العلماء يتساءلون حول وجود أكوان متعددة

إعداد : سليل رشيد

أظهرت عمليات رصد BICEP2 التي تدرس الاستقطاب في الخلفية الكونية الميكروية أدلة على الانفجار العظيم Big Bang الذي نشأ عنه الكون  وعلى أمواج الجاذبية Gravitational Waves وصولاً إلى شيء غريب يعرف بالأكوان المتعددة Multiverse.

علماً أن BICEP2  هو الجيل الثاني لأداة رصد كونية موجودة في منطقة من القطب الجنوبي والمصطلح هو إختصار لمجموعة كلمات تعني : التصوير الخلفي للإستقطاب في المنظومات الخارجة عن المجرات أو  Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization وفي الجيل الثاني جرى تحسين مستوى حساسية المستشعرات ودقة التصوير. حيث تحوي على مصفوفة من 512 مستشعر حراري للأشعة الكهرومغناطيسية Bolometer يعمل كل منها بدقة 256 بيكسل وبتردد 150 جيغاهرتز .

وتنص نظرية الأكوان المتعددة Multiverse Theory على أنّ كوننا واحدٌ من بين مجموعة واسعة ومتنوعة من الأكوان الأخرى. لا نعرف كم يبلغ عدد تلك الأكوان المتعددة، لكن تفترض التقديرات وجود عدد لانهائي من الأكوان ، وتوجد هذه الأكوان -إن وجدت- خلف أفقنا الكوني، ولم يوجد الوقت الكافي حتى يصل الضوء القادم منها إلينا، لذا فهي من حيث المبدأ غير قابلة للرصد ، ولكن إن كانت غير قابلة للرصد، كيف استطاع علماء الكون مشاهدة أدلةً تُشير إليها؟!

رؤية ما هو غير قابل للرصد

مرصد BICEP2 في القطب الجنوبي

ليس بالضرورة أن تكون الكيانات الغير قابلة للرصد خارجة عن نطاق العلم ، على سبيل المثال: تتألف كل من البروتونات والنترونات من جسيمات دون ذرية تُعرف بالكواركات Quarks، حيثلا يستطيع العلماء رصدها بشكلٍ مباشر، إلاّ أن وجودها وخواصها تمّ التأكد منها من خلال الطريقة التي تتصرف بها الجسيمات عندما تتصادم مع بعضها البعض.  غير أن هذا لا ينطبق على الأكوان المتعددة، إذ لا وجود لإشارة من كونٍ آخر وصلت إلى تلسكوباتنا، او ستصل إليها.

ويكثر الجدل في المعايير التي تجعل من نظرية ما "نظرية علمية" ، إلاّ أنّ علينا على الأقل أن نتحقق مما إذا كانت نظرية الأكوان المتعددة قابلة للاختبار ،  هل تُعطينا تنبؤات يُمكننا اختبارها في مختبر أو بالاعتماد على تلسكوباتنا؟

الجواب هو "نعم"، لكن ليس كما نتوقع، إذ يتضمن استكشاف نظرية الأكوان المتعددة بعض الأفكار المعقدة جداً والجدلية جداً.

علامات المولد

لو كانت نظرية الأكوان المتعددة مسؤولةً عن توليد أكوانها جرّاء بعض العمليات الفيزيائية، لا بدّ أن تترك هذه العمليات بصماتها على تلك الأكوان، وهذه العلامات ربّما يتم مشاهدتها بواسطة BICEP2. ، تقدم نظرية التضخم تنبؤات حول مرحلة بداية الكون وتفترض النظرية أنّ الكون في مراحله المبكرة عانى من توسعٍ سريع غير عادي ويُعرف هذا التوسع بالتضخم (Inflation).  وتترك أمواج الجاذبية في العديد من نسخ التضخم، بصمة خاصة ضمن الإشعاع الأحفوري Fossil Radiation، الذي تمَّ رصده مؤخراً، على شكل دوامات مميزة في هذا الضوء القادم من بداية الكون.

في بعض نسخ التضخم، يُعتقد أن تؤدي العمليات التي أدت لتضخم كوننا إلى إنتاج أعداد ضخمة من أكوان أخرى، لكنّ الأدلة التي قادت إلى إثبات حدوث عملية التضخم لا تُعتبر أدلةً مباشرة تماماً على صحة نظرية الأكوان المتعددة وإنّما هي البدايةُ فقط.

مولدٌ معروف

لا يمكننا رؤية عملية تخلق الاكوان الأخرى، ولكن إذا وجدت أدلة تتصل بالعمليات الفيزيائية التي وفرت الطاقة لتولد الاكوان Universe Generator، يُمكننا بالتالي أن نمتلك قطعة أخرى من حل اللغز.

ويفضل العلماء أن تستخدم نظرية الأكوان المتعددة فيزياء مُختبرة بشكلٍ جيد، مثل الجاذبية وحقول الكوانتم  (Quantum Fields)، ولكن ما يتم التخوف منه أن تحتاج النظرية لإيجاد فيزياء جديدة أو وضع الفيزياء المعروفة في حالاتٍ يتوقع عادة أن تتحطم عندها قوانين الفيزياء المعروفة.

إلا أن الأوراق المكونة لنظرية التضخم لا تزال مختلطة تماماً: فبعض الفيزياء الأساسية التي نحتاجها معروفة، أما بعضها فهي افتراضية ويوجد بعض القلق بأنّها قريبةُ من (أو ربّما داخل) وربما داخل منظوكة جاذبية الكوانتم الذي تتحطم لديه كل نظريات الفيزياء المُختبرة.

مراقبة كوننا ضمن المجموعة

دعنا نفكر بالتنبؤ من خلال مثالٍ بسيط :

تتنبأ (أليس) أن مصنعاً محدداً يقوم بصنع 99% من الأشياء الحمراء، 1% من الأشياء الزرقاء. بينما تنبأ (بوب) بالعكس تماماً ، يقوم المصنع بصنع 99% من الأشياء الزرقاء و1% أشياء حمراء. فإذا وصلت رزمة صغيرة من المصنع وقاما بفتحها ليجدا شيئاً أحمر فأي نظرية هنا هي الصحيحة ؟

كلا النظريتين غير خاطئ تماماً، لكنّ النتائج وبوضوح تفضل نظرية (أليس).

وستتنبأ نظرية الاكوان المتعددة (من خلال التعريف) بخواصٍ إحصائية لأكوانها وبالتالي يُمكننا ان نسأل فيما إذا كان كوننا نوعاً من الاكوان التي يُتوقع رصدها. كلما كان كوننا أكثر استثنائيةً، كلما كان من المرجح أكثر أن تقوم نظرية الأكوان المتعددة بإعطائنا تفسيراً أفضل لكوننا. وإذا ما كان كوننا غريباً بشكل كبير عن القسم الأساسي من نظريات الأكوان المتعددة، بالتالي فإنّ كامل فكرة الأكوان المتعددة تصبح موضع تساؤل.

إذاً، من المنطقي أن نسأل: ما مقدار استثنائية كوننا بين مجموعة الاكوان المحتملة؟

إليك أحد الطرق التي يُعتبر كوننا من خلالها استثنائي بشكلٍ كبير: إنّه يحتوي الحياة. لو كانت قوانيننا الخاصة بالطبيعة مختلفة بشكلٍ صغير، كان كوننا سيظهر وسيتصرف بشكلٍ مختلف تماماً: كانت الذرات ستتحطم، أو كان كوننا سيتوسع بشكل سريع جداً لن تستطيع معه كلٌ من النجوم والمجرات أن تتشكل. ستترك معظم السيناريوات الكونية كوننا على شكل جسمٍ باردٍ وميت، وخالٍ من الحياة.

تُعالج نظرية الأكوان المتعددة هذا الأمر، باعتماد احتمالية رصد نوعٍ معين من الأكوان على أنّ هذا الكون "هو" من يخلق الراصدين له في البداية.  نحن لسنا مراقبين حياديين نجلس وراء معداتنا ونقوم بأخذ القياسات للكون في أوقات الفراغ. "نحن منتجات هذا الكون".

في الوقت الذي يمكن فيه للأكوان، التي تتمتع بوجود راصدين، أن تكون استثنائية بين كل الأكوان المتعددة، إلاّ أنّها ستكون وبوضوح المكان المناسب لرصد الأكوان القابلة للرصد. ولذلك فإنّ الطبيعة الموجودة في كوننا والتي تسمح بوجود الحياة، يُمكن اعتبارها تنبؤاً بالمسار الناجح الذي يمكن للأكوان المتعددة أن تسلكه في تطورها. (تنبؤ منطقي، بدلاً من كونه يعتمد على تسلسل زمني معين).

"أدمغة بولتزمان" في مواجهة مع "نظرية الأكوان المتعددة"

افترضت نظرية الأكوان المتعددة أنّ أكثر الطرق ترجيحاً والتي يمكن من خلالها لكونٍ ما أن يصنع راصدين هو وجود قوانين فيزياء مناسبة وتطور بيولوجي، كما هي الحالة في كوننا. مثل هذا الكون من الممكن أن يكون استثنائياً بشكلٍ كبير في الأكوان المتعددة، لكن ماذا لو تمتع أي كون قديم بحظٍ جيدٍ وصادف بضعة راصدين لديه؟

تتنبأ ميكانيكا الكم، وهي نفس الفيزياء التي قامت بالتنبؤ بوجود الاهتزازات التضخمية في الخلفية الميكروية الكونية التي تمَّ رصدها من قبل BICEP2، بوجود احتمالية صغيرة جداً جداً لتشكل "دماغٍ كاملٍ" وظهوره بشكلٍ تلقائي في الفضاء "الفارغ"، فبإعطاء الزمن والفضاء الكافيين يُمكن لمثل هذا الحدث، غير المحتمل بشكلٍ هائل، أن يحصل.

في الوقت الذي يفوق فيه عدد الراصدين البيولوجيين بكثير عدد هؤلاء الراصدين الغريبين، المعروفين بأدمغة بولتزمان Boltzmann Brains، ضمن كوننا، إلا أنّ من الممكن لهؤلاء الراصدين أن يكونوا أمراً شائعاً جداً على طول الزمان والمكان اللانهائيين والموجودين في كل كون من الأكوان المتعددة.

في تلك الحالة، فإنّ الحقيقة التي تقول بأننا لسنا ذلك النوع من المراقبين الذين يشاهدون القطعة الحمراء - من بين القطع الزرقاء –هي دليلٌ ضد نظرية الأكوان المتعددة التي تقول أنّه علينا توقع أن نكون راصدين استثنائيين. في هذه الحالة لا تصبح نظرية الأكوان المتعددة غير قابلة للاختبار فقط وإنّما ربّما تفشل حتى،  (لأن فرضها بخصوص استثنائية الراصدين البيولوجين. يقابلها وجود راصدين تم تخليقهم في ظروف غريية (عقول بولتزمان).

الشروط والتحفظات

توجد حالياً الكثير جداً من الجمل الشرطية (الاستخدام المتكرر جداً لكلمة "إذا") في هذه النظرية. ولا تُعطي المراصد نظرية التضخم أفضلية بشكلٍ فريد عن بقية النظريات المطروحه على الرغم من كون نتائج BICEP2 خطوة مؤثرة جداً في هذا الاتجاه. علاوةً على ذلك، تُناضل الكثير من نظريات الأكوان المتعددة من أجل التنبؤ بأي شيء، لذلك وبوضوح هناك الكثير الكثير من الأشياء التي علينا فعلها. لكن الافتراض القائل بأنّ نظرية الأكوان المتعددة هي نهاية العلم ليس صحيحاً، كما يدعي البعض. بل ربّما تكون البداية والبداية فقط لخوض مغامرةٍ علمية هي الأكبر على الإطلاق.

المصادر
- Wikipedia
- PHYS.ORG


إقرأ أيضاً ...
- في البحث عن المادة المظلمة في الكون
- هل يفقد الكون طاقته
- بداية الكون ونهايته
- عجائب فيزياء الكوانتم