نظریه تورمی راهگشای اخترشناسان

برخلاف تصویری که در نظریه بیگ بنگ درباره انبساط کیهان ارائه شده که طبق آن انبساط همراه با گذشت زمان کند می شود در نظریه تورمی با گذشت زمان شتاب انبساط بیشتر می شود

کد خبر: ۸۰۴۴

به این ترتیب سرعت دور شدن نقاط دور از هم ازدیاد می یابد تا آن که بالاخره سرعت دور شدن آنها نسبت به یکدیگر از سرعت سیر نور نیز بالا می رود.این امر مخالف نظریه نسبیت نیست که سرعت بالاتر از سرعت نور را مجاز اعلام می کند اشیا و اجرام درون کیهان در عین آن که سرعت دور شدن شان نسبت به یکدیگر از سرعت نور بیشتر است ، می توانند نسبت به زمینه مکان اطراف خود، در حال سکون قرار داشته باشند این خود مکان است که با سرعتی بیشتر از سرعت نور در حال منبسط شدن است به این ترتیب کیهان شبیه بادکنکی است که بر روی آن نقاطی ترسیم شده است . با باد شدن این بادکنک ، فاصله این نقاط از یکدیگر دورتر و دورتر می شود هر چند که خود نقاط بر روی بادکنک بی حرکت ایستاده اند.تورم سریع کیهان در لحظات اولیه می تواند بخوبی از عهده توزیع یکنواخت ماده و انرژی در جهات مختلف کیهان در زمان کنونی برآید در لحظات اولیه وقوع انفجار بزرگ اجزاگویی چگالی که کیهان را تشکیل می داد چنان به یکدیگر نزدیک بودند که دستیابی به یک دما و چگالی یکسان برایشان امکان پذیر بود در هنگام تورم سریع اولیه ، این اجزا در جهات گوناگون از یکدیگر دور شدند و ارتباطشان با یکدیگر قطع شد. تنها پس از آن که تورم اولیه متوقف شد، برای نور این امکان پدید آمد که بتواند خود را به اجزای این کیهان در حال انبساط برساند اگر در حواشی و پیرامون کیهان نوعی غیر یکنواختی وجود داشته باشد، باید منتظر بود تا نور آن به ما برسد تا آن را تشخیص دهیم.نظریه تورمی برای آن که بتواند مکانیزم تورم بسیار سریع لحظات اولیه کیهان را توضیح دهد، عنصر نظری تازه ای را در فیزیک کیهان وارد کرده است این عنصر تازه ، میدان تورمی نام دارد. در فیزیک بنیادی نظیر پروتون و الکترون با میدان کوانتومی معرفی می شوند. این میدان مشابه میدان های آشناتر الکتریکی و مغناطیسی و جاذبه ای است میدان عبارت است از تابعی از مکان و زمان که نوساناتش در قالب ذرات تفسیر می شوند میدان ها مسوول انتقال نیروها هستند میدان تورمی ، یک نیروی ضدجاذبه از خود تولید می کند که در فضا انتقال می یابد همراه با هر کمیت میدان تورمی، یک انرژی پتانسیل تعریف می شود.درست نظیر توپی که در سراشیبی یک تپه رو به پایین می لغزد، هرچه در میدان تورمی قرار می گیرد نیز می کوشد به سمت پایین ترین نقطه آن )حداقل انرژی پتانسیل ( سیر کند اما انبساط کیهان سبب تولید چیزی می شود که می توان آن را اصطکاک کیهانی نام نهاد این اصطکاک مانع از پایین رفتن چیزها به سمت پایین ترین نقطه میدان می شود. تا زمانی که اصطکاک قویتر باشد، میدان تورمی معلق می ماند مقدار این میدان ثابت است بنابراین نیروی ضد جاذبه نسبت به نیروی جاذبه شدت می یابد و سبب می شود فاصله میان اشیای مجاور با سرعت از یکدیگر زیاد شود، در نهایت این میدان ضعیف می شود و انرژی باقیمانده خود را به صورت تشعشع آزاد می کند از آن به بعد انبساط کیهان درست همان گونه که مدل استاندارد بیگ بنگ توضیح می دهد، ادامه می یابد کیهان شناسان این فراگرد را در قالب شکل و هیات کیهان مجسم می کنند طبق نظریه نسبیت عام ، جاذبه عبارت است از تاثیری که در نتیجه شکل و هندسه فضا به وجود می آید ماده و انرژی ، زمان و مکان را خمیده می کنند و مسیرهای حرکت اجرام را تغییر می دهند. انبساط کلی کیهان که به نوبه خود چیزی نیست جز نوعی خمیده شدن زمان و مکان ، به وسیله مقادیر امگا کنترل می شود اگر امگا بیشتر از یک باشد، خمیدگی کیهان مثبت است ؛ یعنی مشابه سطح روی پرتقال در فضای سه بعدی )این هندسه را هندسه کروی و بسته می نامند( اگر مقدار امگا کمتر از یک باشد، کیهان دارای خمیدگی منفی است نظیر یک زین اسب هندسه این کیهان را هندسه باز یا سهموی می نامند .اگر امگا برابر یک باشد، کیهان مسطح خواهد بود؛ نظیر یک کیک با سطح صاف )هندسه این نوع کیهان همان هندسه اقلیدسی است( تورم سبب می شود کیهان قابل رویت به صورت مسطح درآید. شرایط آغازین کیهان هرچه بوده باشد، تورم سریع موجب می شود که بخشهای مختلف آن در جهات مختلف منبسط شده و بزودی از میدان دید یکدیگر خارج شوند بخش کوچکی از کیهان که اینک در منظر ما قرار دارد، ظاهرا مسطح به نظر می رسد. درست همان گونه که بر روی سطح زمین ، فواصل نزدیک در نظر ما به صورت مسطح ظاهر می شود، هرچند که خود سیاره زمین کروی شکل است به این ترتیب تورم سبب می شود که مقادیر مشاهده شده امگا به سمت یک میل کنند در همین اثنا هر نوع فقدان یکنواختی نیز به واسطه انبساط سریع ترمیم می شود به این ترتیب در مدل استاندارد تورمی از کیهان ، مسطح بودن کیهان و یکنواختی توزیع ماده در آن با یکدیگر مرتبطند برای آن که کیهان متجانس و یکنواخت باشد، باید بسیار مسطح باشد؛ یعنی امگا باید در هر یک قسمت از100 هزار قسمت برابر یک باشد. هر مقدار انحراف از مسطح بودن ایده آل باید برای اخترشناسان غیرقابل تشخیص باشد به همین اعتبار مشاهداتی که طی دو دهه گذشته صورت گرفته به نوعی موید نظریه استاندارد بوده است اما اکنون شمار زیادی از مشاهدات به ثبت رسیده حکایت از آن دارد که نیروی جاذبه ضعیف تر از آن است که بتواند بر انبساط کیهان غلبه کند این مشاهدات از رصدنواخترها و خوشه های عظیم کهکشانی نتیجه گیری شده است اگر واقعیت چنین باشد ماده باید دارای یک چگالی کمتر از حد پیش بینی شده باشد و امگای آن در حدود 3/0 باشد به عبارت دیگر کیهان ممکن است دارای خمیدگی و منحنی و باز باشد.