هندسه ی کیهان

? براساس نسبیت عام شکل فضا زمان را ماده و انرژی موجود در ان مشخص می کنند و فضا زمان در کنار اجرام بزرگ خم می شود. این جسم پرجرم فقط هندسه ی فضا زمان اطراف خود را تغییر می دهد و مشخص می کند. حال سوال ما این است که هندسه ی کل کیهان ما چگونه است. آیا مانند یک برگ کاغذ صاف و تخت؟ یا انحنای مثبت دارد؟ یا انحنای منفی؟ پاسخ این سوال را تا پایان این مطلب خواهید فهمید.

? چگالی ماده و انرژی در کیهان که به آن امگا (Ω) می گویند هندسه‌ی کیهان را تعیین می کند. اگر Ω>1 باشد جهان ما جهانی بسته است و ساختاری کروی دارد. اگر Ωᐸ۱ باشد کیهان ما باز است و انحنای منفی دارد و اگر Ω=۱ باشد جهان ما تخت و صاف است. دانشمندان پس از تحلیل داده های نقشه WMAP متوجه شدند که کیهان دارای ساختار تخت است و Ω آن نزدیک به ۱ می باشد. همین موضوع که امگا نزدیک به ۱ می باشد عجیب است. پس از میلیارد ها سال بعد از بیگ بنگ چگونه امگا می تواند عددی نزدیک به یک باشد؟ معادلات اینشتین نشان می دهند که امگا در اغاز هر مقداری که داشته اکنون باید نزدیک به صفر باشد. همین که Ω کیهان نزدیک به یک است به یک معجزه نیاز دارد. این مساله در کیهانشناسی مساله تنظیم دقیق نامیده می شود چون اگر امگا خیلی کوچک بود انگاه کیهان بسیار سریع منبسط شده و خنک می شد اما اگر امگا خیلی بزرگ بود کیهان قبل از اینکه میزبان حیات شود نابود میشد.

? میچیو کاکو در مثالی این تنظیم کیهانی را چنین شرح می دهد: «فرض کنید که بخواهید مدادی را بر روی نوک آن ایستاده نگه دارید. شیوه ی تلاش شما به هر شکلی که باشد اغلب مداد خواهد افتاد، تنظیم و میزان سازی با دقت فوق العاده بالایی مورد نیاز است تا مداد چنان متعادل شود که نیفتد. حال تصور کنید که می خواهید مداد را طوری روی نوک آن عمودی نگه دارید که نه فقط برای یک ثانیه بلکه برای میلیاردها سال همانطور بماند! تنظیم دقیق مورد نیاز برای اینکه امگا امروز برابر ۱ داشته باشد مشابه همین حالت است. کوچکترین خطا در تنظیم دقیق امگا باعث می شود که امگا به مقداری از ۱ فاصله داشته باشد.»

? پس چرا امروز امگا اینقدر به یک نزدیک است در حالی که در اصل از نظر ستاره شناسی باید غیر از این باشد؟ از نظر الن گوث پاسخ کاملا مشخص بود: تورم جهان چنان شدید بوده که منجر به تخت شدن آن شده است. همانند شخصی که چون افق را نمی بیند نتیجه می گیرد که زمین هموار است. ستاره شناسان نتیجه گرفتند که امگا در حدود یک است، در واقع ایده این است که جهان در نخستین کسرهای ثانیه پس از بیگ بنگ وارد یک دوره کوتاه انبساط بسیار بسیار سریع به نام تورم کیهانی شد که همین منجر به تخت شدن جهان گشته است.