۸٫۲ کیهان‌شناسیِ مهبانگ: بازنویسیِ «آغازِ یگانه» و آزمونِ آن

خانه ／ ۸ نظریهٔ ریسه‌های انرژی و چالشِ نظریه‌های پارادایمی

راهنمای آغاز و هدف‌ها
سه هدف را دنبال می‌کنیم. نخست نشان می‌دهیم چرا «خطّ زمانِ انفجارِ بزرگِ داغ» سال‌ها دست بالا داشت: چون سرخ‌گراییِ کهکشانی، پس‌زمینهٔ ریزموجِ کیهانی، عناصرِ سبک و رشدِ ساختار را به روایتی پیوسته پیوند می‌دهد. دوم، روشن می‌کنیم کجا چهار «ستونِ نظری» در روزگارِ داده‌های دقیق و چندسَنجی گیر می‌کنند. سوم، بازنویسیِ یکپارچه‌ای عرضه می‌کنیم: دو لایهٔ زمینه — گرانشِ تانسوریِ آماری (نگاه کنید ۱٫۱۱) و نوفهٔ پس‌زمینهٔ تانسوری (نگاه کنید ۱٫۱۲) — که پیوسته از ذره‌های ناپایدارِ تعمیم‌یافته (نگاه کنید ۱٫۱۰) خوراک می‌گیرند. با یک سازوکارِ یگانهٔ «میانگی/تانسور» همان مجموعهٔ مشاهده‌ها را توضیح می‌دهیم، بی‌آن‌که «یک رخدادِ انفجاریِ یگانه» تنها یا ناگزیرترین داستانِ آغاز باشد.

(از این پس، برای «گرانشِ تانسوریِ آماری»، «نوفهٔ پس‌زمینهٔ تانسوری» و «ذرهٔ ناپایدار» فقط صورتِ فارسی به‌کار می‌رود.)

نخست تصویرِ رویکردِ غالب

خلاصهٔ مدّعا:

• جهان داغ و چگال آغاز شد و با «انبساط» سرد شد.
• در چند دقیقهٔ نخست، هلیوم و دوتریوم و ردّی از لیتیوم ساخته شد.
• پس از جداییِ پلاسما و فوتون، پس‌زمینه‌ای گرمایی با دمای ۲٫۷ کلوین ماند که ریزنقش‌هایش نوسان‌های آغازین را ثبت می‌کند.
• همان نوسان‌های ریز با گرانش بزرگ شدند و توریِ کیهانی و کهکشان‌ها پدید آمدند.

دلایلِ پذیرش:

• خطّ زمانیِ هموار که سرخ‌گرایی ← پس‌زمینهٔ ریزموج ← عناصرِ سبک ← پیدایشِ ساختار را ردیف می‌کند.
• پارامترهای اندک و تصویرِ روشن؛ استعارهٔ «یک انفجارِ بزرگ» برای ذهن گویاست.
• چهار ستونِ پشتیبان: سرخ‌گرایی، پس‌زمینهٔ ریزموج، فراوانیِ عناصرِ سبک و ساختارِ کلان‌مقیاس.

دوم ستون‌ها: روایتِ غالب → گرفتاری‌ها → بازنویسی در چارچوبِ میانه–تانسور

الف) سرخ‌گرایی (رابطهٔ هابل–لومتر)

1. روایتِ غالب: هرچه دورتر، سرخ‌گرایی بیش‌تر؛ تفسیر به کشیدگیِ متریک که طولِ موج را بلند می‌کند.
2. گرفتاری‌ها:
   • کشاکشِ نزدیک–دور میان نرخ‌های انبساطِ محلی و نرخ‌های برآمده از پس‌زمینهٔ ریزموج.
   • رَدهای ضعیفِ جهتی و محیطی در باقیمانده‌ها که به‌سختی صرفِ خطای سامانه‌ای‌اند.
   • دشواریِ یکپارچه‌کردنِ اثرهایِ «میان‌راه» هنگام گذر از خوشه‌ها و تهی‌ناحیه‌ها و رشته‌ها.
3. بازنویسی:
   • دو سهمِ بی‌رنگ را در یک دفتر می‌نویسیم:
     1. سرخ‌گراییِ کمونِ تنش که از تفاوتِ مرجعِ «ساعت» میانِ چشمه و ناظر می‌آید،
     2. سرخ‌گراییِ تکاملِ مسیر که از گذرِ نور بر فرازِ ناهمواریِ تانسوریِ درحالِ دگرگونی و نامتقارن‌بودنِ ورود/خروج پدید می‌شود.
   • شکافِ نزدیک–دور با این تبیین نرم می‌شود، زیرا تفاوت‌ها بازتابِ نمونه‌برداری از تاریخ‌های تنش و مجموعه‌های مسیرِ متفاوت‌اند.
   • باقیمانده‌ها نقشِ نقشه می‌گیرند: هر کژرویِ کوچکِ وابسته به جهت/محیط پیکسلی از خطوطِ ترازِ تانسوری است.
4. آزمون‌پذیری: هم‌جابه‌جاییِ باندها در یک خطِ دید (بی‌رنگی)، همسوییِ جهت‌ها میان باقیماندهٔ ابرنواختر و مقیاسِ BAO و همگراییِ عدسیِ ضعیف، و بزرگ‌تر بودنِ باقیمانده در خطوطِ دیدی که از گره‌ها/رشته‌های پرچگال می‌گذرند.

ب) پس‌زمینهٔ ریزموجِ کیهانی

1. روایتِ غالب: پس‌تابِ گرماییِ «انفجارِ داغ → سردشدنِ پلاسما → جدایی»، با طیفِ چندقطبی و قطبشِ E/B که «نوسان‌های آغازین + دست‌کاریِ دیرهنگامِ ملایم» را می‌خوانند.
2. گرفتاری‌ها:
   • «ناهمواری»‌های بزرگ‌زاویه: هم‌خطی در ℓهای پایین، نا‌تقارنیِ نیم‌کره‌ای و لکهٔ سرد که به دشواری تصادف‌اند.
   • ترجیح برای قدرتِ عدسی کمی بیش‌تر از حدِ کمینهٔ ساده.
   • موج‌های گرانشیِ آغازین کم‌رمق‌تر از انتظارِ ساده‌ترین روایت‌ها.
3. بازنویسی:
   • زمینه از نوفه می‌آید: در روزگارِ کوپلِ قوی، نوفهٔ پس‌زمینهٔ تانسوری (بازگشت‌های پهن‌باند از واگشاییِ ذره‌های ناپایدار) تند به تعادل می‌رسد و طیفی نزدیک به جسمِ سیاه با دمای ۲٫۷ کلوین پدید می‌آورد.
   • ریتم بر «پوست» مهر می‌شود: فشردن/بازگشت، «تپش‌های آکوستیکی» را نقش می‌زند و جدایی، قله–دره‌ها و تنهٔ E را «عکاسی» می‌کند.
   • عدسی و «یخک»: گرانشِ تانسوریِ آماری بخشی از E را به B می‌پیچاند و مقیاس‌های ریز را گرد می‌کند و نوفهٔ تانسوریِ کم‌رمق لبه‌ها را نرم‌تر می‌سازد.
   • جایگزینِ تورّم: در فازِ تنشِ بالا با فرونشستِ آرام، کرانِ انتشارِ مؤثر بالا می‌رود؛ همراهِ بازترسیمِ شبکه بر بلوک‌ها، اختلاف‌های بزرگ‌زاویه زود هموار و هم‌فازیِ دوردست برقرار می‌شود، بی‌نیاز از «ابرکشیدگیِ» هندسی.
   • نشانه‌های بزرگ‌زاویه تبیین می‌شوند: نا‌تقارنیِ نیم‌کره‌ای و هم‌خطی‌های ℓ پایین و لکهٔ سرد حاصلِ قوامِ تانسوریِ فرا-گسترده به‌اضافهٔ سرخ‌گراییِ تکاملِ مسیرند.
4. آزمون‌پذیری: تقویتِ هم‌بستگیِ B–κ در مقیاس‌های کوچک‌تر، هم‌جابه‌جاییِ بی‌رنگِ لکّه‌های دماییِ هم‌بسته با پس‌زمینه در چند بسامد، و کاهشِ هم‌زمانِ باقیماندهٔ عدسیِ CMB و عدسیِ کهکشانی با یک نقشهٔ کمونِ تانسور.

پ) عناصرِ سبک (دوتریوم، هلیوم، لیتیوم)

1. روایتِ غالب: «هسته‌سازیِ آغازین» در چند دقیقه D/He/Li را رقم می‌زند؛ D/He خوب می‌نشیند، Li بالاتر است.
2. گرفتاری‌ها: پایین‌آوردنِ Li بدونِ دست‌زدن به D/He دشوار است؛ فرسایشِ ستاره‌ای، بازسنجیِ نرخ‌ها یا تزریق‌های غریب هرکدام هزینه دارند.
3. بازنویسی:
   • پنجره‌ای که تنش تنظیم می‌کند: افتِ نرمِ تنش زمانِ «روشن/خاموشِ کوره» را تعیین می‌کند و بازهٔ «گلوگاهِ D → تولید Be/Li» را اندکی می‌لغزاند، بی‌آن‌که ستونِ دمایی را برهم بزند.
   • دو تا را نگه می‌داریم و یکی را می‌کاهیم: با تنظیم‌های کوچک در لبهٔ پنجره و شار، Li به‌طور طبیعی کمتر می‌شود و D/He حفظ می‌شوند.
   • تلنگرِ بسیار خفیف در چارچوبِ تحمل: تزریق‌های بسیار ضعیفِ کوتاهِ نوترون/فوتونِ نرم — پژواکِ آماریِ ذره‌های ناپایدار — که با کجی‌های µ در پس‌زمینه و با دامنه‌های مجازِ D/He مهار می‌شوند، می‌توانند Be/Li را بیش‌تر پایین بیاورند بی‌آن‌که جمع‌بندیِ کلّی را خراب کنند.
4. آزمون‌پذیری: گرایشِ جهت‌مندِ کم‌جان در سکوِ لیتیومِ ستاره‌های کم‌فلز، و هم‌جهتیِ تغییراتِ ریزِ پارامترهای CMB و سرعتِ آواییِ باریونی با جهتی که کاهشِ Li می‌طلبد.

ت) شکل‌گیریِ ساختارِ کلان‌مقیاس (توریِ کیهانی و رشدِ کهکشان)

1. روایتِ غالب: ریزنقشِ آغازین بر «داربستِ تاریک» بزرگ می‌شود و مادهٔ باریونی فرو‌می‌ریزد و رشته–دیوار–گره–تهی‌ناحیه پدید می‌آید.
2. گرفتاری‌ها:
   • بحرانِ مقیاسِ کوچک: شمارِ زیرهاله‌ها، ریختِ چگالیِ مرکزی و کوتوله‌های فوق‌فشرده پینه‌های بازخوردیِ سنگین می‌خواهند.
   • «زودهنگام و فربه»: نمونه‌های بسیار بالغ/چگال در سرخ‌گرایی‌های بالا.
   • دینامیکِ «بیش از حد مرتب»: منحنی‌های چرخش، پیوندِ شگفتاً فشرده‌ای میان جرمِ دیدنی و کششِ افزوده نشان می‌دهند.
3. بازنویسی:
   • گرانشِ تانسوریِ آماری کششِ افزوده می‌آورد: پاسخِ آماریِ تانسوریِ دریای انرژی به نوسان‌های چگالی جاذبهٔ بیشتری می‌دهد بی‌آن‌که «باغ‌وحش»ِ ذرّات بسازیم؛ در مقیاسِ کوچک پتانسیل‌ها را نرم و مرکزها را هسته‌ای می‌کند و معضل‌های «تیغه–هسته» و «بزرگ‌تر از آن‌که نلغزد» را سبک می‌کند.
   • هدایتِ مؤثرِ زودهنگام: کران‌های انتشارِ بالاتر، ترابرد و ادغام را تند می‌کنند؛ با کششِ افزوده، فشردگیِ زودهنگام بی‌نیاز از بازخوردهای افراطی پدید می‌آید.
   • هرسِ توانِ high-k و脆‌بودنِ زیرهاله‌ها: مقیاس‌های همدوسیِ تانسوری توانِ بسامدهای بلند را می‌کاهند و دانه‌ها را کمتر می‌کنند؛ پس از هسته‌سازی، انرژیِ بستگی افت می‌کند و زیرهاله‌ها به کشند حساس‌تر می‌شوند — ماهواره‌های روشن کمتر.
   • «نظم» پیامدِ ساختاری است: هسته‌ای تانسوریِ یگانه، توزیعِ دیدنی را به کششِ افزوده نگاشت می‌کند و تخت‌شدنِ قرص‌های بیرونی و رابطهٔ شتابِ شعاعی و تالی–فیشرِ باریونیِ فشرده را با همان میدانِ بیرونی توضیح می‌دهد.
4. آزمون‌پذیری: همان هستهٔ تانسوری، منحنیِ چرخش و همگراییِ عدسیِ ضعیف را باهم می‌نشاند و باقیمانده‌ها با محیط دگرگون می‌شوند؛ باقیمانده‌های میدانِ سرعت و نقشه‌های عدسی همسو هستند؛ و بسامدِ کهکشان‌های چگال در z بالا با دامنه/دیرشِ فرونشستِ آرام زیرِ تنشِ بالا هم‌خوان است.

سوم بازنویسیِ یکپارچه (بازنشاندنِ چهار سنگ روی یک تخته)

• آغاز «انفجارِ نقطه‌ای» نیست، بلکه سرگذشتِ فرونشستِ آرام زیرِ تنشِ بالا پس از «گشایشِ قفل» کیهانی است.
• چرا نظم زود جا افتاد: کران‌های انتشارِ بالا با بازترسیمِ شبکه بر بلوک‌ها، اختلاف‌های بزرگ‌زاویه را تند هموار و هم‌فازیِ دوردست را برقرار کردند.
• چرا بافت ماند: در فرونشست، نوفهٔ پس‌زمینهٔ تانسوری آشفتگیِ پهن‌باند می‌آورد؛ پالایش‌های گزینشیِ منظرِ تانسوری چند مقیاسِ همدوسی را «بافتِ آغازین» می‌کند؛ سپس گرانشِ تانسوریِ آماری آن را نقشهٔ هدایتِ رشد می‌سازد.
• چرا بلوغ و «قاعده‌مندی» زودرس بود: کششِ افزودهٔ ملایم، هستهٔ تانسوریِ یگانه و کران‌های انتشارِ بالا به‌ترتیب تکیه‌گاه، نگاشتِ سازگار و شتاب‌دهندهٔ فشردگی/ترابرد را فراهم کردند.
• یک نقشه، چند کار: یک نقشهٔ کمونِ تانسوری باقیماندهٔ سرخ‌گرایی، عدسیِ CMB، عدسیِ ضعیف و منحنیِ چرخش را هم‌زمان کم می‌کند — پینه‌های پراکنده جا را به زمینهٔ مشترک می‌دهند.

چهارم آزمون‌های چندسنجی (فهرستِ راستی‌آزمایی)

• هم‌جهتیِ بواقيِ سرخ‌گرایی، ℓهای پایینِ پس‌زمینهٔ ریزموج، همگراییِ عدسیِ ضعیف و ریزسوگیری‌های تأخیرِ عدسیِ قوی.
• قیدِ بی‌رنگ: سرخ‌گراییِ تکاملِ مسیر و سرخ‌گراییِ کمونِ تنش باندها را باهم می‌لغزانند؛ هر رنگ‌وابستگیِ پررنگ، ردّ کننده است.
• «یک نقشه برای هر دو عدسی»: نقشه‌ای یگانه که باقیماندهٔ عدسیِ پس‌زمینه و عدسیِ کهکشانی را هم‌زمان می‌کاهد؛ نیاز به نقشه‌های جدا، ردّ است.
• راهِ میان‌بُرِ زودهنگام: فراوانیِ ساختارهای چگال در zهای بالا با دامنه/زمانهٔ فرونشستِ آرام زیر تنش بالا هم‌سنج است.
• افزایشِ هم‌بستگیِ B–κ به سوی مقیاس‌های کوچک، هماهنگ با «قدرتِ مچاله‌سازی» در گرانشِ تانسوریِ آماری.

پنجم پاسخ‌های کوتاه

• آیا جهانِ داغِ آغازین را نفی می‌کنیم؟ نه؛ «نقطهٔ انفجار» را با مرحله‌ای توصیف‌پذیر از فرونشستِ آرام زیر تنش بالا جایگزین می‌کنیم و دمای بالا را «گرم‌کردنِ دوبارهٔ تنش اندوخته» می‌دانیم.
• آیا سازگاری‌های پذیرفته را برهم می‌زنیم؟ نه؛ دوتریوم/هلیوم و تنهٔ پس‌زمینه می‌ماند و برای لیتیوم و شذوذهای بزرگ‌زاویه جایی فیزیکی فراهم می‌شود.
• آیا همه‌چیز را «اثر محیط» می‌خوانیم؟ نه؛ تنها نقش‌مایه‌های جهت‌مند/محیط‌مندِ بازتولیدپذیر حجّت‌اند و دیگرها زیر کنترلِ سامانه‌ای می‌مانند.
• آیا جهان «منبسط» می‌شود؟ رصدی، «دورتر = سرخ‌تر» درست است؛ این‌جا آن را جمعِ سرخ‌گراییِ کمونِ تنش و سرخ‌گراییِ تکاملِ مسیر می‌دانیم و کشیدگیِ متریکِ کلّی را تنها گزینه نمی‌شماریم.

ششم جمع‌بندی

• چهار ستون بر یک پایه: سرخ‌گرایی و پس‌زمینهٔ ریزموج و عناصرِ سبک و رشدِ ساختار به فیزیکِ واحد — دریای انرژی و منظرِ تانسوری — بازمی‌گردند.
• تک‌خاستگاه، نه یگانه و نه لازم: هنگامی‌که یک سازوکارِ مشترکِ «میانگی/تانسور» چند ناهماهنگی و گره را باهم بگشاید، «انفجارِ یگانه» ناگزیرترین آغاز نیست.
• دستاوردِ روشی: مسلّمات کمتر و انتقال‌پذیری بیشتر؛ روایت‌های پراکنده به نقشه‌ای ترکیبی بدل می‌شوند و آزمون — نه شعار — در مرکز می‌ایستد.

خلاصه/در پایان: در چشم‌اندازِ «ریسمان و دریا»، چهار ستون به نقشه‌ای مشترک از کمونِ تانسوری فرو می‌کاهند: پس‌زمینه‌ای که نوفهٔ تانسوری تیره‌اش کرده، ضرب‌آهنگی که آکوستیکِ هم‌بسته تثبیتش کرده، مسیرهایی که گرانشِ آماری تراشیده و سرخ‌گرایی‌ای که از اختلافِ کمون و تکاملِ مسیر زاده شده است.