الفضاء

قد يكون الكون المتعدد جزءًا من حقيقة أعمق - فريدة من نوعها ومفهومة تمامًا.

"إن أكثر شيء غير مفهوم في الكون هو ذلكقال ألبرت أينشتاين ذات مرة: في أيامنا هذه ، لا يمكن اعتبار الكون بالكاد مفهومًا أو فريدًا. تواجه الفيزياء الأساسية أزمة مرتبطة بمفهومين شائعين ، يشار إليهما غالبًا باسم "الأكوان المتعددة" و "القبيحة" ، والتي تعني حرفيًا "الكون المتعدد" و "الكون القبيح".

كيف هو الكون؟

يؤكد مؤيدو الكون المتعددفكرة وجود مجموعة لا حصر لها من الأكوان الأخرى ، بعضها يحتوي على فيزياء مختلفة تمامًا وعدد الأبعاد المكانية ؛ في هذه الأكوان أنت ، وأنا وجميع الآخرين يمكن أن توجد في شكل نسخ لا حصر لها. يقول عالم الكونيات في جنوب إفريقيا جورج إليس: "قد يكون الكون المتعدد أخطر فكرة في الفيزياء".

منذ الأيام الأولى لاكتشاف العلومأدت صدفة غير مرجحة إلى الحاجة إلى شرح ذلك ، للبحث عن سبب خفي والدافع. من بين الأمثلة المعاصرة ، هناك ما يلي: يبدو أن قوانين الفيزياء مضبوطة بدقة بطريقة تسمح بوجود كائنات ذكية يمكنها اكتشاف هذه القوانين - وهذه مصادفة تتطلب تفسيراً.

مع ظهور الأكوان المتعددة ، تغير كل شيء: بغض النظر عن مدى صدفة لا تصدق ، في مليارات المليارات من الأكوان التي تشكل الكون المتعدد ، على الأقل في مكان ما - سيكون. وإذا بدا أن الصدفة تؤدي إلى ظهور هياكل معقدة أو حياة أو وعي ، فلا ينبغي لنا أن نفاجأ بأننا في عالم يسمح لنا بالوجود في المقام الأول. لكن هذا "التفكير الإنساني" يعني بدوره أنه لا يمكننا التنبؤ بأي شيء. لا توجد مبادئ واضحة لفيزيائي CERN في بحثهم عن جزيئات جديدة. وليس هناك قانون أساسي يمكن العثور عليه وراء الخصائص العشوائية للكون.

مختلفة تماما ، ولكن ليس أقل خطورة ، أصبح آخر.المشكلة هي "الكون القبيح". وفقًا لعالم الفيزياء النظرية سابينا هوسنفيلدر ، فإن الفيزياء الحديثة مرتبكة بسبب جاذبيتها لـ "الجميلة" ، مما أدى إلى ظهور تخيلات رياضية أنيقة ومضاربة دون أي روابط مع التجارب. وقالت إن الفيزيائيين "ضاعوا في الرياضيات". وما يسميه الفيزيائيون "الجمال" ، هذه هياكل وتماثلات. إذا لم نتمكن من الاعتماد على مثل هذه المفاهيم أكثر ، فسيتم توضيح الفرق بين الفهم والمراسلات البسيطة مع البيانات التجريبية.

كل المشاكل لها جذورها. "لماذا لا تلغي قوانين الطبيعة ما أعتقد أنه جميل؟" ، يتساءل Hossenfelder عن حق. والجواب هو: إنهم لا يهتمون. بطبيعة الحال ، يمكن أن تكون الطبيعة معقدة ومشوشة وغير مفهومة - إذا كانت كلاسيكية. لكن الطبيعة ليست هكذا. الطبيعة الميكانيكية الكم. وعلى الرغم من أن الفيزياء الكلاسيكية هي علم حياتنا اليومية ، حيث يمكن فصل الكائنات عن بعضها البعض ، إلا أن ميكانيكا الكم تختلف. لا تتعلق حالة سيارتك بلون فستان زوجتك. لكن في الميكانيكا الكمومية ، تعتمد كل الأشياء على بعضها البعض ، الأمر الذي وصفه أينشتاين بأنه "عمل فظيع من بعيد". هذه الارتباطات تشكل البنية ، والهيكل جميل.

على العكس ، يبدو الكون المتعدد صعبًالإنكار. ميكانيكا الكم ، على وجه الخصوص ، هو عظيم لذلك. تؤدي لقطة الإلكترونات الفردية في الشاشة ذات شقين إلى ظهور نمط تداخل على الكاشف خلف الشاشة. في كل حالة ، اتضح أن الإلكترون يمر بالشقوق في كل مرة.

فيزياء الكم هو العلم وراء النوويالانفجارات والهواتف الذكية وتصادمات الجسيمات - وهي معروفة بغرامتها ، مثل قطة شرودنجر ، التي توجد في حالة تشويق بين الحياة والموت. في ميكانيكا الكم ، يمكن أن تتداخل الحقائق المختلفة مع بعضها البعض (مثل "الجسيمات هنا" و "الجسيمات هناك" أو "القط حي" و "القط ميت") ، مثل الأمواج على سطح البحيرة. يمكن أن يكون الجسيم نصف هنا وهناك. وهذا ما يسمى التراكب ، وهذا هو الذي يؤدي إلى ظهور نمط التداخل.

وضعت أصلا لوصفالعالم المجهري ، وقد أظهرت ميكانيكا الكم في السنوات الأخيرة أنه يدير كائن كبير على نحو متزايد ، إذا كانت معزولة بما فيه الكفاية عن البيئة. ومع ذلك ، لسبب ما ، حياتنا اليومية محمية بطريقة أو بأخرى من الكثير من الشذوذ الكم. لم يشاهد أحد قط قطة نصف ميتة ، وكلما قمت بقياس موضع الجسيم ، تحصل على نتيجة معينة.

التفسير المباشر يوحي بأن كل شيءتتحقق الخيارات الممكنة ، وإن كانت مختلفة ، لكن الواقعيات الموازية لـ "فروع Everett" - سميت باسم هيو إيفريت ، الذي دافع عن هذا الرأي لأول مرة ، والمعروف باسم التفسير العالمي للعديد من الميكانيكا الكمومية. "عوالم كثيرة" من إيفريت تمثل في الواقع واحدة فقط من أمثلة الكون المتعدد - واحدة من الأربعة. الاثنان الآخران ليسا ممتعين للغاية ، والثالث هو "مشهد نظرية الأوتار" ، الذي سنعود إليه لاحقًا.

أنتقل إلى ميكانيكا الكم لتبريرإلى جمال الفيزياء ، يبدو أننا نضحي بتفرد الكون. ومع ذلك ، فإن هذا الاستنتاج يكمن فقط على السطح. في مثل هذه الصورة ، عادة ما يتم التغاضي عن كون إيفريت المتعدد ليس جوهريًا. إنه واضح فقط أو "ناشئ" ، كما يقول الفيلسوف ديفيد والاس من جامعة جنوب كاليفورنيا.

لفهم هذه اللحظة ، تحتاج إلى فهم المبدأالكامنة وراء كل من القياسات الكم ، وكذلك "العمل الرهيب على مسافة". مفهوم "التشابك" ، الذي أشار إليه أينشتاين وبوريس بودولسكي وناثانيل روزن في عام 1935 ، هو أمر أساسي لكلتا الظاهرتين: في ميكانيكا الكم ، يمكن لنظام يتكون من اثنين يدوران في مجموع صفري يتألف من تراكب من أزواج من يدور مع اتجاهات عكسية للدوران مع اتجاه عدم اليقين المطلق في اتجاهات دوران الفردية يدور. التشابك هو توحيد طبيعي للأجزاء في الكل ؛ الخصائص المنفصلة للمكونات تتوقف عن الوجود لصالح نظام مشترك مرتبط بشدة.

كلما يتم قياس النظام الكموميأو المرتبطة بالبيئة ، يتجلى الدور الهام للتشابك: النظام الكمي ، والمراقب ، وبقية الكون متشابكة. من وجهة نظر المراقب المحلي ، تنتشر المعلومات في بيئة غير معروفة وتبدأ عملية "فك الارتباط". Decoherence هو عامل كلاسيكي: فهو يصف فقدان الخصائص الكمومية عندما يتفاعل نظام الكم مع بيئته. يعمل Decoherence مثل سحاب بين الحقائق المتوازية للفيزياء الكمومية. من وجهة نظر المراقب ، الكون "ينفصل" إلى فروع منفصلة من ايفرت. يراقب المراقب قطة حية أو قطة ميتة ، لكن لا شيء وسيط. بالنسبة له ، يبدو العالم كلاسيكيًا ، على الرغم من أنه من الناحية العالمية ، لا يزال الكم ميكانيكياً. في الواقع ، من وجهة النظر هذه ، فإن الكون كله هو كائن كمي.

أحادية الكم

ونحن هنا جذب مفهوم الأكثر إثارة للاهتمام."أحادية الكم" التي اقترحها الفيلسوف جوناثان شافير. فكر شافير في السؤال عن ماذا يتكون الكون. وفقًا لمذهب الأحادية الكمومية ، فإن الطبقة الواقعية الأساسية لا تتكون من جسيمات أو سلاسل ، ولكن من الكون نفسه ، لا يفهم كمجموع للأشياء التي تتكون منه ، بل كحالة كمومية واحدة متشابكة.

تم التعبير عن أفكار مماثلة في وقت سابق ، على سبيل المثال ،الفيزيائي والفيلسوف كارل فريدريش فون فايتساكر: اعتماد ميكانيكا الكم يتنبأ بجدية بالحقيقة الفريدة الكم الكامن وراء الكون المتعدد. يدعم هذا الرأي التوحيد والتقلبات الصغيرة في درجة حرارة خلفية الميكروويف الكونية ، والتي تشير إلى أنه يمكن تتبع الكون المرصود إلى حالة كمومية واحدة ، ترتبط عادةً بحقل كمي للتضخم الأولي.

علاوة على ذلك ، هذا الاستنتاج ينطبق على الآخرمفاهيم الأكوان المتعددة. بما أن التشابك عالمي ، فلا يقتصر على الفقاعة الكونية لدينا. مهما كانت الأكوان المتعددة ، إذا قبلت أحادية الكم ، فكل شيء سيكون جزءًا من الكل: ستكون هناك دائمًا طبقة أكثر واقعية من الواقع الكامن وراء الأكوان المتعددة داخل الكون المتعدد وستكون هذه الطبقة فريدة من نوعها.

واحادية الكم ، وعوالم ايفرت العديدةالتفسيرات هي تنبؤات لميكانيكا الكم. فقط وجهة نظرهم هي التي تميزهم: ما ، من وجهة نظر المراقب المحلي ، سيكون مشابهًا لـ "عوالم كثيرة" ، في الواقع هو كون واحد فريد من وجهة نظر عالمية (على سبيل المثال ، كائن يمكنه رؤية الكون كله من الخارج).

وبعبارة أخرى ، فإن العديد من العوالم هو الكمأحادية من خلال عيون المراقب الذي لديه معلومات محدودة عن الكون. في الواقع ، كان الدافع الأولي لإيفريت هو تطوير وصف كمي للكون بأكمله من حيث "دالة الموجة العالمية". انظر إليها من خلال نافذة موحلة: تنقسم الطبيعة إلى العديد من القطع ، لكن هذا مجرد تشويه للمنظور.

أحادية وعوالم متعددة يمكن تجنبها ، ولكنفقط إذا غير شخص ما شكلية ميكانيكا الكم - عادة ما يتعارض هذا مع نظرية النسبية الخاصة لآينشتاين - أو هل سيقدم شخص ما ميكانيكا الكم ليس كنظرية عن العلم ، ولكن كمعرفة: مفاهيم الإنسان ، ولكن ليس العلم.

في شكله الحالي ، يجب أن أحادية الكميعتبر مفهومًا رئيسيًا في الفيزياء الحديثة: فهو يفسر السبب في أن "الجمال" ، الذي يُنظر إليه على أنه بنية وارتباط وتماثل بين مجالات الطبيعة المستقلة خارجيًا ، ليس مثاليًا جماليًا مشوهًا ، ولكنه نتيجة لتقسيم الطبيعة من حالة كمومية واحدة. بالإضافة إلى ذلك ، تلغي أحادية الكم أيضًا الحاجة إلى كون متعدد ، لأنها تتنبأ بالارتباطات التي تتحقق ليس فقط في الكون المولود بشكل منفصل ، ولكن أيضًا في أي فرع معين من الكون المتعدد.

أخيرًا ، يمكن أن تحل الأحادية الكمومية الأزمة.الفيزياء الأساسية التجريبية ، التي تعتمد على مصادمات أكبر من أي وقت مضى لدراسة جميع مكونات الطبيعة الأصغر. لأن أصغر المكونات لن تكون طبقة أساسية من الواقع. دراسة أساسيات ميكانيكا الكم ، أو المجالات الجديدة لنظرية مجال الكم ، أو أكبر الهياكل في علم الكونيات يمكن أن تكون مفيدة بنفس القدر.

كل هذا يعني أنه يجب علينا ألا نتوقف عن البحث. في النهاية ، هذه الرغبة لا تنتزع منا. في مكان عميق أدناه ، هناك حقيقة فريدة ومفهومة وأساسية.

هذا جيد ، أليس كذلك؟ أخبرنا في محادثتنا في Telegram.

إشعار Facebook للاتحاد الأوروبي! تحتاج إلى تسجيل الدخول لعرض ونشر تعليقات الفيسبوك!