بیگ بنگ: “زمان پلانک” به طرز عجیبی کوتاه است و توسط فیزیکدان برجسته “ماکس پلانک” ارائه شده است. از نظر تئوری این بازه، کوچکترین زمان قابل اندازه‌گیری در چهارچوب قوانین فیزیک است.

به گزارش بیگ بنگ، “زمان پلانک” یعنی کوچک‌ترین واحد زمانی که معنای فیزیکی دارد، ۱۰ به توان ۴۳- ضربدر 1.35 ثانیه است. این مقدار کوچک‌تر از یک ‌تریلیونیم تریلیونیم آتوثانیه است. این مدت زمانی است که طول می‌کشد تا نور یک طول پلانک را طی کند که حدود یک صدم یک میلیونم از یک تریلیونم قطر یک پروتون است. ماورای این زمان کوتاه چیست، آیا زمانی کوچک‌تر از آن هم وجود دارد؟ این زمان ناشناخته است، حداقل برای امروز.

“ماکس پلانک” در سال 1899، برای اولین‌بار “زمان پلانک” را در یک مقاله‌ی علمی تحت عنوان «واحدهای اندازه‌گیری طبیعی» توصیف کرد. زمان پلانک ترکیبی منحصر به فرد از ثابت گرانشی G، ثابت نسبیت c و ثابت کوانتومی h است که برای یک ثابت زمانی ایجاد شده است. 

از آنجایی که “زمان پلانک” به طرز عجیبی کوچک است، بیشتر دانشمندان قبل از دهه 50 آن را نادیده می‌گرفتند. در بهترین حالت، زمان پلانک به عنوان یک کنجکاوی جالب و بدون اهمیت فیزیکی در نظر گرفته می‌شد. اما وقتی فیزیکدانان در خصوص «نظریه همه چیز» تحقیق کردند متوجه شدند که زمان پلانک ممکن است اهمیت بیشماری داشته باشد. در واقع «ماکس پلانک» معادله‌ای ارائه کرد که می‌توانست “گرانش” و “کوانتوم” را آشتی دهد.

نظریه گرانش اینشتین – نسبیت عام – برای هر جرمی یک مقیاس طولی مشخص به نام شعاع شوارتزشیلد ارائه می‌دهد. اما نظریه کوانتوم دارای مقیاس طولی خاص برای جرم است که “طول موج کامپتون” نام دارد. بنابراین، آیا جرمی وجود دارد که برای آن، شعاع شوارتزشیلد دقیقاً برابر با طول موج کامپتون باشد؟ به نظر می‌رسد وجود داشته باشد – و آن جرم پلانک است که در آن، دو پارامتر، یکی از نظریه کوانتوم و دیگری از نسبیت عام، هر دو برابر با “طول پلانک” هستند.

آیا این فقط یک تصادف است یا اثرات “گرانش” و “کوانتوم” واقعاً در مقیاس پلانک شروع به همپوشانی می‌کنند. برخی از دانشمندان معتقدند که واحدهای پلانک واقعاً نقش کلیدی در ارتباط این دو حیطه از فیزیک(جهان بزرگ مقیاس و کوچک مقیاس) ایفا می‌کنند. اگر این درست باشد، آنگاه تار و پود فضا-زمان (وقتی از آن مقیاس به فضا-زمان نگاه کنیم) به جای اینکه پیوستگی یکنواخت داشته باشد، «ناهموار» به نظر می‌رسد.

نقش “زمان پلانک” در نخستین دوران کیهان

در جهانی که امروز شاهد آن هستیم، چهار نیروی بنیادی وجود دارد: 1-گرانش 2- الکترومغناطیس 3-نیروهای هسته‌ای قوی 4- نیروی هسته‌ای ضعیف. اما اگر به گذشته برگردیم و نخستین لحظات پس از بیگ بنگ را بینیم، کیهان به حدی داغ و متراکم بود که این نیروها با هم یکپارچه بودند. همه چیز بسیار سریع رخ داد؛ از ده میکروثانیه به بعد این چهار نیرو دقیقاً همانطور که امروز هستند به نظر می‌رسیدند. هرچند، قبل از آن هیچ تمایزی بین نیروهای الکترومغناطیس و نیروی هسته‌ای ضعیف نبود.

همچنین قبل از 10 به توان 36- ثانیه، اینها توسط نیروی هسته‌ای قوی با هم متصل بودند. در این لحظه “گرانش” هنوز یک نیروی جداگانه بود و بر اساس نظریات فعلی، ما نمی‌توانیم بیش از این به زمانِ عقب‌تر نگاه کنیم. اما این باور وجود دارد که با درک بهتر “گرانش کوانتومی” متوجه خواهیم شد که قبل از زمان پلانک، گرانش نیز با نیروهای دیگر ادغام شده است. تنها در زمان پلانک بود که گرانش به نیروی جداگانه‌ای تبدیل شد که امروزه می‌بینیم.

ترجمه: سحر الله‌وردی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: space.com