הצצה לפיזיקה שמאחורי יקומים מרובים

מדעי הפיזיקה והאסטרופיזיקה בוחנים רעיונות רבים ומעניינים על היקום. אחד המסקרנים ביותר הוא הרעיון של יקומים מרובים. זה מכונה גם "תיאוריה של יקום מקביל." זה הרעיון שהיקום שלנו אינו היחיד שקיים. מרבית האנשים שמעו על האפשרות של יותר מיקום אחד מסיפורי מדע בדיוני וסרטים. רחוק מלהיות רעיון דמיוני, יקומים רבים יכולים להתקיים, על פי הפיזיקה המודרנית. עם זאת, דבר אחד הוא להמציא תיאוריה על קיומם, אך דבר אחר לגלות אותם בפועל. זה משהו שהפיזיקה המודרנית מתמודדת איתו, תוך שימוש בתצפיות על אותות אור רחוקים מהמפץ הגדול כנתונים.

בדיוק כמו שהיקום שלנו, על כל כוכביו, גלקסיות, כוכבי לכת, ומבנים אחרים קיים ויכול להיות שנחקר, פיזיקאים חושדים כי יקומים אחרים מלאים בחומר ומרחב קיימים במקביל שלנו. הם עשויים להיות או לא בדיוק כמו שלנו. רוב הסיכויים שהם לא. יתכן ויש להם חוקים שונים של פיסיקה מאיתנו, למשל. הם לא בהכרח מצטלבים משלנו, אך הם עשויים להתנגש בזה. יש תיאורטיקנים שמרחיקים לכת ולהסביר שלכל אדם יש תאום או מראה ביקומים אחרים. זהו פרשנות אחת לתיאוריה מרובת היקום הנקראת "העולמות הרבים". זה אומר שיש הרבה יקומים שם בחוץ.

יש פרשנות נוספת למספר יקומים שהופכת למורכבת למדי והיא התפתחות של פיזיקת הקוונטים, שהיא הפיזיקה של הקטנים מאוד. הוא עוסק באינטראקציות ברמה של אטומים וחלקיקים תת-אטומיים (המרכיבים אטומים). בעיקרון, פיזיקת הקוונטים אומרת כי אינטראקציות קטנות - הנקראות אינטראקציות קוונטיות - מתרחשות. כאשר הם עושים זאת, יש להם השלכות מרחיקות לכת ומציבות אינסוף אפשרויות עם אין סוף תוצאות מהאינטראקציות הללו.

כדוגמה, דמיין שביקום שלנו אדם לוקח פנייה לא נכונה בדרך לפגישה. הם מתגעגעים לפגישה ומאבדים סיכוי לעבוד על פרויקט חדש. אם הם לא היו מחמיצים את התור, הם היו הולכים לפגישה ומקבלים את הפרויקט. לחלופין, הם פספסו את הפנייה ואת הפגישה, אך פגשו מישהו אחר שהציע להם פרויקט טוב יותר. יש אין סוף אפשרויות וכל אחת מהן (אם זה יקרה) מדרבן תוצאות אינסופיות. ביקומים מקבילים כל אותן פעולות ותגובות ותוצאות מתרחשות, אחת לכל יקום.

זה מרמז שיש יקומים מקבילים שבהם כל התוצאות האפשריות מתרחשות במקביל. עם זאת, אנו צופים רק בפעולה ביקום שלנו. את כל שאר הפעולות איננו מתבוננים, אך הן מתרחשות במקביל, במקום אחר. אנחנו לא מתבוננים בהם, אבל הם קורים, לפחות תיאורטית.

הוויכוח לטובת ריבוי יקומים כרוך בניסויי מחשבה מעניינים רבים. האדם מתעמק בקוסמולוגיה (שהיא לימוד מקורו והתפתחותו של היקום) ומשהו הנקרא בעיה בכוונון עדין. זה אומר שככל שאנו צומחים להבין את אופן בניית היקום שלנו, קיומנו בתוכו הולך וגובר. כפי שבדקו הפיזיקאים את אופן השתנות היקום לאורך זמן מאז המפץ הגדולהם חושדים שאילו התנאים המוקדמים של היקום היו מעט שונים, היקום שלנו יכול היה להתפתח כבלתי-אפשרי לחיים.

למעשה, אם יקום יקום באופן ספונטני, הפיזיקאים היו מצפים שהוא יתמוטט באופן ספונטני או שאולי יתפשט במהירות כה רבה עד שחלקיקים לעולם לא יפעלו זה עם זה. הפיזיקאי הבריטי סר מרטין ריס כתב בהרחבה על רעיון זה בספרו הקלאסי Just Six Numbers: The Deep Forces That Shape the Universe.

משתמשים ברעיון זה של תכונות "מכוונות היטב" ביקום, יש הטוענים לצורך של יוצר. קיומו של קיום כזה (שאין הוכחה לכך) אינו מסביר את תכונות היקום. פיסיקאים רוצים להבין את התכונות האלה מבלי להעלות על עצמם אלוהות מכל סוג שהוא.

הפיתרון הקל ביותר יהיה פשוט לומר, "נו, ככה זה." עם זאת, זה לא ממש הסבר. זה פשוט מייצג שבירת מזל ראויה לציון שיקום אחד ייווצר ואותו יקום יקרה רק לתכונות המדויקות הנחוצות כדי לפתח חיים. מרבית המאפיינים הפיזיים יגרמו ליקום שמתמוטט לחוסר מיד. לחלופין, הוא ממשיך להתקיים ומתרחב לים עצום של אלוהים. זה לא רק עניין של לנסות להסביר בני אדם כפי שאנו מתקיימים, אלא להסביר את עצם קיומו של כל סוג של יקום.

רעיון אחר, שמתאים היטב לפיזיקה קוונטית, אומר כי אכן יש מספר עצום של יקומים, אשר בעלי תכונות שונות. בתוך זה רב-גוניות ביקומים מסוימים, תת-קבוצה מסוימת מהם (כולל משלנו) תכלול מאפיינים המאפשרים להם להתקיים לפרקי זמן ארוכים יחסית. פירוש הדבר שלקבוצת משנה (כולל היקום שלנו) יהיו המאפיינים המאפשרים להם ליצור כימיקלים מורכבים ובסופו של דבר חיים. אחרים לא יעשו זאת. וזה יהיה בסדר, מכיוון שפיזיקת הקוונטים אומרת לנו שכל האפשרויות יכולות להתקיים.

תיאוריית המיתרים (הקובע כי כל חלקיקי החומר הבסיסיים השונים הם ביטויים של אובייקט בסיסי המכונה "מחרוזת") החל לאחרונה לתמוך ברעיון זה. הסיבה לכך היא שיש מספר עצום של פתרונות אפשריים לתורת המיתרים. במילים אחרות, אם תיאוריית המיתרים נכונה אז עדיין יש דרכים רבות ושונות לבנות את היקום.

תורת המיתרים מציגה את רעיון המימדים הנוספים באותו הדבר שהוא כולל מבנה לחשוב היכן ניתן יהיה למצוא את היקומים האחרים הללו. היקום שלנו, הכולל ארבעה מימדים של זמן חופשינראה שקיים ביקום שעשוי להכיל עד 11 ממדים כולליים. לאזור זה נקרא לרוב "אזור" רב-ממדי בתפזורת על ידי תיאורטיקנים מיתרים. אין סיבה לחשוב שהעיקר לא יכול להכיל יקומים אחרים בנוסף לשלנו. אז זהו סוג של יקום של יקומים.

שאלת קיומו של רב-גוני היא משנית מהיכולת לזהות יקומים אחרים. עד כה איש לא מצא ראיות מוצקות ליקום אחר. זה לא אומר שהם לא שם בחוץ. העדויות יכולות להיות משהו שטרם הכרנו. או שהגלאים שלנו לא מספיק רגישים. בסופו של דבר, פיזיקאים ימצאו דרך להשתמש בנתונים מוצקים כדי למצוא יקומים מקבילים ולמדוד לפחות חלק מהתכונות שלהם. עם זאת, זה יכול להיות רחוק.

נערך ועודכן על ידי קרולין קולינס פיטרסן.