تصور کنید سوار موشک می شوید و زمین را ترک می کنید. خروج از منظومه شمسی. ترک کهکشان ما حفاری در لبه جهان قابل مشاهده و پشت سر گذاشتن فضای خود (که غیرممکن است، زیرا باید سریعتر از سرعت نور حرکت کنید، اما اینجا با من کار کنید).
اکنون شما در حال سفر در خلأ غیرقابل توضیحی برای چندین سال هستید، فقط برای اینکه خود را در جهان دیگری بیابید، با کهکشانی دیگر در آن، با منظومه شمسی دیگر، زمینی دیگر ... و یکی دیگر از شما که آنجا نشسته اید و این مقاله را می خوانید.
این چندجهانی است و ممکن است یک پیش‌بینی طبیعی از نظریه‌های فیزیکی باشد که آغاز جهان را تعیین می‌کنند. یا شاید هم نه. همانطور که تحقیقات جدید نشان می دهد گفتن آن دشوار است.
متصل: نظریه چندجهانی چیست؟
کیهان بزرگ قدیمی
کیهان شناسان تا حد زیادی بر این باورند که وقتی جهان ما بسیار جوان بود - کمتر از یک تریلیونم تریلیونم ثانیه - کاملاً دیوانه شد. در کوچکترین لحظه (دوباره، از جمله تریلیون ها تا تریلیون ها ثانیه)، جهان واقعاً بسیار بزرگ شد.
چقدر بزرگ؟ گفتن دقیق آن دشوار است، زیرا این مفهوم بسیار فرضی است، اما "بسیار بزرگتر از آنچه فکر می کنید" کافی است. بیشتر مدل‌های این رویداد که تورم نامیده می‌شود، به جهانی نیاز دارند که حداقل ۱۰ ^ ۵۲ برابر بزرگتر از حجم مشاهده‌شده فضا باشد. از آنجایی که این نقطه قابل مشاهده در حال حاضر 90 میلیارد سال نوری قطر دارد، این بدان معناست که اندازه واقعی جهان ما آنقدر بزرگ است که تقریباً غیرقابل درک است.
تورم به طور پیش فرض بسیاری از مشکلات را حل می کند مهبانگ کیهان شناسی - مدلی که چگونگی شروع جهان را توصیف می کند - به عنوان این واقعیت که مناطق جهان، بسیار دور از یکدیگر، تقریباً دمای یکسانی دارند. بر اساس تئوری تورم، این مناطق زمانی بسیار دنج تر بودند و قبل از اینکه تورم آنها را از هم بپاشد به خوبی با یکدیگر آشنا شده بودند.
یک پیامد بالقوه دیگر تورم وجود دارد: ممکن است انجام نشود. در واقع، ممکن است هرگز انجام نشود. این "تورم دائمی" نامیده می شود، و این ایده توصیف می کند که چگونه جهان در مقیاس بزرگ همیشه می تواند باد شود، تنها با جیب های کوچکی که برای تبدیل شدن به نقاط عادی و آرام بخش مانند ما، می توانند باد شوند. هر کیهان جزیره‌ای به هم خورده با شکاف عظیمی از نیستی جدا می‌شود و جزایر سریعتر از نور از یکدیگر دور می‌شوند (زیرا این کاری است که تورم انجام می‌دهد).
این جهان‌های جزیره‌ای، که در «چندجهانی» بزرگتر جاسازی شده‌اند، هرگز ملاقات نخواهند کرد و هرگز نخواهند توانست با یکدیگر صحبت کنند. در واقع، یافتن شواهد مستقیم از وجود آنها غیرممکن خواهد بود.
متورم شدن یا نشدن
بدون این اثبات مستقیم، آیا حداقل می‌توانیم یک فرض معقول در مورد اینکه آیا چندجهان محتمل است یا خیر؟ اگر ما فقط یک حباب در یک وان غول پیکر پر از فوم بودیم که سریعتر از نور منبسط می شود، چگونه می توانستیم این را بدانیم؟
اولین قدم آزمایش تورم است. هیئت منصفه هنوز در مورد این موضوع نیست، اما شواهدی وجود دارد که نشان می دهد چیزی مانند تورم در جهان اولیه اتفاق افتاده است. نوسانات در پس‌زمینه مایکروویو کیهانی یا نور منتشر شده زمانی که جهان ما شروع به سرد شدن کرد، زمانی که 380000 سال سن داشت، الگویی دارد که با آنچه در صورت وقوع تورم می‌بینید مطابقت دارد. هیچ نظریه دیگری از جهان اولیه با این مدل از نور مطابقت ندارد.
پس این خوب است. اما «تورم» تنها نظریه نیست. بیشتر شبیه یک کلاس یا دسته ای از نظریه هاست. مدل‌های مختلف فیزیک متفاوت، محرک‌های مختلف، علل مختلف و اثرات متفاوت این رویداد را نشان می‌دهند. از آنجایی که همه این نظریه ها بر اساس مدل های فرضی فیزیک شدید جهان اولیه است، هنوز زود است که بگوییم کدام یک از نظریه ها - در صورت وجود - صحیح است.
فیزیکدانان گمان می کنند که تورم دائمی رایج است، که نتیجه اکثر الگوهای تورم است. بنابراین، به دنبال این شبهه، اگر تورم درست باشد، تورم دائمی نیز احتمالاً درست است، و ممکن است چندجهانی واقعی باشد.
ارزیابی چندجهانی
نیازی به گفتن نیست که وجود چندجهانی قرص بزرگی برای بلعیدن است. اگر تورم دائمی درست باشد، پس فقط یک جهان یا چند جهان وجود ندارد، بلکه تعداد نامتناهی جهان جیبی وجود دارد. هر یک از آنها به طور بالقوه قوانین فیزیک و آرایش ذرات خود را حفظ خواهند کرد. بنابراین اگر تعداد راه‌های چیدمان ماده و انرژی محدود باشد - فقط راه‌های زیادی وجود دارد که می‌توانید یک جهان بسازید - پس چندجهانی بی‌نهایت نیاز به کپی‌های تکراری از همان موقعیت فیزیکی دارد، حتی اگر هر ترکیب خاصی از پیکربندی‌های فیزیکی به‌طور باورنکردنی نادر باشد. .
این بدان معنی است که یک کپی از شما در یک فاصله مشخص (اما بسیار دور) وجود دارد. و بعد از آن یک نسخه دیگر. و یکی دیگر. و یکی دیگر. Infinity of you دقیقا همین کار را می کند.
اما ما فقط می‌توانیم بگوییم که یک چندجهانی محتمل است که تورم دائمی واقعاً رایج باشد (یعنی در اکثر مدل‌های تورم مشترک است، اگر نه همه)، که دقیقاً همان چیزی است که گروهی از فیزیکدانان در مقاله‌ای اخیراً منتشر شده در پیش‌چاپ ادعا می‌کنند. پایگاه داده arXiv و به مجله کیهان شناسی و فیزیک نجومی ارسال شد. آنها تعداد زیادی الگوی تورم را از آسیاب عبور دادند و انواع مدل ها و پارامترهای مدل را تغییر دادند و شمارش آن ها یک و نیم امری است که منجر به تورم دائمی و چندجهانی شد.
پاسخ آنها: این پیچیده است.
اول، آنها دریافتند که تورم دائمی آنطور که در ابتدا تصور می شد رایج نیست. توضیح آنها برای اینکه چرا کیهان شناسان فکر می کردند تورم دائمی رایج است این است که این کیهان شناسان قبلی تنها مجموعه محدودی از مدل ها را مطالعه کردند. آنها دریافتند که بسیاری از الگوهای تورم قابل دوام (در اینجا "قابل اجرا" به این معنی است که آنها به وضوح با مشاهدات در تضاد نیستند) منجر به یک سناریوی همیشه تورم نمی شود.
با این حال، محققان دریافته‌اند که حتی اندازه‌گیری «جامعه» چیزی مانند تورم دائمی دشوار است، زیرا ما مدل‌های خوبی از تورم و نحوه عملکرد آنها نداریم. آنها استدلال می کنند که نمی توان با یک پاسخ به سؤال عمومی بودن پاسخ داد زیرا هنوز چیزهای زیادی وجود دارد که ما باید در مورد فیزیک تورم بیاموزیم.
بنابراین، آیا شخص دیگری وجود دارد که دقیقاً همان مقاله را بخواند؟ علم می گوید: گفتنش سخت است.
در ابتدا در Live Science منتشر شد.