طبق فیزیک ِ هیگز جهان نباید وجود داشته باشد!

3
3748

بیگ بنگ: اینکه جهان وجود دارد معنایش این است که دانشمندان نیاز به کشف نظریات جدیدی شامل نظریه‌ای به نام اَبَرتقارن دارند. دست کم طبق نظریۀ جدید، جهان نباید وجود داشته باشد. مدلسازی شرایط کمی پس از بیگ بنگ می گوید که جهان فقط یک میکروثانیه پس از تولد انفجاری‌اش باید دچار فروپاشی می شد.

به گزارش بیگ بنگ، «روبرت هوگان» دانشجوی دکترای فیزیک در دانشکدۀ سلطنتی لندن می گوید: در طی جهان اولیه، انتظار داشتیم کیهان متورم شود (تورم گسترش سریع جهان پس از بیگ بنگ است). این انبساط علت جنبش بسیاری از چیزهای اطراف ماست، و اگر ما این جنبش را خیلی زیاد کنیم، باید به انرژی فضایی جدیدی برویم که باعث فروپاشی جهان می شود.

فیزیکدانان از مدلی که برای محاسبۀ خواص ذره بوزون هیگز مورد استفاده قرار می گیرد، در جهت توضیح این مساله که ذرات دیگر چگونه جرم خود را به دست آوردند، چنین نتیجه‌گیری کردند. اثرات ضعیف امواج گرانشی به آغاز جهان شکل داده و ما را از فرجام آن نیز آگاه می کنند.

انفجار!

هوگان می گوید: یک توضیح احتمالی به قوت خود باقی است که در خلال تشعشع آتشین پس از بیگ بنگ، ماده با سرعتی سرسام‌آور در فرآیندی معروف به “تورم کیهانی” به بیرون جهید. دانشمندان معتقدند این فضا-زمان خمیده و فشرده شده، موج‌هایی را به نام امواج گرانشی ایجاد کرد که تابشی را که از درون جهان عبور می کرد پیچ و تاب می داد.

اگرچه این رویدادها ۱۳/۸ میلیارد سال پیش رخ داده دانشمندان در سراسر زمین در جستجوی شواهد امواج گرانشی اولیۀ کیهان هستند که تصور می شود در اثر رویداد بیگ بنگ شکل گرفته و در تار و پود کیهان در حال ارتعاش است و اکنون شناسایی آن کمی دشوار شده است.

HiggsBosonShutterstock top quarkاما گرانش تنها نیروی بازیگر در جهان اولیه نبود. یک میدان انرژی که در همه جا وجود دارد و میدان هیگز نامیده می شود در جهان نفوذ کرده و به ذراتی که کِشان کِشان از میان این میدان عبور می کنند جرم می دهد. دانشمندان در سال ۲۰۱۲ هنگامی که بوزون هیگز را کشف کرده و جرمش را تعیین نمودند، علامت آشکارساز این میدان را یافتند.

با درک بیشتر از ویژگی‌های تورم کیهانی و جرم بوزون هیگز، هوگان و همکارش مالکوم فِیر بِیرن که او نیز فیزیکدان دانشکدۀ سلطنتی لندن است، تلاش کردند تا شرایط تورم کیهانیِ پس از بیگ بنگ را بازسازی کنند. آنچه آنها یافتند خبر بدی برای همه چیز بود. جهان نوزاد باید یک بحران شدید در میدان انرژی را تجربه کرده باشد که به نام نوسان کوانتومی شناخته می شود. این نوسانات به نوبۀ خود می توانند میدان هیگز را مختل کرده و کل سیستم را به حالت انرژی خیلی پایین‌تری بغلتانند که فروپاشی جهان را اجتناب‌ناپذیر می کند.

ذرات گم شده

اگر جهان نباید وجود داشته باشد، پس چرا اینجاست؟ انتظار عمومی این است که باید نوعی فیزیک جدید وجود داشته باشد که ما هنوز آنها را در نظریاتمان جا نداده‎ایم، زیرا قادر به کشف‌شان نیستیم. هوگان می گوید: یک احتمال مهم که به عنوان اَبَرتقارن شناخته می شود، پیشنهاد می دهد که اَبَرذرات شریکی برای همۀ ذرات شناخته شده وجود دارد. شاید شتاب دهنده‌های ذراتِ قوی‌تر بتوانند این اَبَرذرات را بیابند.

اما نظریه تورم کیهانی هنوز هم نامطمئن است، و فیزیکدانان هنوز به دنبال شواهد بیشتر هستند. «شان کارول» فیزیکدان موسسه فناوری کالیفرنیا و نویسنده کتاب ذره در پایان گیتی در ابتدای آن کتاب شرح می دهد که چگونه شکار بوزون هیگز ما را به مرزهای جهان جدید هدایت می کند.

کارول گفت که اگر جزئیات تورم کیهانی تغییر کند، آنوقت باید مدل هوگان و فیربیرن نیز متناسب با آن تغییر نماید. لازم به ذکر است که کارول در این مطالعه نقشی نداشته است. جالب توجه است که این اولین‌باری نیست که فیزیکدانان گفتند بوزون هیگز برای جهان یک طلسم نحس است. دیگر فیزیکدانان محاسبه کرده‌اند که جرم بوزون هیگز می تواند به یک جهان بنیادینِ ناپایدار منجر شود و به صورت فاجعه‌آمیزی در میلیاردها سال دیگر به پایان برسد.

کارول می گوید: جرم بوزون هیگز در حدود ۱۲۶ برابر پروتون می باشد که درست بر روی مرز پایداری جهان از آب در آمده است. اگر جرم بوزون هیگز اندکی سبک‌تر از این مقدار بود، میدان هیگز به آسانی دچار آشفتگی می شد و اگر کمی سنگین‌تر از این مقدار بود، میدان هیگز به طور باورنکردنی پایدار می شد. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Physical Review Letters منتشر شده است.

ترجمه: سیدامین مهناپور/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: livescience.com


3 دیدگاه ها

  1. شاید واقعا دنیا چیز دیگری باشه و همه توی مجازی و شبیه سازی باشیم اما باید راهی باشه که بفهمیم واقعی هستیم یا نه
    گسترگی دنیا شاید دلیل بر دنیای غیر واقعی باشه

  2. جایی در مقاله گفته شده است «… کل سیستم را به حالت انرژی خیلی پایین‌تری بغلتانند که فروپاشی جهان را اجتناب‌ناپذیر می کند.»
    سوال: چگونه حالت انرژی پایین تر، یک سیستم را بی ثبات تر می کند!؟

    • من این توجه و نگاه نقادانه ی شما رو تحسین میکنم. خود من وقتی این مطلب رو خوندم اصلا هیچ سوالی برام پیش نیومد اما وقتی سوال شما رو خوندم علاوه بر این واسم سوال پیش اومد مگه مقدار کل انرژی در جهان ثابت نیست؟ پس دیگه چه حالت پایه یا برانگیخته ایی میتونه وجود داشته باشه؟! البته فکر میکنم دانش من در مورد لحظات آغازین کیهان خیلی کمه. در ضمن یه چیزی که ذهن منو چند ساله درگیر کرده اینه که اصلا ماهیت انرژی چیه؟

دیدگاهتان را بنویسید

Please enter your comment!
Please enter your name here

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.