همه فيزيکدانان باور ندارند که زمان با انفجار بزرگ شروع شده باشد. انفجار بزرگ تنها مي توانسته گذري از يک رمبش به جهاني در حال انبساط باشد. اينک " مارتين بوجووالد " از دانشگاه ايالت پنسيلوانياي امريکا در حال بررسي مدلي از «گرانش کوانتومي حلقوي» است تا نشان دهد که حتي اگر چنان جهاني، پيش از انفجار بزرگ وجود داشته باشد، شناخت جنبه هاي خاص آن غيرممکن خواهد بود. بسياري انفجار بزرگ را همچون «گلوله آتش» در نظر مي گيرند که حدود 14 ميليارد سال پيش از حالتي داغ و متراکم آغاز شد و به شکل جهان وسيعي که امروزه مي بينيم، منبسط شد. در فيزيک کلاسيک مشکلي وجود دارد؛ وقتي مدل هاي خود را در جهت گذشته مورد استنتاج قرار مي دهيم، اين مدل ها انفجار بزرگ را به عنوان لحظه يي با انرژي و دماي بي نهايت پيش بيني مي کنند که آن را «تکينگي» مي نامند. مدل هاي کلاسيکي مي توانند تا يک هزارميلياردم ثانيه اين تکينگي پيش بروند، اما همه مفهوم هاي پيشين معادلات شان از دست مي رود. فيزيکدانان براي شناخت جهان در زمان هاي دور بايد نظريه يي انتخاب کنند که بتواند سه نيروي قوي تر طبيعت (الکترومغناطيسي، نيروي ضعيف هسته يي و نيروي قوي هسته يي) را با نيروي گرانش تلفيق کند، يعني آنها بايد نظريه گرانش اينشتين (نسبيت عام) را با مکانيک کوانتومي تطبيق دهند و يک نظريه کوانتومي گرانشي به وجود آورند. يکي از نظريه هايي که به همين منظور پيشنهاد شده است، گرانش کوانتومي حلقوي نام دارد. اين نظريه فرض مي کند زمان در «جهش »هاي کوانتومي محدودي جلو مي رود. در نظريه کلاسيک انرژي مقادير بالاي دلخواهي مي گيرد، اما در نظريه گرانش کوانتومي حلقوي با يک حد فوقاني محدود مي شود. «بوجووالد» در اين باره مي گويد؛ " حدود 6 سال قبل دريافتم که گرانش کوانتومي حلقوي مي تواند از تشکيل تکينگي اجتناب کند، اما معادلاتي به کار بردم که هنوز هم براي نشان دادن دقيق حالت کوانتومي بسيار پيچيده هستند. "
به هر حال فقدان تکينگي اين احتمال را پديد آورده است که جهان مي توانست حالتي داشته باشد که تا زمان هاي قبل از انفجار بزرگ امتداد يابد. اين يعني انفجار بزرگ آغاز جهان را نشان نمي دهد، اما انفجار بزرگ بيشتر يک گذر يا جهش جهان بود از حالتي پيش از رمبش به چيز در حال انبساط که امروزه مي شناسيم. اکنون «بوجووالد» مشغول تحقيق روي اين موضوع است که آيا مي توان به جهان پيش از انفجار بزرگ نگاهي گذرا افکند يا خير. او که تحقيقاتش را با مدلي بر اساس گرانش کوانتومي حلقوي شروع کرد، در اوايل امسال گفت که حالت جهان با تعدادي پارامتر از جمله چگونگي انبساط کنوني جهان، مقدار ماده موجود و شدت گرانش توصيف مي شود. وي به تدريج مدل را ساده سازي کرد و توانست معادلاتي براي حالت جهان بيابد که در زمان پيش از انفجار بزرگ دقيقاً قابل حل باشد.
ما که هم اکنون در دوره پس از انفجار بزرگ زندگي مي کنيم، از فضا و زمان کاملاً هموار برخورداريم. اما پيش از انفجار بزرگ (اگر چنان زماني وجود داشته باشد) احتمال دارد که جهان در چنان حالت کوانتومي پرافت و خيزي بود که حتي مفاهيم معمولي زمان هم معني خود را از دست مي دادند. «بوجووالد» دريافت که وسعت جهان حاضر عدم قطعيت بنيادي يي در معادلاتش به وجود مي آورد که ما را از درک چگونگي تغييرات کوانتومي بزرگ پيش از انفجار بزرگ بازمي دارد؛ يعني امکان ندارد که مثلاً براي پيگيري گذشته همه جنبه هاي جهان پيش از انفجار بزرگ، محاسبات مان را رو به عقب انجام دهيم. اين چيزي است که «بوجووالد» نامش را «فراموشي کيهاني» مي گذارد. او مي گويد؛ «اين حقيقت که برخي ويژگي ها به طور کامل پيش بيني ناپذيرند، بسيار غيرمنتظره است.» البته وي اضافه مي کند که جنبه هاي مرتبط با رفتارهاي کلاسيکي همچون وسعت جهان و آهنگ انقباض را مي توان به طور کلي مشخص کرد. اما «جان بارت»، نظريه پرداز گرانش کوانتومي از دانشگاه ناتينگهام انگلستان يادآور مي شود که گرانش کوانتومي حلقوي نظريه يي کاملاً مقبول در ميان ساير نظريه ها نيست که اين موضوع مي تواند نتيجه گيري هاي «بوجووالد» را متزلزل سازد. او مي گويد : گرانش کوانتومي حلقوي مثل کيکي نيم پخته است. براي دستيابي به يک نظريه کوانتومي گرانشي کامل به برخي جنبه ها نياز داريم که هنوز وجود ندارد.
منبع:sampadastronomer.blogfa.com
تصاوير زيبا و مرتبط با اين مقاله