فهرست مطالب:

رمز و راز انبساط کیهان
رمز و راز انبساط کیهان

تصویری: رمز و راز انبساط کیهان

تصویری: رمز و راز انبساط کیهان
تصویری: کاوش در اسرار جهان در حال انبساط: سفری در زمان و مکان کیهانی 2024, مارس
Anonim

کمی بیش از صد سال پیش، هیچ کس در سیاره ما نمی دانست که جهان در حال انبساط است. اما با وجود تمام مصائب و بدبختی هایی که قرن بیستم برای بشر به ارمغان آورد، این قرن بود که با پیشرفت علمی و فناوری همراه بود. در مدت زمان بسیار کوتاهی، ما بیش از هر زمان دیگری در مورد جهان و کیهان آموخته ایم.

این ایده که جهان ما در 13، 8 میلیارد سال گذشته در حال انبساط بوده است، اولین بار توسط فیزیکدان بلژیکی ژرژ لماتر در سال 1927 مطرح شد. دو سال بعد، ادوین هابل، ستاره شناس آمریکایی، توانست این فرضیه را تایید کند. او متوجه شد که هر کهکشانی در حال دور شدن از ما است و هر چه دورتر باشد، سریعتر اتفاق می افتد. امروزه روش‌های زیادی وجود دارد که دانشمندان می‌توانند بفهمند جهان ما چقدر سریع در حال گسترش است. در اینجا فقط اعدادی هستند که محققان در فرآیند اندازه گیری به دست می آورند، هر بار که مشخص می شود متفاوت هستند. اما چرا؟

بزرگترین راز جهان

همانطور که امروزه می دانیم، رابطه نزدیکی بین فاصله یک کهکشان و سرعت عقب نشینی آن وجود دارد. بنابراین، مثلاً کهکشانی در فاصله 1 مگاپارسکی از سیاره ما (یک مگاپارسک تقریباً برابر با 3.3 میلیون سال نوری است) با سرعت 70 کیلومتر در ثانیه در حال دور شدن است. و کهکشانی که کمی دورتر است، در فاصله دو مگاپارسکی، دو برابر سریعتر (140 کیلومتر بر ثانیه) حرکت می کند.

همچنین جالب است که امروزه دو رویکرد اصلی برای تعیین سن کیهان یا از نظر علمی ثابت هابل وجود دارد. تفاوت بین این دو گروه در این است که یک مجموعه از روش ها به اجرام نسبتا نزدیک در جهان نگاه می کند، در حالی که دیگری به موارد بسیار دور نگاه می کند. با این حال، مهم نیست که دانشمندان از چه روشی استفاده می کنند، نتایج هر بار متفاوت است. معلوم می شود که یا داریم کار اشتباهی انجام می دهیم، یا در جایی دورتر در کیهان، چیزی کاملاً ناشناخته در حال رخ دادن است.

در مطالعه‌ای که اخیراً در سرور preprint airxiv.org منتشر شده است، اخترشناسان در حال مطالعه کهکشان‌های مجاور از روشی هوشمندانه برای اندازه‌گیری انبساط جهان به نام نوسانات روشنایی سطح استفاده کردند. این یک نام فانتزی است، اما شامل ایده ای است که در واقع شهودی است.

تصور کنید که در لبه یک جنگل، درست در مقابل یک درخت ایستاده اید. از آنجا که شما بسیار نزدیک هستید، فقط یک درخت را در میدان دید خود می بینید. اما اگر کمی به عقب برگردید، درختان بیشتری خواهید دید. و هر چه جلوتر بروید، درختان بیشتری در مقابل چشمان شما ظاهر می شوند. تقریباً همین اتفاق در مورد کهکشان هایی می افتد که دانشمندان با تلسکوپ مشاهده می کنند، اما بسیار پیچیده تر.

چگونه سرعت انبساط کیهان را می دانید؟

برای به دست آوردن آمار خوب، ستاره شناسان کهکشان هایی را مشاهده می کنند که تقریباً نزدیک به زمین هستند، حدود 300 میلیون سال نوری یا نزدیک تر. با این حال، هنگام رصد کهکشان‌ها، باید غبار، کهکشان‌های پس‌زمینه و خوشه‌های ستاره‌ای را در نظر گرفت که در تصاویر گرفته شده با تلسکوپ قابل مشاهده هستند.

اما جهان حیله گر است. از دهه 1990، ستاره شناسان مشاهده کرده اند که ستارگان در حال انفجار بسیار دور همیشه دورتر از اندازه گیری های ساده بوده اند. این امر آنها را به این باور رساند که جهان اکنون سریعتر از قبل در حال انبساط است، که به نوبه خود منجر به کشف انرژی تاریک شد - نیرویی مرموز که انبساط جهانی را تسریع می کند.

همانطور که نویسندگان کار علمی می نویسند، وقتی به اجسام بسیار دور نگاه می کنیم، آنها را مانند گذشته می بینیم، زمانی که جهان جوانتر بود.اگر نرخ انبساط کیهان در آن زمان متفاوت بود (مثلاً 12 تا 13.8 میلیارد سال پیش) با اکنون (کمتر از یک میلیارد سال پیش)، می توانیم دو مقدار متفاوت برای ثابت هابل بدست آوریم. یا شاید بخش‌های مختلف جهان با سرعت‌های متفاوتی در حال انبساط هستند؟

اما اگر سرعت انبساط تغییر کرده باشد، سن جهان ما اصلاً آن چیزی نیست که ما فکر می کنیم (دانشمندان از سرعت انبساط جهان برای ردیابی سن آن استفاده می کنند). این به نوبه خود به این معنی است که جهان اندازه متفاوتی دارد، به این معنی که زمان لازم برای وقوع یک اتفاق نیز متفاوت خواهد بود.

اگر این زنجیره استدلال را دنبال کنید، در نهایت معلوم می‌شود که فرآیندهای فیزیکی که در کیهان اولیه اتفاق افتاده در زمان‌های متفاوتی رخ داده‌اند. همچنین ممکن است فرآیندهای دیگری نیز دخیل باشند که بر نرخ انبساط تأثیر بگذارند. به طور کلی، نوعی آشفتگی وجود دارد. نویسندگان این مطالعه خاطرنشان می‌کنند: «از آن نتیجه می‌شود که یا به اندازه کافی رفتار کیهان را درک نمی‌کنیم، یا آن را اشتباه اندازه‌گیری می‌کنیم».

در هر صورت، ثابت هابل یک موضوع بحث برانگیز در جامعه نجومی است. با این حال، مطالعه جدید سوالات بیشتری را اضافه کرده است، بنابراین مبارزه با عدم قطعیت طولانی خواهد بود. البته روزی درک ما از کیهان تغییر خواهد کرد. اما زمانی که این اتفاق بیفتد، کیهان شناسان باید به دنبال چیز دیگری برای بحث در مورد آن باشند. کاری که قطعا انجام خواهند داد.

توصیه شده: