خبری خواندنی از دنیای کیهان‌شناسی: مقاله‌ی تازه‌ی دکتر علی نیّری، فیزیک‌دان ایرانی، در مجله‌ی معتبر Physical Review D منتشر شد. این پژوهش به یکی از عمیق‌ترین پرسش‌های علم می‌پردازد: کیهان در نخستین کسرهای ثانیه‌ی پیدایش خود در چه حالتی بود؟
بر اساس نظریه‌ی «تورم کیهانی»، جهانِ نوزاد در لحظه‌های آغازین با آهنگی سرسام‌آور منبسط شد و افت‌وخیزهای کوانتومی ریزی که در آن دوران وجود داشتند، بذر شکل‌گیری همه‌ی ساختارهای امروزی، از کهکشان‌ها تا خوشه‌های کهکشانی، شدند. فرض رایج این است که این افت‌وخیزها از ساده‌ترین حالت کوانتومی ممکن، یعنی حالت خلأ، آغاز شده‌اند. اما دکتر نیّری در این مقاله سناریوی متفاوتی را بررسی کرده است: اینکه حالت آغازین کیهان ساختاری ظریف‌تر و غنی‌تر داشته باشد.
ایده‌ی اصلی این پژوهش از پدیده‌ای به نام «ابرنوسان» یا superoscillation الهام گرفته است؛ پدیده‌ای شگفت‌انگیز در فیزیک کوانتومی که در کارها و سخنرانی‌های «یاکیر آهارونوف» و «سِر مایکل بِر‌ی» نقش مهمی داشته است. در ابرنوسان، یک موج می‌تواند در ناحیه‌ای کوچک، تندتر از تندترین مؤلفه‌ی سازنده‌ی خود نوسان کند؛ چیزی که در نگاه اول خلاف شهود به نظر می‌رسد، اما کاملاً واقعی است و در اپتیک نیز بررسی شده است.
نوآوری این مقاله آن است که چنین حالت‌هایی را به‌صورت دقیق و از پایه، نه به‌شکل یک فرض دلبخواهی، در نظریه‌ی تورم کیهانی ساخته و پیامدهای رصدی آن‌ها را محاسبه کرده است. اگر کیهان با چنین حالتی آغاز شده باشد، می‌تواند اثر انگشت مشخصی به‌جا بگذارد: نقش‌ونگاری نوسانی در طیف تابش زمینه‌ی کیهانی، همان نور باستانی‌ای که از دوران نوزادی جهان به ما رسیده است.
جالب اینجاست که محاسبات نشان می‌دهد تابش زمینه‌ی کیهانی این نقش را تا حد زیادی «تار» می‌کند، اما نقشه‌برداری سه‌بعدی از توزیع کهکشان‌ها، که نسل تازه‌ی رصدخانه‌ها و پیمایش‌هایی مانند DESI در حال انجام آن هستند، می‌تواند این امضای کوانتومی را با وضوح بهتری حفظ کند. به بیان ساده، شاید بتوان با شمردن و نقشه‌کردن کهکشان‌های امروز، خاطره‌ای از حالت کوانتومی بسیار آغازین جهان را بازخواند.
این مقاله با عنوان «حالت‌های آغازین ابرنوسانی در دوران تورم» در Physical Review D، جلد ۱۱۴، شماره‌ی مقاله‌ی ۰۲۳۵۰۸، منتشر شده است.
لینک مقاله:
https://doi.org/10.1103/b4yl-qlxn
Post #4914
3.5K