فضا و نجوم

ارائه روشی جدید برای بررسی آغاز کیهان

big-bang-theory
نوشته شده توسط مینو خوشرنگ‌باف

از زمانی که کیهان‌شناسان به انبساط عالم پی­ برده­ اند پرسش­های بسیاری مربوط به انفجار بزرگ و لحظه­ های اولیه بعد از آن مطرح شد، که با وجود تمام پیشرفت­ها، همچنان بی پاسخ مانده ­اند. حال دانشمندان مرکز اخترفیزیک هاروارد روش جدیدی را برای پاسخ به این سوالات ارائه کرده ­اند. در این روش از نوسانات ذرات سنگین به عنوان سنجه­ای برای ثبت گذر زمان در کیهان نخستین استفاده می­ شود.

تحقیق جدید ذرات سنگین نوسان کننده را به عنوان "ساعت های" (سنجه زمان) تولید شده در کیهان اولیه پیشنهاد می کند.

تحقیق جدید ذرات سنگین نوسان کننده را به عنوان “ساعت های” (سنجه زمان) تولید شده در کیهان اولیه پیشنهاد می کند.

اینکه جهان چگونه آغاز شد؟ و یا قبل از انفجار بزرگ چه چیزی بود؟ از جمله سوالاتی هستند که از زمان پی بردن کیهان شناسان به انبساط عالم مطرح شدند. اما از آنجایی که آغاز کیهان از دید حتی قدرتمندترین تلسکوپ­ه ای ما نیز مخفی است، پاسخ به این پرسش­ ها همچنان غیر ممکن است.
امروزه چندین نظریه برای توجیه انبساط عالم وجود دارد، که از این میان، نظریه تورم به طور گسترده مورد قبول است. طبق این تئوری، عالم در کسری از ثانیه به صورت نمایی گسترده شده است. با این حال تعدادی از نظریه­ های جایگزین هم هستند که یک برخورد شدید را عامل ایجاد انفجار بزرگ می­دانند. اما کدام یک از این نظریه ­ها مطابق با واقع هستند؟ رمز کار، انجام اندازه­ گیری­ هایی است که بتوان بین این دو نظریه تمایز قائل شد.
یکی از منابع امیدوار کننده برای پاسخ به پرسش­های مربوط به شروع عالم، وجود تابشی به نام «تابش پس­ زمینه کیهانی» یا همان (CMB) است. این تابش در واقع درخشندگی باقیماده از انفجار بزرگ است که در کل فضا نفوذ کرده است. در ابتدا این درخشش کاملا صاف و یکنواخت به نظر می­رسید، اما بررسی­ های دقیق ­تر مقدار اندکی تفاوت در نقاط مختلف این درخشش ثبت کرد. این تفاوت­ها حاصل بی‌ثباتی‌های کوانتومی هستند که در تولد کیهان حضور داشتند و با انبساط عالم دچار کشیدگی شده اند. چنین به نظر می­رسد که روزنه تشخیص تفاوت بین نظریه­ های ارائه شده، جستجو در تابش پس زمینه کیهانی برای یافت امواج گرانشی احتمالی هستند که از کیهان نخستین بر جای مانده.
زینگانگ چن از مرکز علوم اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونین (CFA) و دانشگاه تگزاس گفت: «ما یک رویکرد جدید ارائه می­دهیم که اجازه آشکار کردن مستقیم تاریخچه تکاملی جهان نخستین توسط سیگنال­های اخترفیزیکی را به ما می­دهد.»

کوئتر زینگانگ چن استادیار فیزیک از دانشگاه تگزاس در دالاس و محقق مهمان در مرکز علوم اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونین.

کوئتر زینگانگ چن استادیار فیزیک از دانشگاه تگزاس در دالاس و محقق مهمان در مرکز علوم اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونین.

با­ اینکه مطالعات تئوری و عملی، سرنخ­های مفیدی درباره تغییرات فضایی کیهان اولیه به دست می­دهد، اما این مطالعات فاقد عنصر کلیدی «زمان» هستند. بدون در نظر گرفتن گذر زمان، تاریخچه تکاملی کیهان نخستین هرگز نمی­ تواند به روشنی مشخص شود. درست مثل اینکه ندانیم یک فیلم در کدام جهت در جریان است، رو به جلو یا عقب!
این تحقیق ساعت‌ها را در نظر می­گیرد که می­توان با استفاده از آنها، گذر زمان هنگام تولد کیهان را محاسبه و در اندازه­ گیری­ ها وارد کرد. این ساعت­ها به شکل ذرات سنگینی هستند که محصول پیش ­بینی شده «نظریه همه چیز» اند، نظریه­ای که مکانیک کوانتوم و نسبیت عام را متحد می­کند. این ساعت­ها «ساعت­های استاندارد اولیه» نامیده می ­شوند.
ذرات سنگین زیراتمی معرفی شده، مثل آونگ رفتار می­کنند. آنها نوسانات جهانی و استانداردی رو به جلو و عقب انجام می­دهند. این ذرات همچنین می­توانند بدون اینکه ضربه محرکی به آنها وارد شود، نوسانات کوانتومی انجام دهند. این نوسانات یا تکان­های کوانتومی مثل تیک‌تاک­های ساعت عمل می­کنند که در واقع جهت جریان فیلم کیهانی ما را مشخص می­کند. با استفاده از این ساعت­­ها شرایط لازم برای وقوع انفجار بزرگ قابل درک خواهد بود.

درباره نویسنده

مینو خوشرنگ‌باف

دیدگاه شما چیست