فیزیکدانان در حال مطالعۀ علت ِ عدم فروپاشی کیهان!
بر اساس بهترین نظریه‌های فیزیکی حال حاضر، کیهان باید به سرعت پس از تورم و انبساط یعنی در کسری از ثانیه بعد از بیگ بنگ دچار فروپاشی می شد، اما چنین نشد! مشکل از اینجا شروع می شود که بحث بوزون هیگز به میان می‌‌آید. بوزون هیگز، ذره ی بنیادین اولیه‌ایست که در جریان تورم کیهانی به وجود آمده و نشان می دهد چرا ذرات جرم دارند.
این تصویر تلسکوپ مادون قرمز اسپیتزر، ستون جنوبی یکی از مناطق تشکیل ستاره در سحابی کارینا را نشان میدهد.
به گزارش بیگ بنگ، طبق یک مطالعه ی قدیمی، این احتمال وجود دارد که در آغاز به وجود آمدن کیهان، میدان بوزون هیگز، نوسانات به اندازه ی کافی بزرگی را به وجود آورده باشد، طوری که بر سد انرژی غلبه کرده و باعث گذار کیهان از حالت خلا استاندارد(میدان نقطه ی صفر) به حالت خلأ با انرژی منفی(میدان انرژی منفی) شود و همین عامل نیز می توانست دلیلی بر فروپاشی سریع کیهان شود!
در مقاله‌ای که به تازگی منتشر شده، متی هرنن و همکارانش در دانشگاه کپنهاگ یک قدم به حل این مشکل نزدیکتر شده اند. آنها به دنبال محدود کردن مقدار قدرت برهمکنش میدان هیگز و گرانش هستند، همان چیزی که از آن به عنوان آخرین پارامتر ناشناخته ی مدل استاندارد ذرات بنیادین یاد می شود. بنابر توضیح فیزیکدانان، هرچه میدان هیگزی که با گرانش برهمکنش دارد، قوی تر باشد، نوسانات بزرگتری ایجاد می شود و در نهایت منجر به ایجاد یک گذار مهلک به سمت میدان انرژی منفی می شود. طبق اظهار نظر محققان در این مقاله، تنها اگر قدرت برهم کنش این دو میدان، عددی بزرگتر از ۱ بود، امکان فروپاشی پس از تورم کیهانی وجود داشت.
اگر نتیجه ی این تحقیق را با نتیجه ی تحقیقی که سال گذشته توسط همین محققان انجام شده در کنار هم قرار دهیم، محدوده‌ای بین ۰٫۱ تا ۱ برای این مقدار حاصل می شود. همان طور که در بالا گفته شد، این عدد باید کمتر از ۱ باشد و کران ۰.۱ هم از بررسی موارد مورد نیاز برای ثبات در حین تورم کیهانی و نه بعد از آن، بدست آمده است. معرفی این محدوده، قدرت برهمکنش را منحصر به تخمین قدیمی ۱.۶ می‌کند، همان تخمین قدیمی که به برهمکنش هیگز- گرانش در میدان نقطه ی صفر مربوط است، اگرچه به نظر می‌رسد که این تخمین درست نیست.
محدود کردن قدرت برهمکنش میدان هیگز و گرانش، به فیزیکدانان در تعیین مقدار دقیقتر این عدد کمک خواهد کرد. به عنوان مثال، داده‌های حاصل از تابش پس زمینه ی کیهانی و امواج گرانشی، ممکن است به منحصر کردن این عدد کمک بیشتری کنند. ترکیب کردن این پارامتر با سایر پارامترها، تصویری از کیهان را ترسیم خواهد کرد که گذاری به حالت فروپاشی نداشته است.
بر اساس اظهار نظر هرنن، مجموعه‌ای از عوامل در وقوع این گذار دخیل هستند؛ یکی از این عوامل قدرت برهمکنش میدان هیگز با گرانش می‌باشد، اما سایر عوامل مانند مقیاس انرژی تورم کیهانی هم بطور قطع محدوده ی مشخصی ندارند. بنابراین، در حال حاضر امکان صدور حکم قطعی مبنی بر اینکه مدل استاندارد ذرات بنیادی به دلیل مسائل مربوط به ناپایداری دچار مشکل میشود، وجود ندارد؛ ولی خیلی خوب می شد اگر در آینده امکان معرفی مقادیر دقیق تری از این دو عامل( قدرت برهمکنش هیگز-گرانش و مقیاس تورم کیهانی) به صورت جداگانه مثلا با مشاهده ی امواج گرانشی اولیه حاصل از تورم کیهانی، فراهم شود. نتایج حاصل که در مجله ی Physical Review Letters منتشر شده می تواند به محققان در اصلاح مدل های ارائه شده برای تورم کیهانی برای ترسیم شکل واقعی تری از کیهان کمک کند.
منبع : سایت علمی بیگ بنگ
