سیگنال‌هایی از یک جهان پیش از بیگ بنگ؟

میچیو کاکو، فیزیکدان نظری می‌گوید:

من معتقد به وجود یک چندجهانی از جهان‌ها هستم.

که بر بحث جذابی تأکید دارد که طی دهه گذشته میان برخی از فیزیکدانان و کیهان‌شناسان پیش‌روی کره زمین، از جمله برنده نوبل ۲۰۲۰ یعنی راجر پن‌رز در گرفته، درباره نشانه‌های وجود یک جهان پیش از جهان ما در تابش پس زمینه کیهانی.

کاکو می‌گوید:

تفکر نوین این است که زمان با بیگ بنگ آغاز نشده است، و یک چندجهانی پیش از بیگ بنگ وجود داشته است. در نظریه تورمی، و در نظریه ریسمان، جهان‌هایی پیش از بیگ بنگ وجود داشته‌اند.

مفاهیم سرسام آور بی‌نهایت

دن هوپر رئیس گروه اخترفیزیک نظری در آزمایشگاه شتاب‌دهنده‌ی ملی فرمی، در کتاب At the Edge of Time نظریه چندجهانی را گسترش می‌دهد:

اگر فضا واقعا بی‌نهایت باشد، مفاهیم سرسام‌آور می‌شوند. درون یک گستره‌ی بی‌انتها از فضا، دشوار خواهد بود که هیچ دلیلی نیابیم برای این‌که بی‌شمار کهکشان، ستاره و سیاره و حتی بی‌شمار موجودات آگاه و هوشمند که در این حجم بی‌نهایت گسترده شده‌اند. این چیزی درباره بی‌نهایت است: چیزهایی که در غیر این‌صورت بسیار نامحتمل خواهند بود و همه آن‌ها را اجتناب‌ناپذیر می‌کند.

گروه همکاران علمی رصدخانه‌های امواج گرانشی LIGO و Virgo مشخص کردند که دانشمندان ۳۹ موج جدید گرانشی در ۲۹ اکتبر ۲۰۲۰ کشف کرده‌اند- بیش از ۳ برابر امواج گرانشی‌ای که در اولین دو اجرای آزمایش کشف شده بود. امواج گرانشی ابتدا در سال ۲۰۱۵ کشف شد و اعوجاج‌هایی در زمان و فضا هستند که توسط سیاه‌چاله‌ها یا ستاره‌های نوترونی در حال ادغام تولید می‌شوند.

«نویز موج گرانشی»- نشانه‌ای از جهان پیشین؟

سؤال عظیمی که پن‌رز بر اساس آشکارسازی اخیر LIGO از امواج گرانشی مطرح کرده است:

آیا یک کیهان‌شناسی چرخه‌ای در نویز LIGO پنهان شده است؟

ایده برانگیزاننده‌ای که حلقه‌های هم مرکز از تابش یکنواخت در تابش ریزموج پس‌زمینه‌ی کیهانی- باقی مانده از بیگ بنگ- ممکن است در واقع، ردپایی از سیاه‌چاله‌های برخورد کننده در ایون (aeon) کیهانی قبلی باشند زمانی که جهانی پیش از جهان ما وجود داشته است. این‌ها را ادوین کاتلیج برای مجله‌ی Nature  در مقاله‌ای با عنوان “No Evidence of Time Before the Big Bang” می‌نویسد، که توسط Vahe Gurzadyan از موسسه فیزیک ایروان در ارمنستان و فیزیکدان نظری راجر پن‌رز از دانشگاه آکسفورد در ۲۰۱۰ مطرح کردند. آن‌ها بحث کردند، کاتلیج گزارش می‌دهد که: برخورد بین سیاه‌چاله‌های پرجرم پیش از بیگ بنگ امواج گرانشی که با تقارن کروی منتشر می‌شوند تولید خواهد کرد، که الگوهای دایره‌ای مشخصه‌ای در تابش پس زمینه کیهانی بر جای می‌گذارد.

دن هوپر در ایمیلی می‌گوید: راجر پن‌رز همواره می‌خواسته دیدگاه‌هایی خارج از جریان اصلی علم مطرح کند. وی این کار را در دهه ۱۹۶۰ وقتی که به درستی در این‌باره بحث کرد که ستاره‌های سنگین در نهایت سیاه‌چاله خواهند شد انجام داد. در سال‌های اخیر، وی درباره دیدگاه متداول نسبت به کیهان اولیه به ویژه تورم کیهانی تردید ایجاد کرده است. در عوض، وی حدس می‌زند که ممکن است بیگ بنگ به هیچ‌وجه آغاز کیهان ما نبوده باشد.

بیگ بنگ و نه آغاز زمان

پن‌رز استدلال کرده است که جهان‌های منقرض شده‌ای وجود دارند که با سیاه‌چاله‌های شبح پر شده‌اند که مخفی هستند، که در نقشه‌ی تابش پس‌زمینه کیهانی جاسازی شده‌اند- یک جهان شبح- و ممکن است پناهگاه تمدن‌های بیگانه‌ای از یک ایون پیش از بیگ بنگ باشد، زمانی که جهان ما شروع به انبساط سریع کرد و به انبساط سریع کرد و به انبساط تا جایی که ماده در نهایت واپاشی کند ادامه می‌دهد. این فرآیند همگنی را باز می‌یابد و صحنه را برای بیگ بنگ بعدی و یک جهان جدید که متولد خواهد شد آماده می‌کند.

اثبات ایده‌ی وی آن چیزی است که پن‌رز به عنوان نقاط هاوکینگ می‌خواند: جسد سیاه‌چاله‌ها از پیش از بیگ‌بنگ که بیش از عمر جهان‌هایشان باقی مانده‌اند اما اکنون در انتهای طول عمرشان هستند، تابش منتشر می‌کند و به سوی نابودی کامل پیش می‌رود.

نقاط هاوکینگ- اجساد سیاه‌چاله‌ها از یک جهان پیشین

پن‌رز درباره فرضیه‌ی خود به نام کیهان‌شناسی چرخه‌ای همدیس (CCC) اضافه می‌کند:

پس بیگ‌بنگ ما از چیزی که به عنوان آینده‌ی دوردست یک ایون قبلی بوده آغاز شد و سیاه‌چاله‌های مشابهی توسط تبخیر هاوکینگ در حال تبخیر شدن بوده‌اند، و آن‌ها نقاطی در آسمان ایجاد می‌کنند که من نقاط هاوکینگ می‌نامم.

گوگل سال‌های آینده

طبق فرضیه‌ی پن‌رز، جهان ما همراه با انبساط سرد می‌شود و طی گوگل سال‌های آینده (۱۰^۱۰۰) سیاه‌چاله‌ها نیز شروع به درخشش در آسمان شب خواهند کرد. اگرچه این تابش بسیار ضعیف است- دمایی کمتر از ۱۰ میلیونیوم درجه بالای صفر مطلق- اما به مدت یک گوگل سال طول خواهد کشید، و وقتی از ایون بعدی به آن نگاه کنیم، این سیاه‌چاله‌های تابنده -نقاط هاوکینگ- جزء درخشان‌ترین چشمه‌های پیوسته انرژی در تابش CMB خواهند بود. دلیل آن‌که ما این نقاط را بدون تحلیل‌های رایانه‌ای نمی‌بینیم این است که آن‌ها بسیار ضعیف بودند و کیهان اولیه آن‌ها را در گستره‌ی وسیعی پخش کرده است. چیزی که زمانی یک تابش نقطه‌ای بوده است اکنون به صورت دیسکی با وسعت پنج برابر قطر ماه در آمده است.

پن‌رز می‌گوید:

تجزیه و تحلیل دقیق آسمان شب حدود ۳۰ عدد از این نقاط هاوکینگ را در نقشه تابش پس زمینه یافته است. پنج تا از این نقاط با دایره‌های هم‌مرکز کشف شده در تابش CMB تطابق دارند. جالب اینکه یکی از این نقاط با پنجره رصدی رصدخانه‌ی BICEP2 تطابق دارد که توانایی بررسی تطابق با الگوی میدان مغناطیسی که نظریه‌ی CCC در نقاط هاوکینگ پیش‌بینی می‌کند را می‌دهد.

مدرک جدید برای یک جهان چرخه‌ای

در سال ۲۰۱۸ سایت Physics World در مقاله‌ای با عنوان “New Evidence for a Cyclic Universe” گزارش داد که پن‌رز شاهد جدیدی در حمایت از CCC مطرح کرده است: به جای حلقه‌های تقریبا یکنواخت دمایی، پن‌رز وصله‌هایی در تابش CMB شناسایی کرده است که بسیار داغ‌تر از نواحی اطراف خود هستند. ایده این است که این لکه‌های داغ می‌توانند ناشی از تابش (بطور عمده الکترومغناطیسی) منتشر شده طی تبخیر هاوکینگِ سیاه‌چاله‌های پرجرم در ایون قبلی باشند.

چالشگران

این دیدگاه که کیهان اولیه ممکن است پر از دایره‌های اسرارآمیز باشد لزوما بدین معنا نیست که ما چیزی پیش از بیگ‌بنگ را دیده‌ایم، این چیزی است که همان‌طور که انتظار می‌رود توسط مطالعات مستقل مختلف به چالش کشیده شده است.

برای راستی آزمایی ادعای اولیه‌ی تیم پن‌رز در سال ۲۰۱۰ ، گورزادیان داده‌های ۷ ساله‌ی تلسکوپ WMAP مربوط به ناسا را با محاسبه‌ی تغییر در واریانس دمایی درون حلقه‌های بزرگتر پیش‌رونده در بیش از ۱۰۰۰۰ نقطه در تابش ریزموج بررسی کرد. و در واقع، همان‌طور که Nature گزارش می‌دهد، وی تعدادی از این حلقه‌ها را در داده‌های WMAP شناسایی کرد که واریانس دمایی به اندازه قابل توجهی پایین‌تر از اطراف خود داشتند.

همه سه گروهی که حدس پن‌رز را به چالش می‌کشند تحلیل گورزادیان از داده‌های WMAP را بازتولید کردند، و «همه موافق هستند که داده‌ها شامل دایره‌هایی با واریانس کم هستند». که در کار اولیه‌شان مشارکت می‌کند در اهمیتی که آن‌ها به دایره‌های نخستین نسبت می‌دهند.

جیمز زیبین از دانشگاه بریتیش کلمبیا می‌گوید:

نتایج بدست آمده توسط گورزادیان و پن‌رز به هیچ طریقی مدرکی برای مدل چرخه‌ای پن‌رز به جای تورم استاندارد فراهم نمی‌کند.

کاملا بی‌اهمیت

گورزادیان به Nautre گزارش می‌دهد و تحلیل‌های انتقادی را به عنوان «کاملا بی‌اهمیت» نادیده می‌گیرد، و استدلال می‌کند که بین مدل استاندارد کیهان‌شناختی و داده‌های WMAP «در برخی سطوح اطمینان» توافق وجود دارد اما مدل دیگری مانند مدل پن‌رز نیز ممکن است «حتی بهتر» با داده‌ها برازش شود.

وی نتیجه می‌گیرد:

ما ردپاهایی یافته‌ایم که ویژگی‌های پیش‌بینی شده توسط مدل را با خود دارد.

معکوس ایده‌ی پن‌رز درباره سیاه‌‌چاله‌های شبح از یک جهان منقرض شده را الکساندر ویلنکین، استاد فیزیک و رئیس موسسه کیهان‌شناسی دانشگاه تافتس و نویسنده‌ی کتاب  Many Worlds in One: The Search for Other Universes مطرح می‌کند:

اگر کیهان ما تنها یکی از بی‌شمار کیهان دیگر باشد، پس وقتی تورم در کیهان ما متوقف شد، نواحی درون آن که متورم می‌شدند به صورت سیاه‌چاله‌هایی رمبش کردند. هرچه یک ناحیه طولانی‌تر متورم شده باشد، سیاه‌چاله‌های پرجرم بیشتری خواهد داشت.

تعدادی از این جهان‌ها رمبش کردند و سیاه‌چاله‌ها تشکیل یافتند. اگر سیاه‌چاله‌ها به اندازه کافی بزرگ باشند، ممکن است جهان‌هایی درون‌شان تورم یابند، و این جهان‌های در حال انبساط به جهان قابل مشاهده‌ی ما از طریق کرم‌چاله‌هایی متصل هستند. بی‌شمار «جهان‌های حبابی» با نسخه‌های جایگزین از کیهان ما یا هیچ پر شده‌اند، که ممکن است در امتداد جهان ما وجود داشته باشند. این‌ها را پروفسور ولینکین مطرح می‌کند کسی که ایده‌ی خلقت کوانتومی جهان از خلاء کوانتومی را در سال ۲۰۱۵ مطرح کرده است. جهان‌هایی که ممکن است با قوانین فیزیک متفاوت از جهان ما وجود داشته باشند.

 

منبع: The Daily Galaxy

لینک کوتاه مطلب : https://sciencetoday.ir/?p=5239

تحریریه علم روز

→ خواندن مطلب قبلی

«مولکول‌های گرانشی» عجیب و غریب می‌توانند حول سیاه‌چاله‌ها بچرخند

خواندن مطلب بعدی ←

آیا فیزیک به پایان خود رسیده است؟

۲ مورد نظر

  • خسته نباشید و خدا قوت به مسئولین و هیات تحریریه این سایت بسیار جذاب با مطالب مفید و سطح بالا و سپاس بابت این مقاله ی بسیار خوب.

    • بسیار سپاسگزاریم از لطف و توجه شما نسبت به این سایت. خوشحال خواهیم شد بتوانیم از مطالب و مقالات شما نیز در این سایت استفاده کنیم.

نوشتن نظر شما

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