قبل از انفجار بزرگ چه اتفاقی افتاده؟

کرونوس – سیزن آخر سریال Star Trek با یک انفجار بزرگ به پایان رسید. میزبان برنامه، Neil deGrasse Tyson سؤالات سختی در مورد منشأ پیدایش کیهان از استیون هاوکینگ پرسید. با این که تقریباً هیچ اطلاعات موثقی در مورد نحوه‌ی پیدایش جهان که بنا بر شواهدی ۱۳/۸ میلیارد سال پیش اتفاق افتاد وجود ندارد، اما دانشمندانی همچون استیون هاوکینگ در این مورد مدل‌هایی ارائه داده‌اند.

پس بنا بر نظر استفان هاوکینگ، قبل از بیگ‌بنگ (انفجار بزرگ) چه بوده؟

هاوکینگ به همراه همکارش جیک هارتل از دانشگاه کالیفرنیا در سانتا باربارا چیزی به نام «شرایط بدون مرز» را برای بررسی احتمالات قبل از بیگ‌بنگ معرفی کرده است. این مدل بر اساس نظریه‌ی نسبیت اینشتین که بر اساس آن فضا و زمان، چیزی به نام فضازمان ایجاد می‌کنند و همچنین برداشت اقلیدسی از نظریه‌ی گرانش کوانتومی که بر اساس آن نقطه‌ی تکینگی در انفجار بزرگ از معادلات حذف می‌شود پی‌ریزی شده است.

در این مدل، زمان حقیقی با چیزی به نام «زمان موهومی» جایگزین شده است که البته ربطی به واقعی یا غیرواقعی بودن زمان ندارد بلکه صرفاً به این دلیل «موهومی» خوانده می‌شود که آن را با اعداد موهومی تعیین می‌کنند. برای محاسبه‌ی این زمان موهومی، زمان حقیقی را با یک تبدیل به نام «تبدیل ویک» طوری تغییر می‌دهند که مختصات آن ضرب در ریشه‌ی یک عدد موهومی شود. زمان موهومی آن‌گاه به عنوان بعد چهارم از فضا در معادلات به کار گرفته می‌شود.

به نظر پیچیده می‌آید نه؟ هاوکینگ برای فهم بهتر مدلش، از کره‌ی زمین به عنوان یک مثال استفاده می‌کند.

هاوکینگ توضیح می‌دهد: «در نگاه اقلیدسی تاریخ جهان در یک زمان موهومی، سطح چهاربعدی خم‌شده‌ای مانند سطح زمین دارد، فقط با دو بعد بیشتر… به عبارت بهتر، فضازمان اقلیدسی یک سطح بسته است که هیچ نقطه‌ی پایانی ندارد. درست مانند زمین.»

بر اساس این مدل، هیچ مرز یا نقطه‌ی ریز تکینگی که فضازمان و همه‌ی مواد موجود در جهان از آن به وجود آمده باشد وجود ندارد. بدین معنی، درواقع بیگ‌بنگی وجود نداشته است. در این مدل، سرعت پیشرفت زمان وقتی که به قطب جنوب یا نقطه‌ی تکینگی می‌رسد کاهش پیدا کرده و آن‌قدر کاهش پیدا می‌کند که درواقع هیچ آغازی را نمی‌توان متصور شد. Tech Times این را این‌طور تفسیر می‌کند که «زمان با بعدهای دیگر ممزوج بوده و همیشه در حال تبدیل به هیچ‌چیز بوده، ولی هیچ‌گاه به هیچ تبدیل نمی‌شود.»

هاوکینگ گفت: «فرض کنید زمان موهومی و زمان حقیقی در قطب جنوب کره‌ی زمین آغاز می‌شود. قطب جنوب نقطه‌ای صاف در فضازمان است که قوانین معمولی فیزیک در آن‌جا به درستی کار نمی‌کنند. همان‌طور که هیچ چیزی در قسمت جنوبی قطب جنوب وجود ندارد، هیچ چیز نیز پیش از انفجار بزرگ وجود نداشته است.»

همین! به طور خلاصه می‌توان گفت بررسی وقایع پیش از انفجار بزرگ عملاً غیرممکن است چون زمان به شکلی که ما می‌شناسیم در آن هنگام وجود نداشته است.

این فرضیه فقط بر اساس حدس و گمان ارائه شده و تلاش دارد تصویری از انگیزه‌ی شکل‌گیری جهان به دست بدهد. از دیگر فرضیه‌های همردیف این مدل می‌توان به مدل جهان‌های موازی، مدل برخورد و مدل جهش بزرگ اشاره کرد.