انفجار بزرگ نقطه بوجود آمدن جهان هستی و نظریه‌ای است که سال‌های سال، دانشمندان زیادی، وقت خود را صرف مطالعه‌ی آن کرده‌اند. اما اینکه نظریه انفجار بزرگ چیست و تا چه مقدار موفق بوده، چقدر مهم است؟ آیا به نظریه کامل‌تری نیاز داریم؟ آیا توصیف جهان هستی بدون انفجار بزرگ، غیرممکن است؟ برای آشنایی بیشتر با این نظریه و نظریه‌های پیشنهادی جایگزین با دیپ‌لوک همراه باشید…
نظریه نسبیت اینشتین می‌گوید انحنای فضا-زمان در انفجار بزرگ، بی‌نهایت بود. در حقیقت، در این نقطه هیچ معادله ریاضی صادق نیست و نظریه نسبیت شکست می‌خورد. با این وجود، هنوز برخی معتقدند شاید بتوان با لحظه‌ی پیدایش ابتدایی جهان به روش ساده‌تری برخورد کرد و بی‌نهایت‌های انفجار بزرگ را نادیده گرفت. این تصور از دهه ۱۹۸۰ توسط کیهان‌شناس‌های شهیری مانند جیمز هارتل و استیون هاوکینگ با نظریه «پیشنهاد بدون مرز» (no-boundary proposal) و همچنین توسط الکساندر ویلنکن با «پیشنهاد تونل زنی» توسعه پیدا کرده است. اکنون دانشمندان موسسه ماکس پلانک در بخش فیزیک گرانشی (موسسه آلبرت اینشتین) در پستام و موسسه پریمیتر کانادا توانسته‌اند با استفاده از روش‌های ریاضی بهتری نشان دهند که این ایده‌ها، کار نمی‌کنند و در نتیجه انفجار بزرگ با تمام شکوهش، یک راز سربه‌مهر باقی می‌ماند.
یکی از اهداف اساسی کیهان‌شناسی، درک نحوه پیدایش جهان هستی است. اطلاعات بدست‌آمده از ماموریت ماهواره پلانک نشان میدهد که ۱۳.۸ میلیارد سال پیش، جهان، مخلوط متراکم و داغی از ذرات بود و سپس شروع به انبساط کرد. این اصلی‌ترین بنیان نظریه جذاب انفجار بزرگ است، اما این نظریه نمی‌تواند مراحل ابتدایی خود را به دلیل شرایط بی‌نهایت (تکنیگی ها) توضیح دهد. در حقیقت، با نزدیک شدن به انفجار بزرگ، تراکم انرژی و انحنا تا رسیدن به بی‌نهایت، افزایش می‌یابند.
پیشنهادهای بدون مرز و تونل زنی فرض می‌کنند که جهان اولیه کوچک، با تونل‌زنی کوانتومی از عدم به‌وجود می‌آید و در نتیجه جهان به شکلی که الان ما می‌بینیم تبدیل شده است. انحنای فضا-زمان بسیار بزرگ اما محدود، و هندسه نرم و بدون مرز بوده است (شکل بالا سمت چپ). این پیکربندی اولیه، جای انفجار بزرگ استاندارد را گرفت. با این وجود، برای مدت زیادی نتیجه درست این فرضیه، مبهم باقی ماند. اکنون و به کمک روش‌های مفید ریاضی، ژان لوک لنرز، سرگروه تحقیقاتی موسسه آلبرت اینشتین و همکارانش در موسسه پریمیتر، تلاش کردند تا برای اولین بار، نظریات قدیمی ۳۵ ساله را با رویکرد دقیق‌تری تعریف کرده و پیچیدگی‌ها را محاسبه کنند. نتایج نشان داد که هیچ‌یک از این مدل‌ها، جایگزین مناسبی برای انفجار بزرگ نیستند. به علت اصل عدم قطعیت هایزنبرگ، این مدل‌ها نه تنها ثابت نمی‌کنند که جهان‌های نرم می‌توانند از عدم، تونل بزنند، بلکه جهان‌های غیرعادی هم قادر به انجام چنین کاری نیستند. در حقیقت، هرچه جهان‌ها، غیرعادی‌تر و منحنی‌تر باشند،(شکل بالا سمت راست) احتمال وجود آنها بیشتر است. لنرز می‌گوید:
پیشنهاد بدون مرز، وجود جهان‌های بزرگ مانند جهانی که ما در آن زندگی می‌کنیم را ثابت نمی‌کند، بلکه جهان‌های کوچک دارای انحنا را که به سرعت به درون فرومی‌ریزند را محتمل می‌داند
بنابراین نمی‌توان انفجار بزرگ را به راحتی نادیده گرفت. لنرز و همکارانش در حال حاضر به دنبال کشف مکانسیمی برای بررسی و مطالعه‌ی نوسان‌های کوانتومی بزرگ در شرایط بی‌نهایت هستند، چرا که همین نوسان‌ها هستند که اجازه نمی‌دهند جهان ما درهم بپیچد و تا بخورد.
مقاله اصلی را در زیر مشاهده کنید:
[gview file=”http://www.deeplook.ir/wp-content/uploads/2017/06/PhysRevD.95.103508.pdf” save=”1″]
