آیا کیهان آغازی داشته است؟

بیگ بنگ: کیهان شناسان فرمول بندی جدیدی ارائه داده اند که بر طبق آن، کیهان هرگز با یک تَکینگی یا یک نقطه ی بی نهایت کوچک و بی نهایت چگال از ماده آغاز نشده است، بلکه کیهان ما شاید اصلا هیچ آغازی نداشته باشد.

این تصویر جدول زمانی کیهان را بر پایه ی نظریه ی بیگ بنگ و مدل تورمی نشان می دهد.

نویسنده ی همکار این پژوهش، ساوریا داس که یک فیزیکدان نظری در دانشگاه لثبریج آلبرتای کانادا است می گوید: «بر پایه ی نظریه ی ما، سن کیهان می تواند بی نهایت باشد.» داس می افزاید این دیدگاه تازه همچنین می تواند توضیح دهد که به راستی ماده ی تاریک، این جوهره ی رازآلود و نادیدنی که بیشتر کیهان ما را تشکیل داده، از چه ساخته شده است.

بیگ بنگ زیر آتش

بر پایه ی نظریه ی بیگ بنگ، کیهان حدود ۱۳٫۸۲ میلیارد سال پیش پدید آمد. همه ی موادی که امروزه در کیهان وجود دارد روزگاری در یک نقطه ی بی نهایت چگال، بی نهایت کوچک، و فرا-داغ به نام تَکینِگی فشرده شده بود. سپس این گوی آتشینِ خُرد منفجر شد و آغازی شد بر هستی کیهان. تکینگی از دل ریاضیات نظریه ی نسبیت عام اینشتین که چگونگی خَمِش فضا-زمان توسط جرم را توضیح می دهد، و یک معادله ی دیگر به نام معادله ی ریچادوری که همگرا یا واگرا شدن مسیر یک پرتابه در گذر زمان را پیش بینی می کند بیرون می آید. بر پایه ی این معادله ها اگر در زمان به عقب برویم، همه ی ماده ی موجود در کیهان زمانی در یک تک نقطه گرد آمده بوده: تکینگی بیگ بنگ.

اما این کاملا درست نیست، در فرمول بندی اینشتین، قانون های فیزیکی در حقیقت پیش از رسیدن به تکینگی شکسته می شوند و مشکل اینجاست که به گفته ی رابرت برندنبرگر، دانشمندان برون‌یابیِ بازگشت در زمان را با فرضِ برقرار ماندن معادله های فیزیکی انجام داده اند. برندنبرگر یک کیهان شناس نظری دانشگاه مک گیل مونترآل است که در این پژوهش شرکت نداشت. وی به لایو ساینس گفت: «پس هنگامی که می گوییم کیهان با یک انفجار بزرگ آغاز شد، واقعا حق گفتنش را نداریم.»

فیزیک دردسرهای دیگری هم دارد- دو عدد از برجسته ترین نظریه ها، یعنی مکانیک کوانتوم و نسبیت عام، نمی توانند با هم سازگار شوند. مکانیک کوانتوم می گوید که رفتار ذرات زیراتمی به طور بنیادین نامشخص و بی قطعیت است. به گفته ی داس، این مخالف نسبیت عام اینشتین است که نظریه ای قاطع و رک است، یعنی می گوید با شناختن قوانین طبیعت، آینده را می توان به طور کامل از روی گذشته تعیین کرد. و هیچ یک از این دو نظریه توضیح نمی دهند که ماده ی تاریک، این گونه ی نادیدنی ماده که بر ماده ی معمولی نیروی گرانشی وارد می کند ولی با هیچ تلسکوپی دیده نمی شود از چه ساخته شده است.

تصحیح کوانتومی

داس و همکارانش بر آن شدند تا به روشی، دستکم برخی از این مشکلات را حل کنند. آنها برای این کار به سراغ یک روش قدیمی ترِ نمایاندن مکانیک کوانتوم، به نام مکانیک بوهمی رفتند. در مکانیک بوهمی، یک چندیِ (متغیرِ) پنهان، رفتار شگفت انگیز ذرات زیراتمی را اداره می کند. برخلاف دیگر فرمول بندی های مکانیک کوانتوم، مکانیک بوهمی راهی برای محاسبه ی مسیر یک ذره ارائه می دهد.

Wallpaper-String-Theory-Digital-Colorfull-Abstractionپژوهشگران با بهره از این شکل قدیمی نظریه ی کوانتوم یک جمله ی تصحیحی کوچک به دست آوردند که می توانست به نظریه ی نسبیت عام افزوده شود و سپس از این راه آنچه که می توانسته در گذشته های دور رخ دهد را تعیین کردند. نتیجه؟ – در فرمول بندی تازه هیچ تکینگی‌ای وجود نداشت و سن کیهان بی نهایت می شد.

راهی برای آزمودن نظریه

به گفته ی داس، یک راه تفسیر جمله ی تصحیحی کوانتومی در این معادله ها این است که این جمله به چگالی ماده ی تاریک مربوط می شود. در ابن صورت، کیهان می تواند انباشته از ابَرشاره ای باشد که از ذراتی فرضی، مانند ذرات منتقل کننده ی گرانش به نام گراویتون، یا ذرات فرا-سرد و شبحگون به نام اکسیون تشکیل شده است. داس می افزاید یک راه برای آزمایش این نظریه، نگاه کردن به شیوه ی پراکندگی ماده ی تاریک در کیهان است و این که آیا این پراکندگی با ویژگی های ابرشاره ی گفته شده سازگار هست یا نه. وی به لایو ساینس گفت: «اگر نتایج ما با با این ویژگی ها -حتی تا حدودی- سازگار باشد، یک دستاورد عالی خواهد بود.»

با این حال به گفته ی برندنبرگ، این معادله های تازه تنها یک راه برای آشتی مکانیک کوانتوم و نسبیت عام است. برای نمونه، بخشی از نظریه ی ریسمان به نام کیهان شناسی گاز ریسمانی پیش بینی می کند که کیهان زمانی دراز در یک حالت پایدار بوده، در حالی که به پیش بینی نظریه های دیگر، زمانی یک “جهش” کیهانی وجود داشته که در آن، کیهان به حدی فشرده شد که به اندازه ی بسیار کوچکی رسید، سپس دوباره آغاز به گسترش کرد.

در هر صورت، جهان هستی روزگاری بسیار بسیار کوچک و داغ بوده است. برندنبرگ به لایو ساینس گفت: «واقعیت تایید شده این است که در روزگاری بسیار دور، کیهان یک گوی آتشین و داغ بوده. اگر همه ی راه تا گذشته را بروید و به تکینگی برسید، تازه آنجاست که مشکلات بروز می یابد.» این نظریه ی تازه در پژوهشنامه ای که در شماره ی ۴ فوریه ی نشریه ی Physical Letters B، و همچنین در پژوهشنامه ی دیگری که هنوز در دست بازبینی است و پیش-چاپش در نشریه ی arXiv منتشر شده است.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: livescience , برگردان:۱star-7skies

image_pdfimage_print
(14 نفر , میانگین : 4٫43 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=26016
تحریریه‌ی بیگ بنگ

تحریریه‌ی بیگ بنگ

وب سایت بیگ بنگ یک سایت علمی، تحقیقاتی میباشد که توسط تعدادی از علاقمندان به علم و دانش اداره می شود. این سایت از اواخر سال 1390 تاکنون به فعالیت خود در این حوزه ادامه داده است.

شما ممکن است این را هم بپسندید

یک پاسخ

  1. Erfan.howkings گفت:

    ببخشین دقت نکرده بودم دارین

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *