بیگ بنگ: اكنون بياييد در زمان به عقب برويم تا به لحظه تولد جهان برسيم. پس از حدود 13.8 ميليارد سال بازگشت به گذشته، كيهاني كه امروزه مشاهده مي كنيم با يك انفجار متولد شد.

نام اين رخداد را بيگ بنگ گذاشته اند كه در لغت به معناي صداي خيلي بلند يا انفجار بزرگ است، اما همانطور كه ميچيو كاكو مي گويد، اين انفجار نه بزرگ بوده و نه صدايي داشته است. انفجار از حجمي بسيار كوچكتر از اتم آغاز شده است و در ضمن خارج از اين حجم چيزي وجود نداشته است كه امواج صدا را حمل كند، حتما مي پرسيد قبل از بيگ بنگ چه خبر بوده است؟ هيچ! چون فضا و زمان نيز با همين انفجار متولد شده و منبسط شده اند. براي ما و حتي روياهاي ما نيز عجيب است كه چگونه جهاني به اين وسعت از يك حجم بسيار كوچك متولد شده است. چگونه 10به توان 85 تن ماده اينقدر فشرده بوده است؟ قطعا عجيب است ، اما نه به دليل غير ممكن بودن آن، بلكه به خاطر دور بودن از پديده هايي كه مورد شناخت ماست. احتمال مي رود در پس پرده بيگ بنگ حتي ديدگاه عجيب تري انتظار ما را مي كشد.

نظريه هاي جاري فيزيك و از جمله نسبيت عام با رسيدن به لحظه تولد دچار آشفتگي شده و كارايي خود را از دست مي دهند. به اين دليل تاكنون هيچ دانشمندي در مورد لحظه تولد تفسيري علمي بيان نكرده است. اما نظريه هايي تصميم دارند بيگ بنگ را به جهانهاي موازي ارتباط دهند، در يكي از اين نظريه ها كه براي شخص من جالب است، برخورد جهان هاي موازي سبب بیگ بنگ شده است. جهانهاي موازي، بسيار به همديگر نزديكند، اما ظاهرا همچون خطوط موازي تعاملي با يكديگر ندارند تا اينكه سياهچاله اي شبيه يك پل دو جهان را به يكديگر وصل كند. در واقع يك سياهچاله چرخان با پيچش فضا زمان، راه را براي تولد يك سفيدچاله يا دنيايي جديد در ابعاد جديد فضا هموار مي كند. بنابراين بيگ بنگ آغاز سفيد چاله اي است كه از سياهچاله اي در دنياي ديگر سرچشمه مي گيرد!

به نظر مي رسد آن لحظه اي كه تكينگي رخ داده و انحناي فضا – زمان به سمت بي نهايت مي رود، ناگهان دنيايي جديد متولد مي شود. در هر حال اين نظرات هنوز خيلي تئوريكي است و بايد به انتظار آينده نشست، اما در مورد بيگ بنگ همانطور كه گفته شد، شواهدي همچون تابش زمينه كيهاني و فراواني اتمهاي هيدروژن و هليوم آن را تاييد مي كنند. البته چالشهايي نيز داشت كه باعث اصلاح آن شد.

با توجه به اينكه هيچ چيز براي لحظه تولد روشن نيست، چقدر مي توان به لحظه انفجار نزديك شد؟ قوانين فيزيكي از ۴۳- ^۱۰ ثانيه پس از تولد كيهان (زمان پلانک) معنا پيدا مي كند. در اين لحظه تعادل ماده و پاد ماده به نفع ماده كه جهان ما را تشكيل داد، تمام مي شود. همچنين تمام نيروهاي حاكم بر جهان شامل گرانش، الكترومغناطيس، هسته اي ضعيف و هسته اي قوي در وحدت كامل به سر مي برند و تفاوتي ميان آنها موجود نيست. در واقع تنها يك ابر نيروي واحد وجود داشت. با توجه به اينكه چند بار از نيروها صحبت شد بهتر است بدانيد كه فعلا در جهان چهار نيروي شناخته شده وجود دارد. اولي گرانش است كه همه ما با آن آشناييم. دومي نيروي الكترومغناطيس است كه دافعه و جاذبه بارهاي همسان و غير همسان از اين نوع است. نيروي بين مولكولها كه از كره زمين گرفته و تمامي مواد و حتي بدن ما را تشكيل ميدهند از نوع الكترومغناطيس است. نيروي مشت به ديوار و برعكس ،چكش به ميخ، پا به توپ ، نيروي فشار، اصطكاك، مغناطيس، چسبيدن چسب و … همه از جنس نيروي الكترو مغناطيس است. نيروي سوم و چهارم عبارتند از هسته اي قوي و هسته اي ضعيف كه در زندگي روزمره براي ما ملموس نيستند. نيروي هسته اي قوي مسئول نگهداري پروتونها و نوترونها در هسته اتم است. نيروي هسته اي ضعيف نيز سبب متلاشي شدن هسته اتمها و راديو اكتيويته ميشود.

در ۳۵ –^۱۰ ثانيه پس از تولد، نيروي گرانش از بقيه نيروها جدا مي شود. در 10 –^۱۰ ثانيه پس از تولد، نيروي هسته اي قوي نيز از سه نيروي ديگر جدا مي شود، اما هنوز نيروي هسته اي ضعيف و الكترومغناطيس در وحدت به سر مي برند. يك هزارم ثانيه پس از تولد وحدت تمامي نيروها از بين رفته و كواركها به ذرات بنيادي مانند پروتون، نوترون و … تبديل مي شوند. پس از سه دقيقه از لحظه تولد، هسته اتمها تشكيل شده و در يك پلاسماي خيلي داغ با دماي يك ميليارد درجه سرگردانند. اين پلاسما پس از 380 هزار سال به اندازه اي سرد مي شود كه هسته ها و الكترونهاي موجود در آن به اتمهاي هيدروژن، هليوم و كمي ليتيم تبديل شوند. سرعت انبساط باعث مي شود كه ساده ترين اتمها تشكيل شوند و نه پايدارترين آنها كه آهن و سرب مي باشد. همانطور كه قبلا گفته شود، پيش بيني فراواني اين اتمها اولين موفقيت اساسي براي نظريه انفجار بزرگ بود. در همين لحظه بود كه فوتونها توانستند از دام پلاسما فرار كنند تا پس از 13.8 ميليارد سال سرگرداني در فضا به عنوان پيرترين فوتونهاي كيهان توسط ماهواره WMAP شكار شده و عكسي از كودكي جهان را به نمايش بگذارند!

اين تصوير در ابعاد كيهاني، جهان را به شكل عجيبي يكنواخت و همدما (همسانگرد و همگن) نشان مي دهد. بيشترين اختلاف دما در فضاي بين كهكشانها 0.0001 درجه است. از ديد يك چشم غول آسا، توزيع ماده و انرژي در كيهان به صورت حيرت انگيزي يكنواخت است. نتيجه اي كه به هيچ وجه با يك انفجار همخواني ندارد! كدام انفجار حتي خيلي كوچك مي تواند مواد و انرژي را به طور يكنواخت به اطراف پراكنده كند؟ اين موضوع از مدتها قبل ، يكي از مشكلات نظريه بيگ بنگ را رقم ميزد. در اوايل 1980 آلن گوث آمريكايي متمركز اين مشكل شد و با ارائه نظریه تورمی کیهان آن را حل كرد. در نظريه وي جهان در لحظات اوليه به حدي كوچك بوده كه فرصت كافي براي تبادل گرمايي و يكنواختي دما را داشته است و پس از آن نيز با سرعتي بيشتر از سرعت نور تورم یافته است!  البته اين انبساط سريع براي فضا رخ داده است و ارتباطي به اصل نسبيت خاص كه در مورد محدوديت سرعت ماده در فضا سخن مي گويد، ندارد.محاسبات نظريه تورم كه در آن انفجار از يك حجم كوچك آغاز و با سرعتي بيش از سرعت نور منبسط مي شود، يكنواختي كيهان را توجيه مي كند.

ادامه دارد …

نويسنده : احمد مصدر – عضو پیوسته بیگ بنگ

منابع:

لحظه آغاز ، جيمز ترفيل، ترجمه بهزاد قرمان و فرامرز صبوري، چاپ اول،نشر نما
اسرار كهكشانها ، گورويچ و چرنين، ترجمه نوقابي، چاپ اول، انتشارات آستان قدس
سه دقيقه اول ، استيون واينبرگ ، ترجمه خواجه پور
كيهان در پوست گردو، استيون هاوكينگ، ترجمه محمد قصاع، به نشر