گرداب‌های نوری می توانند نشانه ای از وجود جهان قبل از جهان ما باشند

گرداب‌های نوری می توانند نشانه ای از وجود جهان قبل از جهان ما باشند

اگر جهان ما در یک روند دوره‌ای بی‌پایان از انبساط و انقباض محبوس شده باشد، بی‌شک سیاهچاله‌ها اثراتی از خود باقی خواهند‌گذاشت. این اثرات شبیه چاله‌هایی هستند که نور در آن‌ها به‌صورت گردابی نا‌پدید می‌شود. درست مانند تعدادی از این گرداب‌ها که به‌تازگی در لبه‌ی جهان دیده‌شده است.

یکی از مدل‌ها‌ی توصیف‌کننده‌ی این اثرات، مدل کیهان‌شناسی دوره‌ای همدیس (CCC) است. مسلما مدل‌ها‌ی دیگری نیز در این مورد موجود هستند و درمورد آن‌ها، ملاحظاتی باید مورد توجه قرار بگیرد.

نظرات راجر پنروس، فیزیکدان محاسباتی، تکراری از نظرات استیون هاوکینگ و لئونارد ساسکیند هستند. مدل او از جهان نوسانی بدون آغاز یا پایان مورد تایید همه نیست؛ اما با هر‌گونه پایانی برای همه چیز مقابله می‌کند.

به‌نظر می‌رسد که بیش‌تر کیهان‌شناسان بر این عقیده هستند که ما در یک جهان در حال انبساط زندگی می‌کنیم که از یک نقطه‌ی همگن و تکینه آغاز شده است و نمی‌دانیم که قبل از آن چه اتفاقاتی افتاده است یا در آینده چه اتفاقاتی قرار است برای جهان ما بیفتد.

مدل CCC پنروس برای توجیه عدم توازن و تعادل میان اندازه‌گیری‌ها‌ی ما از دما‌ی جهان کنونی خودمان و انتظار ما از وضعیت جهان طبق پیش‌بینی‌ها‌ی خودمان است.

طبق مدل پنروس، این عدم توازن و تعادل می‌تواند ناشی از میان رفتن جهانی باشد که قبل از انفجار بزرگ وجود داشته است. طبق مدل انتخابی ما، جهان نوسانی می‌تواند به اشکال مختلفی وجود داشته‌باشد. برخی براین عقیده‌اند که جهان قابلیت باز‌گشتن به حالت قبلی خود ار دارد.

ایده‌ی پنروس نشان می‌دهد که جهان قابلیت فشرده‌شدن در یک نقطه را ندارد؛ به این معنی که جهان به انبساط ادامه می‌دهد تا اینکه همه چیز به نور تبدیل شده و به واسطه‌ی فواصل زیاد و دیوانه‌کننده، مفهوم فضا و زمان از بین می‌رود. در چنین شرایطی جهان ما قابل تمییز دادن از تکینگی نخواهد بود و ممکن است جهان دیگری از دل آن بیرون بیاید.

این افکار و اندیشه‌‌ها برای ساختن یک داستان علمی‌تخیلی بسیار مناسب هستند؛ اما برای رسیدن به علم خوب به چیزی بیش‌تر از فکر و ایده نیازمندیم. بنابراین پنروس به‌دنبال شواهد آزمایشگاهی برای تایید مدل خود بوده است.

برای یافتن این شواهد او در نقشه‌ی نوری جهان یعنی همان نقشه‌یامواج میکروویو زمینه‌ی کیهانی (CMB) به جست‌و‌جو پرداخته است. ممکن است او این شواهد و نشانه‌ها را در قالب الگو‌ها‌ی گردابی قطبیده یافته باشد.

اعتقاد عمومی بر این است که این گرداب‌‌ها‌ی مغناطیسی قطبیده‌ی نوری، به‌وسیله‌‌ی دوره‌‌ها‌ی تورمی اوایل تشکیل جهان، به‌وجود آمده‌اند و نور را به‌سمت خود می‌کشند. این اثرات مانند دیگر اثر‌ها‌ی عدسی گرانشی واقعی بوده و ساخته‌ی دست انسان نیستند.

این گرداب‌‌ها‌ی نوری در چند سال اخیر و به‌تازگی کشف‌شده‌اند بنابر‌این، هنوز مطالب زیادی برای فهمیدن درمورد آن‌ها وجود دارد. با اینکه امواج گرانشی به‌دلیل ویژگی‌‌ها‌ی خاصشان مورد توجه هستند، منابع تولید آن‌ها تا دهه‌ها مورد بحث هستند.

پنروس و همکارانش در یکی از گزارش‌ها‌ی خود اعلام کردند که منبع تولید این گرداب‌ها‌ی نوری می‌تواند غیر‌معمول خارجی باشد.  نقشه‌ی CMB در سال ۲۰۱۴ با جمع‌آوری داده‌ها‌ی سنسوری به‌نام BICEP-2کشیده‌شده است و منبع تولید گرداب‌ها‌ی نوری به ۲۰ عدد از مد‌ها‌ی B آن مربوط می‌شود. نقشه‌ی CMB نشان می‌دهد که چگونه می‌توان با رفتن به گذشته‌ی این دوران و رسیدن به سیاهچاله‌‌ها‌ی در حال ناپدید‌شدن، به منبع تولید این گرداب‌ها‌ی نوری دست‌یافت.

به‌نظر می‌رسد که سیاهچاله‌‌ها‌ی فوق سنگین مرکز کهکشان‌‌ها به‌دلیل داشتن تابش هاوکینگ در طول هزاران سال کم‌کم ناپدید می‌شوند. سرعت ناپدید‌شدن این سیاهچاله‌‌ها بسیار کم است؛ اما وقتی مدت زمانی به‌اندازه‌ی عمر کل جهان را در اختیار دارند، چرا عجله؟

از یک نظر، این مرگ بسیار آهسته و طاقت‌فرسا نمی‌تواند به‌عنوان یک انفجار در نظر گرفته‌شود.

اگر مشکل زمان طولانی را در نظر نگیریم، در پایان فرایند نا‌پدید‌شدن، لکه‌ای کم‌چگال و کوچک بر‌جا می‌ماند که پنروس آن را نقطه‌ی هاوکینگ می‌نامد. در این شرایط، جهان دیگری می‌تواند از این نقطه گسترش یابد.

قبل از این گمان پنروس بر این بود که لرزش فضا‌ی ناشی از برخورد سیاهچاله‌ها در اوایل خلقت جهان، می‌توانست نشانه‌ای از وجود آن‌ها باشد.  مسلما سیاهچاله‌ها باعث رویداد‌‌ها‌ی شدیدی در جهان هستی می‌شوند. نبابر‌این چیزی که می‌تواند از تشکیل دوباره‌ی یک جهان جلو‌گیری کند، مرگ آن‌ها است.

ما نباید در بیان این نشانه‌ها عجول باشیم. این پژوهش در وبسایتarxiv.org در دسترس است و مورد توجه جامعه‌ی فیزیکدانان است.  همچنین BICEP-2 قصد انتشار داده‌ها‌ی خام خود را دارد و این موضوع می‌تواند تعدادی از اعداد و ارقام ظاهر مپل پنروس را تغییر دهد. این داده‌ها هنوز هم دستخوش تغییرات ناشی از ابیراهی غبار کیهانی می‌شوند.

تیم پنروس از داده‌ها‌ی دیگری در مورد CMB نیز استفاده کرده‌اند که این داده‌ها توسط تلسکوپ فضایی پلانک جمع‌آوری شده است. با اجرا‌ی صد‌ها شبیه‌سازی با استفاده از این داده‌ها، تمامی مد‌ها‌ی B‌ به نمایش در‌آمدند.

اگر مد‌ها‌ی B، رویداد‌ها‌ی واقعی باشند و ناشی از نقاط هاوکینگ باشند، تفکر جدیدی در مورد انبساط جهان به‌وجود خواهد آمد. تا کنون، فضا و زمان قابلیت گسترده‌شدن داشته‌اند؛ اما معنی قدیمی خود را از دست خواهند داد و باید از نو آن‌ها را تعریف کرد.