همشهری آنلاین، فرخنده رفائی: اگر مهبانگ آغاز جهان بود، چرا امروز جهان پر از ماده است و تقریبا اثری از پادماده در اطراف ما دیده نمی‌شود؟ طبق یکی از فرض‌های اصلی فیزیک، در آغاز جهان باید ماده و پادماده تقریبا به یک اندازه تولید شده باشند؛ ذراتی که هنگام برخورد با یکدیگر نابود می‌شوند و انرژی آزاد می‌کنند. اگر این تعادل کاملا برقرار می‌ماند، بخش بزرگی از موادی که امروز ستاره‌ها، سیاره‌ها و بدن ما را ساخته‌اند، هرگز باقی نمی‌ماند. اکنون دو فیزیک‌دان احتمال داده‌اند ذره‌ای فرضی که مدت‌ها چندان جدی گرفته نمی‌شد، در برهم خوردن این تعادل نقش داشته باشد.
به گزارش ساینس‌الرت، ریشاو روشن از دانشگاه ساوتهمپتون و سودیپتا شو از مؤسسه فناوری کانپور هند در پژوهشی که در مجله علمی Physical Review Letters منتشر شده، مدلی را بررسی کرده‌اند که بر اساس آن، نوعی نوترینوی فرضی موسوم به «نوترینوی سترون» می‌توانسته در ایجاد این عدم تعادل کیهانی نقش داشته باشد.
نوترینوها ذراتی بنیادی هستند که جرم بسیار کمی دارند و به‌سختی با ماده برهم‌کنش می‌کنند. تعداد بسیار زیادی از آنها پیوسته از بدن ما و هر چیزی که در اطرافمان قرار دارد عبور می‌کنند، بی‌آنکه متوجه حضورشان شویم. نوترینوی سترون هنوز کشف نشده است و برخلاف نوترینوهای شناخته‌شده، تقریباً هیچ برهم‌کنشی با نیروهای معمول طبیعت ندارد و عمدتاً از طریق گرانش و برهم‌کنشی بسیار ضعیف با میدان هیگز قابل بررسی است.
بر اساس مدل پیشنهادی پژوهشگران، این ذره در جهان اولیه به‌اندازه‌ای سنگین بوده که با وجود واپاشی بسیار آهسته، برای مدتی بر چگالی انرژی جهان تسلط پیدا کند. این وضعیت می‌توانسته دما و سرعت انبساط جهان را تغییر دهد و زمان‌بندی برهم‌کنش ذرات ماده با پادماده را تحت تأثیر قرار دهد.
روشن توضیح می‌دهد که این تغییر دما مانند کلیدی عمل می‌کرده که چگونگی شکل‌گیری عدم تعادل میان ماده و پادماده را تعیین می‌کرده است. در این سناریو، واپاشی ذره فرضی به تولید اندکی بیشتر از ذرات ماده نسبت به پادماده کمک کرده است. همین اختلاف کوچک می‌توانسته زمینه باقی ماندن ماده و شکل‌گیری ساختارهای کیهانی را فراهم کند.
بیشتر بخوانید:
- آزمایش‌های ممنوعه‌ای که می‌توانند قوانین طبیعت را بشکنند؛ از ساخت سیاه‌چاله تا دستکاری مستقیم فضا و زمان
- فیزیکدان‌ها هشدار دادند | «سامانه آخرالزمان» در فضا در حال شکل‌گیری است
- یافته‌های جدید نشان می‌دهند منظومه شمسی زودتر از برآوردهای قبلی نابود می‌شود
این فرضیه حتی ممکن است به حل معمای دیگری درباره جرم نوترینوهای معمولی کمک کند. یکی از توضیحات پیشنهادی در فیزیک این است که جرم بسیار کم نوترینوهای شناخته‌شده با وجود همتایان فرضی و بسیار سنگین آنها ارتباط داشته باشد؛ ایده‌ای که به «سازوکار الاکلنگی» معروف است.
البته این توضیحات هنوز در حد یک مدل نظری هستند و وجود نوترینوی سترون تأیید نشده است. پژوهشگران معتقدند تغییراتی که این ذره در انبساط جهان اولیه ایجاد کرده، ممکن است ردپایی در امواج گرانشی نخستین بر جای گذاشته باشد؛ موج‌هایی در بافت فضا-زمان که می‌توانند اطلاعاتی از مراحل آغازین کیهان حمل کنند.
رصدخانه فضایی آینده لیسا (LISA) که قرار است با استفاده از سه فضاپیما و بازوهایی به طول حدود ۲.۵ میلیون کیلومتر به بررسی امواج گرانشی بپردازد، می‌تواند در آینده به آزمودن برخی از این پیش‌بینی‌ها کمک کند. اگر شواهدی از این اثرها پیدا شود، شاید بتوان گام دیگری برای پاسخ به یکی از بنیادی‌ترین پرسش‌های علم برداشت: چرا به‌جای جهانی خالی از ماده، جهانی ساخته‌شده از ستاره‌ها، سیاره‌ها و حیات وجود دارد؟