آیا تابع موج جهان به زمان وابسته است؟

تابع موج

این سؤال که جهان چگونه به وجود آمده است همیشه برای همه افرادی کنجکاو در طول تاریخ یک سؤال بزرگ و حل‌شده بوده است. بیگ بنگ یکی از تئوری‌هایی است که در خصوص پیدایش جهان تا کنون مطرح شده است. که همچون بسیاری از تئوری‌های دیگر موافقان و مخالفانی دارد در این بخش به بررسی پیدایش جهان و تابع موج جهان و تئوری بیگ بنگ خواهیم پرداخت اگر پیدایش جهان برای شما نیز یک سؤال و معمای حل نشده است با ما همراه باشید.

یک چالش اخیر در مورد بزرگ‌ترین ایده استیون هاوکینگ (در مورد اینکه چگونه جهان ممکن است از هیچ‌چیز ایجاد شده باشد) موردپسند کیهان‌شناسان واقع شده است. در سال ۱۹۸۱، بسیاری از کیهان شناسان برجسته جهان در آکادمی علوم پیرونیک جمع شدند، که شامل مجموعه‌ای از دانشمندان و خداشناسان واقع شده در یک ویلای زیبا در باغ‌های واتیکان بودند. استیون هاوکینگ گزینه آگوست را انتخاب می‌کند تا آنچه را بعداً به‌عنوان مهم‌ترین ایده خود تلقی می‌کند، ارائه دهد: پیشنهادی درباره چگونگی پیدایش جهان از هیچ‌چیز.

شروع مناظره فیزیکدانان

 قبل از صحبت‌های هاوکینگ، تمام داستان‌های مبانی کیهان‌شناسی، علوم مختلف و فرضیه‌های مختلف توسط مجری برنامه ارائه می‌شود. به‌عنوان‌مثال، تئوری بیگ بنگ (۵۰ سال قبل از سخنرانی هاوکینگ توسط فیزیکدان بلژیکی و کشیش کاتولیک، ژرژ لمایت، که بعداً به‌عنوان رئیس آکادمی علوم واتیکان خدمت کرد) ارائه شد که گسترش جهان را به یک نقطه داغ و متراکم از انرژی مرتبط می‌سازد. اما انرژی اولیه از کجا حاصل شده است؟ نظریه بیگ بنگ مشکلات دیگری نیز داشت. فیزیکدانان به این نتیجه رسیده‌اند که انفجار یک نقطه از انرژی در داخل یک محفظه سربسته می‌تواند بیشتر از یک کیهان مسطح و بزرگی که منجمان مدرن مشاهده می‌کنند، رشد نماید.

در سال ۱۹۸۰، سال قبل از صحبت‌های هاوکینگ، آلن گوت (کیهان شناس) متوجه شد که مشکلات بیگ بنگ را می‌توان با افزودن یک نظریه برطرف کرد: یک رشد اولیه و نمایی با نام تورم کیهانی، که می‌توانست جهان را بزرگ، صاف و مسطح جلوه دهد. تورم به‌سرعت تئوری پیشرو در منشأ کیهانی ما شد. بااین‌حال موضوع شرایط اولیه باقی مانده است: منبع نقطه‌های کوچکی از انرژی که در کیهان ما رها شده‌اند کجا است و انرژی بالقوه‌ای که منجر به انفجار آن شده است چیست؟

سؤال ازآنچه که پیش از بیگ بنگ پرسیده شده است، مثل این است که بپرسید قطب جنوب چیست؟

هاوکینگ، برای نظریه خود، راهی برای پایان دادن به‌موقع جهت بازگشت به عقب ارائه داد: او پیشنهاد کرد که به‌هیچ‌وجه پایان یا شروعی وجود نداشته است. مطابق سوابق کنفرانس واتیکان، فیزیکدان کمبریج، که در آن زمان ۳۹ ساله بود و هنوز قادر به صحبت با صدای خود بود، به جمعیت گفت: “باید شرایط بسیار ویژه‌ای در مورد شرایط مرزی جهان وجود داشته باشد، مانند شرط عدم وجود مرز؟ “

حهان بدون مرز

“پیشنهاد جهان بدون مرز”، که هاوکینگ و همکار وی، جیمز هارتل، در مقاله ۱۹۸۳ فرموله کردند، کیهان را به شکل یک توپ بدمینتون پیش‌بینی می‌کند. درست همان‌طور که یک توپ بدمینتون قطر صفر را در پایین‌ترین نقطه خود دارد و به‌تدریج در مسیر صعود قرار می‌گیرد، جهان نیز طبق پیشنهاد بدون مرز، به‌آرامی از نقطه‌ای که اندازه صفر دارد گسترش می‌یابد. هارتل و هاوکینگ یک فرمول را توصیف کردند که کل شاتل ساک (اصطلاحاً “عملکرد موج جهان” را توصیف می‌کند و کل گذشته، حال و آینده را به یکباره در برمی‌گیرد) این تفکر را ایجاد می‌کرد که بذر آفرینش، خالق یا هرگونه گذار از آن چند وقت قبل رخ داده است.

هاوکینگ در سخنرانی دیگری در آکادمی پاپی در سال ۲۰۱۶ (حدود سه سال قبل) گفت: “سؤال ازآنچه پیش از بیگ بنگ رخ داده است بی‌معنی است، زیرا هیچ تصوری از زمان موجود برای مراجعه به آن وجود ندارد.”، “این سوال مثل این است که بپرسیم چه چیزی در جنوب قطب جنوب قرار دارد.” پیشنهاد هارتل و هاوکینگ به‌طورجدی زمان را دوباره بازگو کرد. هرلحظه در جهان به مقطعی از توپ بدمینتون تبدیل می‌شود. درحالی‌که ما جهان را از یک لحظه‌به‌لحظه دیگر در حال گسترش و تکامل می‌دانیم، زمان واقعاً از همبستگی‌های بین اندازه جهان در هر مقطع و سایر خصوصیات – به ویژه آنتروپی یا بی‌نظمی آن – تشکیل شده است. آنتروپی در همه ابعاد افزایش می‌یابد و هدف آن زمان است. در نزدیکی قسمت زیرین گرد شاتکلاک، همبستگی‌ها قابل‌اطمینان پایینی دارند. زمان متوقف می‌شده و فضای خالی جایگزین می‌شود.

در جهان اولیه زمان وجود ندارد

هارتل که اکنون ۷۹ ساله شده است و استاد دانشگاه کالیفرنیا است این موضوع را به‌تازگی با تلفن توضیح داده است، “ما در جهان اولیه پرنده‌ای نداریم. پرندگان بعداً به وجود آمده‌اند … ما در جهان اولیه زمان نداریم، اما بعداً زمان به وجود آمد “.

این پیشنهاد جهان بدون مرز تقریباً چهار دهه است که فیزیکدانان را مجذوب و الهام‌بخش خود کرده است. نیل توروک، کیهان شناس موسسه پیرامونی فیزیک نظری در واترلو کانادا و همکار سابق هاوکینگ بیان کرده است که: “این یک ایده بسیار زیبا و تحریک‌آمیز است.” این پیشنهاد نخستین حدس را در توصیف کوانتومی کیهان نشان داد – عملکرد موج جهان. به‌زودی محققین کیهان‌شناسی در تمامی زمینه‌ها به بررسی ایده‌های جدید در مورد چگونگی ایجاد جهان از هیچ‌چیز خواهند پرداخت و پیش‌بینی‌های مختلفی در مورد تئوری‌ها و راه‌حل‌های آزمایش مورد تحلیل قرار داده و معانی فلسفی آن‌ها را تفسیر نمودند. به گفته هارتل، عملکرد موج بدون مرز “به‌نوعی ساده‌ترین پیشنهاد ممکن برای آن بود”.

اما چند سال پیش، مقاله‌ای از موسسه Max Planck پیشنهاد هارتل و هاوکینگ را زیر سوال برد. البته این پیشنهاد تنها در صورتی قابل‌اجرا خواهد بود که جهانی منحصربه‌فرد از طرحی که هارتل و هاوکینگ تصور می‌کنند، به یک جهان مانند جهان ما تبدیل شود. در مقاله اشاره شده، مشکل اصلی نظریه بیگ بنگ مبهم بودن آن است. در مقاله مذکور این سوال مطرح شده است که “اگر عملکرد موج جهان را می‌شناسید، چرا ثروتمند نیستید؟”.

جهان بدون مرز مقبول‌تر است

در مقاله‌ای که توسط توروک و همکارانش در سال ۲۰۱۷ منتشر شده است، پیشنهادات جهان بدون مرز هارتل و هاوکینگ با تکنیک‌های جدید ریاضی مقبول‌تر به نظر می‌رسید. در همین راستا توورک و سایر همکارانش بیان کرده‌اند که “ما فهمیدیم بدبختانه این ایده شکست خورده است،”. این فقط یک مکانیک کوانتومی برای مکانی نبود که بتواند به شکلی که تصور می‌کردند شروع شود. این سه نفر قبل از اعلام عمومی، معادلات ریاضی خود را بررسی کردند و فرضیات اصلی خود را ارائه نمودند، اما تورک  بیان نمود که ” به نظر می‌رسد پیشنهاد هارتل هاوکینگ فاجعه است. ” این مقاله بحث‌وجدل را برانگیخت. کارشناسان دیگر دفاع جدی‌تری از این ایده جهان بدون مرز و تکذیب استدلال توروک و همکارانش انجام دادند.

توماس هرتوگ، فیزیکدان دانشگاه کاتولیک لوون در بلژیک، که در طول ۲۰ سال زندگی با هاوکینگ همکاری نزدیک داشت، گفت: “ما با استدلال‌های فنی وی مخالفیم.”. وی افزود: “اما اساساً، ما همچنین با تعریف او، چارچوب او و انتخاب اصول او نیز مخالفیم”. گروه‌ها پس از دو سال ارزیابی، اختلاف‌نظر فنی خود را با اعتقادات مختلف در مورد چگونگی عملکرد طبیعت پیگیری کرده‌اند. بحث و گفتگوهای داغ، اما درعین‌حال دوستانه به این مسئله کمک کرده است که ایده خیال‌انگیز هاوکینگ را بیشتر لمس کنند. حتی منتقدان فرمول هارتل، ازجمله توروک و لنر، در حال تهیه مدل‌های رقابتی کوانتومی- کیهان‌شناسی هستند که سعی می‌کنند ضمن حفظ شوق بی‌حدوحصر، مانع از بروز خطاهای اصلی آن شوند.

لذت‌های کیهانی

هارتل و هاوکینگ از دهه ۱۹۷۰ به بعد برای مدت‌زمان طولانی با همکاری در کمبریج یکدیگر را ملاقات کردند. تحقیقات نظری این دو در مورد سیاهچاله‌ها و تکین‌های مرموز، آن‌ها را به سؤال منشأ کیهان هدایت کرد. در سال ۱۹۱۵، آلبرت انیشتین کشف کرد که غلظت ماده یا انرژی باعث گرانش می‌شود. در دهه ۱۹۶۰، هاوکینگ و فیزیکدان دانشگاه آکسفورد، راجر پنروز، ثابت کردند که وقتی فضا-زمان به اندازه کافی دچار شیب شوند، مانند داخل سیاه‌چاله یا شاید در طول بیگ بنگ، ناگزیر فرو می‌ریزند و بی‌نهایت منحنی را به سمت تکینگی منحرف می‌کنند، جایی که معادلات انیشتین نقض می‌شوند.

«قضایای تکینگی» به این معنی بود که هیچ راهی برای شروع زمان و مکان به‌طور آرام و چشمگیر در یک نقطه وجود ندارد. به همین دلیل هاوکینگ و هارتل به این احتمال فکر کردند که جهان به‌جای فضای پویا، با فضای خالی آغاز می‌شود. و همین امر آن‌ها را به سمت هندسه توپ تنیس سوق داد. آن‌ها با استفاده از رویکرد ابداع شده توسط ریچارد فاینمن، عملکرد موج بدون مرز را توصیف کردند. در دهه ۱۹۴۰، فاینمن طرحی را برای محاسبه محتمل‌ترین نتایج رویدادهای مکانیکی کوانتومی ابداع کرد. برای پیش‌بینی، مثلاً احتمالاً نتایج برخورد ذرات، فاینمن دریافت که می‌تواند کلیه مسیرهای ممکن را که ذرات برخورد می‌توانند طی کنند، جمع‌بندی کند و برای مسیرهایی که احتمال عبور از آن‌ها زیاد است، وزن‌هایی را تخصیص دهد. محاسبه “انتگرال مسیر”، عملکرد موج را ارائه می‌دهد: یک توزیع احتمالی که حالت‌های مختلف ممکن ذرات بعد از برخورد را نشان می‌دهد.

جهان بدون مرز چگونه با شکست مواجه می‎شود؟

 همچنین، هارتل و هاوکینگ تابع موج جهان را بیان کردند که حالت های احتمالی اش را توصیف می‌کند – به صورت مجموع تمام روش های ممکنی که از یک نقطه بطور یکنواخت بسط یافته اند. و امیدوارند بودند که مجموع تمام سوابق انفجار ممکن جهان‌های صاف از همه اشکال و اندازه‌های مختلف، تابع موجی تولید خواهد کرد که احتمال زیادی به جهان بزرگ، یکنواخت و مسطح مشابه جهان ما می‌دهد. اگر مجموع وزن دار تمام سوابق انفجار احتمالی، انواع دیگری از جهان‌ها را به صورت محتمل‌ترین نتیجه تولید کند، پیشنهاد بدون مرز با شکست مواجه می‌شود.

مشکل این است که انتگرال مسیر بر روی تمام سوابق انفجار احتمالی برای محاسبات دقیق خیلی پیچیده است. اشکال و اندازه‌های مختلف بی شمار جهان‌ها امکان پذیر هستند و هر یک ممکن است امر بی نظمی باشد. هارتل با اشاره به فیزیکدان فقید برنده جایزه نوبل می‌گوید که مورای گل- من همیشه این سوال را از من می‌پرسید که “اگر تابع موج جهان را می‌دانی، پس چرا ثروتمند نیستی؟”. البته، برای حل واقعی تابع موج با استفاده از روش فینمن، هارتل و هاوکینگ بطور چشمگیری شرایط را ساده‌تر ساختند و حتی ذرات خاصی را که در جهان ما ساکن هستند را نادیده گرفتند (این بدان معناست که فرمول آنها به هیچ وجه نزدیک به توانایی برای پیش بینی بازار سهام نبود).

آنها انتگرال مسیر را بر روی تمام جهان‌های احتمالی در فضای کوچک در نظر گرفتند که بصورت مجموعه‌ی تمام جهان‌ها با میدان انرژی مجزای عبوری از آنها تعریف شد: انرژی که تورم کیهانی را قدرتمند ساخت (در تصویر شاتلکاک هارتل و هاوکینگ، بازه ی اولیه‌ی بالون متناظر با افزایش سریع در قطر نزدیک ته چوب پنبه است).

حل دقیق محاسبات

حتی حل دقیق محاسبات فضای کوچک سخت است، در حالیکه فیزیک‌دانان می‌دانند که دو سابقه‌ی انفجار احتمالی وجود دارد که بطور بالقوه بر محاسبات تسلط دارند. این شکل‌های جهان رقیب، دو سمت بحث فعلی را مهار می‌کنند.

(استیون هاوکینگ) احتمالاً بهترین شهود را در این موضوعات داشته است. اما او همیشه درست نبود.

راه حل‌های رقیب، دو سابقه از انفجار کلاسیک هستند که یک جهان می‌تواند داشته باشد. طبق جهش آغازین تورم کیهانی از اندازه صفر، این جهان‌ها همواره با توجه به نظریه گرانش انیشتین و فضا – زمان انفجار (گسترش) می‌یابند. تاریخچه‌های انفجار ویردر همانند جهان‌های شبیه فوتبال یا کارپیلار بیشتر در محاسبات کوانتومی حذف می‌شوند.

یکی از دو راه حل کلاسیک مشابه جهان ما است. در مقیاس‌های بزرگ، یکنواخت بوده و بطور تصادفی با انرژی به دلیل نوسانات کوانتومی در طول تورم پوشیده می‌شود. همانند جهان واقعی، اختلافات چگالی بین منطقه‌ها یک منحنی زنگوله‌ای در حول صفر تشکیل می‌دهند. در واقع، اگر این راه حل احتمالی بر تابع موج برای فضای کوچک غلبه کند، تجسم اینکه نسخه‌ی کامل‌تر و دقیق تابع موج غیرمرزی ممکن است به عنوان مدل کیهان شناختی قابل دوام جهان واقعی عمل کند، محتمل می‌گردد.

شکل جهان غالب شیه واقعیت نیست

شکل جهان غالب بالقوه دیگر چیزی شبیه واقعیت نیست. با گسترش آن، انرژی القایی آن، بیشتر و بیشتر تغییر می‌کند، و منجر به اختلافات چگالی عمده در محل‌های مختلف می‌شود که گرانش بطور پیوسته بدتر می‌گردد. تغییرات چگالی، منحنی زنگوله‌ای وارونه تشکیل می‌دهند، جاییکه اختلافات بین منطقه‌ها به صفر میل نمی‌کنند، بلکه به بینهایت میل می‌کنند. اگر عبارت غالب در تابع موج بدون مرز برای فضای کوچک باشد، در اینصورت پیشنهاد هارتل – هاوکینگ اشتباه به نظر می‌رسد.

دو تاریخچه انفجار غالب، احتمالی را در نحوه‌ی انجام انتگرال مسیر ارائه می‌کنند. اگر تاریخچه های غالب، دو موقعیت بر روی نقشه باشند، شهرهای بزرگ در قلمروی تمام جهان‌های مکانیکی کوانتوم احتمالی، سوال این است که کدام مسیر را باید در سطح زمین طی کنیم. کدام سابقه انفجار غالب را به عنوان کانتور ادغام انتخاب کنیم؟ محققان، مسیرهای مختلفی را امتحان کردند.

توروک و همکارانش در مورد اصول علیت استدلال کردند

در مقاله ۲۰۱۷، توروک، فلدبورگ و لنرز از مسیر عبوری از باغ تاریخچه‌های انفجار احتمالی استفاده کردند که منجر به دومین راه حل غالب شد. در نظر آنها، تنها کانتور محسوس، کانتوری است که مقادیر حقیقی را برای متغیری به نام فاصله زمانی (lapse) اسکن می‌کند (در مقابل اعداد موهومی که شامل جذر اعداد منفی است). فاصله زمانی در اصل ارتفاع هر جهان شاتلکاک احتمالی است – مسافتی که برای رسیدن به قطر خاصی طی می‌شود. به دلیل فقدان یک عنصر علّی، فاصله زمانی مفهوم معمول ما از زمان نیست.

 با این حال، توروک و همکارانش تا حدودی در مورد اصول علیت استدلال کردند که تنها مقادیر حقیقی بازه زمانی، تاثیر فیزیکی دارند. و جمع بندی بر روی جهان‌هایی با مقادیر حقیقی بازه زمانی منجر به نوسان خودسرانه و راه حل نامطلوب فیزیکی می‌شود.

با این حال ، توروک و همکارانش تا حدودی به استدلال علیت استدلال می کنند که فقط ارزش های واقعی از دست دادن باعث بدنی می‌شوند. و جمع بندی بر جهان با مقادیر واقعی گسسته منجر به یک راه حل بی نقص  از نظر جسمی  می‌شود.

توروک در تماس تلفنی گفته است که مردم ایمان زیادی به شهود استیون دارند. به دلایل خوب – منظور من این است که او احتمالاً بهترین شهود را در این موضوعات داشته است. اما او همیشه درست نبود.

جهان‌های خیالی

جاناتان هالیوول ، فیزیکدان در کالج امپریال لندن، از زمانی که دانشجوی هاوکینگ در دهه ۱۹۸۰ بود ، این پیشنهاد بدون مرز را مطالعه کرده است. او و هارتل به تجزیه و تحلیل بحث کانتور ادغام در سال ۱۹۹۰ پرداختند. به نظر آنها همانند نظر هرتوگ و ظاهرا هاوکینگ، کانتور اساسی نیست، بلکه یک ابزار محاسباتی است که می‌تواند به بزرگترین مزیت تبدیل شود. که مشابه نحوه‌ی بیان محاسباتی خط سیر سیاره حول خورشید به صورت سری‌هایی از زاویه‌ها، زمان‌ها یا برحسب هر پارامتر دیگری است. به گفته هالیول، می‌توانید این پارامترسازی را به روش‌های مختلف زیادی انجام دهید، ولی هیچ یک از آنها فیزیکی تر از دیگری نیستند.

او و همکارانش چنین استدلال می‌کنند که در مورد فضای کوچک، تنها کانتورهایی که تاریخچه انفجار خوب را انتخاب می‌کنند، اهمیت می‌یابند. مکانیک کوانتوم به اضافه شدن احتمالات به ۱ یا قابلیت نرمال سازی نیاز دارد، در حالیکه جهان درحال نوسان که تیم توروک بر آن تکیه دارد، چنین نیست. این راه حل مزخرف نیست، گرفتار بی نهایت است و به موجب قوانین کوانتومی مجاز نیست – طبق گفته‌های مدافعان بدون مرز، علائم آشکار باید راه دیگری را طی کنند.

درست است که کانتورهای عبور از راه حل خوب، جهان‌های ممکن را با مقادیر موهومی برای متغیرهای فاصله زمانی شان خلاصه می‌کنند. اما به غیر از توروک و همکارانش، عده کمی فکر می‌کنند که این یک مشکل است. اعداد موهومی، مکانیک کوانتومی را دربرمی‌گیرند. برای تیم هارتل – هاوکینگ، بحران‌ها فراخوان مفهوم نادرستی از علیت در تقاضا برای حقیقی بودن فاصله زمانی هستند. به گفته هرتگ، این یک اصل است که در مورد ستاره‌ها نوشته نشده است و ما به شدت با آن مخالف هستیم.

تابع موج جهان نمی‌تواند به زمان وابسته باشد

طبق نظر هرتگ، هاوکینگ به ندرت به فرمول انتگرال مسیر تابع موج بدون مرز در سال‌های بعدی اشاره کرده است که تاحدودی به دلیل ابهام پیرامون انتخاب کانتور است. او تاریخچه انفجار قابل نرمال سازی شده در نظر گرفته است که مسیر انتگرال صرفا به کشف آن کمک کرده است، به عنوان راه حلی برای معادله اساسی‎تر درباره جهان که در دهه ۱۹۶۰ توسط فیزیکدانان جان ویلر و برایس دیویت مطرح شده بود.

ویلر و دیویت – بعد از بحث درباره این موضوع در طول برکناری در رالی – دورام بین المللی – چنین استدلال کردند که تابع موج جهان هر چه که باشد نمی‌تواند به زمان وابسته باشد، زیرا هیچ ساعت خارجی وجود ندارد که بتواند آن را اندازه‌گیری کند. و بنابراین مقدار انرژی در جهان، زمانیکه سهم های مثبت و منفی ماده و جاذبه را اضافه می‌کنید، باید برای همیشه در صفر بمانند. تابع موج بدون مرز، معادله ویلر – دیویت را برای فضای کوچک برقرار می‌سازد.

در سال های پایانی زندگی خود ، برای درک بهتر تابع موج در حالت کلی، هاوکینگ و همکارانش شروع به استفاده از هولوگرافی کردند – یک رویکرد جدید جنجالی که فضا – زمان را به عنوان یک هولوگرام در نظر می گیرد. هاوکینگ به دنبال توصیف هولوگرافیک از جهان به شکل شاتلکلاک بود که در آن هندسه کل گذشته از زمان حال پیش می‌رود.

این تلاش در غیاب هاوکینگ ادامه دارد. اما توروک این تغییر در تأکید را تغییر قوانین می‌داند. به گفته وی، طرفداران ایده بدون مرز، در پشتیبانی از فرمول انتگرال مسیر تعریف نادرست داشته‌اند. آنچه که آنها در حال مطالعه هستند، دیگر به نظر او هارتل-هاوکینگ نیست – هرچند که هارتل خودش مخالف است.

توسعه مدل کیهان‌شناسی جدید

در طول یک سال گذشته، توروک و همکارانش در موسسه محیط پیرامون لاتام بویل و کیران فین، مدل کیهان‌شناسی جدیدی را توسعه داده‌اند که اشتراک زیادی با طرح پیشنهادی بدون مرز دارد. اما به جای یک شاتلکلاک ، دو نوع چوب پنبه را با جریان زمانی در هر دو جهت در نظر می‌گیرد. در حالی که این مدل هنوز به اندازه کافی توسعه نیافته است تا پیش بینی‌های لازم را انجام دهد ، جذابیت آن در راهی است که قطعات آن تقارن CPT را تحقق می بخشند ، یک آینه به ظاهر بنیادی در طبیعت که همزمان ماده و ضد ماده، چپ و راست و جلو و عقب در زمان را منعکس می‌کند.

یک نقطه ضعف این است که قطعات تصویر آینه جهان به صورت تکینی برآورده می‌شوند، تنگنایی در فضا- زمان که به درک نظریه گرانش کوانتوم ناشناخته نیاز دارد. بویل، فین و توروک به تکینی ضربه می‌زنند، اما چنین تلاشی ذاتاً حدس و گمان است.

تولد جهان به صورت یک رویداد تونلینگ مکانیکی کوانتوم

احیای علاقه در پیشنهاد تونلینگ وجود دارد، یک روش جایگزین که ممکن است از هیچ چیز بوجود آمده باشد، که در دهه ۸۰ بطور مستقل توسط کیهان شناسان روسی – امریکایی الکساندر ویلنکین و آندری لیند درک شد. این پیشنهاد که متفاوت از تابع موج بدون مرز از طریق یک علامت منفی می‌باشد، تولد جهان را به صورت یک رویداد تونلینگ مکانیکی کوانتومی منتشر می‌کند، مشابه زمانی که ذره ای در یک آزمایش مکانیکی کوانتومی فراتر از یک مانع ظاهر می‌شود.

سوالات مربوط به چگونگی تلاقی پیشنهادات مختلف با استدلال انسان شناسی و ایده بدنام چندگانگی بسیار زیاد است. به عنوان مثال، تابع موج بدون مرز، جهان‌های تهی را مورد حمایت قرار می‌دهد، در حالی که برای تأمین عظمت و پیچیدگی، ماده و انرژی قابل توجهی لازم است. هاوکینگ اظهار داشت که گسترش گسترده جهان‌های ممکن مجاز طبق تابع موج همه باید در برخی جهان‌های بزرگتر محقق شود، که در طی آن فقط کیهان‌های پیچیده مانند کیهان ما قادر به مشاهده خواهند بود. (بحث اخیر مربوط به این است که آیا این جهان‌های پیچیده و قابل سکونت نرم و روان خواهند بود یا نوسانات وحشیانه ای خواهند داشت.) مزیت پیشنهاد برای تونلینگ این است که جهان‌های پر از ماده و انرژی مانند جهان ما را بدون استفاده از استدلال انسان شناسی حمایت می‌کند – هر چند جهان‌هایی که به هستی تونل می‌زنند ممکن است مشکلات دیگری داشته باشد.

نتیجه‌گیری

مهم نیست که اوضاع چطور پیش برود، شاید ذات تصویری که هاوکینگ برای اولین بار در آکادمی علوم پونتفیکال ۳۸ سال پیش برجای گذاشته است، برایمان ماندگار باشد. یا شاید، به جای غیر آغازین مانند قطب جنوب، جهان از یک تکینگی بیرون آمده است و خواستار نوع دیگری از تابع موج در کل می‌باشد. در هر صورت، تعقیب ادامه خواهد یافت. جوآن مالداچنا، فیزیکدان برجسته نظری در موسسه مطالعات پیشرفته در پرینستون، نیوجرسی و عضو آکادمی پونتفیکال، گفت: “اگر ما در مورد یک نظریه مکانیکی کوانتومی صحبت می‌کنیم، چه چیز دیگری غیر از تابع موج وجود دارد؟” به گفته او، سوال از تابع موج جهان “نوع مناسبی از سوال‌ها برای پرسیدن است”. “این که آیا ما تابع موج مناسبی پیدا می‌کنیم، یا اینکه چگونه باید در مورد تابع موج فکر کنیم – کمتر مشخص است.”