جهانی که ما می‌شناسیم سه بعد دارد. اما آیا جهان‌های چندبعدی هم وجود دارند؟ جهان‌هایی که در آن‌ها علاوه بر طول و عرض و ارتفاع، ابعاد دیگری هم برای وجود داشتن و حرکت کردن شناخته می‌شود؟ دانشمندان از نظر تئوری وجود جهان‌های چندبعدی را تایید کرده‌اند اما ابعاد و اندازه این جهان‌ها می‌تواند از نظر فیزیکی با محدودیت‌هایی مواجه باشد و حتی شکل گرفتن آن‌ها ممکن است به معنای پایان جهان سه بعدی ما باشد. اما واقعیت چیست؟ ما در این مقاله اختصاصی از مجله قرمز درباره جهان‌های چندبعدی و یافته‌های جدید دانشمندان در این زمینه مطالبی را بیان خواهیم نمود.
آیا جهان‌های چندبعدی وجود دارند؟
جهانی که ما در ان زندگی می‌کنیم و وجود آن را درک می‌کنیم سه بعدی است. چون هر شی‌ای در این فضا از سه جهت قابل تعریف است، طول، عرض و ارتفاع. حال اگر روی یک صفحه زندگی می‌کردیم و موجوداتی دو بعدی بودیم فقط می‌توانستیم طول و عرض داشته باشیم و در دو بعد حرکت کنیم. اگر روی یک خط زندگی می‌کردیم موجوداتی دو بعدی بودیم که فقط یک در جهت روی یک خط به عقب و جلو حرکت می‌کردند و هیچ تصوری از عرض و ارتفاع نداشتند. اما آیا بعدهایی بیشتر از سه بعدی که ما می‌شناسیم هم وجود دارند؟ اگر جهان‌های چندبعدی وجود دارند آیا برای ما قابل درک هستند؟ این سوالی است که محققان فیزیک سال‌ها است در جستجوی پاسخ آن هستند و تئوری‌های متعددی در این باره دارند.
مطالعات جدید دانشمندان نشان می‌دهد که جهان‌های چندبعدی اگر به اندازه کافی بزرگ بودند جهان سه بعدی ما را در خود می‌بلعیدند و ما اکنون وجود نداشتیم یا این که قوانین فیزیک به گونه دیگری شکل می‌گرفت. پس از آن‌جایی که ما وجود داریم و قوانین فیزیک را به شکلی که اکنون هست می‌شناسیم این جهان‌های چندبعدی هم بسیار کوچک هستند. پس وجود جهان‌های چندبعدی بزرگ می‌تواند به منزله پایان جهان ما باشد. اما چطور؟ وقتی دو پروتون با سرعتی غیرقابل تصور با همدیگر برخورد می‌کنند انرژی حاصل از این برخورد یک سیاهچاله کوچک با عمری گذرا تولید می‌کند که در کسری از ثانیه ناپدید می‌شود.
اما در محلی که این سیاهچاله پدید آمده بود فضایی حبابی شکل با قوانین فیزیکی کاملا متفاوت از جهان ما شکل می‌گیرد و رشد می‌کند. این رشد با سرعت نور انجام می‌شود و وقتی به اندازه مشخصی رسید این فضای حبابی شکل از بین می‌رود. حال اگر شما در این فضای حبابی قرار داشته باشید در کسری از ثانیه نابود خواهید شد. حال اگر جهان ما تنها یک بعد بیش از این سه بعد فعلی داشت قبل از این که به وجود بیاید نابود شده بود. در مقاله‌ای که در ۱۳ سپتامبر امسال در arXiv.Org به چاپ رسید جزئیات و نتایج این تحقیقات و مطالعات که توسط مک و رابرت مکنیز از دانشگاه لویولای شیکاگو انجام شده است منتشر شد.
سیاهچاله‌هایی برای پایان جهان
همان طور که گفتیم دانشمندان شواهدی از وجود جهان‌های چندبعدی در اختیار دارند چون وجود جهان‌های چندبعدی می‌تواند وجود مفاهیم خاصی مثل انرژی تاریک و ماده تاریک را توجیه کند. اما حال آن‌ها می‌دانند که اگر این جهان‌ها وجود داشته باشند در اندازه‌های بسیار ریز هستند. دانشمندان بر این باور هستند که وجود یک جهان چندبعدی بسیار کوچک هم می‌تواند روی جهان سه بعدی ما اثر داشته باشند مثلا جاذبه در این جهان کوچک چند بعدی نشت می‌کند و شاید دلیل ضعیف بودن نیروی جاذبه نسبت به نیروهای پایه دیگر، همین مساله باشد. اما طبیعت می‌تواند انرژی‌های قوی‌تری هم داشته بشد که قوی‌ترین آن در اشعه فوق قوی کیهانی مابین دو کهکشان یافت شد که قدرتی برابر با هشت بیلیون بیلیون الکترون ولت تولید می‌کرد. این انرژی صدمیلیون برابر قوی تر از نیرویی است که توسط LHC تولید شده است. اگر برخورد بین این ذرات به تولید یک سیاهچاله انجامیده باشد دانشمندان می‌توانند ابعاد اضافی ایجاد شده در این قسمت را مورد بررسی و مطالعه قرار دهند.
اما این سناریو جنبه دیگری هم دارد. در نظریه‌ای که اولین بار توسط استفان هاوکینگ در دهه ۱۹۷۰ مطرح شد سیاهچاله‌ها از خود انرژی آزاد می‌کنند تا زمانی که به طور کامل ناپدید شوند. هرچه این سیاهچاله کوچک‌تر باشد سرعت ناپدید شدن آن هم بیشتر است پس هر سیاهچاله‌ای که بر اثر برخورد کیهانی رخ داده باشد بلافاصله ناپدید خواهد شد. این تئوری می‌تواند خبر بدی برای جهان ما باشد چون از نظر ریاضیاتی ثابت شده است که یک سیاهچاله که به اندازه کافی بزرگ باشد می‌تواند تمام جهان ما را در خود ببلعد و در این جهان جدید، دیگر قوانین فیزیک فعلی حکم فرما نیستند و اتم‌های مواد نمی‌توانند وجود داشته باشند و این به معنای نابودی همه ما خواهد بود.
اما مک و مکنیز نظر متفاوتی دارند، آن‌ها معتقدند برخورد کیهانی باید پیش از این، صدها بار اتفاق می‌افتاد و اگر جهان‌های چندبعدی به اندازه کافی بزرگ می‌بودند جهان ما هرگز به مرحله وجود نمی‌رسید و یا پیش از این بارها نابود شده بود. در هر صورت این تئوری‌ها و مطالعات در نوع خود جالب توجه هستند و شواهدی برای رد یا تایید کامل آن‌ها وجود ندارد. هیچ چیز غلطی در این تئوری‌ها وجود ندارد اما درست بودن آن‌ها به شرایط و اگرهای زیادی وابسته است.
اگر این مقاله مورد توجه شما قرار گرفت می‌توانید مقالات مشابه را در بخش علمی در مجله قرمز شاخه نجوم و هوا و فضا مطالعه کنید. انتقادات و پیشنهادات خود را نیز در بخش نظرات با ما در میان بگذارید.
منبع: Science News (ترجمه و تألیف اختصاصی توسط مجله قرمز)