این پرسش یکی از بنیادیترین پرسشهایی است که ذهن بشر را از دیرباز به خود مشغول کرده است: جهان هستی چگونه آغاز شد و چه فرایندهایی ساختار و تکامل آن را رقم زدند؟ پژوهشی تازه که در نشریه Physical Review Research منتشر شده، بهدنبال پاسخ به همین پرسش است. در این مطالعه، گروهی از پژوهشگران از اسپانیا و ایتالیا مدلی تازه برای رخدادهایی پیشنهاد کردهاند که بلافاصله پس از تولد کیهان رخ دادهاند. یافتههای این پژوهش میتواند نظریههای دیرینهای را که درباره چگونگی آغاز جهان و سازوکارهای شکلدهندهی آن ارائه شدهاند، به چالش بکشد.
بر اساس این تحقیق، پژوهشگران با بهرهگیری از مدلهای رایانهای متعددی تلاش کردند شبیهسازیهایی از آغاز کیهان انجام دهند. این شبیهسازیها، برخلاف نظریهی غالبی که تاکنون مورد پذیرش بیشتر دانشمندان بوده است، به نتایج تازهای دست یافتهاند. نظریهی سنتی میگوید که جهان در نخستین لحظههای پس از پیدایش خود، دورهای از انبساط فوقسریع یا همان «تورم کیهانی» را تجربه کرده است. این انبساط بهزعم دانشمندان در کسری از ثانیه پس از آغاز جهان رخ داده و به گسترش و شکلگیری ساختارهای اولیه کمک کرده است. اما این نظریه برای اثبات خود نیازمند متغیرهای متعددی است که همگی هنوز اثبات تجربی محکمی ندارند.
در نقطهی مقابل، مدل تازهای که توسط این پژوهشگران ارائه شده، روایت دیگری دارد: به باور آنان، پدیدهای شناختهشده در نسبیت عام به نام امواج گرانشی میتواند عامل اصلی پیدایش و تکامل کیهان باشد. در این چارچوب، همه چیز، از کهکشانها و ستارگان گرفته تا سیارات و حتی حیات بر روی زمین، حاصل دینامیک این امواج گرانشی است. این تیم تحقیقاتی نشان میدهد که امواج گرانشی با یک مدل ریاضی قدیمی به نام فضای دسیتر (De Sitter space) در ارتباطاند؛ مدلی که نام خود را از ریاضیدان هلندی ویلم دسیتر گرفته است. او در دههی ۱۹۲۰ با آلبرت اینشتین همکاری داشت و به مطالعهی ساختار جهان پرداخت.
دکتر رائول خیمنز، پژوهشگر علوم تجربی و ریاضیات در مؤسسه ICREA اسپانیا و از نویسندگان این مقاله، در اینباره میگوید:
«دهههاست که ما تلاش کردهایم لحظات آغازین جهان را با استفاده از مدلهایی توضیح دهیم که بر عناصری متکیاند که هرگز مشاهده نشدهاند. آنچه این پیشنهاد را هیجانانگیز میکند، سادگی و قابلیت آزمونپذیری آن است. ما در این مدل هیچ عنصر حدسی یا فرضی تازهای نمیافزاییم، بلکه نشان میدهیم که گرانش و مکانیک کوانتومی بهتنهایی میتوانند برای توضیح ساختار کیهان کافی باشند.»
برای درک بهتر جایگاه این ایده، باید به تاریخچهی امواج گرانشی بازگردیم. نخستین بار، در سالهای ۱۸۹۳ و ۱۹۰۵، الیور هویساید و آنری پوانکاره مفهوم امواج گرانشی را مطرح کردند. اما این موضوع در سال ۱۹۱۶ با ارائهی نظریهی نسبیت عام توسط اینشتین به اوج توجه رسید. او امواج گرانشی را بهعنوان موجهایی در بافت فضا-زمان معرفی کرد. این امواج میتوانند در اثر رویدادهایی عظیم همچون انفجار ابرنواخترها، برخورد سیاهچالهها یا ستارگان نوترونی پدید آیند. با این حال، بهدلیل ضعف فوقالعادهی این امواج، آشکارسازی آنها کاری بسیار دشوار است و نیازمند ابزارهایی با حساسیت بینظیر میباشد. شاید به همین دلیل بود که تا سپتامبر ۲۰۱۵ هیچ ردی از آنها مشاهده نشد؛ زمانی که رصدخانه LIGO در ایالتهای واشنگتن و لوئیزیانای آمریکا توانست برای نخستین بار امواج گرانشی را ثبت کند. این کشف، یکی از بزرگترین دستاوردهای علمی سدهی اخیر بهشمار میرود.
با وجود این پیشرفتها، منشأ جهان همچنان یکی از بزرگترین رازهای علم باقی مانده است. نظریهی مهبانگ (Big Bang) مدتهاست که بهعنوان عامل اصلی آفرینش کیهان مطرح شده، اما پرسشهای بنیادین فراوانی همچنان بیپاسخ ماندهاند؛ از جمله اینکه پیش از مهبانگ چه رخ داده است یا سازوکار دقیق آغاز جهان چه بوده است.
فیلسوف و اخترشناس برجسته، کارل ساگان، روزی گفته بود:
«کیهان در درون ماست. ما از غبار ستارگان ساخته شدهایم. ما راهی هستیم که جهان خود را بشناسد.»
شاید هیچگاه نتوانیم با قطعیت بدانیم که جهان چگونه آغاز شد و چه فرایندهایی دقیقاً شما را به خواندن همین سطور رسانده است. اما همانطور که این مطالعهی تازه نشان میدهد، گاهی راهحل در سادگی نهفته است. شاید این مدل جدید صرفاً راهی باشد برای آنکه ما جهان را اندکی بهتر بشناسیم.
آینده چه خواهد بود؟ آیا در سالها و دهههای پیش رو کشفیات تازهای دربارهی منشأ جهان خواهیم داشت؟ تنها زمان پاسخ این پرسش را خواهد داد. و این همان چیزی است که ارزش علمورزی را دوچندان میکند: جستوجوی همیشگی برای کشف ناشناختهها.
پس بیایید همواره علم را دنبال کنیم و چشم به آسمان بدوزیم. 🌌