ایتنا - این انرژی‌های شگفت‌انگیز ممکن است ذرات ماده تاریک، ریزسیاه‌چاله‌ها و چیزهای دیگر را در سراسر گیتی پراکنده باشد.
سه شنبه ۱۷ مرداد ۱۴۰۲ ساعت ۲۳:۲۹
حباب‌های غول‌پیکر، نیروهای کیهان را لحظاتی پس از انفجار بزرگ شکل دادند
گیتی در شرایط اولیه پس از پیدایش، به طرزی باورنکردنی دستخوش رخدادهای عظیم و پرانرژی و آشوبناک بوده است. موتور محرکه این انرژی‌ها، انبساط عالم و در نتیجه آن، گسست نیروهای بنیادی طبیعت بوده است.
به گزارش ایتنا و به نقل از ایندیپندنت، پژوهشی جدید که نسخه پیش از چاپ آن، ۲۷ ژوئن در «آرکایو» منتشر شده است، حاکی از آن است که در جریان این گسست‌ها، حباب‌های عظیمی پدیدار شدهاند و به یکدیگر برخورد، و انرژی‌هایی ایجاد کرده‌اند که پیشرفته‌ترین ماشین‌‌های شتاب‌دهنده ذرات ساخت بشر در برابر این میزان انرژی، هیچ محسوب می‌شوند.
به گفته پژوهشگران، این انرژی‌های شگفت‌انگیز ممکن است ذرات ماده تاریک، ریزسیاه‌چاله‌ها و چیزهای دیگر را در سراسر گیتی پراکنده باشد. اینک با این ساختارهای فوق پرانرژی گیتی اولیه آشنا شوید!
حباب‌های آشوب و هرج‌ومرج
چهار نیروی بنیادی طبیعت - الکترومغناطیس، هسته‌ای قوی، هسته‌ای ضعیف و گرانش – در واقع چندان هم از یکدیگر مستقل و متفاوت نیستند و به عبارتی، هیچ‌گاه نبوده‌اند. این نیروهای به‌ظاهر متفاوت، در انرژی‌های بالا، شروع به ادغام می‌کنند و یکپارچه می‌شوند. این موضوع را امروزه می‌توان در قدرتمند‌ترین برخورددهنده‌های ذرات تشخیص داد و مشاهده کرد که نیروی الکترومغناطیس با نیروی هسته‌ای ضعیف، در قالب یک نیروی متحد به نام «الکتروضعیف» ادغام می‌شود.
اگرچه این موضوع هنوز در آزمایش‌ها قطعی و ثابت نشده است، اما فیزیکدانان می‌پندارند که نیروهای دیگر نیز در انرژی‌های بالاتر، در قالب یک نیروی واحد و یکپارچه با یکدیگر ادغام می‌شوند.
اما این ادغام تنها زمانی رخ می‌دهد که گیتی، انرژی لازم را برای انجام این کار در اختیار داشه باشد؛ به عبارت دیگر، در کمتر از یک ثانیه پس از مهبانگ.
به موازات فاصله گرفتن کیهان از آن حالت اولیه، گیتی سرد و منبسط شد، و این نیروها در لحظات پرآشوب فاز گذار، از یکدیگر جدا شدند. این جدا شدن ممکن است آرام بوده باشد، شبیه به تبدیل یخ به آب، یا به طرزی باورنکردنی شدید، مانند تبدیل آب در حال جوشیدن به بخار.
پژوهش جدید نشان می‌دهد که اگر این گذار شدید بوده باشد، گیتی احتمالا مدت کوتاهی از حباب‌های عظیمی پر شده است.
بیرون از این حباب‌ها، نیروهای یکپارچه، باقی ماندند. اما درون حباب‌ها، کیهان کاملا متفاوت بود و نیروها در حال جدایی از یکدیگر بودند. در نهایت این حباب‌ها منبسط می‌شدند و با یکدیگر برخورد می‌کردند و چهره گیتی را به کلی تغییر دادند.
در واقع، این حباب‌ها بدون اینکه رد و اثری از خود بر جا بگذارند، همچون قوطی نوشابه‌ای بوده‌اند که باز شده و گاز درون آن جوشیده و سپس حباب‌ها از بین رفته‌اند. این حباب‌ها مقادیر عظیمی از انرژی با خود حمل می‌کردند که از هر فرآیند ساخت بشر یا فرایند طبیعی در کیهان کنونی نیز بیشتر بوده است.
لبه‌های در حال انبساط این حباب‌ها، ذرات نزدیک را تا سرعت‌های فوق‌العاده بالایی شتاب داده‌اند و سپس این ذرات به ذرات دیگر برخورد کرده‌اند و همان اتفاقی افتاده است که امروزه در آزمایش‌های شتاب‌دهنده ذرات رخ می‌دهد. به عبارت دیگر، در اثر این برخوردها، بارانی از انرژی آزاد شده و ذرات جدید پدید آمده‌اند. افزون بر این، این حباب‌ها در نهایت با هم ادغام، و خود به منبع دیگری برای تولید ذرات بدل شدهاند.
پژوهشگران می‌گویند که این حباب‌ها ممکن است به انرژی لازم برای ایجاد ذرات ماده تاریک رسیده باشند که دانشمندان فرض می‌کنند سراسر عالم را پر کرده است و بر برهم‌کنش‌های گیتی اثر می‌گذارد.
بر اساس محاسبات این تیم تحقیقاتی، این ذرات از جرم و فراوانی کافی برخوردارند تا بتوانند میزان مشاهده‌شده ماده تاریک را در گیتی توضیح دهند. همچنین، این ذرات ممکن است کارخانه‌هایی برای تولید اجرام عجیب‌تر نیز بوده باشند؛ جایی برای تولید ریزسیاه‌چاله‌هایی که بلافاصله تبخیر می‌شده‌اند و انرژی خود را به این ترکیب اضافه می‌کرده‌اند.
مهم‌تر از همه، پژوهشگران متوجه شدند که انبساط و برخورد این حباب‌ها احتمالا موجی از امواج گرانشی نیز ایجاد کرده است. این امواج گرانشی، همچون یک زنگ غول‌پیکر و عظیم، سراسر گیتی را به صدا درآورده است و اثر آن اصولا باید امروز، میلیاردها سال بعد از آن رخداد، همچنان در کیهان باقی مانده باشد.
پژوهش اخیر نشان می‌دهد که گیتی در پس‌زمینه‌ای از امواج گرانشی غرق شده است. در حالیکه اغلب امواج گرانشی به احتمال زیاد از برخورد سیاهچاله‌های کلان‌جرم پدید می‌آیند، برخی از آن‌ها ممکن است یادگاری به‌جا‌مانده از فرآیندهای گیتی اولیه، نظیر ظهور و سقوط این حباب‌ها، باشند. پژوهشگران یادآور می‌شوند که تحلیل‌ها و بررسی‌های آتی با آرایه‌های زمان‌بندی تپ‌اختر (پی‌تی‌ای) و نیز آشکارسازهای امواج گرانشی آینده، مانند «لیزا» و تلسکوپ اینشتین، ممکن است بتواند شواهد مستقیمی برای اثبات وجود این حباب‌ها پیدا کند که با وجود زودگذر و کوتاه بودن عمرشان، در شکل‌گیری گیتی امروز ما نقش مهمی داشته‌اند.
کد مطلب: 74137
