😈 📄 🤲🏽 اسأل إيثان رقم 45: إلى أي مدى تمتد الأكوان المتعددة؟ 🤜🏻 👨‍👦 👨🏿‍🚀

يسأل القارئ:

هل يمكنك شرح نظرية الأكوان المتعددة بمزيد من التفصيل؟ هل ستكون هناك قوانين مختلفة في أكوان مختلفة؟ أم سيكون لديهم جميعًا قوانين أساسية؟ أم سيكون كل ذلك في نفس الوقت؟ هل يأتون من مركز كوننا ، أم أن لكل منهم نقطة الانفجار الكبيرة الخاصة به؟

تم طرح العديد من الأسئلة في وقت واحد ، لذلك دعونا نبدأ بالأساسيات - مع الكون ، الذي نعرفه ونحبه.

كل نقطة في هذا الفيديو عبارة عن مجرة تحتوي على ملايين إلى تريليونات النجوم. أكبر كتلة لها آلاف المرات أكبر من كتلة درب التبانة. وعلى الرغم من ذلك ، فإن هذه "الرحلة" تُظهر لنا 0.0002٪ فقط من جميع المجرات المرئية لنا.

الصورة

باختيار جزء غير ملحوظ من السماء ، وتوجيه تلسكوب هابل الفضائي إليه لمدة 23 يومًا ، تمكنا من اكتشاف 5000 مجرة من جزء بعيد من الكون. لتغطية السماء بأكملها لهذه المواقع تتطلب 32 مليون - وهذا يعني أنه في الكون هناك مائة مليار مجرة على الأقل.

على نطاق واسع ، تمتد رؤيتنا الكونية إلى 46 مليار سنة ضوئية في أي اتجاه. وبعد ذلك نعلم فقط أن الكون له عمر محدود ، وأن سرعة الضوء محدودة أيضًا.

الصورة

ولكن ، على حد علمنا ، يستمر الكون أكثر. يبدو أن ركننا من الكون لا يختلف عن الآخرين - في تقريب تقريبي ، الكون متجانس تقريبًا في البنية والخصائص.

يمكننا حتى دراسة إشعاع الميكروويف الكوني ، الإشعاع المتبقي من الوقت الذي كان فيه الكون حارًا جدًا لدرجة أنه لا يمكنه تكوين ذرات محايدة - تم كسرها على الفور إلى قطع.

الصورة

هذه لقطة من إشعاع الكون من مسافة 46 مليار سنة ضوئية في جميع الاتجاهات. لقد انبعثت بعد 380 ألف سنة فقط من الانفجار العظيم. كل شيء يشير ليس فقط إلى أن الكون هو نفسه تقريبًا في كل مكان من حيث الكثافة والخصائص ، ولكن أيضًا أن قوانين الفيزياء هي نفسها في كل مكان ، وأن الكون لا يغلق نفسه مثل سطح مغلق.

هذا يخبرنا أن الكون الذي نراه هو جزء فقط من الكون بأكمله. كل النجوم والمجرات والإشعاع التي وصلت إلى درب التبانة أثناء وجود الكون هي جزء فقط مما تم إنشاؤه خلال الانفجار العظيم.

الصورة

وعلى الرغم من حقيقة أن حجم الكون غير معروف لنا ، تشير جميع الملاحظات إلى أنه في كل جزء من أجزائه:

- نفس قوانين الفيزياء تعمل ، في أي وقت وفي أي مكان
- لكل منطقة تاريخها الخاص بها ، وليست موحدة العلاقات السببية مع الآخرين (لا تتبادل المعلومات معهم)
- لقد جاءوا جميعًا من Big Bang

وبعبارة أخرى ، حتى خارج حدود الكون المرئي ، هناك ببساطة مساحة إضافية من نفس الكون - ما نسميه المستوى الصفري للكون المتعدد ، وهو في الأساس ليس كونًا متعددًا.

لكننا نعتقد أن الأكوان المتعددة موجودة - وليس فقط كوننا. كل شيء يأتي من أفكارنا حول كيفية ولادة الكون.

الصورة

في الوقت الحالي ، يتوسع الكون (ويتوسع منذ الانفجار الكبير) ، بما يتناسب مع كمية المادة والطاقة فيه. عندما كانت أصغر سنا وأكثر سخونة وكثافة وأكثر نشاطا ، كان معدل توسعها أكبر. اليوم ، كثافة الطاقة أقل ، وتستمر في الانخفاض ، تميل بشكل مقارب إلى قيمة صغيرة غير صفرية.

تُعرف هذه القيمة غير الصفرية باسم الطاقة المظلمة المتأصلة في الفضاء نفسه. قيمته صغيرة ، لكن المادة والإشعاع يستمران في التشتت في الكون المتوسع ، وتبقى الطاقة المظلمة ثابتة. ونتيجة لذلك ، تساهم الطاقة المظلمة بالفعل أكثر من الباقي في توسع الكون.

الشيء الأكثر إثارة للدهشة هو أن الكون فعل الشيء نفسه قبل الانفجار العظيم ، فقط مع طاقة وسرعة أكبر بكثير. كانت تسمى هذه الفترة التضخم الكوني.

الصورة

يتسبب التضخم في توسع الزمكان أسيًا ، وإذا حدث في الماضي بطاقة كبيرة ، فإن هذا التوسع الأسي كان سريعًا بشكل غير واقعي. فقط 10 ^-32ثواني ، منطقة بحجم الجسيم دون الذري ستتوسع إلى أحجام أكبر من الجزء الذي يمكن ملاحظته اليوم من الكون.

نظرًا لخصائص نظرية المجال الكمومي ، لا يهم كيف بدأ التضخم - فمعظم أجزاء الكون ستتوسع بشكل كبير إلى ما لا نهاية. لكن من الواضح أن هذا لم يحدث في الجزء الخاص بنا من الكون - في مرحلة ما ، انتهى التضخم ، وأدى إلى ظهور الكون اليوم. والآلية التي أنهت التضخم بالنسبة لنا كان من المفترض أن تنهيها في بقية الكون.

على الرغم من أن مناطق الكون حيث يستمر التضخم في النمو بشكل أسرع من تلك التي انتهى فيها ، يجب أن يكون هناك عدد كبير من المناطق غير المتصلة في الزمكان حيث انتهى التضخم - في الصورة أدناه تم تمييزها بـ X:

هذه المناطق المنفصلة من الكون ، غير المرتبطة ببعضها البعض ، تواجه الانفجار الكبير مع نهاية التضخم - بشكل مستقل عن بعضها البعض. هذا ما نسميه الأكوان المتعددة من المستوى الأول. عادة نلخص أربعة مستويات مختلفة من الأكوان المتعددة ، وهذا ، الأول ، في سياق التضخم الكوني ، من المرجح أن يحدث.

هذا هو الجواب على السؤال الأخير للقارئ - هناك أكوان مختلفة ، منفصلة عن بعضها البعض ، كل منها له انفجار كبير مستقل ، والذي حدث نتيجة للانفجار الذي أدى إلى ظهور الكون المعروف لنا.

الصورة

ماذا عن الأكوان الأخرى؟ هل يجب أن يكون لديهم مجموعة متطابقة من قوانين الفيزياء؟

تقول فرضية الأكوان المتعددة من المستوى الثاني أن الثوابت الفيزيائية للأكوان الأخرى ستكون مختلفة عن كوننا. ويستند هذا إلى مجموعة من الافتراضات التي لا يتم التعبير عنها عادةً:

هناك نوع من التماثل يتعافى أثناء التضخم
في نهاية التضخم ، يتم كسر التماثل
في أكوان مختلفة يتم كسر التماثل بطرق مختلفة
التماثل المكسور هو الذي يحدد الثوابت الأساسية للكون

دعونا نرى ما نعرفه عن التضخم ، وماذا يحدث عندما ينتهي.

يُعتقد أن التضخم الكوني هو حقل كمومي ليس له بعض قيمة التوازن أثناء التضخم ، ولكن في نهايته يميل إلى التوازن. من قياسات الإشعاع الكوني الميكروي ، من المعروف أنه في نهاية التضخم كانت قيمة طاقته أقل بكثير من القيمة على مقياس بلانك. يعتبر هذا عادة الطاقة التي يتم فيها انتهاك ثوابت التماثل. فقط في حالة المنحنى البرتقالي في الصورة ، وفقط عندما تكون قيمته الدنيا مختلفة ، وفقط في الحالات التي يتفاعل فيها حقل التضخم مع ثوابت أساسية مختلفة ، سيكون للكون الآخر ثوابت أخرى.

هذا يعطي سببًا للاعتقاد بأن المتغيرات الأخرى لكسر التماثل (ضعيف كهربائي ، أو تماثل هيجز ، على سبيل المثال) لا تؤدي إلى تغيير في ثوابت التفاعل الأساسي. حدث هذا في مناطق أخرى من الكون ، ولم يؤد إلى تغيير في الثوابت.

الصورة

لذلك ، على الرغم من أن فكرة وجود أكوان متعددة من المستوى الأول مع ثوابت أخرى تبدو جذابة ، لدينا كل سبب للاعتقاد بأن هذا بالكاد ممكن ، ولا يوجد سبب للاعتقاد بأن احتمال وجودهم كبير.

ماذا عن مستويات أعلى متعددة الأكوان؟

لا يمكن تحقيقها إلا عن طريق سوء التفسير المتعمد للتفسير متعدد الأبعاد لميكانيكا الكم.

الصورة

يدعي بعض الناس خطأً أنه في كل مرة تتخذ فيها "قرارًا" كمّيًا ، تجد نفسك في واحد من اثنين من الأكوان المحتملة التي تزامنت مع بعضها البعض من قبل.

مهما كانت رومانسية وجذابة ، ليس هذا ما تتحدث عنه الفيزياء! تقدم الكثير من العناصر مساهمة غير صفرية في الدالة الموجية للكون ، ولا توجد العديد من الأكوان ، وعندما تجري قياسات ، تضع نفسك في كون واحد ، وليس في كون آخر. بعبارة أخرى ، تقول فيزياء التفسير متعدد العالم أن وظيفة الموجة الكمومية للكون يمكن تمثيلها على أنها تراكب للحالات - وليس على الإطلاق أن كل الاحتمالات تتحقق في مكان ما من الكون. إن التفسير متعدد العالم مقبول تمامًا ، لكن هذا لا يعني أن الأكوان الموازية المماثلة لعالمنا موجودة.

الصورة

والأكوان المتعددة من المستوى الرابع موجودة حتى الآن في مجال الافتراضات والفرضيات التي لا معنى لنشرها لفترة طويلة. تدعي أن هناك كل الأكوان الممكنة المقابلة لجميع الإنشاءات الرياضية الممكنة التي يمكن أن تتحكم في الكون.

لذا ، بالإجابة على سؤال القارئ:

- إن كوننا يمتد أبعد من الجزء الذي تمت ملاحظته ، وقد تم إنشاؤه خلال الانفجار العظيم ، وجميعهم لديهم نفس قوانين الفيزياء والثوابت
- بسبب التضخم هناك أكوان أخرى ، مع الانفجارات الكبيرة الأخرى ، لكن على الأرجح ، تتوافق قوانينهم وثوابتهم مع قوانيننا
- كلهم لا يتحدون من خلال العلاقات السببية معنا ولا يمكنهم التأثير علينا ، تمامًا كما نفعل معهم
- لكل منها قصته الفريدة الخاصة به ، وقد يكون لدى العديد مراقبين معقولين يبحثون عن إجابات لهذه الأسئلة

اسأل إيثان رقم 45: إلى أي مدى تمتد الأكوان المتعددة؟

More articles: