هنگامیکه نیوتن قانون گرانش خود را تنظیم می کرد شاید تصور نمی کرد که یکی از اساسی ترین جنبه های این نظریه را درنظر نگرفته باشد.
طبق قانون جهانی گرانش نیوتن ، دو جسم متناسب با عکس مجذور فاصله همدیگر را جذب می کنند.بنا به این قانون جهان نمی تواند حالتی ایستا داشته باشد و این نکته ای بود که نه تنها نیوتن بلکه بسیاری از دانشمندان قبل از اینشتین به آن توجه نکرده بودند.تمام اجرام موجود در کاینات باید هم را جذب کنند.بنابراین جهان در حال انقباض است. البته این نتیجه گیری چندان درست نیست.علت این نکته را در ادامه این مقاله خواهیم یافت.
اینشتین در 1915 نسبیت عام خود را عرضه کرد و تصور ما را از گرانش متحول کرد.او به خوبی متوجه شده بود که گرانش باعث ایجاد جهانی منقبض شونده خواهد شد. از طرفی او به شدت خواهان جهانی ایستا بود.بنابراین برای جلوگیری از ایجاد جهانی در حال انقباض در معادلات خود ثابتی را وارد کرد که به ازای مقداری خاص، معادلات او جهانی پایا را پیش بینی می کرد.این تفکر او تا سال 1929 ادامه پیدا کرد.در آن سال ادوین هابل (که قبلا با رصدهای دقیق خودفهمیده بود که توده های ابر کم نور در آسمان که تا آن زمان تصور میشد که سحابی هستند ، کهکشانهای بزرگی متشکل از چندین هزار ستاره هستند)کشف بزرگی را انجام داد که پایه کیهانشناسی مدرن امروز است.
در اینجا بد نیست به طور خلاصه به چگونگی انجام این کشف نیز اشاره شود.بنا بر اثر دوپلر،اگر طیف نوری که از یک منبع نور مانند ستاره می آید، به سمت طول موجهای بلند(به سمت قسمت قرمز طیف) جابه جا شود منبع نور در حال دورشدن از ناظر و در صورتیکه به سمت طول موجهای بلند (به سمت قسمت آبی طیف) جابه جا شود، منبع نور در حال نزدیک شدن به ناظر است. ادوین هابل با بررسی هایی که روی کهکشانهای نسبتا دور (برای جلوگیری از خطای گرانشی) انجام داد، به نتیجه ای شگفت انگیز رسید.تمام کهکشانها در حال دورشدن از هم بودند و سرعت دور شدن آنها از هم متناسب با فاصله ی آنها بود.یعنی کهکشانهای دورتر با سرعت بیشتری از هم دور می شوند.تاثیر این کشف در حرکت روبه جلوی علم کیهان شناسی کاملا برجسته است و به نوعی می تواند به عنوان مبدا پیدایش کیهانشناسی مدرن محسوب شود.این کشف پیامدهایی همچون ارایه نظریه انفجار بزرگ (Big Bang) داشت: اگر زمان را به عقب برگردانیم در لحظه ای خاص همه ی اجرام موجود در کیهان بایستی به هم نزدیک باشند.همچنین پیشرفت Big Bang Theory ، به کارهای بزرگی در زمینه کیهانشناسی انجامید.در اینجا قصد بحث درباره انفجار بزرگ را نداریم. بنابراین به موضوع اصلی برمیگردیم . این قانون نتیجه واضح دیگری نیز داشت:"جهان در حال انبساط است." خوب! احتمالا شتاب گسترش کاینات بایست(به دلیل نیروی گرانش) منفی باشد.بنابراین پس از مدتی گسترش کاینات متوقف شده و به علت وجود جاذبه کهکشانها شروع به جذب هم می کنند و در نهایت جهان منقبض می شود.در این حالت بار دیگر جهان به نقطه ای تکینه خواهد رسید.نتیجه چنین است :جهان همانگونه که با انفجاری بزرگ آغاز شده بود، با تخریبی بزرگ به پایان خواهد رسید((BIG CRUNCH .
اینشتین به محض اینکه خبر قانون هابل را شنید خود را به رصد خانه ای که هابل در آن کار می کرد رساند و ملاقاتی را با او انجام داد.پس از پایان این ملافات اینشتین یکی از مشهورترین جملات خود را به زبان آورد :" ثابت کیهان شناختی بزرگ ترین استباه من بود! " و به این صورت ثابت کیهانشناختی از معادلات اینشتین حذف شد. این حرف تا چه حد درست بود؟ و یا اینکه ثابت کیهان شناسی تا چه حد درست بود؟
ادوین هابل در قانون خود ثابتی به نام ثابت هابل داشت.اندازه گیری ثابت هابل مستلزم رصدهای دقیق کهکشانی است، از طرفی اندازه گیری ثابت هابل اهمیت فراوانی دارد. چرا که ثابت هابل مشخص کننده ی سرعت انبساط جهان است و همچنین معکوس ثابت هابل برابر با عمر کیهان است.به همین دلیل کیهان شناسان کوشیده اند تا ثابت هابل را با دقت زیادی تعیین کنند.
تا اینکه در سال 1998 ، انقلابی در برداشت ما از سرنوشت جهان بوجود آمد.در این سال تلسکوپ فضایی هابل بزرگترین خدمت خود به بشر و علم را در طول چندین سال فعالیت خود انجام داد.گروهی از کیهانشناسان با بررسی یکی از معروفترین تصاویر هابل موسوم به تصویر ژرف هابل نتیجه گرفتند که شتاب گسترش کاینات مثبت است! گمان میکنم که اگر اینشتین در سال 98 زنده بود جمله خود را به این صورت اصلاح می کرد: جمله ثابت کیهان شناختی بزرگترین اشتباه من بود، بزرگترین اشتباه من بود! بنابر این کیهان شناسان به معادلات اینشتین برگشتند و بار دیگر ثابت کیهان شناختی را در آن قرار دادند.البته با عددی که موجب گسترش کیهان می شود.(اینشتین عددی را قرار داده بود که به ازای آن، جهان ایستا شده بود.) در صورتیکه این شتاب منفی بود، گسترش جهان پس از مدتی متوقف و به دلیل گرانش بین کهکشان ها منقبض می شد.درست مثل اینکه با یک اتومبیل با شتاب مثبت حرکت می کنید.واضح است که در این حالت نمی توانید اتومبیل را متوقف کنید و سرعت ماشین هر لحظه بیشتر می شود. دلیل شتاب مثبت کاینات چیست؟ به نظر می رسد نیرویی قوی تر از گرانش و در جهت دافعه عمل می کند.(پاد گرانش) . کیهان شناسان بر این نیروی مرموز که هنوز از ماهیت آن اطلاعی نداریم ، نام ارژی تاریک را گزارده اند. اهمیت انرژی تاریک در سرنوشت کاینات بسیار زیاد است.به همین دلیل شناخت ماهیت آن در پیشگویی سرنوشت کاینات اهمیت زیادی دارد.طبق بررسیهایی که انجام شده انرژی تاریک همراه با گسترش کاینات افزایش یافته است و هم اکنون 70درصد محتوای کل عالم را تشکیل می دهد. جمله اخیر به این معنی است که هرچه از عمر جهان می گذرد، این نیروی پاد گرانش بصورت شدید تری عمل می کند.پیش بینی می شود هنگامیکه جهان به دو برابر سن فعلی خود برسد، انرژی تاریک، 95درصد محتوای عالم را تشکیل می دهد!
به این صورت سرنوشت دردناکی در انتظار جهان است. بد نیست که قدری نیز به این موضوع بپردازیم:
طبق نظریه Big Crunch جهان به طور متناوب ایجاد و نابود میشود. درصورتیکه جهان میتوانست منقبض شود این نظریه درست بود. چون بعد از مدتی جهان در نقطه تکینه جمع می شود(تخریب بزرگ) و بار دیگر در انفجاری بزرگ پدید می آید.در این صورت،( طبق نظریه تکامل داروین) ممکن است موجودات دیگری روی سیاره ای تکامل یابند و انسانهایی را پدید آورند و این چرخه تا بینهایت ادامه پیدا میکند.
ولی این نظریه با کشف مثبت بودن شتاب گسترش کاینات کاملا رد شد. کشف سال 1998 و مطرح شدن انرژی تاریک سناریوی جدیدی برای سرنوشت جهان مطرح شد. جهان فقط یک بار بوجود آمده و سرنوشت آن سرما و تاریکی است. این مطلب که جهان فقط یک بار بوجود آمده ، پیامد های فلسفی بسیاری دارد و برای من بزرگترین جذابیت مساله است. چون این موضوع به بحث خدا، شناخت تدریجی آفریدگار از طریق علم و... بر میگردد در اینجا قصد بحث درباره آن را ندارم و احتمالا در آینده مقاله ای در این مورد در سایت قرار خواهم داد.
به بحث سرنوشت کاینات بر می گردیم : انرژی تاریک، نقش نیروی پاد گرانش را در جهان ایفا می کند.پس وقتی قوی تر میشود موجب دور شدن شدید کهکشانها با سرعت زیاد خواهد شد.این روند تا آنجا ادامه پیدا می کند که سرعت انبساط کاینات ازسرعت نور هم بالاتر خواهد رفت . یعنی نوری که که از یک کهکشان بیرون می آید هیچوقت به ما نخوهد رسید.درست مثل مورچه ای که روی سطح بادکنک در حال حرکت باشد.اگر سرعت باد شدن بادکنک از سرعت مورچه بیشتر باشد، مورچه هیچ حرکت مفیدی در رفتن به جلو انجام نخواهد داد. مثالی دیگر در این مورد که از اعتبار علمی بیشتری برخوردار است، افق رویداد سیاهچاله است .چون سرعت فرار از سطح سیاه جاله از سرعت نور بیشتر است و طبق نسبیت نمیتوان با سرعت بیشتر از سرعت نور سفر کرد.بنابر این هیچ چیز نمی تواند از افق رویداد سیاهچاله فرار کند.
خوب! وقتی فوتونی از کهکشان ها به فضای میان کهکشانی وارد نشود، با دنیایی کاملا تاریک روبرو خواهیم بود.این نقش مهمی است که انرژی تاریک در سرنوشت جهان ایفا میکند.البته جای نگرانی نیست! قبل از اینکه جهان به چنین مرحله ای برسد زمین نابود شده است!!حدود 5 میلیارد سال دیگر، وقتی خورشید رو به نابودی می رود، به دلیل افزایش حجم خورشید، زمین از بین خواهد رفت.
یکی از دانشمندان جمله ی جالبی را در مورد سرنوشت گیتی گفته است :" به جای آنکه از سرنوشت گیتی ناراحت باشیم و افسوس بخوریم ،باید به خود ببالیم که تا آنجا قوانین فیزیک را فهمیده ایم که می توانیم آینده جهان تا چند میلیارد سال دیگر را به تصویر بکشیم."
نویسنده :آرش میرحسینی
