آیا یک پاد-جهان موازی که در زمان به عقب می‌رود، وجود دارد؟

در پژوهشی تازه دانشمندان احتمال وجود یک پاد-جهان را مطرح کرده‌اند که می‌تواند در زمان به عقب برود و با وجود ماده‌ی تاریک هم سازگاری داشته باشد.

برخی دانشمندان بر این باورند که  یک «پاد-جهان» (Anti-Universe) می‌تواند در جایی وجود داشته باشد که شبیه تصویر آینه‌ای جهان خودمان است و تقریبا هر کاری را که ما انجام می‌دهیم، بازتکرار می‌کند. اگر این نظریه درست باشد، می‌تواند وجود ماده‌ی تاریک را توضیح دهد.

برای درک چنین ایده‌ای، ابتدا نیاز به برخی پیش‌زمینه‌هاست. نخست «مِه‌بانگ» (Big Bang) یا «انفجار بزرگ» که یک اصطلاح کلی است. این دیدگاه شامل نظریه‌های گوناگونی است که توسط کیهان‌شناسان مطالعه شده است؛ دانشمندانی که تلاش می‌کنند ساعت کیهانی را تا حد ممکن به ابتدای جهان نزدیک کنند.

بیشتر دانشمندان موافق هستند که ماده منفجر شده است، اما در همین رابطه هم گوناگونی وجود دارد، برای نمونه اینکه آیا دما در آن لحظه‌ی اولیه، بسیار داغ یا تا حد صفر مطلق سرد بوده است؟

همچنین درباره‌ای آنچه ممکن است پیش از خود انفجار روی داده باشد، اختلاف نظر وجود دارد. آیا ممکن است آنچه را که ما بیگ‌بنگ می‌نامیم، نقطه عطف یک جهش بزرگ‌تر در حال پیشروی باشد؟ هنگامی را تصور کنید که روی ترامپولین می‌پرید و پاهایتان تقریبا زمین زیر آن را لمس می‌کنند، سپس تصور کنید که تنها پرش بعدی به سمت بالا را می‌بینید؛ اما بدون نیمه‌ی اول و رو به پایین، پرش بی‌معنی است!

مورد بعدی «ماده‌ی تاریک» (Dark Matter) است که اگر وجود داشته باشد، شاید حتی از مه‌بانگ برای دانشمندان گیج‌کننده‌تر باشد. این به این دلیل است که این جرم، قطعا کلیدی است که به تکمیل پازل نامشخص کمک می‌کند. این پرسش که خود جهان امروزی ما را چه چیزی تشکیل می‌دهد، نه جهان میلیاردها سال پیش. در حقیقت ماده‌ی تاریک بخش عمده‌ای از ماده در جهان ماست اما بشر هنوز موفق نشده آن را در جایی ببیند.

• تلسکوپ فضایی جیمز وب چگونه ماده‌ی تاریک سرد را بررسی خواهد کرد؟

ماده‌ی تاریک چگونه در دید آشکار از کیهان قرار دارد اما پنهان می‌شود و چه ویژگی‌هایی دارد؟ این‌ها اسرار بزرگی هستند که باید بر پایه‌ی آن‌ها هزاران ایده‌ی دیگر برقرار شود. هم‌اکنون یک راه برای توصیف ماده‌ی تاریک بسیار تحت‌اللقظی است: منظور از «تاریک» این است که نورانی نیست، در اصل این اصطلاح فنی برای ماده‌ای است که هیچ فوتونی را به‌گونه‌ای که بتوانیم تشخیص دهیم، بازتاب نمی‌دهد یا ساطع نمی‌کند. اما ما می‌توانیم اثرات فیزیکی (نه دیداری) ماده‌ی تاریک را در چیزهایی مانند امواج گرانشی اندازه‌گیری کنیم.

اکنون به نظریه‌ی پاد-جهان بازمی‌گردیم. آیا ممکن است یک پاد-جهان تازه کشف شده‌ی موازی با جهان خودمان باشد، اما در زمان به عقب برود؟ اگر چنین باشد، اساسا این جهان در زمان پیش از انفجار بزرگ، «به عقب» گسترش می‌یابد، به همان شیوه‌ای که جهان ما در زمان «به جلو» پیش می‌رود.

در مقاله‌ی تازه‌ای که ماه گذشته در نشریه‌ی «انالز آو فیزیکس» (Annals of Physics) منتشر شده است، پژوهشگران مؤسسه‌ی فیزیک نظری «پریمتر» (Perimeter) در انتاریو کانادا، پیشنهاد کردند که مه‌بانگ ممکن است کوچک‌تر و متقارن‌تر از چیزی که فکر می‌کنیم، باشد. آن‌ها نوشتند: «در میان موارد دیگر، به تفصیل پیامد قابل توجه این فرضیه را شرح خواهیم داد که یک توضیح جدید بسیار پربازده برای ماده‌ی تاریک را به دنبال دارد.»

یک چیز جالب درباره‌ی این مدل از مه‌بانگ این است که نیاز به چیزی که دانشمندان آن را «تورم» (Inflation) کیهانی می‌نامند را از بین می‌برد. دوره‌ای که در آن جهان به‌طور گسترده منبسط می‌شود تا اندازه‌ی آن بلافاصله پس از پیدایش توضیح داده شود. در عوض، این امر می‌توانسته به‌طور طبیعی در طول زمان به روشی آرام‌تر گسترش یابد و توضیح ما را برای آنچه اتفاق افتاده، ساده‌تر کند.

و برای اینکه این دو جهان قبل و بعد واقعا متقارن باشند، باید ذره‌ای را به درک موجود خود از جهان اطراف اضافه کنیم. امروزه ما درباره‌ی نوترینوها، ذرات اسرارآمیز بسیار ریز که فقط در پیوند با گرانش و برهم‌کنش ضعیف هستند، می‌دانیم. اگر جهان ما بازتاب جهان مشابهی باشد که در زمان مه‌بانگ به عقب در حال حرکت است، پس آنچه ما ماده‌ی تاریک می‌نامیم، در واقع می‌تواند نسخه‌ای از یک نوترینو باشد که «راست دست» است یعنی برعکس طبیعت نوترینوهای «چپ دست» که در جهان ما وجود دارند.

هرچند این موضوع پیچیده و عجیب به‌نظر می‌رسد، اما تکرار و استفاده از نظریه‌ی تازه، بخش مهمی از کیهان‌شناسی محسوب می‌شود زیرا دانشمندان باید نظریه‌های موجود و منتشر شده‌ای داشته باشند تا با مطالعه‌ی آن‌ها تصمیم بگیرند که گام نظری بعدی چیست. انجام چنین کاری با ارائه‌ی پاسخ‌های عمومی و استفاده از مشاهدات و اندازه‌گیری‌ها بسیار آسان‌تر است و بنابراین در طول زمان با بهبود درک بشر و توسعه‌ی راه‌های پیچیده‌تر برای رصد کیهان، دنباله‌ای زیبا از ایده‌ها را در پی خواهد داشت.

عکس کاور: طرحی گرافیکی از تونل ارتباط ذرات
Credit: Andriy Onufriyenko/Getty Images

منبع: Popular Mechanics