چرا جهان ما در حال انبساط است؟
مجله علمی ایلیاد - گروهی از محققان دانشگاه بریتیش کلمبیا در کانادا، نظریه‌ی بنیانی جدیدی در مورد انبساط جهان ارائه داده‌اند. دانشمندان دقیقاً نمی‌دانند که چرا جهان با سرعتی با شتاب ثابت در حال انبساط است؟ اما معروف‌ترین نظریه این است که این شتاب، ناشی از انرژی تاریک است. بر اساس محاسبات نظری، انرژی تاریک ۶۸ درصد از جهان را تشکیل داده است. با این حال محققان دانشگاه بریتیش کلمبیا نظریه‌ی دیگری دارند که طبق آن، نوسانات کوانتومی انرژیِ خلاء، مسئول انبساط جهان است!
دانشمندان در سال ۱۹۹۸ کشف کردند که جهان با سرعتِ شتاب‌داری در حال انبساط است. آن‌ها، نور ابرنواخترها را تجزیه و تحلیل کرده و کشف کردند که ابرنواخترها با سرعت روزافزونی در حال دور شدن از یکدیگر هستند. آن‌ها نتیجه گرفتند که جهان حتماً با سرعتِ شتاب‌داری در حال انبساط است. این کشف منجر به پذیرش این نظریه شد که جهان با نوعی انرژی تاریک پر شده که دائماً ماده را دور و دورتر می‌برد. اما مسائلی نیز همراه با آن پدید آمد. در حال حاضر، بین دو نظریه‌ی برتر برای توضیح جهان، یعنی «مکانیک کوانتوم» و نظریه‌ی «نسبیت عام انیشتین»، ارتباطی وجود ندارد. چیزی که در سطح کوانتومی می‌بینیم را نمی‌توان با نسبیت عام توضیح داد!
وقتی مکانیک کوانتومی را روی انرژی خلاء که در سراسر جهان وجود دارد اعمال می‌کنیم، باعث تراکم بسیار عظیمی از انرژی می‌شود و از آنجایی که نسبیت عام می‌گوید این انرژی اثر گرانشی قدرتمندی دارد، در نتیجه این انرژی می‌تواند منجر به نوعی انفجار در جهان شود! اما جهان هنوز اینجا است و با سرعت نسبتاً آهسته‌ای در حال انبساط است. در مطالعه‌ای که در مجله Physical Review D منتشر شده است، «وانگ کیندی» و همکارانش به دنبال حل این مسئله بودند. اگر نگاه بسیار نزدیک‌تری به جهان داشته باشیم، می‌بینیم که فضا و زمان دائماً در حال نوسان هستند و به جای این‌که ثابت باشند همیشه در حال حرکتند. این گروه در مطالعه‌ی خود نشان داد که چرا مدل‌های قبلی نتوانسته‌اند این امر را که جهان دائماً در حال حرکت است، بررسی کنند.
آن‌ها از تراکم زیاد انرژی خلاء بهره گرفتند، اما آن را در مقیاس کوانتومی بررسی کردند. آن‌ها در این مطالعه نشان دادند که فضا چگونه در هر لحظه به شدت نوسان می‌کند و منبسط و منقبض می‌شود. با این وجود در این نوسانات، تفاوت بسیار کمی وجود دارد، یعنی انبساط جهان همیشه کمی بیشتر از انقباض آن است. نتیجه چه می‌شود؟ «جهانی که با سرعتی روزافزون در حال انبساط است!»
آن‌ها این‌گونه نتیجه‌گیری کردند که: «این بررسی نشان می‌دهد که ضرورتی برای معرفی ثابت کیهان‌شناختی یا دیگر اشکال انرژی تاریک با فشار منفی عجیب و غریب، برای توضیح انبساط شتاب‌دار جهان وجود ندارد!» «بیل اونرو»، همکار نویسنده‌ی تحقیق، در مصاحبه‌ای می‌گوید: «احتمالاً مردم این مقاله را بحث‌برانگیز می‌دانند؛ زیرا در مقابل نظریه‌ای است که تاکنون به‌طور گسترده‌ای پذیرفته شده است. اما پذیرش مثبت از طرف داوران مجله و معدود کسانی که با ما مکاتبه کردند، ما را شگفت‌زده کرده است. من خودم برای مدتی دچار شک و تردید بودم، اما باور داشتم این نظریه شایستگی دارد که شانس خود را در میان بازاری از ایده‌ها امتحان کند.»
او می‌گوید امیدوار است بتواند با پیدا کردن نوسانات واقعی انرژی یا نوسانات محلی در انبساط کیهان، در نهایت نظریه را بیازماید. با این حال وی می‌گوید: «این کار در حال حاضر فراتر از توان ما است؛ بنابراین باید به‌طور غیرمستقیم نظریه را آزمود و برای این‌که بدانیم این پدیده‌ها دقیقا به چه شکلی رخ می‌دهند به پیش‌رفت بیشتری در این نظریه نیازمندیم. ما هنوز در اولین قدم‌ها هستیم.»
وی می‌گوید: این موضوع، درک ما از کیهان را دچار تغییر می‌کند. انبساط جهان تا ابد ادامه خواهد داشت و این نوسانات انرژی خلاء هرگز تمام نمی‌شوند. وقتی ثابت هابل که مربوط به سرعت انبساط جهان است، به اندازه‌ی کافی بزرگ شود ممکن است رویدادهای خاصی در جهان ما رخ دهد؛ اما از آن‌جا که این اتفاقات حداقل تا ده‌ها میلیارد سال آینده رخ نمی‌دهند، فعلا جای هیچ نگرانی نیست.»
نوشته: هانا آسبورن
ترجمه: زهرا جهانبانی - مجله علمی ایلیاد