آیا نظریه‌های کوانتومی انبساط جهان اولیه قابل تأیید هستند؟

فیزیکدانان روسی و کره جنوبی سه نظریه کیهان شناسی معروف را که انبساط فوق سریع کیهان را در اولین لحظات وجودش مطالعه می‌کنند و آن را به فرآیند‌های کوانتومی مختلف مرتبط می‌کنند، تجزیه و تحلیل کردند.

دانشمندان شواهدی را کشف کرده‌اند که نشان می‌دهد تنها یکی از این نظریه‌ها با داده‌های رصدی سازگار است. این موضوع توسط مرکز روابط عمومی موسسه فیزیک فنی مسکو گزارش شده است.

ولادیمیر اشمیت، محقق این مؤسسه، می‌گوید: ما به این نتیجه رسیده‌ایم که تنها یک مدل برای برخی مشخصات و مقادیر با مشاهدات فضایی مطابقت دارد، در حالی که دو مدل دیگر نیاز به اصلاح دارند.

دانشمندان مؤسسه فیزیک فنی مسکو و مؤسسه تحقیقات بنیادی کره جنوبی هنگام تجزیه و تحلیل سناریو‌های احتمالی در مورد این که آیا مظاهر مختلف مکانیک کوانتومی می‌توانند توضیح دهند که چرا مرز‌های کیهان بسیار سریعتر از سرعت نور در مراحل اولیه وجود کیهان منبسط می‌شوند به این نتیجه رسیدند. 

این سناریوی انبساط کیهانی دیگر مورد تردید اکثر فیزیکدانان نیست؛ اما مکانیسم‌های این انبساط فوق سریع و همچنین دلایل شروع و پایان آن، اکنون در میان دانشمندان بحث و جدل ایجاد کرده است. به عنوان مثال، بنیانگذار کیهان شناسی روسی، الکسی استاروبینسکی و بسیاری از کیهان شناسان معتقدند که این انبساط فوق سریع ناشی از نشانه‌های کوانتومی نیروی گرانش یا تغییرات در خواص کوانتومی خلاء است.

دانشمندان اعتبار سه پیشرفت محبوب این ایده را که ادعا می‌کنند نظریه واقعی انبساط کیهانی است، آزمایش کرده‌اند. برای انجام این کار، دانشمندان داده‌های مربوط به ساختار مقیاس بزرگ جهان را که با استفاده از کاوشگر‌های WMAP، پلانک و رصدخانه قطب جنوب (BICEP) جمع‌آوری شده بود، مطالعه کردند و آن ها را با نتایج محاسبات با استفاده از مدل‌های کامپیوتری جهان در حال انبساط بر اساس این سه مفهوم مقایسه کردند. 

این مقایسه نشان داد که تنها یکی از این سه نظریه با داده‌های رصدی واقعی موافق است؛ زیرا انبساط فوق سریع جهان با حضور میدان نافذ خاصی با جرم غیر صفر همراه است که برهمکنش ضعیفی با گرانش دارد. دانشمندان به این نتیجه رسیدند که نتایج محاسبات دو مدل دیگر با اندازه‌گیری‌های رصدخانه‌های مداری و زمینی تفاوت جدی دارد و تعداد نظریه‌های کوانتومی که انبساط جهان اولیه را توضیح می‌دهند، کاهش می‌دهد.