دانشمند ایرانی نظریه بیگ‌بنگ را به چالش کشید

به گزارش گروه دانش و فناوری خبرگزاری دانشجو، پروفسور محسن شریف‌پور یک نظریه علمی جدید ارائه کرده است که ممکن است کلیدی برای درک اسرار جهان آغازین و همچنین چشم اندازی به آینده جهان باشد.

پروفسور شریف‌پور که از محقیق پژوهشی برجسته در زمینه نانوسیالات است(شامل ذراتی به اندازه نانومتر برای افزایش انتقال حرارت)، اما تصمیم گرفت تا زمینه مطالعاتی خود را بسط دهد و به مطالعه و کسب دانش در زمینه کیهان‌شناسی، طبیعت، الگوهای طبیعی و قانون ساختاری(Constructal Law) در کنار تخصص خود که مکانیک سیالات است بپردازد.

یکی از سوالاتی که او همواره به دنبال آن بوده است راجع به منشأ انرژی تاریک است که موجب سرعت گرفتن کهکشان‌ها می‌شود. وی معتقد است هیچکدام از نظریه‌های موجود به اندازه کافی قادر به پاسخ به این سوال نیستند.

پروفسور شریف‌پور می‌گوید: به طور کلی کیهان‌شناسان اغلب از کلماتی مانند سیاه یا تاریک استفاده می‌کنند. کلماتی مانند انرژی تاریک، ماده تاریک، سیاه‌چاله. این یعنی هر زمان که آنها نمی‌توانند منشأ و منبع مفاهیم خاص را به طور مناسب توضیح دهند، از واژه‌های سیاه یا تاریک استفاده می‌کنند.

پرفسور شریف‌پور نظریه خود را "نظریه منبع تولید و محل جذب"(Source and Sink) می‌نامد که در راستای تمایل خودش برای پیدا کردن پاسخ به سوالات بدون پاسخ می‌آید. آیا مه‌بانگ بخشی از طبیعت بود و اگر چنین است، آیا الگویی برای آن از ابتدا وجود داشته؟ جهان قبل از انفجار بزرگ چه شکلی بوده است؟ منشأ احتمالی آن انرژی که باعث این انفجار بزرگ شد چیست؟ علت گسترش جهان چیست؟ پروفسور شریف پور معتقد است نظریه وی با استفاده از رویکرد تحقیق بین چند رشته‌ای، دارای پاسخی منطقی به همه این سوالات است.

وی گفت: طبق مطالعات من همه چیز در طبیعت در جفت‌های دوتایی یا مخالفِ هم مانند مرد و زن، الکترون و پوزیترون، قطب‌های مغناطیسی و ماده و ضد ماده اتفاق می‌افتد. اگر یک جسم داغ وجود داشته باشد، گرما به علت قانون همرفت به سمت جسم سردتر حرکت می‌کند. این یک الگوی جهانی است که به ما کمک می‌کند تا یک نظریه جدید را برای جهان آغازین ارائه دهیم. بنابراین اگر ما این الگوهای موجود در طبیعت را دنبال کنیم، با فرض وقوع بیگ بنگ، باید از خودمان بپرسیم که اتفاق متقابل یا جفت آن چیست.

شریف‌پور افزود: در طبیعت همچنین هر چیزی از یک الگو پیروی می‌کند و مبانی نظری دینامیک سیالات، حرکت اجرام سماوی، قانون ساختاری و الگوهای طبیعت مانند دنباله فیبوناچی و هندسه فراکتال نیز از این قاعده مستثنی نیستند. اما آنچه که ما از این زمینه‌ها به طور جداگانه می‌دانیم، برای پاسخ دادن به برخی از چالش برانگیزترین پرسش‌های جهان کافی نیست.

نظریه وی موسوم به "نظریه منبع و جذب" می‌گوید که اگر یک منبع از انرژی مانند بیگ بنگ وجود داشته باشد، باید هم زمان، و حداقل یک مکان نیز برای دریافت و جذب انرژی این منبع وجود داشته باشد که این انرژی با الگویی خاص از منبع انرژی به آن مکان برود، و این فرایند باید قانون بقا انرژی را نقض نکند.

به طور کلی منبع‌ها و محل جذب‌ها بخشی از علم مکانیک سیالات و همچنین الکترونیک هستند. برای اعمال این نظریه در کیهان‌شناسی، یک منبع می‌تواند انرژی و یا ماده منتشر کند و یک محل جذب می‌تواند توسط گرانش (انحنای فضا-زمان) انرژی یا ماده را دریافت کند. در نتیجه پروفسور شریف‌پور معتقد است که آن انرژی که جهان ما را به وجود آورده (بیگ بنگ) باید یک پالس از یک منبع با تابش پس زمینه کیهانی منحصر به فرد باشد که به سمت یک محل جذب جریان می‌یابد. تابش پس زمینه مایکروویو کیهانی می‌تواند از این نظریه حمایت کند، درست همانطور که از مدل بیگ بنگ داغ(Hot Big Bang) حمایت کرد.

پروفسور شریف‌پور می‌گوید: همه چیز در جهان و کهکشان ما مانند الگویی از جریان مایع حرکت می‌کند، از زمین تا منظومه شمسی گرفته و همه چیزهایی که ما در جهان مشاهده می‌کنیم. بدن انسان، رشد گیاهان، گردبادها، تقسیم قاره‌ها، الگوهای میدان مغناطیسی زمین، مسیر ستارگان، باقی مانده‌های ستاره‌ای، گازهای بین ستاره‌ای و گرد و غبار اطراف کهکشان‌ها نیز از این الگو پیروی می‌کنند. اگر ما این الگوها را تا ابتدای جهان و بیگ بنگ عقب ببریم می‌توانیم یک نظریه کلی از آنچه اتفاق افتاده داشته باشیم و همچنین پیش‌بینی کنیم که در آینده چه اتفاقی می‌افتد.

وی افزود: ما می‌توانیم یک سیاه‌چاله را به عنوان یک نوع محل جذب در نظر بگیریم، اما بسیاری از کیهان‌شناسان معتقدند که سیاه‌چاله‌ها پس از انفجار بزرگ شکل گرفته‌اند، و در ابتدای بیگ بنگ (در این تئوری، یک پالس از منبع انرژی) نبوده‌اند که تولید یک جریان با الگوی خاص برای جریان انرژی آزاد شده از منبع به سمت محل جذب را بکنند.

پروفسور شریف پور معتقد است که استفاده از نظریه بین چند رشته‌ای منبع و جذب از لحاظ ریاضی نیز می‌تواند پاسخی برای بسیاری از سواات بدون پاسخ ارائه دهد.

پروفسور شریف‌پور می‌گوید برخی از تفاوت‌های کلیدی بین نظریه او و نظریه استاندارد بیگ بنگ این است که انفجار بزرگ تنها در زمینه کیهان‌شناسی کارایی دارد، در حالی که نظریه منبع و جذب یک نظریه بین چند رشته‌ای است که دارای کاربردهای متعدد است که تنها یکی از آنها در کیهان‌شناسی به درک جهان آغازین کمک می‌کند.

وی گفت: انرژی تاریک و ماده تاریک را نمی‌توان با نظریه بیگ بنگ توضیح داد، در حالی که توضیح ریشه‌های انرژی تاریک به راحتی با استفاده از نظریه منبع و جذب توضیح داده می‌شود. تئوری بیگ بنگ فقط در مورد نقطه آغازین جهان است، اما هیچ ایده‌ای در مورد مقصد کهکشان‌ها و یا منشأ آنها ندارد، در حالی که نظریه منبع و جذب توضیحی از جهانِ پیش از انفجار بزرگ ارائه می‌دهد. نظریه منبع و جذب، منبع انرژی جهان را مشخص می‌کند، در حالی که نظریه بیگ بنگ چنین نیست.

وی افزود: این نظریه منشأ انرژی تاریک را مشخص می‌کند، در حالی که نظریه بیگ بنگ نمی‌تواند آن را توضیح دهد. در حالی که نظریه بیگ بنگ می‌تواند سرعت و گسترش کهکشان‌ها را ببیند، نمی‌تواند آن را توضیح دهد. نظریه منبع و جذب می‌تواند سرعت و گسترش کهکشان‌ها را پیش‌بینی کند و آنها را به درستی توضیح دهد. همچنین پیش‌بینی می‌کند که این انبساط، شتاب بیشتری می‌گیرد که با اطلاعات عملی موجود هم خوان است.

وی ادامه داد: نظریه بیگ بنگ از تابش پس زمینه کیهانی پشتیبانی می‌کند، اما نمی‌تواند توضیح دهد که چرا در سراسر گیتی کاملاً یکنواخت نیست. در حالی که نظریه منبع و جذب این عدم هماهنگی را می‌تواند توضیح می‌دهد.

پروفسور شریف‌پور برای توضیح اینکه چگونه نظریه منبع و جذب به درک ما از جهان آغازین کمک می‌کند آن را نظریه برتر یا کلیدی از ریشه جهان می‌نامد و می‌گوید یکی از سناریوهای نظریه منبع و جذب می‌تواند نظریه بیگ بنگ باشد (وقتی که محل جذب، گرانش صفر داشته باشد).

پاسخ‌های پروفسور به سوالات اساسی در مورد جهان که با نظریه منبع و جذب شرح داده می‌شود مطابق دستاوردهای جدید علمی است.

وی می‌گوید: چگونه ممکن است که نظریه بیگ بنگ بگوید که آن انرژی که بیگ بنگ را باعث شده از هیچ آمده؟ در حالی که ما می‌دانیم که تمام انرژی‌ها از یک منبع نشأت می‌گیرند و یا باید ذخیره شوند یا به شکل دیگری دربیایند. آیا واقعاً باور کنیم که قبل از انفجار بزرگ هیچ چیز وجود نداشته است؟

در ابتدا تئوری بیگ بنگ بر پایه فلسفه بنا شد. این نظریه یک ایده است اما واقعیت آن قابل اثبات نیست. دانشمندانی که این نظریه را قبول کرده‌اند، در مورد زمان قبل از آن صحبت نمی‌کنند. اما نظریه منبع و جذب یک توضیح علمی ارائه می‌دهد که حداقل باید یک منبع و یک محل جذب در جهان اولیه وجود داشته باشد که انتقال انرژی بین آنها را ممکن سازد.

پروفسور شریف پور می‌گوید: یکی دیگر از مباحث نظریه انفجار بزرگ این است که نیاز به نظریه تورم برای توضیح اندازه و وسعت جهان موجود دارد، و در این راستا می‌گویند پس از بیگ بنگ، فضا با سرعتی گسترش یافت بیش از سرعت نور! در صورتی که، نظریه منبع و جذب نیازی به نظریه تورم برای توضیح وسعت فعلی گیتی ندارد، چرا که این نظریه به طور کامل به این واقعیت اشاره می‌کند که از آغاز باید فضایی بین منبع و محل جذب برای انتقال وجود داشته باشد.

برای پروفسور شریف‌پور که بیش از یک دهه (در کنار دیگر فعالیت‌های علمی اش) روی این نظریه کار کرده است، این تنها آغاز ماجرا است. تحقیقات زیادی باید با استفاده از این نظریه و مدل‌های ریاضی آن روی تعداد زیادی ازسناریوهای دیگر انجام شود، که نیازمند همکاری، و همراهی دانشمندان رشته‌های مختلف است.

بطور مثال اجازه دهید اینجا ساده‌ترین حالت را شرح دهم: اگر یک منبع انرژی نقطه‌ای(Point Source) را در نظر بگیریم و همچنین یک محل جذب انرژی تقریباً همگن و کروی را که منبع تولید انرژی در مرکز کره قرار گرفته باشد را نیز در نظر گیریم، پالس انرژی که از منبع انرژی آزاد می‌شود، به سمت سطح داخلی کره که جاذب انرژی و مواد است با یک الگوی خاص (بسته به شرایط منبع، و کره جاذب که در حال چرخش باشند یا نباشند) حرکت خواهد کرد. در این صورت، مادامی که پالس انرژی و مواد از همه طرف به سمت سطح داخلی کره حرکت می‌کند، بطور خودکار بست جهان صورت می‌کرد، و انرژی تاریک برآیند جاذبه سطح داخلی کره برای هر موقعیت خواهد بود. لذا، هر چه این پالس به سطح جاذب نزدیکتر می‌شود، برآیند نیروی جاذبه بیشتر، و در نتیجه کهکشان‌ها سرعت بیشتری می‌گیرند. در ضمن این پالس انرژی، دارای تابش پس زمینه کیهانی خاص خودش است. و چون محل جذب کروی، تقریباً همگن است، جهان ما از همه طرف تقریباً همگن بسط پیدا می‌کند. لذا می‌بینید که با این تنظیم خیلی ساده جوابی برای سوالات بدون پاسخ ارائه خواهد شد، که برای دقیق‌تر شدن، نیاز به محاسبات دارد.

پروفسور شریف‌پور معتقد است که تحقیقاتش بر درک ما از جهان آغازین و قبل از آن تأثیر می‌گذارد. نظریه منبع و جذب نقطه شروع قابل توجهی است برای ارائه پاسخ به تعدادی سوالات در پشت پرده اسرار جهان.

نکته مهمی دیگر که از تحقیقات پروفسور شریف پور می‌توان نتیجه گرفت این است که این تحقیقات علمی وجود نظم دهنده‌ای را از ابتدای آفرینش گیتی نیز ثابت می‌کند، در صورتی که آنان که فرض را بر این گذاشته‌اند که دنیا از هیچ بوجود آمده، و انفجار بزرگ بدون دلیل اتفاق افتاده، به وجود خدا، و نظم دهنده‌ای اعتقاد ندارند، مانند پروفسور استیون هاوکینگ.