ممکن است جهان ما مملوء از ذرات سریعتر از نور باشد

از دیدگاه نظریه نسبیت اینشتین، حرکت سریعتر از نور امکان ندارد. حرکت سریعتر از نور سبب نقض علّیت می‌شود و با شهود ما ناسازگار است. اما آیا ممکن است ذراتی که سریعتر از نور حرکت می‌کنند بر کیهان تسلط داشته باشند؟ برخی فیزیکدانان مدعی هستند که چنینی مدلی برای توصیف کیهان به طرز شگفت انگیزی با مشاهدات تجربی توافق دارد.

در مقاله جدیدی که هنوز مورد داوری همتا (peer-review) قرار نگرفته است، فیزیکدانان پیشنهاد کرده‌اند که جهان ما ممکن است تحت تسلط تاکیون‌ها باشد. تاکیون‌ها نوعی ذرات فرضی هستند که همیشه سریع‌تر از نور حرکت می‌کنند. ما تقریبا مطمئنیم که تاکیون‌ها در طبیعت وجود ندارند؛ حرکت سریعتر از نور، همه چیزهایی که در مورد جریان علی زمان که از گذشته به آینده جریان دارد می‌دانیم را نقض می‌کند. اما این ذرات فرضی هنوز برای فیزیکدانان جالب هستند، زیرا احتمال کمی وجود دارد که حتی آشناترین تصور ذهنی ما، یعنی علّیت، اشتباه باشد.

این گروه از محققان این‌طور پیشنهاد کرده‌اند که تاکیون‌ها ممکن است ماهیت واقعی سازنده ماده تاریک باشند، یعنی همان ماده‌ی اسرارآمیزی که بیشترِ جرم اغلب کهکشان‌ها در جهان را تشکیل می‌دهد و ۵ برابر سنگین‌تر از ماده معمولی (ماده باریونی) است. ستاره‌شناسان و فیزیکدانان هر دو در حال حاضر نمی‌دانند که ماده تاریک واقعا از چه چیزی ساخته شده است، بنابراین آن‌ها آزادند تا انواع ایده‌ها را برای توجیه آن بسازند — زیرا در نهایت، ممکن است یک ایده دور از ذهن، و حتی اشتباه، به ما در مسیر درک بهتر مسأله کمک کند.

این محققان محاسبه کرده‌اند که جهان در حال انبساط که پر از تاکیون‌ها باشد، قبل از شتابگیری مجدد، می‌تواند در ابتدا از سرعت انبساط خود بکاهد. جهان ما در حال حاضر در یک فاز شتاب‌دار است که توسط پدیده‌ای به نام انرژی تاریک هدایت می‌شود، بنابراین این مدل کیهانی تاکیون به طور بالقوه می‌تواند انرژی تاریک و ماده تاریک را همزمان توضیح دهد.

برای آزمایش این ایده، فیزیکدانان مدل خود را با داده‌های رصد ابرنواخترهای نوع Ia مقایسه کردند. انفجارهای ابرنواختری، نوعی انفجار ستاره‌ای است که به کیهان‌شناسان اجازه می‌دهد تا رابطه‌ای بین فاصله و سرعت انبساط جهان برقرار کنند. از طریق ابرنواخترهای نوع Ia بود که اخترشناسان در اواخر دهه ۱۹۹۰ برای اولین بار کشف کردند که سرعت انبساط جهان در حال افزایش است.

فیزیکدانان دریافتند که مدل کیهانی تاکیونی در توضیح داده‌های ابرنواختری به اندازه مدل استاندارد کیهان‌شناسی که شامل ماده تاریک و انرژی تاریک است خوب عمل می‌کند. با توجه به غیر متعارف بودن ایده، این مسأله جای تعجب دارد.

با این‌حال، این تنها آغاز ماجرا است. ما امروزه به انبوهی از داده‌های کیهانی در بزرگ‌مقیاس، مانند تابش پس‌زمینه کیهانی (تابش باقیمانده از لحظات نخست پس از انفجار بزرگ) و توزیع کهکشان‌ها در بزرگترین مقیاس‌ها، دسترسی داریم. گام بعدی برای آزمایش این ایده مقایسه آن با داده‌های رصدی بیشتر است.

با توجه به ماهیت نامحتمل تاکیون‌ها، بعید است مدل کیهانی تاکیونی بتواند از آزمون‌های دقیق بعدی با موفقیت بیرون بیاید. اما ادامه حرکت در راستاهای جدید، و حتی غیرمتعارف، در کیهان‌شناسی مهم است. چرا که ما نمی‌دانیم چه زمانی ممکن است به موفقیت دست پیدا کنیم. دانشمندان ۵۰ سال است که برای درک ماده تاریک تلاش می‌کنند و ربع قرن نیز است که برای شناخت ماهیت انرژی تاریک تلاش کرده‌اند و هنوز هیچ نتیجه قطعی بدست نیاورده‌اند. شاید راه‌حل‌های این معماها در یک ایده‌ی غیرمنتظره نهفته باشند.