آخرین تحقیق استیون هاوکینگ در توضیح نظریه جهان های موازی منتشر شد

به تازگی آخرین تحقیقی که استیون هاوکینگ پیش از درگذشت خود روی آن کار کرده در مجله «Journal of High Energy Physics» منتشر شده. مقاله این تحقیق تنها 10 روز پیش از درگذشت هاوکینگ برای مجله ارسال شده بود.

این مقاله به نظریه های فیزیک در مورد جهان های متعددی که احتمالاً در اثر مه بانگ (بیگ بنگ) به وجود آمده اند می پردازد. بر اساس این تئوری، یک تناقض که فیزیکدانان در زمینه کیهان به آن بر خورده بودند حل می شود. این موضوع همچنین می تواند راهی برای ثابت کردن جهان های موازی پیش پای کیهانشناسان قرار دهد.

تئوری هارتل-هاوکینگ چه بود؟

در سال 1980 هاوکینگ به همراه «جیمز هارتل»، فیزیکدان آمریکایی ایده جدیدی در مورد شروع جهان را مطرح کردند. این نظریه راه حلی برای یکی از مشکلات نظریه اینشتین ارائه می داد. بر این اساس جهان از 14 میلیون سال پیش به وجود آمده، با این حال نحوه این شروع مشخص نشده بود.

در عوض ایده هارتل-هاوکینگ تئوری دیگری به نام مکانیک کوانتوم را مطرح کرد که بر اساس مشخص می شد که چطور جهان از «هیچ» به وجود آمده. با این حال این ایده همچنان سوالات بی جواب بسیاری را ایجاد کرده بود. با بررسی ایده مطرح شده فیزیکدانان دریافتند که مه بانگ می تواند تعداد نامحدودی جهان را ایجاد کند.

بر اساس نظریه هارتل-هاوکینگ برخی از این جهان ها می توانند شبیه به جهان ما با سیارات، جوامع و حتی افرادی مشابه با ما باشند. در حالی که برخی دیگر کمی متفاوت بوده و شاید در آنها دایناسورها هنوز منقرض نشده باشند. همچنین شاید برخی از این جهان ها از اساس با جهان ما متفاوت باشند و در آنها ستارگان و کهکشان های مشابه با جهان ما وجود نداشته باشد و شاید قوانین فیزیک نیز در آنها متفاوت باشند.

این موضوعات بسیار غیر محتمل به نظر می رسید ولی با این حال معادلات این نظریه چنین احتمالاتی را مطرح می کردند. این موضوع یک مسئله بحرانی را مطرح می کرد: اگر جهان هایی با تعداد بی نهایتی با قوانین فیزیکی بی نهایت متنوع وجود داشته باشند، به این ترتیب این تئوری نمی تواند پیشبینی کند که در حال حاضر ما در چه جهانی زندگی می کنیم.

برای پاسخ به این موضوع، استیون هاوکینگ با پروفسور «توماس هرتوگ» از بلژیک همکاری کرد. بر اساس گفته های هرتوگ، او و هاوکینگ از این سناریو راضی نبودند. به نظر می رسید جهان های متعدد به طور تصادفی ایجاد شده اند و شاید باید در نهایت همین موضوع را می پذیرفتند، ولی آنها قصد نداشتند تسلیم شوند.

جهان هایی با قوانین مشابه

مقاله ای که اخیراً منتشر شده و حاصل 20 سال تلاش هاوکینگ و هرتوگ است، تکه گم شده پازل این نظریه است. به عبارتی بر اساس تکنیک های خاص ریاضی که برای مطالعه شاخه ای از فیزیک به نام نظریه ریسمان توسعه داده شده، تضادهای تئوری مورد بحث حل می شود. بر اساس این تکنیک ها فیزیک دانان تئوری ها را به گونه دیگری بررسی می کنند.

به عبارت دیگر می توان گفت که بر اساس مطالب مقاله منتشر شده، بی نظمی های ایده جهان های موازی به گونه ای با نظم جایگزین می شود. نظریه اخیر نشان می دهد که تنها جهان هایی می توانند وجود داشته باشند که قوانین فیزیکی مشابه با قوانین ما داشته باشند و به عبارتی بر همه آنها قوانین مشابهی حاکم باشد. به این ترتیب می توان گفت که احتمالاً بر اساس نظریه مورد بحث تعداد جهان های دیگر کمتر از میزان تصور شده قبلی خواهد بود.

به عقیده هرتوگ این ایده می تواند در نهایت به فیزیکدانانی که قصد توسعه نظریه های کامل تر در مورد نحوه ایجاد کیهان را دارند کمک نماید. به گفته این دانشمند:

«قوانین فیزیکی که در آزمایشگاه های ما تست می شوند، از ابتدا وجود نداشته اند؛ بلکه پس از مه بانگ و زمانی که جهان منبسط و سرد شده به وجود آمده اند. قوانینی که به وجود آمده اند وابستگی بسیار زیادی به شرایط فیزیکی حاکم بر مه بانگ دارند. با مطالعه این موارد ما قصد داریم به طور عمیق تری منشاء نظریه های فیزیکی، نحوه ظهور آنها و دلایل ویژگی های منحصر به فرد آنها را درک کنیم».

چطور می توان از صحت این نظریه اطمینان یافت؟

هرتوگ امید دارد که شواهدی که این موضوع را رد یا تأیید می کنند احتمالاً می توانند در امواج گرانشی باقی مانده از مه بانگ یافت شوند. امید می رود این امواج به واسطه آنتن فضایی لیزری تداخل سنج آژانس فضایی اروپا که قرار است در سال 2034 به فضا پرتاب شود، یافت گردند.

در نهایت هاوکینگ و هرتوگ اعلام کرده اند که این نظریه همچنان نیاز به توسعه بیشتر دارد و باید کامل تر شود. با این حال هرتوگ معتقد است که امکان انتقال از یک جهان به جهان دیگر در عمل وجود نخواهد داشت.

تماشا کنید: ویدیویی کوتاه از سخنان به یاد ماندنی استیون هاوکینگ