نظریهٔ فراکیهان؛ در آینهٔ علم یا فلسفه

مرزِ باریکِ میانِ فیزیک و فلسفه

فرضیهٔ «فراکیهان» (Multiverse) در یکی از حساس‌ترین خطوط قرمزِ فیزیکِ مدرن قرار دارد. از یک‌سو، برخی از برجسته‌ترین ذهن‌های نظری جهان آن را پیش‌زمینهٔ ضروری برای فهمِ ساختارِ واقعیت می‌دانند و از سویِ دیگر، منتقدانِ سرسخت، آن را از مرزِ روشِ علمی عبور داده و به حوزهٔ خالصِ فلسفه می‌رانند. تا امروز، هیچ شاهدِ مستقیم و درِ دست‌رسّی از این ایده‌ها ارائه نشده؛ اما دلایلِ ریاضی و کیهان‌شناختیِ پشتِ آن، جایِ بحث را برای نسل‌های بعدیِ فیزیک‌دانان باز نگه داشته است.

فراکیهان دقیقاً چیست؟

فراکیهان به مجموعهٔ فرضیِ تمامِ جهان‌ها اشاره دارد. در این دیدگاه، گستره‌ای که با تلسکوپ‌های قدرتمند رصد می‌کنیم، تنها قطره‌ای در اقیانوسی بی‌کران از فضا، زمان، ماده و قوانینِ فیزیکی است. این جهان‌های مکمل یا موازی می‌توانند قوانینِ یکسانی با زمین داشته باشند یا پارامتر‌های بنیادینِ آن‌ها کاملاً متفاوت باشد. نکتهٔ کلیدی این ایده این است که فراکیهان یک نظریهٔ واحد نیست، بلکه دسته‌ای از مدل‌های ریاضی است که در شاخه‌های متفاوتی از علوم مطرح می‌شود و در مقالهٔ ویکی‌پدیا دربارهٔ فراکیهان به تفصیل به دسته‌بندی‌های مختلفِ آن پرداخته شده است.

ریشه‌های تاریخی در بسترِ علمِ نوین

نگرش به وجودِ جهان‌های متعدد، قرن‌ها پیش از ظهورِ فیزیکِ امروزی در متونِ فلسفی مطرح بوده است. اندیشمندانی مانند لوکیپوس و دموکریتوس در یونانِ باستان و متفکرانِ کهنِ هند، ایدهٔ جهان‌های بی‌پایان را مطرح کردند. جوردانو برونو در رنسانس (۱۵۴۸–۱۶۰۰) از بی‌نهایت بودنِ جهان‌ها سخن گفت و واژهٔ «فراکیهان» برای نخستین‌بار در سالِ ۱۸۹۵ میلادی توسط ویلیام جیمز به‌کار رفت. نقطهٔ عطفِ ورودِ این مفهوم به فیزیکِ معاصر هنگامی رقم خورد که معادلاتِ نظریهٔ ریسمان و تفسیرِ جهان‌های چندگانهٔ کوانتومی ساختارهایِ ریاضیِ خود را به این سمت سوق دادند.

سطوحِ مختلفِ طبقه‌بندی

ماکس تگمارک، کیهان‌شناسِ شناخته‌شده، فراکیهان را در چهار سطح طبقه‌بندی کرد که هر کدام پیچیدگی و پیش‌فرض‌های خاصِ خود را دارند:

• سطحِ اول: اگر فضا بی‌کران باشد یا ابعادِ آن فراتر از افقِ دیدِ رصدِ ما قرار گیرد، بازآرایی‌های تصادفیِ ذرات می‌تواند در نواحیٔ دوردستِ کیهان تکرار شود؛ بنابراین، جهان‌هایی بسیار مشابهِ جهانِ ما در فواصلِ بسیار دور وجود دارند.
• سطحِ دوم: بر پایهٔ نظریهٔ تورمِ کیهانی، هر ناحیهٔ حباب‌مانند که به‌طور مستقل منبسط شود می‌تواند ثابت‌های فیزیکی و ابعادِ فضایی متفاوتی داشته باشد. این سطح تنوعِ قوانینِ فیزیک را در گستره‌ای عظیم‌تر نشان می‌دهد.
• سطحِ سوم: ارتباطِ مستقیم با مکانیکِ کوانتومی دارد. هر بار که یک رویدادِ کوانتومی با چندین حالتِ ممکن روی می‌دهد، تمامِ این حالت‌ها در شاخه‌های جداگانهٔ واقعیت تحقق می‌یابند.
• سطحِ چهارم: این فرضیه می‌گوید هر ساختارِ ریاضی که از نظرِ منطقی همخوانی داشته باشد، به نوعی در واقعیتِ مادی وجودِ فیزیکی پیدا می‌کند.

آیا علم‌پژوهی است یا توجیهِ فلسفی؟

گلوگاهِ اصلیِ این بحث، مسئلهٔ ابطال‌پذیری است. طبقِ معیارهای روش‌شناختیِ کلاسیک، هر نظریه‌ای باید بتواند در نهایت با داده‌هایِ تجربی رد شود. منتقدان این دیدگاه را چنین مطرح می‌کنند که فراکیهان عملاً هر پیش‌بینی‌ای را ممکن می‌سازد؛ زیرا اگر پدیده‌ای در جهانِ ما رخ ندهد، کافی است بگویند در جهانِ دیگری اتفاق افتاده است. در مقابل، طرفداران تأکید می‌کنند که فراکیهان از پیش‌زمینه‌هایِ ریاضیِ محکم در نظریهٔ ریسمان و گرانشِ کوانتومی نشأت می‌گیرد و حذفِ آن منجر به از هم گسیختگیِ معادلاتِ بنیادین می‌شود. برخی محققان در حال توسعهٔ روش‌هایی مانند ردپای امواجِ گرانشی یا ناهمگنی‌هایِ ریز در تابشِ زمینهٔ کیهانی هستند تا شواهدِ غیرمستقیمِ احتمالی پیدا کنند.

چشم‌اندازِ پیش‌رو

پرسش دربارهٔ فراکیهان در واقع بازتابی از مرزهایِ دانشِ بشری در برخورد با ناشناخته‌های بنیادین است. تا زمانی که فناوریِ رصدِ غیرمستقیم یا مدل‌هایِ ریاضیِ انعطاف‌پذیرتری پدید نیایند، این بحث در تقابلِ روش‌شناسیِ علمی با ایده‌هایِ هستی‌شناختی باقی خواهد ماند. پیشرفت در زمینهٔ نظریهٔ ریسمان و توسعهٔ تلسکوپ‌هایِ نسلِ بعد در دهه‌هایِ آینده می‌تواند یکی از این دو جنبه را تقویت یا تضعیف کند و مسیرِ فهمِ ما از کیهان را دگرگون سازد.