تصور کنید به عقب برگردید، نه به گذشته زمین، نه به دوران دایناسورها و نه حتی به ابتدای پیدایش اولین ستارگان، بلکه به لحظه‌ای که خود زمان آغاز شد. دانشمندان به ما می‌گویند که جهان ما حدود ۱۳.۸ میلیارد سال پیش با یک رخداد عظیم به نام بیگبنگ متولد شد. این لحظه‌ای بود که کل ماده، انرژی، فضا و زمان از یک نقطه بسیار کوچک، داغ و متراکم به وجود آمدند. اما این توصیف، سؤال بزرگ‌تری را در ذهن ما ایجاد می‌کند: «قبل از بیگبنگ چه بود؟» این سؤال نه تنها مرزهای دانش ما را به چالش می‌کشد، بلکه ما را با مفاهیمی روبرو می‌کند که هنوز برای درک آن‌ها ابزارهای لازم را نداریم.
شواهد تولد جهان: چرا به بیگبنگ باور داریم؟
قبل از پرداختن به «قبل از بیگبنگ»، باید بدانیم چرا دانشمندان تا این حد به وقوع آن مطمئن هستند. شواهد بیگبنگ بسیار قوی و قانع‌کننده هستند و بر مبنای مشاهدات دقیق بنا شده‌اند:
- انبساط جهان: در دهه ۱۹۲۰، ادوین هابل ستاره‌شناس بزرگ، کشف کرد که کهکشان‌ها از ما دور می‌شوند و هرچه کهکشانی دورتر باشد، با سرعت بیشتری در حال دور شدن است. این پدیده دقیقاً همان چیزی است که از یک انفجار عظیم انتظار می‌رود. اگر این فرآیند را در ذهنمان به عقب برگردانیم، به نقطه‌ای می‌رسیم که تمام ماده جهان در یک نقطه متراکم جمع شده بود.
- تابش پس‌زمینه کیهانی (CMB): در سال ۱۹۶۵، دو فیزیکدان به نام‌های آرنو پنزیاس و رابرت ویلسون، در حال کار با یک آنتن رادیویی، یک صدای سوت ضعیف و مرموز را در سرتاسر آسمان شنیدند. این صدا در واقع تابش گرمایی باقیمانده از بیگبنگ بود که در طول میلیاردها سال انبساط، بسیار سرد شده و به شکل امواج مایکروویو درآمده بود. این تابش یک «پژواک» یا «اثر انگشت» از لحظه تولد جهان است.
- ترکیب شیمیایی جهان: مشاهدات نشان می‌دهند که جهان اولیه عمدتاً از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده بود. این نسبت‌ها دقیقاً با پیش‌بینی‌های مدل بیگبنگ مطابقت دارند، که می‌گوید این دو عنصر سبک، در لحظات اولیه و داغ جهان، تولید شده‌اند.
بزرگ‌ترین مشکل فیزیک: تضاد نسبیت و کوانتوم
برای پاسخ به سؤال اصلی، باید وارد دنیای فیزیک نظری شویم. در حال حاضر، فیزیک مدرن بر دو نظریه اصلی استوار است که هر کدام در قلمرو خود بی‌نقص عمل می‌کنند:
- نسبیت عام اینشتین: این نظریه، گرانش و ساختار فضا-زمان را در مقیاس‌های بزرگ، مثل کهکشان‌ها و خوشه‌های کهکشانی، توضیح می‌دهد.
- مکانیک کوانتوم: این نظریه، رفتار ماده و انرژی را در مقیاس‌های بسیار کوچک، مثل اتم‌ها و ذرات زیراتمی، توصیف می‌کند.
مشکل اینجاست که این دو نظریه با یکدیگر سازگار نیستند. در لحظه بیگبنگ، جهان به قدری کوچک و در عین حال به قدری متراکم بود که هر دو نظریه باید همزمان کار می‌کردند. این تضاد بزرگ، فیزیکدانان را به این نتیجه رسانده که برای درک واقعی بیگبنگ، به یک «نظریه گرانش کوانتومی» نیاز داریم که این دو نظریه را با هم متحد کند.
پاسخ‌های احتمالی: از تورم تا جهان‌های موازی
با توجه به این چالش، فیزیکدانان ایده‌های نظری مختلفی را برای توضیح آنچه «قبل» از بیگبنگ بوده، ارائه کرده‌اند:
- مدل جهان تورمی (Inflating Universe): این مدل می‌گوید که قبل از بیگبنگ، یک «خلأ تورمی» وجود داشته که با سرعتی غیرقابل تصور در حال انبساط بوده است. این خلأ تورمی، بی‌ثبات و غیرقابل پیش‌بینی بوده و در نقاطی به صورت تصادفی، به خلأ عادی تبدیل می‌شده و در نتیجه انرژی عظیمی آزاد می‌کرده که همان بیگبنگ را ایجاد کرده است. در این مدل، جهان ما فقط یکی از بی‌نهایت «حباب»هایی است که در این خلأ تورمی در حال گسترش، ایجاد شده‌اند.
- جهان‌های چرخه‌ای (Cyclic Universe): این نظریه پیشنهاد می‌کند که جهان ما بخشی از یک چرخه بی‌پایان از انقباض و انبساط است. در این مدل، جهان کنونی ما پس از مدتی طولانی دوباره منقبض شده و به یک نقطه متراکم بازمی‌گردد (Big Crunch) تا در نهایت یک بیگبنگ دیگر را رقم بزند. در این صورت، «قبل از بیگبنگ» به معنای «بیگبنگ قبلی» است.
- نظریه ریسمان و جهان‌های چندگانه: یکی از راه‌حل‌های اصلی برای ترکیب نسبیت و کوانتوم، نظریه ریسمان است. این نظریه می‌گوید که بنیادی‌ترین اجزای ماده، ذرات نقطه‌ای نیستند، بلکه رشته‌های مرتعش انرژی در ۱۰ بُعد فضا-زمان هستند. بر اساس یکی از ایده‌های این نظریه به نام «جهان‌های برین» (Brane Worlds)، جهان ما تنها یک «برین» سه‌بعدی است که در یک فضای بزرگ‌تر به نام «بالک» (Bulk) قرار دارد. شاید بیگبنگ زمانی رخ داده که جهان ما با یک برین دیگر برخورد کرده است.
- بی‌زمانی (Timelessness): برخی فیزیکدانان معتقدند که سؤال «قبل از بیگبنگ چه بود؟» اساساً بی‌معنی است. آن‌ها استدلال می‌کنند که زمان، مانند فضا، با بیگبنگ آغاز شده و قبل از آن، مفهومی از «زمان» وجود نداشته است. در نتیجه، نمی‌توانیم از کلمه «قبل» استفاده کنیم، زیرا زمانی وجود نداشته که چیزی در آن اتفاق بیفتد.
آینده فیزیک: رسیدن به نظریه نهایی
پاسخ به این سؤال نهایی، ما را به سمت درک عمیق‌تری از واقعیت سوق می‌دهد. برای رسیدن به آن، دانشمندان نیاز به یک نظریه کامل و یکپارچه دارند که بتواند نه تنها بیگبنگ را توضیح دهد، بلکه به سؤالاتی بنیادین‌تر پاسخ دهد: فضا چیست؟ زمان از کجا آمده؟ و جهان هستی چگونه شکل گرفته است؟ شاید روزی با ساخت شتاب‌دهنده‌های ذرات قدرتمندتر یا تلسکوپ‌هایی با دقت بی‌سابقه، بتوانیم به این اسرار پی ببریم.
دیدگاه ها