مجله‌ای برای دوست‌داران علم و طبیعت زمین و آسمان

سرعت انبساط عالم چه‌قدر است؟

Credit: NASA, ESA, H. Teplitz and M. Rafelski (IPAC/Caltech), A. Koekemoer (STScI), R. Windhorst (Arizona State University), and Z. Levay (STScI)
137

حدود صد سال است که می‌دانیم عالم در حال انبساط است. کهکشان‌ها که همچون جزیره‌هایی در کیهان گسترده شده‌اند به سرعت در حال دور شدن از یک‌دیگرند و هرچه فاصله‌شان بیشتر باشد سرعت دور شدن‌شان از یک‌دیگر نیز بیشتر می‌شود.

حال اگر ماجرا را از آن سمت نگاه کنیم می‌بینیم که با به عقب بردن زمان عالم کوچک و کوچک‌تر می‌شود تا این که به ۱۳/۸ میلیارد سال پیش می‌رسیم. زمانی که تمام جرم و انرژی عالم در یک نقطه‌ی بی‌نهایت داغ و چگال بوده است. لحظه‌ای که انفجار بزرگ یا مهبانگ در آن رخ داده و شروعی بوده بر تمام اتفاقات بعدی در کیهان.

اما سوال بسیار مهمی که پیش می‌آید این است که سرعت انبساط عالم چه‌قدر است؟ همان‌طور که اشاره شد اجرام دورتر با سرعت بیشتری از یک‌دیگر دور می‌شوند و به همین دلیل واحدی که برای محاسبه‌ی این مقدار در نظر گرفته شده سرعت بر فاصله است.

این عدد در علم اخترشناسی با عنوان ثابت هابل شناخته می‌شود. ادوین هابل در اوایل قرن بیستم تلاش کرد تا این عدد را محاسبه کند و پس از آن و با پیشرفت علم و ابزارها توانسته‌آیم آن را با دقت بیشتری محاسبه کنیم. مقدار کنونی ثابت هابل چیزی در حدود هفتاد کیلومتر بر ثانیه بر مگاپارسک (هر مگاپارسک یک میلیون پارسک و هر پارسک معادل ۳/۲۶ سال نوری است) است. به این ترتیب جرمی که یک مگاپارسک از ما فاصله دارد با سرعت هفتاد کیلومتر بر ساعت در حال دور شدن از ماست و جرمی که در فاصله‌ی ده مگاپارسکی از ما قرار دارد با سرعت هفتصد کیلومتر بر ثانیه از ما دور می‌شود.

تصویر فراژرف تلسکوپ فضایی هابل. تقریبا هر چیزی که در تصویر می‌بینید یک کهکشان دوردست است که میلیاردها سال نوری از ما فاصله دارد.
Credit: NASA, ESA, H. Teplitz and M. Rafelski (IPAC/Caltech), A. Koekemoer (STScI), R. Windhorst (Arizona State University), and Z. Levay (STScI)

اما ماجرا جایی عجیب می‌شود که می‌بینیم ثابت هابل برای کهکشان‌های نزدیک و کهکشان‌های دوردست متفاوت است. ثابت هابل برای کهکشان‌های نزدیک حدود ۷۳ کیلومتر بر ثانیه بر مگاپارسک است. اما اگر به عقب برگردیم و ثابت هابل را در دوران ابتدایی عالم محاسبه کنیم به عدد ۶۷ کیلومتر بر ثانیه بر مگاپارسک می‌رسیم.

تفاوت سرعت انبساط عالم در کهکشان‌های دوردست و کهکشان‌های نزدیک مسئله‌ای است که به راحتی نمی‌توان از آن گذشت. به عبارتی سرعت انبساط عالم در گذشته کمتر از مقدار کنونی آن بوده و این نکته‌ای است که باید آن را با دقت بررسی کرد.

به تازگی گروهی از دانشمندان ثابت هابل برای کهکشان‌های نزدیک را با دقتی بیشتر از گذشته اندازه‌گیری کردند. نتایج دقیق آن‌ها نشان می‌دهد که تفاوت میان مقدار ثابت هابل در کهکشان‌های نزدیک و کهکشان‌های دوردست ربطی به خطای اندازه‌گیری ما ندارد و یک مسئله‌ی واقعی است. انگار که عالم در گذشته متفاوت از شرایط کنونی بوده و سرعت انبساط کمتری داشته است.

البته این نکته پیش از این و در سال ۱۹۹۸ و با کشف انرژی تاریک مشخص شد. در آن سال نتایج دو پژوهش مستقل نشان داد که عالم با شتابی افزاینده در حال انبساط است. اما نتایج جدید نشان می‌دهند شتاب انبساط عالم بیشتر از چیزی است که می‌پنداشتیم.

اما این به چه معناست؟ پاسخ‌های احتمالی فراوانی برای توضیح این مسئله وجود دارد. یکی از احتمالات این است که انرژی تاریک قوی‌تر از انتظار ماست یا این که ممکن است اثر انرژی تاریک با گذشت زمان بیشتر شود. اما مسئله‌ای اصلی‌تر این است که ما هنوز هیچ چیز از ماهیت انرژی تاریک و عملکرد آن در عالم نمی‌دانیم.

حتی ممکن است پای ماده‌ی تاریک (نوعی از ماده که با نور و ماده‌ی معمولی برهم‌کنشی ندارد ولی بخش زیادی از جرم عالم را تشکیل داده است) نیز در میان باشد. البته در شرایطی که رفتار آن در عالم متفاوت از چیزی باشد که اکنون گمان می‌کنیم.

چیزی که مشخص است این است که ما هنوز چیز زیادی در این باره نمی‌دانیم. اما همین بخش شیرین فعالیت‌های علمی است. دانشمندان در تلاش‌اند تا پرده از رازهای کیهان بردارند تا شناختی دقیق‌تر از عالم و حتی خودمان به دست آوریم.

به یاد داشته باشید که حدود صد سال پیش بشر بر این باور بود که راه شیری تنها کهکشان عالم است. اکنون و در طول این مدت کوتاه دانش ما از کیهان بسیار بیشتر شده، اما هنوز راه زیادی برای درک ناشناخته‌های عالم باقی مانده است.

از فروشگاه آسمان شب دیدن کنید

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.