آيا نسخه دومي از شما ، يک رونوشت از خود شما وجوددارد که همين الان مشغول خواندن اين مقاله باشد؟
آيا شخصي ديگر با اينکه شما نيست، روي سياره اي به نام زمين با کوه هاي مه گرفته ، مزارع حاصل خيز و شهرهاي بي در و پيکر در منظومه خورشيدي که هشت سياره ديگر نيز دارد، زندگي مي کند؟
آيا زندگي اين شخص از هر لحاظ درست عين زندگي شما بوده است؟
اگر جوابتان مثبت است ، شايد در اين لحظه او تصميم بگيرد اين مقاله را تا همين جا رها کند در حالي که شما به خواندن مقاله تا انتها ادامه خواهيد داد. …
نظريه جهان هاي موازي
انديشه وجود يک خود ديگر نظير آنچه که در بالا شرح آن رفت عجيب و غير معقول به نظر مي رسد، اما آنگونه که از قرائن بر مي آيد انگار مجبوريم آن را بپذيريم. زيرا مشاهدات نجومي از اين انديشه غير مادي پشتيباني مي کنند. بنابر اين پيش بيني ساده ترين و پر طرافدار ترين الگوي کيهان شناسي که امروزه وجود دارد، اين است که هر يک از ما يک جفت (همزاد) داريم که در کهکشاني که حدود 280 ^ 10 متر دورتر از زمين قراردارد، زندگي مي کنند .
اين مسافت آنچنان زياد است که بطور کامل خارج از هر گونه امکان بررسي هاي نجومي است اما اين امر واقعيت وجود نسخه دوم ما را کمرنگ نمي کند. اين مسافت بر اساس نظريه احتمالات مقدماتي برآورده شده و حتي فرضيات خيالپردازانه فيزيک نوين را نيز در بر نگرفته است .
فضاي بيکران
اينکه فضا بيکران است و تقريبا بطور يکنواخت از ماده انباشته شده است، چيزي که مشاهدات هم آن را تأييد مي کنند. در فضاي بي کران حتي غير محتمل ترين رويدادها نيز بالاخره در جايي ، اتفاق خواهند افتاد.
در اين فضا ، بينهايت سياره مسکوني ديگر وجود دارد، که نه تنها يکي بلکه تعداد بيشماري از آنها مردماني دارند که شکل ظاهري ، نام و خاطرات آنها دقيقا همان هاست که ما داريم. به ساکناني که تمامي حالت هاي ممکن ار گزينه هاي موجود در زندگي ما را تجربه مي کنند. من و شما احتمالا هرگز “خود” هاي ديگران را نخواهيم ديد .
وسعت عالم
دورترين فاصله اي که ما قادر به ديدن آن هستيم، مسافتي است که نور در مدت 14 ميليارد سال که از انفجار بزرگ و آغاز انبساط عالم سپري شده است، طي مي کند. دورترين اجرام مرئي هم اکنون حدود 26^10×4 متر دور تر از زمين قرار دارند. اين فاصله که عالم قابل مشاهده توسط ما را تعريف مي کند.
به طور مشابه ، عالم هاي خود هاي ديگر ما کراتي هستند به همين اندازه ، که مرکزشان روي سياره محل سکونت آنهاست. چنين ترکيبي ساده ترين و سر راست ترين نمونه از جهان هاي موازي است. هر جهان تنها بخشي کوچک از “جهان چند گانه” بزرگتر است.
جدال فيزيک و متا فيزيک
با اين تعريف از جهان ممکن است شما تصور کنيد که مفهوم جهان چند گانه تا ابد در محدوده قلمرو متا فيزيک باقي خواهد ماند. اما بايد توجه داشت که مرز ميان فيزيک و متا فيزيک را اين مسأله که يک نظريه از لحاظ تجربه قابل آزمون است، يا خير تعيين مي کند نه اين موضوع که فلان نظريه شامل انديشه هاي غريب و ماهيت هاي غير قابل مشاهده است .
مرز هاي فيزيک به تدريج با گذر زمان فراتر رفته و اکنون مفاهيمي است بسيار انتزاعي تر نظير زمين کروي ، ميدان الکترو مغناطيسي نامرئي ، کند شدن گذر زمان در شرعتهاي بالا ، برهم نهي کوانتومي ، فضاي خميده و سياهچاله ها را در بر گرفته است. طي چند سال گذشته مفهوم جهان چند گانه نيز به اين فهرست اضافه شده است .
پايه اين انديشه بر نظرياتي است که امتحان خو را به خوبي پس داده اند. نظرياتي همچون نسبيت و نظريه مکانيک کوانتومي ، افزون بر آن به دو قاعده اساسي علوم تجربي نيز وفادار است. که پيش بيني مي کنند و مي توانند آن را دستکاري نمايند .
انواع جهان هاي موازي
دانشمندان تاکنون چهار نوع جهان موازي متفاوت را تشريح کرده اند. هم اکنون پرسش کليدي وجود يا عدم جهان چند گانه نيست ، بلکه سوال بر سر تعداد سطوحي است که چنين جهان مي توان داشته باشد .
يکي از نتايج متعدد مشاهدات کيهان شناسي اخير اين بوده است که جهان هاي موازي ديگر مفهومي خيالپردازانه و انتزاعي صرف نيست. به نظر مي رسد که اندازه فضا بينهايت است. اگر اين گونه باشد، بالاخره در جايي از اين فضا هر چيزي که امکان پذير باشد واقعيت خواهد يافت. اصلاً مهم نيست که امکان پذيري آن تا چه حد نامتحمل است
فراسوي محدوده ديد تلسکوپ هاي ما ، نواحي ديگري از فضا کاملا شبيه آنچه که پيرامون ماست وجود دارند آن نواحي يکي از انواع جهان هاي موازي هستند. دانشمندان حتي مي توانند محاسبه کنند که اين جهان ها بطور متوسط چقدر با ما فاصله دارند و مهم تر از همه اينکه تمامي اينها فيزيک حقيقي و واقعي است .
زماني که کيهان شناسان با نظرياتي روبرو مي شوند که از استحکام لازم برخوردار نيستند، نتيجه مي گيرند که جهان هاي ديگر مي توانند ويژگيها و قوانين فيزيکي کاملا متفاوتي داشته باشند. وجود اين جهان ها بسياري از جنبه هاي پرسش بنيادي در خصوص ماهيت زمان و قابل درک بودن جهان فيزيکي را پاسخ داد.
نگاهي به ديدگاه دانشمندان درباره جهان
جهان هاي موازي
هزاران سال است که اخبار و اطلاعاتي درباره جهان هاي ديگري جز آنچه در اطرافمان مي بينيم، در اختيار بشر قرار گرفته است. اين اطلاعات که گاه در حد يک خبر کوتاه و گاه به پيشرفتگي توصيفي دقيق از آنها و ساکنانشان يا چگونگي دسترسي به آنها و کاربردها و امکانات اين دسترسي بوده اند، تا مدتي پيش تماماً در حيطه دانش باطني قرار مي گرفتند و علوم تجربي ظاهري را ياراي اظهار نظر کردن در اين باره نبود. اما با نگاهي به اطراف مي توان ديد که پيشرفت هاي علوم ظاهري اکنون چنان شتاب برق آسايي گرفته اند که گويي سفينه دانش بشري در آستانه پرواز قرار دارد. تا ديروز مفاهيمي چون کرويت زمين، ميدان هاي مغناطيسي (کهربا)، کند شدن زمان در سرعت هاي بالا، سياهچاله ها و… استناد علمي نداشتند، اما امروزه اين مفاهيم کاملاً علمي و اثبات شده به شمار مي روند. به نظر مي رسد در آينده اي نه چندان دور، مفهوم جهان هاي موازي و چگونگي برقرار کردن ارتباط با آنها نيز موضوعي کاملاً علمي باشد. در اين مقاله سعي داريم دستاوردهاي جديد علوم ظاهري درباره جهان هاي ديگر و به ويژه جهان هاي موازي جهان خودمان را مروري کنيم.
انسان هاي حقيقت جو در طول تاريخ، مجنون وار به دنبال کشف جلوه هاي حقيقت بوده اند و در اين ميان دغدغه اصلي محققان و دانشمندان علم فيزيک، يکپارچه سازي و وحدت بخشيدن به ايده ها و مفاهيم به ظاهر مختلفي از دانش بشري بود که از کوچک ترين اجزاي زيراتمي تا بزرگ ترين کهکشان هاي عالم را دربرمي گرفتند. دانشمندان به دنبال اين منظور در تلاش براي پر کردن شکاف هاي ديوار دانش بوده اند و اکنون نيز به آن ادامه مي دهند. اکنون به نظر مي رسد پر کردن اين شکاف ها بدون قبول وجود جهان هاي ديگر به صورت علمي ناممکن باشد. براي بررسي اين موضوع بد نيست از گذشته اي نه چندان دور آغاز کنيم.
تاريخچه
تنها چند قرن پيش يعني در عصر دانشمنداني چون کپلر، گاليله، کپرنيک و نيوتن انسان تصور مي کرد که جهان مانند چرخ دنده اي بزرگ است که سيارات را به چرخيدن به دور خورشيد مجبور مي کند. در آن دوران گرچه گذر زمان به وسيله ساعت قابل اندازه گيري بود اما خود زمان مفهومي ابدي و ازلي داشت که تجزيه و تحليل آن چيزي غيرممکن تلقي مي شد. مکان يا فضا نيز در همه جهت ها بي انتها بود و انديشيدن درباره آن به ديوانگان و شعرا اختصاص داشت. چنين ديدگاهي همچنان ادامه داشت تا اين که در قرن بيستم ميلادي، نظريه هاي نسبيت اينشتين انقلاب جديدي در تفکر علمي به پا کرد و برخي شکاف هاي علم را پوشاند. ديگر زمان و مکان به رازآلودگي قبل نبودند بلکه آنها به يکديگر متصل شدند و مفهوم جديدي به نام «فضا – زمان» را تشکيل دادند. ماده نيز چيزي بود که در داخل همين فضا – زمان به وجود آمده بود. سرعت نور هرچند بسيار زياد بود اما به صورت مقداري مشخص و کمتر از بي نهايت تعيين شد. بدين ترتيب فرض جاوداني بودن جهان تغيير کرد تا امکان طرح اين سوال به وجود آيد که به راستي در آغازين لحظات آفرينش جهان که به نام «انفجار بزرگ» يا «مهبانگ» معروف است چه اتفاقي رخ داد؟ يعني همان زماني که اندازه کل جهان از نقطه پايين اين علامت تعجب هم کوچک تر بود، در پاسخ به اين پرسش تئوري ها و مدل هايي براي جهان ارائه شدند که به تئوري هاي کيهان شناختي معروفند. از سويي ديگر با کشف نظريه فيزيک کوانتومي (علمي که به رفتارهاي اتمي و زيراتمي مي پردازد) شکاف هاي بيشتري در علم پوشيده شد. بر اساس اين نظريه رفتار ماده با توجه به نحوه مشاهده اش تغيير مي کند. به عبارتي ديگر عمل مشاهده کردن يک مشاهده گر نقش موثري در رفتارهاي جهان اتمي بازي مي کند. بدين ترتيب يکي از مسائل مهم فيزيکدانان امروز به هم رساندن فاصله بين فيزيک کوانتوم و نسبيت است و از نظريه هايي که براي کمک به اين مقصود مي توان اميد زيادي بر آنها داشت، نظريه هايي هستند که وجود يک چندجهاني متشکل از جهان ما و جهان هاي ديگر را مفروض مي دارند.
ساده ترين نوع جهان هاي ديگر
وجود جهان هاي ديگر، جهان هاي موازي و به طور کلي وجود يک چندجهاني (که جهان ما نيز عضوي از اعضاي آن است) توسط تعدادي از تئوري هاي فيزيکي درباره توصيف جهان، به طور غيرمستقيم و ضمني تاييد مي شود. به عنوان مثال يکي از ساده ترين اين تئوري ها از نتايج اندازه گيري هاي پرتوي زمينه کيهان(يعني همان پژواکي که از مهبانگ باقي مانده است) استنتاج شده است. از آنجايي که پس از تئوري نسبيت اينشتين، مدل هايي براي تشريح فرم فضا – زمان ما و نيز نحوه توزيع جرم در آن مطرح شد، اين اندازه گيري ها مي توانستند درستي آنها را تاييد يا رد کنند. مثلاً در کنار مدل فضا – مکان بيکران، مدل هاي فضا – مکان انحنادار مثل کروي يا هزلولوي و در کنار مدل توزيع يکنواخت ماده در جهان، مدل هاي توزيع فرکتالي يا تجمع ماده در اطراف ما و تهي بودن بقيه جهان مي توانستند امکان پذير باشند. اما نتايج اندازه گيري هاي پرتوي زمينه کيهاني بيشترين انطباق را با فرض جهان نامحدود و توزيع يکنواخت ماده در مقياس بزرگ داشت. يعني جهان ما (با بيشترين احتمال رياضياتي) فضايي بيکران است که سرتاسر آن را ستار گان و کهکشان ها پر کرده است. چنين جهاني بسيار بزرگتر از آن چيزي است که ما مي توانيم به وسيله تلسکوپ ها ببينيم چرا که ما تنها قسمتي از جهان را مي بينيم که نور آن از زمان وقوع مهبانگ يعني حدود چهارده ميليارد سال قبل تاکنون فرصت رسيدن به زمين را داشته است يعني کره اي به شعاع 1026+4 متر، هنگامي که اين مدل فضاي بيکران با توزيع يکنواخت ماده در آن با نظريه کوانتوم (که بر اساس آن جهان گسسته است و مي توان آن را به وسيله مقداري متناهي از اطلاعات مشخص کرد) ترکيب مي شود، مي توان چنين نتيجه گرفت که وجود دنيايي کاملاً شبيه به دنياي ما در نقطه اي ديگر از جهان بيکران امکان پذير است. به عنوان مثال اگر مي توانستيم تا فاصله 10 به توان 1091 متري ( يعني يک عدد يک و به تعداد 1091 نقطه (يا صفر) در سمت راست آن) اطرافمان را جست وجو کنيم، انتظار داشتيم دنيايي دقيقاً مشابه آنچه تا فاصله 100 سال نوري از زمين وجود دارد، پيدا کنيم. در هنگام کشف آن دنيا وقتي پيچ تلسکوپ را کمي بيشتر تنظيم مي کرديم کسي را با قيافه اي کاملاً آشنا مي ديديم که او هم با تلسکوپ خود در پي يافتن دنياي ماست، چنين فرضيه اي مشابه آن است که بگوييم اگر خروجي هاي کامپيوتري را (که براي توليد پيوسته حروف الفبا به صورت تصادفي برنامه ريزي کرده ايم) جست وجو کنيم، احتمالاً پس از چند قرن يا چند هزاره مي توانيم انتظار داشته باشيم که نسخه اي از ديوان حافظ را نيز توليد کرده باشيم. البته اين نوع استنتاج ساده انگارانه که بيشتر به يک شوخي شبيه است را مي توان تنها به عنوان مقدمه اي براي ورود به مباحث جدي تر فيزيکي در نظر گرفت.
جهان هايي در ديگر ابعاد مکان – زمان
دسته ديگري از مباحثي که درباره جهان هاي موازي مطرح است به مدل هايي مربوط مي شود که براي توصيف و تشريح مبداء آفرينش ابداع شده اند. مدل هايي که توان پاسخگويي به سوالاتي را که به وسيله تئوري هاي قبلي بي پاسخ مانده بود، داشته اند. سوالاتي مثل همين سوال که علت اين که جهان ما تا به اين اندازه بزرگ، يکنواخت و مسطح است، چيست. بر اساس برخي از اين مدل هاي جديد کيهان شناختي مهبانگ نه به عنوان يگانه لحظه آغازين خلقت بلکه به صورت واقعه اي عادي و روزمره (البته نه روز زميني) در جهان است. يکي از چنين مدل هايي از نظريه «ريسمان ها» نشأت گرفته است. نظريه ريسمان ها نظريه اي درباره توصيف ذرات بنيادين جهان (که اجزاي زيراتمي را تشکيل مي دهند) است. اين نظريه هنگامي مطرح شد که دانشمندان در تلاش براي يکپارچه سازي نيروي جاذبه با ديگر نيروهاي طبيعي بودند. گذشته از آنچه اين نظريه مستقيماً به آن مي پردازد، دانشمندان به اين نتيجه رسيدند که به غير از ابعاد جهان ما (سه بعد مکان و يک بعد زمان)، بايد ابعاد ديگري نيز وجود داشته باشند که از ديد ما پنهانند و ممکن است در فاصله اي بسيار کوچک تر از اندازه هسته اتم درهم پيچيده شده باشند.
يکي از مدل هاي جديد و جالبي که بر مبناي اين ديدگاه به وجود آمده است مدل «اکپيروتيک » (اين نام از کلمه اي يوناني به معناي آتش کيهان گرفته شده است) نام دارد. بر اساس اين مدل کيهان شناختي مهبانگ مي تواند حاصل تصادمي بين پوسته ما و پوسته ديگري باشد که همين تصادم علت به وجود آمدن ماده موجود در جهان است. به عبارت ديگر، مهبانگ نقطه آغاز زمان نبوده بلکه تنها انتقالي از يک مبداء کيهاني به مبدأيي ديگر است. گامي فراتر و جالب تر در ادامه اين مدل، اين است که چنين تصادمي ممکن است در فواصل زماني منظم و به صورت متناوب تکرار شود. گويي اين دو پوسته مانند دو صفحه لاستيکي هستند که با فنري به هم متصل شده اند و در زمان هايي معين به يکديگر برخورد مي کنند.
هر جهان، يک حباب در ميدان عظيم انرژي
يک تئوري بسيار جالب ديگر براي توصيف عالم هستي، تئوري «انبساط جاودان آشوبناک» نام دارد. بر مبناي اين تئوري عالم هستي يک ميدان انرژي کوانتومي بسيار عظيم است که در کليت خود با سرعتي بسيار بالا در حال انبساطي هميشگي است. در اين حال برخي نواحي خاص از اين ميدان از انبساط بازمي ايستند و در نتيجه حباب هايي را تشکيل مي دهند که هر يک از آنها جهاني است مانند جهان ما، يعني داراي اندازه بيکران و سرشار از ماده برجاي مانده از ميدان عظيم انرژي. اين پديده مشابه تشکيل قطرات باران داخل ابرها يا حباب هاي داخل خمير در حال ورآمدن است. جالب اين که حتي اگر بتوانيم با سرعت نور حرکت کنيم نيز هرگز نخواهيم توانست به حباب هاي ديگر برسيم يا آنها را ببينيم. زيرا سرعت دور شدن آنها از جهان ما از سرعت نور هم بيشتر است، و جالب تر اين که هر يک از اين جهان ها مي توانند داراي ثابت هاي فيزيکي منحصر به فرد و در نتيجه داراي مشخصاتي کاملاً متفاوت با جهان هاي ديگر باشند. به عنوان مثال ابعاد مکاني و زماني يکي از آنها مي تواند با جهان ما متفاوت باشد که در اين صورت ممکن است تمامي رويدادهاي آن جهان از نوع پيش بيني ناپذير کامل باشد (مثلاً در جهاني که دو بعد مکاني و دو بعد زماني دارد) يا اتم ها در آن جهان ناپايدار باشند (مثلاً در جهاني با يک بعد مکاني و چهار بعد زماني)، يا نسبت قدرت نيروهاي فيزيکي بنيادين در آن با نسبت هاي ثابت جهان ما تفاوت داشته باشد و…
جهان هاي کوانتومي
تئوري هايي که تاکنون به آنها پرداختيم هرچند بسيار جالب بودند و مي توانند ديد ما را نسبت به آنچه در اطراف مان مي گذرد تغيير دهند اما هنوز مفهوم چندان قابل توجهي درباره جهان هاي موازي ما و رابطه آنها با «من» و سرنوشت من ارائه نمي کنند. اکنون قصد داريم از طريق فيزيک کوانتوم به جهان هاي موازي سفر کنيم که نه در ميلياردها سال نوري آن طرف تر، بلکه در فاصله اي بسيار اندک از دنياي ما قرار دارند. به ويژه اين که در اين سفر هم «اکنون» داراي معنايي عميق تر است و هم «قصد» ما. بر مبناي مکانيک کوانتومي، حالت جهان را تابعي رياضي به نام «تابع موج» تعيين مي کند که شکل کاملاً معيني دارد و در فضايي به نام فضاي «هيلبرت» به دور خود مي چرخد و با گذشت زمان تکامل مي يابد. اما هنگامي که اين تابع معين در معرض مشاهده يا اندازه گيري قرار مي گيرد، از حالت معين خارج مي شود و وضعيتي تصادفي به خود مي گيرد، گويي تابع موج به صورت حالتي که مشاهده شده درمي آيد. به عبارتي عمل مشاهده کردن موجب تغيير در آن مي شود. بر اساس يکي از تعابير درباره اين موضوع، در جايي که چندين احتمال ماندني وجود داشته باشد، جهان به هنگام هر مشاهده به چندين نسخه (هر نسخه متناظر با يکي از احتمالات) منشعب مي شود. در حالي که موجودات هر جهان بدون هيچ اطلاعي از جهان هاي ديگر به زندگي خود ادامه مي دهند. به عنوان مثال هنگامي که تاسي انداخته مي شود، جهان به شش جهان موازي منشعب مي شود و هر روي تاس در يکي از جهان ها فرود مي آيد. در اينجا دو نگرش مطرح است؛ اول نگرش فيزيکداني است که در حال بررسي معادلات است و دوم نگرش مشاهده گري که در جهان زندگي مي کند. در نگرش اول که در واقع نگرشي از بالا به جهان است، جهان پديده اي معمولي است که به وسيله تابع موج تعريف مي شود و به آرامي تکامل مي يابد و هيچ انشعابي ندارد. اما در نگرش دوم، مشاهده گر تنها بخشي از جهان را مي بيند و فرآيندي موسوم به جداسازي اجازه ديدن نسخه موازي اش را به او نمي دهد. به عبارتي ديگر هر زمان که مشاهده گر مورد سوال قرار مي گيرد، تصميمي آني مي گيرد يا پاسخي مي دهد، اثرات کوانتومي در مغز او موجب مي شوند که اين فرآيند جداسازي اتفاق افتد. از ديدگاه اول شخص در اين هنگام به چندين نسخه تکثير مي شود. اما خود اين نسخه ها از وجود کپي ديگرشان بي اطلاع اند و از ديدگاه آنها تنها يک اتفاق کم اهميت تصادفي يا احتمالي معين رخ داده است.
بر اساس اين نظريه مي توان درستي جملات غيرواقعي را نيز بهتر تحليل کرد. مثلاً اين جمله را در نظر بگيريد؛ «اگر پدر و مادرم با هم ازدواج نمي کردند من الان اينجا نبودم.» گويي در جهاني موازي آنها با هم ازدواج نکردند و نسخه اي از من هم در آن جهان وجود ندارد، البته لازم به توضيح است که اين نتيجه گيري زماني درست است که کلمات را به صورت ساده و مرسوم به کار مي بريم. اما اگر دقيق تر به اين نتيجه گيري نگاه کنيم متوجه مي شويم که قطعاً اشتباه است چرا که مسلماً «من» قابل نسخه برداري و تکثيرشدن نيستم (يا نيست). بلکه منظور از من در اين نتيجه گيري همان شخصي است که در اين جهاني که «من» انتخابش کرده ام با مشخصاتي از جمله نام من شناخته مي شود. او متناظر با شخص خاصي در پارسال بوده اما متناظر با او در سال هاي آينده دسته اي از اشخاص هستند که به هر حال يکي از آنها را انتخاب خواهم کرد و اين انتخاب من هيچ اثري بر تابع موج يا کسي که از بالا به جهان ما مي نگرد، نخواهد داشت. چرا که تمام اين نسخه ها از قبل در داخل تابع موج وجود دارند و خلق شده اند…
شواهد وجود جهان هاي ديگر
اگرچه بيشتر مطالب فوق در قالب تئوري هاي فيزيکي بيان شده که ممکن است مستقيماً قابل ارزيابي نباشند، اما به روش هايي مي توان درستي آنها را به طور غيرمستقيم بررسي کرد. به عنوان مثال اکنون دانشمندان اولين ردياب هاي امواج گرانشي (امواجي که توسط يک جسم پرجرم شتابدار به وجود مي آيد و باعث کش آمدن يا جمع شدگي فضا مي شوند) را به کار گرفته اند. با بررسي اين موج ها ممکن است بتوان وجود پوسته هاي ديگر غير از جهان ما را تاييد کرد. همچنين بررسي اطلاعات دقيق تر درباره پرتو زمينه کيهاني، ساخت کامپيوترهاي کوانتومي، تلاش ها براي يکپارچه سازي نظريه هاي نسبيت عام و ميدان کوانتومي و نيز بررسي مشاهداتي که در شتاب دهنده هاي ذرات (و ناپديد شدن برخي از آنها) به دست آمده است، از جمله مواردي هستند که اکنون توجه دانشمندان را جلب کرده اند و در آينده اي نه چندان دور مي توانند اطلاعات ما درباره جهان هاي ديگر را مستندتر کنند.
به هر حال اين که جهان هاي ديگر را تا چه اندازه باور داشته باشيم، در اختيار خودمان است. امروزه هم چنان انسان هايي وجود دارند که دنياي اتم ها را نيز افسانه ا ي بيش نمي دانند. اما از سوي ديگر، دانشمندان و محققان «نانوتکنولوژي» سرگرم ساختن موتورهايي هستند که در تصوير چرخ دنده هاي آنها مي توان تعداد اتم ها را شمارش کرد يا اينکه روش هاي ذخيره سازي سوخت هيدروژني يا حتي اطلاعات را در ساختارهاي اتمي طرح ريزي مي کنند.
منبع: روزنامه شرق، روز سه‌شنبه مورخ 26/04/1386 قسمت علم صفحه
30
کوانتوم: فیزیک..فلسفه..عرفان
فیزیک کوانتوم کاشف یک دنیای عجیب و غریب است و هرکس بخواهد به این فیزیک اعتقاد داشته باشد باید دست از پاره ای تفکرات قبلی خود در مورد جهان مادی بردارد.به عنوان مثال طبق فیزیک کوانتوم عمل مشاهده موجب می شود که آنچه مشاهده می شود (اتفاق می افتد) تغییر یابد! این بدان معنی است که نتیجه اتفاقاتی که در جهان اتمی می افتند متغیر است و بستگی دارد به اینکه آیا ناظری این اتفاقات مشاهده می کند یا نه. علیرغم اینگونه رفتارهای دلبخواهی ذرات بنیادی و لذا نگرانی ما که اگر اینطور باشد نمی توان هیچ نظمی به کار جهان قایل شد، فیزیک کوانتوم نشان می دهد که نظم بسیار خاصی بر جهان حاکم است. این نظم وقتی قابل درک است که ما خود را نیز جزیی از این جهان بدانیم. طبق فیزیک نیوتنی چه من و شما باشیم چه نباشیم دنیا کار خودش را می کند اماطبق فیزیک کوانتوم آنچه در جهان اتمی اتفاق می افتد بستگی به حضور من و شما دارد. در تعریف فیزیک کوانتوم از نظم جهانی اندیشه و ذهن انسان اهمیت زیاد پیدا می کند. این تفکر باعث شده است بعضی دانشمندان پارا فراتر نهند و بگویند اصلا اتم تا وقتی موجودیت دارد که ناظری وجود داشته باشد تا آن را مشاهده نماید. یا ادینگتون دانشمتد انگلیسی جایی می گوید: جهان از ذهن ساخته شده است.ای برادر تو همان اندیشه ای … مابقی تو استخوان و ریشه ای
گر گلست اندیشه تو گلشنی … ور بود خاری تو هیمه گلخنی
شاید سهراب هم اهمیت مشاهده را درک کرده بود: “چشمها را باید شست جور دیگر باید دید…”
شاید بازهم درباره برداشتهای جدید این علم بنویسم، برای مطالعه یک متن ساده و روان دراین مورد می توانید به کتاب “یک(کوانتوم عرفان و درمان)” نوشته دکتر مسعود ناصری مراجعه کنید.
سال 1909 بود در همان حال که جفري تيلور مشغول انجام آزمايش هاي خود بود مي انديشيد که چرا اين همه زحمت متحمل مي شود. زيرا از قبل مي توانست نتيجهٔ آزميش را حدس بزند. با وجود اين چون استاد راهنمايش جوزف تامسون در دانشگاه کمبريج اين را از او خواسته بود به کار خود ادامه مي داد. سوزن را در جاي خود گذاشت،منبع نوراني را روشن کرد و به منظور کنترل مقدار نوري که بايد از دستگاه مي گذشت ***** را تنظيم کرد. سپس شيشه ي حساس عکاسي را در مقابل نور خورشيد قرار داد و پس از کنترل مجدد تمام قسمت ها براي گذراندن تعطيلات از آزمايشگاهش خارج شد.
هنگامي که تيلور بار ديگر قدم در آزمايشگاهش گذاشت موفق به کشفي حيرت آور شده بود. بر روي شيشه ي حساس عکاسي نوار هايي تيره و روشن نقش بسته بود. طرحي کاملا واضح از تداخل پرتو هاي نوراني. قبلا طرحي مشابه اين توسط تعدادي از فيزيکدانان و با کمک تجهيزات مشابه به دست آماده بود. اما طرح تيلور واقعا خيره کننده بود چرا که در آزمايش خود تيلور به درخواست تامسون از نوري فوق العاده ضعيف استفاده کرده بود. نوري که قدرتش مانند نور يک شمع در فاصلهٔ يک مايلي بود. به همين دليل تيلور و توماس انتظار داشتند که حتي پس از گذشت چندين هفته باز هم هيچ علامتي از آثار تداخل بر روي شيشه حساس عکاسي ديده نشود در نتيجه هنگامي که آنها شيشه حساس را مورد بررسي قرار داردند، بسيار شگفت زده شدند. حتي توماس که به دليل کشف الکترون موفق به اخذ جايزهٔ نوبل شده بود نمي توانست اظهار تعجب نکند. از آن تاريخ بعد بحث هاي زيادي دربارهٔ (( تداخل فوتوني )) صورت گرفت. اما امروز فيزيکدانها معتقدند که چنين تداخلي دليل محکمي است براي اثبات آن چيزي که هميشه جز داستان هاي علمي تخيلي به حساب مي آمدند، يعني جهان هاي مشابه.
کشف تيلور در ارتباط با جهان بزرگ، شايد نقطه پاياني باشد بر بحث هايي که از 2000 سال قبل آغاز شده بود. از زمان هاي دور فلاسفه معتقد بودند که تعريف جهان، ما را به نتايج چشمگيري رهنمون مي کند. 56 سال قبل از ميلاد، شاعر و فيلسوف رومي لوکرتيوس گفته بود: (( اگر جهان مرز دارد پس چه چيزي فراسوي آن مرز است؟ آيا آن هم جهان است؟ کهن جهان يعني همه چيز پس جهان بايد نامحدود و بدون مرز باشد.
از آن زمان تا حدود يک قرن پيش چنين بحث هايي به فراموشي سپرده شده بود تا اينکه اينشتين نظريه خود در مورد جاذبه را ارائه کرد. نظريه اي که با عنوان نظريه نسبيت عام GR شناخته مي شود و موضوعي حيرت آور با اين عنوان مطرح مي کند: (( در حاليکه هيچ گونه مرزي وجود ندارد، جهان مي تواند محدود باشد.))
براي درک اين مساله مثال ساده اي مطرح شد. تصويري سه بعدي از جهان را تصور کنيد که پيچ خورده، گلوله مي شود تا به شکل يک توپ در آيد.حال تصور کنيد که تعدادي مورچه به آرامي بر سطح آن حرکت مي کنند. آنها هر قدر بر سطح اين کره حرکت کنند، هيچ گاه با مرزي روبرو نمي شودند. در حاليکه در حقيقت سطح زير پايشان محدود است.
بر طبق نظريه اينشتين اگر مقدار کافي ماده و انرژي وجود داشته باشد، جهان مي تواند هم محدود باشد و هم بدون مرز. با اين وجود مشاهدات اخير درمورد فضا فيلسوف رومي لوکرتيوس را تاييد مي کند. شواهد به دست آمده از ستاره هاي دور دست و گرماي به جا مانده از انفجار بزرگ يا بيگ بنگ نشان مي دهد که جهان از نظر بعد نامحدود است و ما تنها بخش کوچکي از اين دنياي بي کران و با عظمت را ميبينيم يعني بخشي که نور آن پس از گذشت 13 ميليارد سال نوري يا کمي بيشتر از زمان انفجار بزرگ به چشم ما مي رسد.
با وجود چنين موانعي بر سر راه دانش تقريبا مي توان با قطعيت گفت که چه حوادثي در اين جهان نامحدود اتفاق مي افتد. اگر بخواهيم به اين سوال تنها در يک کلمه پاسخ بدهيم، جواب اين است( هر چيزي )) مثلا در همين لحظه و در نقطه اي که حتي فاصله اش قابل درک نيست يعني در فاصله اي چندين ترليون سال نوري، نسخهٔ مشابه شما شما در پشت ميز کامپيوتر نشسته است و در حال خواندن اين متن است! و يا در مکان ديگري نسخهٔ ديگري از شما در حال برنده شدن جايزه نوبل است و يا…
به طور خلاصه، يک دنياي نا محدود شامل تعداد نامحدودي از هر چيز قابل باور و غير قبل باور است. به عبارت ديگر، چنين دنيايي شامل بي نهايت نسخهٔ مشابه از آن چيز هايي است که ما ميبينيم
تصويري گسترده تر
چنين نتايج شگفت انگيزي باعث خلق واژه هاي جديدي براي اين دنياي نامحدود گشته است:چند جهاني(MULTI VERSE ) . در حال حاضر لغت جهان تنها به بخش کوچکي از مالتي ورس که ما قادر به مشاهدهٔ آن هستيم، اشاره مي کند. چنين اختلافي به ما کمک مي کند تا به پاسخ برخي سوالات حيرت آور دست پيدا کنيم. به عنوان نمونه، چرا دنياي ما و قوانين حاکم بر آن تنها بر پايهٔ وجود و هستي و زندگي بنا شده است؟
برخي معتقدند که دليل آن اين است که دنيا توسط خالقي خير خواه خلق شده است. اما در ديدگاه چند جهاني، ما تنها در يکي از جهان هاي مشابه بي شمار زندگي مي کنيم.
امروزه بسياري از فيزيکدانان معتقدند که جهان مشابه (Parallel Universes ) اهداف عالي تري را دنبال مي کنند. آنها معتقدند که اين ديدگاه به بسياري از پرسش هاي شگفت انگيز در تمامي رشته هاي علمي پاسخ مي دهد. سوالاتي که در نتيجهٔ آزمايشات مختلف در مورد ساختار و طبيعت ماده و انرژي ايجاد شده اند. دانشمندان از طريق همين آزمايش ها متوجه شده اند که موج هاي راديويي از قبيل نور و گرما ، خصوصيات ذره اي نيز دارند و انرژي خود را از ((کوانتا)) به دست مي آودند.
بسياري از فيزيکدانان برجستهٔ قرن گذشته، از جمله اينشتين تلاش کردن تا پاسخي براي اين اثر تداخلي بيابند. و در نهايت تلاش آنها منجر به خلق نظريه نويني شد به نام نظريه کوانتوم.
در سال 1925 شرودينگر فيزيکدان اترشي، معادله اي را ارائه کرد که به نظر مي رسيد بتوان به کمک آن به اصول و مبني يافته هاي نوين دست يافت. در وهلهٔ اول به نظر مي رسيد اين معادله مانند ديگر معادلات فيزيک به منظور توضيح رفتار موج گونه به کار ميروند. اما چيزي شگرف در اين معادله وجود داشت. طبق معادله شرودينگر هر ذره از طيف وسيعي از امواج شکل گرفته که هر کدام از آنها يکي از وضعيت هاي ذره را نشان مي دهند.
مساله اي که به مدت چند دهه باعث شگفتي شرودينگر و ديگر فيزيکدانان گرديد اين بود که يک ذره چطور خود را از ديگر وضعيت هاي ممکن خلاص مي کند. در نهايت اکثر آنها نظريهٔ تفسير کپنهاگن (Copenhagen Interpretation) را که توسط نيلز بور، فيزيکدان دانمارکي ارائه شده بود پذيرفتند. هر چند هنوز مشخص نيست که اين مساله چرا و چگونه اتفاق مي افتاد.
در سال 1957 يک دانشجوي فارغ التحصيل پرينستون به نام هاف اورت با ارائه پيشنهادي جسورانه با نظريهٔ نيلز بور مخالفت کرد. بر طبق نظريهٔ مشهور او به نام (Many Worlds Interpretation) وجود طيف وسيعي از امواج دليلي است بر وجود همزمان يک ذره در تعداد زيادي از جهان هاي مشابه، در حاليکه ما تنها يکي از وضعيت هاي ممکن را ميبينيم، زيرا در هر يک از جهان هاي مشابه تنها يک وضعيت وجود دارد. بدين ترتيب وضعيتي را که ما در حال حاضر شاهد آن هستيم وضعيتي است که به جهان خود ما اختصاص دارد. با اين حال، جهان هاي ديگر بر آنچه تاثير مي گذارند. به نحوي که در نتيجهٔ تاثير امواج آنها بر امواج موجود در جهان ما (حتي يک ذره) اثرات تداخلي ايجاد مي شود.
بدين ترتيب جفري تيلور حق داشت که از نتيجهٔ آزمايش خود دچار شگفتي و حيرت شود چرا که او اولين فردي بود که جهان هاي مشابه را کشف کرد.
نيروهاي مشابه
در حاليکه بسياري از نظريه پردازان، نظريه کوانتوم را بهترين تئوري در مورد اين قبيل موضوعات مي دانند و بيشتر دانشمندان بدون توجه به عقايد ماورا طبيعه فقط نظريهٔ کوانتوم را مورد استفاده قرار مي دهند اما برخي فيزيکدانان اين بعد از نظريه کوانتوم را داراي ارزش واقعي و عملي مي دانند و معتقدند که جهان هاي مشابه ارزش تجاري دارد.
در سال 1985((ديويد دويچ)) از دانشگاه آکسفورد انگلستان طرحي از يک کامپيوتر خارق العاده ارائه داد. کامپيوتري که قادر است با استفاده از جهان هاي مشابه ، هر مشکل قابل باوري را با سرعت غير قابل باور حل کند.
در رايانه هاي معمولي، ابتدا مسائل به يکسري واحد هاي اطلاعاتي (بيت) تبديل مي شوند. صفر و يک هايي که توسط ريز پردازنده به عنوان علائم روشن و خاموش تفسير شده کنترل مي شوند. و در آنها اطلاعات با سريع ترين حالت ممکن ذخيره شده و يا مورد جستجو قرار مي گيرد. هر چه ميزان پردازش اطلاعات بيشتر باشد، رايانه اي که در اختيار داريد رايانهٔ بهتري خواهد بود.
دويچ چشم اندازي از کامپيوتر هاي کوانتومي را به تصوير کشيد. کامپيوتر هايي که مي توانند وضعيت هايي را ثبت کند که مطابق آنها ذرات در جهان هاي مشابه وجود دارند.
در اين رايانه ها، مسائل به نوع جديدي از واحد هاي اطلاعاتي به نام کوبيت (qbit) تبديل مي شوند که از قاعدهٔ 0 و 1 پيروي نميکنند بلکه ترکيبي از اين دو را به کار مي برند. چنين مسئله اي باعث مي شود که يک qbit مانند دو bit به طور همزمان عمل کند و آن هم با سرعتي دو برابر رايانه هاي قديمي.
دويچ معتقد است که يک کامپيوتر کوانتومي محاسبات را به طور همزمان در جهان هاي مشابه انجام مي دهد. يک چنين توانايي بسيار مهيج است. به عنوان مثال، يک کامپيوتر کوانتومي با قدرت کپردزش 100کويبيت معادل يک رايانهٔ معمولي 2100 بيت است يعني يک ميليون ميليون ميليارد ميليارد بيت! بدين ترتيب حافظه ي چنين کامپيوتري از حافظهٔ تمام ابر کامپيوتر هاي جهان بيشتر خواهد بود.
طرح دويچ توجه همگان را به کاربرد کامپيوتر هاي کوانتومي جلب کرد. دانشمندان رشتهٔ کامپيوتر تلاش خود را براي خلق نرم افزار هاي مناسب آغاز کردند.
فيزيکدانان نيز سعي کردند واحد هاي اطلاعاتي جديد کوبيت ها را خلق کنند. در عين حال دانشمندان توجه خود را بر استفاده از ذرات زير اتمي مانند پروتون معطوف کرده اند. ذراتي که مي توانند در يک زمان در دو وضعيت متفاوت وجود داشته باشند.
اما محققان در اين راه به مانعي برخورد کردند: (( کوبيت ها فوق العاده حساس اند و اطلاعات ذخيره شده در آنها به سادگي مخدوش مي شود.))
در سال 1998 گروهي به رهبري آيزاک چانگ از شرکت IBM در سن خوزه مشکل اصلي را استفاده از تعداد زيادي کوبيت در قالب تريليون ها فوتون در يک ماجراي کوچک آب دانسته اند و پيشنهاد کردند که حداقل تعداد کمي کوبيت محاسبات را انجام دهند و بدين ترتيب تلاش براي ساخت آن شروع شد.
چانگ و همکارانش، ليست کوتاهي از اطلاعات را به واحد هاي اطلاعاتي کوبيت تبديل کردند و سپس يک برنامهٔ کامپيوتر کوانتومي را براي دست بندي اطلاعات به کار بردند.
نتيجهٔ کار با استفاده از ميدان هاي مغناطيسي در مجراب آب مشخص مي شود. در سال 2001 گروه IBM با استفاده از روشي مشابه عدد 15 را به ضريب اولش يعني 3 و 5 تجزيه نمود.
فقط قسمت آخر اين مقاله مانده که آن را به زودي تايپ مي کنم. اين قسمت در مورد کامپيوتر هاي کوانتومي بود. با مزايايي که اين نوع از کامپيوتر ها دارد در حال حاضر تحقيقات زيادي در اين زمينه انجام مي شود و نسل بعدي کامپيوتر ها ، کوانتومي خواهد بود.
خلاصهٔ بحث
اين موضوع هميشه براي انسان به صورت سوالي مطرح بوده که آيا در جهاني محدود زندگي مي‌کند يا در جهاني نامحدود.
در طول تاريخ فلاسفه معتقد بودند که جهان نا محدود است. پنجاه و پنج سال قبل از ميلاد لوکريتوس شاعر و فيلسوف رومي در کتاب طبيعت اشيا به بحث دربارهٔ جهان نا محدود مي پردازد. مشاهدات اخير فضايي نيز اين نکته را تعييد مي کند.
بر طبق نظريه چند جهاني، جهاني که ما در آن زندگي مي کنيم تنها بخش کوچکي از جهان حقيقي است. بي نهايت دنيا شبيه ما يا متفاوت و موازي ما وجود دارند.
درست در همين لحظه در جهاني ديگر نسخهٔ مشابه شما در حال خواندن روزنامه است، ديگري مشغول چتر بازي است و ديگري به بستر خواب رفته. به اين ترتيب بر صحنه هاي اين دنياي بي کاران هر نمايشي مي تواند به در آيد.
مطابق فرضيه چند جهاني Many worlds يا مالتي ورس، تنها يکي از وضعيت هايي که به جهان ما تعلق دارد قابل است و وضعيت هاي ديگر طبق معادله شرودينگر که به آنها اشاره شده به جهان هاي موازي ديگر تعلق دارند.
تصاويري که توسط تلسکوپ فضايي هابل گرفته شده هزاران کهکشان را نشان مي دهد که تمام آنها به جهان ما تعلق دارند.
يافته هاي جديد اين موضوع خارق العاده را مطرح مي کنند که تعداد بيشماري دنيا مشابه به دنياي ما وجود دارند.دنياهايي که هر حادثه اي در آنها امکان پذير است. ممکن است در برخي از اين جهان ها قوانين فيزيکي متفاوتي حاکم باشد، ولي به هر حال بسياري از اين جهان ها مثل ما هستند. يکي از آنها دنياي خود ماست.
http://forum.p30world.com/showthread.php?t=161919&highlight=%D8%AC%D9%87%D8%A7%D9%86+%D9%85%D9%88%D8%A7%D8%B2%D9%8A&page=2
گربه شرودینگر
اصل عدم قطعیت هایزنبرگ دیدگاه ما را نسبت به رویدادهای آینده و نحوه پیش گویی رویدادها از طریق قوانین علمی به کلی دگر گون ساخت. این مطلب در دهه بیست، هایزنبرگ، اروین شرودینگر و پل دیراک را بر آن داشت تا مکانیک را بازسازی نمایند. آنها براساس اصل عدم قطعیت، نظریه جدیدی بنام مکانیک کوانتومی تدوین نمودند. در این نظریه، ذرات دارای وضعیت و سرعت مجزا و در عین حال مشاهده ناپذیر نیستند. بلکه آنها دارای حالت کوانتومی اند که ترکیبی از وضعیت و سرعت می باشد.
schrodingerscat
به طور کلی مکانیک کوانتومی، برای یک مشاهده، نتیجه ای واحد را پیش بینی نمی کند. بلکه مجموعه ای از احتمالات را مطرح می سازد و درجه احتمال هریک را مشخص می کند. این بدین معنی است که اگر سیستمهای مشابه بسیاری را در شرایط مساوی اندازه گیری کنیم، در می یابیم که تعداد معینی سیستم در حالت A و تعدادی دیگر در حالت B و… قرار دارند. اما برای یک سیستم منفرد هیچگاه نمی توان گفت که این سیستم پس از اندازه گیری در کدام حالت قرار خواهد گرفت.
مکانیک کوانتومی به این ترتیب عنصر پشبینی ناپذیری یا تصادف و احتمال را وارد علم می کند. انشتین برغم نقش مهمی که در تدوین مکانیک کوانتومی داشت قویا به این امر اعتراض داشت. او به خاطر آزمایش فوتوالکتریک که یکی از پایه های شکل گیری مکانیک کوانتومی به حساب می آید، جایزه نوبل دریافت کرد اما با این همه هرگز نپذیرفت که جهان بر حسب تصادف اداره می شود. این جمله معروف او احساساتش را به خوبی بیان می کند: « خداوند در اداره جهان تاس نمی ریزد.»
در اینجا به یکی از پارادوکسهای مطرح شده توسط شرودینگر اشاره می کنیم:
فرض کنید گربه ای در جعبه ای در بسته زندانی است. در این جعبه یک شیشه گاز سیانور، یک چکش، یک سنسور رادیو اکتیو و یک منبع رادیو اکتیو نیز وجود دارد. همانطور که می دانید ذرات رادیو اکتیو بصورت نامنظم تابش می کنند و به همین دلیل برای آنها نیمه عمر در نظر می گیرند. حال فرض کنید سنسور و چکش طوری تنظیم شده باشند که در صورت تابش موج رادیو اکتیو بین ساعت 12 و 12:01، چکش شیشه حاوی گاز را شکسته و گربه بمیرد. اگر شما در ساعت 12:30 درب جعبه را باز کنید چه خواهید دید؟ اگر از طریق فرمول نیمه عمر منبع، احتمال تابش بین ساعت 12 و 12:01 را 90% پیش بینی کنید. گربه داخل جعبه در هنگام برداشن درب جعبه 90% مرده است و 10% زنده است. اما وقتی درب جعبه را بر می دارید خواهید دید که گربه یا مرده و یا زنده است. نمی توان گفت 90% سلولهای بدن گربه مرده اند و 10% آنها زنده اند. در فاصله یک لحظه، احتمال به یقین تبدیل خواهد شد. این امر کاملا متضاد با مکانیک کوانتومی می باشد. همانطور که گفتیم هیچگاه نمی توان موقعیت یک سیستم را به دقت اندازه گیری نمود. اما در این مثال کاملا این امر ممکن شده است.
این گونه پارادوکسها در مکانیک کوانتومی بسیار زیاد است. اما با این همه مکانیک کوانتومی در پیش بینی نتایج بسیاری از آزمایشها به طور درخشانی موفق بوده است و زمینه تقریبا تمامی علم و فن نوین است. بر رفتار ترانزیستورها و مدارهای مجتمع که جزء اساسی وسائلی نظیر تلوزیون و کامپیوترند، فرمان می راند و نیز بنیاد شیمی و زیست شناسی نوین می باشد.
تنها مسائل فیزیکی که مکانیک کوانتومی هنوز موفق به یکپارچگی و وحدت آنها نشده است، عبارنتد از: گرانش و ساختمان کلان جهان.
گربه شرودینگر پیدا شد
نزدیک به یک قرن پس از مطرح شدن ایده‌های اولیه مکانیک کوانتومی و مشاهده غیرمستقیم پیش‌بینی‌های آن، پژوهشگران موفق شده‌اند برای نخستین بار، نخستین تاثیرات کوانتومی را در یک جسم مرئی ایجاد کنند:
به گزارش نیوساینتیست، آرون اوکانل و همکارانش در دانشگاه کالیفرنیا در سانتاباربارا، آزمایشی را ترتیب داده‌اند که طی آن، یک نوار فلزی کوچک مرتعش می‌تواند در آن واحد هم نوسان کند و هم نوسان نکند! این نوار تنها 60 میکرومتر طول دارد، اما به اندازه کافی بزرگ است تا از درون میکروسکوپ دیده شود. افسوس که شما نمی‌توانید آنچه را در عمل رخ می‌دهد، ببینید؛ زیرا خود عمل مشاهده، نوار را از حالت سوپرپوزیشن (برهم‌نهی) خارج می‌کند!
اوکانل می‌گوید: «ما درباره خواص مرموز کوانتومی صحبت می‌کنیم، چیزهایی که در یک لحظه می‌توانند در دو مکان مختلف باشند. اما تمام اینها در اندازه اتمها و مولکول‌ها است.»
پلی بین دنیاها
اثبات اینکه تمام اجسام، صرف‌نظر از اندازه‌شان از قوانین واحدی پیروی می‌کنند، هدف نهایی فیزیکدانان است. با این وجود، در مکانیک کوانتومی اینطور نیست. هر چقدر که یک جسم بزرگتر باشد، وضعیت کوانتومی شکننده آن راحت‌تر توسط تاثیرات مختل‌کننده دنیای پیرامون آن نابود می‌شود. آزمایشات اوکانل به کنترل دقیقی نیاز دارد و در درجه حرارتی معادل 25هزارم درجه بالای صفر کلوین انجام می‌شود. این شرایط برای اندازه‌گیری وضعیت نوار، در چند نانو ثانیه قبل از شکسته شدن آن به‌واسطه تاثیرات مختل‌کننده خارجی ضروری است.
مارکوس آسپل مایر از دانشگاه وین در این رابطه می‌گوید: «این آزمایش یک حالت مرزی دارد، اما برای مشاهده ردپای کوانتوم کافی است.»
نکته کلیدی آزمایش، اتصال نوار مرتعش به یک کیوبیت ابررسانا است؛ یک مدار الکتریکی کوچک که به راحتی در یک برهم‌نهی کوانتومی با دو وضعیت انرژی تولید می‌شود. به گفته اوکانل، کیوبیت به صورت یک پل بین دنیای میکروسکوپی و ماکروسکوپی عمل می‌کند. با تنظیم فرکانس کیوبیت بین دو وضعیت مختلف آن و هماهنگ‌سازی آن با فرکانس تشدید نوار فلزی، وضعیت کوانتومی کیوبیت می‌تواند به‌طور دلخواه به تشدیدگر منتقل شود.
اندازه‌گیری‌ها نشان داد که تشدیدگر گاهی در حالت پایه غیرنوسانی و گاهی در حالت برانگیخته نوسانی قرار دارد. طبق اندازه‌گیری‌ها، تعداد دفعاتی که تشدیدگر در هر کدام از این وضعیت‌ها قرار داشت، از قوانین احتمالی مکانیک کوانتوم پیروی می‌کرد.
قدم بعدی، گربه شرودینگر؟
اوکانل می‌گوید: «این وضعیت مانند سر و کار داشتن با یک تاب بچه است که عقب و جلو می‌رود. ما فقط تاب را هل دادیم.»
خالد کارای از دانشگاه لودویگ ماکسیمیلان مونیخ می‌گوید: «آزمایش اوکانل این یک کار پرچالش و خلاقانه است. اگر نتایج به‌دست آمده درست باشد، یک پیشرفت عظیم محسوب می‌شود.»
بعید است که گربه شرودینگر بتواند سرمای منجمد کننده چنین آزمایش‌هایی را تحمل کند. بنابراین این گربه هدف بعدی فیزیکدانان نخواهد بود. اما اکنون تاثیر شبح‌وار فیزیک کوانتوم بر اجسام قابل رویت اثبات شده است. در حال حاضر سوال این است که آیا ما می‌توانیم که در آینده نزدیک، جسمی به بزرگی یک تاب بچه را در یک وضعیت نامعین کوانتومی قرار دهیم؟ جواب اوکانل به این سوال مثبت است. وی می‌گوید: «به نظر من به زودی و طی 20 سال آینده این کار انجام خواهد شد.»
پایان مطلب
cloobs.com
جهان موازی ثابت شد
فیزیکدانان کوانتمی دانشگاه کالیفرنیا کشف عجیبی کرده اند که به گونه ای نشان می دهد جسمی که در مقابل یک فرد قرار گرفته و دیده می شود می تواند به صورت همزمان در جهانی موازی نیز وجود داشته باشد. به گزارش خبرگزاری مهر، این کشف به واسطه ذره ای کوچک و فلزی انجام گرفته است؛ براده ای به قطر یک تار مو، جسمی که بسیار ریز است اما در عین حال می توان آن را با چشم غیر مسلح نیز مشاهده کرد.
دانشمندان این ذره را در کاسه ای مخروطی و تاریک سرد کرده و تمامی هوای اطراف آن را به منظور حذف ارتعاش خارج کردند. سپس محققان ذره را مانند یک دیاپازون حرکت داده و مشاهده کردند ذره در زمانی واحد حرکت کرده و متوقف می شود.
چگونه این پدیده را درک کنیم؟
برای درک این پدیده که کاملا غیر ممکن به نظر می رسد، باید بسیار بسیار کوچک اندیشید، حتی کوچکتر از اتمها، الکترونهایی که به دور هسته اتم در گردشند، در آن واحد در حالتهای چند گانه حرکت می کنند که ثابت کردن آنها تقریبا غیر ممکن است. به بیان ساده تر می توان گفت زمانی که فردی در شهر اکلاهاما به دیدن مادر خود می رود در جهان موازی که ذرات اتمی وی در آن حضور دارند همان فرد در خانه مشغول تماشای تلویزیون است.
به گفته دانشمندان شاید این پدیده کاملا غیر واقعی به نظر آید اما بر پایه علم حقیقی رخ می دهد. بر اساس یکی از نظریه های فیزیکی زمانی که پدیده ای در یک حالت مشاهده می شود این پدیده جهان را به دو بخش تقسیم می کند. نظریه چند حالتی بر این پایه استوار است که جهان فعلی طی مشاهده انسان متوقف شده و انسان تنها یکی از واقعیات در حال وقوع را مشاهده می کند. برای مثال می تواند توپ فوتبال را ببیند که در هوا در پرواز است، اما شاید در جهان موازی این توپ در همان لحظه سقوط کرده باشد و یا شاید اصلا فردی در آن لحظه مشغول بازی فوتبال نباشد.
بسیاری از فیزیکدانان بزرگ پایه های علمی جهان چند حالتی را حتی اگر نتوان آن را به اثبات رساند قبول دارند. “شان کرول” از موسسه تکنولوژی کالیفرنیا یکی از این فیزیکدانان بوده و معتقد است تا زمانی که نتوان تمدنهای فوق پیشرفته بیگانه را تصور کرد که پی به واقعیت این نظریه برده اند، انسانها تحت تاثیر امکان وجود جهانهای دیگر قرار نخواهند گرفت. وی در عین حال معتقد است هرگز فردی قادر به ابداع دستگاهی نخواهد بود که با استفاده از آن بتوان میان این جهانها ارتباط برقرار کرد.
درک واقعیت جهان موازی بستگی شدیدی به درک انسان از زمان دارد. به گفته “کرول” ما زمان را به صورت واقعی احساس نمی کنیم، تنها شاهد گذشت آن هستیم. برای مثال گذشت زمان در هنگام یک مسابقه هیجان انگیز بسیار سریع و در سر کلاس یک درس کسل کننده کاملا کند است. یا هنگامی که فردی تلاش دارد با تاخیر در دفتر کارش حاضر نشود، دقایق برای وی با سرعتی باور نکردنی می گذرند اما چند دقیقه باقی مانده از ساعت کار به راحتی با چندین ساعت برابری می کنند.
بازگشت به آینده
“فرد آلن ولف” از دانشمندان فیزیک کوانتم نیز معتقد است زمان به شکل یک خیابان یک طرفه به نظر می آید که از گذشته به سوی حال در حرکت است، اما با در نظر گرفتن نظریه های قابل ملاحظه ای که در سطح کوانتمی ارائه شده اند، ذرات در آن واحد به سمت عقب و جلو در حرکتند. در صورتی که بتوانیم از بخش “جلو و عقب رفتن در آن واحد” صرف نظر کنیم، شانس درک بخشی از فیزیک را از خود گرفته ایم.
به گفته “ولف” زمان در ماشینهای کوانتمی به صورت مستقیم حرکت نمی کند بلکه حرکتی زیگزاگ داشته و به همین دلیل وی معتقد است امکان ساختن ماشینی که بتواند زمان را منحرف کند، وجود دارد.
به گفته “ریچارد گات” فیزیکدان دانشگاه پرینستون “سرگئی کریکالو” فضانورد روسی که در 6 ماموریت فضایی حضور داشته است نسبت به بقیه انسانهای روی زمین 48/1 ثانیه جوانتر است زیرا وی در سرعتی بسیار بالا در مدار حرکت کرده است و کم سن تر بودن نسبت به بقیه به معنی جهش به آینده و تجربه نکردن زمان حال مشابه با دیگران است. به گفته وی از جهتی می توان گفت این فضانورد به سوی آینده سفر کرده و دوباره بازگشته است!
“گات” می گوید نیوتن باور داشت زمان پدیده ای جهانی است و تمامی ساعتهای جهان به صورت یکسان حرکت می کنند. اکنون با توجه به نظریه نسبیت خصوصی اینشتین می توان گفت سفر به آینده امکان پذیر است. با در نظر گرفتن نظریه گرانش اینشتین، قوانین فیزیک از منظری که امروز آنها را درک می کنیم نشان می دهند حتی سفر در زمان به سوی گذشته نیز امکانپذیر است اما برای مشاهده امکان این سفر باید قوانین جدید فیزیکی در سطح کوانتمی فراگرفته شوند.
درک این قوانین نیز با استفاده از ذره ای فلزی و بسیار کوچک و کاسه ای مخروطی شکل آغاز شده است. در واقع فیزیکدانان دانشگاه کالیفرنیا با ابداع خود مقیاس ماشینهای کوانتمی را به ابعاد بزرگتری تغییر دادند.
بر اساس گزارش فاکس نیوز، مسئله بعدی فراگرفتن چگونگی کنترل ماشینهای کوانتمی و استفاده از آنها برای اجسام بزرگتر است. در این صورت شاید بتوان با دستکاری تنها چند الکترون کوچک به جهان موازی دست پیدا کرد.
