سرآغاز و سرانجام گیتی
سرآغاز و سرانجام هستی
کیهان‌شناسی
بشر از نخستین روزگاری که گام به این دنیای خاکی نهاد، در پی یافتن پاسخ پرسش‌های فراوانی، درباره‌ی چیستی جهان، نحوه‌ی پیدایش و سرانجام آن بوده است. این پرسش همواره در طول دوران و اعصار مختلف، تا به امروز وجود داشته و بشر پاسخ آن را در گستره‌ی دانش‌های تجربی، دین، فلسفه و ماوراء طبیعت جستجـو کرده است.
علم کیهان‌شناسی به برخی از این پرسش‌ها در مورد چیستی جهان پاسخ می‌دهد. کیهان‌شناسی، علم مطالعه ماهیّت کل جهان است و هم‌اکنون کیهان‌شناسی فیزیکی، کیهان‌شناسی متافیزیکی، کیهان‌شناسی دینی و کیهان‌شناسی ماورائی از شاخه‌های گوناگون این علم به شمار می‌آیند. اما ما توجه‌مان را به کیهان‌شناسی فیزیکی معطوف می‌سازیم.
مشاهدات ستاره‌شناختی در مورد ساختمان بزرگ جهان چه چیزی به ما بازگو می‌کنند؟ آیا قوانین فیزیک، آنگونه که ما می‌شناسیم قادرند الگویی مناسب از جهان هستی را به تصویر کشند؟ طبق این الگو، جهان چگونه به وجود آمده و چه سرانجامی در انتظار آن است؟ تجسّس و تحقیق در مورد این پرسش‌ها، همان چیزی است که دانشمندان آن را کیهان‌شناسی فیزیکی می‌نامند.
در کیهان‌شناسی، طرح مدل‌های فرضی از جهان و تطبیق آن با مشاهدات و رصدها مورد بحث و بررسی قرار می‌گیرد. در این گستره، ریاضیات تنها زبان مناسب برای بیان و مدل‌سازی ماهیت پیچیده‌ی جهان است. به همین دلیل، اکثر کیهان‌شناسان در واقع ریاضی‌دانان یا ریاضی- فیزیک‌دانان برجسته‌ای هستند که نگاهشان به مسأله کاملاً تئوریک است. در طرف دیگر یافته‌های اخترشناسان از رصدِ فضاییست که در آن زندگی می‌کنیم. در نهایت در کیهان‌شناسی مدل ریاضی‌ای از جهان پذیرفته خواهد شد که با نتایج رصدهای اخترشناسان سازگار باشد.
کیهان‌شناسیِ فیزیکِ نوین حاصل ترکیب معتبرترین نظریه‌های فیزیکی توسط بزرگترین ریاضی- فیزیک‌دانان مانند آلبرت اینشتین (تصویر راست) و بررسی جهان توسط دانشمندان ستاره‌شناسی مانند ادوین هابل (تصویر چپ) است.
مَه‌بانگ
به دلیل محدود بودن سرعت نور، نوری که از فاصله‌های دور سفرش را به زمین آغاز کرده، در واقع تصویری از گذشته‌ی جهان را به ما نشان می‌دهد. برای نمونه کهکشانی که در فاصله 5 میلیارد سال نوری از ما قرار دارد را در نظر بگیرید. تصویری که ما در زمین از این کهکشان می‌بینیم، مربوط به 5 میلیارد سال قبل این کهکشان است و لذا ما گذشته این کهکشان را می‌بینیم، نه شرایط کنونیَش را. هم‌اکنون ممکن است این کهکشان به کلی تغییر چهره داده یا با کهکشانی دیگر برخورد کرده و به کلی از بین رفته باشد! لذا هرچه به فاصله‌های دورتری نگاه کنیم، گذشته دورتر و به عبارتی جهانی جوان‌تر را مشاهده می‌کنیم. قوی‌ترین تلسکوپ‌های زمینی و فضایی، ما را به 13 میلیارد سال پیش از تاریخ کنونی برده‌اند و هم‌اکنون بشر به کمک این وسایل و تجهیزات قدرتمند، جهان را در زمانی که تنها چند صد میلیون سال از عمرش سپری شده بود، رصد کرده است. جالب است بدانید که دورترین جرم شناخته شده را یک دانشمند ایرانی، پروفسور بهرام مبشّر، به کمک تلسکوپ فضایی هابل کشف و بررسی کرده است.
تصویر ژرف هابل؛ 100 ساعت نوردهی به کمک تلسکوپ فضایی هابل اجرامی را در مرزهای عالم آشکار ساخت. بیشتر این کهکشانها با توجه به فاصله بسیار زیادی که از ما دارند در حقیقت تصویری از جهان اولیه را نشان می‌دهند.
زمانی که دانشمندان، با دقت در تصاویر فضایی، حرکت کهکشانها را بررسی می‌کنند، مشاهده می‌شود که همه‌ی این اجرام، در حال دورشدن از ما هستند. این واقعیت به موقعیت خاص ما در کیهان بستگی ندارد. برای مثال، همانگونه که در هنگام انبساط یک بادکنک همه نقاط روی آن از هم دور می‌شوند، همه کهکشانها در عالم نیز از همدیگر دور می‌شوند.
همه‌ی کهکشانها همانند نقاط روی بادکنک در حال باد شدن از هم دور می‌شوند و هیچ نقطه‌ای به عنوان مرکز این انبساط وجود ندارد.
دانشمندان و کیهان‌شناسان برای ارائه یک مدل کیهان‌شناسی که این پدیده را توصیف کند، در زمان به عقب باز می‌گردند و اصطلاحاً فیلم انبساط عالم را معکوس نگاه می‌کنند. در این صورت مشاهده می‌کنیم که هر چه به عقب بازگردیم، همه اجرام سماوی به هم نزدیک و نزدیک‌تر شده و در نهایت در یک موقعیت زمانی و مکانی به هم می‌رسند. نقطه‌ای کوچکتر از سر سوزن با جرمی معادل کل کیهان!
داستان مَه‌بانگ از همین نقطه‌ی بینهایت کوچک با جرم، فشار و دمای بینهایت بزرگ آغاز می‌شود. طبق مدل کیهان‌شناسی مَه‌بانگ، نزدیک به 7/13 میلیارد سال پیش جهان از همین نقطه پس از انفجاری زاده شد که به این انفجار، انفجار بزرگ (Big Bang) یا مَه‌بانگ(مَه: واژه‌ایست فارسی و قدیمی به معنی بزرگ. بانگ: به معنی صدای بلند است و چون هر انفجاری باصدای بلند همراه است از این واژه استفاده شده است) می‌گویند. پس از این لحظه دما با انبساط جهان به تدریج کاهش یافت. پس از چند دقیقه دما در حدود چند میلیارد کلوین بود و هنوز هزاران سال تا زمانی که اولین اتمها شکل گیرند زمان لازم بود. حدود 380 هزار سال بعد، دما آنقدر کاهش یافت که الکترون‌ها به دام هسته‌ی اتمها افتادند و در نتیجه فوتون‌ها که همان نور هستند، قادر به انتشار در جهان شدند. دانشمندان پیش از این زمان را عصر تاریکی عالم می‌نامند زیرا هیچ نوری از آن تاریخ به قبل نمی‌توانست در جهان اولیه بتابد و لذا مرز قابل رؤیت برای تلسکوپ‌ها همین زمان است. با تشکیل اتمها، سنگ بنای سحابی‌ها، ستارگان و کهکشانها نهاده شد و به تدریج با سردتر شدن کیهان این ساختارها به وجود آمدند. نخستین ستارگان حدود 200 میلیون سال پس از مِه‌بانگ‌شکل گرفتند و 100 میلیون سال بعد، پیش‌کهکشان‌ها پا به عرصه‌ی عالم گذاردند و در یک میلیارد سال پس از آن کهکشانها به وجود آمدند.
هم‌اکنون پس از 7/13 میلیارد سال پس از مَه‌بانگ‌شاهد جهانی بزرگ و زیبا با کهکشان‌های گوناگون، سحابی‌های رنگارنگ، ستارگان بزرگ و کوچک و سیارات متنوع در دورترین نقاط کیهان هستیم. و اما پرسش آخر: سرانجام جهان طبق نظریه‌های کیهان‌شناسی چگونه رقم خواهد خورد؟
طبق مدل مِه‌بانگ، انبساط عالم تا میلیاردها سال بعد نیز ادامه خواهد یافت. سرانجامِ این انبساط به مقدار جرم و انرژی موجود در جهان بستگی دارد. اگر مقدار جرم آنقدر زیاد باشد که گرانش بتواند بر انرژی جنبشی غلبه کند، شاهد انقباض جهان و در نهایت بازگشت به همان نقطه اولیه خواهیم بود. در صورتی‌که مقدار جرم کمتر از میزانی که برای غلبه بر انبساط لازمست باشد، تا بینهایت جهان به انبساط ادامه خواهد داد و سومین حالت برابری انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل حاصل از برهمکنش گرانشی کل جرم جهان است که در این صورت سرعت انبساط در بینهایت صفر خواهد شد.
پاسخ به اینگونه پرسش‌ها از مهمترین موضوعات کیهان‌شناسی است که ریاضی- فیزیک‌دانان بزرگ و اخترشناسان در پی پاسخگویی به آن هستند. مهمترین ابزار ما برای دیدن هستی تلسکوپ‌ها هستند. در حال حاضر اصلی‌ترین کاربرد تلسکوپ‌های نسل جدید (خصوصاً تلسکوپ‌های فضایی) ایجاد امکان بررسی و مطالعه دقیق‌تر و گسترده‌تر ابعاد مختلف جهان و کمک به ارائه‌ی پاسخ به پرسش‌های اساسی و همیشگی بشر در مورد عالم و کیهان است.
تلسکوپ فضایی نسل جدید. تلسکوپ جیمز وب به عنوان جایگزین تلسکوپ فضایی هابل در سال 2013 به فضا فرستاده خواهد شد. یکی از ویژگی‌های اصلی این تلسکوپ توانایی عکس‌برداری و بررسی دورترین کهکشانها و مرزهای جهان است و کیهان‌شناسان بی صبرانه از هم‌اکنون در انتظار تصویر و اطلاعات بی نظیر این تلسکوپ هستند.
منبع : http://www.raha.co.ir
