هناك عدد لا حصر له من العوالم في كون لا نهائي. قد تتحول الأكوان المتعددة إلى نفس الكون

لطالما اعتبر علم الكونيات الفرضية القائلة بأن كوننا ليس الوحيد من نوعه. قد يكون أحد الأكوان العديدة التي يتكون منها ما يسمى الكون المتعدد... على الرغم من أن هذه الفرضية يمكن اعتبارها شيئًا من عالم الخيال ، إلا أن هناك أساسًا متينًا إلى حد ما يشهد على صحتها. فيما يلي خمسة أسباب تجعلنا نعيش في الكون المتعدد.

1) يفترض أحد النماذج الكونية ما يسمى بـ " التضخم الأبدي". التضخم هو التوسع السريع للكون بعد الانفجار العظيم. تم اقتراح فرضية "التضخم الأبدي" لأول مرة من قبل عالم الكونيات بجامعة تافتس الكسندر فيلينكين... يفترض العلماء أن التوسع التضخمي للكون قد توقف فقط في أجزاء معينة من الكون (تسمى هذه المناطق المناطق الحرارية) ، ولكن في بعض الأجزاء يستمر التوسع ، يولد نوع من "الفقاعات التضخمية" ، كل منها ينمو في الكون الحقيقي:

تسمح النظرية التضخمية بتكوين أكوان ابنة متعددة تنبت باستمرار من الأكوان الموجودة.

2) في إطار ما يسمى ب نظرية الغشاء (مصطلح "غشاء" يأتي من كلمة "غشاء") أو نظرية إم، أربعة أبعاد مكانية محددة بجدران ثلاثية الأبعاد أو ثلاثية الأغشية. أحد هذه الجدران هو مساحة الكون الذي نعيش فيه ، في حين أن هناك أكوان غشائية أخرى مخفية عن إدراكنا. إنها موازية لغشاءنا ، وفي ظل ظروف معينة ، تنجذب إلى بعضها البعض بسبب الجاذبية. وفقًا للنظرية ، عندما تصطدم الأغشية ، يتم إطلاق كمية كبيرة من الطاقة وبالتالي يتم إنشاء ظروف الانفجار العظيم:

(الصورة من wikimedia.org)

3) تفسير هيو إيفريت للعوالم المتعددة لميكانيكا الكم... وفقًا لمفاهيم ميكانيكا الكم ، فإن كل شيء في عالم الجسيمات يوصف احتماليًا فقط. اقترح إيفريت أن جميع نتائج الحدث المحتمل تتحقق دائمًا ، لكن هذا يحدث في أكوان مختلفة. مع كل فعل من أفعال الملاحظة ، أي قياس كائن كمي ، ينقسم الراصد إلى عدة إصدارات (يفترض أنها كثيرة بلا حدود) تتوافق مع أكوان مختلفة. يمكن تفسير ذلك بوضوح على النحو التالي: إذا كنت على مفترق طرق ولديك خيار - أن تذهب يسارًا أو يمينًا ، فإن الكون الحالي "يولد" كونين طفلين آخرين: أحدهما تذهب إلى اليمين والآخر إلى اليسار:

4) تظهر الدراسات أن مساحة كوننا مسطحة بدرجة عالية من الدقة. وإذا امتد الزمان والمكان إلى ما لا نهاية ، فيجب ملاحظة التكرار في مرحلة ما ، نظرًا لوجود حد معين لعدد مجموعات تنظيم الجسيمات في المكان والزمان. بعبارة أخرى ، تشير اللانهاية من المكان والزمان إلى وجود نسخة طبق الأصل من كوننا في مكان ما:

يمتد الزمان والمكان إلى ما لا نهاية ، لذلك يجب أن يكون هناك تكرار للكون في مرحلة ما

5) أكوان ذات رياضيات مختلفة... وفقًا لبعض العلماء ، فإن القوانين الأساسية للكون هي قوانين رياضية. بناءً على ذلك ، يمكن افتراض وجود أكوان أخرى لها هياكل رياضية خاصة بها.

الكون المتعدد مفارقة!يبدو لي أن وجود الكون المتعدد لا ينبغي اعتباره كما هو معروض في المقالة ، كفرصة لاكتشافات جديدة ، ويجب قبول هذه الفكرة كمفارقات للنظريات الحديثة ، مما يشير إلى عدم اكتمال معرفتنا. وهذا هو السبب.
الكون المتعدد مخالف لمبدأ أوكام.في رأيي ، فإن فكرة الكون المتعدد لها العيب التالي ، وجود كائنات موازية لا يظهر ماديًا في كوننا ، باستثناء المراحل الأولى من تطوره ، على سبيل المثال ، كما في نظرية الغشاء ، وإلا فإنه سيؤدي إلى انتهاكات لقانون الحفظ. هذا يعني أننا محرومون من طرق التحقق من هذه الفرضية تجريبيًا ، ولا تزال هناك طريقة فقط لتفسير حقائق الملاحظة باستخدام النماذج الرياضية ، أو حتى بشكل جذري ، لرفع النماذج الرياضية إلى المطلق ، كما يقترح ماكس تيجمارك. باستبعاد الأخير من أجل الجدل الواضح ، يبدو لي أن الكون المتعدد في تفسير الملاحظات هو كيان إضافي يجب ، وفقًا لمبدأ أوكام ، التخلص منه.
نحن لا نفهم بشكل كافٍ بنية كوننا.لكن الوضع الحالي في علم الكونيات ، وفقًا لمشاعري ، كطالب دراسات عليا في معهد علم الكونيات ، أسوأ بكثير! لا يربط أي من علماء الكونيات تقريبًا بناء نظرياتهم بتحليل الملاحظات. غالبًا ما تُبنى النماذج الرياضية بكميات بلا أبعاد ، لذلك غالبًا ما يتم إخفاء المعنى المادي حتى بالنسبة للمنظر نفسه. يأتي التحليل الرياضي أولاً ، ويأتي التفسير أخيرًا. علاوة على ذلك ، فإن العديد من علماء الكونيات راضون عن تفسير النتيجة من حيث الفيزياء المبنية رياضيًا ، على سبيل المثال ، بناء لاغرانج في الفضاء ذي الأبعاد 11 أمر طبيعي تمامًا ، والمساحة الحقيقية ثلاثية الأبعاد هي حالة خاصة فقط ، والتي يتم الحصول عليها بعد الدمج. لكن قلة قليلة من الناس تجعل هذا الانتقال مهمًا وصعبًا للغاية في الواقع. علم الكونيات كعلم حديث العهد وبعيد عن الكمال في مناهجها ، ويشير الكون المتعدد التضخمي إلى أننا ما زلنا لا نفهم تمامًا آلية التضخم. وبالمثل ، فإن تفسير إيفريت على الأرجح مرتبط بافتقارنا إلى فهم الجوهر المادي لميكانيكا الكم.
"إنه لأمر رائع أننا نواجه مفارقة. الآن يمكننا أن نأمل في المضي قدمًا!"، نقلاً عن نيلز بور من أي نوع من سوء الفهم تنشأ الفرضية حول الكون المتعدد؟ من الواضح أنه كان ينبغي طرح السؤال هنا " ولماذا كوننا هو الوحيد والطريقة التي هي عليه؟"، أي أن أسباب ضبط الكون ليست واضحة بعد. في مقال روزنتال في الفيزياء - أوسبخي لعام 1980 ، حول القوانين الفيزيائية والقيم العددية للثوابت الأساسية ، هناك جدل جيد حول كيفية تأثير تغييرها على كوننا ، وأن هذه القيم ربما تكون فريدة من نوعها لتنفيذ حياتنا تتمثل إحدى محاولات تفسير هذه القيم في تعداد التوليفات المحتملة جنبًا إلى جنب مع المبدأ الأنثروبي ، لكن مثل هذا التفسير ، في رأيي ، ليس مرضيًا ، لأن مثل هذا التعداد لا يقتصر على أي شيء ولا يكاد يكون ممكنًا.
النظرية الموحدة لكون موحد. يبدو لي أكثر منطقية طريقة إنشاء نظرية موحدة في كون واحد ، والتي من شأنها أن تفسر اختيار مثل هذه القيم. أعتقد أن هذا المسار يكمن في البحث عن مثل هذه الخصائص الرياضية العامة التي قد يكون لها عواقب فيزيائية. حتى الآن ، لا يمكن تسميتها بوضوح ، ولكن كمثال سأستشهد بـ pi الثابت ، الذي له معنى رياضي واضح ، ولكنه في نفس الوقت مدرج في الصيغ المادية. هل سيكون الكون منطقيًا في أي اختلاف كان باي؟ هنا يمكن المجادلة بأن نسبة محيط الدائرة إلى نصف قطرها تتغير في المساحات المنحنية ، ولكن في الحدود المتناهية الصغر تميل دائمًا إلى pi ، وإذا لم يكن الأمر كذلك ، فمن المحتمل أن يفقد الفضاء خصائص الاستمرارية ، وستصبح القوانين الفيزيائية غير متوقعة ...

ليون يكتب:

كمثال ، سأعطي الثابت pi ، والذي له معنى رياضي واضح ، ولكنه في نفس الوقت مدرج في الصيغ الفيزيائية. هل سيكون الكون منطقيًا في أي اختلاف كان باي؟ هنا يمكن المجادلة بأن نسبة محيط الدائرة إلى نصف قطرها تتغير في المساحات المنحنية ، ولكن في الحدود المتناهية الصغر تميل دائمًا إلى pi ، وإذا لم يكن الأمر كذلك ، فمن المحتمل أن يفقد الفضاء خصائص الاستمرارية ، وستصبح القوانين الفيزيائية غير متوقعة ...

لقد كنت مهتمًا أيضًا لفترة طويلة - في رأيي - بهذا أعمق مشكلةالتي ترتبط ارتباطًا مباشرًا بالمبادئ الأساسية لعالمنا. علاوة على ذلك ، حول "pi" يمكننا القول أيضًا أن هذا ثابت تم الحصول عليه من التجربة (من خلال قياس دقيق بشكل متزايد لمحيط قطر واحد). لكن البريد رقم تخميني مشتق من حساب التفاضل. وهذا يعني أن النظر في أفكار الاستمرارية والجمع والمرور إلى النهاية يؤدي إلى عدد محدد للغاية. ولا يهم - من سيفكر: أوروبي ، أو أفريقي ، أو صيني ، أو ربما ... أجنبي ، سيأتي إلى الشيء نفسه. بالنسبة لي ، هذا على وشك حدوث معجزة. وتأكيدًا على أنه حتى أكثر الإنشاءات التأملية مجردة مرتبطة بالعالم ، نظرًا لأننا (وعقولنا) جزء من العالم. وبالتالي ، بالنظر إلى داخل أنفسنا ، يمكننا أن نتوصل إلى معرفة المبادئ الأساسية للعالم الخارجي (المادي). صحيح ، أنت بحاجة إلى فهم أي نوع من الإنشاءات التأملية منطقية؟ هذا يتطلب حدسًا قويًا (جسديًا).

بالطبع ، رقم أويلر هو أيضًا ثابت رياضي رائع يظهر في العديد من الصيغ الفيزيائية.

ومع ذلك ، فإن معنى الرقم "pi" أكثر وضوحًا بالنسبة لي (وقد نشأ سابقًا تاريخيًا). سوف أطور تفكيري ، حتى كما هو الحال في المزاح: "في زمن الحرب - تصل قيمة" pi "إلى 4 ، عندئذٍ تتوافق هندسة رقعة الشطرنج معها ، عندما تتوافق أصغر العناصر المنفصلة في المستوى مع الخلايا المربعة وإذا قمت بتعيين المقياس عليها بمسافة مانهاتن ، إذن دائرة الوحدة المحصورة حول الخلية سوف تتوافق مع الخلايا الثمانية المجاورة لها ، أي أن محيط الدائرة سيكون 8 ، وبالتالي فإن pi يساوي 4. في فضاء مثل هذا المقياس ، يمكن محاكاة الفيزياء باستخدام الأوتوماتا الخلوية ، والتي وصفها ستيفن ولفرام في كتاب "نوع جديد من العلم" ... ومع ذلك ، فإن الأوتوماتا الخلوية لها عيب ، نظرًا لأن تطورها يتم من خلال أقرب جيرانها ، فهي تصف الظواهر المحلية فقط (مثل انتشار الموجة) ، ومن حيث المبدأ ، لا يمكن استخدامها لوصف الظواهر غير المحلية ، مثل التشابك الكمي.

هذه حالة خاصة فقط ، لكنها توضح أن الرقم "pi" يحدد استمرارية الهندسة (الفضاء) لعالمنا ، والتي على أساسها تُبنى الفيزياء الحديثة ، وبالتالي فإن pi تحدد الفيزياء نفسها. تتطابق القيم الأخرى لـ "pi" على الأرجح مع المساحات المنفصلة ، والتي لم يتضح بعد ما إذا كان من الممكن وصف جميع الظواهر الفيزيائية بشكل مناسب. إذا كان ذلك مستحيلًا ، فكل هذه المساحات معيبة بمعنى ما والوحيد الممكن ماديًا هو مستمر.

ألدوس ، مرحبا. سنه جديده سعيده!

اكتب بعناية.

هندسة رقعة الشطرنج ، عندما تتوافق أصغر العناصر المنفصلة من المستوى مع المربعات وإذا قمت بتعيين المتر عليها بمسافة مانهاتن ، فإن دائرة الوحدة المحددة حول الخلية سوف تتوافق مع الخلايا الثمانية المجاورة لها ، أي المحيط سيكون 8 ، ومن ثم pi هو 4.

2) من الضروري تحديد المصطلحات.

إذا اعتبرنا الدائرة موقعًا للنقاط على مسافة متساوية من النقطة المحددة ، فإن دائرة الوحدة المُحددة حول الخلية لن تتوافق مع 8 ، ولكن فقط مع 4 خلايا مجاورة (شرق - شمال - غرب - جنوب). الأربعة الأخرى متباعدة عن المركز على مسافة 2. القطر D \u003d 2 ، المحيط L \u003d 4. لذلك ، فإن الرقم pi \u003d L / D \u003d 4/2 \u003d 2.

إذا حددت الدائرة في طريقك ، من خلال 8 خلايا متجاورة ، فإن القطر هو D \u003d 4 ، والمحيط هو L \u003d 8 ، pi \u003d L / D \u003d 8/4 \u003d 2.

مرحبا فاديم فلاديميروفيتش! وأنت مع المجيء! شكرا لتفهمك تفكيري وإيجاد الخطأ. آسف ، لقد تبين أن الرابط غبي حقًا ، بالإضافة إلى أنني خلطت بين مسافة مانهاتن ومسافة تشيبيشيف التي عملت بها.

يمكن وصف مسافة مانهاتن على رقعة الشطرنج بين المربعات بأنها الحد الأدنى لعدد التحركات المطلوبة من قبل الرخ ، ومسافة تشيبيشيف هي الحد الأدنى لعدد التحركات التي يقوم بها الملك. في الحالة الأخيرة ، pi تساوي 4 (8 خلايا مجاورة تشكل مربعًا متساوي البعد (أي دائرة الوحدة) ، والتي يمكننا أن نلتف حولها باستمرار مع الملك ، وقطر دائرة الوحدة دائمًا 2). ولكن في الحالة الأولى لم يعد الأمر واضحًا جدًا ، لا يمكن تجاوز 4 خلايا متجاورة بشكل مستمر بمساعدة غراب ، وهنا يكون الانتقال إلى المركز والظهر ضروريًا ، وبالتالي يكون طول دائرة الوحدة 8 ، و pi هو 4. بشكل رياضي ، يتم قياس المسافات في مثل هذه الحالات بواسطة Lebesgue ، إذن مسافة مانهاتن هي مقياس على L_1 ، ومسافة Chebyshev على L_ اللانهاية.

بالنسبة للفيزياء ، تعد المساحة التي تحتوي على المقياس على L_2 مهمة. في عالم على رقعة الشطرنج ، حيث تتحرك جميع الكائنات لمسافات صحيحة ويجب بطريقة ما أن تكون متزامنة ماديًا مع بعضها البعض ، من الناحية النظرية ، يجب أن يكون من الممكن تحديد طريقة تحركها وفقًا للمقياس ، شيء مثل تحرك الفارس (على الأقل نظرية فيرما للحالة 2 هذا يسمح ، ولكن بالنسبة للحالة 3 وما فوقها لا). لكن ما هو pi في هذه الحالة لا يزال من الصعب علي قوله.

من أجل الإحماء الرياضي ، من المثير للاهتمام التفكير في ما يساوي pi اعتمادًا على تبليط الطائرة ، ربما يكون شخص ما قد بحث بالفعل في هذه المشكلة. ولكن من أجل الدعابة ، على سبيل المثال ، يمكن القول أنه مع مسافة Chebyshev على لوحة سداسية ، فإن pi يساوي 3 ، وعلى لوح مثلثي 1.5. ومع ذلك ، فإنني أميل إلى الاعتقاد بأن الواقع المادي المناسب لا يمكن وصفه والحصول عليه بمعنى "demiurge" في مساحة منفصلة ، وبالتالي فإن هذه مجرد تورية رياضية.

لماذا الأرقام مثل "pi" أو "e" هي نفسها تمامًا ولا توجد أرقام أخرى؟ ... بالنسبة لي هذا على وشك حدوث معجزة.

شعرت دائما هكذا. ولكن هناك أيضًا أرقام خيالية "عمودية" "Pi" و "e"... حتى في سلبي الأرقام أحدثت ثورة في الرياضيات.

سويا: $$ - e ^ (i \\ pi) \u003d 1 $$

بولينا يكتب:

ولكن هناك أيضًا أرقام خيالية "عمودية" "Pi" و "e".

نعم هذا ما المعنى المادي أن الدالة الموجية للجسيمات الدقيقة خيالية ، وأن احتمال اكتشاف جسيم يتناسب مع مربع معامله؟

بولينا يكتب:

أكثر ما يذهلني هو ذلك سوياتتحول الأرقام التخمينية إلى رقم مشترك - واحد : $$ - e ^ (i \\ pi) \u003d 1 $$

في الواقع ، صيغة رائعة!

أوافق على الفرضيات الثلاثة الأولى. لكن لا يمكن للمرء أن يتفق مع 4 بأي شكل من الأشكال ، على الأقل من حقيقة أن جميع حقائق الملاحظة تشير إلى أن الكون ليس لانهائيًا. حوالي 5 ...

إذا كانت معرفتنا الحالية ، المستندة إلى رياضياتنا ، تسمح ، بشكل تقريبي ، بوصف وجود أكوان أخرى ، فلماذا يجب أن تكون هناك رياضيات أخرى فيها؟

فولكو يكتب:

حوالي 5 ... إذا كانت معرفتنا الحالية ، المبنية على رياضياتنا ، تسمح ، بشكل تقريبي ، بوصف وجود أكوان أخرى ، فلماذا يجب أن يكون لديهم رياضيات أخرى؟

سريوزا! مرحبا! يرجى التعليق - ما هي الحقائق التي تتحدث عن محدودية الكون وبأي شكل؟ بشكل عام ، من الاعتبارات الفلسفية ، يمكن القول أن الكون (بحرف كبير) محدود. ولكن في أي شكل يتحقق هذا المحدود - لا يزال هذا بحاجة إلى فهم.

ليس لدي أي حجج ضد الفرضيات المعبر عنها في هذه المقالة ... باستثناء أن الأحكام المقترحة ليست حججًا ، بل فرضيات ، أي افتراضات ليس لها بعد أي تحقق تجريبي موثوق به. وهذا الأخير مهم للغاية.

تنتمي الفرضيات الخمس المشار إليها إلى فروع مختلفة من الفيزياء ، وبشكل عام ، تتعارض أو قد تتعارض مع بعضها البعض.

فمثلا، الخامس تتعارض الفرضية بشكل أساسي مع صياغة جميع الفرضيات الأخرى. إذا كانت الرياضيات مختلفة ، فما الذي يمكن الحديث عنه بالفعل في إطار الرياضيات التي اعتدنا عليها ...

أول إثنينالفرضيات من ترسانة علم الكونيات الحديث ، وهي واحدة من المتغيرات المحتملة للعديد من الفرضيات المماثلة.

الثالث كانت فرضية إيفريت تهدف إلى تبرير أو "تفسير" معنى قوانين الكم ، ولكن هناك العديد من هذه الطرق لتفسير نظرية الكم. من ناحية أخرى ، لا علاقة لأفكار إيفريت بالنسبية العامة ، التي بنيت عليها الفرضيتان الأوليان.

الرابعة الفرضية غير واضحة تمامًا. وأخيرًا ، هناك فرضيات أكثر تقدمًا يمكنها الاعتماد على الجدل ، على عكس تلك المقدمة.

على سبيل المثال، نظرية كلوزا كلاين حول الفضاء خماسي الأبعاد. هناك مشكلة واحدة فقط. نظرية كالوزا كلاين ليست مثيرة للإعجاب مثل نظرية إيفريت ، وهي تستند إلى أفكار رياضية يصعب التعبير عنها في شكل عبارات يفهمها الجميع. هناك القليل من الحجج حتى الآن ، لكن هناك ثقة كبيرة في تعقيد العالم ...

zhvictorm يكتب:

الأحكام المقترحة ليست حججًا ، ولكنها فرضيات ، أي افتراضات ليس لها بعد أي تحقق تجريبي موثوق به.

أوافق ، هذه أمثلة نموذجية "للخيال الرياضي". لذلك ، قمت بتغيير كلمات "نظرية" من كلمة "فرضية". لكن مفهوم "نظرية إم" ، الذي ، بالطبع ، الأصح تسميته "فرضية إم" ، ظل ثابتًا بالفعل في المفردات العلمية الحديثة؟ هل "النظرية التضخمية" نظرية أم فرضية؟ ماذا عن نظرية / فرضية الانفجار العظيم؟ هؤلاء ، بالطبع ، لديهم حجج تجريبية لصالحهم أكثر من الأولى. السؤال هو - أين نرسم الخط الفاصل بين الفرضية والنظرية؟ ربما يكون من الأفضل استخدام المصطلحات الأكثر حيادية (فيما يتعلق بالحجج التجريبية) "النموذج"؟ النموذج التضخمي ، نموذج الانفجار العظيم ، نموذج الأوتار الفائقة ، إلخ.

zhvictorm يكتب:

الفرضية الرابعة غير واضحة تمامًا.

لم أفهمها جيدًا أيضًا. والخامس أيضا. لكنني قررت أن أتركهم في المقال حتى يتسنى لي فهم الأمر معًا.

zhvictorm يكتب:

وأخيرًا ، هناك فرضيات أكثر تقدمًا يمكنها الاعتماد على الجدل ، على عكس الافتراضات المقدمة. على سبيل المثال ، نظرية كالوزا كلاين للفضاء الخماسي الأبعاد.

هل يتضمن نموذج كالوزا كلاين عوالم متعددة؟ بقدر ما أتذكر ، فإنه يقدم البعد الخامس ، والذي يتم ضغطه بعد ذلك إلى مقاييس صغيرة (في الإصدارات اللاحقة من النموذج ، بلانك الأحجام). لكن العالم (الكون) في هذا النموذج فردي.

نعم ، والأهم - إلى أي مدى تم تأكيد نموذج كلوزا كلاين بالتجربة؟ أو ربما يوجد بعض المعايير الأخرى (باستثناء التأكيد التجريبي المباشر) ، والذي يسمح لنا بالنظر إلى نموذج معين على أنه جاد ويستحق الاهتمام والذي بدوره يمثل حجة لشيء ما؟ ما هي المعايير التي يمكن أن تكون؟ حسنًا ، على سبيل المثال ، جمال نظريةكما كتب عن أينشتاين.

هل "النظرية التضخمية" نظرية أم فرضية؟ ماذا عن نظرية / فرضية الانفجار العظيم؟

يمكن الإجابة على هذه الأسئلة بطرق مختلفة ، اعتمادًا على وجهة النظر التي تميل إليها بنفسك. ومع ذلك ، هناك أسباب معينة لتأكيد أن نظرية الانفجار العظيم أو مكونها الحديث - نموذج التضخم - يمكن اعتبارها نظريات. تتميز النظرية من الفرضية ، كقاعدة عامة ، بالتفصيل العميق لعواقب العديد من الظواهر الملاحظة المختلفة في وقت واحد. إذا كان التحقق من موثوقية الاستنتاجات صعبًا في وقت معين ، فيمكن اعتبار النظرية نظرية. لا يزال من الممكن اعتبار النسبية العامة كنظرية افتراضية ، حيث لم يتم التحقق من كل شيء فيها. على سبيل المثال ، لم يتم اكتشاف موجات الجاذبية بعد. تشرح نظرية التضخم مجموعة كاملة من الظواهر المرصودة من مختلف فروع الفيزياء والفيزياء الفلكية. على سبيل المثال ، عدم وجود أحادي القطب وغياب نقطة بداية الانفجار العظيم في السماء. لكن لا يمكن اختباره عن طريق التجارب المباشرة ، لكنه يحتوي على وصفات لبناء استنتاجات رياضية للحقائق غير المباشرة التي يمكن أو سيكون من الممكن التحقق منها.

.. إلى أي مدى تم تأكيد نموذج كلوزا كلاين بالتجربة؟

تشرح نظرية Kaluza-Klein الكهرومغناطيسية من خلال وجود أبعاد إضافية. واحد يكفي للبدء. علاوة على ذلك ، تم تصميمه بطريقة تتفق مع النسبية العامة. لذلك ، ترتبط صحتها إلى حد كبير بصحة هذه النظريات. لكنها تحتوي بالطبع على بيانات لم يتم التحقق منها بعد. على وجه الخصوص ، هذا يتعلق بوجود أبعاد إضافية. ومع ذلك ، فإن الطبيعة العضوية لتوحيد النسبية العامة ونظرية الكهرومغناطيسية فيها هي التي يمكن اعتبارها حجة ، على الرغم من أنها تواجه أيضًا مشاكل في هذا الصدد. أما بالنسبة لتعدد العوالم ، فإن أي نظرية تحتوي على أبعاد إضافية تفترض حتمًا وجود العديد من الأكوان. تم تطوير نظريات M جيدًا من وجهة نظر رياضية ومن وجهة النظر هذه يمكن اعتبارها نظريات افتراضية أو نظريات رياضية. علاوة على ذلك ، فهم يعتمدون على النسبية العامة أو تعميماتها ، ويستخدمون أحيانًا نظريات من نوع كالوزا كلاين. في المقالة قيد المناقشة ، دون أي سبب محدد ، تم تحديد خمس فرضيات ، والتي لا ترتبط ارتباطًا وثيقًا ببعضها البعض ، وحتى أكثر من ذلك ، لا يتم تمييزها على خلفية أي فرضيات ونظريات افتراضية أخرى. بل إنه من الصعب أن نفهم ما هي التفضيلات التي تمتع بها الصحفي الذي جمعها.

zhvictorm يكتب:

يمكن اعتبار نظرية الانفجار العظيم أو مكونها الحديث - نموذج التضخم - على أنها نظريات. ... لا يزال من الممكن اعتبار GRT كنظرية افتراضية ، حيث لم يتم التحقق من كل شيء فيها.

اتضح بشكل مثير للاهتمام: نظرية الانفجار الكبير والتضخم على أساس افتراضي النسبية العامة. كيف يمكن أن يستند ما تم تحديده بشكل موثوق إلى ما لم يتم تأسيسه بشكل موثوق؟

zhvictorm يكتب:

تشرح نظرية Kaluza-Klein الكهرومغناطيسية من خلال وجود أبعاد إضافية. واحد يكفي للبدء. علاوة على ذلك ، تم تصميمه بطريقة تتوافق مع النسبية العامة. لذلك ، ترتبط صحتها إلى حد كبير بصحة هذه النظريات.

الأول ... مرة أخرى يحدث الوضع: " نظرية كلوزه كلاين على أساس افتراضي النسبية العامة ".

ثانيا ... يتجلى هنا مبدأ مثير للاهتمام: الرغبة في الحفاظ (حتى للتطبيق في منظور جديد ، ولكن مع الحفاظ) على بعض فكرة، بمجرد تطبيقه بنجاح ثم اجتياز اختبار الوقت والتجربة بنجاح. في هذه الحالة نحن نتحدث عن فكرة هندسة المادة وتفاعلاتها، والتي تم تقديمها بنجاح لأول مرة إلى الفيزياء من قبل أينشتاين في النسبية العامة (على الرغم ، بالطبع ، تم التعبير عنها سابقًا بواسطة كليفورد). حول الأفكار, إيدوس (حسب أفلاطون) ، الميمات (حسب دوكينز) نحن.

zhvictorm يكتب:

أما بالنسبة لتعدد العوالم ، فإن أي نظرية تحتوي على أبعاد إضافية تفترض حتمًا وجود العديد من الأكوان.

فيما يتعلق بنموذج Kaluza-Klein ، هذا ليس واضحًا تمامًا بالنسبة لي. 3 + 1-البعد-الزمكان + مكياج البعد الخامس المضغوط كون واحد (لنا). أين الكون الثاني (وغيره) هنا؟

zhvictorm يكتب:

إنها الطبيعة العضوية لتوحيد النسبية العامة ونظرية الكهرومغناطيسية التي يمكن اعتبارها حجة ...

هذا ما يتوافق تقريبًا مع مبدأ الجمال في نظرية أينشتاين: عند ظهور فكرة جديدة ، على مستوى النظريات ، يصبح كل شيء قديمًا بشكل عضوي وبسيط ("جميل") مدمجًا ومفسرًا. هذه حجة قوية بالفعل ، لكن - تخميني بحت ، لا يرتبط مباشرة بالتجربة... لذلك ، على سبيل المثال ، كان كوبرنيكوس يسترشد بالرغبة تبسيط نظام عالم بطليموس ، متضخم بالفعل مع التدوير ، الزخارف والإيكوانت ، ولكن في نفس الوقت ، يعطي تزامنًا جيدًا مع الخبرة تشابه مذهل للوضع مع النموذج القياسي الحديث ، مما يعطي اتفاقًا ممتازًا مع التجربة! واستمرت أفكار eidos في نظام بطليموس: 1) مركزية الأرض ، أي موقع الأرض التي خلقها الله في وسط العالم و 2) مثالية الحركة الدائرية المنتظمة للأجرام السماوية - الكواكب... كل "الأجراس والصفارات" في نظام بطليموس كانت خاضعة للرغبة في الحفاظ على هذه العيد "الموثوقة والمثبتة". تمامًا مثل النموذج القياسي - هناك فكرة التناظر وكسرها اللاحق وجهود معظم علماء الفيزياء النظرية في النصف الثاني من القرن العشرين وبداية القرن الحادي والعشرين الذين درسوا الجسيمات تهدف إلى الحفاظ على من منظور جديد، ولكن مع ذلك ، احتفظوا بـ الأفكار - eidos ، التي ولدت خلال الثورة في الفيزياء في الثلث الأول من القرن العشرين. فكرة التناظر هي واحدة منها (ولكنها ليست الوحيدة بالطبع!). نتيجة لذلك ، نشأت تلك "الأجراس والصفارات" التي تدفقت في النموذج القياسي (تناظرات الجسيمات ، وحقول القياس ، وآلية هيغز ، وما إلى ذلك) ثم في النموذج التناظر الفائق (التناظرات موجودة بالفعل بين الفرميونات والبوزونات). وخلال فترة كوبرنيكوس ، كما هو الحال الآن ، بدا كل شيء على ما يرام ... كان مؤيدو دور العلم ، كخدم للممارسة ، راضين - وفقًا لتقويم النجوم ، المحسوب وفقًا لبطليموس ، كان من الممكن قيادة السفن بأمان مع البضائع إلى جميع أطراف العالم. الآن فقط ، غرابة واحدة ... عقل كوبرنيكوس الفضولي (أوه ، هؤلاء "الرجال الأذكياء"!) ليس من الواضح - ما هو المادي (أو الأصح في ذلك العصر - إلهي) المعنى حقيقة أن الكواكب لا تتحرك على طول دوائر مركزية الأرض ، ولكن على طول أفلاك التدوير ، وحتى أنها تتحرك بواسطة الإيكوانتس؟ الآن أيضًا أصبح الأمر غير مفهوم أكثر فأكثر - ما هو المعنى المادي التناظر الفائق أو ، على سبيل المثال ، إجراءات إعادة التطبيع ، أو سبب وجود 3 أجيال فقط من اللبتونات والكواركات ، إلخ ، إلخ. ناهيك عن مسألة المعنى المادي لتعقيد واحتمال وظيفة psi ... اقترح كوبرنيكوس ، كوسيلة للخروج من هذا الموقف ، فكرة جديدة eidos - مركزية الشمس وهذا كل شيء شرح عضويًا وبسيطًا... صحيح أنه لم يكن يعمل بشكل جيد مع "التوافق مع التجربة": لقد أعطى نظام بطليموس دقة أكبر في التقويم الفلكي. وكل ذلك لأن كوبرنيكوس "قصّر" في ذلك eidos من الاهليلجيه من المدارات، الذي اكتشفه كبلر فقط ، وأوضحه نيوتن. لذلك ، كان نموذج كوبرنيكوس ، في أحسن الأحوال ، فرضية ، لكن الشيء الرئيسي فيه كان eidos الجديدة (بالمعنى الدقيق للكلمة ، ليس جديدًا تمامًا: كل من أفكار بطليموس وأفكار كوبرنيكوس وأفكار كبلر تأتي من العصور القديمة ، ولكن تم تطبيقها من قبل هؤلاء الباحثين على مستوى أعلى من الواقعية والتطور).

وبالتالي ألا تحتاج فيزياء الجسيمات الحديثة إلى أفكار جديدة ، وليست "تغليف" للأفكار القديمة؟

ايليا! في الواقع ، كان معنى تعليقي متعلقًا فقط اختيار غير واضح"الحجج" - فرضيات تتعلق بفرضية تعددية العوالم.

نظرية كالوزا كلاين التي أشرت إليها كمثال ، والتي يمكن أن تعتمد إلى حد كبير على صحة وجودها أكثر من تلك الواردة في المقال. أما عن الطبيعة الافتراضية للنسبية العامة والنظريات ذات الصلة ، فهذه المسألة معقدة نوعًا ما وتتطلب مناقشة المشكلات في شكل بعض التركيبات الرياضية. علاوة على ذلك ، لم أتحدث عن الموثوقية المطلقة لنظريات مثل نظرية الانفجار العظيم (TBT) ونموذج التضخم الكوني (MCI). ومع ذلك ، يمكن الافتراض أنه حتى إذا تم تعديل النسبية العامة بشكل كبير ، فقد تظل العناصر الرئيسية لـ MSW و MCI دون تغيير. على سبيل المثال ، تمتلك حلول فريدمان أيضًا نظيرًا كلاسيكيًا - انفجار في مساحة مسطحة لجسم كروي. لذلك ، كل هذه النظريات افتراضية بطريقة أو بأخرى.

أما عن النظرية كلوزة كلاين... أولاً ، إن الدمج ليس سمة مطلوبة لنظرية كالوزا كلاين. تم تقديم الضغط لشرح أننا لا نلاحظ أبعادًا إضافية. فكرة الدمج هي مجرد خيار واحد. ثانيًا ، إذا كان الفضاء المرصود ثلاثي الأبعاد ، وكان الإجمالي له بعد ن + 1 ، فإن العديد من الأحجام ثلاثية الأبعاد يمكن أن تتناسب مع هذا الفضاء الشامل. على سبيل المثال ، يمكن أن يكون الدمج متعدد القيم. في أي نظرية متعددة الأبعاد هناك مجال لتعدد العوالم. ثالثًا ، الطبيعة العضوية للجمع بين النسبية العامة والكهرومغناطيسية في نظرية كالوزا كلاين تقدم فقط حجة لصالح هذه النظرية ، لكنها لا تجعلها صحيحة.

الآن حول ما هي الأفكار التي تحتاجها الفيزياء الحديثة... في جميع الأوقات ، يحتاج أي علم إلى أفكار مثمرة يمكنها تفسير الظواهر المرصودة إلى أقصى حد. يمكنك تسمية هذه الأفكار بأي شيء تريده. لا يهم. في زمن أرسطو ، كانت فكرة التدوير فكرة مثمرة ، في زمن كبلر ، نظرية المدارات الإهليلجية. بعد ذلك بقليل ، حل محلهم الميكانيكا السماوية. لطالما كانت أفكار التماثل مفيدة ، إن لم يتم رفعها إلى مرتبة المطلق. لذلك تحتاج الفيزياء الحديثة إلى أفكار جديدة ، كما هو الحال في أي وقت آخر.

ومع ذلك ، كما قالت خوجة نصر الدين ، مهما طالت مدة قولك للكلمة السكر، لن يصبح فمك احلى. يجب البحث عن هذه الأفكار واختبارها والبحث عنها واختبارها .... ببساطة ، لا توجد وصفات أخرى إلى جانب الفكرة العظيمة للنزعة العلمية. إذا كان من الممكن تطبيق شيء ما من الأمتعة القديمة ، فهذه مجرد سعادة ، والمحافظة في العلم ، إذا لم تتجاوز خطًا معينًا ، مفيدة بمعنى أنها تزيل النظريات التي لا أساس لها من الصحة. لسوء الحظ ، هذا ليس صحيحًا دائمًا في العلوم ، وهناك عدد من النظريات تنتظر استخدامها لفترة طويلة. حسنًا ، هذا يتحدد بالفعل من خلال الوضع في المجتمع والعلم بشكل عام.

zhvictorm يكتب:

تحتاج الفيزياء الحديثة إلى أفكار جديدة ، تمامًا كما في أي وقت آخر.

لكن كما قالت خوجة نصر الدين ، مهما قلت كلمة سكر ، فلن يصبح فمك أحلى. يجب البحث عن هذه الأفكار واختبارها والبحث عنها واختبارها .... ببساطة ، لا توجد وصفات أخرى إلى جانب الفكرة العظيمة للنزعة العلمية.

أوافق على السكر ، لكن الطريقة العلمية (القوة الغاشمة) ، بعبارة ملطفة ، ليست الطريقة الأكثر فعالية للبحث. من الضروري دراسة القوانين العامة لتطور المعرفة الجسدية ومتابعتها بوعي أكبر بحثًا عن أفكار أساسية وفعالة جديدة. ومع ذلك ، ربما هذا هو بالضبط ما ينعكس في توصيف الوخز ، مثل علمي?

أود أن أعبر عن رأيي حول ما يمكن للمجتمع ، وبالتالي ، إلى حد ما ، القيام به لزيادة احتمالية ظهور أفكار ونظريات مادية أساسية جديدة. ماذا نستطيع افعل (افعل) هنا والآنبدلاً من انتظار ظهورهم بشكل عشوائي.

zhvictorm يكتب:

إذا كان من الممكن تطبيق شيء ما من الأمتعة القديمة ، فهذه مجرد سعادة ، والمحافظة في العلم ، إذا لم تتجاوز خطًا معينًا ، مفيدة بمعنى أنها تزيل النظريات التي لا أساس لها من الصحة. لسوء الحظ ، هذا ليس صحيحًا دائمًا في العلم ، وهناك عدد من النظريات تنتظر استخدامها لفترة طويلة. حسنًا ، هذا يتحدد بالفعل من خلال الوضع في المجتمع والعلم بشكل عام.

الأكوان التي لها قوانين فيزيائية مختلفة يمكن أن تكون مأهولة. لفهم مكانتنا الحقيقية في الكون المتعدد بشكل أفضل ، من الضروري دراسة الأكوان الأخرى.

البطل النموذجي لفيلم هوليود في صراع دائم مع الموت. يطلق عليه الكثير من الأشرار النار ويفقدهم شعرة في كل مرة. يفصل جزء من الثانية بين الرجل الخارق القافز والكرة النارية للسيارة المنفجرة. يأتي الأصدقاء لمساعدته للحظة قبل أن يقطع سكين الشرير حلقه. اقلب أيًا من هذه الأحداث بشكل مختلف قليلاً - وأنا آسف ، إلى اللقاء. في نفس الوقت ، حتى لو لم نشاهد الفيلم من قبل ، هناك شيء يخبرنا أنه سينتهي بطريقة معينة.

في بعض النواحي ، يشبه تاريخ كوننا فيلم هوليوود. يعتقد بعض العلماء أنه حتى تغيير بسيط في أحد القوانين الأساسية للفيزياء يمكن أن يؤدي إلى كارثة من شأنها أن تعطل التطور الطبيعي للكون ، مما يجعل وجودنا مستحيلًا. على سبيل المثال ، إذا تبين أن القوة النووية القوية التي تحمل نوى الذرات أقوى قليلاً أو أضعف على العكس من ذلك ، فإن القليل جدًا من الكربون والعناصر الكيميائية الأخرى اللازمة لتشكيل الكواكب ، ناهيك عن الحياة ، سيتشكل في النجوم. إذا كان البروتون أثقل بنسبة 0.2٪ فقط مما هو عليه ، فإن كل الهيدروجين الأولي سوف يتحلل على الفور تقريبًا إلى نيوترونات ، ولن تتشكل أي ذرات على الإطلاق. ومثل هذه الصدف لا تنتهي.

أحكام أساسية

1. يمكن أن تنشأ العديد من الأكوان الأخرى ، لكل منها مجموعتها الخاصة من القوانين الفيزيائية ، من نفس الفراغ البدائي الذي ولد الكون.

2. قد تحتوي العديد من هذه الأكوان المحتملة على هياكل معقدة وربما حتى بعض أشكال الحياة.

3. تشير مثل هذه المفاهيم الخاصة بتعددية العوالم إلى أن كوننا قد لا يكون "مضبوطًا" بشكل خاص لظهور الحياة ، كما كان يُفترض سابقًا.

تبين أن قوانين الفيزياء - وعلى وجه الخصوص ، ثوابت العالم المتضمنة فيها ، مثل ثوابت اقتران القوى الأساسية - تم "ضبطها" بطريقة تجعل وجودنا ممكنًا. وجهة النظر هذه ليست بعيدة عن محاولات جذب تفسيرات خارقة للطبيعة قد تكون خارج نطاق العلم. العديد من الفيزيائيين وعلماء الكون في السبعينيات. بدأ في حل المشكلة ، بافتراض أن كوننا هو مجرد واحد من العديد من الكون الموجود ، لكل منها قوانينه الفيزيائية الخاصة به. وفقًا لهذا المنطق "الأنثروبي" ، يمكننا أن نشغل كونًا نادرًا جدًا "مضبوطًا" بشكل خاص ، حيث سمحت مجموعة كاملة من الظروف للحياة بالتشكل.

من المدهش أنه وفقًا للنظرية السائدة في علم الكونيات الحديث ، والتي تم وضع أسسها في الثمانينيات ، يمكن أن توجد "أكوان متوازية" بالفعل. في الواقع ، يمكن أن تولد العديد من الأكوان باستمرار من الفراغ البدائي بنفس الطريقة التي تشكل بها كوننا. يمكن أن يكون كوننا واحدًا من عدد كبير من هذه الأكوان "الجيبية" في مساحة ضخمة مُغلفة تسمى الأكوان المتعددة. في الغالبية العظمى من هذه الأكوان ، قد لا تؤدي قوانين الفيزياء إلى تكوين مادة مألوفة أو مجرات ونجوم وكواكب وحياة. ومع ذلك ، إذا أخذنا في الاعتبار المجموعة الكاملة لجميع الخيارات الممكنة ، فإن الطبيعة لديها فرصة جيدة لتشكيل القوانين "الصحيحة" مرة واحدة على الأقل.

ما هو التعدد؟

أصبحت الأكوان البديلة الآن موضوعًا للبحث الجاد ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى حقيقة أنها قد تكون موجودة بالفعل. وفقًا للنموذج الكوني المقبول عمومًا ، وُلد كوننا من المنطقة المجهرية للفراغ البدائي بسبب توسع أسي سريع يسمى التضخم. لكن الفراغ يمكن أن يولد باستمرار أكوانًا أخرى أيضًا. لكل من الأكوان مجموعته الخاصة من القوانين الفيزيائية ؛ قد يسمح البعض للحياة بالظهور ، والبعض الآخر قد لا

ومع ذلك ، وفقًا لأبحاثنا الأخيرة ، فإن بعض الأكوان الأخرى - على افتراض أنها موجودة بالفعل - قد لا تكون غير ودية للغاية. من الجدير بالذكر أننا وجدنا أمثلة لقيم بديلة للثوابت الأساسية ، وبالتالي ، مجموعات بديلة من القوانين الفيزيائية ، والتي على أساسها يمكن أن توجد عوالم مثيرة للاهتمام للغاية ، وربما حتى الحياة. الفكرة الرئيسية هي تغيير أحد قوانين الطبيعة ، ثم بطريقة ما تعديل كل ما تبقى عليه.

يقف عملنا بعيدًا إلى حد ما عن المشكلات الخطيرة للفيزياء النظرية ، مثل مشكلة صغر الثابت الكوني ، بسبب عدم انهيار كوننا مباشرة بعد الانفجار العظيم ولم يتمزق بفعل التوسع المتزايد باطراد. ومع ذلك ، فإن وجود أكوان بديلة ومسكونة ، من حيث المبدأ ، يثير أسئلة مهمة ويسمح لنا بفهم مدى تميز كوننا.

الحياة بدون تفاعل ضعيف

المسار المقبول عمومًا الذي اختاره العلماء هو كما يلي: تحويل بعض الثابت الأساسي إلى متغير مناسب وتغييره ، وترك جميع المعلمات الأخرى للنموذج قيد الدراسة دون تغيير. بناءً على قوانين الفيزياء الجديدة الناشئة عن ذلك ، يبدو أن العلماء يشاهدون فيلمًا عن الكون - يقومون بإجراء حسابات ، ويتنبأون بالسيناريوهات المختلفة لتطوره باستخدام المحاكاة الحاسوبية من أجل وضع افتراضات حول الكوارث المحتملة. ولكن لماذا يتم إصلاح معامل واحد فقط في كل مرة؟ يشبه الوضع قيادة السيارة ، عندما يتبع السائق خط عرض أو خط طول واحدًا ، لكنه لا يغير كلا القيمتين في وقت واحد. ومع ذلك ، من الواضح أنه من خلال التمسك بأحد خطوط الشبكة ، لن تتحرك على الطريق الذي تريده. وبالتالي ، يجب تغيير معلمتين على الأقل.

للبحث عن مجموعات بديلة من القوانين الفيزيائية التي لا يزال بإمكانها إنشاء هياكل معقدة يمكن أن تؤدي بدورها إلى نشوء الحياة ، قام أحدنا (جلعاد بيريز) ومعاونوه ، دون إجراء أي تعديل طفيف على قوانين الفيزياء المعروفة ، ببساطة باستبعاد واحد من المبادئ الأساسية الأربعة. التفاعلات.

كيف تجد جامعة مستشفى؟

تبين أن الكثير من التفاصيل في قوانين الطبيعة "مضبوطة" جيدًا. وبالتالي ، فإن أي تغيير طفيف في قيمة أي ثابت يظهر في المعادلات المادية يؤدي عادة إلى كارثة. على سبيل المثال ، لا يمكن أن تنشأ الذرات ، أو أن المادة مشتتة بشكل كبير في الفضاء ، بحيث لا يمكن أن تتكون المجرات ، ولا النجوم ، ولا الكواكب. ومع ذلك ، فإن تغيير ثابتين في نفس الوقت يمكن أن يؤدي في بعض الأحيان إلى العديد من القيم المحتملة التي تسمح بظهور الهياكل المعقدة أو حتى بعض أشكال الحياة الذكية. التغييرات على ثلاثة أو أكثر من المعلمات توسع الاحتمالات

باسمها ، يتم تقديم التفاعلات الأساسية كشيء إلزامي لأي عالم يحترم نفسه. لذلك ، بدون التفاعلات النووية القوية التي تربط الكواركات بالبروتونات والنيوترونات ، والتي بدورها ، إلى نوى ذرية ، لن تكون المادة كما نعرفها موجودة. بدون التفاعل الكهرومغناطيسي ، لن يكون هناك ضوء وذرات وروابط كيميائية. بدون الجاذبية ، لا توجد قوة توحد المادة في المجرات والنجوم والكواكب.

التفاعل الرابع (النواة الضعيفة) موجود بشكل غير مرئي في حياتنا اليومية ، ولكنه يلعب أيضًا دورًا مهمًا في تاريخ الكون. بالإضافة إلى العديد من الخصائص الهامة الأخرى ، فإن التفاعل الضعيف يجعل من الممكن تحويل النيوترونات إلى بروتونات والعكس صحيح. في اللحظات الأولى بعد الانفجار العظيم ، وبعد اتحاد الكواركات (التي ظهرت من بين الأشكال الأولى للمادة) في مجموعات مكونة من ثلاثة مجموعات مكونة البروتونات والنيوترونات معًا تسمى الباريونات ، تمكنت الأخيرة من الاندماج في مجموعات من أربعة ، مكونة نوى هيليوم -4 تحتوي على اثنين من البروتونات واثنين من النيوترون. استغرق هذا التخليق النووي المزعوم للانفجار العظيم بضع ثوانٍ فقط في حياة كوننا ، عندما يبرد بدرجة كافية لتشكيل الباريونات ، ولكن ليس للأخير لتجربة الاندماج النووي. خلال عملية التخليق النووي للانفجار العظيم ، تم تكوين الهيدروجين والهيليوم ، والذي سيشكل لاحقًا نجومًا ، حيث يمكن للاندماج النووي والعمليات الأخرى تشكيل جميع العناصر الكيميائية الأخرى. حتى الآن ، يستمر اندماج أربعة بروتونات لتكوين الهيليوم -4 داخل شمسنا ، حيث تولد معظم الطاقة التي نتلقاها من هذا النجم.

مزيد من الملاحظات على الجامعات الموازية

يتحدث الفيزيائيون وعلماء الكونيات (وكتاب الخيال العلمي غالبًا) عن أكوان متوازية في سياقات مختلفة. هناك ثلاثة مفاهيم على الأقل للكون المتعدد غير تلك المعروضة في هذه المقالة.

HUBBLOW BUBBLE
ربما يكون كوننا أكبر بكثير من الجزء الذي يمكننا مراقبته - "فقاعة هابل" ("فقاعة هابل"). إذا كان للكون حجم لا نهائي ، فلا بد أن يكون هناك عدد لا حصر له من هذه الفقاعات مع وجود مراكز في المراقبين في مجرات مختلفة. قد يكون بعضها مطابقًا لنا ، والبعض الآخر قد لا يكون كذلك

BRANES
إذا كان للفضاء أكثر من ثلاثة أبعاد ، يمكن أن يكون كوننا واحدًا من أغشية ثلاثية الأبعاد ، أو "أغشية" ، في الفضاء متعدد الأبعاد. يمكن لمثل هذه الأكوان المتوازية أن تؤثر على بعضها البعض بل وتندمج

فرضيات حول العوالم متعددة الأبعاد.
في فيزياء الكم ، يمكن أن يكون الشيء نفسه في حالات مختلفة - مثل "قطة شرودنغر" الشهيرة ، والتي هي حية وميتة في نفس الوقت. وفقط التأثير الخارجي يمكن أن يجعل الشيء يدخل في حالة معينة. يعتقد بعض العلماء أن المجموعة الكاملة المستمرة من الحالات المحتملة موجودة ، كل منها في "فرع" منفصل من تاريخ كوننا

بدون تفاعلات ضعيفة ، يبدو من غير المحتمل أن المركبات الكيميائية المعقدة ، وبالتالي الحياة ، سوف تتشكل في الكون. في عام 2006 ، اكتشف بيريز وفريقه العديد من قوانين الفيزياء التي تستند فقط إلى التفاعلات الثلاثة الأخرى ، ولكنها لا تزال تجعل الكون صالحًا للسكنى.

تطلب القضاء على التفاعل الضعيف إجراء بعض التغييرات فيما يسمى بالنموذج القياسي لفيزياء الجسيمات ، والذي يصف جميع التفاعلات باستثناء الجاذبية. أظهر فريق الباحثين أنه يمكن إجراء التعديلات بطريقة تجعل سلوك التفاعلات الثلاثة الأخرى - والمعلمات الأساسية الأخرى ، مثل كتل الكوارك - هو نفسه كما هو الحال في عالمنا. نود أن نلاحظ أن هذا الاختيار محافظ ويهدف إلى تسهيل حسابات معلمات تطور الكون. من الممكن تمامًا أن يكون عددًا كبيرًا من الأكوان الأخرى ، "الخالية" من التفاعل الضعيف ، مأهولة ، ولكنها مختلفة تمامًا عن أكواننا. في كون بدون تفاعلات ضعيفة ، سيكون الاندماج المعتاد للبروتونات لتكوين الهيليوم مستحيلًا ، لأن هذه العملية تتطلب تحويل بروتونين إلى نيوترونات. ومع ذلك ، هناك طريقة أخرى ممكنة لتشكيل العناصر الكيميائية. على سبيل المثال ، في كوننا ، تسود المادة بشكل كبير على المادة المضادة ، لكن تعديلًا صغيرًا لقيمة المعلمة التي تتحكم في عدم التناسق كافيًا للتخليق النووي للانفجار العظيم لترك الجزء الأكبر من نوى الديوتيريوم. الديوتيريوم ، المعروف أيضًا باسم الهيدروجين -2 ، هو نظير للهيدروجين تحتوي نواته على نيوترون واحد بالإضافة إلى بروتون واحد. على سبيل المثال ، يمكن للنجوم أن تتألق بسبب اندماج نواة بروتون ونواة الديوتيريوم وتكوين نوى الهليوم 3 (بروتونان ونيوترون واحد) ، وهذه النجوم ، الخالية من التفاعلات بسبب ضعف التفاعلات ، ستكون أبرد وأصغر من نجوم كوننا. وفقًا لعمليات المحاكاة الحاسوبية التي أجراها عالم الفيزياء الفلكية آدم بوروز من جامعة برينستون ، يمكن أن تحترق هذه النجوم في أقل من 7 مليارات سنة (وهو العمر التقريبي لشمسنا) وتطلق الطاقة بمعدل عدة في المائة من الطاقة الشمسية المقابلة.

المرحلة القادمة

مثل نجوم الكون ، يمكن للنجوم التي ليس لها تفاعل ضعيف أن تصنع عناصر كيميائية تصل إلى الحديد نتيجة للتفاعلات النووية. ومع ذلك ، فإن التفاعل النموذجي الذي يؤدي إلى تكوين عناصر أثقل من الحديد في نجومنا لن يحدث دائمًا في هذه النجوم ، ويرجع ذلك أساسًا إلى وجود عدد قليل جدًا من النيوترونات التي يمكن أن تلتقطها النوى لتكوين نظائر ثقيلة - المرحلة الأولى في تكوين العناصر الثقيلة. يمكن تصنيع كمية صغيرة من العناصر الثقيلة (حتى السترونتيوم) في نجوم خالية من التفاعل الضعيف بسبب آليات أخرى.

في عالمنا ، تنشر انفجارات المستعرات الأعظمية عناصر مركبة جديدة في الفضاء وتصنع عناصر جديدة بأنفسهم. المستعرات الأعظمية من عدة أنواع: في كون بدون تفاعل ضعيف ، قد لا تحدث انفجارات المستعرات الأعظمية الناتجة عن انهيار النجوم فائقة الكتلة ، لأن الانفجار هو تدفق للنيوترونات المولودة نتيجة تفاعل ضعيف يحمل الطاقة من باطن النجم ويخلق موجة صدمة تسبب الانفجار. ولكن يمكن أن توجد أيضًا أنواع مختلفة من المستعرات الأعظمية - الانفجار النووي الحراري للنجم بسبب التراكم أو انهيار الجاذبية. هذه هي الطريقة التي يمكن بها تشتيت العناصر في الفضاء بين النجوم ، حيث ستؤدي إلى ظهور نجوم وكواكب جديدة.

بالنظر إلى درجة حرارة النجوم المنخفضة نسبيًا ، والخالية من تفاعلات التفاعل الضعيفة ، يجب أن يكون الجسم الشبيه بالأرض أقرب بست مرات من الشمس. بالنسبة لسكان مثل هذا الكوكب ، سيبدو النجم أكبر بكثير. مثل هذه الأرض الجديدة بدون تفاعل ضعيف ستكون مختلفة تمامًا عن كوكبنا الأصلي. في عالمنا ، يتم تنشيط الصفائح التكتونية والنشاط البركاني من خلال التحلل الإشعاعي لليورانيوم والثوريوم في أحشاء الأرض. محرومًا من هذه العناصر الثقيلة ، فإن الأرض النموذجية بدون تفاعل ضعيف سيكون لها جيولوجيا مملة نسبيًا وعديمة الملامح - باستثناء عمليات الجاذبية ، التي توفر مصدرًا إضافيًا للتدفئة ، كما يحدث في بعض أقمار زحل والمشتري.

من ناحية أخرى ، فإن الكيمياء ستكون مشابهة لعالمنا. سيكون الاختلاف هو أن الجدول الدوري سينتهي بالحديد ، باستثناء آثار طفيفة جدًا لعناصر أخرى. ومع ذلك ، فإن مثل هذا القيد لن يمنع تكوين أشكال حياة مشابهة لتلك المعروفة لدينا. لذلك ، حتى في كون به ثلاثة تفاعلات أساسية ، يمكن أن تنشأ الحياة.

نهج آخر ، اعتبره مؤلف آخر لهذه المقالة (أليخاندرو جينكينز) وزملاؤه ، هو البحث عن مجموعات بديلة من قوانين الفيزياء لتعديل النموذج القياسي بشكل أقل مما هو عليه في حالة الكون دون تفاعل ضعيف (يتم تقديم معلمات إضافية). في عام 2008 ، فحص فريق من العلماء إلى أي مدى يمكن أن تتغير كتل الثلاثة الأخف وزنًا من بين الكواركات الستة (التي تسمى أعلى ، وأسفل ، وغريب) مع الحفاظ على الكيمياء العضوية. التغيرات في كتل الكوارك ستؤثر حتمًا على الباريونات وأي نوى ذرية يمكن أن توجد بدون تحلل سريع. في المقابل ، ستؤثر المجموعة المختلفة من النوى الذرية على الكيمياء بشكل عام.

تاريخ موجز للكون البديل

قد يكون الكون الذي يحتوي على ثلاثة تفاعلات أساسية بدلاً من التفاعلات الأربعة المعتادة مألوفًا بشكل مدهش. إليك كيف يمكنك القيام بذلك:

• إزالة التفاعلات الضعيفة بتعديل بعض الثوابت في النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات ؛
• ترك بقية التفاعلات كما هي تمامًا كما في كوننا ؛
• تغيير المعلمات الأخرى لتعزيز التفاعلات النووية في النجوم.

والنتيجة هي عالم معقد يمكن أن يدعم أشكال الحياة المشابهة لتلك الموجودة على الأرض.

كيمياء الكوارك

يبدو من المعقول أن الحياة الذكية - إذا لم تكن مختلفة كثيرًا عن حياتنا - تتطلب نوعًا من الكيمياء العضوية ، والتي تحتوي على الكربون بحكم التعريف. الخواص الكيميائية للكربون هي نتيجة لتركيبه الذري: نواته لها شحنة كهربائية قدرها 6 ، أي هناك ستة إلكترونات في مدارات في ذرة كربون متعادلة. تؤدي هذه الخصائص إلى حقيقة أن الكربون يخلق مجموعة كبيرة ومتنوعة من الجزيئات. إن الافتراض الذي غالبًا ما يفترضه كتاب الخيال العلمي بأن الحياة يمكن أن تعتمد على السيليكون ، العنصر التالي في مجموعة الكربون في الجدول الدوري ، هو أمر مثير للجدل ، نظرًا لعدم وجود عدد كبير من الجزيئات المختلفة التي تعتمد على السيليكون. بالإضافة إلى ذلك ، لتكوين جزيئات عضوية معقدة ، يجب أن تكون هناك عناصر لها خصائص كيميائية للهيدروجين (الشحنة 1) والأكسجين (الشحنة 8). لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم توليد كيمياء عضوية ، كان على الفريق حساب ما إذا كانت النوى ذات الشحنات 1 أو 6 أو 8 يمكن أن تتحلل إشعاعيًا قبل أن يتمكنوا من المشاركة في التفاعلات الكيميائية (انظر الشريط الجانبي). تعتمد على كتلتها ، والتي بدورها تحددها جماهير الباريونات المكونة لها. إن حساب كتل الباريونات والأنوية ، بدءًا من كتل الكواركات ، أمر صعب للغاية حتى بالنسبة لكوننا. ومع ذلك ، بعد ضبط كثافة تفاعلات الكوارك ، يمكنك استخدام كتل الباريون المقاسة في كوننا لتقدير التغيرات في كتل الكوارك التي يمكن أن تؤثر على كتل النوى.

في عالمنا ، يكون النيوترون أثقل بنسبة 0.1٪ من البروتون. إذا تغيرت كتل الكواركات بحيث أصبح النيوترون أثقل بنسبة 2٪ من البروتون ، فلن تكون هناك مركبات ثابتة من الكربون والأكسجين. إذا تم "ضبط" كتل الكواركات لجعل البروتون أثقل من النيوترون ، فيمكن للبروتون في نواة الهيدروجين أن يلتقط إلكترونًا في المدار ويتحول إلى نيوترون - وبالتالي ، لن تكون ذرات الهيدروجين مستقرة بمرور الوقت. ولكن يمكن أن يظل الديوتيريوم أو التريتيوم (الهيدروجين -3) مستقرين ويشكلان بعض أشكال الأكسجين والكربون. أظهر بحثنا أنه حتى لو أصبح البروتون أثقل بنسبة 1٪ من النيوترون ، فقد تختفي بعض الأشكال المستقرة من الهيدروجين.

مع الديوتيريوم (أو التريتيوم) الذي يحل محل الهيدروجين 1 ، ستمتلئ المحيطات بـ "الماء الثقيل" ، الذي لا يوجد سوى اختلافات طفيفة في خواصه الفيزيائية والكيميائية عن الماء العادي. في مثل هذه العوالم لن تكون هناك عقبات أساسية أمام تطور الحياة العضوية.

اللعب بالجوهر

تخيل أن كتلة الكواركات الضوئية قد تغيرت (نحن نتحدث عن جسيمات يمكنها تكوين باريونات مستقرة ، مثل النيوترونات والبروتونات). هل ستبقى العناصر هكذا بحيث تصبح الحياة كما نعرفها ممكنة؟ يجب أن يحتوي الكون الناتج على الأقل على نوى مستقرة بشحنات كهربائية 1 و 6 و 8 ، لأن ستمنحهم الشحنات المماثلة خصائص مشابهة للهيدروجين والكربون والأكسجين ، على التوالي. فيما يلي عدة خيارات لما يمكن أن يحدث.

في عالمنا ، يعتبر ثالث أخف كوارك (كوارك غريب) ثقيلًا جدًا بحيث لا يمكنه المشاركة في عمليات الفيزياء النووية. ومع ذلك ، إذا تم تقليل كتلته بأكثر من عشر مرات ، فيمكن أن تتكون النوى ليس فقط من البروتونات والنيوترونات ، ولكن أيضًا من الباريونات الأخرى التي تحتوي على كوارك غريب.

على سبيل المثال ، حدد فريق البحث لدينا كونًا يمكن أن يكون فيه للكواركات العلوية والغريبة نفس الكتلة ، ويكون الكواركات السفلية أخف بكثير. لن تتكون النوى الذرية من بروتونات مع نيوترونات - بدلاً من النيوترونات سيكون هناك باريون آخر يسمى "سيجما ناقص". من المهم أن نلاحظ أنه حتى الكون المختلف تمامًا عن كوننا سيكون له أشكال مستقرة من الهيدروجين والكربون والأكسجين ، وبالتالي يمكن أن يكون له كيمياء عضوية. ما إذا كانت هذه العناصر ستظهر بكمية كافية لتظهر الحياة في مكان ما أم لا - يبقى السؤال مفتوحًا.

ولكن إذا ظهرت الحياة ، فقد يحدث نفس الشيء كما في عالمنا. في مثل هذا الكون ، سيواجه الفيزيائيون السؤال عن سبب امتلاك الكواركات العلوية والغريبة نفس الكتلة تقريبًا. حتى أنهم قد يتخيلون أن مثل هذه المصادفة المدهشة لها تفسير أنثروبي يعتمد على ضرورة وجود الكيمياء العضوية. ومع ذلك ، نحن نعلم أن مثل هذا التفسير سيكون خاطئًا ، لأن عالمنا يحتوي أيضًا على كيمياء عضوية ، على الرغم من حقيقة أن كتل القمة والكواركات الغريبة مختلفة.

من ناحية أخرى ، فإن الأكوان التي تمتلك فيها جميع الكواركات الضوئية الثلاثة نفس الكتل ربما لا تحتوي على كيمياء عضوية: أي نواة ذات شحنة كهربائية كبيرة بما يكفي سوف تتفكك على الفور تقريبًا. لسوء الحظ ، من الصعب جدًا إعادة صياغة تاريخ الأكوان بالتفصيل التي تختلف معاييرها الفيزيائية عن معاييرنا. هذا الموضوع يتطلب مزيدا من البحث.

سلسلة المناظر الطبيعية

حصل العلماء على أدلة غير مباشرة على وجود الكون المتعدد من خلال عمليات المحاكاة والمعلمات الملائمة. هل يظل الوجود الحقيقي للكون المتعدد موضع تساؤل؟ لا نعتقد أن هذا ضروري لسببين. الأول يتبع من الملاحظات المتوافقة مع النظرية. تدعم البيانات الفلكية بقوة الفرضية القائلة بأن كوننا قد ولد من منطقة صغيرة من الزمكان ، ربما تصل إلى جزء من المليار من البروتون. ثم مر الكون بمرحلة من النمو السريع - الأسي - تسمى التضخم. لم يبتكر علماء الكونيات بعد نموذجًا نهائيًا للتضخم ، ولكن وفقًا للنظرية ، يمكن لمناطق مختلفة من الزمكان أن تتوسع بمعدلات مختلفة ، مما يخلق شيئًا يشبه "الجيب" الذي يمكن أن يصبح كونًا مستقلاً له ثوابت فيزيائية خاصة به. يمكن أن تستمر المساحة بين أكوان الجيب الفردية في التوسع بسرعة كبيرة بحيث يكون من المستحيل السفر وإرسال الرسائل من كون إلى آخر ، حتى بسرعة الضوء.

السبب الثاني للاعتراف بوجود الكون المتعدد هو ما يلي: قيمة الثابت الكوني ، وهو مقياس لطاقة الفضاء الفارغ ، "مضبوطة" بدرجة غير عادية من الدقة. تتنبأ فيزياء الكم أنه حتى الفضاء الفارغ به طاقة. تنص نظرية النسبية العامة لأينشتاين على أن جميع أشكال الطاقة تسبب الجاذبية. إذا كانت الطاقة موجبة ، فإنها تجبر الفضاء على التوسع بمعدل أسي. إذا كانت سلبية ، فإن الكون سوف يتقلص في القطن الكبير. وفقًا لنظرية الكم ، يجب أن يكون الثابت الكوني كبيرًا جدًا من حيث القيمة المطلقة بحيث يتمدد الفضاء بسرعة كبيرة جدًا بحيث تتشكل هياكل مثل المجرات ، أو لينهار الكون في أجزاء من الثانية.

هل من أحد هناك؟

يمكن أن تنشأ العديد من القوانين الفيزيائية من الفراغ البدائي. في معظم الحالات ، بما في ذلك تلك التي نوقشت أدناه ، من غير المعروف ما إذا كانت الحياة قادرة على الظهور في مثل هذه الأكوان. لكن من المحتمل أن تتمكن الأبحاث المستقبلية من الإجابة على هذا السؤال.

قواعد الهليوم
يمكن أن تؤدي تعديلات معينة في الكون دون تفاعل ضعيف إلى تكوين كون به القليل من الهيدروجين أو بدونه ؛ ستكون النجوم في الغالب من الهيليوم

طهي متعدد
في كوننا ، تشكل الكواركات جسيمات ، تتحد في أزواج أو ثلاثة توائم ، ولكن في الأكوان الأخرى ، يمكن للكواركات أن تتحد في مجموعات من أربعة أو خمسة أو أكثر

أبعاد أعلى
وفقًا لنظرية الأوتار الفائقة ، الفضاء له عشرة أبعاد. في كوننا ، جميعهم ملتويون باستثناء ثلاثة أو ، لسبب آخر ، غير مرئيين. ولكن ماذا لو ظلت أربعة أبعاد أو أكثر مرئية؟

تتمثل إحدى طرق تفسير سبب إفلات كوننا من مثل هذه الرعب في افتراض أن بعض المصطلحات في معادلات أينشتاين قد أدت إلى إخماد مساهمة الثابت الكوني. تكمن المشكلة في أن هذا المصطلح يجب "ضبطه" بدقة شديدة - فإن انحراف قيمته بمقدار مائة منزلة عشرية فقط سيؤدي إلى غياب الهياكل في الكون.

في عام 1987 ، اقترح ستيفن واينبيرج ، الحائز على جائزة نوبل في الفيزياء النظرية بجامعة تكساس في أوستن ، تفسيراً أنثروبياً. قام بحساب حد أعلى لقيمة الثابت الكوني. إذا كانت قيمته الحقيقية أكبر ، فسيتمدد الفضاء بسرعة كبيرة بحيث لا توجد هياكل في الكون ضرورية لظهور الحياة. وهكذا ، فإن وجودنا ذاته يثبت أن قيمة الثابت الكوني صغيرة.

علاوة على ذلك ، في أواخر التسعينيات. في القرن الماضي اكتشف علماء الفلك أن الكون يتوسع بمعدل متسارع بسبب شكل غير معروف من "الطاقة المظلمة". يشير معدل التمدد المرصود إلى أن الثابت الكوني صغير وإيجابي - ضمن الحدود التي تنبأ بها واينبرغ: وهذا يعني أن الطاقة المظلمة "مخلخلة" للغاية.

وهكذا ، يبدو أن الثابت الكوني "مضبوط" بأكبر قدر من الدقة. بالإضافة إلى ذلك ، يبدو أن الأساليب التي طبقتها مجموعتنا للتفاعلات الضعيفة وكتلات الكواركات فشلت في هذه الحالة ، لأنه ، على ما يبدو ، من المستحيل العثور على أكوان مرتبطة يكون فيها الثابت الكوني أكبر بكثير من القيمة التي نلاحظها. في الكون المتعدد ، يمكن أن يكون للغالبية العظمى من الأكوان ثابت كوني لا يشكل أي بنى. نظير من العالم الحقيقي - ارتفاع آلاف الأشخاص عبر صحراء وعرة. أولئك المحظوظون القلائل الذين يمكنهم فعل ذلك والبقاء على قيد الحياة سيخبرون قصصًا مثيرة عن الثعابين السامة وغيرها من الأخطار القاتلة التي تبدو بعيدة جدًا عن الواقع

يبدو أن الحجج النظرية التي ولدت من نظرية الأوتار (الامتدادات التأملية للنموذج القياسي ومحاولات وصف جميع التفاعلات على أنها اهتزازات من الأوتار المجهرية) تدعم مثل هذا السيناريو. تشير هذه الحجج إلى أنه أثناء التضخم ، يمكن أن يكون للثابت الكوسمولوجي والمعلمات الأخرى نطاق غير محدود من القيم ، يسمى "منظر نظرية الأوتار" ( انظر: R. Busso، J. Polchinski. String Theory Landscape // VMN، No. 12، 2004). ومع ذلك ، فإن عملنا يلقي بظلال من الشك على فائدة المبدأ الأنثروبي ، على الأقل خارج حالة الثابت الكوني. كما تنشأ مشاكل مهمة. على سبيل المثال ، إذا كانت الحياة ممكنة حقًا دون تفاعل ضعيف ، فلماذا تكون موجودة في كوننا على الإطلاق؟ في الواقع ، تدعي فيزياء الجسيمات أن هناك تفاعلًا ضعيفًا في كوننا ، لكنه ليس بالضعف الكافي. تبدو قيمته الرصدية كبيرة بشكل غير طبيعي في النموذج القياسي. يتطلب التفسير الرئيسي لهذا اللغز وجود جسيمات جديدة وقوى جديدة يأمل الفيزيائيون في اكتشافها في مصادم الهادرونات الكبير. نتيجة لذلك ، يتوقع العديد من المنظرين أن غالبية الأكوان لديها تفاعلات ضعيفة ، وهي ضعيفة جدًا بحيث يمكن اعتبارها غائبة عمليًا. وبالتالي ، فليس من المستغرب أننا نعيش في كون به تفاعل ضعيف. بطبيعة الحال ، فقط المعرفة العميقة بكيفية ولادة الكون ستساعد في الإجابة على كل هذه الأسئلة. على وجه الخصوص ، يمكننا اكتشاف المبادئ الفيزيائية ذات المستويات الأساسية ، والتي تنص على أن الطبيعة تقبل مثل هذه القوانين فقط ، وليس غيرها. ربما لم نكن مقدرين على إيجاد مؤشرات مباشرة لوجود أكوان أخرى ، ولن نتمكن من رؤية أي منها ، لكننا يجب أن نتعلم المزيد عنها إذا أردنا أن نفهم مكاننا الحقيقي في الكون المتعدد أو ما يكمن وراءه.

أليخاندرو جنكينز (أليخاندرو جينكينز) ، كوستاريكي الأصل ، يعمل في مجموعة فيزياء الطاقة العالية في جامعة فلوريدا. تخرج من جامعة هارفارد ومعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا. يستكشف إمكانية وجود أكوان بديلة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا مع بوب جافي وإيتامار كيمتشي. جلعاد بيريز عالم فيزياء نظرية في معهد إسرائيل وايزمان في رحوفوت ، حيث حصل على الدكتوراه عام 2002. في المختبر الوطني. لورنس في بيركلي ، يستكشف الكون المتعدد مع روني هارنيك من جامعة ستانفورد وجراهام د. كريبس من جامعة أوريغون. يعمل أيضًا في جامعة ستوني بروك ، وجامعة بوسطن وهارفارد.

أدبيات إضافية

• عالم مصمم؟ ستيفن واينبرغ. مؤتمر حول التصميم الكوني للجمعية الأمريكية لتقدم العلوم ، واشنطن العاصمة ، أبريل 1999. متاح على الإنترنت على www.physlink.com/education/essay_weinberg.cfm.
• Tegmark M. الأكوان المتوازية // VMN، № 8، 2003.
• كون بلا تفاعلات ضعيفة. روني هارنيك ، جراهام د.كريبس وجلعاد بيريز في مراجعة فيزيائية د ، المجلد. 74 ، لا. 3 ، الصفحات 035006-1-035006-15 ؛ أغسطس 2006.
• كتل كوارك: بيان الأثر البيئي. روبرت إل. جافي وأليخاندرو جنكينز وإيتامار كيمتشي في مراجعة فيزيائية د ، المجلد. 79 ، لا. 6 ، الصفحات 065014-1065014-33 ؛ مارس 2009.

هل انت فريد؟ في تصورك للعالم ، الإجابة بسيطة: أنت مختلف عن أي شخص آخر على هذا الكوكب. هل كوننا فريد من نوعه؟ إن مفهوم الحقائق المتعددة أو الأكوان المتوازية يعقد هذه الإجابة والتحديات: ماذا نعرف عن الكون وعن أنفسنا؟

أحد نماذج الأكوان المتعددة المحتملة يسمى نظرية العوالم المتعددة. قد تبدو النظرية غريبة وغير واقعية بما يكفي لتحتل مكانتها في أفلام الخيال العلمي ، وليس في الحياة الواقعية. ومع ذلك ، لا توجد تجربة يمكن أن تشوه مصداقيتها بشكل قاطع.

يرتبط أصل فرضية الكون الموازي ارتباطًا وثيقًا بإدخال فكرة ميكانيكا الكم في أوائل القرن العشرين. ميكانيكا الكم ، وهي فرع من فروع الفيزياء التي تدرس العالم المصغر ، تتنبأ بسلوك الأجسام النانوية. واجه الفيزيائيون صعوبات في ملاءمة سلوك المادة الكمومية لنموذج رياضي. على سبيل المثال ، يمكن للفوتون ، وهو شعاع صغير من الضوء ، أن ينتقل عموديًا لأعلى ولأسفل أثناء انتقاله أفقيًا إلى الأمام أو الخلف.

هذا السلوك في تناقض صارخ مع الأشياء المرئية بالعين المجردة - كل ما نراه يتحرك إما كموجة أو كجسيم. أُطلق على نظرية ازدواجية المادة هذه مبدأ هايزنبرغ للشك (PNG) ، والذي ينص على أن فعل الملاحظة يؤثر على كميات مثل السرعة والموضع.

فيما يتعلق بميكانيكا الكم ، يمكن أن يؤثر تأثير الملاحظة هذا على شكل - جسيم أو موجة - للأجسام الكمومية أثناء القياسات. نظريات الكم المستقبلية ، مثل تفسير كوبنهاغن لنيلز بور ، استخدمت PNG لتأكيد أن الكائن المرصود لا يحتفظ بطبيعته المزدوجة ويمكن أن يكون في حالة واحدة فقط.

في عام 1954 ، اقترح طالب شاب في جامعة برينستون اسمه هيو إيفريت افتراضًا جذريًا يختلف عن النماذج الشائعة لميكانيكا الكم. لم يعتقد إيفريت أن الملاحظة تثير سؤالًا كميًا. بدلاً من ذلك ، جادل بأن مراقبة المادة الكمومية تخلق صدعًا في الكون. بمعنى آخر ، يخلق الكون نسخًا من نفسه مع الأخذ في الاعتبار جميع الاحتمالات ، وستكون هذه التكرارات موجودة بشكل مستقل عن بعضها البعض. في كل مرة يقاس فيها أحد الفوتون ، على سبيل المثال ، في كون ما ويحلله كموجة ، يقوم نفس العالم في كون آخر بتحليله في شكل جسيم. يقدم كل من هذه الأكوان حقيقة فريدة ومستقلة تتعايش مع أكوان أخرى موازية.

إذا كانت نظرية إيفريت للعوالم المتعددة (TMM) صحيحة ، فإنها تحتوي على العديد من النتائج التي تحول تمامًا إدراكنا للحياة. أي فعل له أكثر من نتيجة محتملة سيؤدي إلى تقسيم الكون. وبالتالي ، هناك عدد لا حصر له من الأكوان المتوازية والنسخ اللانهائية لكل شخص. هذه النسخ لها نفس الوجوه والأجساد ، ولكن شخصيات مختلفة (قد يكون أحدهما عدوانيًا والآخر سلبيًا) ، حيث أن لكل منهما تجربة فردية. يشير العدد اللامتناهي من الحقائق البديلة أيضًا إلى أنه لا يمكن لأحد تحقيق إنجازات فريدة. كل شخص - أو أي نسخة أخرى من ذلك الشخص في عالم موازٍ - قد فعل أو سيفعل كل شيء.

بالإضافة إلى ذلك ، يترتب على TMM أن الجميع خالدون. لن تتوقف الشيخوخة عن أن تكون قاتلاً أكيدًا ، لكن بعض الحقائق البديلة قد تكون متقدمة علميًا وتكنولوجياً لدرجة أنها طورت دواءً مضادًا للشيخوخة. إذا مت في عالم ما ، ستبقى نسخة أخرى منك في العالم الآخر.

النتيجة الأكثر إثارة للقلق للأكوان الموازية هي أن إدراكك للعالم غير واقعي. سيكون "واقعنا" في هذه المرحلة في كون مواز مختلفًا تمامًا عن عالم آخر ؛ إنه مجرد خيال ضئيل لحقيقة مطلقة وغير محدودة. قد تعتقد أنك تقرأ هذا المقال في الوقت الحالي ، ولكن هناك العديد من النسخ التي لا تقرأها. في الواقع ، أنت مؤلف هذا المقال في واقع بعيد. فهل الفوز بالجائزة واتخاذ القرارات مهم إذا كان بإمكاننا خسارة تلك الجوائز واختيار شيء آخر؟ أو نحاول أن نحقق المزيد إذا كنا سنموت فعلاً في مكان آخر؟

حاول بعض العلماء ، مثل عالم الرياضيات النمساوي هانز مورافيك ، فضح إمكانية وجود أكوان متوازية. طور مورافيك في عام 1987 تجربة شهيرة تسمى الانتحار الكمي ، حيث يتم توجيه البندقية إلى شخص ، مرتبطة بآلية تقيس الكوارك. في كل مرة يتم فيها سحب الزناد ، يتم قياس دوران الكوارك. اعتمادًا على نتيجة القياس ، إما يطلق السلاح أو لا يطلق النار. بناءً على هذه التجربة ، فإن البندقية ستطلق أو لا تطلق النار على شخص لديه فرصة بنسبة 50٪ في كل سيناريو. إذا كان TMM غير صحيح ، فإن احتمال بقاء الإنسان يتناقص بعد كل قياس للكوارك حتى يصل إلى الصفر.

من ناحية أخرى ، تدعي TMM أن المجرب لديه دائمًا فرصة بنسبة 100 ٪ للبقاء على قيد الحياة في نوع من الكون الموازي ، ويواجه الشخص خلودًا كميًا.

عند قياس الكواركات ، هناك احتمالان: إما أن يطلق السلاح أم لا. في هذه المرحلة ، ينص TMM على أن الكون ينقسم إلى كونين مختلفين لحساب نهايتين محتملتين. سوف يطلق السلاح في حقيقة واحدة ، ولكن ليس في واقع آخر.

لأسباب أخلاقية ، لا يمكن للعلماء استخدام تجربة مورافيك لدحض أو تأكيد وجود عوالم موازية ، حيث لا يمكن أن يموت الأشخاص الخاضعون للاختبار إلا في هذا الواقع بالذات ولا يزالون على قيد الحياة في عالم مواز آخر. على أي حال ، فإن نظرية العوالم المتعددة وآثارها المذهلة تتحدى كل ما نعرفه عن الكون.

ليس واضحا جدا بعد؟ لا شيء خطأ...

11 162

قد لا يكون الكون الذي نعيش فيه هو الكون الوحيد. في الواقع ، يمكن أن يكون كوننا واحدًا فقط من عدد لا حصر له من الأكوان التي تشكل "أكوانًا متعددة".
يعتقد بعض الخبراء أن احتمال وجود الأكوان الخفية هو أكثر من عدمه.

فيما يلي خمس من أكثر النظريات العلمية منطقية والتي تشير إلى أننا نعيش في كون متعدد:

1. الأكوان اللانهائية

لم يتأكد العلماء بعد من الشكل الذي يمتلكه الزمكان ، ولكن على الأرجح أنه مسطح (على عكس الشكل الكروي وحتى الدونات) ويمتد إلى ما لا نهاية. ولكن إذا كان الزمكان لانهائيًا ، فيجب أن يبدأ في تكرار نفسه في مرحلة ما ، لأن هناك عددًا محدودًا من الطرق التي يمكن بها ترتيب الجسيمات في المكان والزمان.

لذلك إذا كان بإمكانك النظر بعيدًا بما فيه الكفاية ، فسترى نسخة أخرى من نفسك - في الواقع ، عدد لا حصر له من الإصدارات. سيقوم بعض هؤلاء التوائم بما تفعله بالضبط الآن ، بينما يرتدي البعض الآخر سترة مختلفة هذا الصباح ، والبعض الآخر سيكون له وظائف وأنماط حياة مختلفة تمامًا.

نظرًا لأنه يمتد فقط بقدر ما يمكن للضوء أن يصل إلى 13.7 مليار سنة بعد الانفجار الأعظم (13.7 مليار سنة ضوئية) ، يمكن اعتبار الزمكان خارج تلك المسافة كونًا منفصلًا خاصًا به. وهكذا ، توجد أكوان عديدة جنبًا إلى جنب في فسيفساء عملاقة من الأكوان.

يمكن أن يمتد الزمكان إلى أجل غير مسمى. إذا كان الأمر كذلك ، فإن كل شيء في كوننا يجب أن يعيد نفسه في مرحلة ما ، مما يخلق لحافًا خليطًا من الأكوان اللانهائية.

2. أكوان الأطفال

تقدم نظرية ميكانيكا الكم ، التي تحكم العالم الصغير للجسيمات دون الذرية ، طريقة أخرى لظهور أكوان متعددة. تصف ميكانيكا الكم العالم من حيث الاحتمالية ، دون نتائج ملموسة. وتفترض رياضيات هذه النظرية أن جميع النتائج المحتملة للموقف تحدث في أكوان منفصلة خاصة بهم. على سبيل المثال ، إذا وصلت إلى تقاطع حيث يمكنك الذهاب يمينًا أو يسارًا ، فإن الكون يولد كونين طفلين: أحدهما تذهب إلى اليمين ، والآخر إلى اليسار.

"وفي كل كون ، هناك نسخة منك كشاهد على هذه النتيجة أو تلك. الاعتقاد بأن واقعك هو الواقع الوحيد هو خطأ ".

- بقلم بريان راندولف غرين في الواقع المخفي.

3. فقاعة الكون

بالإضافة إلى الأكوان المتعددة التي نشأت عن طريق التوسع اللامتناهي في الزمكان ، فقد تنشأ أكوان أخرى فيما يتعلق بما يسمى نظرية "التضخم الأبدي". مفهوم التضخم هو أن الكون يتمدد بسرعة بعد الانفجار العظيم ، مثل البالون المنتفخ. اقترح التضخم الدائم ، الذي اقترحه عالم الكونيات بجامعة تافتس ألكسندر فيلينكين لأول مرة ، أن مناطق معينة من الفضاء تتوقف عن الانتفاخ ، بينما تستمر مناطق أخرى في الانتفاخ ، مما يؤدي إلى خلق العديد من الأكوان الفقاعية المعزولة.

لذا كوننا ، حيث انتهى التضخم ، مما سمح للنجوم والمجرات بالتشكل ، هو مجرد فقاعة صغيرة في بحر شاسع من الفضاء ، بعضها لا يزال منتفخًا ، والذي يحتوي على العديد من الفقاعات الأخرى ، مثل كوننا. وفي بعض هذه الأكوان الفقاعية ، قد تختلف قوانين الفيزياء والثوابت الأساسية عن كوننا ، مما يجعل بعض الأكوان أماكن غريبة حقًا.

4. الأكوان الرياضية

يجادل العلماء حول ما إذا كانت الرياضيات هي مجرد أداة مفيدة ، أو ما إذا كانت الرياضيات نفسها حقيقة أساسية ، وملاحظاتنا عن الكون هي مجرد تصور غير كامل لطبيعته الرياضية الحقيقية. إذا كان الأمر كذلك ، فربما لا يكون الهيكل الرياضي المحدد الذي يتكون منه كوننا هو الخيار الوحيد ، وفي الواقع توجد جميع الهياكل الرياضية الممكنة كأكوان منفصلة خاصة بها.

قال ماكس تيجمارك من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، الذي ابتكر هذه الفكرة التي بدت مجنونة: "الهيكل الرياضي شيء يمكن وصفه بطريقة تعتمد كليًا على الأمتعة البشرية".

"أعتقد حقًا أن هذا الكون الحالي يمكن أن يوجد بشكل مستقل عني ، وسيستمر في الوجود حتى لو لم يكن هناك بشر."

5. الأكوان المتوازية

فكرة أخرى تنبثق من نظرية الأوتار هي مفهوم "braneworlds" ، أكوان موازية تطفو بعيدًا عن متناولنا ، اقترحها بول شتاينهاردت من جامعة برينستون ونيل تورك من معهد Perimeter للفيزياء النظرية في أونتاريو ، كندا. تأتي الفكرة من احتمال وجود العديد من الأبعاد الأخرى في عالمنا غير الفضاء ثلاثي الأبعاد ومرة \u200b\u200bواحدة كما نعرفها. بالإضافة إلى الغشاء الفضائي ثلاثي الأبعاد ، يمكن أن تطفو أغشية أخرى ثلاثية الأبعاد في مساحات ذات أبعاد أعلى.

لا تزال محدودة ومحدودة. هذا هو كوننا الذي يمكن ملاحظته ، والذي بدأ بالانفجار العظيم الساخن والذي يحتوي على كل شيء يمكن فهمه. ومع ذلك ، ربما يوجد أكثر من ذلك بكثير.

إذا كنا في أي مكان آخر في هذا الكون ، فسنكون قادرين على رؤية نفس القدر من الكون. على المقاييس الأكبر ، يكون الكون أكثر تجانسًا بنسبة 99.99٪ ، ولا تتجاوز تغيرات كثافته 0.01٪. هذا يعني أنه إذا كنا محظوظين بما يكفي لأن نكون في أي مكان آخر ، فسنظل نرى مئات المليارات من المجرات ، حوالي 10 91 جسيمًا ، منتشرة على مدار 46 مليار سنة ضوئية. سنرى فقط مجموعة مختلفة من المجرات والجسيمات ، تختلف قليلاً في التفاصيل.

من كل ما يمكننا ملاحظته ، ومن كل التخمينات النظرية التي يلقيها الكون علينا بشأن موضوع الطوبولوجيا والشكل والانحناء والأصل ، نتوقع تمامًا أنه يوجد في مكان ما أكثر بكثير من الكون - متطابقة في الخصائص مع تلك التي نحن نلاحظ - لكننا لا نراه. وفقط بفضل حقيقة أن الكون كان موجودًا لفترة زمنية معينة ، يمكننا أن نرى الجزء الخاص به. في الأساس ، هذا هو أبسط تعريف للكون المتعدد: وراء ما نراه ، هناك الكثير من الكون غير المرصود.


يعتبر معظم العلماء هذا أمرًا مفروغًا منه ، لأننا بخلاف ذلك سنرى الكون منحنيًا أكثر ، أو نرى أنماطًا متكررة في الخلفية الكونية الميكروية. يشير عدم وجود دليل على ذلك بوضوح إلى أن هناك أكثر بكثير من أي شيء آخر خارج الكون المعروف. يشير عدم وجود انحناء قوي إلى أننا لا نستطيع رؤية الكون بمئات المرات ؛ الكون غير المرئي أكبر بكثير من كوننا. ولكن بغض النظر عن حجمها ، فمن المحتمل أنها جاءت من حدث كوني واحد - ذلك الانفجار العظيم بالذات - منذ مليارات السنين.

لكن الانفجار العظيم لم يكن مجرد "بداية" الكون. كانت هناك حالة قبل الانفجار العظيم بدأت كل شيء: التضخم الكوني. هذا التوسع الأسي السريع للفضاء نفسه في الكون الشاب خلق المزيد والمزيد من الفضاء أثناء استمراره. وإذا كان التضخم قد وصل بالتأكيد إلى نهايته حيث نحن ، فإن شيئًا آخر ممكن: السرعة التي يخلق بها التضخم مساحة جديدة في جميع النماذج تقريبًا أعلى من السرعة التي ينتهي بها ويبدأ الانفجار العظيم. بعبارة أخرى ، يتنبأ التضخم بعدد كبير بشكل غير معتاد من الانفجارات الكبيرة المنفصلة ، كل منها أدى إلى كونه الخاص.

هذا الكون المتعدد أكبر مما كنا نعتقد سابقًا ، وإذا كانت الحالة التضخمية أبدية (ويمكن أن تكون كذلك) ، فإن عدد الأكوان لا نهائي ، وليس محدودًا. وهو أمر غريب ، لأنه في هذه الأكوان الأخرى التي تكونت بفعل الانفجارات الكبيرة الأخرى ، قد تكون هناك قوانين فيزيائية وثوابت مختلفة تمامًا. بعبارة أخرى ، قد لا تكون هناك مناطق بها عوالم مشابهة لعالمنا فقط ، ولكن بها عوالم مختلفة تمامًا عن عوالمنا.


ما هو الكون المتعدد؟ يمكن فهمه على أنه واحد من ثلاثة:

1. المزيد من "الكون" شبيه بكوننا ، والذي خرج من نفس الانفجار العظيم ، لكن لا يمكن ملاحظته.
2. نشأت المزيد من الأكوان مثل عالمنا من الانفجارات الكبيرة الأخرى ، لكنها ولدت في نفس الحالة التضخمية.
3. أو قد يكون هناك العديد من الأكوان - بعضها مثلنا ، والبعض الآخر لا يحبها - مع قوانين ثابتة وحتى مختلفة.


يمكن أن يكون الكون المتعدد محدودًا من حيث الحجم وعدد الأكوان ، أو غير محدود. إذا قبلت الانفجار العظيم وعلم الكونيات الحديث ، فسيكون الأول بالتأكيد صحيحًا. إذا قبلت التضخم الكوني (لسبب وجيه) ، فإن هذا الأخير صحيح. إذا قبلت نماذج معينة من نظرية الأوتار أو غيرها من نظريات التوحيد ، فقد يكون الثالث صحيحًا. أما بالنسبة لمسألة المحدودية أو اللانهاية ، فنحن لا نعرف بعد على وجه اليقين. هناك نظرية مفادها أن التضخم لا يمكن أن يستمر إلى الأبد ، ولكنه يحتوي أيضًا على ثغرات تسمح للتضخم أن يستمر إلى الأبد.

هناك شيء واحد مؤكد: الكون المتعدد موجود ولا تحتاج إلى أن تكون عالمًا لتقر به. السؤال هو أي نسخة من الأكوان المتعددة تختبئ عنا ، وهذا قد لا نعرفه أبدًا.