نتیجه پژوهشی جدید: زمان پیش از بیگ بنگ هم وجود داشته است

گروهی از پژوهشگران با استفاده از معادلات مشهور اینشتین و با لحاظ کردن چند فرض محتمل در آن‌ها، به بازسازی یا شاکله‌بندی مجدد ازساعت کلی جهان هستی پرداخته‌اند و در بررسی‌های خود به این نتیجه رسیده‌اند که جهان هستی به آن صورتی که ما گاهی در ذهن خود می‌پرورانیم، دارای نقطه‌ی آغاز نیست. این پژوهش می‌تواند ما را به نوعی برداشت جدید از آغاز و پیدایش در یک فضای متفاوت سوق دهد.

ما برای درک دقیق همه‌ی موارد و باورهای ریز و درشتی که در مورد بیگ‌بنگ وجود دارد، باید کمی به عقب برگردیم و مروری بر یافته‌های قبلی داشته باشیم تا بدانیم چرا فیزیکدانان باور دارند که شاید پدیده‌ی انفجار بزرگ، سرآغاز همه‌ چیز نبوده است.

حدود ۹۰ سال پیش، یک اخترشناس بلژیکی به نام ژرژ لومتر پیشنهاد کرد که تغییرات مشاهده‌شده در نور کهکشان‌های دوردست نشان‌دهنده‌ی در حال گسترش بودن جهان ما است. در واقع می‌توانیم چنین بیان کنیم: اگر کیهان در حال بزرگ‌تر شدن است؛ پس در گذشته همواره کوچک‌تر از اندازه‌ی فعلی بوده است.

با همین روال ساعت خود را به زمانی بسیار بسیار دورتر برمی‌گرداریم؛ به ۱۳.۸ میلیارد سال پیش. در اینجا به نقطه‌ای می‌رسیم که فضا باید به یک حجم باورنکردنی محدود شود. این همان حالتی است که به‌عنوانتکینگی شناخته می‌شود. استفان هاوکینگ یک بار در سخنرانی خود درباره‌ی آغاز زمان چنین توضیح داد:

 در زمان این انفجار بزرگ، همه چیز در جهان هستی در مرحله‌ی ابتدایی و با میزان تراکم بی‌نهایت بوده است.

فیزیکدانان از مدل‌های پرشماری برای توصیف تهی بودن فضای خالی استفاده می‌کنند. قانون نسبیت عام اینشتین یکی از آن‌ها است و گرانش در آن وابسته به هندسه‌ی پارچه‌ی نهانی جهان هستی نشان داده می‌شود.

در نظریه‌های پیشنهادشده توسط هاوکینگ و راجر پنروز ریاضیدان، ادعا می‌شود که راه‌های موجود برای حل معادلات نسبیت عام در یک مقیاس بی‌نهایت محدود (درست مانند آنچه در تکینگی رخ می‌دهد) ناقص هستند. در نگرش متداول معمولا گفته می‌شود که فیزیک و قوانین آن در شرایط تکینگی شکست می‌خورند و ما با آمیزه‌ای از گمانه‌زنی‌هایی تنها خواهیم ماند که برای حل و واکاوی‌شان نمی‌توانیم به‌طور تمام‌و‌کمال به فیزیک امیدوار باشیم.

هاوکینگ چندی پیش در مصاحبه‌ای با نیل دگراس تایسون، ماهیت ابعاد فضازمان در بیگ‌بنگ را با قطب جنوب هم‌ارز دانست. او گفت:

ما در قطب جنوب، جنوب نداریم؛ همانطور که پیش از بیگ‌بنگ هم چیزی وجود نداشته است.

اما سایر فیزیکدانان استدلال کرده‌اند که چیزی فراتر از بیگ بنگ هم وجود دارد. برخی پیشنهاد می‌کنند که یک جهان آینه‌مانند یا قرینه در طرف دیگر وجود دارد؛ جایی که در آن زمان به عقب حرکت می‌کند. شماری دیگر در استدلال‌های خود از نظریه‌ی جهش بزرگ دفاع می‌کنند.

تیم. آ. کوسلاوسکی، فلاویو مرکاتی و دیوید اسلوان فیزیکدانانی هستند که با استفاده از رویکردی متفاوت، به مدل جدیدی رسیده‌اند؛ مدلی که نشان می‌دهد فروپاشی قوانین فیزیک از وجود یک تناقض در خاصیت‌های تعیین‌شده توسط نسبیت عام، در یک نقطه‌ی زمانی خاص ناشی می‌شود. البته در این نظریه تصریح نشده است آن جهانی که ما امروزه مشاهده می‌کنیم، برای نخستین بار چگونه به آن نقطه رسیده است. پژوهشگران با تکیه بر یک مسئله‌ی تکینگی، مدل فعلی فضای در حال جمع شدن (Shrinking space) را با تفکیک خود نقشه‌ی فضازمان از محتویات آن، دوباره تفسیر کردند. اسلوان فیزیکدان از دانشگاه آکسفورد می‌گوید:

 تمام عبارات مسئله‌ساز، در هنگام کار روی رفتار کمیت‌های تعیین‌کننده‌ی چگونگی پدیداری جهان هستی از بطن خود و در مراحل اولیه، نامرتبط می‌نمایند.

دستاورد اخیر توضیحی از بیگ‌بنگ ارائه می‌دهد که با استناد به آن، علم فیزیک و دانسته‌های ما از آن حتی در صورت تغییر حالت اصلی نیز بی‌کم‌وکاست باقی خواهد ماند.

گروه پژوهشی برای توصیف آن حالت، به‌جای عبارت تکینگی، از تعبیرنقطه‌ی جانوس استفاده کرده‌اند. این عبارت از نام یکی از خدایان رم باستان گرفته شده است. جانوس اسطوره‌ای با دو چهره بود. هنگامی که ما زمان را دوباره تنظیم می‌کنیم یا به‌ تعبیری برمی‌گردانیم، موقعیت‌ها و مقیاس‌های نسبی پدیده‌هایی که جهان را تشکیل می‌دهند، به‌طور مؤثری به‌صورت یک پنکیک دوبعدی در می‌آیند. این پنکیک با عبور از نقطه‌ی جانوس، دوباره تبدیل به یک پدیده‌ی سه‌بعدی می‌شود.

بیان دقیق اینکه جمله‌ی فوق در فیزیک به چه مفهومی است و از نظر فیزیکی دقیقا چه اتفاقی رخ می‌دهد دشوار است. اما پژوهشگران معتقدند که آن روند می‌تواند پیامدهای عمیقی در تقارن فیزیک ذرات داشته باشد؛ تاجایی که شاید حتی یک جهان مبتنی بر پادماده را به‌ وجود آورد. ایده‌ی وجود یک جهان آینه‌ای خبر جدیدی نیست؛ اما رویکردی که پژوهشگران برای بررسی مسئله‌ی تکینگی به این شیوه‌ی خاص در پیش گرفته‌اند، کاملا نوین است. اسلوان می‌گوید:

ما هیچ اصل جدیدی معرفی نمی‌کنیم و هیچ تغییری در نظریه‌ی نسبیت عام انیشتین ارائه نمی‌دهیم؛ تنها با تفسیر آن در موضوعات مختلف کار می‌کنیم.

بدون شک این بحث در آینده بالاتر هم خواهد گرفت. چه کسی می‌داند؟ شاید یک بحث مشابه بین دانشمندان جهان آینه‌ای در آن سوی نقطه‌ی جانوس در جریان باشد.

 دستاوردهای این پژوهش در Physics Letters B منتشر شده است.