ماده ، تنها 4 درصد کل عالم را تشکیل می دهد

11فوریه 2003(22 بهمن 81) برای کیهان شناسی روزی به یاد ماندنی بود. دانشمندان ناسا و دانشگاه پرینستون نخستین نتایج کاوشگر تابش زمینه

کد خبر: ۲۵۱۶۳

کیهانی ویلکینسون WMAP را در این روز اعلام کردند.
این نتایج نقطه عطفی در شناخت چگونگی شکل گیری و تحول کیهان هستند و کیهان شناسی را از گمانه زنی به علمی دقیق تبدیل می کنند. این پروژه پاسخی دقیق به برخی پرسشهای بسیار تاریخی بشر از قبیل سرانجام جهان چه خواهد بود؛ جهان از چه تشکیل شده؛ نخستین ستاره ها کی به وجود آمدند و... می دهد. ماهواره WMAP که پروژه مشترک سازمان ناسا و پرینستون است ، در ژوئن 2001 به فضا پرتاب شد. این رصدخانه 145میلیون دلاری اکنون در فاصله یک میلیون مایلی (1609000کیلومتری) زمین قرار دارد و تابش زمینه کیهانی را که 380هزار سال پیش از مهبانگ به وجود آمده و پس از طی فاصله 13میلیارد سال نوری به ما می رسد مطالعه می کند. در نظریه مهبانگ اعتقاد بر این است که جهان ما در آغاز بسیار بسیار داغ و کوچک بود که بسرعت منبسط و سرد شده . این انبساط، مانند یک انفجار خیلی سریع اتفاق افتاده و به همین دلیل به این نظریه ، نظریه انفجار بزرگ (مهبانگ) می گویند. این انفجار از خودش تابشی به جای گذاشته و از آنجا که مهبانگ در همه جای عالم اتفاق افتاده ، این تابش نیز همه جهان را پر کرده و از همه سو به ما می رسد. به همین دلیل به آن تابش زمینه کیهانی (CMB) می گویند. این تابش برای نخستین بار در سال 1965 از سوی پنزیاس و ویلسون که در آزمایشگاه بل کار می کردند، کشف شد. از آنجا که این تابش قدیمی ترین چیزی است که می توان رصد کرد، اطلاعات بسیار زیادی در مورد جهان و شرایط فیزیکی اولیه جهان در آن حک شده است . به همین دلیل تلاشهای بسیار زیادی برای مطالعه آن انجام گرفته است . تابش زمینه کیهانی به گونه ای اعجاب انگیز همسانگرد است . به این معنی که در همه جهات دمای تقریبا یکسانی دارد. در سال 1995 ماهواره جستجوگر تابش زمینه کیهانی (COBE) از ناسا افت و خیزهای بسیار کوچکی را در تابش زمینه کیهانی کشف کرد. مثلا دید که دمای یک قسمت از آسمان 7251/1 کلوین است ؛ ولی جای دیگری از آسمان دمای 7249/2 کلوین دارد. به این افت و خیزها ناهمسانگردی تابش زمینه می گویند. این ناهمسانگردی ها که فقط در حدود چند میلیونیم کلوین هستند، با افت و خیزهای چگالی ماده در جهان اولیه که منجر به پدید آمدن کهکشان ها و خوشه های کهکشانی شدند، رابطه نزدیکی دارند. ماهواره COBE نقشه ای از این ناهمسانگردی ها تهیه کرد که قدرت تفکیکش 7درجه (14برابر قطر ظاهری ماه) بود. به دلیل همین COBE فقط توانست افت و خیزهای بزرگ را آشکار کند. کاوشگر تابش زمینه کیهانی ویکینسون WMAP ، نقشه ای از افت و خیزهای دمای تابش زمینه تهیه کرده که قدرت تفکیکش بسیار بالاتر (3/0 درجه) ، حساسیتش بسیار بیشتر و بسیار دقیق تر از نقشه COBE است . اگر نقشه کبی را مانند عکسی از یک نوزاد در نظر بگیریم که فقط بودن نوزاد را تایید می کند، عکسی که WMAP گرفته ، مانند عکس بسیار باکیفیتی است که در آن حتی می شود نام نوزاد را روی پلاکش خواند. اطلاعات جدیدی که در این افت وخیزهای کوچک وجود دارد، بسیاری از مسائل کیهان شناسی را روشن می کند، خیلی از پرسشهای بنیادین را پاسخ می دهد و پرسشهایی عمیق تر و تازه تر برمی انگیزد. با این داده ها، دانشمندان توانسته اند سن و ساختار عالم را با دقت بسیار زیادی تعیین کنند. داده های WMAP با نتایج حاصله از دیگر روشهای مطالعه جهان اولیه از قبیل تلسکوپ فضایی هابل و جستجوگر تابش زمینه کیهانی (COBE) همخوانی دارد. اگر جهان کنونی را به مثابه آدمی 50ساله فرض کنیم ، آنچه که دانشمندان WMAP کشف کرده اند ، این است که وزن این آدم را وقتی که 12ساعت از عمرش می گذشته با نگاه کردن به عکسش با دقت تعیین کرده اند! دانشمندان با استفاده از آن حتی توانستند در زمان باز هم عقب تر بروند و شرایط اولیه ای را که هنگام آغاز جهان وجود داشته ، مشخص کنند. همچنین توانستند مقدار ماده تشکیل دهنده جهان کنونی را اندازه گیری کنند و با استفاده از آن رفتار عالم را در آینده پیش بینی نمایند. بعضی از نتایج که دانشمندان گروه WMAP به دست آورده اند، به شرح زیر است : جهان حدود 7/13 میلیارد سال پیش متولد شده است . فقط حدود 4درصد عالم از ماده ، به شکلی که ما می شناسیم تشکیل شده است ، یعنی ماده معمولی که ما می شناسیم و در آزمایشگاه وجود دارد، فقط 4درصد کل عالم را می سازد. 23درصد عالم را ماده تاریک سرد تشکیل داده که دانشمندان اطلاعات خیلی کمی درباره اش دارند و 73درصد باقی مانده را انرژی تاریک عجیب تشکیل می دهد که تقریبا تنها چیزی که در موردش می دانیم ، این است که وجود دارد! هندسه کیهان تخت است و مشاهدات WMAP مدل تورمی را تایید می کند که می گوید: جهان با مهبانگ شروع شد و در زمان کوتاهی خیلی سریع منبسط شد و سپس آهنگ انبساطش کند شد تا به مقدار کنونیش رسید. این انبساط ادامه خواهد داشت و جهان تا ابد منبسط خواهد شد. نتایج اخیر امکان توقف انبساط یا باز رمیدن جهان در خودش را رد می کند. طبق محاسبات نخستین ستاره ها 200 میلیون سال پس از تولید کیهان متولد شدند. به خاطر زمانی که طول کشیده تا این تابش به ما برسد این داده های جدید جهان را درست آن طور که بلافاصله پس از مهبانگ بوده ، نشان می دهد. این تابش دورترین چیزی است که دانشمندان تاکنون موفق به مشاهده آن شده اند. این تصویر انبوه ماده را نشان می دهد که تازه شروع به انبساط و سرد شدن از آرگوی انفجار بزرگ به آنچه که بعدها تبدیل به همه کهکشان های جهان شدند (و ما از آن به وجود آمدیم) کرده است . داده ها قویا نظریه انفجار بزرگ را تایید می کند و به محققان این امکان را می دهد تاگونه های مختلف نظریه تورمی را امتحان کنند که مربوط به زمانی است که هنوز حتی یک ثانیه هم از عمر جهان نگذشته بود و جهان دستخوش یک انبساط بسیار سریع شد. با این وصف ، دانشمندان قدم بزرگی در راه رسیدن به یک نظریه وحدت یافته کیهان شناختی برداشته اند. ماهواره دبلیومپ در ادامه ماموریتش هر 6ماه یک بار نقشه کاملی از آسمان تهیه می کند و داده های جدید به دانشمندان کمک می کند که خطای محاسبات را کمتر کنند. با این داده ها و آزمایش های فعلی گرچه پرسشهای بسیاری پاسخ داده شدند، اما هنوز پرسشهای بسیار زیادی وجود دارد که با وجود سادگیشان جوابشان را نمی دانیم . مثلا هنوز نمی دانیم که جهان ما واقعا بی نهایت است یا نه ، ماهیت ماده تاریک را نمی دانیم و حتی نمی دانیم چیزی که 73درصد از عالم را تشکیل داده (انرژی تاریک) چیست؛ بعضی از اینها پرسشهایی است که شاید 20سال پیش حتی وجود نداشتند؛ اما حالا مهمترین پرسشهایی هستند که دانشمندان ، مهندسان و هزینه های انبوهی را برای یافتن پاسخشان به چالش می طلبند و این گونه است که علم ادامه می یابد. امیر حاجیان همه شکل ها از گروه علمی ناسا / دبلیومپ (NASA/WMAP science team) گرفته شده است . برای مطالعه بیشتر و دریافت خبرهای جدید درباره این پروژه می توانید به سایت این گروه در http://map.gsfc.nasa.gov وصل شوید.