زندگی مخفیانه جهان پیش از انفجار بزرگ

این ایده ممکن است در نگاه اول عجیب به نظر برسد، زیرا طبق کیهان شناسی امروزی، جهان ما با رویدادی به نام بیگ بنگ آغاز شد و بحث در مورد دوران قبل از آن دشوار است.

مجله Live Science با انتشار گزارشی در این باره با اشاره به مدل پرش کیهان شناسی بر اساس این نظریه کیهان شناسی نوشت که جهان ممکن است بین مراحل انقباض و انبساط «پرش» داشته باشد و بنابراین انفجار بزرگ ممکن است انجام نشود. بیگ بنگ بوده اند. آغاز جهان هستی.

این فرضیه در صورت تایید، می تواند پیامدهای عمیقی برای طبیعت جهان از جمله ماهیت مرموز، سیاهچاله ها و ماده تاریک داشته باشد.

دانشمندان در یک مقاله تحقیقاتی جدید گفتند که ماده تاریک ممکن است از سیاهچاله هایی تشکیل شده باشد که “در طول انتقال از مرحله انقباض نهایی کهکشان قبلی به فاز انبساط کهکشان فعلی” تشکیل شده اند. بر اساس این فرضیه، ماده تاریک در مرحله ای که قبل از بیگ بنگ رخ داده است، شکل گرفته است.

به گفته کیهان شناسان، اگر این فرضیه درست باشد، می توان امواج گرانشی را که در طی فرآیند شکل گیری این سیاهچاله ها به وجود می آیند، با کمک رصدخانه های امواج گرانشی آینده شناسایی کرد. بنابراین، اگرچه امروزه نمی توان صحت این فرضیه را آزمایش کرد، اما در آینده شاید بتوان راهی برای تایید سناریوی ایجاد ماده تاریک پیدا کرد.

 

مشاهدات حرکت ستارگان در کهکشان ها و تابش پس زمینه مایکروویو کیهانی نشان می دهد که حدود 80 درصد ماده در یک کهکشان ماده تاریک است. ماده تاریک ماده ای است که در وهله اول با نور برهمکنش ندارد و اگرچه در جهان به وفور یافت می شود، اما دانشمندان هنوز نتوانسته اند تعیین کنند که از چه ماده ای تشکیل شده است.

در این مطالعه که نتایج آن در مجله Cosmology and Astroparticle Physics منتشر شد، دانشمندان سناریویی را بررسی کردند که در آن ماده تاریک از سیاهچاله های اولیه تشکیل می شود. به گفته محققان، این سیاهچاله های اولیه ممکن است از نوسانات چگالی در مرحله انقباض نهایی کهکشان قبلی شکل گرفته باشند.

دیدگاه رایج در کیهان‌شناسی امروزه این است که جهان ما با یک «تکینگی» آغاز شد و پس از آن دوره کوتاهی از انبساط بسیار سریع به نام دوره «تورم کیهانی» دنبال شد. با این حال، نویسندگان این مقاله مدل دیگری به نام «کیهان‌شناسی ماده پرش غیرمفرد» را بررسی کردند که بر اساس آن گاتی تحت یک مرحله انقباض قرار گرفت.

به گفته محققان، این مرحله قبلی با یک جهش عظیم به دلیل افزایش چگالی ماده به پایان رسید که در نهایت منجر به انفجار بزرگ و کهکشان در حال گسترشی شد که امروز در آن قرار داریم.

بر اساس مدل کیهانی جهشی، کهکشان ما با 10 توان کوچک شده و به پنجاهمین توان اندازه فعلی خود رسیده است. پس از آن پرش، انفجار بزرگ رخ داد و فوتون ها و ذرات دیگر متولد شدند. چگالی ماده در زمان نزدیک شدن به این پرش غول پیکر به قدری زیاد بود که سیاهچاله های کوچکی از نوسانات کوانتومی چگالی ماده به وجود آمدند و ممکن است این سیاهچاله ها ماده تاریک را تشکیل داده باشند.

پاتریک پیتر، مدیر تحقیقات مرکز ملی تحقیقات علمی فرانسه، می گوید: “اولین سیاهچاله های کوچک ممکن است در مراحل اولیه کهکشان متولد شده باشند، و اگر خیلی کوچک نبودند توسط تشعشعات هاوکینگ متلاشی می شدند.” به LiveScience گفت که در این مطالعه شرکت نداشت. [تابشی فرضی که سیاهچاله‌ها به دلیل آثار کوانتومی ذرات منتشر می‌کنند] برای از بین بردن آنها به اندازه کافی مؤثر نبود، بنابراین آنها هنوز آنجا هستند. وی افزود: چنین سیاهچاله هایی با جرمی نزدیک به جرم یک سیارک ممکن است به کشف راز ماده تاریک یا حتی حل کامل این مشکل کمک کنند.

محاسبات دانشمندان نشان می دهد که ویژگی های این مدل کهکشانی مانند انحنای فضا و پس زمینه مایکروویو کیهانی با مشاهدات فعلی مطابقت دارد و فرضیه آنها را تایید می کند.

محققان امیدوارند از نسل بعدی رصدخانه های امواج گرانشی برای آزمایش بیشتر پیش بینی های خود استفاده کنند. آنها خواص امواج گرانشی تولید شده در طول فرآیند تشکیل سیاهچاله ها را در مدل خود محاسبه کردند و دریافتند که این امواج را می توان در رصدخانه های آینده مانند آنتن فضایی تداخل سنج لیزری (LISA) و تلسکوپ انیشتین شناسایی کرد.

بنابراین، رصدخانه‌های امواج گرانشی آینده، که ممکن است بیش از یک دهه طول بکشد، می‌توانند این فرضیه جدید را تایید یا رد کنند.