نظریه تازه: جهان ما شاید همزادی داشته باشد که در زمان رو به عقب حرکت می‌کند!
* یک پاد-کیهان که در زمان رو به عقب می‌رود می‌تواند ماده‌ی تاریک و پَندام کیهانی (تورم) را توضیح دهد.
بر پایه‌ی یک نظریه‌ی هیجان‌انگیز تازه، ممکن است پیش از مهبانگ (انفجار بزرگ)، یک "پاد-کیهان" هم وجود داشته باشد که در زمان رو به عقب حرکت می‌کند.
 |
| اگر جهان ما یک همزاد داشته باشد و زمان در آن همزاد رو به عقب برود، دانشمندان می‌توانند ماده‌ی تاریک را توضیح دهند |
در این پنداشت فرض می‌شود که کیهان آغازین کوچک، داغ و چگال بوده -و به اندازه‌ای یکدست و یکنواخت بوده که پیشرویِ زمان رو به جلو و عقب متقارن به نظر می‌رسد.
این نظریه‌ی تازه اگر درست باشد بدین معناست که ماده‌ی تاریک چندان رازگونه نیست؛ تنها یک مزه‌ی تازه از ذره‌ی شبحگونی به نام نوترینو است که تنها در این گونه از کیهان وجود دارد. و از این نظریه چنین برمی‌آید که دیگر نیازی به یک دوران "پندام" (تورم) نخواهد بود، دورانی که در آن، کیهانِ جوان بی‌درنگ و به سرعت پس از مهبانگ گسترده شد.
اگر این گونه باشد، پس آزمایشگاه‌های آینده برای شکار موج‌های گرانشی یا اندازه‌گیری جرم نوترینوها می‌توانند یک بار برای همیشه پاسخ دهند که آیا این پاد-کیهانِ آینه‌ای وجود دارد یا نه.
حفظ تقارن
فیزیکدانان دسته‌ای از تقارن‌های بنیادی را در طبیعت شناسایی کرده‌اند. مهم‌ترینِ آنها این سه تقارن هستند: بار الکتریکی (اگر بارهای همه‌ی ذره‌های درگیر در یک برهم‌کنش را به بار مخالف برگردانید، همان برهم‌کنش را خواهید داشت)؛ همالی یا پاریته (اگر به تصویرِ آینه‌ایِ یک برهم‌کنش نگاه کنید، همان نتیجه را دریافت خواهید کرد)؛ و زمان (اگر یک برهم‌کنش را رو به عقب در زمان اجرا کنید، یکسان به نظر می‌رسد).
برهم‌کنش‌های فیزیکی اغلب از بیشتر این تقارن‌ها پیروی می‌کنند، این بدان معناست که گاهی تخلف‌هایی هم وجود دارد. ولی فیزیکدانان تاکنون هرگز تخلفی از آمیزه‌ی هر سه‌ی این تقارن‌ها را همزمان ندیده‌اند. اگر هر تک برهم‌کنشی که در طبیعت دیده می‌شود را بگیرید و بارهای آن را وارونه کنید، تصویر آینه‌ایِ آن را بگیرید و آن را در زمان به عقب اجرا کنید، آن برهم‌کنش‌ها دقیقا رفتاری یکسان خواهند داشت.
این تقارن بنیادی یک نام دارد: تقارن سی‌پی‌تی (CPT symmetry)- بار (C)، همالی (P) و زمان (T).
در نوشتار (مقاله‌ی) تازه‌ای که برای انتشار در نشریه‌ی آنالز آو فیزیکز پذیرفته شده، دانشمندان گستردنِ این تقارنِ آمیخته (ترکیبی) را پیشنهاد داده‌اند. این تقارن معمولا تنها در برهم‌کنش‌ها به کار می‌رود- نیروها و میدان‌هایی که فیزیکِ کیهان را ساخته‌اند. ولی اگر این تقارن چنین اهمیت باورنکردنی‌ای داشته باشد، شاید برای کلِ خودِ کیهان هم به کار می‌رود (اعمال می‌شود). به بیان دیگر، در این پنداشت، به جای آن که تقارن تنها برای "بازیگرها"ی کیهان به کار رود (نیروها و میدان‌ها)، برای خودِ صحنه به کار می‌رود، همه‌ی جرم فیزیکیِ کیهان.
آفرینش ماده‌ی تاریک
ما در یک کیهانِ گسترنده (رو به گسترش) زندگی می‌کنیم. این کیهان پر از ذره‌های بسیاری‌ست که کارهای جالبِ بسیاری انجام می‌دهند و فرگشت کیهان هم در زمان رو به جلو می‌رود. اگر ما پنداشت کلیِ تقارن سی‌پی‌تی را به کل جهان هستی‌مان گسترش دهیم، آنگاه دیدگاهمان از کیهان نمی تواند تصویر کلی باشد.
بلکه باید بیشتر باشد. برای حفظ تقارن سی‌پی‌تی در سراسرِ جهان هستی، باید یک تصویر آینه‌ای از کیهان باشد که کیهان خودمان را ترازمند (متعادل) کند. این کیهان همه‌ی بارهای مخالفِ کیهان ما را دارد، آینه‌ای چرخیده است و در زمان رو به عقب می‌رود. کیهان ما تنها یکی از دو همزاد است (یکی از دوقلوها). این دو کیهان با هم از تقارن سی‌پی‌تی پیروی می‌کنند.
پژوهشگران سپس این را پرسیدند که پیامدهای چنین جهانی چه خواهد بود.
و چیزهای شگفت‌انگیز بسیاری یافتند.
نمونه‌ی نخست این که یک کیهانِ پیروُیِ سی‌پی‌تی به طور طبیعی گسترده می‌شود و خود را پر از ذرات می‌کند، بدون نیاز به یک دوره‌ی گسترش سریع به نام پندام (تورم) که دیرزمانی‌ست در نظریه‌ها آورده شده. اگرچه شواهد بسیاری هست از این که رویدادی مانند پندام رخ داده بوده، ولی تصویر نظری این رویداد به گونه‌ای باورنکردنی مبهم است. به اندازه‌ای مبهم است که جا برای پیشنهادهای جایگزینش بسیار باز است.
نمونه‌ی دوم این که یک کیهانِ پیروُیِ سی‌پی‌تی نوترینوهایی اضافی را به آمیزه‌ی خود می‌افزاید. سه مزه‌ی شناخته شده برای نوترینوها داریم: الکترون-نوترینو، میون-نوترینو و تاو-نوترینو. شگفت این که هر سه‌ی این مزه‌های نوترینو چپ‌دست (اشاره به جهت چرخش هر یک نسبت به حرکتش) هستند. همه‌ی دیگر ذراتِ شناخته شده در فیزیک هم گونه‌ی چپ‌دست دارند و هم گونه‌ی راست‌دست، از همین رو فیزیکدانان دیرزمانی‌ست در این فکرند که آیا نوترینوهای دیگری که راست-دست باشند هم وجود دارند یا نه.
یک کیهانِ پیرویِ سی‌پی‌تی خواهانِ دستکم یک گونه نوترینوی راست‌دست خواهد بود. این گونه تا اندازه‌ی بسیاری برای آزمایش‌های فیزیکی نادیدنی خواهد بود و تنها از راه گرانش بر بقیه‌ی کیهان اثر خواهد گذاشت.
ولی یک ذره‌ی نادیدنی که جهان را هم پر کرده و تنها از راه گرانش برهم‌کنش انجام می دهد بسیار به "ماده‌ی تاریک" می‌ماند.
پژوهشگران دریافتند که شرایطی که با پیرَوی از تقارن سی‌پی‌تی تحمیل شده، جهان را به اندازه‌ی پر از نوترینوهای راست‌دست می‌کند که برای نوشتنِ آن به پای ماده‌ی تاریک بسنده می‌کند.
پیش‌بینی‌ها در آینه
ما هرگز به همزادمان، کیهانی با سی‌پی‌تی آینه‌ای، دسترسی نخواهیم داشت، زیرا "پشت" مهبانگ‌مان بوده، پیش از آغاز کیهانِ خودمان. ولی این بدین معنا نیست که نمی‌توانیم این پنداشت را بیازماییم.
پژوهشگران چند پیامدِ دیداریِ (مشاهده‌ایِ) این پنداشت را یافته‌اند. نخست، آنها پیش‌بینی می‌کنند سه گونه‌ی شناخته شده‌ی نوترینوی چپ‌دست باید همگی ذرات مایورانا باشند، که یعنی آنها پادذره‌های خودشانند (برخلاف ذره‌های معمولی مانند الکترون که همتای پادماده‌ای به نام پوزیترون را دارد). فعلا فیزیکدانان مطمئن نیستند که آیا نوترینوها این ویژگی را دارند یا نه.
افزون بر این، پژوهشگران پیش‌بینی می‌کنند که یکی از گونه‌های نوترینو باید بدون جرم باشد. امروزه، فیزیکدانان تنها می‌توانند حدهای بالایی برای جرم‌های نوترینو بگذارند. اگر فیزیکدانان بتوانند به طور قطعی جرم‌های نوترینو را اندازه بگیرند و یکی از آنها هم براستی بدون جرم باشد، پنداشت کیهان با تقارن سی‌پی‌تی تا اندازه‌ی بسیاری تقویت می‌شود.
در پایان این که، رویداد پندام (تورم) در این مدل هرگز رخ نداده بوده. به جایش، کیهان به طور طبیعی به خودی خود پر از ذرات شد. فیزیکدانان بر این باورند که پندام آنچنان شدید فضازمان را لرزاند که جهان هستی را پر از موج‌های گرانشی کرد. آزمایش‌های بسیاری در پی شکارِ این موج‌های گرانشیِ "آغازین" هستند. ولی در کیهانی با تقارن سی‌پی‌تی، چنین موج‌هایی نباید وجود داشته باشد. بنابراین اگر آن جستجوها برای یافتن موج‌های گرانشی آغازین ناکام بمانند (چیزی نیابند)، شاید سرنخی باشد از این که مدل کیهانی با سی‌پی‌تیِ آینه‌ای درست است.
-------------------------------------------------
تلگرام، توییتر و فیسبوک یک ستاره در هفت آسمان:
telegram.me/onestar_in_sevenskies
twitter.com/1star_7sky
facebook.com/1star7sky
واژه‌نامه:
منبع: لایوساینس
0 دیدگاه شما:
ارسال یک نظر