کافه تلخ

۱۳۹۳ خرداد ۱۹, دوشنبه

عمر جهان



ستاره شناسان، مخصوصاً در مورد عمر جهان، همواره کنجکاو بوده اند. صفحه 11 در طول قرنها پژوهشگران، روحانيون، و خداشناسان تلاش کرده اند تا با استفاده از تنها روش موجود، يعني شجره نامه انسان از زمان آدم و حوا، عمر جهان را تخمين بزنند. در قرن گذشته، زمين شناسان از تابش هاي ذخيره شده در سنگها، براي محاسبه عمر جهان استفاده کردند. در مقايسه، در قرن حاضر، ماهواره WMAP توانسته است با اندازهگيري تابشهاي منتشره از انفجار بزرگ، معتبرترين تخمين را براي عمر جهان در اختيار انسان‌ها قرار دهد.
 دادههاي WMAP آشکار ميکنند که جهان در انفجاری آتشين، در 7/13 ميليارد سال پيش، متولد شده است. (در طول تاريخ، يکي از شرم آورترين مسائلي که گريبان گیر کیهانشناسی بوده به دلیل دادههای ناقص و معيوبی است که عمر جهان را اغلب از سيارات و ستارگان جوانتر محاسبه میکرده است. آخرين تخمين براي عمر جهان به کوچکي 1 تا 2 ميليارد سال بوده که با عمر زمين (5/4 ميليارد سال) و پيرترين ستارگان (12 ميليارد سال) در تناقض آشکار قرار داشته است. البته، اين تناقضات هم اکنون از بين رفتهاند.) ماهواره WMAP گره جديدي را به اين مسئله که جهان از چه ساخته شده، افزوده است. سوآلي که يونانیها بيش از 2000 سال پيش از خود پرسيدند.
 در قرن پيش، دانشمندان عقيده داشتند که پاسخ اين سوآل را ميدانند. پس از هزاران سال پژوهشهاي پر زحمت، دانشمندان به اين نتيجه رسيدند که جهان تقريباً از صدها نوع مختلف اتم تشکيل شده است. اين اتمها در جدول متناوب و منظمي، که با هيدروژن آغاز ميشود، تنظیم شدهاند. پايه علم شيمي جديد همين جدول است و در حقيقت در تمام کلاسهاي درس علوم در دبيرستان تدريس ميشود. ولي هم اکنون WMAPاين تصور را بهم ريخته است. 
در تائيد تجربيات قبلي، ماهواره WMAP نشان داد که ماده قابل مشاهده که ما در اطراف خود ميبينيم، (شامل کوهها، سيارات، ستارگان، و کهکشان ها) يک بخش ناچيز 4 درصدي از کل محتويات ماده و انرژي جهان را تشکيل ميدهند. (بخش اعظم آن 4 درصد، به شکل هليم و هيدروژن و احتمالاً تنها 03/0 درصد آن به شکل عناصر سنگين هستند.) در واقع بخش عمده جهان از مادهاي مبهم و غير قابل مشاهده با منشاء کاملاً ناشناخته تشکيل شده است. عناصر آشنايي که دنياي ما را تشکيل ميدهند، تنها 03/0 درصد جهان را پر کردهاند. از برخي جهات، از زماني که فيزيکدانان به اين مسئله پرداختند، که جهان بوسيله شکلهاي کاملاً ناشناخته و جديدي از ماده و انرژي احاطه شده است، علم، قرنها به گذشته، به زمان قبل از ظهور فرضيه اتمي باز گشته است. صفحه 12 بر اساس يافتههاي WMAP، 23 درصد جهان از مادهاي عجيب و ناشناخته به نام ماده تاريک ساخته شده که با وجود داشتن وزن و اينکه دورتادور کهکشانها حلقه زده است، کاملاً نامرئي است. ماده تاريک آنقدر زياد است که تنها در کهکشان راه شيري، وزن آن روي هم رفته بيش از ده برابر وزن مجموع ستارگان مرئي است.
 با وجود غيرقابل رؤيت بودن، دانشمندان ميتوانند اين ماده تاريک عجيب را بطور غيرمستقيم مشاهده کنند؛ زيرا اين ماده درست مانند ذره بين، نور ستارگان را منحرف ميکند و بنابراين ميتوان مکان آن را از طريق مقدار اعوجاجي که در نور ستارگان زمينه ايجاد ميکند تعيين کرد. با استناد به نتايج عجيب بدست آمده از دادههاي ماهواره WMAP، ستارهشناس پرينستون، جان باکال، گفته است: «امروزه ويژگيهاي معيني را از جهان ديوانه غير محتملي که در آن زندگي ميکنيم، ميدانيم.» ولي شايد بزرگترین اعجاب در دادههاي WMAP، دادههايي که محافل علمي را متحير کرد، اين بود که 73 درصد جهان، يعني بخش عمده آن، از نوعي انرژي کاملاً ناشناخته و نامرئي به نام انرژي تاريک ساخته شده که در ساختار فضاي خالي پنهان است. انرژي تاريک، انرژي هيچ، یا انرژي فضاي خالي، که بوسيله اينشتين در سال 1917 معرفي و سپس بوسيله خود او رد شد (او آن را بزرگترین اشتباه خود ناميد)، هم اکنون بعنوان نيروي محرک کل جهان مجدداً مطرح ميشود. در حال حاضر،اين عقيده وجود دارد که انرژي تاريک، ميدان ضدگرانشي ايجاد ميکند که باعث از هم راندن کهکشانها ميشود. سرنوشت نهايي جهان نيز بوسيله اين انرژي تاريک تعيين ميشود. هيچ کس در حال حاضر نميداند که اين انرژي از کجا ميآيد. کرِيگ هوگان، ستارهشناس دانشگاه واشنگتن در سياتل ميگويد: «صادقانه بگويم:
 ما اين را نميفهميم. با اينکه ميدانيم اثرات آن چه هستند [ولي] سر نخي از اين موضوع نداريم. ... هيچکس سر نخي ندارد. » با توجه به نظريه اخير ذرات زيراتمي، در محاسبه مقدار اين انرژي تاريک، به عددي فراتر از (عدد يک با 120 صفر در مقابل آن) ميرسيم. چنين فاصلهاي بين نتايج نظري و دادههاي تجربي در تاريخ علم بي سابقه است. اين يکي از بزرگترین شرمساریهای تاريخ علم است؛ اينکه بهترين نظريه ما نميتواند مقدار بزرگترین منبع انرژي در کل جهان هستي را محاسبه کند. مطمئناً، قفسهاي مملو از جوايز نوبل در انتظار افراد متهوري است که پرده از راز ماده و انرژي تاريک بگشايند. صفحه 13