کیهان شناسان: جهان بدون نقطهی آغاز غیر ممکن است
نظریه ی انفجار بزرگ جزو جداناشدنی کیهان شناسی نوین است ولی فیزیک دانان زیادی در دهههای گذشته سعی کرده اند با آن مبارزه کنند که بیشتر به خاطر مفهوم الهی آن بوده است. سوال این است که اگر ما لحظه ی آفرینش داشته باشیم،آیا نیاز به آفریدگار نداریم؟ برخیکیهان شناسان در دهههای گذشته سعی کرده اند از نیاز به لحظه ی آفرینش پرهیز کنند و پیدایش جهان از طریق انفجار بزرگ را جور دیگر توضیح دهند. اما تحقیقات جدید امیدهای آنها را به ناامیدی تبدیل کرده است. تحقیقات جدید نشان می دهد که جهان به طور مسلم دارای نقطه ی آغاز بوده است. مقاله ی پیش رو برداشتی از مجله یNewScientist در تاریخ ۱۴/۱/۲۰۱۲می باشد که پس از جست و جوی بسیار بسیار فراوان(!) بالاخره موفق به یافتن آن شدم. (pdf)
http://www.uplooder.net/cgi-bin/dl.cgi?key=8b86035f8cf426431452295ead3e1bce
شاید بتوان اسمش را بدترین هدیه ی تولد گذاشت. در سالروز بزرگداشت ۷۰ سالگی استیون هاوکینگ، ۲ نظریه ی مهم دانش ما در مورد کیهان را با چالش جدی روبرو کرد. یکی از آنها میگوید جهان ابدی غیر ممکن است. جهان باید یک جور مرز آغازین داشته باشد. هرچند ما ممکن است با این نظر که انفجار بزرگ نقطه ی آغاز همه چیز بوده مشکلی نداشته باشیم، برخی فیزیک دانان مثل استیون هاوکینگ از آفرینش کیهانی دوری می کنند.
استیون هاوکینگمیگوید:
<< نقطه ی آفرینش جایی است که علم در هم می شکند. انسان باید متوسل به دین و دست خدا بشود.>>
الکساندر ویلنکین، کیهان شناس از دانشگاه بوستون توضیح می دهد که تمامی نظریههای مربوط به انفجار بزرگ (بیگ بنگ) نیاز به یک نقطه ی آغازین دارند. مدلهایی مثل تورم ابدی یا مدل جهان چرخهای که تصور می شد می توانند تا بینهایت در آینده و گذشته ادامه داشته باشند، همه نیاز به یک نقطه ی آغاز دارند.
ویلنکین ابتدا سراغ نظریه ی تورم ابدی رفت. نظریه ی تورم آلن گوس از دانشگاه ماساچوست میگوید کیهان پیش از آنکه به انبساط ملایمی که امروز شاهد آن هستیم برسد، در لحظات آغازین انفجار بزرگ حجمش هزاران برابر شد. این نظریه توضیح می دهد که چطور بخشهایی از کیهان که بسیار دور از هم هستند به هم شبیه اند (به عبارت دیگر توضیح می دهد که چرا جهان ما همگن است). تورم ابدی در واقع بسط نظریه ی تورم است که میگوید جهان ما با تولد بخشیدن به جهانهای حبابی کوچکتر در یک مجموعه ی چند جهانی همواره در حال انبساط، همواره با یک سرعت خطرناک بزرگتر می شود که هر کدام از این جهانهای حبابی دوران تورم اولیه خود را طی می کنند( شکل۱). در سال۲۰۰۳ تیمی متشکل از آلن گوس و الکساندر ویلنکین تاثیر ثابت هابل که مقدار انبساط جهان را از طریق ریاضی توضیح می دهد ، بر مدل تورم ابدی در نظر گرفتند و دریافتند که معادلات درست در نمیآیند. ویلنکین میگوید: << شما نمی توانید فضا- زمانی با این ویژگی بسازید. >> نتیجه آنکه ثابت هابل دارای یک حد پایین است که اجازه ی تورم در هر دو جهت زمانی (گذشته و آینده ) را نمی دهد. ویلنکین میگوید:
<< امکان ندارد در گذشته تا بی نهایت ادامه داشته باشد. باید یک مرز آغاز وجود داشته باشد.>>
شکل۱:مدل چند جهانی که مثل شاخههای یک درخت است توضیح می دهد که چطور جهانهای جدید می توانند از جهانهایی که هم اکنون وجود دارند به وجود بیایند. ویلنکین نشان داد که حتی اگر جهان ما بدین شکل آغاز شده باشد، باز هم این شاخهها در نهایت به یک نقطه ی شروع نیاز دارند.
گزینه دیگر نظریه ی جهان چرخه ای بود که در آن انفجار بزرگ نقطه ی آغاز نیست بلکه برگشت جهان ما از فروریزش جهان قبلی است. در این مدل، جهان چرخه ای بینهایت از انفجار بزرگ ها و فرو ریزش ها را تجربه کرده بی آنکه برای آن نقطه ی آغازی بوده باشد( شکل۲). ویلنکین با در نظر گرفتن مقدار بی نظمی کیهان دریافت که چنین چرخه ی بی نهایتی امکان ناپذیر است. بی نظمی کیهان با گذر زمان افزایش مییابد. بنابراین جهان بعد از هر چرخه بی نظم تر می شود. حال اگر پیش از جهان ما بیشمار چرخه ی دیگر بوده باشد، جهانی که ما در آن زندگی میکنیم باید در حالت بیشترین بی نظمی خود باشد. چنین جهانی نیمه گرم یکنواخت و بدون شکلی مشخص است و موجودات پیچیدهای مثل ستارگان، سیارات و فیزیک دانان در آن وجود ندارند. چنین جهانی هیچ شباهتی به جهان ما ندارد.
یک راه برای برون رفت از این مشکل آن است که حجم جهان بعد از هر چرخه بیشتر شود. در این صورت نسبت بی نظمی به حجم جهان افزایش نمی یابد و لزومی ندارد به بیشترین مقدار خود برسد.
اما ویلنکین دریافت که چنین جهانی با همان استدلال ریاضی در مورد نظریه ی تورم ابدی روبرو می شود : اگر جهان بزرگ و بزرگ تر شود، باید در نقطه ای آغاز شده باشد.
شکل۲:بر اساس مدل انفجار – فروریزش، جهان ما بعد از یک دوره انبساط، منقبض شده و به حالت خود در ابتدای انفجار بزرگ میرسد و سپس دوباره منفجر شده و جهانی جدید آغاز می شود. ویلنکین نشان می دهد این چرخه نمی توانسته در گذشته تا بینهایت ادامه داشته باشد.
حمله ی آخر ویلنکین به نظریه ی کمتر شناخته شده ای بود که میگوید کیهان همواره در حالتی ایستا به اسم تخم کیهانی وجود داشته است. این تخم در نهایت ترک خورد و انفجار بزرگ را که منجر به انبساط جهان شد به وجود آورد. سال گذشته، ویلنکین به همراه یکی از دانشجویانش نشان دادند که این تخم نمی توانسته برای همیشه وجود داشته باشد چرا که ناپایداریهای کوانتومی آن را بعد از مدت زمانی متناهی مجبور به در هم شکستن خواهد کرد. اما اگر قرار بوده باشد تخم ترک بخورد و منجر به انفجار بزرگ شود، این اتفاق باید قبل از آنکه در هم بشکند و در نتیجه بعد از زمانی متناهی اتفاق افتاده باشد. ویلنکین نتیجه می گیرد که:
<< این مدل هم نامزد خوبی برای جهان بی آغاز نیست. تمام شواهد حاکی از آن است که جهان دارای آغاز بوده است.>>
منبع : http://islamic-vaccination.blogfa.com/post/26