عجیبت ترین نظریه های کیهان شناسی

آیا جهان ما می تواند غشاء شناوری در ابعاد دیگر فضا باشد؟ ماهیت واقعی ماده تاریک چیست؟ بعد چهارم فضا و زمان کجاست؟ چرا هر دو سوی جهان مشابه هم است؟ در این مقاله به برسی 10 تئوری برتر جهان که به عنوان عجیب ترین تئوری های کیهان شناسی برگزیده شده اند خواهیم پرداخت و نگاهی بر این نظریه ها از قبیل تئوری برخوردهای غشایی، جهان های زاینده، بعد چهارم ، هستی طلایی، نفوذ جاذبه ،روح هستی، جهان کوچک، نوترون های خنثی، ماتریکس و... خواهیم داشت.

برخوردهای غشایی

1- آیا جهان ما می تواند غشاء شناوری در ابعاد دیگر فضا باشد که مرتباً به جهان های دیگر برخورد می کند؟ بر طبق یکی از نظریه های موجود در تئوری «جهان غشایی» (braneworld) فضا ابعاد زیادی دارد و تا زمانی که جاذبه بر آنها اعمال می شود ما در جهان خودمان که تنها دارای سه بعد می باشد محصوریم. نیل توروک (Neil Turok) از دانشگاه کمبریج و پائول استاینر (Paul Steinhardt) از دانشگاه پرینستون نیوجرسی، در ایالات متحده، در حال کار بر روی نظریه چگونگی رخداد بیگ بنگ در زمانی که جهان ما با جهان همسایه برخورد نمود، می باشند. این تصادف ها و برخوردها مرتب اتفاق می افتد و هر لحظه بیگ بنگ جدیدی را به وجود می آورد. بنابراین اگر این مدل از چرخه هستی درست باشد در واقع هستی ما فناناپذیر می باشد.

2- جهان های زاینده

زمانی که مواد در یک حجم فوق العاده کم در مرکز یک سیاه چاله فشرده می شوند یک انفجار بزرگ رخ داده و یک دنیای جدید (new baby universe) متولد می شود. قوانین فیزیکی در نسل جدید متولد شده ممکن است اندکی با والدین متفاوت باشد. این نطریه زاد و ولد هستی توسط لی اسمالین (Lee Smolin) از انستیتو پریمر در واترلو کانادا ارائه شده است. هستی هایی که سیاه چاله های زیادی تولید می کنند فرزندان زیادی نیز دارند. بنابراین در آخر جمعیت غالب را به خود اختصاص خواهند داد. اگر ما در جهان نوعی زندگی می کنیم آن جهان باید قوانین و ثابت های فیزیکی ای داشته باشد که تولید سیاه چاله ها را به بهترین نحو به انجام برساند. اما هنوز مشخص نشده که آیا جهان ما مشمول این قانون می شود یا خیر!

3- بعد چهارم (فضا-زمان)

یکی از عجیب ترین تئوری های گیتی شناسی این است که بعد چهارم فضا-زمان (space-time) در واقع ماده فوق العاده هادی ای(superfluid substance) است که در آن اصطکاک حرکتی برابر با صفر است. طبق نظریه فیزیکدانها پائول مازو (Pawel Mazur) از دانشگاه کارولینای جنوبی و جورج چاپلین (George Chapline) در آزمایشگاه لاورنس لیور مور (Lawrence Livermore) کالیفرنیا، اگر جهان در حال چرخش باشد بعد چهارم فوق العاده هادی تحت تاثیر گردابها قرار گرفته و پراکنده می شود و در واقع این گردابها بذر ساختارهایی نظیر کهکشانها را پخش می کنند. مازور معتقد است که جهان ما از یک ستاره در حال فروپاشی به وجود آمده، در جایی که مواد ستاره ای و فضاهای هادی می توانستند انرژی تاریک (dark energy) تولید کنند. انرژی تاریک در واقع نیرویی است که باعث گسترش هستی می شود.

4- هستی طلایی

چرا جهان دارای خصوصیاتی است که حیات را امکانپذیر می سازد؟ تنها با کنار هم قرار دادن چندین ثابت فیزیکی به هیچ ستاره، ماه یا هستی ای که تنها برای یک چشم بر هم زدنی موجودیت داشته باشد نمی رسیم. یک دلیل می تواند اصل انسان دوستی یا anthropic principle باشد. جهانی که به آن نگاه می کنیم باید گرم و غریب نواز و مهربان باشد در غیر این صورت اینجا نخواهیم بود تا آن را نظاره کنیم. اخیراً این نظریه طرفدارانی پیدا کرده چون نظریه تورم (theory of inflation)بیان می دارد که احتمالاً هستی های نامحدودی وجود دارد و نظریه رشته ای (string theory) به این نکته اشاره دارد که آنها احتمالا خواص مختلف و قوانین فیزیکی متفاوتی دارند.اما بسیاری از گیتی شناسان اصل انسان دوستی را به خاطر غیر عملی بودن و بیان احتمالات غیر قابل آزمایش رد می کنند.

5- نفوذ جاذبه

ماده تاریک (Dark matter) در واقع یک ماده یا جسم نیست و تنها یک نام گمراه کننده برای رفتار غیرعادی جاذبه می باشد. تئوری MOND (دینامیک نیوتونی تغیریافته) بیان می دارد که جاذبه به سرعتی که تئوری های کنونی پیش بینی می کنند از بین نمی رود. این جاذبه قوی تر می تواند با در کنار هم قرار دادن کهکشانها و خوشه ها نقش ماده تاریک را ایفا کند. در غیر این صورت اینها از هم پاشیده خواهند شد. فرم جدید برای نظریه ماند (MOND) که با نظریه نسبیت همخوانی دارد حرف های جالبی برای گفتن دارد. اما احتمالاً با الگوی نقطه ای میکروطول موج های پس زمینه ای سازگاری ندارد.

6- روح هستی

سه رمز گیتی شناسی مدرن را می توان در یک روح جمع نمود. پس از پذیرفتن قانون کلی نسبیت انیشتن گروهی از فیزیکدان ها یک ماده عجیبی به نام «روح همچگال» یا ghost condensate از تئوری جدیدشان ارائه دادند. این ماده می تواند نیروی جاذبه-دافعه ای را برای کنترل گسترش جهان در بیگ بنگ تولید کند. این درحالی است که افزایش شتاب آرامتری را موجب می شود که به انرژی تاریک (dark energy) نسبت می دهند. به علاوه اگر این ماده لغزنده تجمع یابد می تواند ماده تاریک (dark matter) را به وجود آورد.

7- جهان کوچک

الگوی نقطه ای در پس زمینه ی میکروطول موج های جهان داری نقص مشکوکی می باشد: به طوری که به طرز شگفت انگیزی نقطه های بزرگی در پس زمینه وجود دارد. یک توضیح قابل قبول این است که جهان کوچک است، آنقدر کوچک که اگر به زمان تولید پس زمینه میکرو طول موج ها بازگردیم هستی نمی توانست آن لکه های بزرگ را نگه دارد.

8- چرا هر دو سوی جهان مشابه هم است؟ این یک معماست چون چیزهای قابل روئیت در هستی هرگز قابل دسترس نبوده حتی اگر به اوایل بیگ بنگ نیز برگردیم ، به زمانی که این مناطق خیلی به هم نزدیکتر بودند، نور نیز زمان کافی برای رسیدن به نقطه ای دیگر را نداشت. حتی زمان برای توازن دما و غلظت هم کافی نبود. اما الان این توازن برقرار است. اما یک راه حل این است: حرکت نور در گذشته بسیار سریعتر از اکنون بوده است! اما برای عملی کردن این راه حل به یک بازنگری اساسی و کلی در مورد تئوری نسبیت انیشن احتیاج است.

9- نوترون های خنثی

ماده تاریک از اجزای دافعی تشکیل شده – نوترون های خنثی یا sterile neutrinos – و تنها تحت تاثیر جاذبه بر یکدیگر اثر می گذارند و این امر آنها را غیر قابل شناسایی می سازد. اما حتماً باید خواص درستی داشته باشند تا ماده تاریک گرم بوده و با سرعت چندین کیلومتر در ثانیه حرکت کنند. این نوترون های خنثی می توانند در شکل گیری ستارگان و سیاه چاله ها موثر باشند.

10- ماتریکس

شاید هستی ما واقعی نباشد. پروفسور نیک باستروم (Nick Bostrom) چنین ابراز می کند که ما احتمالاً داخل یک شبیه ساز کامپیوتری زندگی می کنیم. با فرض این مساله شبیه سازی دانش و آگاهی نیز امکان پذیر می شود و سپس تمدن آینده نیز از آن تبعیت می کند. اکثر جهان های مشاهده شده یک بار شبیه سازی شدند. شانس زیادی هست که ما در یکی از آنها هستیم. در این مورد شاید تمام عجایب گیتی شناسی از جمله ماده تاریک و انرژی تاریک تکه هایی هستند که به آسانی به هم می چسبند تا بتوانند تناقضات و ناهماهنگی های موجود در شبیه سازی مان را بپوشانند.

منبع : سایت نجوم ایران

ترجمه نعیمه موحدی از سایت علمی newscientist.com

آیا بعد چهارم فضا-زمان واقعاً یک ماده فوق العاده هادی است که با گردابهای درحال چرخش به اطراف پراکنده شده است؟ (تصور: Forex/Rex Features)