از بیگ بنگ تا امروز، چرا جهان همچنان منسجم و همگن است؟

به گزاری خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو؛ تکامل زمانی جهان از بیگ بنگ تا حال با معادلات نسبیت عام انیشتین توصیف می‌شود. با این حال، هنوز سوالاتی درباره پویایی کیهانی وجود دارد که ریشه آن اختلافات فرضی بین نظریه و مشاهدات است. یکی از سوالات این است که چرا جهان در حالت کنونی خود همچنان در مقیاس بزرگ منسجم و همگن مانده است؟

فرض می‌شود جهان اندکی بعد از بیگ بنگ در حالت ناپایدار بوده است و نوساناتی در انحنای فضا-زمان داشته است. طی فرآیند طولانی گسترش، جهان به سمت حالت کنونی خود که در مقیاس بزرگ منسجم و همگرا بود، شروع به حرکت کرده است. به معنای ساده‌تر، کیهان در همه‌جا یکسان به نظر می‌رسد. از اندازه‌گیری‌های تابش پس‌زمینه نتیجه می‌شود که این همگنی در همه جا وجود دارد. چنین همگن بودنی بسیار عجیب است، بطوری که حتی دو منطقه از جهان که از یکدیگر جدا هستند نیز تابش پس‌زمینه‌ای یکسانی نشان می‌دهند.

برای حل این تناقض، نظریه تورم کیهانی مطرح شد که یک فاز گسترش سریع را درست بعد از بینگ بنگ فرض می‌کند و علت همگنی در تابش پس‌زمینه را به آن ربط می‌دهد. با این حال، اینکه چگونه این فاز می‌تواند در نظریه انیشتین جا داده شود نیازمند تعدادی اصلاحات در این نظریه است که بنظر ساختگی بوده و مستقیما قابل تایید نیست.

 

به دلیل پیچیدگی معادلات، دشواری مربوط به آنالیز راه‌حل‌ها و پیش‌بینی رفتار آن‌ها، تاکنون، مشخص نیست که آیا همگنی جهان می‌تواند با معادلات انیشتین توضیح داده شود یا خیر؟

تکامل زمانی انحرافات شدید اصلی از حالت همگن باید بصورت ریاضی مورد تجزیه و تحلیل قرار بگیرد. چنین تجزیه و تحلیل‌هایی بر پایه روش‌های ریاضیاتی مدرن در زمینه آنالیز‌های هندسی استوار است. تاکنون چنین روش‌هایی تنها می‌توانستند به انحرافات کوچک از همگنی هندسی فضا-زمان دست پیدا کنند، اما در مطالعات جدید دانشمندان برای اولین بار توانستند این روش‌ها را برای انحرافات بزرگ نیز به کار ببرند.