فرضية الأكوان المتعددة

فرضية الأكوان المتعددة

فرضية الأكوان المتعددة (Multiverse)‏ هي عبارة عن مجموعة افتراضية متكونة من عدة أكوان -بما فيها الكون الخاص بنا- وتشكل معاً الوجود بأكمله. وفكرة الوجود متعدد الأكوان هو نتيجة لبعض النظريات العلمية التي تستنتج في الختام وجوب وجود أكثر من كون واحد، وهو غالباً يكون نتيجة لمحاولات تفسير الرياضيات الأساسية في نظرية الكم بعلم الكونيات. والأكوان العديدة داخل متعدد الأكوان تسمى أحياناً بالأكوان المتوازية Parallel Universes. والبنية لمتعدد الأكوان، وطبيعة كل كون وما بداخله، والعلاقة بين هذه الأكوان كل هذه تعتمد على النظرية المتبعة من بين عدة نظريات.

فرضية الأكوان المتعددة

و فرضية الأكوان المتعددة هو فرضية في علم الكونيات والفيزياء والفلك والفلسفة والمسائل الرياضية والخيال العلمي واللاهوت. وقد تأخذ الأكوان المتوازية في هذا السياق أسماء أخرى كالأكوان البديلة أو الأكوان الكمية أو العوالم المتوازية.

كيف بدأت فرضية الأكوان المتعددة

في عام 1954، كان هناك مرشح لشهادة الدكتوراه من جامعة برنسيتون اسمه هيو إيفيرت جاء بفكرة جذرية: أنه يوجد أكوان متوازية، بالضبط شبه كوننا. كل هذه الأكوان على علاقة بنا، في الواقع هي أكوان متفرعة منا، وكوننا متفرع أيضاً من أكوان أخرى.

خلال هذه الأكوان المتوازية، حروبنا لها نهايات مختلفة عن ما نعرف، الأنواع المنقرضة في كوننا تطورت وتكيفت في الأكوان الأخرى، وفي تلك الأكوان ربما نحن البشر أصبحنا في عداد الفصائل المنقرضة.

إن طبيعة هذا التفكير يذهل العقل ولحد الآن ما يزال يمكن فهمه. الأفكار العامة عن الأكوان أو الأبعاد المتوازية التي تشبهنا ظهرت في أعمال الخيال العلمي، لكن لماذا يقوم فيزيائي شاب ذو مستقبل بالمخاطرة بمستقبلهِ المهني عن طريق تقديم فرضية الأكوان المتعددة ؟

عندما قام إيفريت بتقديم فرضية الأكوان المتعددة يحاول الإجابة عن سؤال صعب متعلق بفيزياء الكم: لماذا الأجسام الكمية تتصرف بشكل غير منضبط؟ إن المستوى الكمي هو أصغر ما أكتشف العلم حتى الآن.

دراسة فيزياء الكم بدأت في عام 1900، حينما قدم العالم ماكس بلانك هذا المفهوم لأول مرة على المجتمع العلمى. دراسات بلانك للإشعاع دفعت نحو بعض الاكتشافات التي تتعارض مع قوانين الفيزياء التقليدية. هذه الاكتشافات اقترحت وجود قوانين مختلفة في هذا الكون، تعمل على المستويات العميقة غير تلك القوانين التي نعرفها.

في المدى القصير، الفيزيائيين الذين قاموا بدراسة مستوى الكم لاحظوا أشياء غريبة عن هذا العالم. أولا ً، الجزيئات الموجودة في هذا المستوى تأخذ أشكالاً مختلفة بشكل اعتباطي. على سبيل المثال، العلماء لاحظوا أن الفوتونات (رزم صغيرة من الضوء) تتصرف كجسيمات وكأمواج! حتى الفوتون المفرد يقوم بهذا التناوب في الحالة. تخيل أنك ظاهر وتتصرف كإنسان صلب حينما ينظر إليك صديق، لكن حينما يلتفت إليك ثانية ً تكون تحولت إلى غاز!

عُرف بمبدأ عدم اليقين لهايزنبرج. الفيزيائي “فيرنر هايزنبرج” اقترح أنه بمجرد ملاحظة المادة الكمية، فنحن نؤثر في سلوكها. وبالتالى، فنحن لا يمكن أن نتأكد تماماً من طبيعة الشئ الكمي ولا صفاتهِ المميزة، مثل السرعة والموقع.

هذه الفكرة تم دعمها بتفسير كوبنهاغن لميكانيكا الكم. هذا التفسير طرحه الفيزيائي الدنماركى “نيلز بور”، أن الجسيمات الكمية لا تتواجد على حالة واحدة معينة أو على حالة أخرى، لكن في كل هذه الحالات المحتملة في نفس الوقت. إجمالي مجموع الحالات للشئ الكمى يسمى بدالة الموجة wave function. وحالة الشئ الموجود في كل حالاته الممكنة في نفس الوقت، تسمى بالوضع الفائق superposition.

طبقا لبور، حينما نقوم بملاحظة شيء كمي، فنحن نؤثر في سلوكه. الملاحظة تقوم بكسر حالة الوضع الفائق للشئ وتجبره على اختيار حالة واحدة من دالة الموجة الخاصة به. تفسر هذه النظرية لماذا يحصل الفيزيائيين على قياسات متضاربة من نفس الشئ الكمي: فالشيء الكمي يختار حالات مختلفة أثناء عمليات القياس المتتالية.

تم قبول تفسير بور على نطاق واسع، واحتفظ بقبول غالبية مجتمع علماء الكم. ولكن بعد حين، أخذت فرضية العوالم المتعددة لإيفريت بعض الاهتمام الجدي.

الأكوان المتعددة في نظرية الأوتار

نظرية الأوتار أنشئت بواسطة الفيزيائي اليابانى-الأمريكي ميشيو كاكو. نظريته تقول أن كتل البناء الأساسية لكل المواد وأيضاً لكل القوى الفيزيائية في الكون – مثل الجاذبية- موجودة في مستوى تحت الكم. هذه الكتل البنائية تشبه أربطة مطاطية صغيرة جداً – أو أوتار- وهي التي تصنع الكواركات (جسيمات كمية)، وتباعاً الإلكترونات، والذرات، والخلايا وهكذا. ويتحدد بالضبط أي نوع من المادة ينتج بواسطة الأوتار وكذلك سلوك هذه المادة، حسب تذبذب هذه الأوتار. وتتذبذب الأوتار فتؤدي إلى نشوء القوى المختلفة الحاكمة للكون. بهذه الطريقة فإن كوننا بأكلمه عبارة عن عزف موسيقى. ووفقاً لنظرية الأوتار فهذا العزف يحدث عبر 11 بُعد منفصل.

مثل نظرية الأكوان المتعددة، فنظرية الأوتار تـُظهر وجود الأكوان المتوازية.

فهذه الأبعاد تلتف حول نفسها بحيث لا ندركها في عالمنا. وبما أن الكون يحتوي على هذه الأبعاد المختلفة بهندساتها العديدة والمتنوعة، وعلماً بأن قوانين الطبيعة تعتمد على هندسة الطبيعة، فمن المتوقع أن تُشكِّل هذه الأبعاد العديدة أكواناً مختلفة في قوانينها وحقائقها. هكذا تؤدي نظرية الأوتار إلى نتيجة أنه توجد أكوان عديدة ومختلفة. بالإضافة إلى ذلك، يشير كاكو إلى حقيقة أنه تم اكتشاف بلايين من الحلول لمعادلات نظرية الأوتار، وكل حلّ من هذه الحلول يصف كوناً متناسقاً رياضياً ومختلفاً عن الأكوان الأخرى التي تصفها الحلول الأخرى للنظرية. هكذا، تدل نظرية الأوتار على وجود أكوان عدة.

وفقاً للنظرية، فكوننا يشبه فقاعة بجانب أكوان موازية شبيهة. وعلى نقيض نظرية العوالم المتعددة، فنظرية الأوتار تفترض أن هذه الأكوان يمكنها أن تكون على اتصال مع بعضها البعض. نظرية الأوتار تقول أن الجاذبية يمكنها التدفق بين هذه الأكوان المتعددة . وحينما تتفاعل هذه الأكوان فإنه ينشأ انفجار كبير مثل الذي خلق كوننا.

حينما يستطيع الفيزيائيون صنع آلة تستطيع رصد المواد الكمية، فالأوتار تحت الكمية ستظل بعيدة عن الملاحظة، وهذا يجعلهم – وبالتالى النظرية القائمة عليهم- نظريين كلية ً. البعض رفض هذا، والبعض الآخر يعتقد أنه صحيح..

مستويات الأكوان المتعددة

قام العالم ماكس تيجمارك بفحص النظريات الفيزيائية المتضمنة أكواناً متوازية، والتي تكوّن أربع مستويات طبيعية هرمية للوجود الأكوان المتعددة ، بشكل يزيد فيه التنوع كلما تقدمنا:

المستوى الأول: مناطق وراء أفقنا الكوني

الكون يتمدد إلى مالانهاية وبنيته لها نفس الصفة… خارج هذه الكرة التي هي كوننا أو الحدود المشكلة له، توجد كرات لأكوان أخرى لانهائية أيضاً في حدودها وعددها

  • خصائصها: تنطبق عليها نفس القوانين الفيزيائية، لكن مع اختلاف في الظروف الأولية.
  • الافتراضات: فضاء غير محدود، تتوزع فيه المادة الكونية ايرجوديكياً ergodic.
  • الأسانيد:
  1. قياسات الموجات المايكروية تشير إلى تسطح، وفضاء لا متناهي، ونعومة واسعة النطاق.
  2. النموذج الأبسط.

المستوى الثاني: فقاعات أخرى متضخمة-المركز

الكون عبارة عن فقاعة كروية متواجدة في كون “أكبر” يحتوي على عدد من الأكوان الأخرى أو “الفقاعات” الأخرى.

  • خصائصه: نفس المعادلات الأساسية للفيزياء، ولكن ربما بثوابت وعناصر وأبعاد مختلفة.
  • الافتراضات: حدوث التضخم الفوضوي.
  • الأسانيد:
  1. نظرية التضخم تفسر الفضاء المستوي، والتذبذبات ثابتة المقدار، وتحل مشكلة الأفق ومشاكل القطب الواحد ويمكن أن تفسر طبيعياً مثل هذه الفقاقيع.
  2. تفسر الثوابت المضبوطة.

المستوى الثالث: العوالم المتعددة لفيزياء الكم

حسب نظرية العالم هيو إيفيريت فإن وقوع أي حدث عشوائي معناه أن احتمال من ضمن عدة احتمالات أخرى قد وقع، مما يؤدي بنا إلى القول أن الاحتمالات الأخرى قد تكون وقعت في أكوان موازية لكوننا، أي أن ھناك كون لكل احتمال من الاحتمالات المتوقعة.

  • خصائصه: شبيهه بخصائص المستوى الثاني.
  • الافتراضات: وحدوية الفيزياء.
  • الأسانيد:
  1. دعم تجريبي للفيزياء الوحدوية.
  2. النموذج الأبسط رياضياً.

المستوى الرابع: تراكيب رياضية أخرى.

  • خصائصه: معادلات الفيزياء الأساسية مختلفة.
  • الافتراضات: الوجود الرياضي = الوجود الفيزيائي.
  • الأسانيد:
  1. التأثير غير المعقول للرياضيات في الفيزياء.
  2. تجاوب على سؤال وييلر وهوكينغ: ” لماذا هذه المعادلات بالذات، وليس غيرها؟”

مقتطفات مفيدة

  • إحدى الملاحظات المهمة التي لاحظها العلماء انه لا يوجد مكان محدد للإلكترون فعند دراسة الذرة هناك شواهد على وجود الأجسام الذرية في أكثر من مكان واحد في نفس الوقت
  • وفسر ذلك بوجود عوالم متوازية بالبلايين بحيث يظهر الجزيء الذري في مكان آخر وتظهر جزيئات ذرية من عوالم أخرى في كوننا بعلاقات غير مفهومة.
  • ويعتقد بعض العلماء أن نموذج تداخل الفوتون المفرد – الملاحظ في تجربة الشق المزدوج – من الممكن تفسيره بتداخل الفوتونات عبر العوالم المتعددة.
  • ثمة مثال آخر ألا وهو سر “المادة الخفية” في الكوسمولوجيا (علم الكونيات)، والمادة الخفية هي المادة غير المرئية والتي يبدو أنها تكوّن تسعين في المئة من كتلة الكون. ورغم أنها غير مرئية إلا أن العلماء تعرفوا على وجودها من تأثير جاذبيتها. فقد تكون المادة الخفية موجودة في أكوان متوازية. وتؤثر مثل هذه المادة في الكون الذي نعيش فيه من خلال قوة الجاذبية التي حسب نظرية الأوتار تستطيع التدفق بين الأكوان المتعددة . وهذه المادة “خفية” بالضرورة لأن النوعية الخاصة بنا من الفوتونات تلتصق بغشائنا، وبالتالي يتعذر على الفوتونات أن تنتقل عبر الهواء من المادة الموازية إلى أعيننا.
  • الواقع هناك أكثر من طريق يوصلنا إلى الأكوان المتعددة . ليس فقط تمكن العلماء من حل الغموض في نظرية الأوتار التي تقودنا إلى وجود أكوان أخرى ولكن تصرف مكونات الذرة التي من الممكن أن تكون في أكثر من مكان في نفس الوقت.
  • بالإضافة إلى هذين الطريقين يوجد أيضا تساؤل مشروع وهو لماذا توقفت الثوابت الكونيه عند أرقام معينه مثل ثابت الجاذبيه والقانون العام للغازات وغيرها من الثوابت الكثيرة. يعني أنه لابد أن تكون هذه الثوابت لها قيم مختلفه في العوالم الأخرى بحيث تكون هذه القيم لها صور لا متناهيه.
  • ما هو حل جذر واحد سالب مثلا. رقم حقيقي يدخل تحت الجذر فيصبح نوع من السحر. كمية نستخدمها ونحتاجها ولكننا لا نفهمها. ماذلك إلا لأنها موجوده في كون آخر له رياضيات مختلفه ولهذا الجذر هناك معنى واضح.
  • ويتفق الفيزيائي روجر بنروز مع الآخر استيفين هوكنج أن تطبيق ميكانيكا الكم على الكون تكون نتيجته العوالم المتعددة. رغم أنه يعتقد أن النقص الحالى في نجاح نظرية الجاذبية الكمية (نظرية تحاول توحيد ميكانيكا الكم مع النسبية العامة) يبطل إدعاء عالمية ميكانيكا الكم التقليدية.
  • ويقول لي سمولين الباحث في معھد بريميتر للفيزياء النظرية أن الأكوان المتعددة تمر بمراحل مشابھة لتلك الخاصة بتطور الكائنات الحية؛ ففي كل مرة يولد فيھا كون من كون آخر، تتغير القوانين الفيزيائية قليلا… ھكذا، قد تنشأ أكوان بقوانين فيزيائية عدائية وتكون نھايتھا ھي الفناء: فإما أن تنھار فوراً على نفسھا، أو أن يكون فيھا عدد خاطئ من الأبعاد، أو لعدم تمكن تلك الأكوان من احتواء ثقوب سوداء والتي بواسطتھا يتمكن كون معين من “حفظ نوعه “… لكن، بالطبع بعض الأكوان تولد بقوانين فيزيائية تسمح بتكون النجوم وبالتالي تسمح بوجود الثقوب السوداء التي تؤدي بدورھا إلى ولادة أكوان “صغيرة”.

و كما قال العالم ستيفن ھوكنغ: “لو كان الكون مختلفاً، لما كنا ھنا لنسأل: لماذا نحن ھنا؟”

هل عثرنا على الأكوان الأخرى؟

علماء موجات الراديو الفلكي تمكنوا من العثور على منطقة فارغة، مساحتها تتجاوز كل المناطق الفارغة التي عثرنا عليها في السابق. هذه المنطقة الفارغة تقع عنا على بعد حوالي 8 مليارات سنة ضوئية، ويصل قطرها إلى مالايقل عن مليار سنة ضوئية.

ليست هذه هي المرة الأولى التي يلاحظ فيها العلماء منطقة فارغة. نحن نعلم بوجود حوالي 30 منطقة هائلة تمتد على مساحة بضعة ملايين السنوات الضوئية. المنطقة المكتشفة حديثا أكثر كبرا حتى بالمقارنة مع الكون المرئي. وهي من الكبر إلى درجة ان علماء الفيزياء المعنيين بالانفجار العظيم يجدون صعوبة في تفسير الأمر.

الآن تعتقد مجموعة من علماء الفيزياء الأمريكان انهم عثروا على تفسير مناسب، بالرغم من انها مثيرة للدهشة. حسب هؤلاء العلماء فأن هذه البقعة عبارة عن بصمة كون آخر تضغط على جدار عالمنا. مجموعة باحثين على رأسهم Laura Mersini-Houghton من جامعة ساوث كارولينا. لورا تقول: “علم الكونيات التقليدى لا يستطيع تفسير فجوة كونية هائلة كتلك”. وقد اشارت حساباتهم إلى أن هذه المنطقة الفارغة نشأت بتأثير ارتطام عالمنا بالعالم الجار له في لحظة مبكرة من نشوئه. الكون المجاور قام بدفع الأجسام الكونية في المنطقة التي اصطدم بها في كوننا بحيث أنها أصبحت خالية أو تحوي اجسام كونية اقل. لو كان هذا صحيحاً فإنه يعطى الدليل التجريبى الأول على الأكوان المتعددة مع النماذج النظرية الموجودة مسبقاً. وهو أيضاً يدلل ًعلى نظرية الأوتار. هذه المجموعة من العلماء تدعى وجود نتائج قابلة للاختيار، حيث أنه لو كانت فرضية الأكوان المتعددة صحيحة فسيكون هناك فراغ مشابه في نصف الكرة الجنوبي من الكرة السماوية.

في النهاية

أن الفرضيات الشبيهة بفرضية الأكوان المتعددة تعتبر الآن اتجاه عام في مجتمع ميكانيكا الكم. على سبيل المثال، اقتراح تم بين 72 من الفيزيائيين البارزين، قام به الباحث الأمريكي ديفيد روب في عام 1995 ونشر في الدورية الفرنسية Sciences et Avenir في يناير من عام 1998، أشار إلى أن 60 % تقريباً يعتقدون أن نظرية الأكوان المتعددة حقيقية.

الاعتقاد بوجود أكوان أخرى هو من محض التخمين، ولا يمكن الإجابة على هذا السؤال بالبحث العلمي والطرق العملية إذ أننا نعيش في كوننا الذي نعرفه ونحاول دراسته وتفسير ظواهره، ونحن ” محبوسون” فيه. ولا تزال تشغلنا أمور فيزيائية واقعية وليست تخمينا، لم نتوصل حتى الآن في حلها، فنحن لا زلنا لا نعرف ما هي المادة المظلمة، ولا نعرف ما هي الطاقة المظلمة، ولا نعرف كيف حدث الانفجار العظيم ؟ من “لا شيء!”

اقرأ أيضاً:

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

اقرأ أيضاً