آیا مهبانگ آغاز جهان بود؟ نظریه‌ای تازه از مدلی متفاوت می‌گوید شاید نه

به گزارش اخبار زنده و به نقل از لایوساینس، این پرسشی است که فیزیک‌دانی برزیلی با نگاهی متفاوت به ساختار سیاه‌چاله‌ها، در مقاله‌ای علمی مطرح کرده و یکی از ارکان کلیدی نظریۀ مهبانگ را زیر سؤال برده است.

بر اساس نظریۀ رایج مهبانگ، جهان از یک تکینگی (singularity) به‌وجود آمده؛ نقطه‌ای با چگالی و گرانشی بی‌نهایت که در آن، زمان و مکان معنا نداشته‌اند. به‌بیان دیگر، مهبانگ نه در زمان رخ داده، نه در مکان.
 
این نظریه شواهد محکمی در تأیید خود دارد. یکی از مهم‌ترین آن‌ها انبساط پیوستۀ جهان است. کهکشان‌ها هرچه دورترند، با سرعت بیشتری از ما فاصله می‌گیرند. این امر نشان می‌دهد که خودِ فضا در حال گسترش است، نه صرفاً اجرام در حال حرکت در فضا.

همچنین، تابش پس‌زمینه کیهانی یا CMB ــ که به‌عنوان گرمای به‌جامانده از این رویداد کیهانی شناخته می‌شود ــ در همهٔ جهات آسمان قابل‌مشاهده است و منشأ مشخصی ندارد.
 
با این حال، هیچ شاهد مستقیمی از لحظۀ اولیه یا همان تکینگی وجود ندارد؛ چراکه ابزارهای علمی امروزی امکان مشاهدهٔ آن زمان بسیار آغازین را ندارند.
 

به همین دلیل، دکتر جولیانو سزار سیلوا نِوز از دانشگاه کمپیناس برزیل، در مقاله‌ای که در نشریۀ نسبیت عام و گرانش منتشر کرده، می‌گوید شاید اصلاً چنین تکینگی‌ای وجود نداشته است.
 
او به جای آن، مدلی موسوم به «کیهان‌شناسی جهشی» (bouncing cosmology) را پیشنهاد می‌دهد؛ مدلی که بر اساس آن، جهان در چرخه‌ای ابدی از انقباض و انبساط به‌سر می‌برد.

ایده‌ای که دست‌کم از ۴۰ سال پیش مطرح شده و برخلاف مهبانگ، فرض نمی‌گیرد که جهان از نقطه‌ای بی‌نهایت کوچک آغاز شده باشد.

در عوض، این مدل گسترش فعلی جهان را بخشی از یک چرخه طبیعی می‌داند، درست مانند کش‌و‌مدهای اقیانوس.
 
سیلوا نِوز، برای ساخت این مدل، سراغ سیاه‌چاله‌ها هم رفته است. همان‌طور که تصور می‌شود جهان از یک تکینگی آغاز شده، مرکز سیاه‌چاله‌ها نیز به‌صورت نظری دارای چگالی بی‌نهایت‌اند. اما چنین نقطه‌ای در دنیای واقعی قابل تصور نیست؛ چون درون تکینگی، قوانین فیزیک فرو‌می‌پاشند.
 
گفتنی است در سال ۱۹۶۸، فیزیک‌دانی به‌نام «جیمز باردین» نظریۀ سیاه‌چالهٔ «منظم» را ارائه کرد؛ مدلی که در آن، تکینگی حذف شده و جرم سیاه‌چاله بسته به فاصله‌اش از مرکز تغییر می‌کند.

سیلوا نِوز می‌گوید مدل کیهانی‌اش بر اساس همین نوع سیاه‌چاله‌ها بنا شده تا هم سیاه‌چاله‌ها و هم منشأ کیهان را بدون نیاز به تکینگی توضیح دهد. هرچند به گفتهٔ خودش، این فرضیه فعلاً در حد تئوری است.
 
او می‌افزاید: «امروز هیچ شاهد تجربی‌ای برای مدل‌های کیهان‌شناسی جهشی نداریم؛ همان‌طور که برای وجود یک تکینگی اولیه نیز مدرک مستقیمی وجود ندارد.»
 

نکتهٔ جالب دیگر، احتمال یافتن «ردپاهای فازهای پیشین جهان» است. سیلوا نِوز می‌گوید اگر جهان واقعاً بی‌نهایت باشد، شاید هنوز بتوان بقایای انقباض‌ها و انبساط‌های پیشین را پیدا کرد.

شایان ذکر است که است امواج گرانشی ــ که موج‌هایی در بافت فضا-زمان هستند ــ نخستین‌بار در سال ۲۰۱۵ به‌طور مستقیم ثبت شدند.
 
با این حال، همۀ دانشمندان با این مدل همراه نیستند. دکتر گونسالو اُلمو (اخترفیزیک‌دان)، می‌گوید این مدل از نظر ریاضی قابل‌طرح است، اما ممکن است با برخی مشاهدات پذیرفته‌شده ناسازگار باشد.
 
به گفتهٔ او، اجرای چنین مدلی مستلزم حرکت از جهانی همگن به جهانی ناهمگن است؛ در حالی که شواهد موجود از CMB نشان می‌دهند که جهان اولیه به‌شدت همگن بوده است.

از همین رو، مشخص نیست چگونه مدلی ناهمگن می‌تواند به جهانی همگن همچون آنچه امروز مشاهده می‌کنیم، منتهی شود.
 
با این وجود، اُلمو تأکید می‌کند که نمی‌توان احتمال درست‌بودن یکی دیگر از مدل‌های جهشی را در آینده رد کرد. علم، به‌ویژه در حوزهٔ کیهان‌شناسی، هنوز مسیرهای ناشناختۀ زیادی پیش‌رو دارد.