یک مطالعه جدید از سوی یک تیم بینالمللی از پژوهشگران نشان میدهد که جهان ممکن است «یکطرفه» یا نامتقارن باشد و این میتواند چالشی بزرگ برای درک کنونی ما از کیهان ایجاد کند.
هرچه بیشتر درباره جهان و کیهان یاد گرفتیم، بیشتر مجبور شدیم ایدههای خود درباره اهمیت ویژه خودمان را کنار بگذاریم. ابتدا فهمیدیم که زمین مرکز جهان نیست و همه اجرام به دور آن نمیچرخند. سپس فهمیدیم که زمین به دور خورشید میچرخد و فکر کردیم که خورشید مرکز جهان است.
اما اکنون میدانیم که حتی این هم درست نیست. با کنار گذاشتن ایده اهمیت ویژه خودمان، اکنون از «اصل کوپرنیکی» و نسخه بهروزشده آن در اخترشناسی، یعنی «اصل کیهانشناختی» استفاده میکنیم: ما روی زمین در مرکز جهان نیستیم و منطقهای ممتاز در آن نداریم. اگرچه مناطق فضا ممکن است متفاوت باشند، مثلاً منطقهای که به «هیچچیز بزرگ» معروف است – اما وقتی مقیاس را به اندازه کافی بزرگ کنیم، جهان «همسانگرد» و «همگن» است؛ یعنی به طور تقریبی هر جا که باشید، جهان شبیه به هم است.
نقض این اصل، مسئلهای بسیار مهم خواهد بود. شاید به اندازه نقض قوانین ترمودینامیک بزرگ نباشد، اما همچنان مسئله بزرگی است.
آلبرت استببینز از فِرملب در مصاحبه با Phys.org توضیح میدهد: «اصل کوپرنیکی یکی از ستونهای اصلی بیشتر شاخههای اخترشناسی است. این اصل بدون پرسش پذیرفته میشود و در بسیاری از آزمونهای آماری برای ارزیابی مدلهای کیهانشناختی نقش مهمی دارد. همچنین نتیجهای ضروری از فرض قویتر اصل کیهانشناختی است: یعنی نه تنها ما در بخش ویژهای از جهان زندگی نمیکنیم، بلکه هیچ بخش ویژهای در جهان وجود ندارد، همه جا تقریباً مشابه است (با توجه به تغییرات آماری).»
او ادامه میدهد: «این اصل بسیار مفید است، زیرا نشان میدهد که اینجا و اکنون مشابه آنجا و اکنون است، و اینجا و آنگاه مشابه آنجا و آنگاه است. نیازی نیست برای دیدن گذشته جهان به زمان گذشته در محل فعلی خود نگاه کنیم، میتوانیم فقط به فاصلههای بسیار دور نگاه کنیم و با توجه به مدت زمان طولانی سفر نور، در حال نگاه به بخش دوردست جهان در گذشته دور هستیم. طبق اصل کیهانشناختی، گذشته آنها مشابه گذشته ماست.»
اما هنگام مطالعه «پستاب کیهانی» (CMB) – تابش باقیمانده از حدود ۴۰۰ هزار سال پس از آغاز جهان که بهطور ضعیف قابل شناسایی است و همه جهان شناختهشده را فرا گرفته، چندین تیم با چالشهایی برای این اصل مواجه شدند.
اگر این اصل (و درک کنونی ما از فیزیک) درست باشد، نخستین نوری که از جهان اولیه و داغ شروع به حرکت کرده و با سرد شدن جهان ایجاد شده، باید دمای تقریباً یکسانی داشته باشد، با نوسانات کوچک جزئی.
آژانس فضایی اروپا توضیح میدهد: «[ماموریتهای COBE و WMAP ناسا] دمای CMB را تقریباً ۲.۷۲۶ کلوین (حدود -۲۷۰ درجه سانتیگراد) در سراسر آسمان اندازهگیری کردند. کلمه «تقریباً» مهمترین نکته است، زیرا نوسانات کوچک دما، حتی تنها کسری از درجه، نشاندهنده تفاوت در چگالی ساختارها در مقیاسهای کوچک و بزرگ است که درست پس از شکلگیری جهان وجود داشتهاند. این نوسانات را میتوان به عنوان بذرهایی تصور کرد که بعدها کهکشانها از آن رشد خواهند کرد.»
با تقسیم CMB به بخشهای مختلف میتوان توزیع دماها را تحلیل کرد. وقتی CMB را به بخشهای کوچکتر تقسیم میکنیم (دو نیمکره = دیپل، چهار بخش = کوآدروپل و غیره) و مقایسه میکنیم، انتظار داریم توزیع دماها در این مناطق کاملاً تصادفی باشد، اما این دقیقاً چنین نیست، حتی پس از اصلاح برای حرکت زمین، منظومه شمسی و کهکشان راه شیری.
سابیر سکارا، استاد ممتاز دپارتمان فیزیک دانشگاه آکسفورد و یکی از نویسندگان مطالعه جدید، در مقالهای برای The Conversation توضیح میدهد: «پس از تأیید همسانی CMB در مقیاسهای بزرگ، نوساناتی در این تابش باقیمانده از بیگبنگ کشف شده است. یکی از مهمترین آنها «ناهمسانگردی دیپل CMB» نام دارد. این بزرگترین تفاوت دمایی در CMB است، که در آن یک سمت آسمان گرمتر و سمت مقابل خنکتر است، حدود یک بخش در هزار.»
