آشکار ساز لیزا به دنبال اثبات نظریۀ جهان‌های موازی

[ERF@N]

اخترشناسان می گویند در صورت درست بودن مشاهدات، درستی نظریه تورم کیهان تایید و نظریه‌های مبتنی بر جهان های موازی تقویت می شود، اما نظریه "جهان چرخه ای" رد خواهد شد.

قوی ترین نشانه‌ها از آغاز جهان می تواند در امواج گرانشی کوچکی باشد، که در زمان بیگ بنگ به وجود آمده اند.  
 
اخترشناسان می گویند، در صورت درست بودن مشاهدات، درستی نظریه تورم کیهان تایید و نظریه‌های مبتنی بر جهان های موازی تقویت می شود، اما نظریه "جهان چرخه ای" رد خواهد شد.

کشف امواج گرانشی این ایده را تقویت می کند که ممکن است جهان ما تنها جهان موجود نباشد و تنها یکی از جهان ها در میان میلیاردها جهان دیگر باشد. 
 
به عبارتی مدلی ساده از تورم کیهان بنام تورم آشفته نشان می دهد که فقط دنیای ما تنها جهان موجود نیست، بلکه جهان های موازی همچون حباب هایی با قوانین فیزیکی خاص خود در پهنه گیتی نیز وجود دارند که به چند جهانی ( multiverse ) معروف هستند.  

اولین بار آلن گوث ، در سال ۱۹۷۹، از اینکه بطور تصادفی به سمت یکی از بزرگترین ایده های کیهان شناسی هدایت شده بود، احساس شعف می کرد. او موفق شد پس از ۵۰ سال ، تنها با کمک یک رصد معمولی، اولین بازبینی اساسی را در نظریه بیگ بنگ ارائه کند. گوث اینگونه فرض کرد که جهان درست در لحظه تولد دچار افزایش حجم یا تورم شده است، این تورم، از نظر ستاره شناسی بسیار سریع تر از آنچه که اغلب فیزیکدانان تصور می کردند رخ داده است، در اولین یک تریلیون تریلیونیم ثانیه، نیروی ضد گرانش مرموزی، باعث گسترش و انبساط جهان شده است. با این فرض او توانست پاسخی برای برخی از عمیق ترین معماهای کیهان شناسی بیابد. داده های اخیر کیهان شناسی ، شامل یافته های رادیوتلسکوپ بایسپ۲ ، ماهواره پلانک و WMAP ، با نظریه تورم سازگارند. با اینکه تورم تنها نظریه کیهان شناسی موجود نیست، اما در عین حال می توان گفت جزء ساده ترین و معتربرترین آنها است.

تصویری از مدل "اکپیروتیک " بر اساس این مدل کیهان شناختی بیگ بنگ می تواند حاصل تصادمی بین پوسته جهان ما و پوسته جهان مجاور باشد. 
 
نیروی ناشی از برخورد دو جهان را از هم دور می کند. وقتی این دو پوسته از یکدیگر دور می شوند، به سرعت خنک شده، و جهانی را که امروز می بینیم ایجاد می کنند. این خنک شدن و انبساط برای تریلیون ها سال ادامه داشته، تا زمانی که دمای جهان ها به صفر مطلق نزدیک مش شود و چگالی ماده به تنها یک الکترون در کادریلیون سال نوری مکعب می رسد. در نتیجه جهان خالی و راکد می گردد. اما گرانش به کار خود برای جذب دو پوسته ادامه می دهد، تا اینکه تریلیون ها سال بعد، آنها بار دیگر با یکدیگر برخورد کرده و این چرخه دوباره تکرار می شود. این نظریه یعنی احتمالا پوسته های دیگری نیز در فضا شناور هستند که ممکن است در آینده با ما برخورد بزرگ دیگری کنند.

مشاهده امواج گرانشی: تقویت نظریه جهان های موازی – رد نظریه جهان های چرخه ای 
 
ناسا بیکار نمانده و قصد دارد در حوالی سال ۲۰۱۵، نسل جدید از آشکارسازهای امواج گرانشی، مثل لیزا LISA (Laser Interferometer Space Antenna)  را به فضا بفرستد و به ما این امکان را می دهند که برخی از نظریه ها را مورد بازبینی قرار داده و یا حتی رد کنیم. لیزا نماینده نسل بعدی آشکار سازهای امواج گرانشی می باشد. این دستگاه در فضا مستقر خواهد شد. ۳ ماهواره به فضا فرستاده خواهد شد که تقریبا در فاصله ۵۰ میلیون کیلومتری زمین، در فضا مثلثی متساوی الاضلاع تشکیل خواهند داد. طول هر ضلع ۵ میلیون کیلومتر خواهد بود). هر ماهواره دو لیزر خواهد داشت که به آن اجازه می دهد پیوسته با دو ماهواره دیگر در ارتباط باشد. با اینکه هر لیزر، باریکه ای به قدرت تنها نیم وات شلیک می کند، تجهیزات نوری آنقدر حساسند که قادرند لرزش های ناشی از امواج گرانشی را با دقتی معادل یک تقسیم بر یک میلیارد تریلیون آشکار کنند. ( معادل حرکتی برابر یک صدم قطر یک اتم. 

دقت لیزا به قدری بالاست که باید بتواند امواج گرانشی تولد جهان را آشکار کند و ما را به یک تریلیونم ثانیه بعد از بیگ بنگ ببرد. یک هدف مهم لیزا، فراهم آوردن شواهدی قطعی برای نظریه تورم است. تورم با تمام داده های کیهان شناسی موجود اعم از، تختی جهان، افت و خیزهای تابش پس زمینه کیهانی و غیر … سازگار است. دانشمندان می خواهند برای سنجش قطعی آن ، امواج گرانشی ناشی از خود فرایند تورم را آزمایش کنند. این یعنی « انگشت نگاری» از امواج گرانشی پدید آمده از لحظه بیگ بنگ ؛ باید تفاوت میان تورم و هر نظریه رقیب را بیان کند. لیزا باید بتواند یکی از این نظریه ها را از راه تجربه رد کند. به بیان دیگر امواج گرانشی ایجاد شده از طریق بیگ بنگ اولیه، حاوی داده های رمز گذاری شده ای هستند که می توانند صحت یکی از این نظریات را تایید کنند. ممکن است لیزا برای اولین بار بتواند نتایج محکمی را در تایید نظریه تورم ، یا نظریه ریسمان و نظریه M ارائه کند. خوشبختانه ما در ابتدای این مسیر هستیم و این اکتشافات علمی همچنان ادامه خواهد داشت.