هل تحتاج نظرية 'الانفجار العظيم' الشهيرة إلى مراجعة؟ تفترض مجموعة من علماء الفيزياء النظرية أن ولادة الكون يمكن أن تكون قد حدثت بعد انهيار نجم رباعي الأبعاد في ثقب أسود وقذف الحطام.
قبل الدخول في النتائج التي توصلوا إليها ، دعنا نبدأ هذا بالقول إنه لا أحد يعرف أي شيء على وجه اليقين. من الواضح أن البشر لم يكونوا موجودين في الوقت الذي بدأ فيه الكون. النظرية القياسية هي أن نشأ الكون من نقطة لا متناهية الكثافة أو من التفرد ولكن من يدري ماذا كان هناك من قبل؟
صرح نيايش أفشوردي ، عالم الفيزياء الفلكية في معهد Perimeter للفيزياء النظرية في كندا والذي شارك في تأليف الدراسة الجديدة: 'على الرغم من علم جميع علماء الفيزياء ، كان من الممكن أن تكون التنانين قد خرجت من التفرد'.
إذن ما هي حدود نظرية الانفجار العظيم؟ التفرد هو واحد منهم. أيضًا ، من الصعب التكهن بالسبب الذي قد ينتج عنه كونًا ذا درجة حرارة موحدة تقريبًا ، لأن عمر كوننا (حوالي 13.8 مليار سنة) لا يمنح وقتًا كافيًا - على حد علمنا - للوصول إلى توازن درجة الحرارة .
يقول معظم علماء الكونيات إن الكون كان يتمدد بسرعة أكبر من سرعة الضوء لحدوث هذا ، لكن آشفورد يقول إنه حتى هذه النظرية بها مشاكل: 'كان الانفجار العظيم شديد الفوضى ، وليس من الواضح أنه كان من الممكن حتى وجود بقعة صغيرة متجانسة من أجل التضخم لبدء العمل. '
تمثيل الجدول الزمني للكون على مدى 13.7 مليار سنة ، من الانفجار العظيم ، عبر العصور المظلمة الكونية وتشكيل النجوم الأولى ، إلى التوسع في الكون الذي أعقب ذلك. حقوق الصورة: NASA / WMAP Science Team.
هذا ما يقترحه الفيزيائيون:
- يحتوي النموذج الذي قاموا ببنائه على كون ثلاثي الأبعاد يطفو كغشاء (أو غشاء) في 'كون متكتل' له أربعة أبعاد. (نعم ، هذا يجعل رؤوسنا تؤلمنا أيضًا ، لذلك قد يكون من الأسهل التفكير مؤقتًا في الغشاء على أنه ثنائي الأبعاد و 'الكون الأكبر' ثلاثي الأبعاد عند محاولة تصويره.) يمكنك قراءة المزيد من التقنية تفاصيل في هذه الورقة عام 2000 التي تستند إليها النظرية الجديدة.
- لذلك إذا كان هذا 'الكون الشامل' يحتوي على نجوم رباعية الأبعاد ، فيمكن لهذه النجوم أن تمر بنفس دورات الحياة مثل تلك ثلاثية الأبعاد التي نعرفها. الأكثر ضخامة تنفجر على شكل مستعر أعظم ، تتخلص من جلدها وتنهار الأجزاء الداخلية منها على شكل ثقب أسود.
- سيكون للثقب الأسود رباعي الأبعاد 'أفق حدث' تمامًا مثل الثقوب ثلاثية الأبعاد التي نعرفها. أفق الحدث هو الحد الفاصل بين الثقب الأسود من الداخل والخارج . هناك الكثير من النظريات حول ما يحدث داخل الثقب الأسود ، على الرغم من عدم ملاحظة أي شيء على الإطلاق.
- في الكون ثلاثي الأبعاد ، يظهر أفق الحدث كسطح ثنائي الأبعاد. لذلك في كون رباعي الأبعاد ، سيكون أفق الحدث عبارة عن كائن ثلاثي الأبعاد يسمى الكرة الفائقة.
- بشكل أساسي ، ما يقوله النموذج هو عندما ينفجر النجم رباعي الأبعاد ، فإن المادة المتبقية ستخلق غشاءًا ثلاثي الأبعاد يحيط بأفق حدث ثلاثي الأبعاد ، ثم يتمدد.
ما هو طويل وقصير منه؟ لإعادة هذا إلى الأشياء التي يمكننا رؤيتها ، يتضح من الملاحظات أن الكون يتوسع (وفي الواقع يزداد سرعة مع توسعها ، ربما بسبب طاقة مظلمة غامضة ). تقول النظرية الجديدة أن التوسع يأتي من نمو هذه الغشاء ثلاثي الأبعاد. لكن هناك قيد واحد على الأقل.
يُظهر انطباع هذا الفنان محيط الثقب الأسود الهائل في قلب المجرة النشطة NGC 3783 في كوكبة القنطور الجنوبية (القنطور). كشفت الملاحظات الجديدة باستخدام مقياس التداخل التلسكوب الكبير جدًا في مرصد بارانال التابع لمنظمة ESO في تشيلي ، ليس فقط عن طارة الغبار الساخن حول الثقب الأسود ولكن أيضًا عن رياح من مادة باردة في المناطق القطبية. الائتمان: ESO / M. كورنميسر
في حين أن النموذج يفسر سبب احتواء الكون على درجة حرارة موحدة تقريبًا (الكون رباعي الأبعاد الذي سبقه كان سيظل موجودًا لفترة أطول) ، فإن تلسكوب وكالة الفضاء الأوروبية المسمى بلانك مؤخرًا تعيين التغيرات الصغيرة في درجات الحرارة في الخلفية الكونية الميكروية ، والتي يعتقد أنها بقايا من بدايات الكون. ( اقرأ المزيد عن CMB هنا. )
يختلف النموذج الجديد عن قراءات CMB بحوالي أربعة بالمائة ، لذلك يتطلع الباحثون إلى تحسين النموذج. ومع ذلك ، ما زالوا يشعرون بأن النموذج يستحق. يوضح بلانك أن التضخم يحدث ، لكنه لا يظهرلماذاالتضخم يحدث.
صرح الباحثون: 'يمكن أن تساعد الدراسة في إظهار كيف يتم تحفيز التضخم بواسطة حركة الكون من خلال واقع ذي أبعاد أعلى'.
يمكنك قراءة المزيد عن أبحاثهم على ورقة Arxiv المنشورة مسبقًا . لا يحدد إدخال Arxiv ما إذا كان قد تم تقديم الورقة إلى أي مجلات علمية محكمة للنشر.
مصدر: طبيعة سجية
