شکافت ، نمونه‌ای از واکنشهای زنجیری

مرحله آغاز زنجیر

مرحله انتشار زنجیر

مرحله پایان زنجیر

>

واکنش گاز و گاز

واکنش بین گاز و بخار ، در 200 نمونه‌ای دیگر از واکنش زنجیری است. می‌توان مراحل این نوع واکنش را بصورت زیر نشان داد:

• مرحله انتشار زنجیر: رادیکالهای ، واسطهای فعالی هستند که پیشبرنده‌های زنجیر نامیده می‌شوند. یک رادیکال Br با یک مولکول ترکیب می‌شود:
  
  

در این واکنش ، یک مولکول محصول ، و یک پیشبرنده دیگر ، یک اتم (رادیکال) ، تولید می‌شود. رادیکال با مولکول ترکیب می‌شود:

در این واکنش یک مولکول دیگر و یک رادیکال که پیشبرنده اصلی زنجیر است، تولید می‌شود. اتم با یک مولکول دیگر ترکیب می‌شود و این چرخه مجددا آغاز می گردد. این دو مرحله ، چندین بار تکرار می‌شود.

• مرحله بازداری زنجیر: با برخورد یک رادیکال با یک مولکول ، واکنشها رخ می‌دهد که بازدارنده واکنش کل است:
  
  

چون در این مرحله ، یک مولکول محصول () مصرف شده و یک مولکول واکنش دهنده () تولید می‌گردد، این مرحله واکنش کل را آهسته می‌کند، ولی موجب گسسته شدن زنجیر یا توقف واکنش نمی‌شود. زیرا پیشبرنده زنجیر () نیز در این مرحله تولید می‌شود.

شکافت هسته‌ای

• مرحله پایان زنجیر: وقتی دو پیشبرنده بهم می‌رسند، انتهای دو زنجیر بسته می‌شود:
  
  

باور بر این است که مکانیسم واکنش و نظیر این مکانیسم باشد مخلوطی از این دو گاز را می‌توان در دمای معمولی و در تاریکی به مدت مدیدی نگهداری کرد، بدون اینکه باهم ترکیب شوند. ولی اگر این مخلوط در معرض نور قرار گیرد، واکنشی بسیار سریع صورت می‌گیرد. باور بر این است که مولکولهای در معرض نور به اتمهای کلر تفکیک شده و واکنش زنجیری را آغاز می‌کنند. واکنش و نیز به نور حساسیت دارد ولی این واکنش در دمای معمولی آهسته‌تر است.

بازدارنده‌های واکنش زنجیری

هر جسمی که حتی به مقدار کم از سرعت یک واکنش بکاهد و یا آن را متوقف کند، بازدارنده نامیده می‌شود. مدت زمانی را که در جریان آن عمل بازدارندگی طول می‌کشد و بعد از آن ، واکنش بطور عادی پیشرفت می‌کند، دوره بازداری می‌نامند. بازداشتن بوسیله مقدار نسبتا" کم از یک ماده افزودنی ، یکی از ویژگیهای انواع واکنشهای زنجیری است و اغلب یکی از سرنخهایی است که در مراحل ابتدایی به ما می‌گوید با یک واکنش زنجیری سر و کار داریم.

فهمیدن این مطلب که چگونه شمار کمی مولکول می‌توانند از واکنش آن همه مولکول جلوگیری کنند، دشوار است. به عنوان مثال مقدار کمی اکسیژن از سرعت واکنش کلراسیون متان برای مدتی ، که به مقدار اکسیژن بستگی دارد، می‌کاهد و بعد از آن واکنش با سرعت معمولی خود پیش می رود. تصور می‌رود که اکسیژن با رادیکال متیل می‌دهد و یک رادیکال جدید بوجود می‌آورد:

رادیکال خیلی واکنش ناپذیرتر از رادیکال است و برای ادامه زنجیر ، کارآیی چندانی ندارد. وقتی یک مولکول اکسیژن با یک رادیکال متیل ترکیب می شود، یک زنجیر را می‌شکند و به این ترتیب از تشکیل شدن هزاران مولکول متیل کلرید جلوگیری می‌کند. البته این کار فوق‌العاده از سرعت واکنش می‌کاهد. بعد از آنکه تمام مولکولهای اکسیژن موجود با رادیکالهای متیل ترکیب شدند، واکنش آزاد است که با سرعت معمولی خود پیشرفت کند.

نگاه اجمالی

تاریخچه

سیر تحولی و رشد

شاخه‌های هواشناسی

• هواشناسی فیزیکی: بررسی ویژگیها و منشا تغییرات عوامل آب و هوا را مد نظر دارد.
• هواشناسی دینامیکی: به مطالعه توده‌های هوا و بررسی عوامل انرژی مجموعه اتمسفر و یا جریانات اتمسفری می‌پردازد.
• هواشناسی اتمسفر آزاد: پدیده‌های اتمسفر را از سطح زمین تا ارتفاعات بیشتر مطالعه می‌کند.
• هواشناسی زیستی
• هواشناسی کشاورزی
• هواشناسی هوانوردی
• هواشناسی مهندسی
• هیدروکلیماتولوژی

مقدمه
آنچه که ما به عنوان ابر می‌شناسیم در واقع تجمع ذرات بخار آب موجود در جو به دور هسته‌های تراکم و سرد شدن آنهاست. از آنجا که با مشاهده نوع و نحوه تغییرات ابرها می‌توان اطلاعات قابل ملاحظه‌ای درباره وضعیت جو بدست آورد، مطالعه و بررسی ابرها دارای اهمیت ویژه‌ای است. عامل اصلی تشکیل ابر صعود هوای گرم و مرطوب به سطح فوقانی جو و سرد شدن آن است و در صعود به ارتفاعات بالاتر جو تحت تأثیر فشار کم آن سطوح قرار گرفته و همگام با انبساط سرد می‌شود.

عومل موثر در صعود هوا

تربولانس مکانیکی (اصطکاکی)

این تربولانس در اثر عبور هوا بر روی ناهمواریهای سطح زمین ، در اثر برش باد و تغییرات بردار باد در جهت قائم نیز ایجاد می‌شود. بخشی از هوا که با مرز ساکن در تماس است خود نیز در حال سکون می‌باشد، اما با بالا رفتن هوا بر سرعت آن نیز افزوده می‌شود. با افزایش سرعت هوا به بیش از یک مقدار مشخص حرکات تربولانس ایجاد می‌شود. این تربولانس بیشتر باعث تشکیل ابرهای پوششی می‌شود.

تربولانس حرارتی (جابجایی عمودی)

این تربولانس نتیجه تابش خورشید بر خشکیها و گرم شدن سطح زمین است. اما گاهی این پدیده به علت عبور توده‌های سرد بر روی زمین گرم یا دریای گرمتر نیز بوجود می‌آید. این حرکت بیشتر در ایجاد ابرهای جوششی اهمیت دارد.

صعود در اثر ناهمواریها

هوای نزدیک سطح زمین و سطح فوقانی در صورت برخورد با موانع طبیعی مثل کوهستان وادار به صعود می‌شوند.

صعود ملایم و گسترده

بیشتر در اثر واگرایی سطوح فوقانی تروپوسفر بوجود می‌آید. در اثر جروج هوا در سطح فوقانی جرم ستون هوا در سطح زمین کاهش یافته و در نتیجه فشار ستون هوا در سطح زمین کاهش می‌یابد. این واگرایی در سطوح بالا و همگرایی در سطوح پایین باعث صعود ملایم و گسترده هوا در عمق زیادی از تروپوسفر می‌شود. در صورت وجود رطوبت کافی توسعه ابر بصورت گسترده روی خواهد داد. صعود ملایم و گسترده روی خواهد داد. صعود ملایم و گسترده بیشتر در نزدیکی منطقه جبهه و مرکز کم فشار رخ می‌دهد.

چرا ابرها از آسمان نمی‌افتند؟

ابرها از قطرات ریز آب و یا از بلورهای یخ و گاهی اوقات نیز از مخلوطی از این دو می‌باشند. معمولا ابر هنگامی تشکیل می‌شود که هوا به بالا رانده شود. چون هوای موجود در لایه‌های پایینتر نسبت به هوای موجود در بالا گرمتر بوده و از تراکم کمتری نیز برخوردار می‌باشد. لذا به بالا می‌رود (برخی اوقات نیز علت این رانش ، حرکت هوا به سمت بالای کوه و قله آن است). هنگامی که هوا به سمت بالا می‌رود، سرد می‌شود و سرانجام به سطحی می‌رسد که به سطح انقباض معروف است. در این هنگام هوا اشباع و بخار آب موجود در آن منقبض و متراکم می‌شود و به قطرات آب تبدیل می‌گردد.

اما اگر ابرها دوباره به سمت زمین می‌آمدند، هوا به تدریج گرم می‌شد و همینطور که آب پایین می‌آمد از سطح انقاض عبور می‌کرد و از آن خارج می‌شد، در نتیجه قطرات آب دوباره به حالت بخار در می‌آمدند و بدین ترتیب ابر از بین می‌رفت. در برخی مواقع ابر در لایه‌های بسیار پایین نیز وجود دارد و این همان چیزی است که به مه معروف است. مه در واقع ابری است که در سطح زمین تشکیل می‌شود. در صورتی که سطح انقباض در ارتفاع بسیار پایین قرار داشته باشد، باعث می‌شود که هوا در نزدیکی سطح ومین اشباع و بخار آب موجود در آن منقبض شود و تبدیل به مه یا ابر نزدیک به زمین گردد.

نامگذاری ابرها

در نامگذاری ابرها از کلمات لاتین با ریشه یونانی استفاده می‌شود. این نامگذاری با توجه به نوع و شکل و همچنین خصوصیات ابر انجام می‌گیرد. در جدول زیر کلماتی که در نامگذاری ابرها بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد را با معانی آورده شده:

سایر کلماتی که بکار می‌برند:

دسته‌های ابر

ابرها دارای ده دسته اصلی هستند که هر کدام از این ده دسته اصلی خود به یک یا چند دسته دیگر تقسیم می‌شوند. دسته‌های اصلی عبارتند از:

1. سیروس Ci
2. سیرو کومولوس Cc
3. سیرو استراتوس Cs
4. آلتو کومولوس Ac
5. آلتو استراتوس As
6. نیمبو استراتوس Ns
7. استراتو کومولوس Sc
8. استراتوس St
9. کومولوس CU
10. کومولو نیمبوس Cb

طبقه بندی ابرها

ابرها را از چند دیدگاه مختلف طبقه بندی می‌کنند:

1. از نقطه نظر ترکیب
2. از نقطه نظر شدت و سرعت فرآیند تراکمی که منجر به تشکیل ابر می‌شود.
3. از نقطه نظر ارتفاع کف ابر از سطح زمین:
   • ابرهای پایین
   • ابرهای میانی
   • ابرهای بالا
     

تفاوتی که ما در شکل ابرها می‌بینیم، نتیجه تفاوت در شدت و سرعت عمل فرآیند تراکمی است که منجر به تشکیل ابر می‌شود. از این منظر ابرها را به دو گروه تقسیم می‌کنند:

1. ابرهای پوششی
2. ابرهای جوششی

رابطه ابرها و جبهه‌ها

نزدیک شدن جبهه گرم با ظهور ابرهای سیروس و سیرو استراتوس که پیوسته ضخیم می‌شوند مشخص می‌گردد. در صورت وجود توربولانس امکان تشکیل سیرو کومولوس نیز وجود دارد. با نزدیکتر شدن جبهه گرم و پایین آمدن هوای گرم ابرهای میانی نظیر آلتو استراتوس و آلتو کومولوس نیز بوجود می‌آیند. گسترش این ابرها امکان بارش را نیز زیاد می‌کند.

از بین رفتن ابر

با توقف تمام فرآیندهای تشکیل ابر توسعه طبیعی آن نیز تضعیف می‌گردد. همچنین عواملی مانند گرم شدن هوا و بارش و اختلاط با هوای خشک اطراف باعث کاهش قطرات آب و کرستالهای یخی در ابر شده و بدین تدتیب ابر از بین می‌رود. عوامل مهم در از بین رفتن ابر:

1. گرم شدن ابر
2. کاهش رطوبت نسبی
3. خور تابگیری
4. کاهش انرژی تابشی
5. اختلاط ابر با هوای غیر اشباع اطراف
6. بارش

اجزای اصلی هسته

ذرات اساسی که کلیه هسته‌ها از آنها ترکیب شده است، عبارتند از:

• پروتون‌ها
  
  
• نوترون‌ها

خواص اساسی هسته

این خواص بر دونوع است که عبارتند از :
خواص مستقل از زمان : خواصی هستند که وابسته به زمان نیستند. مانند جرم ، اندازه ، بار
خواص وابسته به زمان : خواصی هستند که وابستگی به زمان دارند. مانند واپاشی پرتوزا و واکنشهای هسته‌ای
جرم و بار هسته

جرم هسته را می‌توان با این فرمول زیر پیدا کرد : M=Z×Mh + N×Mn که در آن ، M جرم هسته ، Mh جرم یک اتم هیدروژن یا جرم پروتون و Mn جرم نوترون می‌باشند.

شعاع هسته

آزمایش‌های دقیق‌تر با بهره‌گیری از پراگندگی ذرات هسته‌ای دیگر و الکترون‌ها نشان داده‌اند. شعاعی که در آن ، آثار هسته‌ای ظاهر می‌شود، از رابطه زیر بدست می‌آید:

R=R₀ A^1/3
که در آن ، R0 ثابت شعاع دارای این مقادیر است:R₀=1.2 F , 1.4 F که در آن F نماد فرمی ، واحد طول هسته‌ای است و A جرم اتمی می‌باشند.
خواص دینامیکی هسته

• هسته‌ها مانند اتم‌ها می‌توانند در حالت برانگیخته با انرژی‌های معین باشند. گذارهای بین حالت‌های برانگیخته با گسیل تابش الکترو مغناطیسی صورت می گیرد (اشعه گاما).
  
  
• هسته‌ها همچنین می‌توانند به یگدیگر تبدیل شوند. بعضی از تبدیل‌ها خود به‌ خود با گسیل الکترون‌های مثبت یا منفی (ذره بتا) یا گسیل ذره آلفا صورت می‌گیرد.
  
  
• تبدیل‌های متنوعی را می‌توان توسط بمباران هسته‌ای القاء کرد.
  
  
• قانون بقای ذرات: تعداد نوکلئون‌ها تحت هر شرایطی و هر تبدیلی پایسته است(مجموعشان ثابت است).

پروتون

جرم پروتون

بار الکتریکی

پاد پروتون (ضد پروتون)

ترتیب در هسته اتم

ایزوتوپها

کاربرد

الکترون

نگاه اجمالی

سیر تحولی و رشد

ساختار اتم الکترونی

انتقال الکترونها

گسیل الکترون

انواع الکترونها

الکترون آزاد

الکترونی که از اتم جدا شده و به آن بستگی ندارد. الکترونهای بیرونی‌ترین لایه‌های اتمهای فلزات بستگی کمتری نسبت به اتمهای خود دارند و با گرفتن انرژی کوچکی از این اتمها کنده می‌شوند و به شکل توده‌ای از ابر یا گاز ، شبکه‌های اتمی فلزات را در بر می‌گیرند. هنگامی که الکترونهای آزاد در میدان الکتریکی قرار گیرند، جریان الکتریکی بوجود می‌آید.

الکترون اوژه

الکترون اوژه نوعی الکترون آزاد است که از اتم یا یون گسیل می‌شود. الکترون اوژه از بازآرایی الکترونهای مقید از اتم یا یون اولیه سرچشمه می‌گیرد. این بازآیی از واکنش الکترون - الکترون که مولد نیروی دافعه است و می‌تواند بر نیروی جاذبه ناشی از برهمکنش الکترون - هسته فایق آید، صورت می‌گیرد. با آن همه بازآیی یاد شده تنها هنگامی می‌تواند رخ دهد که حداقل جای یک الکترون در تراز انرژی معین اتم یا یون اولیه خاصی باشد و در تراز با انرژی بیشتر از انرژی تهی جا حداقل دو الکترون وجود داشته باشد، یکی از الکترونهای تراز بالاتر به تراز دارای تهی جا سقوط می‌کند و الکترون دیگر به صورت الکترون آزاد از اتم خارج می‌شود.

الکترون ظرفیت یا الکترون والانس

هر یک از الکترونهای لایه خارجی اتم که در ایجاد پیوندهای شیمیایی شرکت می‌کنند.

الکترون رسانش

اتمهای هر فلزی با پیوندهای کووالانسی که راستای کاملا مشخص ندارند و میان چندین اتم پخش شده‌اند، به همدیگر مقید هستند. بنابراین الکترونهایی که قیدشان در ضعیفترین حد است (الکترون ظرفیت) می‌توانند در سراسر فلز حرکت کنند. این الکترونهای متحرک که الکترون رسانش نامیده می‌شود در خواص الکترونی و انتقال گرما در فلزها دخالت دارد.

• مدل گاز آزاد فرمی: برای فلزهای ساده مانند (pb , TI , In , GA , Al , Ba , Sr, Ca , Mg , Be , Rb , Cs , Ka , Na , Li) سهم الکترون رسانش در رسانندگی گازی از فرمیونها بدون برهمکنش و با چشم پوشی از انرژی پتانسیل ناشی از بخش مرکزی یونها ، می‌توان محاسبه کرد. در این مدل ، انرژی مجاز الکترونهای رسانشی پیوسته‌اند و در انرژی فرمی ε_f با یک سطح کروی فردی روبرو هستیم.
  
  
• خواص الکترونی: وقتی یک میدان الکتریکی خارجی به فلز اعمال می‌شود الکترونهای رسانش شروع به شتاب گرفتن می‌کنند. اما برخورد این الکترونها با ناخالصیها به فوتونها ، ناکاملیهای شبکه ، حرکتشان را کند می‌کند، این فرآیند منجر به حالتی مانا می‌شوند که در آن سرعت سوق برای الکترون رسانش عبارت است از: v = -eET/m

که در آن e بار الکترون ، E میدان الکتریکی ، T زمان میانگین بین برخورد (یا زمان واهلش) و m جرم الکترون است.

• سرعت سوق الکترون: میانگین سرعتی که با آن الکترونها یا یونها ، بر اثر میدان الکتریکی در ماده‌ای رسانا یا نیم رسانا جابجا می‌شوند. نیم رساناهای خالص و آلاییده دارای حاملهای (الکترونها و حفره‌های رسانش) آزادی هستند که تحت تأثیر میدان الکتریکی ممکن است در داخل جسم جابجا شوند. تعداد الکترونها و حفره‌ها به جنس نیم رسانا و میزان و نوع آلایش و دمای آن بستگی دارد. اما در هر نیم رسانای قابل استفاده این تعداد معمولا بین 10²² تا 10²⁶ الکترون یا حفره در هر متر مکعب است. در غیاب میدان الکتریکی این حاملها در جهت کاتوره‌ای در جسم حرکت می‌کنند و بنابراین جریان الکتریکی خالص بوجود نمی‌آورند.
  
  هر گاه میدان الکتریکی برقرار شود، بر حاملها نیروی الکتریکی وارد می‌شود و در جهت نیرو به آنها شتاب داده می‌شود، که این امر به ایجاد جریان الکتریکی می‌انجامد. اما حاملها با اتمها و نقص بلور ، مانند ناخالصیها و دررفتگیها نیز برهمکنش و برخورد نیز دارند و این برخوردها سبب میشوند سرعت الکترون کاتوره‌ای شود. به این ترتیب الکترونها و حفره‌ها در جهت نیروی الکتریکی دارای سرعت متوسطی هستند. و این سرعت متوسط یا سرعت سوق با توازن بین نیروی الکتریکی در زمان T فاصله زمانی میانگین بین برخوردها مشخص می‌شود.
  
  سرعت برخورد برابر است با V_p = eTE/m که در آن ، E میدان الکتریکی اعمال شده بر حسب ولتمتر را ، e بار الکترون و ^*m جرم مؤثر حامل است.

اسپین الکترون

اسپین یکی از ویژگیهای درونی ذرات است. اسپین خاصیتی است که به غیر صفر بودن تکانه زاویه‌ای ذره ساکن مربوط می‌شود، اینکه الکترونها دارای اسپین هستند از اهمیت خاصی برخوردار است. اسپین الکترون در شیمی و در جنبه‌هایی از رفتار ماده معمولی ، بویژه در پدیده‌های مغناطیسی نقش اساسی ایفا می‌کند. الکترون حامل اسپین 2/1 هسته و این بدان معنی است که برای الکترون ساکن اندازه گیری تکانه زاویهای نسبت به یک محور مفروض به یکی از دو نتیجه ممکن ħ/2 ± می‌انجامد ħ = h/2π ثابت کاهیده پلانک است.

اسپین الکترون دو پیامد نیزدیکی دارد: یکی اینکه الکترونها را به صورت آهنربایی میکروسکوپیکی در می‌آورد، که هم میدان مغناطیسی تولید می‌کنند و هم در برابر میدان مغناطیسی واکنش نشان می‌دهند. دیگر اینکه یک درجه آزادی داخلی نمی‌توانند حالت کوانتمی یکسان داشته باشند و این خاصیتی است به فرمیون بودن الکترونها مربوط می‌شود.

پراش الکترون

فیزیک کلاسیک ، الکترونها را ذراتی در نظر می‌گیرد با جرم و بار معین ، برهمکنش الکترون با میدانهای الکتریکی و مغناطیسی را می‌توان بر حسب حرکت ذره توضیح داد. آزمایشهای اولیه با لامپ پرتوی کاتودی که باریکه الکترون را فراهم می‌آورد، نشان داد که اجسام کوچکی که در لامپ قرار داده شوند روی پرده فسفری سایه واضح می‌اندازند. این آزمایش با تصویر کلاسیکی الکترون به صورت ذره کاملا سازگار است.

طول موج دوبروی الکترونی با انرژی 10000v یعنی الکترونی که با پتانسیل 1000v شتاب گرفته باشد، برابر 4X10 متر است. چون این مقدار بسیار کوچکتر از اندازه جسم است، اثر پراش بسیار کوچکتر از آن است که دیده شود. بلافاصله بعد از اینکه دوبروی اظهار نظر کرد که ماده باید خواص موجی از خود نشان دهد، والتر الساسر اعلام کرد که پراش الکترونها باید در سطح بلور قابل مشاهده باشد.

دید کلی

• آیا نسخه دومی از شما ، یک رونوشت از خود شما وجود دارد که همین الان مشغول خواندن این مقاله باشد؟
• آیا شخصی دیگر با اینکه شما نیست، روی سیاره‌ای به نام زمین با کوههای مه گرفته ، مزارع حاصل خیز و شهرهای بی در و پیکر در منظومه خورشیدی که هشت سیاره دیگر نیز دارد، زندگی می‌کند؟
  
• آیا زندگی این شخص از هر لحاظ درست عین زندگی شما بوده است؟
• اگر جوابتان مثبت است، شاید در این لحظه او تصمیم بگیرد این مقاله را تا همین جا رها کند، در حالی که شما به خواندن مقاله تا انتها ادامه خواهید داد.

نظریه جهانهای موازی

اندیشه وجود یک خود دیگر نظیر آنچه که در بالا شرح آن رفت عجیب و غیر معقول به نظر می‌رسد، اما آنگونه که از قرائن بر می‌آید انگار مجبوریم آن را بپذیریم. زیرا مشاهدات نجومی از این اندیشه غیر مادی پشتیبانی می‌کنند. بنابر این پیش بینی ساده‌ترین و پر طرافدارترین الگوی کیهان شناسی که امروزه وجود دارد، این است که هر یک از ما یک جفت (همزاد) داریم که در کهکشانی که حدود 10²⁸⁰ متر دورتر از زمین قراردارد، زندگی می‌کنند.

این مسافت آنچنان زیاد است که بطور کامل خارج از هر گونه امکان بررسیهای نجومی است، اما این امر واقعیت وجود نسخه دوم ما را کمرنگ نمی‌کند. این مسافت بر اساس نظریه احتمالات مقدماتی برآورده شده و حتی فرضیات خیال پردازانه فیزیک نوین را نیز در بر نگرفته است.

فضای بیکران

اینکه فضا بیکران است و تقریبا بطور یکنواخت از ماده انباشته شده است، چیزی که مشاهدات هم آن را تأیید می‌کنند. در فضای بی کران حتی غیر محتمل‌ترین رویدادها نیز بالاخره در جایی ، اتفاق خواهند افتاد. در این فضا ، بینهایت سیاره مسکونی دیگر وجود دارد، که نه تنها یکی بلکه تعداد بیشماری از آنها مردمانی دارند که شکل ظاهری ، نام و خاطرات آنها دقیقا همان هاست که ما داریم. به ساکنانی که تمامی حالتهای ممکن ار گزینه‌های موجود در زندگی ما را تجربه می‌کنند. من و شما احتمالا هرگز خودهای دیگران را نخواهیم دید.

وسعت عالم

دورترین فاصله‌ای که ما قادر به دیدن آن هستیم، مسافتی است که نور در مدت 14 میلیارد سال که از انفجار بزرگ و آغاز انبساط عالم سپری شده است، طی می‌کند. دورترین اجرام مرئی هم اکنون حدود 4x10²⁶ متر دور تر از زمین قرار دارند. این فاصله که عالم قابل مشاهده توسط ما را تعریف می‌کند. بطور مشابه ، عالمهای خودهای دیگر ما کراتی هستند به همین اندازه ، که مرکزشان روی سیاره محل سکونت آنهاست. چنین ترکیبی ساده‌ترین و سر راست‌ترین نمونه از جهانهای موازی است. هر جهان تنها بخشی کوچک از "جهان چند گانه" بزرگتر است.

جدال فیزیک و متا فیزیک

با این تعریف از جهان ممکن است شما تصور کنید که مفهوم جهان چند گانه تا ابد در محدوده قلمرو متا فیزیک باقی خواهد ماند. اما باید توجه داشت که مرز میان فیزیک و متا فیزیک را این مسأله که یک نظریه از لحاظ تجربه قابل آزمون است، یا خیر تعیین می‌کند نه این موضوع که فلان نظریه شامل اندیشه‌های غریب و ماهیتهای غیر قابل مشاهده است. مرزهای فیزیک به تدریج با گذر زمان فراتر رفته و اکنون مفاهیمی است بسیار انتزاعی تر نظیر زمین کروی ، میدان الکترو مغناطیسی نامرئی ، کند شدن گذر زمان در شرعتهای بالا ، برهمنهی کوانتومی ، فضای خمیده و سیاهچاله را در بر گرفته است. طی چند سال گذشته مفهوم جهان چند گانه نیز به این فهرست اضافه شده است.

پایه این اندیشه بر نظریاتی است که امتحان خود را به خوبی پس داده‌اند. نظریاتی همچون نسبیت و نظریه مکانیک کوانتومی ، افزون بر آن به دو قاعده اساسی علوم تجربی نیز وفادار است. که پیش بینی می‌کنند و می‌توانند آن را دستکاری نمایند.

انواع جهانهای موازی

دانشمندان تا کنون چهار نوع جهان موازی متفاوت را تشریح کرده‌اند. هم اکنون پرسش کلیدی وجود یا عدم جهان چند گانه نیست، بلکه سوال بر سر تعداد سطوحی است که چنین جهان می‌توان داشته باشد. یکی از نتایج متعدد مشاهدات کیهان شناسی اخیر این بوده است که جهانهای موازی دیگر مفهومی خیال پردازانه و انتزاعی صرف نیست. به نظر می‌رسد که اندازه فضا بینهایت است. اگر اینگونه باشد، بالاخره در جایی از این فضا هر چیزی که امکان پذیر باشد واقعیت خواهد یافت. اصلاً مهم نیست که امکان پذیری آن تا چه حد نامتحمل است.

فراسوی محدوده دید تلسکوپهای ما ، نواحی دیگری از فضا کاملا شبیه آنچه که پیرامون ماست وجود دارند، آن نواحی یکی از انواع جهانهای موازی هستند. دانشمندان حتی می‌توانند محاسبه کنند که این جهانها بطور متوسط چقدر با ما فاصله دارند و مهمتر از همه اینکه تمامی اینها فیزیک حقیقی و واقعی است. زمانی که کیهان شناسان با نظریاتی روبرو می‌شوند که از استحکام لازم برخوردار نیستند، نتیجه می‌گیرند که جهانهای دیگر می‌توانند ویژگیها و قوانین فیزیکی کاملا متفاوتی داشته باشند. وجود این جهانها بسیاری از جنبه‌های پرسش بنیادی در خصوص ماهیت زمان و قابل درک بودن جهان فیزیکی را پاسخ داد.