آیا جهان ما یگانه است یا جهان‌های دیگری هم وجود دارد؟

اصلا قبل از مهبانگ چه وجود داشته است؟ به طور کلی آیا کیهان می‌توانست وجود نداشته باشد؟ هزاران سال است که دانشمندان و فیلسوف‌های مختلف در سراسر جهان به موضوعات این‌چنینی فکر کرده‌اند. تقریبا در هر تمدن و هر فرهنگی مردم سعی کرده‌اند پاسخی برای این پرسش بنیادین، که چرا جهان وجود دارد پیدا کنند. بسیاری از تمدن‌ها به اسطوره‌ها متوسل شده‌اند و بسیاری دیگر آن را بی‌پاسخ رها کرده‌اند. واقعیت این است که هم‌اکنون نیز پاسخ شفافی برای آن نداریم. در حقیقت باید گفت که علم امروزی ما خیلی خوب نمی‌تواند به آزمایش فرضیه‌هایی که در این‌باره داده می‌شود، بپردازد. با این حال چند سالی است که بعضی از فیزیک‌دان‌ها و کیهان‌شناسان، سعی کرده‌اند پاسخی علمی و مستدل به آن بدهند. پاسخی که می‌تواند با دانش ناچیز فعلی بشر، تا حدودی قانع کننده باشد.

فیزیک‌دان‌ها و کیهان‌شناسان معتقدند که امروز تا حد زیادی از تاریخچه‌ی کیهان می‌دانند و قوانین فیزیک حاکم بر آن را می‌شناسند. آن‌ها می‌گویند که ممکن است این مقدار دانش و اطلاعات، بتواند سرنخ‌هایی از چرایی بوجود آمدن کیهان به آن‌ها بدهد. البته پاسخی که آن‌ها به این پرسش بزرگ می‌دهند، به شدت مناقشه برانگیز است. دانشمندان می‌گویند که کیهان از «هیچ» بوجود آمد. یک «هیچ» و «خلاء» ناپایدار. این نظریه ممکن است خیلی عجیب به نظر برسد. حتی شاید آن را فقط داستان علمی-تخیلی دیگری درباره‌ی پیدایش جهان بپنداریم. ولی فیزیک‌دان‌ها می‌گویند که این ایده، بر اساس دوتا از قوی‌ترین نظریه‌های علم، یعنی «مکانیک کوانتم» و «نسبیت عام» شکل گرفته است.

ذراتی از دل فضای تهی

نخست بهتر است نگاهی به مکانیک کوانتم بیندازیم. مکانیک کوانتم شاخه‌ای از علم فیزیک است که به مطالعه‌ی دنیای بسیار ریز زیر اتمی می‌پردازد. مکانیک کوانتم از جمله موفق‌ترین نظریه‌های دنیای علم است و پایه و اساس الکترونیک امروزی ما را ساخته است. مکانیک کوانتم به ما می‌گوید که در کیهان چیزی به نام فضای تهی وجود ندارد. حتی خالص‌ترین انواع خلاء نیز مقدار زیادی ذره و پاد ذره دارند. ذره‌ها و پادذره‌هایی که در عرض یک چشم به هم زدن بوجود می‌آیند و از بین می‌روند. این ذرات آن‌قدر عمر نمی‌کنند که بتوان آن‌ها را مستقیم مشاهده کرد،‌ ولی با اثر ثانویه‌‌ای که برجای می‌گذارند، می‌توانیم بفهمیم که وجود دارند.

مکانیک کوانتم به ما می‌گوید که حتی در خلاء کامل هم ذره‌ها و پادذره‌هایی در عرض یک چشم به هم زدن بوجود می‌آیند و از بین می‌روند.

اگر از دنیای زیراتمی خارج شویم و بخواهیم به توصیف ساختارهای بسیار بزرگ عالم مثل کهکشان‌ها و خوشه‌های کهکشانی بپردازیم، باید مکانیک کوانتم را کنار بگذاریم و به سراغ نظریه‌ی نسبیت عام برویم. نسبیت عام، دستاورد بزرگ آلبرت انشتین است و به ما نشان می‌دهد که فضا، زمان و گرانش چگونه در ساختارهای بزرگ عالم با یکدیگر در ارتباط هستند. نسبیت عام نظریه‌ای کاملا متفاوت از مکانیک کوانتم است و تا به حال هیچ‌کس نتوانسته این دو را به صورت یکپارچه توضیح دهد. با این حال، بعضی از دانشمندان توانستند هر دو را برای توضیح بعضی مسائل مشخص به کار گیرند. مثلا استیفن هاوکینگ، دانشمند مشهور انگلیسی، از این دو برای توضیح و توصیف کارکرد سیاه‌چاله‌ها استفاده کرد.

یکی از چیز‌هایی که دانشمندان از به کارگیری نظریه‌های نسبیت و مکانیک کوانتم فهمیدند این بود که وقتی نظریه‌ی کوانتم در فضا اعمال می‌شود، فضا دچار ناپایداری می‌گردد. حباب‌های فضا-زمان، درست مثل ذره‌ها و پاد ذره‌ها، می‌توانند در خلاء به صورت خودبخودی بوجود آیند و از بین بروند. به نوعی می‌توان گفت که فضا، حتی در تهی‌ترین شکل ممکن، کاملا خالی نیست و حباب‌های ریز فضا-زمان می‌توانند در آن به یکباره پدیدار شوند. در حقیقت اگر فضا و زمان کوانتمی شوند، می‌توانند نوسان کنند. «الکساندر ویلنکین» (Alexander Vilenkin) از دانشگاه تافتس در بوستون می‌گوید: «در فیزیک کوانتم، اگر اتفاقی ممنوع نباشد، حتما با احتمالی بیشتر از صفر رخ می‌دهد.»