چالشی جدید در روند تکامل کیهان

چندی پیش روزنامه جام جم خبر کشف مهم دکتر بهرام مبشر، کیهان شانس ایرانی را منتشر کرد. مبشر و همکارانش در موسسه علوم تلسکوپ فضایی هابل موفق شدند با کمک گرفتن از تصویر فراژرف هابل و استفاده از مجموعه ای از قوی ترین ابزارهای رصدی موجود روی زمین و مستقر در مدار آن

کد خبر: ۶۸۵۷۷

، دید ما را نسبت به کیهانی که در آن زندگی می کنیم گسترش دهند.
این گروه تحقیقاتی کهکشانی غول پیکر را در مرزهای آغازین عالم یافتند. کشف این کهکشان باعث ایجاد بازتاب های گسترده ای در جهان دانش شد، چرا که بسیاری از نظریات پذیرفته شده موجود در خصوص تحول کهکشان ها را به چالش می کشید.
گروه دانش روزنامه جام جم برای مشخص شدن ابعاد این کشف مهم ، گفتگویی اختصاصی با بهرام مبشر کیهان شناس ایرانی مرکز علوم تلسکوپ فضایی هابل به انجام رساند تا نماینده آژانس فضایی اروپا در این موسسه و کیهان شانس سرپرست این تحقیق ، بدون ورود به جزییات فنی این کشف ، درباره ماهیت این یافته مهم با هموطنانش سخن گوید.

شما دورترین کهکشان عالم را کشف کرده اید، پیش از هر چیز فکر می کنم بسیار مهم است که مردم تعریف کهکشان را از زبان یک کیهان شناس بشنوند.
یک کهکشان مجموعه ای از ستارگان است که به طور متوسط حدود یکصد هزار میلیون ستاره در آن عضویت دارند (یعنی 10به توان 11ستاره) کهکشا ن ما یا همان راه شیری همین تعداد ستاره را شامل می شود و البته کهکشانی متوسط در مقایسه با سایر کهکشان های عالم است.
توجه کنید خورشید ما نیز ستاره متوسطی در مقایسه با ستاره های موجود در کهکشان به شمار می رود و از این رو نقاط بسیار کوچکی که در یکی از تصاویر گرفته شده از اعماق فضا (توسط تلسکوپ های زمینی یا تلسکوپ فضایی هابل) به چشم می خورد (کهکشان ها) هر یک صدها میلیون ستاره با ابعاد خورشید ما را در خود جای داده اند.
در عین حال در اوایل دهه 1900دانشمندن نشان دادند کهکشان ها در حال دور شدن از هم هستند. به عبارت دیگر جهانی که در آن زندگی می کنیم ، در حال انبساط است و سرعت این انبساط به اندازه سرعتی است که کهشان ها از هم دور می شوند و این میزان متناسب با فاصله این کهکشان ها با ماست.
به همین دلیل کهکشان ها (به طور کلی) با سرعتهای بالایی از مرتبه چند صد هزار کیلومتر در ثانیه در حال دور شدن از ما هستند و البته اگر از دید ناظری که روی آن کهکشان ها قرار دارد بنگریم ، این ما هستیم که در حال دورشدن از آنهاییم.

می دانیم انواع گوناگونی از کهکشان ها در عالم وجود دارند، می توانید در باره این گونه ها توضیح دهید؛
طبقه بندی کهکشان ها بر مبنای شکل ظاهری آنها صورت می گیرد (بیضوی ، مارپیچی یا غیر منظم). کهکشان های بیضوی به نظر باید مسن تر باشند و شکل گیری آنها به حدود 10به توان 10سال پیش (10میلیارد سال پیش) باز می گردد.
بر اساس نظرات موجود این کهکشان ها بر اثر تداخل و ترکیب کهکشان های مارپیچی طی عمر کیهان به وجود آمده اند.
گونه دیگری از کهکشان ها نیز وجود دارند که زادگاه ستاره به شمار می روند. این کهکشان ها شاهد انفجارهای فراوانی بوده اند که طی آن اکثر ستارگانی که امروز در عالم می بینیم ، شکل گرفته اند.

این کهکشان ها در طول زمان تحول می یابند و تغییر شکل می دهند. چه نظریاتی برای توضیح این تغییر وضع وجود دارند؛
از 2دید می توان این تحول را مورد بررسی قرار داد؛ یکی از منظر داخلی که بر این اساس با افزایش سن کهکشان ها ستارگان درون آن پیرتر می شود و با تمام کردن سوخت هیدروژنی خود، مراحل پایانی تحولشان را سپری می کنند و سرخ تر به نظر می آیند و از بین می روند؛ اما از لحاظ تحول کلی و فعال بر مبنای نظرات موجود، هرچه در طول تاریخ به عقب بازگردیم ، شاهد آن هستیم که کهکشان های کوچک با یکدیگر واکنش نشان داده و با هم ترکیب می شوند و کهکشان های بزرگتر را تولید می کنند.
بر مبنای این نظر، اگر شما بتوانید در طول تاریخ کیهان به عقب بازگردید، تعداد زیادی کهکشان کوچکتر را خواهید دید که در حال ترکیب شدن با هم هستند و کهکشان های بزرگ تری را به وجود می آورند که امروزه در عالم دیده می شوند.

شما اخیرا کهکشان غول پیکری را یافته اید که در دوره ای از تاریخ کیهان وجود دارد و تنها 600میلیون سال از انفجار بزرگ فاصله دارد. ممکن است درباره تاریخچه این کشف و نحوه یافتن آن در میان کهکشان های فراوان تصویر فراژرف هابل توضیح دهید؛
برای این که کهکشان هایی را در نزدیکی مرزهای آغازین کیهان رصد کنید، باید بتوانید نگاهی تا حد امکان دقیق و ژرف به درون کیهان بیندازید و این دقیقا همان دلیلی است که ما نیازمند تصویر فراژرف هابل (HUDF)بودیم ؛ عمیق ترین تصویری که تا کنون از کیهان گرفته شده است.
در این تصویر کهکشان های بزرگ به واسطه فاصله زیادی که از ما دارند، به شکل نقاط کوچکی به چشم می آیند که از درخشش اندکی برخوردارند. هنگامی که نور مرئی از این کهکشان های دوردست به سوی ما می آ ید، از سوی ماده میان کهکشانی که عمده آن را ملکول هیدروژن تشکیل داده است ، جذب می شود.
اما نکته مهم در اینجا آن است که در حالی که طول موجهای مختلف نور جذب می شوند؛ اما در طول موجهای بلند تر این جذب کمتر صورت می گیرد، به عبارت دیگر، در طول موجهای بلندتر (مادون قرمز) امکان گذر بیشتری برای نور وجود دارد.
به همین دلیل ، اگر شما نتوانید یک کهکشان دوردست را در طول موج مرئی رصد کنید، امکان یافتن و رصد کردن آن در طول موجهای بلندتر (باند مادون قرمز) وجود دارد. بنابر این تفسیر، در این طول موجها می توان کهکشان هایی را یافت که بسیار از ما دور هستند.
ما هم این کهکشان را مستقیما از تصاویر را از میان نقاط ثبت شده ، روی تصویر فراژرف به دست نیاوردیم ، بلکه آن را با راهنمایی این تصویر وبا کمک دوربین نیکموس (آشکار ساز مادون قرمز تلسکوپ فضایی هابل ) و تلسکوپ فضایی اسپیتزر که امکان آشکار ساختن طول موجهای بلند تر را دارد، به دام انداختیم.
همه این بررسی ها نشان از آن داشت که کهکشان مورد نظر ماواقعا در فاصله بسیار دوردستی از ما قرار دارد.

مشخصات این کهکشان تازه یافت شده کدامها هستند؛
هر چه در فضا به عمق ژرف تری می نگریم ، در زمان نیز به عقب بازمی گردیم. همان طور که در جهان به عقب تر و عقب تر می رویم ، نشانه هایی از جهانی را می بینیم که که در آن کهکشان ها تازه مشغول شکل گیری هستند.
مسافت طولانی ای که این کهکشان از ما دارد، نشان می دهد این کهکشان در زمانی به وجود آمده است که از سن کیهان ما تنها 600میلیون سال گذشته بوده است (سن کنونی عالم حدود 14میلیارد سال تخمین زده می شود).
به همین جهت ، بررسی این کهکشان این امکان را به ما می دهد تا به بررسی کهکشان ها دقیقا در زمان شکل گیری اولیه آنها در دوران اولیه کیهان بپردازیم.اما نکته ای که در باره این کهکشان بخصوص ، گیج کننده است ،جرم فوق العاده زیاد آن است که تقریبا به جرم کهکشان راه شیری ما نزدیک است.
سوال مهمی اینجا پیش می آید که چگونه این کهکشان با چنین جرم عظیمی در این دوره از کیهان به وجود آمده است ؛ چراکه فاصله زمانی کافی بین مهبانک (Big Bang) و زمانی که ما این کهکشان را در آنجا رصد کردیم ، برای جمع کردن چنین جرم عظیمی وجود ندارد.
این مهمترین چالشی است که این کشف جدید در نظریات رایج تحول کهکشان ها به وجود می آورد.

و چه تغییرات دیگری را این کشف برای نظریات کیهان شناسی به ارمغان خواهد آورد؛
نه تنها باید بر مبنای آن نگاه جدید تری به نظریات تحول کهکشان هاانداخت ، بلکه به این ترتیب نظریات موجود در باره نسل و منشائ عناصر سنگین موجود در کیهان که از جمله بدن ما را نیز به وجود آورده اند نیز باید مورد بررسی مجدد قرار بگیرد.

و گام بعدی در خصوص درک بهتر از جهانی که در آن زندگی می کنیم ، چه خواهد بود؛
راههای متفاوتی برای افزایش درک ما نسبت به کیهان وجود دارد؛ اما یکی از مهمترین آنها تلاش برای نفوذ بیشتر به درون عمق کیهان است.
این اتفاق با نسل بعدی تلسکوپ های فضایی یا همکان تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST)رخ خواهد داد. این تلسکوپ با آینه حدود 6متر است که در سال 2011 در مداری فراسوی ماه قرار خواهد گرفت و به مراتب از تلسکوپ فضایی هابل قوی تر خواهد بود.
این تلسکوپ در فاصله 5/1 میلیون کیلومتری زمین می تواند دید ما را تا مرزهای آغازین کیهان و انفجار بزرگ پیش ببرد و مدارک معتبر تری در خصوص آغازین روزهای کیهان در اختیار ما بگذارد.