چهارشنبه, ۰۱ اسفند ۱۳۹۷

آیا جهان شاه‌کار یک ابرسیاه‌ چاله است؟


گروهی از نظریه ‌پردازان پیش‌نهاد می‌کنند که مه‌بانگ، تنها تصویری‌ست که از رمبش ستاره‌ای با ابعاد بالاتر به نظر می‌آید.
می‌تواند زمان آن باشد که با مه‌بانگ خداحافظی کنیم. کیهان‌شناسان گمانه‌زنی می‌کنند که جهان از خروج زائدات رمبش یک ستاره‌ی چهار بعدی، در زمان تبدیل به سیاه‌چاله، درست شده‌باشد- نمایش‌نامه‌ای که شاید بتواند توضیح دهد که چرا کیهان در تمام جهات یک‌نواخت به نظر می‌آید.

مدل استاندارد مه‌بانگ می‌گوید که جهان از انفجار یک نقطه‌ی بی‌نهایت چگال یا تکینه‌گی درست شده‌است. اما هیچ‌کس نمی‌داند چه چیز ماشه‌ی این انفجار را کشیده‌است: قوانین شناخته‌شده‌ی فیزیک نمی‌توانند توضیح دهند که در آن لحظه چه رخ داده‌است.

افق روی‌داد یک سیاه‌چاله –نقطه‌ی بی‌بازگشت برای هر آن چه که در آن سقوط می‌کند- یک سطح کروی است. در یک جهان با ابعاد بالاتر، یک سیاه‌چاله می‌تواند یک افق روی‌داد سه‌بعدی داشته باشد که می‌توانسته در زمان تشکیلش یک جهان کاملا تازه را بدهد.

نیایش افشردی اخترفیزیک‌دانی از موسسه‌ی فیزیک نظری در Waterloo، کانادا، می‌گوید: «تا آن جا که فیزیک‌دان‌ها می‌دانند گویی از میان تکینه‌گی اژدها به بیرون پرواز کرده‌است.»

 هم‌چنین دشوار است که توضیح دهیم که چه‌گونه یک مه‌بانگ پرآشوب، جهانی با دمای تقریبا یک‌نواخت برجای گذاشته‌باشد چراکه کیهان از زمان تولدش زمان کافی نداشته‌است که به دمای تعادلی برسد.

برای بیش‌تر کیهان‌شناس‌ها، به‌ترین توضیح برای یک‌نواختی این است که اندکی پس از آغاز زمان، شکل‌های ناشناخته‌ای از انرژی جهان جوان را واداشته‌اند که با سرعتی بیش از سرعت نور، منبسط شود. این گونه، یک تکه با دمای یک‌نواخت، در تمام کیهانی که امروز می‌بینیم، گسترش یافته‌است. اما افشردی اشاره می‌کند که «مه‌بانگ بسیار آشوب‌ناک بوده و روشن نیست که حتی یک تکه‌ی هم‌گن وجود داشته که انبساط کارش را از آن شروع کند.»

روی غشا
در مقاله‌ای که در هفته‌ی گذشته روی arXiv قرار گرفته‌است1 ، افشردی و هم‌کاران توجه خود را به سوی پیش‌نهادی برده‌اند که در سال ۲۰۰۰ توسط گروهی که گیا دی‌والی را در ترکیب خود داشت، مطرح شد؛ دی‌والدی، اکنون با دانش گاه لودویگ مکسی‌میلیان در Munich، آلمان، هم‌کاری می‌کند. در آن مدل، جهان سه‌بعدی ما یک غشا است که در ابرجهانی که چهار بعد دارد، شناور است.

گروه افشردی دریافته که اگر ابرجهان ستاره‌های ۴بعدی خود را می‌داشته‌است، برخی از آن‌ها می‌توانسته‌اند همانند ستاره‌های پرجرم در جهان خودمان رمبیده و سیاه‌چاله‌هایی ۴بعدی را درست کنند: مانند ابرنواخترها منفجر شده و لایه‌های بیرونی خود را به شدت بیرون داده و لایه‌های درونی‌شان به حالت یک سیاه‌چاله می‌رمیده‌اند.

در جهان ما، یک سیاه‌چاله با یک سطح کروی که افق روی‌داد نامیده‌می‌شود، محدود می‌گردد. در فضای سه‌بعدی معمولی یک جسم دوبعدی (یک سطح) مرزی برای یک سیاه‌چاله درست می‌کند؛ در ابرجهان افق روی‌داد یک سیاه‌چاله‌ی ۴بعدی یک جسم ۳ بعدی خواهد بود - شکلی که ابر کره نامیده می‌شود. زمانی که گروه افشردی مرگ یک ستاره‌ی ۴ بعدی را مدل کردند، دریافتند که مواد خروجی یک غشای ۳بعدی درست می‌کنند که افق روی‌داد ۳بعدی را در بر گرفته و به آهسته‌گی منبسط می‌شوند.

نویسنده‌گان فرض کرده‌اند که جهان ۳بعدی که در آن زند‌گی می‌کنیم، ممکن است مانند یک غشا باشد –و این که رشد غشا را مانند انبساط کیهانی شناسایی می‌کنیم. افشردی می‌گوید: «ستاره‌شناس‌ها این انبساط را اندازه‌گیری کرده و نتیجه گرفته‌اند که جهان باید با یک مه‌بانگ شروع شده‌باشد –اما این تنها یک تصور اشتباه است.»

 ناهمخوانی مدل
این مدل هم‌چنین یک‌نواختی جهان را به ساده‌گی توضیح می‌دهد. چرا که ابرجهان ۴بعدی می‌توانسته در گذشته برای زمانی بی‌نهایت طولانی وجود داشته و بخش‌های مختلف آن بخت بالایی برای به تعادل رسیدن داشته‌اند؛ تعادلی که جهان ۳بعدی ما نیز آن را به ارث برده‌است.

به هر روی این تصویر نیز مشکلاتی دارد. اندکی پیش از این، در سال جاری، مشاهده‌گر فضایی پلانک متعلق به سازمان فضایی اروپا، داده‌هایی ارائه داده‌است که نقشه‌ی افت‌وخیزهای اندک دمایی، در ریزموج‌های کیهانی پس‌زمینه، را –تابش باقی‌مانده‌ای که نشان‌هایی از لحظات اولیه‌ی جهان را در خود دارد- نشان می‌دهد. الگوی مشاهده‌شده با پیش‌بینی‌های انجام شده با مدل استاندارد مه‌بانگ و انبساط می‌خواند اما مدل سیاه‌چاله تا ۴٪ نسبت به مشاهده‌های پلانک انحراف نشان می‌دهد. افشردی با امید به حل ناهم‌خوانی‌ها می‌گوید که او اکنون به دنبال به‌بود بخشیدن به مدل است.

 با وجود عدم تطابق، دی‌والی روش نبوغ‌آمیزی را که این گروه با آن به مه‌بانگ رسیده‌اند را تحسین می‌کند. او می‌گوید: «تکینه‌گی، بنیادین‌ترین مساله‌ در کیهان‌شناسی‌ست... آن‌ها تاریخ را دوباره نوشته‌اند... به شکلی که هرگز بدان برنخورده‌بودیم» او می‌افزاید که در شرایطی که یافته‌های پلانک «نشان می‌دهد که انبساط درست است»، این پرسش که انبساط چه‌گونه رخ داده‌است هم‌چنان باز رها شده‌است. بنابر گفته‌ی او این مطالعه نشان می‌دهد که چه‌گونه ماشه‌ی انبساط با ابعاد بالاتر کشیده شده‌است.

چرا سوسیالیسم

Go to top