نظریه “مدل استاندارد” بهترین تئوری موجود برای توضیح ساز و کار جهان پیرامون ما در ابعاد فوق العاده ریز است.

اما از مدتی پیش معلوم بوده که مدل استاندارد فقط منزلگاهی در راه رسیدن به درک کاملتری از کیهان است. سرنخ هایی از رفتار غیرمنتظره یک ذره زیراتمی به نام کوراک بی (همچنین موسوم به کوارک زیبایی) می تواند ترک هایی را در شالوده این نظریه که چند دهه از عمر آن می گذرد آشکار کند.

این یافته ها محصول داده هایی است که محققان در “برخورددهنده بزرگ هادرون” (ال اچ سی) جمع آوری کرده اند. این یک دستگاه عظیم در یک تونل مدور زیرزمینی به طول ۲۷ کیلومتر در مرز فرانسه و سوئیس است. این دستگاه اشعه هایی از ذرات فوتون را برای مطالعه حد و مرزهای فیزیک به هم می کوبد.رفتار اسرارآمیز کوارک بی ممکن است محصول یک ذره زیراتمی هنوز کشف نشده باشد.

اما فیزیکدان ها تاکید می کنند که تایید این نتایج نیازمند تحلیل ها و داده های بیشتر است.

دکتر مایتِش پَتِل، از کالج امپریال لندن، به بی بی سی گفت: “وقتی برای اولین بار نتایج را دیدیم از هیجان می لرزیدیم. قلبمان تندتر می زد.”

“هنوز زود است که بخواهیم بگوییم این نتایج واقعا انحرافی از مدل استاندارد است، اما تبعات بالقوه آن چنان است که من طی ۲۰ سال کار در این رشته چیزی به هیجان انگیزی آن ندیده ام. برای رسیدن به این نقطه راه درازی را رفته ایم.”

ذراتی حتی ریزتر از اتم وجود دارد که مصالح ساختمانی جهان به حساب می آیند. بعضی از این ذرات زیراتمی (sub-atomic) از اجزای حتی کوچکتری تشکیل شده اند، اما سایر ذرات را نمی توان به چیز دیگری تقسیم کرد. این ذرات غیرقابل تقسیم به اصطلاح ذرات بنیادی نام دارند.

مدل استاندارد کلیه ذرات بنیادی تشکیل دهنده جهان و نیروهایی که با آنها کنش دارند را توضیح می دهد.

اما این نظریه توضیحی برای بعضی از بزرگترین اسرار فیزیک مدرن ندارد، مانند ماده تاریک یا ماهیت گرانش. فیزیکدان ها می دانند که این مدل را باید در نهایت با مدل کاملتری جایگزین کنند.

برخورددهنده بزرگ هادرون برای شناسایی ابعادی فراتر از مدل استاندارد ساخته شد. بنابراین اگر این نتایج تایید شود کشف مهمی خواهد بود.

کوبنده بزرگ هادرون ذرات “کوارک بی” که معمولا در طبیعت یافت نمی شوند را تولید می کند. ذرات زیراتمی در فرآیندی موسوم به واپاشی تبدیل به چندین ذره دیگر با جرم کمتر می شوند.

براساس مدل استاندارد، کوارک های بی باید به شمار مساوی الکترون و میوئان (یا میون) تبدیل شوند. در عوض این فرآیند بیشتر الکترون تولید می کند تا میوئان.

یک توضیح احتمالی این است که یک ذره تاکنون کشف نشده به نام لِپتوکوارک در فرآیند واپاشی نقش دارد و تولید الکترون ها را راحت می کند.

دکتر پائولا آلوارز کارتله از دانشگاه کمبریج یکی از دانشمندان ممتاز در این مطالعه بود. خانم کارتله گفت: “این نتیجه گوشه ای از وجود یک ذره یا نیروی تازه بنیادی که به شکلی متفاوت با این ذرات تعامل دارد را نشانمان می دهد.”

“هر چه داده های بیشتری به دست آورده ایم، این نتیجه قوی تر شده است. این مهم ترین نتیجه از یک رشته نتایج آزمایش با ال اچ سی به روی ذرات کوارک بی در یک دهه گذشته است که همگی با هم جور در می آیند و ممکن است به توضیح مشترکی منجر شوند.”

“نتایج تغییری نکرده، بلکه از عدم قطعیت آنها کاسته شده است، که توانایی ما برای تشخیص تفاوت های احتمالی با مدل استاندارد را افزایش داده است.”

پروفسور کریس پارکس از دانشگاه منچستر سرپرست تیم محققان گفت هنوز نباید از این نتایج بیش از حد هیجان زده شد.

“ممکن است در مسیر رسیدن به عصر تازه ای از علم فیزیک قرار داشته باشیم، اما اگر چنین است هنوز نسبتا در اوایل راه هستیم. ما قبلا هم شاهد ظهور و افول نتایجی شبیه این در گذشته بوده ایم، برای همین باید محتاط باشیم.”

دکتر کنستانتینوس پتریدیس از دانشگاه بریستول اما می گوید اگر این نتایج با آزمایش های بعدی – که قرار است اوایل سال آینده از سر گرفته شود – تایید شود می تواند یکی از بزرگترین کشفیات علم فیزیک در دوران اخیر باشد.

“کشف یک نیروی تازه در طبیعت منزل و مقصود فیزیک ذرات است. درک کنونی ما از اجزای تشکیل دهنده جهان خیلی ناقص است – نمی دانیم که ۹۵ درصد کیهان از چه چیزی تشکیل شده یا چرا چنین عدم توازن بزرگی میان ماده و ضدماده وجود دارد.”

نتایج در نشریه “فیزیک نیچر” چاپ شده است.

متن فارسی برگرفته از کانال فیزیک، پلاسما، لیزر

متن نامه سرگشاده تاریخی اریک لرنر به شرح زیر می باشد که توسط الناز بخشی از اعضای این گروه ترجمه گردیده است:

نامه ای سرگشاده بر کیهان شناسی

نامه ای سر گشاده به جوامع علمی نوشته شده توسط اریک لرنر E.lerner

منتشر شده در ژورنال New Scientist در سال ۲۰۰۴

نظریه بیگ بنگ امروزه به تعداد زیادی از موارد وابسته است که ما هرگز آنها را مشاهده نکرده ایم. تورم، ماده تاریک و انرژی تاریک برجسته ترین مثال ها هستند. بدون آنها ، تناقض وحشتناکی  بین مشاهدات اخترشناسان و پیش بینی های نظریه بیگ بنگ وجود خواهد داشت. در هیچ گرایش دیگری از فیزیک ، این مراجعه مستمر به اشیا فرضی جدید به عنوان راهی برای پر کردن شکاف بین تئوری و مشاهده پذیرفته نمی شود . و یا حداقل باعث پرسش سوالات اساسی در مورد اعتبار نظریه می شود.

اما نظریه بیگ بنگ بدون این فاکتورها نمی تواند وجود داشته باشد . بدون وجود تورم فرضی نظریه بیگ بنگ نمی تواند تابش کیهانی که مشاهده می شود را پیش بینی کند ، زیرا راهی برای بخش هایی از جهان که بیش از چند درجه در آسمان دور هستند وجود نخواهد داشت و همان دما را نشان می دهند و به این ترتیب به همان مقدار تابش مایکروویو ساطع می کند.

بدون وجود ماده تاریک ، بر خلاف آنچه ما با وجود ۲۰ سال آزمایش در زمین مشاهده کرده ایم ، نظریه بیگ بنگ پیش بینی های متناقضی برای تراکم ماده در جهان انجام می دهد. تورم به چگالی ۲۰ برابر بیشتراز چیزی که از نوکلئوسنتز بیگ بنگ وجود دارد نیازمند است . توضیح نظریه در مورد منشا عناصر نور و بدون وجود ماده تاریک نظریه بیگ بنگ پیش بینی می کند که عمر جهان فقط ۸ میلیارد سال نوری است که میلیارد ها سال از عمر بسیاری از ستاره های کهکشان ما جوان تر است.

علاوه بر همه این ها ، نظریه بیگ بنگ نمی تواند چیزهایی که بعدا توسط مشاهدات تایید شدند را پیش بینی کند. موفقیت هایی که توسط هواداران این نظریه حاصل شده است شامل توانایی آن در نگاهی به گذشته و مشاهدات مرتب شده با پارامترهای قابل تنظیم است. دقیقا همان طور که کیهان شناسان قدیمی براساس مدل بطلمیوس به ارایه نیاز داشتند.

با این حال نظریه بیگ بنگ تنها نظریه ای برای درک تاریخ کیهان نیست. کیهان شناسی پلاسما و مدل حالت پایه هردو فرضیه، جهانی در حال تحول و بدون شروع یا پایان را فرض می کنند . این موضوع و سایر رویکردهای جایگزین می توانند پدیده های اساسی کیهان را توضیح دهند. از جمله فراوانی عناصر سبک ، تولید ساختارهای با مقیاس بزرگ ، تابش پس زمینه کیهانی و اینکه چگونه انتقال به سرخ کهکشان های دور با فاصله افزایش می یابد.آنها حتی پدیده هایی تازه پیش بینی کرده اند که قبلا مشاهده شده است ، کاری که بیگ بنگ نتوانسته است انجام دهد.

حامیان نظریه بیگ بنگ ممکن است این نظر را داشته باشند که این نظریه ها همه مشاهدات کیهانی را توضیح نمی دهند. اما این باعث تعجب است زیرا توسعه و گسترش این نظریه ها به دلیل کمبود بودجه کاملا غیرممکن است. چنین سوالات و پیشنهاداتی حتی اکنون نیز نمی توانند آزادانه مورد  بحث و بررسی قرار گیرند.

در اکثر کنفرانس های برگزار شده مهم، هیچ مبادله ای از این اطلاعات وجود ندارد.از آنجایی که ریچارد فایمن می تواند بگوید “علم، فرهنگ تردید است”. در کیهان شناسی امروزی شک و تردید تحمل نمی شود و دانشمندان جوان یاد می گیرند که اگر نظری منفی در مورد بیگ بنگ دارند که قابل ارائه باشد سکوت کنند.کسانی که به نظریه بیگ بنگ شک دارند می ترسند که گفتن چنین موضوعی هزینه ای گزاف برای بودجه آنها تمام شود.حتی مشاهداتی که اکنون صورت می گیرند از فیلتر قضاوت شده آنها رد می شود ، بسته به اینکه آنها درست یا غلط ارزیابی می شوند.

بنابراین داده هایی براساس انتقال به سرخ، فراوانی لیتیوم و هلیوم و توزیع جرم کهکشان و موضوعات دیگر، نادیده یا مورد تمسخر قرار می گیرد. این موضوع بیانگر یک ذهنیت متعصب در حال رشد است که با روحیه تحقیق علمی آزاد بیگانه است.

امروزه تقریبا منابع مالی و تجربی به مطالعات نظریع بیگ بنگ اختصاص داده شده است. بودجه های این نظریه پردازان هم فقط از منابع محدودی تامین می شود و تمام هیئت های بررسی پژوهش ها که آنها را کنترل می کنند توسط حامیان بیگ بنگ اداره می شود. در نتیجه بدون در نظر گرفتن اعتبار علمی نظریه، به دلیل این سیاست گذاری ها تسلط بیگ بنگ در این زمینه خود به خود به حالت پایدار تبدیل شده است.

فقط حمایت کردن از پروژه هایی که در چارچوب نظریه بیگ بنگ قرار دارند به عنوان یک عنصر اصلی روش علمی، آزمایش مداوم نظریه در برابر برطرف کردن این مشکل نیست، ما از سازمان هایی که شغلی در زمینه کیهان شناسی در نظر می گیرند می خواهیم بخش قابل توجهی از بودجه خود را برای تحقیقات در مورد تئوری های جایگزین و تناقضات مشاهده ای از بیگ بنگ در نظر بگیرند و  برای جلوگیری از تعصب، کمیته ای به منظور تعیین بودجه متشکل از فیزیکدانان خارج از حوزه کیهان شناسی تشکیل گردد.

امضا کنندگان:

Halton Arp, Max-Planck-Institute Für Astrophysik (Germany)
Andre Koch Torres Assis, State University of Campinas (Brazil)
Yuri Baryshev, Astronomical Institute, St. Petersburg State University (Russia)
Ari Brynjolfsson, Applied Radiation Industries (USA)
Hermann Bondi, Churchill College, University of Cambridge (UK)
Timothy Eastman, Plasmas International (USA)
Chuck Gallo, Superconix, Inc.(USA)
Thomas Gold, Cornell University (emeritus) (USA)
Amitabha Ghosh, Indian Institute of Technology, Kanpur (India)
Walter J. Heikkila, University of Texas at Dallas (USA)
Michael Ibison, Institute for Advanced Studies at Austin (USA)
Thomas Jarboe, University of Washington (USA)
Jerry W. Jensen, ATK Propulsion (USA)
Menas Kafatos, George Mason University (USA)
Eric J. Lerner, Lawrenceville Plasma Physics (USA)
Paul Marmet, Herzberg Institute of Astrophysics (Canada)
Paola Marziani, Istituto Nazionale di Astrofisica, Osservatorio Astronomico di Padova (Italy)
Gregory Meholic, The Aerospace Corporation (USA)
Jacques Moret-Bailly, Université Dijon (retired) (France)
Jayant Narlikar, IUCAA(emeritus) and College de France (India, France)
Marcos Cesar Danhoni Neves, State University of Maringá (Brazil)
Charles D. Orth, Lawrence Livermore National Laboratory (USA)
R. David Pace, Lyon College (USA)
Georges Paturel, Observatoire de Lyon (France)
Jean-Claude Pecker, College de France (France)
Anthony L. Peratt, Los Alamos National Laboratory (USA)
Bill Peter, BAE Systems Advanced Technologies (USA)
David Roscoe, Sheffield University (UK)
Malabika Roy, George Mason University (USA)
Sisir Roy, George Mason University (USA)
Konrad Rudnicki, Jagiellonian University (Poland)
Domingos S.L. Soares, Federal University of Minas Gerais (Brazil)
John L. West, Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology (USA)
James F. Woodward, California State University, Fullerton (USA)

Ref: http://cosmology.info/media/open-letter-on-cosmology.html

Translator: Elnaz Bakhshi