۹ تئوری محتمل برای پایان دنیا

دراین مقاله قصد نداریم کسی را بترسانیم؛ اما واقعیت این است که جهان در حال تمام شدن است! واقعیتی که وجود دارد و در عین حال یکی از مهیب‌ترین اتفاقاتی است که تاکنون با آن مواجه شده‌ایم این است که دنیا بدون اعلام قبلی به پایان خواهد رسید. اگر فرض کنیم شما یک موجود کیهانی هستید که می‌توانید برای روبرو شدن با این اتفاق کاری کنید، در ابتدا باید بدانید که اصولا چه احتمالات و حالت‌هایی برای رخ دادن این اتفاق وجود دارند.

می‌توانیم کل جهان را به صورت فشرده شده در یک نقطه تصور کنیم یا اینکه احتمال دهیم جهان به اجزای تشکیل دهنده‌اش تجزیه می‌شود یا اینکه ماشین‌ها باعث نابودی جهان خواهند شد. با اندکی آشنایی با قوانین فیزیک و اندکی قوه‌ی تخیل در این بخش چند مورد از گزینه‌های موجود برای پایان دنیا، زمان، ماده و هستی را بررسی می‌کنیم.

احتمالا نظریه‌ی مه‌رمب (The big crunch) یکی از فراگیرترین نظریه‌ها در مورد احتمال پایان جهان هستی است. در مقیاس کیهانی و به زبان ساده اگر بخواهیم این نظریه را توضیح دهیم باید بگوییم هر چیزی که به سمت بالا پرتاب می‌شود ناگزیر روزی پایین خواهد افتاد. بر اساس این تئوری جهانی که امروزه در حال انبساط است، زمانی هم شروع به انقباض خواهد کرد و فرض ما این است که چگالی کل جهان و گرانش حاصل از‌ آن روزی به اندازه‌ی خواهد شد که زمینه برای کند شدن روند انبساط و شروع روند تدریجی انقباض فراهم شود.

اگر در عمل این اتفاق رخ دهد، همه‌ی اجرامی که با سرعت‌های غیر قابل تصور در حال دور شدن از هم هستند باید کندتر شده و دوباره به سمت هم شروع به حرکت کرده و در نهایت با سرعت بسیار بالا به هم برخورد کنند. از نظر منطقی همه‌ی کاینات دوباره در همان نقطه‌ای جمع می‌شوند که انفجار بزرگ در آن نقطه انجام شده بود که این نقطه در واقع یک نقطه‌ی بی‌نهایت ریز و در عین حال چگال بوده است. خیلی شگفت‌انگیز به نظر می‌رسد!

در مورد این نظریه دو ایراد وجود دارد که مورد اصلی این است که این نظریه‌ جهان را به صورت محدود و بسته در نظر می‌گیرد و دغدغه‌های اخیر ما در مورد  ذات کوانتومی جهان (به ویژه گرانش کوانتومی) را بی پاسخ می‌گذارد. البته با وجود این ایرادها باز هم احتمال رخ دادن این تئوری وجود دارد؛ ولی در حالت کلی و در قیاس با سایر گزینه‌ها کمی غیر محتمل است.

روی دیگر سکه‌ی فشردگی بزرگ می‌تواند یک گسست بزرگ باشد؛ البته طبق معمول در فیزیک، سکه بیش از دو رو دارد! در واقع سکه‌ی مورد نظر ما یک سکه‌ی کوانتومی چند رویه است که در ادامه بیشتر توضیح می‌دهیم.

یکی از مهم‌ترین کشف‌هایی که باعث شد نظریه‌ی فشردگی بزرگ از درجه‌ی اعتبار تا حدودی ساقط شود این بود که روند انبساط کیهان در حال تندتر شدن است. فیزیک‌دانان با بررسی یک سوپرنوا به طور اتفاقی به این موضوع پی بردند و بررسی بیشتر این پدیده در نهایت به ایجاد مفهومی با عنوان انرژی تاریک منجر شد. بر اساس این تئوری نوعی انرژی یا نیروی مخفی هم در جهان وجود دارد که تاثیرات گرانش را خنثی می‌کند. گفته می‌شود سرچشمه‌ی این انرژی تاریک باید ماده‌ی تاریک باشد که هنوز در مورد این ماده‌ی احتمالی ایده‌ای نداریم.

در واقع ما نمی‌دانیم انرژی تاریک دقیقا چیست؛ شاید در حال حاضر استفاده‌ از جمله‌ی «ایده‌ای نداریم» کمی تکراری و ناخوشایند به نظر آید، ولی چاره‌ای نداریم. البته به این معنا نیست که در آینده هم ایده‌ای در این مورد نخواهیم داشت.

اگر واقعا سرعت انبساط جهان در حال افزایش باشد، این انرژی تاریک سرانجام روزی باعث گسسته شدن جهان از هم خواهد شد. در مرحله‌ی نخست سازه‌های بزرگ مانند کهکشان‌ها از هم گسسته می‌شوند و پس از آن همه‌ی اجزای کهکشان‌ها اعم از ستاره‌ها، سیاره‌ها و همه‌ی موجودات روی ‌آن‌ها شروع به جدا شدن خواهند کرد. در نهایت همه‌ی موجوادت هم متلاشی شده و به اتم‌های سازنده‌ی خود تفکیک خواهند شد و خود این اتم‌ها هم در ادامه به انرژی تبدیل می‌شوند و نهایت یک فضای نامتناهی از پوچی باقی می‌ماند. همانند نظریه‌ی فشردگی بزرگ، در مورد این نظریه هم اشکالاتی وجود دارد. پس احتمالا دیگری را هم که شاید محتمل‌تر باشند را بررسی می‌کنیم.

تا اینجا فرض کردیم که انسان یک موجود کیهانی قادر مطلق است. برای اینکه احتمال دهیم روزی انسان باعث نابودی دنیا خواهد شد قادر مطلق بودن انسان کمی عاقلانه به نظر می‌رسد. در این بخش کمی وارد جزییات انسانی قضیه می‌شویم. گری گو (Grey Goo) نامی است که به یکی از فرضیه‌های پایان دنیا نسبت داده شده و این فرضیه با فناوری نانو و ذرات خود جایگزین‌گر مرتبط است.

به هر حال، طبق نظریه‌ی گری گو این امکان وجود دارد که نانوبات‌های ساخته شده روزی بتوانند از منابع اطرافشان برای خود تکثیری استفاده کنند. تصور کنید که فقط یکی از این نانوبات‌ها در یک لوله‌ی آزمایش مواد شیمیایی نگه داشته شده باشد و بتواند یک کپی از خودش تولید کند. فرض می‌کنیم این تکثیر حدود یک دقیقه طول بکشد. بعد از یک دقیقه دو نانوبات خواهیم داشت که منابع اطراف را برای تکثیر بیشتر خود استفاده می‌کنند به گونه‌ای که همه‌ی مواد را به ذرات سازنده‌شان تجزیه کرده و سپس به ذرات مشابه خودشان تبدیل می‌کنند دو نانوبات به چهارتا، چهار به هشت و به این ترتیب تکثیر ادامه پیدا خواهد کرد.

بعد از یک ساعت تعداد این ذرات به ۱۰۱۸×۱.۱۵ می‌رسد. با رسیدن به این تعداد احتمالا لوله‌ی آزمایش به طور کامل تجزیه شده است؛ اما جای نگرانی نیست! آن‌ها در ادامه آزمایشگاه، دانشمندان، شهر و همه‌ی مواد آن را تجزیه خواهند کرد و در ادامه کل سیاره را هدف قرار می‌دهند. پس از یک روز تعداد آن‌ها به ۱۰۴۳۳×۳ می‌رسد که این رقم بسیار بزرگ‌تر از تعداد کل اتم‌های کاینات است.

البته چون فضا خلا است آن‌ها نمی‌توانند به تکثیر خود با سرعت اولیه ادامه دهند و احتمالا در ادامه جرم زیادشان منجر به تشکیل یک سیاهچاله می‌شود. در واقع، حتی اگر نانوبات‌ها فقط یک نانوگرم باشند و با سرعت نور در فضا حرکت کنند، بازهم جرم مجموع آن‌ها منجر به تشکیل سیاه‌چاله می‌شود که زمان لازم برای تشکیل سیاه‌چاله در این شرایط ۱۶۱ دقیقه خواهد بود. در حالت فرضی اگر قبل از اینکه نانوبات‌ها شروع به تکثیر کنند با موشک‌های کوچکی که سرعت بالاتر از نور داشته باشند تجهیز شوند، در این صورت دنیا محکوم به نابودی خواهد بود.

این مورد کمی فریبنده و زیرکانه به نظر می‌رسد. ابتدا سه فرض (این فرض‌ها بسیار قوی هستند؛ اما به هر حال در حد فرضیه‌اند) را در نظر می‌گیریم: جهان‌های موازی به صورت نامتناهی در حال بزرگ‌تر شدن هستند، فضازمان بی‌کران است و احتمال وقوع پدیده‌ها بر اساس فراوانی نسبی آن‌ها صورت می‌گیرد. اگر این سه فرض درست باشند نتیجه گرفته می‌شود که زمان در حال تمام شدن است.

اساسا مشکل ما با فضای بی‌کران، زمان و انبساط این است که اگر احتمال وقوع هر چیزی بالای صفر باشد نه تنها حتما رخ می‌دهد، بلکه به تعداد بی نهایت بار امکان رخ دادن دارد. این موضوع محاسبات ما را در مورد حقیقت جهان هستی به کلی تحت تاثیر قرار می‌دهد و بیان می‌کند که احتمال رخ دادن همه‌ی اتفاق‌ها به یک اندازه وجود دارد. برای اینکه محاسباتمان قابل درک باشد، باید تعدادی عوامل محدود کننده‌ی هندسی بر آن‌ها اعمال کنیم تا این مقدار ملال آور از نامتناهی بودن را کمی تعدیل کنیم. پس باید نتیجه بگیریم که زمان محدود است یعنی زمان در یک نقطه به پایان خواهد رسید.

تنها راه پیش‌بینی زمان روی دادن این پدیده استفاده از احتمال است. با یک احتمال ۵۰ درصدی می‌توان گفت که ۳.۷ میلیارد سال بعد این اتفاق می‌افتد و اگر کمی دقیق‌تر شویم می‌گوییم ۱.۳ میلیارد سال بعد ستاره‌ی خورشید خواهد مرد. بهتر است کتاب‌هایی را که نگه داشته‌اید بخوانید؛ چون خیلی زودتر از آن که فکرش را کنید دیر می‌شود.

در این بخش مقداری در مورد ترمودینامیک بحث می‌کنیم. در سناریوی مرگ گرما، یک سیستم بسته از قوانین ترمودینامیک پیروی می‌کند. از دیدگاه ماده‌ای، هر چیزی در نهایت در نهایت از کار می‌ایستد و از دیدگاه کیهانی یعنی این که همه‌ی انرژی جهان روزی تمام می‌شود؛ به طوری که پس از رسیدن به آن نقطه دیگر قادر به انجام هیچ کاری نخواهند بود.

البته در این مورد دمای خاصی مد نظر نیست؛ اما اگر به زبان ساده بخواهیم شرح دهیم می‌توان گفت که همه‌ی انرژی جهان به قدری توزیع می‌شود که در نهایت جریان انرژی از یک نقطه به نقطه‌ی دیگر متوقف شود. این حالت کمی شبیه زمانی است که یک بطری آب گرم را روی یک تشک بیندازیم؛ گرما تا جایی جریان می‌یابد که هر دو هم‌دما شوند. عین همین اتفاق برای جهان اتفاق می‌افتد؛ همه چیز متوقف می‌شود و جهان تبدیل به یک سوپ ولرم کیهانی خواهد شد!

البته این قضیه ارتباط زیادی با تئوری‌های پایان دنیا ندارد و در واقع اصلا تئوری پایان دنیا نیست. اما معمولا در نظریه‌های پایان دنیا این بحث هم مطرح می‌شود و به همین خاطر آن را در اینجا آورده‌ایم.

جهان بسیار بزرگ است اما بیرون از این جهان چیست؟ بر اساس بعضی تئوری‌های فیزیک نظری بیرون جهان چیزی نیست جز جهان‌های دیگر و به این ترتیب گفته می‌شود بی‌نهایت جهان وجود دارد.

جهان‌های موازی وجود دارند، اما اگر روزی این جهان ها نخواهند موازی باشند چه اتفاقی می‌افتد؟! اگر این جهان‌ها با هم برخورد کنند چه خواهد شد؟ بر اساس فرض حقیقت‌های بی‌نهایت که در بخش‌های قبل گفتیم اگر فرض کنیم که در آن جهان‌ها و حقیقت‌ها و احتمالات نامتناهی وجود دارند، احتمال این وجود دارد که بین این جهان‌ها برخورد و تصادف صورت گیرد. برخی از دانشمندان اعتقاد دارند که این اتفاق شاید در حال حاضر و یا پیش از این هم رخ داده باشد.

در هر یک این جهان‌ها احتمالا قوانین فیزیکی کاملا متفاوتی حاکم باشد و هریک از آن‌ها ممکن است جهان ما را به کل از بین ببرند و یا اینکه ممکن است جهان ما آن جهان ‌ها را تحت تاثیر قرار دهد. بر اساس نظر آنتونی آگیر (Anthony Aguirre) این اتفاق می‌تواند خیلی سریع رخ دهد. با سرعتی نزدیک به سرعت نور که حتی ما قادر به دیدن آن نباشیم. اگر این اتفاق را کمی کندتر کنیم شبیه به یک آینه‌ی عظیم به نظر خواهد رسید که از آسمان دارد به ما نزدیک می‌شود و چون دیواره‌ی جهان همه‌ی نور ها را منعکس خواهد کرد و مانند یک آینه‌ی بزرگ به نظر خواهد رسید. بعد از این لحظه احتمالا هیچ‌کس چیزی نبیند چون همگی خواهند مرد.

حتما در مورد ذره‌ی بوزون هیگز (Higgs Boson) شنیده‌اید. بوزون هیگز در واقع ذره‌ای بنیادی است که با استفاده از میدانی موسوم با میدان هیگز (فیزیکدان‌ها در نامگذاری‌های جدید خیلی خلاق نیستند!) با بقیه‌ی اجزای جهان برهم‌کنش دارد. مشخص شده است که این میدان انرژی مقدار ثابتی ندارد و به دو نوع مختلف دسته بندی می‌شود: نرمال و فوق غلیظ.

در این حال حاضر، چگالی این میدان برای حفظ ماده در جهان مقدار مناسبی است و در واقع ماندن روی این مقدار همانند لبه‌ی چاقو است. این ذره با استفاده از برآمدگی‌ها و فرورفتگی‌های این میدان انرژی روی لبه آن چاقو نگه داشته می‌شود و می‌توان گفت برای اینکه به حالت فوق غلیظ تبدیل شود نیاز دارد به یک مرز انرژی غلبه کند.

البته احتمال غلبه بر مرز انرژی اتفاق بسیار کم است با این حال پدیده‌ای موسوم به تونل‌زنی کوانتومی وجود دارد که بر اساس آن  این ذره می‌تواند مرز انرژی گفته شده را شکسته و از انتهای دیگر آن بیرون بزند و در نتیجه‌ی این اتفاق یک میدان هیگز بسیار چگال در کل جهان هستی با سرعت نور منتشر شود.

حالا سوال این است که اگر این اتفاق برای میدان هیگز بیفتد در ادامه چه می‌شود؟ پاسخ این است که همه‌ی مواد موجود در جهان هستی از بین می‌روند، هر چیزی با سرعت بسیار بالا از بین رفته و بدون هیچ شانس فراری همه‌ی کاینات در این فرآیند آب‌کشی کیهانی حل شده و از بین خواهد رفت.

البته این اتفاق به طور طبیعی تا ۱۰۱۰۰×۱۰ سال آینده نخواهد افتاد. بنابراین می‌توان گفت در حال حاضر امکان رخ دادن این پدیده وجود ندارد مگر اینکه ماشین تونل‌زنی کوانتومی ساخته شود. در حالت فرضی اختراع این ماشین جنبه‌های مثبتی هم مانند تله‌پورت می‌تواند داشته باشد.

فرض کنید یک‌باره به شما گفته شود هیچ چیز این جهان جنبه‌ی حقیقی ندارد. در واقع فیزیک‌دان‌های زیادی هستند که حدس می‌زنند شاید کل این جهان درون یک برنامه‌ی شبیه‌سازی کامپیوتری باشد. همچنین شواهد مستدلی هم وجود دارد که از آن‌ها نتیجه گرفته می‌شود که ما درون یک هولوگرام کیهانی زندگی می‌کنیم. اما اگر واقعا یک کامپیوتر کوانتومی در کار باشد چه می‌شود؟

البته این دیدگاهی نیست که بعد از دیدن فیلم ماتریکس به ذهن دانشمندان رسیده باشد؛ در واقع افلاطون در حدود ۳۸۰ سال قبل از میلاد مسیح نظری مشابه این دیدگاه ارائه کرده بود و امروزه برخی دانشمندان به این فکر افتاده‌اند در مورد این دیدگاه بیشتر تحقیق کنند.

در سال ۲۰۱۲ مقاله‌ای در مورد نظریه‌ی شبیه‌سازی منتشر شد. طبق این مقاله اگر شبیه‌سازی انجام شده بر اساس شبکه‌بندی سه‌بعدی صورت گرفته باشد، در این صورت در بعضی لحظات برخی ناهمسانی‌ها در آن باید رخ دهد. اگر کل این جهان شبیه‌سازی شده باشد آنگاه ناهمگونی پرتوهای کیهانی پرانرژی ممکن است باعث وقوع این ناهمسانی‌ها شود یعنی یک عیب فنی در شبکه دیده شود.

دکتر جیمز گیتس (James Gates) فیزیک‌دان حوزه‌ی نظریه‌ی ریسمان معتقد است که نظریه‌ی ریسمان در عمل دارای کدهای خود تصحیح‌گرانه بوده که از این نظر تا حدودی مانند یک نرم‌افزار کامپیوتری است. او در این مورد صرفا یک جمله‌ی خبری مطرح نمی‌کند بلکه معتقد است که این تشابه خیلی هم زیاد است. با فرض صحت این نظریه اگر کسی بخواهد این جهان را نابود کند نه نیازی به ساختن یک بمب عظیم دارد و نه ساختن نانوبات‌ها؛ بلکه تنها کاری که باید بکند این است که دوشاخه را از پریز برق بکشد!

براساس نظریه‌ی دنیاهای چندگانه، به تعداد بی‌نهایت حقیقت وجود دارد که از هر یک از رویدادهای گذشته و آینده‌ی جهان هستی ریشه گرفته است. درنهایت شاید بتوان گفت علی‌رغم همه‌ی تلاش‌ها برای نابودی جهان مانند تونل‌زنی کوانتومی، گری گو و متلاشی کردن کیهان، همه‌ی این راه‌ها شکست خواهند خورد. چون هرگاه شما بخواهید جهان را نابود کنید یا اینکه جهان خود به مرز نابودی رسیده باشد، جهان  نابود شده خود به دو حقیقت مجزا تقسیم خواهد شد که یکی از این دو حقیقت در واقع همان چیزی خواهد بود که شما در نابودی‌اش ناکام مانده بودید. اگر در دنیایی که نابود شده است زندگی شما به پایان برسد، در دنیای دیگری که نابود نشده است کماکان وجود خواهید داشت.

اگر فرض کنیم که خارج از دنیایی که در مورد نابودی‌اش بحث می‌کنیم دنیای دیگری هم باشد آنگاه در صورت نابودی این دنیا به هر روشی اعم از نظریه‌ی گری گو، کشیدن دوشاخه از برق یا تونل‌زنی کوانتومی با موفقیت انجام شود باز هم در خارج دنیا اتفاقی نمی‌افتد و همه چیز طبق روال معمول به بقا ادامه خواهد داد؛ گویی که هیچ اتفاقی نیفتاده است. این مثال در واقع نشان‌دهنده‌ی شکست همه‌ی تلاش‌ها برای نابودی جهان است.

حتی می‌توان تصور کرد که شاید این اتفاق برای جهان‌های دیگر افتاده است و ما از آن خبر نداریم و جهان ما بدون هیچ تاثیری از نابودی جهان‌های دیگر به بقای خود ادامه می‌دهد و ما از تعداد بی نهایت فاجعه‌ی کیهانی در طول زمان‌های متمادی جان سالم به در برده‌ایم.