چاپ

آغاز جهان از منظر بيشتر تلسکوپ‌هاي قدرتمند کنوني پنهان و پوشيده است اما رصدهاي امروزي مي‌توانند سرنخ‌هايي از منشا جهان ارائه کنند. پذيرفته شده‌ترين نظريه براي آغاز جهان، انبساط است که پيش‌بيني مي‌کند جهان با سرعت بسيار زيادي در کسري از ثانيه‌هاي آغازين گسترش يافته است. البته نظريه‌هاي ديگري نيز وجود دارد که برخي شامل يک انفجار بزرگ قبل از بيگ‌بنگ هستند. ترفند اصلي اين است که سنجش‌هاي تمايزدهنده اين سناريوها را شناسايي کنيم. يکي از منابع نويدبخش اطلاعات در مورد آغاز جهان، تابش زمينه کيهاني است که شامل تابش باقيمانده از انفجار بزرگ (بيگ‌بنگ) است. اين تابش در ابتدا بنظر نرم و يک شکل بنظر مي‌رسد اما با بررسي‌هاي نزديکتر به مقدار کمي تغيير مي‌کند. اين تغييرات از نوسانات کوانتومي موجود در زمان تولد جهان ناشي مي‌شوند که با انبساط جهان، گسترش يافته‌اند. رويکرد متداول براي تمايز قائل شدن بين سناريوهاي مختلف، به دنبال آثار احتمالي امواج گرانشي مي‌گردد که طي جهان اوليه در تابش زمينه کيهاني توليد شده‌اند. اگرچه تحقيقات تجربي و نظري پيشين به ارائه سرنخي براي تفاوت‌هاي فضايي در جهان اوليه پرداخته‌اند، اما آن‌ها فاقد عنصر کليدي زمان هستند. بدون برخورداري از ساعت براي سنجش گذر زمان، تاريخ تکاملي جهان اوليه نمي‌تواند به روشني تعيين شود. اين تحقيق جديد نشان مي‌دهد که چنين ساعتهايي وجود دارند و مي‌تواند براي سنجش زمان در هنگام تولد جهان مورد استفاده قرار بگيرند. اين ساعت‌ها به شکل ذرات سنگين هستند که محصول مورد انتظار "نظريه همه‌چيز" بشمار مي‌روند که مکانيک کوانتومي و نسبيت عام را با هم ترکيب مي‌کند. اين ذرات، "ساعت‌هاي استاندارد اوليه" ناميده شده‌اند. ذرات ريزاتمي سنگين مانند پاندول ساعت عمل کرده و به شکل استاندارد و جهان به پس و پيش نوسان دارد. آن‌ها حتي مي‌توانند اين کار را از طريق مکانيک کوانتوم و بدون کشيده شدن اوليه انجام دهند. اين نوسانات يا تکان‌هاي کوانتومي مانند تيک‌تاک ساعت عمل کرده و برچسب‌هاي زماني را به بخش‌هاي مختلف کيهان مي‌افزايند. اين تحقيق در مجله Cosmology and Astroparticle Physics منتشر خواهد شد.