آیا قبل از انفجار بزرگ جهانی وجود داشته است ؟ این سوالی است که...
همه فیزیکدانان باور ندارند که زمان با انفجار بزرگ شروع شده باشد. انفجار بزرگ تنها می توانسته گذری از یک رمبش به جهانی در حال انبساط باشد. اینک " مارتین بوجووالد " از دانشگاه ایالت پنسیلوانیای امریکا در حال بررسی مدلی از «گرانش کوانتومی حلقوی» است تا نشان دهد که حتی اگر چنان جهانی، پیش از انفجار بزرگ وجود داشته باشد، شناخت جنبه های خاص آن غیرممکن خواهد بود. بسیاری انفجار بزرگ را همچون «گلوله آتش» در نظر می گیرند که حدود ۱۴ میلیارد سال پیش از حالتی داغ و متراکم آغاز شد و به شکل جهان وسیعی که امروزه می بینیم، منبسط شد. در فیزیک کلاسیک مشکلی وجود دارد؛ وقتی مدل های خود را در جهت گذشته مورد استنتاج قرار می دهیم، این مدل ها انفجار بزرگ را به عنوان لحظه یی با انرژی و دمای بی نهایت پیش بینی می کنند که آن را «تکینگی» می نامند. مدل های کلاسیکی می توانند تا یک هزارمیلیاردم ثانیه این تکینگی پیش بروند، اما همه مفهوم های پیشین معادلات شان از دست می رود. فیزیکدانان برای شناخت جهان در زمان های دور باید نظریه یی انتخاب کنند که بتواند سه نیروی قوی تر طبیعت (الکترومغناطیسی، نیروی ضعیف هسته یی و نیروی قوی هسته یی) را با نیروی گرانش تلفیق کند، یعنی آنها باید نظریه گرانش اینشتین (نسبیت عام) را با مکانیک کوانتومی تطبیق دهند و یک نظریه کوانتومی گرانشی به وجود آورند. یکی از نظریه هایی که به همین منظور پیشنهاد شده است، گرانش کوانتومی حلقوی نام دارد. این نظریه فرض می کند زمان در «جهش »های کوانتومی محدودی جلو می رود. در نظریه کلاسیک انرژی مقادیر بالای دلخواهی می گیرد، اما در نظریه گرانش کوانتومی حلقوی با یک حد فوقانی محدود می شود. «بوجووالد» در این باره می گوید؛ " حدود ۶ سال قبل دریافتم که گرانش کوانتومی حلقوی می تواند از تشکیل تکینگی اجتناب کند، اما معادلاتی به کار بردم که هنوز هم برای نشان دادن دقیق حالت کوانتومی بسیار پیچیده هستند. "
به هر حال فقدان تکینگی این احتمال را پدید آورده است که جهان می توانست حالتی داشته باشد که تا زمان های قبل از انفجار بزرگ امتداد یابد. این یعنی انفجار بزرگ آغاز جهان را نشان نمی دهد، اما انفجار بزرگ بیشتر یک گذر یا جهش جهان بود از حالتی پیش از رمبش به چیز در حال انبساط که امروزه می شناسیم. اکنون «بوجووالد» مشغول تحقیق روی این موضوع است که آیا می توان به جهان پیش از انفجار بزرگ نگاهی گذرا افکند یا خیر. او که تحقیقاتش را با مدلی بر اساس گرانش کوانتومی حلقوی شروع کرد، در اوایل امسال گفت که حالت جهان با تعدادی پارامتر از جمله چگونگی انبساط کنونی جهان، مقدار ماده موجود و شدت گرانش توصیف می شود. وی به تدریج مدل را ساده سازی کرد و توانست معادلاتی برای حالت جهان بیابد که در زمان پیش از انفجار بزرگ دقیقاً قابل حل باشد.
ما که هم اکنون در دوره پس از انفجار بزرگ زندگی می کنیم، از فضا و زمان کاملاً هموار برخورداریم. اما پیش از انفجار بزرگ (اگر چنان زمانی وجود داشته باشد) احتمال دارد که جهان در چنان حالت کوانتومی پرافت و خیزی بود که حتی مفاهیم معمولی زمان هم معنی خود را از دست می دادند. «بوجووالد» دریافت که وسعت جهان حاضر عدم قطعیت بنیادی یی در معادلاتش به وجود می آورد که ما را از درک چگونگی تغییرات کوانتومی بزرگ پیش از انفجار بزرگ بازمی دارد؛ یعنی امکان ندارد که مثلاً برای پیگیری گذشته همه جنبه های جهان پیش از انفجار بزرگ، محاسبات مان را رو به عقب انجام دهیم. این چیزی است که «بوجووالد» نامش را «فراموشی کیهانی» می گذارد. او می گوید؛ «این حقیقت که برخی ویژگی ها به طور کامل پیش بینی ناپذیرند، بسیار غیرمنتظره است.» البته وی اضافه می کند که جنبه های مرتبط با رفتارهای کلاسیکی همچون وسعت جهان و آهنگ انقباض را می توان به طور کلی مشخص کرد. اما «جان بارت»، نظریه پرداز گرانش کوانتومی از دانشگاه ناتینگهام انگلستان یادآور می شود که گرانش کوانتومی حلقوی نظریه یی کاملاً مقبول در میان سایر نظریه ها نیست که این موضوع می تواند نتیجه گیری های «بوجووالد» را متزلزل سازد. او می گوید : گرانش کوانتومی حلقوی مثل کیکی نیم پخته است. برای دستیابی به یک نظریه کوانتومی گرانشی کامل به برخی جنبه ها نیاز داریم که هنوز وجود ندارد.
منبع:sampadastronomer.blogfa.com
تصاوير زيبا و مرتبط با اين مقاله
به هر حال فقدان تکینگی این احتمال را پدید آورده است که جهان می توانست حالتی داشته باشد که تا زمان های قبل از انفجار بزرگ امتداد یابد. این یعنی انفجار بزرگ آغاز جهان را نشان نمی دهد، اما انفجار بزرگ بیشتر یک گذر یا جهش جهان بود از حالتی پیش از رمبش به چیز در حال انبساط که امروزه می شناسیم. اکنون «بوجووالد» مشغول تحقیق روی این موضوع است که آیا می توان به جهان پیش از انفجار بزرگ نگاهی گذرا افکند یا خیر. او که تحقیقاتش را با مدلی بر اساس گرانش کوانتومی حلقوی شروع کرد، در اوایل امسال گفت که حالت جهان با تعدادی پارامتر از جمله چگونگی انبساط کنونی جهان، مقدار ماده موجود و شدت گرانش توصیف می شود. وی به تدریج مدل را ساده سازی کرد و توانست معادلاتی برای حالت جهان بیابد که در زمان پیش از انفجار بزرگ دقیقاً قابل حل باشد.
ما که هم اکنون در دوره پس از انفجار بزرگ زندگی می کنیم، از فضا و زمان کاملاً هموار برخورداریم. اما پیش از انفجار بزرگ (اگر چنان زمانی وجود داشته باشد) احتمال دارد که جهان در چنان حالت کوانتومی پرافت و خیزی بود که حتی مفاهیم معمولی زمان هم معنی خود را از دست می دادند. «بوجووالد» دریافت که وسعت جهان حاضر عدم قطعیت بنیادی یی در معادلاتش به وجود می آورد که ما را از درک چگونگی تغییرات کوانتومی بزرگ پیش از انفجار بزرگ بازمی دارد؛ یعنی امکان ندارد که مثلاً برای پیگیری گذشته همه جنبه های جهان پیش از انفجار بزرگ، محاسبات مان را رو به عقب انجام دهیم. این چیزی است که «بوجووالد» نامش را «فراموشی کیهانی» می گذارد. او می گوید؛ «این حقیقت که برخی ویژگی ها به طور کامل پیش بینی ناپذیرند، بسیار غیرمنتظره است.» البته وی اضافه می کند که جنبه های مرتبط با رفتارهای کلاسیکی همچون وسعت جهان و آهنگ انقباض را می توان به طور کلی مشخص کرد. اما «جان بارت»، نظریه پرداز گرانش کوانتومی از دانشگاه ناتینگهام انگلستان یادآور می شود که گرانش کوانتومی حلقوی نظریه یی کاملاً مقبول در میان سایر نظریه ها نیست که این موضوع می تواند نتیجه گیری های «بوجووالد» را متزلزل سازد. او می گوید : گرانش کوانتومی حلقوی مثل کیکی نیم پخته است. برای دستیابی به یک نظریه کوانتومی گرانشی کامل به برخی جنبه ها نیاز داریم که هنوز وجود ندارد.
منبع:sampadastronomer.blogfa.com
تصاوير زيبا و مرتبط با اين مقاله
