ایتنا - یک نظریه جدید می‌گوید که انبساط شتاب‌دار عالم را می‌توان بدون نیاز به انرژی تاریک و تنها با فرض وجود یک جهان دیگر از پادماده توضیح داد. یادداشتی از عرفان کسرایی، پژوهشگر دکتری فلسفه کیهان‌شناسی در دانشگاه بن آلمان.

انبساط شتاب‌دار گیتی و سرعت غیرطبیعی چرخش کهکشان‌ها از جمله بزرگترین رازهای کیهان‌شناسی مدرن به شمار می‌روند.

دانشمندان عموما انرژی تاریک را توضیحی برای پدیده نخست و ماده تاریک را به عنوان توضیحی برای پدیده دوم ارائه می‌دهند و می‌گویند، در کنار ماده معمولی شکل‌دهنده عالم که تنها پنج درصد از گیتی را تشکیل می‌دهد، ماده تاریک حدود ۲۷ درصد از کیهان ما را شکل داده و ۶۸ درصد باقی‌مانده نیز از چیزی تشکیل شده که انرژی تاریک نام دارد.

کیهان‌شناسان در حال حاضر گیتی را با استفاده از مدلی به نام مدل لاندا‌ــ‌‌سی دی‌ام توصیف می‌کنند. این مدل که بر مبنای مشاهدات دقیق از پرتوهای به جا‌مانده از مهبانگ (بیگ‌بنگ) یا همان تابش زمینه ریزموج کیهانی (CMB) صورت‌بندی شده اصطلاحا مدل استاندارد نامیده‌ می‌شود.

با این حال این مدل دربرگیرنده مفاهیمی مانند ماده تاریک و انرژی تاریک است که هنوز به طور مستقیم مشاهده نشده‌اند. این عدم قطعیت برخی از دانشمندان را وادار کرده است تا به دنبال توضیحات دیگر و تبیین‌های جایگزینی بگردند.

عده‌ای از کیهان‌شناسان می‌گویند، گاهی برای تطبیق مشاهدات مختلف کیهان‌شناسی با مدل‌ها، نمی‌شود از مدل لاندا‌ــ‌سی دی‌ام استفاده کرد و به همین علت آ‌ن‌ها از یک نظریه جایگزین به نام نظریه دینامیک نیوتنی اصلاح‌شده (MOND) استفاده می‌کنند.

در واقع نظریه موند یا همان نظریه دینامیک نیوتونی اصلاح‌شده برای توضیح ناهنجاری‌های مشاهده‌شده در سرعت چرخش کهکشان‌ها پیشنهاد شده است. این نظریه برخلاف مدل رایج استاندارد ماده تاریک می‌گوید که ناهنجاری‌ها در سرعت چرخش کهکشان‌ها را نه الزاما با فرض وجود ماده تاریک، بلکه می‌توان با یک صورت‌بندی جدید از همان قانون گرانش نیوتن نیز توضیح داد.

اینک برخی از دانشمندان می‌گویند، وجود یک گیتی پادماده که مانند خود جهان ما در مهبانگ پدیده آمده، می‌تواند رفتار عالم قابل مشاهده را بدون فرض وجود انرژی تاریک و یا دینامیک نیوتونی اصلاح‌شده توضیح دهد.

دانشمندان پیش از این نیز این احتمال را طرح کرده بودند که عالم ما در زمان پیدایش خود یک پادجهان همزاد نیز داشته که قوانین فیزیک در آن وارونه عمل می‌کنند و به بیان دیگر، زمان در آن رو به عقب می‌رود.

به گفته آن‌ها اما این جهان وارونه فرضی مستلزم وجود یکی از انواع نوترینوها است که در آزمایش‌های فیزیک آشکار نمی‌شوند. نمان کومار، پژوهشگر کیهان‌شناسی در موسسه فناوری هند، در مقاله جدیدی با عنوان "در باب انبساط شتاب‌دار گیتی" (On the Accelerated Expansion of the Universe) می‌نویسد که در مدل او برای توضیح انبساط شتاب‌دار عالم به هیچ شکلی از انرژی تاریک یا رویکردهای گرانشی اصلاح‌شده نیازی نیست. اما در این مدل به فرض وجود یک گیتی دیگر نیاز است که جریان زمانی آن به طور وارونه با گیتی ما مرتبط باشد.

کومار می‌گوید که مدل او با استفاده از مفاهیم استاندارد نظریه کوانتومی و نسبیت عام نشان می‌دهد که فرض وجود این پادجهان دوقلو می‌تواند انبساط شتاب‌دار گیتی ما را بدون نیاز به انرژی تاریک توضیح دهد. با این حال، توضیح انبساط گیتی با مدل کومار هنوز نارسایی‌های فراوانی دارد. از جمله آنکه وجود جفت گیتی ما یا همان جهان پاد‌ماده‌ای که در مهبانگ ایجاد شده و بر انبساط جهان ما اثر می‌گذارد قابل آشکارسازی نیست.

اگرچه این نقص تنها منحصر به این مدل جدید نیست و اساسا مدل انرژی تاریک نیز نقص مشابهی دارد. به همین دلیل است که دانشمندان بسیاری تلاش می‌کنند حفره‌های موجود در نظریه انبساط گیتی را به روش‌های مختلفی غیر از انرژی تاریک توضیح دهند.

بر اساس مدل‌های پذیرفته‌شده کنونی به خصوص بر اساس مدل تورمی آلن گوت، گیتی ما در کسر بسیار ناچیزی از ثانیه پس از پیدایش خود، از اندازه یک پروتون تا اندازه یک گریپ‌فروت، بزرگ و متورم شده است. راجر پنروز، برنده جایزه نوبل فیزیک در سال ۲۰۲۰ میلادی، می‌گوید اگر نظریه تورمی را کنار بگذاریم، باید جایگزین و بدیلی در اختیار داشته باشیم که بتواند انبساط گیتی را توضیح دهد.

به گفته او گیتی ما از یک ایون (aeon) قبلی آمده و هر مهبانگ آغاز یک ایون (aeon) جدید است و عالم ما تنها یکی از حلقه‌های زنجیر به شمار می‌رود و پیش از آن و پس از آن عوالم دیگری وجود داشته یا وجود خواهند داشت.

این ایده که گیتی ما میراث به جا مانده از یک گیتی پیش از مهبانگ است، در قالب نظریه‌ای با نام نظریه گرانش کوانتومی حلقه‌ای (LQC) کیهان‌شناسانی نظیر ابهی اشتکار، فیزیکدان نظری هندی نیز طرح شده است. بر اساس این نظریه، پیش از مهبانگ، عالمی دیگر شبیه به عالم ما وجود داشته، با این تفاوت که آن عالم به جای این که مانند کیهان ما در حال انبساط باشد، در حال انقباض بوده است.

تفاوت مدل کومار با این مدل اما این است که در مدل جدید صحبتی از گیتی پیش از بیگ‌بنگ نیست، بلکه انبساط عالم به وجود یک گیتی‌ پادماده‌ای همزاد نسبت داده می‌شود که همانند عالم ما در بیگ‌بنگ متولد شده است.