|
مارین بوجووالد، یکی از دانشمندان دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا می‌گوید: «نسبیت عام
نمی‌تواند فیزیک کوانتوم را توضیح دهد». او همچنین می‌گوید زمانی که بخواهیم تکامل
جهان را از انفجار بزرگ بفهمیم، با این نظریه به مشکل برمی‌خوریم. «شما به زمانی
برمی‌گردید که تمام این مقادیر نامتناهی را از آن مشتق می‌کنید و در این حالت،
فیزیک کلاسیک دیگر به درد نمی‌خورد».
باور کلیدی بوجووالد یکپارچه‌سازی معادلات کوانتومی با نسبیت عام است تا تصویری از
آنچه ممکن است در نخستین لحظات تکامل عالم اتفاق افتاده باشد، حاصل شود. او به
بررسی این موضوع پرداخته و معادلات خود را در Physical Review Letters با نام «انفجار
بزرگ تا چه حد کوانتومی است؟» مطرح کرده است.
بوجووالد برای ایجاد تصویری از آنچه در انفجار بزرگ (و حتی قبل از آن) اتفاق افتاده
است، به آرامی عبارت‌های مختلفی را به معادلات خود افزوده است تا ویژگی‌های
کوانتومی مختلفی را دخیل نماید. او توضیح می‌دهد: «برخی اوقات به آنها «نیروهای
اضافی» می‌گویند و چیزی که ما بررسی کردیم، پیامدی از توانایی کمیت‌ها برای نوسان
در طول زمان می‌باشد».
او می‌افزاید: «رفتارهای نوسانی باعث می‌شوند کمیت‌ها در طول زمان تغییر کنند. ما
چیزی را دوبار در دو زمان مختلف اندازه گرفته و نتایج مختلفی به دست می‌آوریم».
معادلات پیچیده‌ای که برای رسیدن به این اطلاعات استفاده شدند، «منطقی بوده و می‌توانند
به ما بگویند چه اتفاقی می‌افتد. اما ما تئوری کامل را نمی‌دانیم و تحلیل این
معادلات هنوز بسیار مشکل است».
اما چیزی که این رفتارهای نوسانی پیشنهاد می‌کنند، تأیید برخی نظرات قبلی است.
بوجووالد توضیح می‌دهد: «ما با توجه به بالاترین چگالی انرژی ممکن، برخی از نظراتی
را که قبلاً داشتیم، تأیید می‌کنیم. در فیزیک کلاسیک شما عدد نامحدود دارید. با
اثرات کوانتومی می‌بینیم که باید یک حد نهایی برای چگالی انرژی و دما وجود داشته
باشد».
زمانی که به این مرزهایی نهایی می‌رسید، چه اتفاقی می‌افتد؟ بوجووالد توضیح می‌دهد:
«یک امکان این است که دنیا منبسط می‌شود. در ابتدا یک دنیای جمع‌شونده داریم که
چگال‌تر و چگال‌تر می‌شود؛ زمانی که این دنیا به حد نهایی چگالی انرژی می‌رسد،
تبدیل به دنیای منبسط شونده‌ای می‌شود که می‌بینیم».
سوال بعدی این است که چه مدت این نوسانات کوانتومی بر دنیا تأثیر گذاشته است.
بوجووالد می‌گوید: «ما غالباً فکر می‌کنیم که این مدت زمان، بسیار کوتاه بوده است و
شاید همینگونه باشد. اما با نوسانات کوانتومی می‌تواند طولانی‌تر باشد. این فرایند
هم می‌تواند بسیار کوتاه باشد و هم دنیا می‌تواند مدت زمان طولانی‌تری را در حالت
کوانتومی گذرانده و سپس با رسیدن به حد نهایی چگالی انرژی، شروع به انبساط کرده
باشد».تمام اینها بستگی به حالت کوانتومی عالم در آن زمان دارد. اینکه دنیا منقبض
شده، نوسان کرده، و یا منبسط شود، به حالت کوانتومی آن وابسته است.
درک چگونگی تکامل عالم می‌تواند به سوالات دیگری نیز پاسخ دهد. «با وجودی که
مدل‌های دنیای اولیه پیچیده به نظر می‌آیند، اما در مقایسه با واقعیت، ساده‌ترین
مدل‌های ریاضی هستند که می‌توانند وجود داشته باشند. از یک جهت این نظر می‌تواند به
ما کمک کند فیزیک بنیادی را درک کنیم».
|
