جهان ممکن است از بی شمار پیکسل ساخته شده باشد - فروشگاه اینترنتی هرپو

تپه های ماسه ای که از دور دیده می شوند، صاف و بدون ناهمواری به نظر می رسند، همچون ورقه های ابریشمی که در سراسر صحرا گسترده شده اند. اما یک بررسی دقیق تر چیزهای بیشتری را نشان می دهد. با نزدیک شدن به تپه های شنی، ممکن است متوجه موج هایی در شن شوید، سطح را لمس کنید و دانه های جداگانه را پیدا کنید. همین امر درباره تصاویر دیجیتال هم صدق می کند و اگر به اندازه کافی زوم کنید، پیکسل های متمایز سازنده تصویر را شناسایی خواهید کرد.

ممکن است خود کیهان هم به همین شکل، از پیکسل تشکیل باشد. رانا آدیکاری (Rana Adhikari) استاد فیزیک مؤسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech) فرضیه تازه ای را مطرح و پیشنهاد کرد که جهان ممکن است از پیکسل های متعدد ساخته شده باشد. به عقیده او: این پیکسل ها آن قدر کوچک خواهند بود که اگر بخواهیم آن ها را به اندازه یک دانه شن بزرگ کنیم، در چنین مقیاسی، اتم ها به اندازه یک کهکشان بزرگ خواهند شد.

هدف آدیکاری این است که قوانین متعارف فیزیک را که از طریق نسبیت عام توصیف می شود، با جهانی اسرارآمیز کوانتومی آشتی دهد. این نظریه واقعا فکر را به چالش می کشد و تلاش می کند توضیح دهد که آیا گرانش واقعا می تواند به اجزای جداگانه اش تقسیم شود؟ پرسشی که برای مدت طولانی فیزیکدانان کوانتومی را به خود مشغول کرده است.

گرانش کوانتومی به مجموعه ای از نظریه ها، از جمله نظریه ریسمان اشاره دارد که می خواهد جهان ماکروسکوپی گرانش را که از طریق نسبیت عام توصیف می شود، با جهانی میکروسکوپی فیزیک کوانتومی متحد کند. هسته اصلی این رمز و راز این است که آیا گرانش و فضازمان می توانند در آن کوانتیزه شوند یا به عبارت دیگر، به اجزای منفرد که نشانه ای از جهان کوانتومی است، تجزیه شوند؟

کلیف چونگ (Cliff Cheung) استاد فیزیک نظری مؤسسه فناوری کالیفرنیا و همکار آدیکاری گفت: گاهی اوقات تفسیر نادرستی در ارتباطات علمی وجود دارد که بیان می کند مکانیک کوانتومی و گرانش آشتی ناپذیر هستند. اما از سوی دیگر، ما از آزمایش ها می دانیم که می توانیم مکانیک کوانتومی را روی سیاره خودمان که دارای گرانش است انجام دهیم، بنابراین واضح است که آن ها سازگار هستند.

چونگ اضافه نمود: مسائل زمانی پیش می آیند که پرسش های ظریفی درباره سیاهچاله ها (ابعاد بسیار بزرگ) می پرسید یا سعی می کنید نظریه ها را در مقیاس های بسیار کوتاه با هم ادغام کنید.

حالا آن ها روی یک آزمایش پیشنهادی کار می کنند که گرانش ناشی از درهم تنیدگی کوانتومی فضا-زمان (GQuEST) نام دارد و می تواند نه خود پیکسل های فضا-زمان منفرد، بلکه ارتباطات بین پیکسل هایی را که منجر به امضاهای قابل مشاهده می شوند، شناسایی کند.

به بیان دیگر آن ها می خواهند ببینند که اگر روی فضا-زمان زوم کنند، آیا فوتون های منفرد را هم پیدا می کنند که طبق قوانین مکانیک کوانتومی نور را تشکیل می دهند؟ یا نور یک طیف پیوسته خواهد بود؟ اگر آزمایش آن ها پیروز شود، به تعریف مجدد مفهوم گرانش و فضا در بنیادین ترین و عمیق ترین سطوح کمک می کند.

شکستن معمای گرانش کوانتومی (Quantum Gravity) یکی از بزرگ ترین دستاوردهای فیزیک و هم تراز با دو نظریه ای خواهد بود که دانشمندان می خواهند آن ها را یکپارچه کنند؛ نسبیت عام و مکانیک کوانتوم.

برخی از دانشمندان پیشنهاد می کنند که گراویتون های (Gravitons) فرضی منفرد می توانند گرانش را در کوچک ترین مقیاس تشکیل دهند. گراویتون ها جزو نظریه ریسمان هستند که در فرکانس خاصی تشدید می شوند. اما در مقیاسی حتی کوچک تر از آن، دانشمندان هنوز در حال بررسی چگونگی یکپارچه سازی قوانین نسبیت عام و فیزیک کوانتومی هستند.

آدیکاری در توضیح این موضوع گفت: اگر لیوان قهوه ام را بیندازم و بیفتد، دوست دارم فکر کنیم که گرانش دلیل آن است اما همان طور که دما واقعی نیست، اما شیوه ارتعاش دسته ای از مولکول ها را توصیف می کند، فضا-زمان هم ممکن است یک چیز واقعی نباشد.

همین امر ممکن است برای فضا-زمان هم صدق کند و شاید درک فعلی ما از آن دقیق نباشد. او اضافه نمود: ممکن است به چیزی که از پیکسل سازی فضا-زمان به وجود می آید، به این دلیل نام گرانش داده شده باشد که ما هنوز نمی دانیم فضا-زمان چیست.

عکس کاور: طرحی گرافیکی از پیکسلی شدن

Credit: Christian Petersen

منابع: Futurism, SciTechDaily