من التحديات التي تقابل أصحاب نظرية الأوتار تحديد عدد الأشكال المختلفة التي يمكن لعملية الدمج أن تتمخض عنها؛ أي عدد العوالم منخفضة الطاقة التي يمكن أن تتنبأ بها النظرية. والجواب هو عدد مهول (قد يكون لانهائيًا). في الواقع، من العسير حتى الحصول على تقدير؛ لأن رياضيات عملية الدمج ليست مفهومة بالكامل بعد. أضف إلى ذلك أن علينا أن نضع في الحسبان جميع أنواع المتغيرات مثل الكيفية التي تتشابك بها حلقات الأوتار في طوبولوجيا المكان، والعديد من تناظرات الأوتار المجردة، وغيرها من التنقيحات. على أي حال، وفق بعض التقديرات،¹² يصل الرقم الإجمالي إلى أكثر من 10⁵⁰⁰، هذا يعني واحدًا إلى جواره خمسمائة صفر! بالمقارنة يقدر إجمالي عدد الذرات في الكون القابل للرصد بما لا يزيد عن 10⁸⁰. وبهذا يصير العدد المحتمل للأكوان منخفضة الطاقة وفق نظرية الأوتار أكبر بمراحل من عدد الذرات التي يحتويها الكون.

يمكن تصور هذه الخصوبة الكونية المحيرة للعقل على شكل «مشهد طبيعي عام» من الأكوان منخفضة الطاقة وهي فكرة مفيدة ابتكرها ليونارد ساسكيند. (هذا ليس مشهدًا طبيعيًا حقيقيا، بل مشهد عام مجرد متعدد الأبعاد من الاحتمالات.) تخيل بقعة شاسعة من الأرض الشاسعة معقدة التضاريس، مليئة بالتلال والوديان. كل نقطة في هذا المشهد تمثل كونا محتملا له قوانين الفيزياء الخاصة به. بعض الوديان في هذا المشهد تمثل الأكوان «المستقرة»، التي سيكون كوننا أحدها تمثل وديان أخرى أكوانًا أخرى مختلفة لها قوانين مختلفة. بعضها قد يختلف اختلافًا بسيطا عنا، ويختلف البعض الآخر عنا اختلافًا مهولا تقترح نظرية الأوتار عددًا كبيرًا من الأكوان حتى إن الاختلافات بين قوانين الفيزياء بها قد تكون دقيقة للغاية، كما لو كانت متدرجة في حقيقة الأمر. ستكون هناك أكوان متطابقة بشكل تام مع كوننا باستثناء قيمة خامس كسر عشري لكتلة الإلكترون أو قيمة عاشر كسر عشري لشدة القوة الكهرومغناطيسية. وسيختلف البعض الآخر اختلافًا أكبر قليلا، فيما سيكون البعض مختلفًا اختلافا كليًّا عن كوننا، بأنواع جديدة من الجسيمات والقوى غير المعروفة. ولن يعد من قبيل المبالغة لو قلنا إنك تستطيع أن تحلم بأي شكل للكون، وتختار أي نوع من فيزياء الطاقة المنخفضة على هواك (في حدود المعقول)، وسيكون هناك بالفعل كون في مكان ما من هذا العدد المهول الذي لا يمكن تخيله يوافق هذا الوصف.¹³

 في حد ذاته، يمثل المشهد الطبيعي العام لساسكيند مجال انتخاب عريض للأكوان المحتملة، بید أنه لا يتنبأ بأنها موجودة بالفعل. ومع ذلك، هناك آلية طبيعية لـ «تسكين» هذا المشهد بأكوان «موجودة بالفعل». هذه الآلية، هي التضخم الأبدي. في هذه النظرية يوجد قالب كلي من الفضاء المتضخم ليس له بداية أو نهاية، وداخله توجد «فقاعات» توقفت عن التضخم، وهذه تمثل الأكوان الجيبية. وأحد هذه الأكوان هو كوننا. تتكون الأكوان الجيبية طوال الوقت؛ إذ «تبزغ» من الفضاء المتضخم بشكل أبدي، مثل فقاعات الندى التي تتجمع حول جزيئات الغبار في الهواء المشبع ببخار الماء. وكل عملية بزوغ تمثل بداية لكون جيبي منفصل. وداخل كل كون جيبي منفصل توجد قصة كونية متفردة؛ انفجار عظيم، وبرودة، وكسر للتناظر، وتحول طوري، ثم ظهور لعالم منخفض الطاقة من قوانين الفيزياء.

بدمج التضخم الأبدي مع نظرية الأوتار/ النظرية M، يمكننا توجيه هذا السؤال: إذا كانت الأكوان الجيبية تظهر من ذلك المنبت المتضخم، فأين في المشهد الطبيعي للاحتمالات ستبزغ الفقاعات؟ هل ستظهر دومًا في نفس المكان، مؤدية لوجود نفس فيزياء الطاقات المنخفضة، أم هل سيكون المكان مختلفًا كل مرة؟ تقترح النظرية الرأي الثاني. فلأن عمليات البزوغ ذات طبيعة ميكانيكية كمية فسيكون هناك قدر من التفاوت الطبيعي الذي يستحيل تجنبه. إضافة إلى ذلك، حتى داخل الفقاعة نفسها من الممكن (وإن كان من النادر للغاية) أن تتسبب التفاوتات الكمية في بزوغ فقاعة أخرى ذات طاقة أقل، وأخرى داخلها، وهكذا دواليك، فقاعات داخل فقاعات داخل فقاعات، بحيث تتمدد كل فقاعة خارجية أسرع من التي بداخلها بما يعطي كل الفقاعات مساحة للتمدد. ولأن التمدد أبدي في هذه النظرية، يوجد وقت غير محدود لميكانيكا الكم كي «تستكشف» المكان كله بهذه الكيفية.¹⁴

هوامش

(12) Leonard Susskind, The Cosmic Landscape: String Theory and the Illusion of Intelligent Design (New York: Little, Brown, 2005), p. 21.

(13) The existence of a landscape is based on a consideration of the five “corners” of M theory representing the five original string theories, which can be studied using an approximation method called perturbation theory. Some theorists believe that the landscape is an artifact of this approximation and predict that if the full underlying M theory could be properly formulated and solved exactly, it would yield a single, unique description—just one world. I shall have more to say about the alternative view in Chapter 9.

(14) The idea that eternal inflation might provide a natural mechanism to generate large cosmic domains (pocket universes) with very different low-energy physics, and with obvious anthropic consequences, dates from the early 1980s. See A. D. Linde, “The New Inflationary Universe Scenario,” in The Very Early Universe, edited by G. W. Gibbons, S. W. Hawking, and S. Siklos (New York: Cambridge University Press, 1983), p. 205. For an up to-date account of this “landscape exploration” process, see Chapter 11 of Susskind’s book The Cosmic Landscape.

(15) The theories I have described here are by no means the only ideas for a multiverse. A list of various multiverse theories has been compiled by Nick Bostrom in Anthropic Bias: Observations and Selection Effects (New York: Routledge, 2002); see also John Leslie, Universes (New York: Routledge, 1989).

مواضيع ذات صلة

Cosmic synchrotron radiation

Universal gravitation

Kepler’s laws

The Relation of Physics to Astronomy

الكوارث الكونية والنجوم النيوترونية والثقوب السوداء

نشأة علم فلك الأشعة السينية

الجدات ورواد الفضاء

قانون الجذب العام (نيوتن وثمرة التفاح)

حساسات النانو في خدمة رحلات الفضاء الخارجي

الأجسام الصلبة والفضاء الخاوي

العوالم الأخرى: قد لا نكون بمفردنا في هذا الكون

كوكبة الحوت الجنوبي Piscis Australis