تحقیقات جدید دکتر محمدحسین نامجو و شینگانگ چن از دانشگاه تگزاس در دالاس به همراه یی وانگ از دانشگاه علم و فناوری هنگ‌کنگ نشان داده که ذرات سنگین در حال نوسان، ساعت‌هایی را در جهان اولیه تولید می‌کنند که می‌توانند برای تعیین عامل ایجاد کننده شرایط اولیه‌ سازنده جهان مورد استفاده قرار بگیرند.

 آغاز جهان از منظر بیشتر تلسکوپ‌های قدرتمند کنونی پنهان و پوشیده است اما رصدهای امروزی می‌توانند سرنخ‌هایی از منشا جهان ارائه کنند. پذیرفته شده‌ترین نظریه برای آغاز جهان، انبساط است که پیش‌بینی می‌کند جهان با سرعت بسیار زیادی در کسری از ثانیه‌های آغازین گسترش یافته است.

البته نظریه‌های دیگری نیز وجود دارد که برخی شامل یک انفجار بزرگ قبل از بیگ‌بنگ هستند. ترفند اصلی این است که سنجش‌های تمایزدهنده این سناریوها را شناسایی کنیم.

یکی از منابع نویدبخش اطلاعات در مورد آغاز جهان، تابش زمینه کیهانی است که شامل تابش باقیمانده از انفجار بزرگ (بیگ‌بنگ) است. این تابش در ابتدا بنظر نرم و یک شکل بنظر می‌رسد اما با بررسی‌های نزدیکتر به مقدار کمی تغییر می‌کند. این تغییرات از نوسانات کوانتومی موجود در زمان تولد جهان ناشی می‌شوند که با انبساط جهان، گسترش یافته‌اند.

رویکرد متداول برای تمایز قائل شدن بین سناریوهای مختلف، به دنبال آثار احتمالی امواج گرانشی می‌گردد که طی جهان اولیه در تابش زمینه کیهانی تولید شده‌اند.

اگرچه تحقیقات تجربی و نظری پیشین به ارائه سرنخی برای تفاوت‌های فضایی در جهان اولیه پرداخته‌اند، اما آن‌ها فاقد عنصر کلیدی زمان هستند. بدون برخورداری از ساعت برای سنجش گذر زمان، تاریخ تکاملی جهان اولیه نمی‌تواند به روشنی تعیین شود.

این تحقیق جدید نشان می‌دهد که چنین ساعتهایی وجود دارند و می‌تواند برای سنجش زمان در هنگام تولد جهان مورد استفاده قرار بگیرند. این ساعت‌ها به شکل ذرات سنگین هستند که محصول مورد انتظار "نظریه همه‌چیز" بشمار می‌روند که مکانیک کوانتومی و نسبیت عام را با هم ترکیب می‌کند. این ذرات، "ساعت‌های استاندارد اولیه" نامیده شده‌اند.

ذرات ریزاتمی سنگین مانند پاندول ساعت عمل کرده و به شکل استاندارد و جهان به پس و پیش نوسان دارد. آن‌ها حتی می‌توانند این کار را از طریق مکانیک کوانتوم و بدون کشیده شدن اولیه انجام دهند. این نوسانات یا تکان‌های کوانتومی مانند تیک‌تاک ساعت عمل کرده و برچسب‌های زمانی را به بخش‌های مختلف کیهان می‌افزایند.

این تحقیق در مجله Cosmology and Astroparticle Physics منتشر خواهد شد.