اگر بیگ‌بنگ آغاز کیهان نباشد!؛ نظریه‌ای جدید درباره منشأ جهان
بیگ‌بنگ، نظریه‌ای که از دهه‌ها پیش منشأ کیهان را توضیح می‌دهد، همیشه به‌عنوان لحظه‌ای تصور شده که جهان از یک نقطه بی‌نهایت متراکم و داغ متولد شد. اما اگر این انفجار بزرگ، آغاز مطلق نباشد و در عوض، درون یک سیاه‌چاله رخ داده باشد چه؟ این ایده جسورانه‌ای است که در مقاله‌ای جدید توسط گروهی از کیهان‌شناسان مطرح شده و درک ما از منشأ جهان را به چالش می‌کشد.
بیگ‌بنگ و محدودیت‌های آن
به گزارش فرارو به نقل از The Conversatio، نظریه بیگ‌بنگ، که بر اساس شواهدی مانند تابش زمینه کیهانی و انبساط جهان شکل گرفته، بیان می‌کند که حدود 13.8 میلیارد سال پیش، جهان از یک حالت تکینگی—نقطه‌ای با چگالی و دمای بی‌نهایت—شروع به انبساط کرد. اما این مدل در توضیح آنچه پیش از بیگ‌بنگ رخ داده یا دلیل وقوع آن، ناتوان است. اینجاست که نظریه‌های جدید وارد میدان می‌شوند.
محققان، از جمله نویسندگان این مطالعه، پیشنهاد می‌کنند که بیگ‌بنگ ممکن است نه آغاز زمان و مکان، بلکه یک دگرگونی کیهانی در داخل یک سیاه‌چاله بوده باشد. این ایده بر اساس تلفیقی از نسبیت عام اینشتین و مکانیک کوانتومی شکل گرفته و به بررسی این احتمال می‌پردازد که جهان ما از دل یک سیاه‌چاله در کیهانی دیگر متولد شده است.
سیاه‌چاله‌ها و تولد کیهان
سیاه‌چاله‌ها، مناطقی با گرانش چنان قوی که حتی نور نمی‌تواند از آن‌ها فرار کند، معمولاً به‌عنوان پایان‌دهندگان چرخه زندگی ستارگان شناخته می‌شوند. اما برخی نظریه‌ها پیشنهاد می‌کنند که سیاه‌چاله‌ها می‌توانند دروازه‌هایی به جهان‌های جدید باشند.
بر اساس این مدل:
وقتی ماده در یک سیاه‌چاله فشرده می‌شود، به جای نابودی کامل، ممکن است به یک جهان جدید تبدیل شود.
تکینگی داخل سیاه‌چاله، مشابه تکینگی بیگ‌بنگ، می‌تواند نقطه شروع یک کیهان باشد که از منظر ما، بیگ‌بنگ به نظر می‌رسد.
این فرآیند به‌عنوان یک جهان‌زایی (cosmogenesis) توصیف می‌شود، جایی که هر سیاه‌چاله در یک کیهان، جهانی جدید در دل خود ایجاد می‌کند.
این ایده از مدل‌های نظری مانند جهان‌های شاخه‌ای (braneworld scenarios) و نظریه ریسمان الهام گرفته است، که در آن‌ها ابعاد اضافی فضا-زمان می‌توانند امکان چنین سناریوهایی را فراهم کنند.
شواهد و چالش‌ها
این نظریه هنوز در مراحل اولیه است و شواهد مستقیم برای اثبات آن وجود ندارد. بااین‌حال، محققان به چند نشانه غیرمستقیم اشاره می‌کنند:
تابش زمینه کیهانی: الگوهای این تابش، که بقایای بیگ‌بنگ هستند، ممکن است حاوی نشانه‌هایی از تأثیرات سیاه‌چاله‌ای باشند.
نوسانات کوانتومی: تغییرات کوچک در ساختار اولیه جهان می‌توانند با فرآیندهای کوانتومی داخل یک سیاه‌چاله توضیح داده شوند.
انبساط کیهانی: شتاب انبساط جهان، که به انرژی تاریک نسبت داده می‌شود، ممکن است با پویایی یک سیاه‌چاله در کیهانی والد مرتبط باشد.
بااین‌حال، چالش‌های بزرگی پیش روی این نظریه است. برای مثال، آزمایش مستقیم داخل یک سیاه‌چاله غیرممکن است، زیرا هر اطلاعاتی که وارد آن شود، از دسترس ما خارج می‌شود. همچنین، مدل‌های ریاضی این نظریه هنوز به‌طور کامل توسعه نیافته‌اند و نیازمند تلفیق دقیق نسبیت عام و مکانیک کوانتومی هستند—چالشی که دهه‌هاست فیزیکدانان را به خود مشغول کرده است.
پیامدهای این نظریه
اگر این نظریه درست باشد، دیدگاه ما از کیهان به‌کلی تغییر خواهد کرد:
جهان‌های چندگانه: هر سیاه‌چاله می‌تواند جهانی جدید ایجاد کند، به این معنا که ما در یک چندجهانی (multiverse) زندگی می‌کنیم.
چرخه‌های کیهانی: به‌جای یک آغاز خطی، کیهان ممکن است در چرخه‌های بی‌پایان از تولد و تحول درون سیاه‌چاله‌ها وجود داشته باشد.
منشأ زمان و مکان: این نظریه می‌تواند توضیح دهد که چرا جهان ما ویژگی‌های خاصی مانند قوانین فیزیکی کنونی را دارد، زیرا این قوانین ممکن است از کیهان والد به ارث رسیده باشند.
تفاوت با نظریه‌های دیگر
این ایده با نظریه‌های دیگر درباره منشأ کیهان، مانند جهان تورمی (inflationary universe) یا جهان جهشی (bouncing universe)، تفاوت دارد. در مدل تورمی، جهان پس از بیگ‌بنگ به‌سرعت منبسط شد، اما درباره پیش از آن توضیحی نمی‌دهد. در مدل جهشی، کیهان پیش از بیگ‌بنگ در حال انقباض بوده و سپس منبسط شده است. اما نظریه سیاه‌چاله‌ای، بیگ‌بنگ را به‌عنوان رویدادی در دل یک ساختار کیهانی بزرگ‌تر (سیاه‌چاله) بازتعریف می‌کند.
گام‌های بعدی
محققان امیدوارند با پیشرفت در ابزارهای رصدی، مانند تلسکوپ‌های نسل بعدی یا آشکارسازهای امواج گرانشی، بتوانند نشانه‌هایی از این سناریو را شناسایی کنند. برای مثال، امواج گرانشی ناشی از برخورد سیاه‌چاله‌ها ممکن است اطلاعاتی درباره ساختار داخلی آن‌ها ارائه دهد. همچنین، شبیه‌سازی‌های پیشرفته کامپیوتری می‌توانند به آزمایش این مدل‌های نظری کمک کنند.
