نخستین رنگ در کیهان چه بود؟

0
901

بیگ بنگ: جهان غرق در دریایی از نور است؛ از سوسو زدن آبی و سفید ستاره‌های جوان گرفته تا درخشش سرخ ابرهای هیدروژنی. در ورای رنگ‌هایی که با چشم انسان قابل مشاهده است، می‌توان به پرتوهای ایکس، پرتوهای گاما، انفجارهای قدرتمند رادیویی و درخشش کم فروغ پس زمینه ریزموج کیهانی اشاره کرد.

heicaبه گزارش بیگ بنگ، کیهان مملو از رنگ‌های جدید و باستانی است که برخی از آنها را می‌بینیم و برخی دیگر از چشم ما به دور هستند. اما از میان همۀ اینها، یک رنگ وجود داشت که قبل از همه رنگ‌ها پدیدار شد؛ رنگ نخستِ جهان. جهان هستی ۱۳٫۸ میلیارد سال قبل با بیگ بنگ آغاز شد.

جهان در نخستین لحظات پیدایش، چگال‌تر و داغ‌تر از هر زمان دیگری بود. معمولا تصور بر این است که بیگ بنگ درخشش پرنوری بوده که از دریای تاریکی پدیدار گشته، اما این تصور چندان با واقعیت همخوانی ندارد. بیگ بنگ در فضای خالی دچار انفجار نشد. بیگ بنگ فضای ِ در حال انبساطی بود که از انرژی پُر شده بود.

fig x
فرگشت جهان؛ از بیگ بنگ (در سمت چپ) تا به عصر حاضر (در سمت راست)

در ابتدا، دما به قدری بالا بود که نور وجود نداشت. قبل از اینکه فوتون‌ها فرصتی برای ظهور داشته باشند، جهان می‌بایست برای کسری از ثانیه دمای خود را از دست داده و سردتر می‌شد. تقریبا بعد از ۱۰ ثانیه، جهان وارد دورۀ فوتونی شد. فوتون‌ها و نوترون‌ها در هسته‌های هیدروژن و هلیوم سرد شدند و فضا از پلاسمای هسته، الکترون و فوتون سرشار گشت. در آن زمان، دمای جهان تقریبا یک میلیارد درجه کلوین بود. اگرچه نور وجود داشت، اما همچنان خبری از رنگ نبود. رنگ چیزی است که ما توان مشاهدۀ آن را داریم و یا نوعی چشم‌های بخصوص می‌توانند آن را ببینند. در طول دورۀ فوتونی، دما به قدری بالا بود که نور نمیتوانست به درون پلاسمای چگال نفوذ کند.

رنگ نمیتوانست ظاهر شود، تا آنکه هسته‌ها و الکترون‌ها به اندازۀ کافی سرد شدند تا امکان اتصال به اتم‌ها را داشته باشند. جهان به ۳۸۰ هزار سال زمان نیاز داشت تا به این میزان سرد شود. پس از آن، جهان به ابر کیهانی شفافی از هیدروژن و هلیوم تبدیل شد که ۸۴ میلیون سال نوری گستردگی داشت. همه فوتون‌های شکل گرفته در بیگ بنگ سرانجام آزادی عمل کافی را برای جریان در فضا و زمان پیدا کردند.

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

این همان چیزی است که اکنون آن را در قالب “تابش پس زمینه ریزموج کیهانی” می‌بینیم؛ درخشش نور از زمانی که جهان سرانجام قابل مشاهده شد. در طول میلیاردها سال، دمای این درخشش تا جایی کاهش یافت که حالا به کمتر از ۳ درجه بالای صفر مطلق رسیده است. وقتی برای بار اول پدید آمد، جهان خیلی گرمتر بود و دمای آن به تقریبا ۳۰۰۰ درجه کلوین می‌رسید. جهان ِ اولیه با درخشش گرم و تابناکی پر شده بود. نتایج ما به خوبی نشان میدهد که رنگ اول چه ویژگی‌هایی داشته است. جهان اولیه سرتاسر دارای دمای متعادلی بود و نور آن دارای توزیع طول موج‌هایی به نام «جسم سیاه» بود.

colortempرنگ جسم سیاه به دمای آن بستگی دارد

رنگ بسیاری از اجسام از نوع ماده‌ای که از آن ساخته شده‌اند، حاصل می آید، اما رنگ جسم سیاه تنها به دمای آن بستگی دارد. جسم سیاهی که دمای تقریبا ۳۰۰۰ کلوین دارد، درخشش نارنجی-سفید روشنی دارد؛ یعنی شبیه به نور گرم یک لامپ ۶۰ واتی. انسان‌ها رنگ را نمی‌توانند با دقت کامل ببینند. رنگی که ما درک می‌کنیم، نه تنها به رنگ نور، بلکه به درخشش و روشنایی آن هم بستگی دارد و اینکه چشمان ما با تاریکی سازگار شده‌اند یا خیر. اگر میتوانستیم به دوره نور اول برویم، احتمالا درخشش نارنجی را مثل نور آتش درک می‌کردیم.

glow universe today
رنگ دقیق‌تر جهان اولیه

در طول چند صد میلیون سال، درخشش نارنجی کم فروغ‌تر شده و با انبساط و کاهش دمای جهان به سرخی گروید. سرانجام، جهان به رنگ سیاه در آمد. پس از گذشت تقریبا ۴۰۰ میلیون سال، نخستین ستاره‌ها پدید آمدند و نور تازه‌ای پدیدار شد. ستاره‌های آبی-سفید پرفروغی پای به عرصه وجود گذاشتند. با پیدایش و تکامل ستاره‌ها و کهکشان‌ها، کیهان رنگ تازه‌ای به خود گرفت. در سال ۲۰۰۲، «کارل گلیزبروک» و «ایوان بالدری» متوسط رنگ حاصل از همه نور ستاره‌ها و کهکشان‌ها را مورد محاسبه قرار دادند تا رنگ فعلی جهان مشخص شود. یافته گویای آن بود که جهان قهوه‌ای کمرنگ است؛ یعنی شبیه به رنگ قهوه به همراه خامه. آنها این رنگ را «شیری کیهانی» نامگذاری کردند.

latte cosmic versonحتی این رنگ هم برای مدتی دوام خواهد آورد. وقتی ستاره‌های آبی پا به سن گذاشته و نهایتا از بین می‌روند، فقط درخشش سرخ ستاره‌های کوتوله بر جای میماند. سرانجام، پس از تریلیون‌ها سال، حتی از نور آنها کاسته خواهد شد و جهان به دریایی از سیاه تبدیل خواهد گردید. همۀ رنگ‌ها با گذشت زمان کم فروغ می‌شوند و زمان ما را به سمت تاریکی خواهد برد. اما در حال حاضر، جهان ما را با موهبت رنگ‌هایش همراهی می‌کند. هنگامیکه با قهوه‌ای در دست کنار آتش می‌نشینید و به تاریکی شب می‌نگرید، فراموش نکنید که در رنگ‌های کیهانی غرق شده‌اید. گذشته، حال و آینده.

ترجمه: منصور نقی‌لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com


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.