بالاخره کیهان تخت است یا کروی؟

1
1249

بیگ بنگ: اگر به اندازۀ کافی در یک جهت در کیهان پیش بروید، می‌توانید به همان جایی که سفرتان را آغاز کرده‌اید بازگردید. سنجش‌های انجام شده توسط رصدخانه‌ی فضایی پلانک نشان می‌دهد که جهان هستی به جای آنکه یک ورقۀ تخت باشد، احتمالا ساختاری کروی دارد- نتیجه‌ای که می‌تواند تقریبا هر آنچه که فکر می‌کنیم درباره‌ۀ کیهان می‌دانیم را تغییر دهد.

Planck and the Cosmic microwave background
تصویری از تابش پس زمینه ریزموج کیهانی

رصدخانه‌ی پلانک که از ۲۰۰۹ تا ۲۰۱۳ کار می‌کرد، تابش پس زمینه‌ ریزموج کیهانی را نقشه‌برداری کرد؛ این تابش دریایی از نور است که از بیگ بنگ به جا مانده.

مجموعه‌ای از رصدها نشان می‌دهد که همگرایی گرانشی (خمِش نور به دلیل اعوجاج شکلِ فضا-زمان توسط اجرام بزرگ) بیش از چیزی‌ است که انتظار می‌رود. بر پایۀ محاسبات “الساندرو ملکیوری” و همکارانش از دانشگاه ساپینزای رم، این نکته می‌تواند به این دلیل باشد که کل کیهان با آنچه فکر می‌کردیم، تفاوت دارد.

همۀ داده‌های کیهان‌شناختیِ دیگر نشان می‌دهند که کیهان تخت است، یعنی خمیدگی‌ای (انحنایی) ندارد، مانند یک برگ کاغذ. این داده‌های پلانک نشان می‌دهد که ساختار و شکل کیهان می‌تواند “بسته” یا “کروی” باشد، که یعنی اگر به اندازۀ کافی در یک جهت دور شویم، باید دوباره به همان نقطه‌ی آغاز برگردیم. دلیل چنین چیزی این است که بیشتر بودنِ همگرایی به معنای بیشتر بودن ِ ماده‌ تاریک است که کیهان را به جای یک ورق تخت، به درون یک کرۀ محدود و کروی می‌کشاند. این رصدها نشان می‌دهند که احتمالِ بسته بودنِ کیهان ۴۱ برابرِ احتمال تخت بودن آن است. ملکیوری می‌گوید: «این دقیق‌ترین دادۀ کیهان شناختی است و تصویری متفاوت را به ما نشان می‌دهد.»

اگر کیهان به راستی کروی باشد، این می‌تواند چالش و مشکلی بزرگ برای شناخت ما از کیهان شود. یک راز کیهان‌شناختی دیگر این است که به نظر می‌رسد کیهان ِ نزدیک دارد با سرعتی بیش از آنچه باید گسترش می‌یابد. توضیح این با مدل استاندارد کیها‌ن‌شناسی که از یک جهان تخت می‌گوید کار دشواری است، و طبق محاسبات این دانشمندان، اگر کیهان را کروی بدانیم توضیحش با مدل استاندارد دشوارتر هم خواهد بود، به همراه چند ناهمخوانیِ کیهانیِ دیگری که هنوز توضیحی برایشان نیافته‌ایم. این امر به اندازه‌ای بد است که نامش را “بحران کیهان‌شناسی” گذاشته‌اند.»

c closed universe artwork splملکیوری میگوید: «در یک کیهان کروی، این ناهنجاری‌ها جدی‌تر از چیزی که فکر می‌کردیم می‌شوند. اگر هیچ چیز با هم جور در نیاید، باید دربارۀ مدلمان از کیهان و پیدایش آن سخت بیندیشیم.» در توضیح معمول برای پیدایش کیهان به دورۀ تورم، درست پس از بیگ بنگ اشاره می‌شود، در این دوره کیهان در کسری از ثانیه گسترشی سریع و نمایی پیدا کرد. مدل‌های کنونی تورم به طور طبیعی ما را به کیهانی تخت می‌رسانند، پس اگر واقعا کیهان بسته باشد، این مدل‌ها هم باید تغییر کنند.

ملکیوری می‌گوید: «ما به مدل ِ تازه‌ای نیاز داریم، و هنوز نمی‌دانیم چه مدلی.» هیچکس راهکاری برای آشتی دادن رصدهای پلانک با بسیاری از اندازه‌گیری‌های کیهان‌شناختی‌ای که با آنها همخوان نیستند ندارد، اندازه‌گیری‌هایی که حتی برخی از رصدهای دیگرِ خود پلانک را هم شامل می‌شود.» در حقیقت، هر سنجشِ (اندازه‌گیریِ) کیهان‌شناختی دیگری که داریم به یک “کیهان تخت” اشاره می‌کنند. هیچ رصد دیگری که نشانگر بسته بودنِ احتمالیِ کیهان باشد سراغ نداریم، و شانس‌مان این هست که سنجش‌های پلانک تنها یک خطای آماری باشد.

دیوید اسپرگل از دانشگاه پرینستون می‌گوید: «اگر این امر درست باشد، پیامد ِ عمیقی برای شناخت ما از کیهان خواهد داشت. این واقعا ادعای مهمی‌ است، ولی مطمئن نیستم ادعایی باشد که داده‌ها از آن پشتیبانی کنند. در حقیقت، من می‌گویم شواهد عملا خلاف آن هستند.»

“اسپرگل” می‌گوید داده‌های بیشتر در سال‌های آینده به ما نشان خواهند داد که باید این ناهنجاری را جدی بگیریم یا آن را تنها یک خطای آماری بدانیم. رصدخانۀ سایمونز که اکنون در شیلی در دست ساخت است به ما امکان خواهد داد تا همگرایی گرانشی را از پلانک هم دقیق‌تر بسنجیم، و این به ما دربارۀ بود و نبودِ واقعیِ یک بحران کیهان‌شناختی خواهد گفت. جزئیات یافته‌های این دانشمندان در نشریه‌ Nature Astronomy منتشر شده است.


یک دیدگاه

ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.