فضا و نجوم

آیا “لکه سرد” وجود جهان های موازی را اثبات می کند؟

نوشته شده توسط تیم تحریریه علمنا

درک مفهوم چندجهانی multiverse یا meta-universe ابدا ساده نیست. چنین مفهومی با تجربیات روزمره زندگی ما سازگاری ندارد و از همین رو حتی تصور آن نیز دشواراست. چندجهانی فرضیه ای است که بر مبنای آن مجموعه ای از جهان های ممکن وجود دارد که جهانی که ما در آن زندگی می کنیم تنها یکی از آن جهان ها به شمار می رود. آیا این فرضیه یا نظریه به معنای مصطلح در علم، اثبات شده است؟ آیا شاهد و گواه و دلیل محکمی برای اثبات این دیدگاه در دست است؟

برخی به  صورت جسته و گریخته دست روی یک نکته جالب در تابش زمینه ی کیهانی CMB می گذارند.  به عبارت دقیق تر روی مساله وجود لکه ی سرد! این ناحیه که به ناحیه ی سرد WMAP هم شهرت دارد منطقه ای از آسمان است که در امواج ریزموج دیده می شود. تجزیه و تحلیل این منطقه از کیهان حاکی از آن است که این ناحیه به شکل غیرعادی بزرگ و نسبتاً سرد است و به خواص تابش زمینه ی کیهانی نزدیک است. دمای ناحیه ی سرد حدوداً ۲٫۱ کلوین است و حدوداً ۱۷ میکروکلوین سردتر از میانگین دمای تابش زمینه ی کیهانی است. شعاع آن هم در حدود ۶ درجه بوده و در نیمکره جنوبی کره ی سماوی و در صورت فلکی نهر واقع است. اما به راستی چرا بخشی از کیهان تا این حد سرد بوده است؟ تابش زمینه کیهانی Cosmic Microwave Background radiation که به صورت خلاصه CMB نامیده می شود یک تابشی الکترومغناطیسی است که سراسر پهنه ی کیهان را پوشانده ‌است. تابش زمینه ی کیهانی قدیمی ترین موج شناخته شده در جهان است. حدود ۴۰۰ هزار سال پس از انفجار اولیه و چیزی در حدود ۱۳٫۸ میلیارد سال پیش. این تابش در محدودهٔ ریزموج با بسامد ۱۶۰GHz و طول موج ۱٫۹mm است و به باور کیهان‌شناسان مهمترین دلیل در پذیرفتن نظریه ی بیگ بنگ به شمار می رود.

تابش کیهانی از هر سو در کیهان به ما می رسد اما در عین حال در همه جای کیهان ویژگی های یکسان ندارد.  تابش کیهانی به صورت کلی سرد است و بیش ازصفر مطبق. گاهی گرمتر است و گاهی نیز از میانگین دمای تابش زمینه ی کیهانی کمتر سرد تر است. دلیل آن شاید این بوده که ماده در جهان اولیه به صورت کاملا مطلق و یکپارچه توزیع نشده بوده است. در برخی مناطق بیشتر و در برخی مناطق کمتر بوده. به لحاظ نظری اینکه در تابش زمینه کیهانی لکه های سرد (یا گرم) پیدا شود موضوع عجیبی نیست. از زمانی که در دهه ی ۹۰ میلادی برای نخستین بار چنین چیزی کشف شد و حتی موفق به دریافت نوبل فیزیک شد دیگر کسی از این بابت حیرت نمی کند. توزیع دما در کیهان با مدل استاندارد نظریه ی بیگ بنگ همخوانی دارد و با اندازه گیری ها سازگار است. اما نه به صورت صد در صد! در این بین یک مشکل هست که از سال ۲۰۰۴ به این سو پیدا شده است. ناحیه سرد cold spot به صورت حیرت برانگیزی به میزان ۰٫۰۰۰۱۵ درجه از محیط اطراف خود سردتر است. کهکشان ها معمولاً به صورت خوشه  ای در کیهان پراکنده شده اند. اما برخی مناطق در کیهان وجود دارد که از این قاعده پیروی نمی کنند. در اصطلاح کیهان شناسی به آنها تهی گاه یا Void می گویند. برخی کیهان شناسان می گویند که وجود لکه های سرد را می توان را اثر زاکس-ولف Sachs–Wolfe effect  توضیح داد. بر این اساس لکه سرد از مناطقی از کیهان می آید که در آنها ماده کمتری موجود است و تابش زمینه کیهانی سردتر است.

cmb7_wmap_circle_2048

دمای ناحیه ی سرد حدوداً ۲٫۱ کلوین است و حدوداً ۱۷ میکروکلوین سردتر از میانگین دمای تابش زمینه ی کیهانی است.

اما اینکه دقیقا چی توضیحی برای لکه سرد می توان بیان کرد نه مکنزی می تواند نه همکارانش. هیچکس نمی داند که آیا لکه ی سرد دلیل بر وجود چندجهانی (مولتی یونیورس) است یا نه ” نه رد می شود و نه اثبات.  فلوریان فرایشتتر اخترشناس در دانشگاه ینا آلمان می گوید اگر طبق فرضیه چند جهانی بیش از یک جهان وجود داشته باشد نه می توان آن را رد و نه اثبات کرد. شاید یک توضیح این باشد که جهان و ما و جهان دیگر که منشاء مشترکی داشته اند بر روی هم اثر متقابل گذاشته  (مثلا بر اثر نیروی گرانش هر کدام) و این لکه سرد را ایجاد کرده اند. البته این حدس و گمان ها صرفا در حد حدس و گمان است و هیچ شاهد و گواه علمی دقیقی برای این خیال پردازی ها وجود ندارد. مکنزی در مقاله می نویسد که نباید فراموش کرد که لکه ی سرد بدون وجود تهی گاه های عظیم نیز با توابع آماری و  بر اساس مدل استاندارد کیهانی قابل توضیح است. اگر جهان اولیه ۵۰ بار  (یک آزمایش ذهنی به صورت مجزا) از حال اولیه خود ایجاد شود بر اساس مدل استاندار کیهان شناسی تنهای یکی از این ۵۰ جهان ایجاد شده می تواند لکه ای به اندازه لکه سرد که اینک در کیهان مشاهده می کنیم داشته باشد. فرایشتتر می گوید من بر خلاف بسیاری از کیهان شناسان خیلی هم علیه فرضیه چندجهانی نیستم. اما با در نظر گرفتن نتیجه مقاله اخیر (اینکه  با تهی گاه void  ها و اثر راکس ولف نمی توان دمای سرد این لکه سرد را توضیح داد) نمی توان برای یک فرضیه دیگر که هیچ شاهدی بر درستی آن نداریم اعتبار قایل شویم.

 

درباره نویسنده

تیم تحریریه علمنا

دیدگاه شما چیست