نظریه های پرسش آفرین

نظریه نسبیت عام اینشتین که چگونگی انحنای فضا زمان را تبیین می کند, توضیح می دهد همانگونه که یک توپ سنگین باعث فرورفتگی سطح تشک می شود, هر جرمی نیز سبب فرورفتگی اندکی در تار و پود فضا زمان می شود

شاید گاهی فراموش کنیم تنها همین یک قرن پیش بود که هنوز پلوتون کشف نشده بود و اخترشناسان، کهکشان راه شیری را تمامی جهان می پنداشتند. اما اینک در آغاز قرن بیست و یکم، تصویر ما از جهان بسیار پیچیده تر شده است.

نظریه نسبیت عام اینشتین که چگونگی انحنای فضا-زمان را تبیین می کند، توضیح می دهد همانگونه که یک توپ سنگین باعث فرورفتگی سطح تشک می شود، هر جرمی نیز سبب فرورفتگی اندکی در تار و پود فضا-زمان می شود. اما اینشتین بر این باور بود که کل جهان در وضعیتی ایستا است. بدین منظور او عبارتی ریاضی به نام ثابت کیهان شناختی را به معادلات خود اضافه کرد تا با ایجاد یک نیروی دافعه کیهانی، از فروپاشی جهان به واسطه نیروی گرانشی خود جلوگیری کند.

در آن زمان، یک ریاضیدان ناشناس روسی به نام «الکساندر فریدمن» به این نکته پی برد که ایده «اینشتین» در مورد گرانش می تواند منجر به دیدگاه کاملاً جدیدی نسبت به جهان شود که در آن، جهان به جای ایستا بودن در حال انبساط است. این فرضیه یعنی جهانً در حال انبساط، توسط یک کیهان شناس و راهب کاتولیک بلژیکی به نام «جرج لومتر» تایید شد. او در سال ۱۹۲۷ وجود پدیده جابه جایی داپلری مشاهده شده در نور کهکشان ها (که در آن زمان سحابی نامیده می شدند) را که حاکی از دور شدن کهکشان ها از زمین بود، به عنوان نشانه یی از انبساط جهان معرفی کرد. طبق نظریه لومتر، انبساط جهان از ابعاد بسیار کوچک آغاز شده تا به ابعاد بسیار عظیم کنونی رسیده است.

در دهه ۱۹۲۰ بود که «ادوین هابل» اخترشناس مشهور امریکایی از روشنایی ستارگان متغیر برای ایجاد مقیاسی جهت اندازه گیری فاصله کهکشان ها از زمین استفاده کرد. هابل در تحقیقات خود دریافت که هرچه فاصله کهکشانی از زمین دورتر باشد، با سرعت بیشتری از ما دور می شود. اینک می دانیم که دور شدن کهکشان ها از زمین، نه به واسطه حرکت خود کهکشان ها بلکه بر اثر انبساط کل جهان صورت می گیرد.

در سال ۱۹۴۸ دو فیزیکدان به نام های «رالف آلفر» و «جرج گاموف» بر مبنای مشاهدات هابل و ایده لومتر، نظریه مشهور «مًهبانگ» را ارائه کردند. بنا بر نظریه آنها، انفجار کیهانی تولد جهان در لحظات آغازین خود و در دمایی بسیار بالا، منجر به ایجاد ذرات ماده (شامل پروتون ها، نوترون ها و...) شده است. این ایده عجیب و غریب، یک پیش بینی قابل آزمودن نیز به همراه داشت، اما این پیش بینی به مدت چندین سال نادیده گرفته شد. بنا بر پیش بینی مزبور یادگار به جا مانده از مًهبانگ، به شکل تابش میکروموج از زمین قابل آشکارسازی است.

بالاخره در سال های ۱۹۶۴ و ۱۹۶۵، دو دانشمند از آزمایشگاه های بًل به نام های «آرنو پنزیاس» و «رابرت ویلسون» هنگام استفاده از رادیوتلسکوپی که به منظور برقراری ارتباط با اولین ماهواره مخابراتی جهان طراحی شده بود، متوجه وجود امواج میکروموجی شدند که گویی در تمامی جهان پراکنده شده اند. شدت این امواج، مستقل از جهتی بود که رادیوتلسکوپ به سوی آن نشانه می رفت. آنها در ابتدا تصور کردند این مساله مربوط به وجود مشکلی در گیرنده رادیوتلسکوپ است و بنابراین آن را از ابتدا تنظیم کرده و اجزای مختلف آن را تمیز کردند، اما با این حال، سیگنال مربوطه هنوز هم دریافت می شد. این دو دانشمند، رادیوتلسکوپ را هم به سوی خورشید و هم به سوی صفحه کهکشان راه شیری نشانه گرفتند، اما در هر حال در شدت امواج دریافتی، هیچ تغییری ایجاد نمی شد و این حاکی از آن بود که این تابش نه از خورشید گسیل می شود و نه از منبعی در داخل کهکشان.

«پنزیاس» و «ویلسون» خیلی زود متوجه شدند که این امواج همان تابش میکروموجی است که وجود آن چند سال پیش توسط «آلفر» و «گاموف» پیش بینی شده بود. بنابراین نظریه مًهبانگ دیگر نظریه یی غیرقابل باور نبود، چراکه نشانه های فیزیکی آن پیدا شده بود. اما این نظریه نیز مانند تمامی نظریات بزرگ قرن های گذشته و احتمالاً همانند تمامی نظریات بزرگی که بعد از این مطرح خواهند شد، بیش از آنکه سوالات ما را در مورد جهان پاسخ گوید، سوالات جدیدی پیش روی ما قرار داد.

حدود ۹ سال پیش یعنی در سال ۱۹۹۸ دو گروه مستقل از اخترشناسان، یکی از رصدخانه های «سایدینگ اسپرینگ» در استرالیا به سرپرستی «برایان اشمیت» و دیگری از آزمایشگاه ملی «لاورنس برکلی» در کالیفرنیا به سرپرستی «سائول پرلماتر» مشغول ثبت میزان درخشندگی اîبîرنواخترهای دوردست بودند تا به کمک آن، میزان کند شدن انبساط جهان را اندازه گیری کنند. اما هر دو تیم، به نتایجی شگفت انگیز رسیدند.

داستان این بود که سرعت دور شدن کهکشان های دوردست (که اîبîرنواخترهای مشاهده شده در آن واقع بودند) با گذشت زمان، به جای کاهش، افزایش یافته است. به عبارتی، نرخ انبساط جهان نه تنها در حال کاهش نیست، بلکه رو به افزایش است،

این کشف، همانند سایر اکتشافات بزرگ گذشته، سوالاتی را مطرح کرد.