علت 3بعدی بودن جهان هستی کشف شد

کد خبر: ۳۷۲۳۴۱

تاریخ: ۰۱ آبان ۱۳۹۶ - ۱۳:۲۹

تیمی از محققان بین‌المللی در یک تحقیق موفق شدند به این سوال اساسی که چرا ما جهان پیرامون خودمان را سه‌بعدی می‌بینیم، پاسخ دهند.

به گزارش ایسنا و به نقل از گیزمگ، یکی از موضوعاتی که بین عوام پذیرفته شده است، سه‌بعدی بودن جهان است. اما این موضوع در تئوری به هیچ عنوان یک اصل پذیرفته‌شده محسوب نمی‌شد و این سوال مطرح می‌شود که چرا جهان چهار، پنج و یا حتی 11 بعد ندارد؟ پاسخ به این سوال یکی از چالش‌برانگیزترین موضوعات برای محققان بوده است.

حال تیمی از محققان و فیزیکدانان بین‌المللی در دانشگاه "وندربیلت"(Vanderbilt) در یک تحقیق پنج ساله به یک نظریه دست یافته‌اند که توضیح می‌دهد چرا جهان پیرامون ما سه‌بعدی است و بعلاوه به بسیاری از سوالات دیگری که بدون پاسخ مانده‌ بودند، پاسخ می‌دهد و اساس کار آن بر مبنای "تونل شارش"(Flux tube) است. در فضا به ناحیه‌ای که خطوط میدان مغناطیسی و انرژی در آن متراکم‌تر از نقاط پیرامونی است "تونل شارش" می‌گویند. به علاوه این مناطق دارای رشته‌های انعطاف‌پذیری از انرژی هستند که ذرات را در کنار هم نگاه می‌دارند و در ابتدای خلقت سبب کنار هم قرار گرفتن کوارک‌ها و آنتی‌کوارک‌ها شده‌اند تا اولین جفت در جهان هستی شکل بگیرد.

تونل‌های شارش پدیده‌ تازه‌ای محسوب نمی‌شوند، اما فیزیکدانان دریافته‌اند که با انرژی‌دهی به آنها می‌توان بسیاری از سوالات موجود را در رابطه با اینکه چرا جهان پیرامون ما به این شکل دیده می‌شود، پاسخ داد.

در روزهای ابتدایی خلقت جهان یک ابر پرحرارت بی‌شکل بود که محققان آن را پلاسمای "کوارک-گلوئون" می‌نامند.

این ابر داغ با داشتن حجم زیادی از ذرات بنیادی در فاصله بسیار کم و متراکم، تونل‌های شارش متعددی ایجاد کرد که بسیاری از آنها در پی ایجاد واکنش بین ماده و پادماده از بین می‌رفتند، اما برخی از آنها می‌توانستند مقاومت بیشتری داشته باشند.

زمانی که تونل‌های شار بتوانند باقی بمانند و ذرات در مسیر درست حرکت کنند، این تونل‌ها به یک گره تبدیل‌ می‌شوند که اگر این گره‌ها به هم متصل شوند و شبکه‌ای پایدار را تشکیل دهند، به سرعت جهان اولیه را تشکیل می‌دهند.

این موضوع یک نظریه قدیمی را نیز تایید می‌کند که در آن اشاره شده است که در لحظات ابتدایی هستی در مدت زمان یک تریلیونیوم ثانیه جهان از اندازه‌هایی در حدود یک پروتون به یک گریپ‌فروت رسید و سپس به ابعاد بسیار بزرگی گسترش یافت و این گسترش با سرعت بسیار کمتری همچنان ادامه دارد اما به دو سوال در این زمینه پاسخ داده نشد:

1- چه چیزی سبب این گسترش ناگهانی شد؟

2- چرا سرعت این گسترش به مرور زمان کاهش یافت؟

زمانی که تیم تحقیقاتی میزان انرژی موجود در گره‌ها را محاسبه کردند، توانستند به این دو سوال پاسخ مناسبی بدهند.

" توماس کفارت"(Thomas Kephart) یکی از محققان این پروژه گفت: شبکه تونل شارش هم انرژی مورد نیاز برای گسترش هستی را فراهم کرده است و هم با بررسی آن می‌توان دلیل توقف گسترش هستی را تشخیص داد.

وی افزود: زمانی که جهان شروع به گسترش کرد، پس از مدتی شبکه تونل شارش دچار گسستگی شد و به همین دلیل منبع انرژی که قدرت گسترش را داشت، کم‌کم نابود شد.

براساس نظریه گره‌ها، گره‌ها فقط می‌توانند در سه‌بعد وجود داشته باشند و زمانی که برای ایجاد بعد چهارم در آنها تلاش می‌شود، به طور کامل از هم می‌پاشند و نابود می‌شوند و این به این معنی است که در طی لحظات ابتدایی تونل‌های شارشی که به گره‌ تبدیل شده‌ بودند، علاوه بر تامین انرژی گسترش، ساختار ظاهری آن را نیز تعیین کرده‌اند و به همین دلیل جهان سه‌بعدی شده است و دیگر ابعاد بسیار ناچیز و تقریبا غیرقابل کشف و رصد شده‌اند.

در حالی که این نظریه قطعا جذاب است، هنوز کار در حال پیشرفت است. محققان می‌گویند قبل از این که بتوان این ایده را به درستی ارائه کرد، باید آن را توسعه داد تا بتوانند پیش‌بینی‌های قابل آزمون در مورد طبیعت جهان را انجام دهند.

نتایج این تحقیق در نشریه European Physical Journal C منتشر شده است.