جهان‌های موازی و جهان‌های چندگانه: نگاهی جامع به نظریه‌ها و مفاهیم

جهان‌های موازی (Parallel Universes) جهان‌هایی هستند که می‌توانند وقایع طبیعی و قوانین فیزیکی متفاوتی با جهان ما داشته باشند. این جهان‌ها درواقع تئوری وجود واقعیت‌های جداگانه درکنار واقعیت کنونی را تعریف می‌کند. اگر قرار باشد به زبان ساده بگوییم، تمام آن چیزی که به‌عنوان جهان پیرامونمان می‌شناسیم، در یک ذره با چگالی بی‌نهایت قرار داشته است و سپس براساس نظریه‌ی مه‌بانگ یا بیگ‌بنگ، باعث گسترش و انبساط آن در یک فضای سه‌بعدی شده است. بعدا، انرژی عظیم این انفجار اولیه، رو به سردی گذاشت و نور شروع به درخشیدن کرد. سرانجام قطعات کوچک شروع به شکل دادن مواد بزرگ‌تری مانند کهکشان‌ها، ستار‌ها و سیار‌ه‌ها کردند. سؤال مهمی که به ذهن می‌رسد این است: آیا این تنها جهان موجود است؟

محدودیت‌هایی که تکنولوژی در مشاهده‌ی اطرافمان ایجاد کرده است، به قدری زیاد است که حتی توانایی رصد بخش اعظمی از آنچه درون همین جهان را نداریم، چه برسد به مشاهده‌ی آن چیزی که شاید در خارج از جهان ما وجود داشته باشد. ما از شکل دقیق منحنی فضا-زمان آگاهی چندانی نداریم. یک نظریه‌ی قابل‌توجه این  است که فضا-زمان مسطح است و تا بی‌نهایت ادامه دارد. چنین تعبیری از فضا-زمان، امکان وجود جهان‌های دیگر را ممکن می‌داند. با چنین نگرشی امکان وجود جهان‌های تکرارشونده نیز وجود دارد. اگر قرار باشد مکانیک کوانتوم و نحوه‌ی رفتار زیرواحد‌های اتمی ذرات را چارچوب مطالعه خود در حول چندجهانی قرار دهیم، سرانجام به نظریه‌ی جهان‌های خواهر خواهیم رسید. با پیروی از قوانین احتمال، باید گفت تعداد احتمالاتی که برای هر تصمیم در نظر می‌گیریم، تنوع جهانی را شکل می‌دهد.

به عبارتی دیگر، برای هر حالت ممکن از کارهای ما، جهانی برای نمایش آن وجود دارد. بنابراین اگر شما تصمیم گرفته‌اید فرانسه را به‌عنوان مقصد کاریتان انتخاب کنید، احتمالا در دنیای دیگر سوار بر هواپیما و در انتظار مقصد دیگری هستید و یا حتی در جهان دیگری تصمیم گرفته‌اید در شهر خود بمانید. یعنی برای هر تصمیم شما دو جهان خلق می‌شود، در جهانی شما آن کار را انجام داده‌اید و در جهانی دیگر تصمیم دیگری گرفته‌اید. راه ممکن دیگر، قائل بودن به تنوع جهان‌ها براساسس ساختار ریاضیات است. جهانی که شما در  آن ساکن هستید، ساختاری ریاضیاتی را شامل می‌شود که در دنیاهای دیگر ممکن است تغییر کند. مکس تگمارک (Max Tegmark)، ایده‌پرداز این نظریه، در مقاله خود در سال ۲۰۱۲ نوشته است:

یک ساختار ریاضیاتی، چیزی است که می‌توانید آن را به‌طور کاملا مستقل از انسان توضیح دهید. من به‌شدت معتقدم جهانی دیگر در خارج و کاملا مستقل از من، می‌تواند وجود داشته باشد و ادامه و بقای این جهان، مستقل از وجود و یا عدم وجود انسان در آن است.

نظریه‌ی ریسمان (String Theory) یعنی به‌جای چهار نیروی بنیادی مستقل، یعنی هسته‌ای قوی، نیروی هسته‌ای ضعیف، نیروی الکترومغناطیس و نیروی گرانشی، یک نظریه واحد به‌وجود آمده است که همه‌ی آن‌هارا در بر می‌گیرد. برای دهه‌ها، دانشمندان نظریه‌های مختلفی پیرامون آنچه در ورای بعد سوم است ارائه می‌کردند و سعی داشتند نظریه‌ای واحد ارائه کنند تا همه‌ی فعالیت‌های ممکن در جهان توجیه‌پذیر باشد. در طول ۱۰۰ سال گذشته و بیشتر، عده‌ی زیادی درصدد این کار برآمدند اما گویی امری ناممکن بود؛ سرانجام نظریه‌ی ابرریسمان یا ریسمان، پاسخ به چنین ابهاماتی را ممکن کرد. نظریه‌ی ریسمان در تلاش است تا ایده‌های اینشتین در نظریه‌ی نسبیت عام را با مکانیک کوانتوم پیوند بزند تا بدین طریق بتواند نظریه‌ی کوانتوم را در گرانش به کار ببندد. در حقیقت نظریه‌ی ریسمان پلی است میان قوانین حاکم بر فضا-زمان و مکانیک کوانتوم که در مجموع چهار قانون حاکم بر طبیعت را متحد کرده است.

دستیابی به جهان‌های موازی

آیا ممکن است با جهان‌های موازی ارتباط برقرار کرد؟ آیا مکان دارد که موجوداتی از دیگر جهان‌های موازی به ما سر زده باشند؟ تماس با دیگر جهان‌های موازی کوانتومی که دارای فازی مخالف با فاز جهان ما، هستند بسیار نامحتمل به نظر می‌رسد. دلیل فاز مخالف ما از این جهان‌های دیگر این است که اتم‌های ما با سایر اتم‌ها در محیط پیرامونی برخورد کرده‌اند. در هر برخورد تابع موج آن اتم اندکی می‌رمبد، یعنی تعداد جهان‌های موازی کاهش می‌یابد. هر برخورد، از تعداد امکان‌پذیری‌ها کم می‌کند. جمع کل تمام این تریلیون‌ها ریز رمبش‌های اتمی به این توهم می‌انجامد که اتم‌های بدن ما کلا به حالت قطعی رمبیده‌اند.

واقعیت عینی اینشتین، توهمی است حاصل از این امر که ما تعداد بسیار زیادی اتم در بدنمان داریم که هر یک به سایر برخورد می‌کنند و هر بار تعداد جهان‌های موازی ممکن را کاهش می‌دهد. این مانند دیدن تصویری تار در دوربین است. هر بار که شما دوربین را میزان کنید تصویر شفاف و شفاف‌تر می‌شود. این متناظر است با تریلیون‌ها برخورد ریز با اتم‌های همسایه که هر برخورد از تعداد جهان‌های ممکن را کاهش می‌دهد. به این شیوه ما به‌آرامی از جهان خرد مبهم به جهان کلان گذر می‌کنیم . پس احتمال برهمکنش با یک جهان کوانتومی دیگر شبیه به جهان ما صفر نیست؛ بلکه بر حسب تعداد اتم‌های بدن ما به سرعت کاهش می‌یابد. چون در بدن ما تریلیون‌ها تریلیون اتم هست و شانس برهمکنش ما با جهان دیگری پر از دایناسورها و فضایی‌ها بسیار اندک است؛ اما خوشبختانه صفر نیست.

می‌توانید محاسبه کنید برای وقوع چنین رویدادی باید خیلی بیشتر از طول عمر جهان صبر کنید. پس نمی‌توان برقراری تماس با یک جهان موازی کوانتومی را منتفی دانست. ولی این رویداد فوق‌العاده نادر خواهد بود؛ زیرا جهان ما با آن جهان دارای فازی مخالف است. ولی در کیهان‌شناسی ما با نوع دیگری از جهان‌های موازی مواجه می شویم؛ یک چندجهانی از جهان‌هایی که با هم هم‌زیستی دارند مانند حباب‌های صابون شناور در وان حمامی کف‌آلود. تماس با جهانی دیگر در یک چندجهانی پرسشی است متفاوت. انرژی لازم برای گشودن سوراخی در فضا یا بزرگ کردن کف فضا-زمان از مرتبه‌ی انرژی پلانک است؛ جایی که تمام فیزیک شناخته شده از پا می‌افتد. فضا و زمان در آن انرژی پایدار نیستند و این امکان رفتن از جهان ما را زنده نگه می‌دارد.

این یک پرسش آکادمیک محض نیست؛ زیرا تمام حیات هوشمند در جهان، روزی مجبور به رویارویی با پایان جهان خواهد بود. شاید برای فرار از این مهلکه روزی حیات هوشمند مجبور شود به جهان موازی دیگری نقل مکان کند. داده‌های پیشین ماهواره‌ی WMAP و ماهواره پلانک، تأیید می‌کند که جهان با آهنگی شتابان در حال انبساط است. چه بسا روزی تمام ما در آنچه که فیزیکدان‌ها انجماد بزرگ (Big Freeze) می‌نامند از بین برویم. سرانجام تمام جهان تاریک خواهد شد. تمام ستارگان در آسمان خاموش خواهند شد و ستاره‌های نوترونی و سیاهچاله‌ها تشکیل خواهد شد. همچنین ممکن است خود اتم‌های اجسام نیز شروع به واپاشی کنند یا دما به نزدیک صفر مطلق برسد و حیات را ناممکن سازد.

تورم کیهانی

در اوایل دهه‌ی ۱۹۸۰، فیزیکدانان متوجه شدند که می‌توان تعریفی متفاوت از جهان‌های موازی ارائه داد: اینکه جهان‌های دیگر برخلاف باور گذشته در فضای انتزاعی و موازی متفاوتی وجود ندارند؛ بلکه در همین بستر فضا-زمان و در نقطه‌ای کاملا دور به نسبت جهان ما وجود دارند. تعریف شگفت‌انگیزی از جهان‌های موازی بود؛ اما به نظر می‌رسید که این جهان‌های حباب مانند، حاصل تصویر جدیدی بود که در زمینه کیهان‌شناسی در حال شکل‌گیری بود. الن گوت (Alan Guth) که هم‌اکنون استاد فیزیک دانشگاه MIT آمریکا است، در سال ۱۹۸۰ پیشنهاد داد که در نخستین لحظات پس از بیگ‌بنگ، جهان به سرعت مانند بادکنک منبسط شد و سپس به حالت انبساط عادی خود بازگشت. همین دوره‌ی تورمی موقتی، به قول گوت، که ناشی از نوعی گرانش دافعه‌ای بود، می‌تواند به خوبی توضیح دهد که چرا کیهان صاف و تخت است؛ همین ویژگی‌ها موجب سردرگمی کیهان‌شناسان شده بود.

امروزه اکثر کیهان‌شناسان مفهوم کلی تورم را پذیرفته‌اند و تاکنون چندین مدل کلی را برای توضیح آن انبساط سریع ارائه داده‌اند. به‌گفته‌ی گوت، به مرور زمان مدل‌های مربوط‌به توضیح انبساط پس از بیگ‌بنگ بهتر و بهتر شده‌اند. برای مثال در طول چند دهه‌ی گذشته مأموریت ماهواره‌ای ناسا به نام کاوشگر ناهمسان‌گرد ریزموجی ویلکینسون(WMAP) و ماهواره پلانک سنجش‌های دقیقی از تابش زمینه‌ی کیهان انجام داده‌اند و دریافته‌اند که الگوهای ظریف آن با پیش‌بینی‌های تورمی مه‌بانگ مطابقت دارند. کیهان‌شناسان همچنین می‌توانند به کمک این تابش‌ها، چگالی جرم جهان را اندازه‌گیری کنند. گوت معتقد است این مقدار برابر با نیم درصد پیش‌بینی تورم خواهد بود. اندرو لیدل، کیهان‌شناس دانشگاه ادینبورو می‌گوید:

شواهد بسیار قوی وجود دارد. اکثریت مردم مفهوم تورم کیهانی را معقول می‌دانند و انتظاری نمی‌رود که فرضیه دیگری بتواند جای آن را بگیرد.

گوت و دیگر دانشمندان پیشرو در نخستین سال‌های ارائه‌ی تئوری تورم کیهانی دریافتند که می‌توانند برداشت‌های جالب دیگری را به معادله‌شان بیفزایند؛ اینکه تورم کیهانی ابدی است و فقط در یک ظرف فضایی حباب‌مانند می‌توان آن را متوقف کرد. فضای بین حباب‌ها، که همچنان در حال تورم هستند، برای تشکیل حباب‌های جدید کافی است. فضای در حال تورم کیهانی، آنقدر سریع منبسط می‌شود که تقریبا هیچ چیزی از توان کافی برای رسیدن به مرزهای آن برخوردار نیست. بنابراین هر یک از آن حباب‌ها عملا جهانی مجزا و منزوی را تشکل می‌دهند. جهان ما تنها یکی از آن جهان‌های حبابی شکل را تشکیل می‌دهد. وایلنکین در سال ۱۹۸۳ پی برد که رایج‌ترین مدل‌های تورم کیهانی وجود جهان‌های موازی را پیش‌بینی کرده‌اند. مدل‌هایی که آن را رد می‌کردند، به اعتقاد او غیر واقعی بودند.

آندریاس آلبرشت، فیزیکدان دانشگاه کالیفرنیا می‌گوید که با ساده‌ترین فرضیه‌ها به تورم ابدی و جهان‌های موازی خواهید رسید. اگر در آن زمینه محافظه‌کارانه برخورد کنید، رادیکال خواهید شد. تورم بی‌نظم کیهانی که جهان‌های چندگانه را تولید می‌کند، از نظریه‌ی تورم کیهانی ساخته می‌شود که در ابتدا توسط آلن گوت در مؤسسه‌ی فناوری ماساچوست مطرح شد. او تورم کیهانی را فرمول‌بندی کرد تا چند مسئله‌ی عمیق در کیهان‌شناسی جهان ما را حل کند؛ برای مثال چرا جهان آغازین به‌شدت همگن بود. اگرچه نواحی مجزا به‌طور اتفاقی گسسته بودند آلن گوت تورم را به این صورت توصیف می‌کند که جهان ما با دوره‌ی شگفت‌انگیز بسیار کوتاهی از انبساط نمایی و عظیم شروع شد که توسط حالت ویژه‌ای از ماده هدایت می‌شد که «خلأ کاذب» نام دارد.

طبق نظریه‌ی میدان کوانتومی، کلمه‌ی خلأ نشان‌دهنده‌ی بخشی از فضا است که انرژی کمینه‌ی محلی دارد ولی کمترین انرژی محتمل ممکن نیست و کلمه‌ی کاذب به معنای درنهایت ناپایدار است؛ گرچه خلأ می‌تواند به مدت بسیار طولانی‌ای پایدار باقی بماند. نکته‌ی قابل‌توجه این است که خلأ کاذب می‌تواند به یک حالت انرژی پایین‌تر تونل بزند و انرژی عظیمی را آزاد یا ایجاد کند. گوت می‌گوید در این سناریوی تورمی، انبساط نمایی به پایان می‌رسد، چون خلأ کاذبی که محرک گرانش دافع است، ناپایدار است و فرو می‌پاشد؛ چیزی که بسیار شبیه واپاشی عناصر پرتوزا است. پایان آن تورم اولیه (بعد از اینکه فضا به‌صورت نمایی در کسری از ثانیه منبسط شده است) به بیگ‌بنگ تبدیل می‌شود که در آن انرژی وسیعی که در خلأ کاذب محبوس شده بود آزاد و به انرژی و ماده‌ی جهان آغازین تبدیل می‌شود.

این انرژی چیزی است که سوپ بسیار داغ و یکنواختی از ذرات پلاسمایی را تولید می‌کند که نقطه‌ی شروع در نظریه‌ی بیگ‌بنگ است. ولی طبق مدل تورم کیهانی، درحالی‌کهه فروپاشی خلأ کاذب جرقه‌ی بیگ‌بنگ را در یک بخش از فضای در حال انبساط زده است، آن فروپاشی در تمام فضای در حال انبساط اتفاق نیافتاده است چون تمام فضای در حال انبساط به‌صورت هم‌زمان فرو نمی‌پاشد. آن آهنگ‌های متغیر فروپاشی کلید مخصوصی را فراهم کرد که باعث می‌شود جهان‌های چندگانه بدون هیچ پایانی متولد شود. بخش‌هایی از فضای خلأ کاذب که فرو نمی‌پاشد به‌صورت نمایی منبسط می‌شود و فضا را نسبت به بخش‌هایی از خلأ کاذب که فرو می‌پاشد هم سریع‌تر می‌کشد و بسط می‌دهد. چون این فضای خلأ کاذب و در حال انبساط، شبه‌پایدار است، درنهایت قسمت‌هایی از آن در طول دوره‌های زمانی بسیار طولانی، فرو می‌پاشد.

هر فروپاشی یک جهان پاکتی (pocket universe) منفرد تولید می‌کند که این عبارت اصطلاح گوت برای ناحیه‌ی متصل فضا-زمان است. آهنگ انبساط‌ها بسیار سریع‌تر از آهنگ فروپاشی‌ها است به همین دلیل نواحی جدیدی درست می‌شود. تمام اینها به این خاطر کار می‌کند که فشار گرانش منفی خلأ کاذب، در بخش‌هایی از فضا که فرو نپاشیده، به ایجاد میدان گرانشی دافع ادامه می‌دهد که نیروی محرک، پشت قضیه‌ی انبساط نمایی تورم فضا است. این عمل فرصت‌های بیشتری برای فروپاشی‌های محلی درست می‌کند که در عوض جهان‌های پاکتی‌ای تولید می‌کند که به معنای واقعی کلمه‌ بی‌نهایت یا نامحدود است. الکساندر ویلنکین توضیح داد که چون فضای بین این جهان‌های پاکتی یا حبابی با سرعت بسیار زیادی منبسط می‌شود، فضا برای شکل‌گیری حباب‌های جدید باز می‌شود، بنابراین تعداد نامحدودی از جهان‌های پاکتی در طول تورم شکل می‌گیرد.

نظریه‌ی چندجهانی

چندجهانی مدل‌های مختلف و متنوعی دارد. در برخی مدل‌های آن، ممکن است جهان‌های همسایه با جهان ما تعامل داشته باشند و در برخی مدل‌های دیگر، این جهان‌های متعدد می‌توانند ارتباطی با یکدیگر نداشته باشند. یکی از روش‌های شکل‌گیری چندجهانی، تورم ابدی (Eternal inflation) است. برخی فیزیکدانان معتقدند که عالم تا ابد به گسترش خود ادامه خواهد داد. این مدل تورم ابدی نام دارد و با ترکیب معادلات مکانیک کوانتومی و نسبیت عام، می‌توان به برخی ویژگی‌های آن دست پیدا کرد. در عالمی که دچار چنین سرنوشتی می‌شود، برخی بخش‌های کیهان در فرایندی خودتکرار و بی‌پایان، تعداد بی‌نهایتی جهان پدید خواهند آورد.

دو کیهان‌شناس به نام‌های آلن گوت و آندری لیند این فرضیه را مطرح کردند که در چندجهانی حاصل از تورم ابدی، هر چیزی که می‌تواند اتفاق بیفتد، بی‌نهایت بار اتفاق خواهد افتاد. جهان‌های متعددی که از تورم ابدی پدید می‌آیند، لزوما ویژگی‌های یکسانی ندارند؛ برای مثال، ثابت‌های فیزیکی مثلا سهم انرژی تاریک یا ثابت کیهان‌شناختی اینشتین، در آن‌ها مقادیر متفاوتی خواهد داشت. در روزگار اینشتین احتمال اینکه جهان ما می‌توانست جور دیگری باشد، خیلی دور از ذهن بود؛ اما در چند دهه‌ی اخیر، این سؤال از مرزهای ممنوعه به جریان اصلی پژوهش‌های فیزیک وارد شده است و فیزیکدانان به‌جای آنکه تصور کنند جهان ما می‌توانست چه ویژگی‌هایی داشته باشد، از سه روش کاملا مستقل به این نتیجه رسیده‌اند که احتمالا جهان‌های مجزای دیگری نیز وجود دارند که اغلب از ذراتی کاملا متفاوتی تشکیل شده‌اند و نیروهای متفاوتی بر آن‌هاحکم‌فرمانی می‌کنند.

در سال ۱۹۱۵، آلبرت اینشتیننظریه‌ی نسبیت عام را که مهم‌ترین کار تمام عمرش بود، منتشر کرد. این نظریه‌ که حاصل ۱۰ سال تلاش برای درک مفهوم نیروی گرانش بود، از بنیان‌های ریاضی قوی بهره می‌برد و معادلات آن می‌توانست از حرکت یک سیاره به دور ستاره‌اش تا مسیر پرتوهای نور را با دقتی کم‌نظیر پیش‌بینی کند. طی چند سال، ریاضیدانان نتیجه گرفتند که طبق این نظریه، عالم نمی‌تواند ایستا باشد، بلکه در تغییر است و کهکشا‌ن‌ها از یکدیگر دور یا به یکدیگر نزدیک می‌شوند. اینشتین در آغاز با این نتیجه‌گیری، مخالفت کرد. اما رصدهای ادوین هابل، اخترشناس برجسته در سال ۱۹۲۹، انبساط عالم را تأیید کرد.

طولی نگذشت که فیزیکدانان چنین استدلال کردند که اگر جهان امروز در حال انبساط است، پس در گذشته کوچک‌تر بوده است و بدین‌ترتیب در زمانی بسیار دور، هر آنچه را که امروز می‌بینیم، از کوچک‌ترین ذرات تشکیل‌دهنده‌ی ماده تا تک‌تک ستارگان، کهکشان‌ها و حتی خود فضا، در نقطه‌ای بی‌نهایت کوچک‌، فشرده شده بود و عالم ما از فوران این نقطه‌ی اولیه و تحول آن به‌وجود آمده است. در طول دهه‌های میانی قرن بیستم، مشاهدات بسیاری در تأیید نظریه بیگ‌بنگ انجام شد؛ اما فیزیکدانان می‌دانستند که این نظریه نقض بزرگی دارد؛ نظریه انفجار بزرگ هرچیزی را توضیح می‌داد غیر از همان انفجار اولیه. معادلات اینشتین به‌خوبی تحول عالم را از کسری از ثانیه پس از بیگ‌بنگ توصیف می‌کردند؛ ولی وقتی می‌خواستید شرایط نخستین لحظات عالم را تحلیل کنید، معادلات بی‌معنی می‌شدند.

درست شبیه اینکه در ماشین‌حساب عددی را بر صفر تقسیم می‌کنید و ماشین‌حساب به شما پیغام خطا می‌دهد. نظریه بیگ‌بنگ نمی‌توانست در مورد چرایی انفجار بزرگ و عامل آن توضیحی ارائه دهد. زمانی نه‌چندان دور فکر می‌کردیم که سیاره ما در مرکز عالم است؛ اما دیری نگذشت که فهمیدیم ما هم یکی از چند سیاره‌ای هستیم که به‌دور خورشید می‌گردیم. پس از آن فهمیدیم که خورشید ما هم یکی از میلیاردها ستاره تشکیل‌دهنده راه شیری است و در حاشیه کهکشان جای‌ گرفته در حالی‌که تصور می‌کردیم تمام عالم همین کهکشان زیبایی است که شب‌ها در آسمان می‌بینیم. در نیمه‌های قرن بیستم مشخص شد که کهکشان ما یکی از صد میلیارد کهکشانی است که در عالم ما پراکنده شده‌اند.

اکنون کیهان‌شناسی تورمی این احتمال را مطرح کرده که جهان ما با تمام میلیاردها کهکشان‌ و ستاره و سیاره‌اش، یکی از بی‌شمار جهان‌هایی است که در چندجهانی پخش شده‌اند. ایده‌ای که اگر درستی آن تأیید شود، می‌تواند دیدگاه ما نسبت به تکامل عالم را تغییر دهد. اما زمانی‌که آندری لیند و آلکساندر ویلنکین برای نخستین‌بار ایده‌ی چندجهانی را در دهه‌ی ۹۰ مطرح کردند، فیزیکدانان چندان واکنشی نشان ندادند. جهان‌های دیگر حتی اگر واقعا هم وجود داشته باشند، خارج از محدوده‌ی جهان قابل رویت قرار دارند. ما حتی به همه‌ جای جهان خودمان دسترسی نداریم. به ‌نظر می‌رسد نه می‌توانیم بر جهان‌های دیگر تأثیری داشته باشیم و نه جهان‌های دیگر می‌توانند بر ما تأثیرگذار باشند.

حال این سؤال مطرح می‌شود که وجود یا عدم وجود جهان‌های دیگر چه تأثیری در علوم ما خواهد گذاشت؟ در اینجا بود که تلاش‌های پیرامون جهان‌های موازی حدود یک دهه متوقف شد تا آنکه نتایج غیرمنتظره‌ی مجموعه‌ای از مشاهدات شگفت‌انگیز در دهه ۱۹۹۰، فرصت جدیدی را فراهم آورد. در این دیدگاه نه‌تنها جهان ما یکی است در میان انبوهی از سیاره‌ها، بلکه تمام جهان ما نیز در مقیاس کیهانی ناچیز است و تنها یکی از جهان‌های بی‌شماری است که هر یک کار خودشان را انجام می‌دهند. اخترشناسان می‌توانند تا فاصله‌ای به اندازه‌ی ۴۲ میلیارد سال نوری را مشاهده کنند؛ افق دیداری کیهان. ما هیچ دلیلی نداریم که شک کنیم که جهان در آنجاا تمام می شود.

فراتر از آن می‌تواند دامنه های زیاد و حتی بی نهایت زیادی بسیار شبیه به آنچه ما می‌بینیم، وجود داشته باشد که هر یک توزیع نخستین متفاوتی از ماده دارد. حال چندجهانی (Multiverse) از کجا آمده است و چیست؟ برای فهم آن ابتدا بیایید با تصوری که ما از جهان داریم شروع کنیم. منظور ما از جهان، جهانی است که قابل مشاهده و شامل تمام چیزهایی است که قابل اندازه‌گیری هستند و ما با آن‌هاتعامل داریم. هر جایی در جهان که ما به آسمان نگاه کنیم، ستاره‌ها و کهکشان‌ها را به‌صورت خوشه‌هایی می‌بینیم که در شبکه‌ی تارهای عظیم کیهانی گردهم آمده‌اند. اما هر مقدار فضای دورتری را نگاه کنیم، زمان‌های قبل‌تری را مشاهده خواهیم کرد. کیهان‌شناسان می‌گویند به‌دلیل منبسط شدن جهان، تصور بی‌نهایت بودن آن، مدل نظری نامناسبی برای توضیحش است. ما قطعا با جهانی محدود رو‌به‌روتیم که حدود ۱۴ میلیارد سال پیش به‌وجود آمده است.

اما اگر جهان بی‌پایان بود، از نظر ریاضیاتی می‌شد مطمئن بود که جایی در این پهنه‌ی بیکران فضا-زمان وجود دارد که شخصی تقریبا یا کاملا مانند ما در گوشه‌ای از کیهان دارد زندگی می‌کند. با این وجود اگر بخواهیم به نسخه‌ی کیهانی مشابه خودمان سفر کنیم، باید فاصله‌ای برابر با ۱۱۵^۱۰^۱۰ متر را بپیماییم، این فاصله برای پیدا کردن کپی خودمان به ۲۹^۱۰^۱۰ متر می‌رسد و این بر پیچیدگی‌های جهان‌های موازی می‌افزاید. برخی از کیهان‌شناسان بر این باورند که در دوره‌ی تورم اولیه‌ی جهان حباب‌های کیهانی زیادی تولید شده است. به عبارت دیگر سرعت انبساط جهان به‌حدی بالا رفته است که پیوستگی فضا-زمان دچار درهم پاشیدگی و فضا-زمان به‌صورت واحدهای مجزایی متلاشی شده است. البته نظریه‌های دیگری نیز وجود دارند که توازی کیهانی را مورد نظر قرار داده‌اند. در ادامه به توضیح این نظریه‌ها خواهیم پرداخت.

نظریه‌ی انتخاب طبیعی کیهانی

لی اسمولین، پژوهشگری در مؤسسه‌‌ی پریمتر و پروفسور کمکی فیزیک در دانشگاه واترلو، در کتابش حیات کیهان پیشنهاد می‌کند که فرایندهای داروینی هنوز در نهادهای غیرزیستی اعمال می‌شود. از آن‌جایی که جهان به‌صورت بالقوه، واحدی همتاساختی (replicative) است، او پیشنهاد می‌دهد که جهان در معرض فشارهای گزینشی قرار دارد. یعنی تقریبا تمام کارهایی که جهان انجام می‌دهد به سمت همتاسازی(replication) گرایش دارد. اسمولین می‌گوید که این سناریویی است که توضیح می‌دهد چطور قوانین طبیعت انتخاب شده است و اگر این قضیه صحیح باشد، این پارامترها به سمت بیشینه‌سازی تعداد سیاهچاله‌های ایجاد شده در کیهان هدایت می‌شود. قطعا سیاهچاله‌هاو تکینگی‌هایی که ایجاد می‌کند، پایه‌ی اصلی نظریه‌ی اسمولین است.

در این ناحیه از فضا-زمان کمیت‌هایی همانند میدان‌ گرانشی یا دما بی‌نهایت می‌شود. همچنین در این نواحی نسبیت عام دیگر کارآیی ندارد و ایجاد هرگونه پیش‌بینی را غیرممکن می‌سازد. نسبیت عام کلاسیکمی‌گوید که درون هر سیاه‌چاله یک تکینگی وجود دارد؛ اما نظریه‌‌ی ریسمان و گرانش کوانتومی حلقه‌ای پیشنهاد می‌دهند که تکینگی‌ سیاه‌چاله را می‌توان از بین برد و وقتی چنین اتفاقی بیافتد شاید این امکان وجود داشته باشد تا فرگشت آیند‌ه‌ی ناحیه‌ فضا-زمان درونش را توصیف کرد. او می‌گوید هر چیزی که درون سیاه‌چاله می‌افتد تنها به یک تکینگی کیهانی نمی‌رسد و چون زمان به پایان رسیده است از رشد متوقف می‌شود. درواقع زمان ادامه می‌یابد و هر چیزی که درون سیاه‌چاله پرت می‌شود در جایی که تکینگی بوده است، آینده‌ای خواهد داشت و آن ناحیه جایی است که یک جهان نوزاد می‌نامیم.

مثل نظریه‌‌ی گوناگونی و گزینش داروین، اسمولین هم گمان می‌کند که جهان‌های نوزاد یک مقدار با والد خود که آن‌هارا تولید کرده است، تفاوت دارند. در عوض این جهش کیهانی، که در آن پارامترهای طبیعت اندکی اصلاح شده است، احتمال دارد منجر به جهان جدیدی شود که برحسب قابلیت همتاساختی، بهتر یا بدتر باشد. برای مثال اگر ثابت کیهانی و سرعت نور اندکی بهبود پیدا کرده باشد یا اگر قوانین گرانش خیلی ضعیف یا قوی شده باشد جهان جدید می‌تواند در قابلیتش برای ایجاد کمیت‌های عظیم ستارگان بزرگ، پایین‌تر از سطح بهینه باشد. در چنین جهانی احتمالا ماده قادر به تلفیق نیست و به ستارگان تبدیل نمی‌شود یا کهکشان‌ها قادر به شکل‌گیری نیستند.

اگر جهان متولدشده قوانینی فیزیکی داشته‌ باشد که بر پایه‌ی آن‌هااتم‌ها، ستاره‌ها و حیات شکل می‌گیرند، پس قطعا سیاه‌چاله‌هایی هم باید در آن وجود داشته باشد. این بدین معنی است این جهان جدید هم به نوبه‌ی خود می‌تواند فرزندانی از خودش داشته باشد. با گذر زمان، تعداد جهان‌هایی به این شکل از تعداد جهان‌هایی که سیاه‌چاله ندارند، بیشتر خواهد بود. چرا که جهان‌های بدون سیاهچاله نمی‌توانند بازتولید کنند. اگر فرضیه‌‌ی انتخاب طبیعی کیهانی صحیح باشد آن‌وقت حیات نتیجه‌ای از کیهان تنظیم‌ شده است تا به وسیله‌ی تولید ستارگان عظیم بسیار زیاد سیاه‌چاله‌هایی را تولید کند.

نظریه‌ی چندجهانی کوانتومی

دانشمندان در دنیای کوچک و در عین حال عظیم کوانتوم، اتفاقات و رفتارهای بسیار عجیبی مشاهده کرده‌اند. برای مثال، اجزای موجود در این سطح به‌صورت اجباری اشکال مختلفی به خود می‌گیرند که از جمله می‌توان به فوتون‌ها اشاره کرد که هر دو رفتار موج و ذره را از خود به نمایش می‌گذارند. برای درک عجیب بودن این اتفاق می‌توان از این مثال استفاده کرد. فرض کنید دوست خود را می‌بینید و درحالی‌کهه با او حرف می‌زنید در یک چشم به هم زدن او فرم گازی به خود می‌گیرد و در هوا پخش می‌شود. این پدیده را اصل عدم قطعیت هایزنبرگ می‌نامند. فیزیکدان نامی، ورنر هایزنبرگ (Werner Heisenberg)، معتقد بود که ما با مشاهده‌ی ذرات کوانتومی بر رفتار این ذرات تاثیر می‌گذاریم.

بنابراین ما هیچ‌گاه نمی‌توانیم از اشیای کوانتومی و مشخصات آن مانند سرعت و جایگاهش، با اطمینان صحبت کنیم. این ایده توسط مؤسسه‌ی تفسیر فیزیک کوانتوم کپنهاگ نیز تأیید شده است. به‌گفته‌ی نیلز بور(Niels Bohr) بور به نمایندگی از این مؤسسه، این‌گونه نیست که اجزای کوانتومی گاه در حالتی باشند و پس از چند لحظه حالت دیگری را تجربه کنند بلکه این ذرات دارای تمامی حالت‌های ممکن در آن واحد است. یعنی فوتون نه ذره است و نه موج بلکه هم موج است و هم ذره. مجموع تمامی حالت‌ها برای یک ذره‌ی کوانتوم را تابع موج می‌نامند و موقعیتی که ماده در آن تمامی حالت‌های ممکن را داراست، برهم‌نهی کوانتومی نام دارد.

بور بیان می‌کند که ما هنگام مشاهده‌ی یک ذره‌ی کوانتومی رفتار آن را تحت تاثیر قرار می‌دهیم. مشاهده‌ی یک ذره باعث می‌شود حالت برهم‌نهی کوانتومی از بین برود و ذره مجبور به انتخاب یکی از حالت‌های تابع موج خود شود. این نظریه می‌تواند نتایج متفاوت بررسی یک ماده را توجیه کند چرا که در هر یک از بررسی‌ها ممکن است، ماده حالت متفاوتی را برای خود برگزیند. تفسیر بور چه در زمان خود و چه در عصر حاضر، مورد قبول دانشمندان است. اما اخیرا نظریه‌ی دنیاهای چندگانه‌ی هیو اورت (Hugh Everett III) توجه دانشمندان را به سمت خود جلب کرده است.

براساس همین نظریه است که فیزیکدانان، سنجش و اندازه‌گیری متفاوتی از یک شیء کوانتومی دارند. درواقع آن شی در جریان اندازه‌گیری‌های مختلف وضعیت‌های متفاوتی را انتخاب می‌کند. تفسیر بور مورد پذیرش بسیاری از پژوهشگران قرار گرفت و هنوز هم شمار زیادی، کوانتومی آن را قبول دارند. اما مدتی است که تئوری جهان‌های متعدد اورت توجه بسیاری را به خود جلب نموده است.

از طرف دیگر، بین جاذبه و انرژی تاریک یک تعادل ظریف وجود دارد. جاذبه ماده را به سمت خودش می‌کشد و انرژی تاریک هم دقیقا برعکس این کار را انجام می‌دهد. این باعث می‌شود عالم با سرعت بیشتری منبسط شود. این دقیقا همان شرایط لازم برای تشکیل ستاره‌هاست. به نظر می‌رسد این عالم به‌گونه‌ای تنظیم شده که شرایط حیات ما در آن فراهم شود. همین موضوع باعث شده است که بعضی از مردم خدا را منشا پیدایش عالم بدانند.

نظریه‌ی چندجهانی انبساطی

این نظریه بر پایه‌ی بهترین نظریه‌ی بشر برای آغاز جهان بنا نهاده شده است. اکثر دانشمندان به شروع جهان توسط مه‌بانگی غول‌پیکر اتفاق نظر دارند. آن‌هامعتقدند که جهان کنونی توسط مه‌بانگ پدید آمد و به سرعت انبساط یافت پس این اتفاق می‌تواند بارها رخ داده باشد و جهان‌های متفاوتی توسط یک انفجار بزرگ از دل یک ذره پدید آمده باشد. این سناریو که انبساط ابدی نام دارد معتقد است که همواره تعداد بی‌شماری جهان پدید می‌آید و رشد می‌کند. البته ما هرگز نمی‌توانیم به جهان‌های موازی برسیم چون حتی اگر با سرعت نور سفر کنیم بازهم بعد از انحلال آن‌هامی‌رسیم. نظریه‌ی انبساطی توضیح می‌دهد که چرا به هر جای عالم که نگاه می‌کنیم نسبتا همگن و یک‌شکل است.

انبساط، این گوی آتشین را بلافاصله در مقیاس بسیار بزرگ کیهانی منفجر کرد، به‌همین دلیل فرصتی برای اینکه عالم، ناهمگن شود وجود نداشت. البته منطاق چگال‌تر متغیر کوچکی هم در این فضای همگن وجود داشت که تعادل را بر هم می‌زد، این چگالی‌های متغیر در انبساط دائم عالم گم شدند. نظریه‌ی چندجهانی انبساطی را می‌توانیم چهارمین انقلاب کپرنیکی بدانیم. یعنی چهارمین باری که ما موقعیت و جایگاه خودمان را در عالم پایین آورده‌ایم؛ هنوز از درستی نظریه‌ی انبساطی مطمئن نیستیم. اما اگر انبساط ابدی از تعداد بی‌شماری مه‌بانگ، چند جهان موازی به وجود بیاورد، یکی از بزرگ‌ترین مشکلات فیزیک مدرن حل می‌شود.

نظریه‌ی جهان وصله‌دوزی

نظریه جهان وصله‌دوزی درواقع ساده‌ترین و قابل درک‌ترین حالتی هست که می‌توانیم تصور کنیم. در این حالت همین جهان کنونی به دفعات مختلف تکرار می‌شود و زمان در این جهان‌ها متفاوت است. با اینکه هنوز نمی‌دانیم کیهان ما نامحدود است اما اسنادی هم برای رد این فرضیه نداریم. در صوتی که کیهان ما نامحدود باشد از منطقه‌های وصله‌پینه مانندی شکل گرفته است. این مناطق به یکدیگر دسترسی ندارند و نمی‌توانند یکدیگر را ببینند چون فاصله‌ی آن‌ها از هم به‌حدی زیادی است که نور هنوز نتوانسته آن فاصله را طی کند. عمر کیهان ما تنها ۱۳.۸ میلیارد سال است بنابراین هر منطقه‌ای که ۱۳.۸ میلیارد سال نوری با ما فاصله داشته باشد، بدون شک خارج از دیدرس ما است.

نظریه‌ی چندجهانی غشایی

وقتی نظریه‌ی نسبیت عام اینشتین در دهه‌ی ۱۹۲۰ در مرکز توجه عموم قرار گرفت، بسیاری از افراد درباره‌ی بعد چهارمی که اینشتین مطرح کرده بود، فرضیه‌های مختلفی داشتند. چه چیزی ممکن است در آنجا باشد؟ آیا ممکن است در بعد چهارم یک جهان پنهان وجود داشته باشد؟ اینشتین ایده‌ی یک بعد جدید را مطرح نکرده بود بلکه او فقط می‌گفت مثل سه بعد فضایی، زمان هم یک بعد است. همه‌ی این چهار بعد در یک ساختار یگانه به نام فضا-زمان با هم ترکیب شده‌اند. بااین‌حالل، سایر‌ی فیزیکدانان شروع به گمانه‌زنی درباره‌ی ابعاد جدید در فضا کردند. اولین‌بار در مقاله‌ی یک فیزیکدان نظری به نام تئودور کالوزا، به ابعاد پنهان اشاره شد. کالوزا در مقاله‌ای که سال ۱۹۲۱ منتشر شده بود نشان داد که او با افزودن یک بعد دیگر به معادلات نظریه‌ی نسبیت عام اینشتین می‌تواند به معادله‌ی دیگری برسد که وجود نور را پیش‌بینی می‌کند.

اسکار کلاین، فیزیکدان سوئدی در سال ۱۹۲۶ پاسخی را برای این سؤال پیشنهاد داد. او گفت که شاید بعد پنجم در فاصله‌ای بسیار بسیار کم از ما چنبره زده باشد؛ چیزی حدود کسری از یک میلیارد تریلیون تریلیون یک سانتی‌متر. این مفهوم که یک بعد چنبره بزند عجیب به نظر می‌رسد؛ اما درواقع یک پدیده‌ی آشنا است. مثلا شیلنگ باغبانی یک شیء سه‌بعدی است؛ اما اگر به اندازه‌ی کافی از آن فاصله بگیریم، مثل یک خط یک‌بعدی به نظر می‌رسد. چون در این صورت، دو بعد دیگر بسیار کوچک به نظر می‌رسند. عبور از کنار بعد دیگری که کلاین معرفی کرده بود، آنقدر سریع اتفاق می‌افتد که ما متوجه آن نمی‌شویم. از آن زمان، فیزیکدانان ایده‌های کالوزا و کلاین را در نظریه‌ی ریسمان به کار بستند. وقتی نظریه‌ی ریسمان در دهه‌ی ۱۹۸۰ مطرح شده بود، به نظر می‌رسید که فقط در صورت وجود یک بعد دیگر جواب می‌دهد. در نسخه‌ی مدرن نظریه‌ی ریسمان که نظریه‌ی M نام دارد، هفت بعد مخفی وجود دارد.

علاوه‌بر این، لزومی ندارد که این ابعاد فشرده باشند. بلکه می‌توانند بر سطح مناطق وسیعی گسترده شده باشند که فیزیکدانان به آن غشا (brane) می‌گویند که ممکن هست که این غشاها چندبعدی باشند. یک غشا به‌تنهایی می‌تواند مکانی برای پنهان شدن یک جهان کامل باشد. براساس نظریه‌ی M، جهان‌های‌ چندگانه متشکل از غشا‌هایی با ابعاد مختلف است که مثل انباشته‌ای از کاغذ با هم هم‌زیستی می‌کنند. اگر این فرضیه درست باشد، باید دسته‌ی جدیدی از ذرات به نامذرات کالوزا-کلاین وجود داشته باشد. به‌صورت نظری، ما می‌توانیم آن ذرات را در یک دستگاه شتاب‌دهنده‌ی ذرات مثل برخورد‌دهنده‌ی هادرونی بزرگ (Large Hadron Collider) بسازیم. این ذرات ویژگی‌های متمایزی خواهند داشت، چون بعضی از گشتاورهای آن‌هادر ابعاد پنهان انجام می‌شود. این جهان‌های غشایی باید کاملا متمایز و جدا از هم باشند چون نیروی‌هایی مثل گرانش از میان آن‌هاعبور نمی‌‌کند.

اما اگر غشاها با هم برخورد کنند، پیامد آن بسیار عظیم و سرنوشت‌ساز خواهد بود. همین مه‌بانگ می‌تواند نتیجه‌ی این برخورد باشد. همچنین یک فرضیه‌ی دیگر هم که مطرح شده این است که نیروی گرانش می‌تواند بین غشاها نشت کند. این نشتی می‌تواند توضیح دهد که چرا نیروی گرانش، به‌عنوان یک از نیروهای بنیادی در مقایسه با دیگر نیروهای بنیادی تا این حد ضعیف است. اگر گرانش در پهنای ابعاد بزرگتری به جز چهار بعدی که می‌شناسیم گسترده شده باشد، طبیعتا نیروی آن کمتر می‌شود. در سال ۱۹۹۹، رندال و همکارش عنوان کردند که غشاها صرفا دارای گرانش نیستند، بلکه آن‌هابا خم کردن فضا آن را ایجاد می‌کنند. درواقع، این بدین معنی است که یک غشا گرانش را متمرکز می‌کند. به همین دلیل نیروی آن در یک غشای دیگر نزدیک به آن ضعیف به نظر می‌رسد. این گفته همچنین توضیح می‌دهد که چرا ما می‌توانیم روی غشایی با تعداد نامحدودی از ابعاد زندگی کنیم، بدون اینکه متوجه ابعاد دیگر بشویم. اگر ایده‌ی آن‌ها درست باشد، حجم زیادی از فضا برای جهان‌های دیگر نیز وجود دارد.

مخالفان نظریه‌ی جهان‌های موازی

با همه‌ی این تفاسیر، همه نظریه‌پردازان با نظریه‌ی جهان‌های موازی موافق نیستند. اتان سیگال، اخترفیزیکدان، در سال ۲۰۱۵ در مقاله‌ای عنوان کرد که منحنی فضا-زمان می‌تواند تا بی‌نهایت ادامه داشته باشد؛ اما معتقد است محدودیت‌هایی نیز همراه‌با این ایده وجود دارد. مشکل کلیدی این است که ۱۴ میلیارد سال از عمر جهان ما می‌گذرد و این موضوع به وضوح نشان می‌دهد که حدومرز‌هایی برای عمر دنیای ما وجود دارد. این محدودیت‌ها، تعداد حالات ممکن برای بازآرایی ذرات را نیز دربر می‌گیرند و متأسفانه این احتمال کمتر از آن است که بدل شما در دنیایی دیگر سوار هواپیما شود و از سرنوشت خود مطلع باشد. سیگال معتقد است که انبساط ابتدایی جهان امری مستقل از زمان نبوده است و با گذشت زمان رو به کاهش می‌گذارد چرا که نیازمند انرژی است و این انرژی با گذشت زمان به همه جای فضا منتقل و به‌نوعی تلف می‌شود.

بنابراین ذراتی که در نتیجه بیگ‌بنگ به‌وجود آمده‌اند برای همیشه گسترش پیدا نمی‌کنند. با توضیحات آقای سیگال، چنین برداشت می‌شود که دنیاهای چندگانه، نرخ انبساط و زمان‌های متفاوتی دارند، که می‌تواند بیشتر یا کمتر باشند، و این موضوع احتمال وجود جهان‌هایی مانند خودمان را کاهش می‌دهد. در سال ۱۹۵۴، اورت ایده‌ای بنیادین را مطرح کرد؛ اینکه جهان های موازی متعددی وجود دارند که درست شبیه به دنیای ما هستند. این جهان‌ها همگی به دنیای ما مربوط می‌شوند؛ درواقع آن‌ها تابعی از ما هستند و ما نیز تابعی از آنها. براساس نظریه‌ی او، در این جهان‌های موازی جنگ‌ها نتایج و پیامدهایی متفاوت از آنچه ما می‌دانیم داشته‌اند. موجوداتی که در این دنیا منقرض شده‌اند، تکامل یافته‌اند و اکنون در جهان‌های دیگری زندگی می‌کنند.

از طرفی در جهان‌های دیگر، احتمال می‌رود که ما انسان‌ها نیز منقرض شده باشیم. این ایده بسیار پیچیده است و می‌تواند هوش را از سر انسان ببرد با این همه بازهم امکان درک آن وجود دارد. نظریه‌ی وجود جهان‌های موازی قبلا در آثار علمی و تخیلی نیز مطرح و در متافیزیک نیز به آن اشاره شده است. چرا ماده کوانتومی رفتاری تا این اندازه نامنظم دارد؟ سطح کوانتومی پایین‌ترین سطحی است که علم تا به امروز موفق به کشف آن شده. مطالعه در رابطه با فیزیک کوانتومی از سال ۱۹۰۰ تاکنون آغاز شده است؛ درست زمانی‌که ماکس پلانک برای نخستین بار این نظریه را به دنیای علم معرفی کرد. مطالعات پلانک در مورد پرتوافکنی به کشف نتایجی غیرعادی انجامید که با قوانین قدیمی حاکم بر دنیای فیزیک مطابقت نداشت. براساس یافته‌های او، قوانین دیگری بر این دنیا حاکم هستند که نسبت به آنچه می‌شناسیم و می‌دانیم، در سطوحی عمیق‌تر عمل می‌کنند.

آخرین مقاله‌ی استیون هاوکینگ

هاوکینگ در آخرین روزهای عمر ۷۶ ساله خود هم از فعالیت‌های علمی پژوهشی دست نکشید. او همراه‌با فیزیکدانی بلژیکی به نام توماس هرتوگ (Thomas Hertog) روی مقاله‌ای به نام خروج نرم از تورم ابدی(A Smooth Exit from Eternal Inflation) کار می‌کرد که چند ماه پیش در مارس ۲۰۱۸، بازنگری و در پایگاه ArXiv منتشر شد. این مقاله هم‌اکنون برای انتشار در یکی از نشریه‌های معتبر علمی در مرحله داوری قرار دارد. هاوکینگ و هرتوگ در این مقاله به بررسی مدل چندجهانی عالم پرداخته‌اند و توضیح داده‌اند که چگونه می‌توان پایان عالم را در مدل‌های چندجهانی پیش‌بینی کرد و حتی نشانه‌های وجود آن را در تابش زمینه‌ی کیهانی یافت. هاوکینگ و هرتوگ در مقاله خود، از ریاضیات پیشرفته‌ای استفاده کرده‌اند تا مشکلات ریاضی و فلسفی اصل انسان‌نگر را دور بزنند و انواع جهان‌هایی را که می‌توانند درون چندجهانی وجود داشته باشند، پیش‌بینی کنند.

برای این کار، آن‌ها از معادلات مکانیک کوانتومی استفاده کرده‌اند تا همه‌چیز را از جمله همه انواع جهان‌هایی که درون چندجهانی متولد می‌شوند، توصیف کنند. آن‌ها حدس زده‌اند که فقط مجموعه محدودی از جهان‌های ممکن می‌توانند در چندجهانی وجود داشته باشند؛ اما نتوانسته‌اند این حدس را اثبات کنند. هاوکینگ و هرتوگ تلاش کرده‌اند با بررسی گذشته روندی که به شکل‌گیری بی‌نهایت‌های ریاضی منتهی شده است، نشان دهند که کدام‌نوع از جهان‌ها می‌توانند به‌وجود بیایند و کدام یک از آن‌ها می‌توانند مستعد پیدایش رصدگر باشند.

این دو همچنینن مدعی شده‌اند که شواهد چندجهانی احتمالا جایی در دوران اولیه شکل‌گیری عالم پنهان شده است و امکان دارد بتوان آن را با بررسی تابش ریزموج پس‌زمینه کیهانی (CMB) پیدا کرد. این تابش که ۳۸۰ هزار سال پس از انفجار بزرگ در عالم منتشر شد، قدیمی‌ترین و بزرگ‌مقیاس‌ترین اثری است که می‌توان در عالم مشاهده کرد. طی سال‌های اخیر، پژوهشگران متعددی به بررسی نقشه‌های فضاپیمای پلانک از تابش زمینه کیهانی پرداخته‌اند تا ردی از جهان‌های موازی بیابند. پلانک، پیشرفته‌ترین رصدخانه فضایی برای سنجش تابش زمینه‌ی کیهانی است که تفاوت دمای CMB را در حد چند میکروکلوین اندازه‌گیری می‌کند؛ اما این تلسکوپ فضایی هم نتوانست نشانه‌هایی از وجود جهان‌های موازی بیابد.

به نظر می‌رسد که برای یافتن این نشانه‌های پنهان باید رصدخانه‌ی فضایی به‌مراتب قوی‌تری ساخت. جدیدترین مقاله هاوکینگ از سوی برخی فیزیکدانان تحسین شده است و برخی دیگر  آن را مبتنی بر فرضیه‌های بسیار خاص، توصیف کرده‌اند. پژوهش‌های هاوکینگ عمدتا روی حوزه‌هایی از علم فیزیک و کیهان‌شناسی متمرکز بود که فناوری لازم برای آزمایش و بررسی تجربی آن‌ها فراتر از توان امروز بشر است؛ به همین دلیل است که برای هیچ‌یک از پیش‌بینی‌های بزرگ هاوکینگ مانند تابش حرارتی سیاه‌چاله‌ها و انفجار سیاه‌چاله‌های فوق‌سبکی که از مه‌بانگ برجامانده‌اند، تاکنون تأییدی تجربی یافت نشده است و او نتوانست به جایزه نوبل فیزیک که ارزشمندترین و معتبرترین جایزه علمی دنیای فیزیک به شمار می‌رود، دست یابد.