قبل از بیگ بنگ چی اتفاق افتاد؟ برای این پرسش همیشه یک پاسخ قانع کننده وجود داشته " چیزی قبل از بیگ بنگ وجود نداشته". همه چیز با بیگ بنگ یا انفجار بزرگ آغاز شد. اما پاسخ درست به گفته یکتن از دانشمندان بنام شون کارول "ما این را نمی دانیم". اما حالا آقای کارول و همچنان چندین دانشمند و اخترشناس دیگر احتمال وجود زمان قبل از بیگ بنگ و تئوری های تناوبی دیگر در مورد چگونگی پیدایش کائنات را در نظر گرفته اند. هفته گذشته آقای کارول در جریان یک گفتگو در نشست انجمن اخترشناسی امریکا در سنت لویس میسوری "تحقیقات قضاوتی ای" را مطرح نمود.

به گفته او " اخترشناس بودن در زمان حاضر خیلی جالب است، زیرا در عصر حاضر هم خوشبخت و هم مصیب زده ایم و این عصر طلایی است، اما مشکل این است که نمونه موجود از کائنات هیچ درکی به ما نمی دهد.

اولأ، مشکل موجودی است. یعنی 95 درصد کائنات محاسبه نشده. ظاهرأ اخترشناسان این مشکل را با اختراع ماده تاریک و انرژی تاریک، حل نموده اند. اما فقط بخاطر اینکه ماده را برای مطابقت دادن با اطلاعات (داده ها)  "اختراع نموده ایم" بدین معنی نیست که ماهیت کائنات را شناخته ایم.

اما حیرت بزرگ دیگر در مورد کائنات، اطلاعات بدست آمده از کاوشگر ناهمسانگردی ریز موج ویلکنسون (WMAP) می باشد که در حال مطالعه ریز موج های پس زمینه کیهانی یا "پژواک" بیگ بنگ است.

این سفینه کاوشگر با تصاویر برداری از مراحل اولیه کائنات، نشان داد که کائنات در آن زمان چقدر داغ، چگال و آرام بود (آنتروپی یا کهولت ضعیف داشت). ما تا هنوز نمی دانیم که چرا این گونه بود. این خود حیرت بزرگتری نسبت به مشکل موجودی یا محاسبه کائنات است، زیرا کائنات ما طبیعی به نظر نمی رسد. وضعیت آنتروپی های ضعیف، همراه با شرایط اولیه احتمالی که به ایجاد کائناتی، نظیر کائنات ما منجر گردید، بسیار نادر است. زیرا اکثریت عمده آنتروپی بالاتر دارند و نه ضعیف.

(انتروپی بردار زمان است یعنی یک شاخص اساسی زمان. از دیدگاه انرژی آزاد، انتروپی با گرمایی که برای انجام کار در دسترس نیست، ارتباط دارد.انتروپی اندازهٔ بی‌نظمی سیستم یا ماده‌ای است که در حال بررسی است. انتروپی معیاری از اشتباهات تصادفی است که در هنگام انتقال یک سیگنال به وجود می‌آید. بنابراین می‌تواند معیاری از بازدهی سیستم ارسال پیام باشد. بر گرفته از ویکی پدیا)

به گفته کارول یکی از پدیده های حیران کننده در مورد کائنات، این است که همه چیز تغییر می کند و این تغییرات در یک جهت پایدار از گذشته به آینده در سراسر کائنات می باشد. ما آن را تیر یا پیکان زمان نامیده ایم. این تیر از قانون دوم ترمودینامیک، که نیازمند آنتروپی می باشد. قانون اظهار می دارد که سیستم های بسته بطور ثابت با گذشت زمان از حالت منظم به بی نظمی تغییر می کنند. این قانون در فیزیک و اخترشناسی اساسی می باشند.

یکی از پرسش های بزرگ در مورد شرایط اولیه کائنات این است که چرا آنتروپی این قدر ضعیف آغاز شد؟ آنتروپی نزدیک به بیگ بنگ عامل همه چیز در مورد تیر زمان است. زندگی و مرگ، حافظه، جریان زمان. رویداد ها درست اتفاق افتاده و نمی تواند، معکوس گردد.

هر زمانی که یک تخم مرغ را می شکنید یا یک پیاله آب را می ریزانید، شما در واقع کیهان شناسی انجام می دهید. پس برای اینکه بتوان به پرسش ها در مورد کائنات و تیر زمان پاسخ داد، شاید مجبور گردیم تا زمان یا اتفاقات قبل از بیگ بنگ را هم در نظر بگیریم.

آقای کارل اصرار دارد که اینها مسایل مهمی اند که باید در مورد آنها فکر کرد. به گفته او، سرگذشت کائنات باید با مفهوم باشد. وقتی چیز های داریم که حیرت برانگیز به نظر میرسند، در آنصورت بخاطر درک این معما به جستجوی یک میکانیزم مهمی می پردازیم. کائنات با کهولت ضعیف سر نخ خوبی است که باید بر سر آن کار کرد.

در حال حاضر نمونه یا مدل خوبی از کائنات نداریم و تئوری های موجود هم به این پرسش پاسخ داده نمی توانند. قانون نسبت عام پیش بینی می کند که کائنات با یک تکینگی آغاز شده، اما هیچ چیز را تا بعد از بیگ بنگ ثابت نمی تواند.

تئوری تورم، که یک دوره انبساط بسیار سریع (نمایی) کائنات را در جریان لحظات نخستین پیشنهاد می کند، نیز کمکی نمی تواند. به قول آقای کارل برعکس مشکل آنتروپی را بدتر می سازد. تورم نیازمند یک تئوری در مورد شرایط نخستین است.

نمونه های دیگری از کائنات نیز وجود دارند، اما آقای کارل طرفدار نظریه چندین کائنات است که کائنات های "نوزاد" را ایجاد می کنند. او می گوید تمام قصه شاید به جهان مرئی ما خلاصه نشود و اگر ما یک بخشی از کائنات بزرگ هستیم، پس شرایط تعادل کهولت یا آنتروپی بزرگتر وجود ندارد و آنتروپی هم به وسیله کائنات های شبیه کائنات خودمان بوجود می آید.

آقای کارل تحقیقات تازه ای را که همراه با تیم اش با بررسی مجدد اطلاعات (داده های) ناهمسانگردی ریز موج ویلکنسون انجام داده در میان می گذارد. کارل و تیم او می گوید که بر اساس اطلاعات کائنات ها همه "غیر متعادل" یا متمایل به یک طرف اند.

اندازه گیری های کاوشگر نشان می دهد که نوسان در پس زمینه ریز موج حدود 10 درصد در یک قسمت آسمان نسبت به قسمت دیگر آن بیشتر است.

یک توضیح در مورد " کائنات سنگین در یک پهلو" درصورتی وجود دارد که این نوسانات نشاندهنده یک ساختار باقی مانده از کائنات های تولید شده توسط کائنات ما باشد.

کارل می گوید به تمام این موضوع می توان با درک گرانش کوانتومی کمک کرد. " نوسان کوانتومی می تواند کائنات های جدید ایجاد کند. اگر نوسانات دمایی در یک فضای آرام می تواند به ایجاد کائنات های نوزاد منجر گردد، در آنصورت این کائنات ها باید آنتروپی خود را داشته باشند که می توانند باعث ایجاد کائنات های دیگر گردند.

کارل با تأکید بر این مسئله می گوید که در حال حاضر هر تحقیق روی این موضوعات بصورت کلی گمانی زنی پنداشته می شود و " هیچ کدام بصورت قطعی تائید نشده اند". حتی حاضرم شرط ببندم که همه اشتباه اند، ولی امیدوارم که ده سال بعد بازگردم و به شما بگویم که ما این معما را حل کردیم.