جهان ما از دنیای دیگری آمده است: فیزیکدانان قوانین جهان را بازنویسی کردند؛ آیا بیگ بنگ لغو شده است؟

به گزارش مجله خبری نگار، گروهی از فیزیکدانان نظری فرضیه‌ای انقلابی ارائه داده‌اند که می‌تواند ایده‌های اساسی در مورد منشأ جهان را دگرگون کند. بر اساس مطالعه‌ای جدید که در مجله معتبر Physical Review D منتشر شده است، جهان ما می‌تواند نه در نتیجه بیگ بنگ، بلکه از یک تکینگی، بلکه درون یک سیاه‌چاله که در جهان بزرگتر دیگری شکل گرفته است، پدید آمده باشد.

به گفته نویسندگان، این سناریو فراتر از قوانین شناخته‌شده فیزیک نمی‌رود و نیازی به استفاده از نظریه‌های عجیب و غریب ندارد. برعکس، به طور منطقی گرانش کلاسیک اینشتین و اصول مکانیک کوانتومی را متحد می‌کند و تناقض اصلی کیهان‌شناسی مدرن را از بین می‌برد.

از تکینگی تا «بازگشت گرانشی»

نظریه سنتی بیگ بنگ، که در قرن بیستم به طور گسترده مورد پذیرش قرار گرفت، فرض می‌کند که تمام فضا، ماده و انرژی از نقطه‌ای با چگالی بی‌نهایت به نام تکینگی پدید آمده‌اند. با این حال، این مفهوم با تعدادی از مشکلات جدی رو‌به‌رو است. این نظریه توضیح نمی‌دهد که قبل از تکینگی چه چیزی وجود داشته است، راز منشأ ماده و انرژی تاریک را حل نمی‌کند و با قوانین فیزیک کوانتومی مطابقت خوبی ندارد.

فیزیکدانان مسیر متفاوتی را پیشنهاد می‌کنند. طبق محاسبات آنها، جهان ما نتیجه انفجار نیست، بلکه نتیجه فشرده‌سازی است. در مقطعی از جهان دیگر، فشرده‌سازی گرانشی عظیمی از ماده رخ داده که منجر به تشکیل سیاه‌چاله شده است. با این حال، به جای فروپاشی بی‌نهایت، اثرات کوانتومی - در درجه اول اصل طرد پائولی و خواص فشار کوانتومی - وارد عمل شدند.

محققان معتقدند که این مقاومت کوانتومی ممکن است مانع از شکل‌گیری تکینگی شده باشد. در عوض، یک «جهش کیهانی» رخ داده است - لحظه‌ای که انقباض گرانشی جای خود را به انبساط سریع داد. همین جهش بود که جهان ما را به وجود آورد.

آیا ما در یک سیاه‌چاله زندگی می‌کنیم؟

شگفت‌انگیزترین بخش این فرضیه این است: اگر محاسبات درست باشند، پس کل جهان ما می‌تواند درون افق رویداد یک سیاه‌چاله قرار داشته باشد که به نوبه خود، در جهان «والد» دیگری قرار دارد. دانشمندان ادعا می‌کنند که از بیرون، کیهان ما مانند یک جسم سیاه عظیم به نظر می‌رسد - به طرز غیرقابل تصوری متراکم و پنهان از ناظر بیرونی.

این سناریو همچنین توضیحی طبیعی برای انحنای مثبت فضا ارائه می‌دهد - همانطور که هندسه داخلی سیاهچاله ایجاب می‌کند، کمی بسته است. علاوه بر این، این مدل وجود اشیاء باقی‌مانده را پیش‌بینی می‌کند - برای مثال، سیاهچاله‌های اولیه یا ستاره‌های نوترونی باقی‌مانده از مرحله "پیش از جهش". تشخیص آنها می‌تواند مدرک مستقیمی برای این نظریه باشد.

نگاهی نو به مشکلات قدیمی

مزیت اصلی این نظریه، اقتصادی بودن آن است. این نظریه نیازی به کنار گذاشتن نظریه نسبیت عام و ایجاد یک «فیزیک جدید» ندارد. تمام عناصر این فرضیه بر اساس قوانین و مشاهدات کوانتومی شناخته شده، از جمله خواص ستاره‌های نوترونی و اثرات گرانش در برهمکنش با میدان هیگز در چگالی‌های بسیار بالا، بنا شده‌اند.

برای مثال، قبلاً ثابت شده است که تحت شرایط خاصی، میدان هیگز می‌تواند دافعه داشته باشد - و این می‌تواند به مکانیسمی تبدیل شود که از فروپاشی گرانشی جلوگیری می‌کند. بنابراین، نیازی به معرفی میدان‌های فرضی یا ذرات ابرمتقارن نیست: کافی است آنچه را که می‌دانیم دوباره بررسی کنیم.

علاوه بر این، این مدل چندین مسئله حل نشده را به طور همزمان حل می‌کند: نیاز به فرض وجود یک تکینگی اولیه را از بین می‌برد، زمینه را برای گذار آرام از فشرده‌سازی به انبساط فراهم می‌کند، و حتی به طور بالقوه انبساط شتاب‌دار جهان را بدون توسل به «انرژی تاریک» مرموز توضیح می‌دهد.

فضا به عنوان یک عروسک ماتروشکا: قدم بعدی چیست؟

سناریوی «جهش کیهانی» پیش از این توسط دانشمندان در چارچوب مدل‌های چرخه‌ای، که در آن جهان از مراحل فشرده‌سازی و انبساط عبور می‌کند، مورد بررسی قرار گرفته است. با این حال، نوآوری رویکرد فعلی در رد کامل فرضیه‌های تأیید نشده نهفته است. همه عناصر بر پایه مبانی نظری محکم و مشاهدات قابل تأیید بنا شده‌اند.

اگر این فرضیه تأیید شود، درک ما از جهان هستی را تغییر خواهد داد. جهان هستی منحصر‌به‌فرد نخواهد بود، بلکه یکی از جهان‌های فراوانی خواهد بود که در سیاه‌چاله‌های جهان‌های دیگر پدید می‌آیند. هر یک از این سیاه‌چاله‌ها می‌تواند زایشگاهی برای جهانی جدید باشد. ما فقط حلقه‌ای در زنجیره‌ای بی‌پایان از تولد‌های کیهانی هستیم.