال لم يكن ليطرح أبدًا. وبالنسبة للعديد من الفيزيائيين والفلاسفة، تعتبر هذه الحجة غشًا: أي وسيلة للتهرب بدلًا من شرح مشكلة الضبط الدقيق. يسأل الفيزيائيون، كيف يمكننا اختبار هذه التأكيدات؟ من المؤكد انه من الانهزامية أن نقبل بعدم وجود أي سبب يفسر سبب كون قوانين الطبيعة على ما هي عليه، وأن نقول ببساطة أنها مختلفة في الأكوان الأخرى؟
ما لم يكن لديك تفسير آخر لمشكلة الضبط الدقيق، فإن المشكلة هي أنه سوف يجزم أحدهم أن الله قد أعد الأشياء بهذه الطريقة. لقد قالها عالِم الفيزياء الفلكية برنارد كار بصراحة: «إذا كنت لا تريد اله، فلا بد أن يكون لديك كون متعدد».
غشاءان يصطدمان لتكوين كون جديد (Credit: Harald Ritsch/Science Photo Library)
الانتقاء الطبيعي الكوني
الكون «الأم» يمكنه أن يلد أكوانًا «أطفال»
وضع هذه النظرية لي سمولين من معهد بيريميتر للفيزياء النظرية في واترلو، كندا. في عام 1992، واقترح أن الأكوان قد تتكاثر وتتطور مثل الكائنات الحية. ثم يقوم الانتقاء الطبيعي على الأرض بتفضيل ظهور الصفات الـ«مفيدة» مثل الجري سريعًا أو اختيار الإبهام الذي يمكن اليد من مسك الأشياء. في الكون المتعدد، يقول سمولين، قد يكون هناك بعض الضغوط التي تفضل الأكوان الشبيهة بكوننا. يسمى هذا بـ«الانتقاء الطبيعي الكوني».
فكرة سمولين هي أن الكون «الأم» يمكن أن يلد أكوانًا «أطفال»، والتي تتشكل في داخله. الكون الأم يمكن أن يقوم بذلك إذا كان يحتوي على ثقوب سوداء.
إنها فكرة جميلة، لأنها تمنع فكرة وجود كوننا كناتج صدفة.
أشار ستيفن هوكينج وروجر بنروز في الستينيات إلى أن هذا الانهيار هو مثل الانفجار الكبير ولكن بشكل مُصَغّر في الاتجاه المعاكس. أوحى ذلك لسمولين أن الثقب الأسود يمكن أن يصبح انفجارًا كبيرًا، مكونًا كونًا جديدًا بالكامل داخل نفسه. إذا كان الأمر كذلك، فقد يمتلك الكون الجديد خواص فيزيائية مختلفة قليلًا عن تلك التي صنعت الثقب الأسود. وهذا مماثل للطفرات الوراثية العشوائية التي تعبر عن أن الكائنات المولودة تختلف عن والديها.
إذا كان الكون الطفل لديه القوانين الفيزيائية التي تسمح بتشكيل الذرات والنجوم والحياة، فسوف يحتوي حتمًا أيضًا على الثقوب السوداء. وهذا يعني أنه يمكنه أن يلد المزيد من الأكوان الصغيرة من تلقاء نفسه. مع مرور الوقت، سوف يصبح مثل هذه الأكوان أكثر شيوعا من تلك التي ليس بها ثقوب سوداء، التي لا تستطيع أن تلد أكوانًا أخرى.
إنها فكرة جميلة، لأنها تمنع فكرة وجود كوننا كنتيجة للصدفة. إذا ظهر كون مضبوط بدقة متناهية في وسط أكوان أخرى غير دقيقة، فأن الانتقاء الطبيعي الكوني يقول لنا أن الأكوان الدقيقة أصبحت بالتالي هي المعتادة.
حتى الآن، لا يوجد أي دليل على أن هذا هو الحال
تفاصيل الفكرة ضبابية بعض الشيء، ولكن يشير سمولين إلى أن لديها ميزة واحدة هامة، أننا يمكننا اختبارها. على سبيل المثال، إذا كان سمولين محقًا، فإنه ينبغي لنا أن نتوقع أن يكون كوننا ملائمًا جدًا لصنع الثقوب السوداء. بالتأكيد هذا معيار أكثر تطلبًا من مجرد قول أنه ينبغي أن يدعم وجود الذرات. ولكن حتى الآن، لا يوجد أي دليل على أن هذا هو الحال – هذا بجانب أنه لا يوجد أي دليل على أن الثقب الأسود يمكنه أن ينسل من نفسه كونًا جديدًا تمامًا.
