یك گروه تحقیقاتی از دانشگاه ایالتی پن از محاسبات گرانشی كوانتومی استفاده كردند تا سر نخهائی در مورد زمان قبل از مهبانگ را پیدا كنند
 

 

بر اساس فرضیه نسبیت عام انیشتین ، انفجار بزرگ آغاز هستی را رقم زده است. انفجار بزرگ رویدادی بزرگ بود كه نه تنها ماده بلكه فضا- زمان را بوجود آورد. در حالیكه فرضیه های كلاسیك هیچگونه سر نخی در مورد هستی قبل از این رخداد را ارائه نمی دهند ، یك گروه تحقیقاتی از دانشگاه ایالتی پن از محاسبات گرانشی كوانتومی استفاده كردند تا سر نخهائی در مورد زمان قبل از مهبانگ را پیدا كنند. آبهی اشتكار ، مدیر موسسه فیزیك و هندسه گرانشی از همین دانشگاه می گوید" می توان ازنسبیت عام برای توضیح كیهان در زمانیكه ماده آنقدر چگال شد كه هیچ معادله ای نمی تواند آن را توضیح دهد استفاده كرد. ما برای نگاه به ورای این زمان و نقطه نیاز به معادلات و ابزار كوانتومی داشتیم كه در زمان انیشتین در دسترس نبود." وی با همكاری پژوهشگران دیگر مدلی را تهیه كردند كه با دنبال كردن ردپای مهبانگ و عبور از میان آن به كیهان در حال چروكیده شدنی بر می خورد كه فیزیكی مشابه كیهان ما داشت. 

این گروه در تحقیق خود نشان دادند كه قبل از مهبانگ یك كیهان در حال منقبض شدن وجود داشت كه هندسه فضا-زمان آن مشابه كیهان در حال انبساط ما بود.زمانیكه نیروهای گرانشی كیهان قبلی را به داخل می كشاند ، به نقطه ای رسید كه خواص كوانتومی فضا-زمان باعث می شوند گرانش حالتی دافعه داشته باشد نه جاذبه. اشتكار می گوید" ما با استفاده از اصلاحات كوانتمی معادلات كیهانشناسی انیشتین نشان دادیم كه بجای یك انفجار بزرگ كلاسیك ، درحقیقت یك "واگشت كوانتومی" وجود داشته است. سناریوی واگشت كوانتمی بسیار واقع گرایانه بنظر می رسد. 

 

در حالیكه ایده كلی وجود یك كیهان دیگر قبل از مهبانگ قبلا پیشنهاد شده بود ، این نخستین توضیح ریاضی است كه بطور روشمندی وجود یک كیهان ماقبل مهبانگ را تثبیت می كند

نویسنده : فرشید کریمی

نقل از پارس اسکای
 
متن انگلیسی
Before the Big Bang 

 

دیدگاه نظریه سی. پی. اچ

لازم به ذکر است که فروپاشی جهان و انفجار مجدد آن بر اثر تراکم شدید ماده و به حداکثر رسیدن اسپین سی. پی. اچ. ها مطلبی است که در نظریه سی. پی. اچ. تقریباً نوزده سال پیش بیان شده است

علاوه بر آن اختلاف نظریه سی. پی. اچ. با تحقیقات اخیر در این است که در نظریه سی. پی. اچ. معادله انفجار بصورت زیر ارائه شده است.
 
gradVc=0 in all inertial frames and any space
 

 

 

 
 

 
 

 

اطلاعات در مورد مهبانگ و درون سیاه چاله ها

با توجه به نظریه بیگ بنگ، جهان در 14 بیلیون سال پیش از یک توده فوق العاده داغ و چگال آغاز شده است. پس از آن جهان به طور مداوم شروع به گسترش کرده و در حال سرد شدن است. و تمام جهان سرشار از نورهای ساطع شده از مهبانگ است. نوری که اکنون به ما می رسد، حدود 14 بیلیون سال در راه بوده است. بنابراین به ما این امکان را می دهد که ازدل زمان عبور کرده و نگاهی به گذشته بیندازیم و دوران ابتدایی عالم را ببینیم
 نگاهی به اطلاعات و ارقام می تواند کمک کند تا پرده از برخی اسرار جهان بر داریم


عمر جهان

 
Age of universe 


Universe is 13.7 billion years old 


T=13.7x1012 years =4.3x1020 s 


شعاع جهان


Radius of universe 


R=1.6x1026 m 


حجم جهان


Volume of universe  


V=17.1x1078m3 

 

چگالی چهان

Density of universe


D=10-18 kg/m3


جرم جهان

Mass of universe 


M=(density)x(volume), so; 


M= 17.1x1060 kg

توجه شود که ارقام فوق تقریبی است، اما نتیجه ای که از آنها می خوهیم بگیریم، عمیقتر از اهمیت درستی یا نادرستی ارقام فوق است 

و هنگامیه جهان در هم فرو خواهد ریخت


برای یک لحظه شتاب جهان و انبساط جهان را فراموش کنید. حالا فرض کنید جهان در حال فرو ریختن در خود است. چه اتفاقی خواهد افتاد؟

در این حالت تمام شواهد نشان می دهد که جهان در حال انقباض است.نخست نور دریافتی از ستارگان به طرف آبی جابجا می شوند.فاصله بین اجسام در حال کاهش است.

بنابراین فاصله بین زمین و ماه کاهش می یابد، ماه به زمین وصل می شود. زمین و سایر سیارات در خورشید سقوط می کنند. فشار گرانش افزایش می یابد. خورشید وستاره ی آلفا قنطورس (نزدیکترین ستاره به خورسید) یکدیگر را جذب می کنند. فاصله ها به سرعت کاهش می یابد. حجم جهان کاهش می یابد و شدت گرانش و فشار آن افزایش می یابد

چه اتفاقی برای اتمها می افتد؟

شعاع مدار اتمها کاهش می یابد. الکترونها در هسته سقوط می کنند. بنابراین تنها هسته ها باقی می مانند. همچنین ممکن است حجم هسته ها نیز کاهش یابد. اما ما هیچگونه شاهدی بر این امر نداریم. لذا اجازه بدهید با توجه به چگالی هسته بحث را ادامه دهیم

چگالی هسته

2x1017 kg/m3

فرض کنیم جهان کاملاً درهم فرو ریزد. بنابراین با توجه به چگالی هسته حجم جهان را حساب می کنیم 

حجم جهان 

Vo=M/D=8.5x1043 m3 

آنگاه شعاع جهان برابر خواهد شد با

Ro=2.7x1014 m

 و این یک سیاه چاله ی مطلق است

سیاه چاله مطلق

با توجه به نظریه سی. پی. اچ. همه چیز از سی. پی. اچ. ساخته شده است. همچنین هسته ها نیز از سی. پی. اچ. ساخته شده اند. سی. پی. اچ. ها در هسته اتم اسپین دارند و در کنار یکدیگر حرکت می کنند. سی. پی. اچ. دارای اسپین و حرکت انتقالی است. بطوریکه

gradVc=0 in all inertial frames and any space

فرض کنیم یک سی. پی. اچ. دارای سرعت انتقالی و اسپین v, sهنگامیکه سرعت انتقالی آن به سمت صفر میل می کند، اسپین آن به ماکزیمم می رسد. هنگامیکه فشار گرانش خیلی افزایش یابد، فاصله بین سی. پی. اچ. ها کاهش می یابد. هیچ جسم یا ذره ای حتی نور و سایر امواج الکترمغناطیسی نمی تواند از میدان گرانش آن بگریزد. شکل زیر



در این حالت سرعت انتقالی سی. پی. اچ. نزدیک به صفر است. مهبانگ (بیگ بنگ ) از سیاه چاله ای نظیر آن بوجود آمده است.

با توجه به معادله زیر ما می توانیم درک خوبی از مهبانگ داشته باشیم



فرض کنیم شدت گرانش به قدری باشد که اسپین سی. پی. اچ. ها در سطح یک سیاه چاله به حداکثر ممکن برسند، یعنی سرعت انتقالی آنها بسمت صفر میل کند. چنین سیاه چاله ای یک سیاه چاله ی مطلق است. در این حالت سیاه چاله حالت بحرانی خواهد داشت و با افزایش شدت میدان گرانشی آن، سی. پی اچ. از نیروی خارجی تبعیت نمی کند و سیاه چاله ی مطلق منفجر می شود



در لحظات اولیه سی. پی. اچ. ها با سرعت 

Vc 

 می گریزند و اثر گرانش در همه جا گسترش می یابد. با توجه به اینکه شعاع جهان در این حالت از رابطه زیر به دست می آید

Ro<
<2.7x1014 m>
و با توجه به سرعت سی. پی. اچ. جهان در چند ثانیه شدیداً منبسط می شود. اما در آنجا ماده و انرژی وجود ندارد. در این وضعیت تنها سی. پی. اچ. است که با سرعت انتقالی 

Vc 

 در فضا منتشر می شود. اما سی. پی . اچ. ها با یکدیگر دارای کنش متقابل هستند و یکدیگر را جذب می کنند. سی. پی. اچ. ها اسپین می گیرند و کوانتوم های کوچک انرژی شکل می گیرند. آنگاه امواج الکترومغناطیسی ظاهر می شوند. این مرحله در یک مدت زمان بسیار طولانی اتفاق می افتد. بتدریج انرژی در مدت های کوتاه تری تولید می شود. و مقدار زیادی کوانتوم های بزرگ انرژی ظاهر می شود

حال به مرکز انفجار توجه فرمایید. مرکز سیاه چاله مطلق نظیر مرکز سایر اجسام بزرگ است و فشار گرانش در آنجا تقریباً صفر است. بنابراین هنگامیکه جهان (سیاه چاله مطلق) منفجر می شود، مرکز آن تحت فشار شدید از همه ی اطراف قرار می گیرد. شکل زیر



در ثانیه اول انفجار کنش و واکنش ها در مرکز جهان بسیار شدید است. مقادیر متنابهی انرژی تشکیل می شود و به ماده و پاد ماده تبدیل می شوند. بتدریج گرد وعبار و اجسام ظاهر می شوند. با انبساط جهان اندازه اتمها نیزافزایش می یابد.

و این تاریخ واقعی جهان ما است