سفر به دورترین نقطه عالم

کیهان‌شناسان بر پایه مطالعات تجربی خود می‌گویند عالم ما حدود 13.8 میلیارد سال سن دارد. یعنی 13.8 میلیارد سال از وقوع انفجار بزرگ که با نام «مهبانگ» از آن یاد می‌شود و منجر به شکل‌گیری هستی شد، گذشته است. تا مدت‌ها پس از مهبانگ، عالم تاریک بود و نوری وجود نداشت تا این‌که نخستین ستارگان از حدود 300 میلیون سال پس از مهبانگ به وجود آمدند و بنای نخستین کهکشان‌ها را پایه‌ریزی کردند.

این روزها اخترشناسان هر روز به ابزارهای قوی‌تری مجهز می‌شوند و افق دید ژرف‌تری نسبت به هستی پیدا می‌کنند. بتازگی تیمی از اخترشناسان کشورهای مختلف به سرپرستی دانشگاه ییل و دانشگاه کالیفرنیا در سانتاکروز تصویری از کهکشانی را ثبت کرده‌اند که متعلق به زمانی است که کیهان 20 برابر از امروز جوان‌تر بود. به عبارت دیگر اخترشناسان توانسته‌اند دورترین کهکشانی که تا امروز مشاهده شده است را با استفاده از تصاویر تلسکوپ فضایی هابل و سپس تلسکوپ فروسرخ اسپیتزر رصد و ثبت کنند. آنها سپس این رصد و فاصله‌سنجی انجام شده را با استفاده از نتایج جداگانه‌ای که از یکی از بزرگ‌ترین تلسکوپ‌های زمینی به دست آوردند تائید کردند. این تلسکوپ عظیم دوقلو که بصورت آینه‌ای به قطر 10 متر است در جزایر هاوایی قرار و تلسکوپ کک (Keck) نام دارد.

دورترین کهکشان شناخته شده را بیشتر بشناسید

فاصله کهکشان EGS-zs8-1 حدود 13.1 میلیارد سال نوری از زمین تخمین‌زده شده است و با این حساب می‌توان گفت آنچه تلسکوپ‌های زمینی از این کهکشان می‌بینند نمایی از کیهان است در زمانی که فقط حدود 700 میلیون سال از مهبانگ می‌گذشت. از این رو می‌توان کهکشان تازه کشف شده را جزو نخستین کهکشان‌هایی دانست که در هستی به وجود آمده است. آنچه اکنون اخترشناسان از کهکشان EGS-zs8-1 می‌دانند این است که بر‌اساس مشاهدات فعلی جرمی به اندازه 15 درصد کهکشان ما (راه شیری) را دارد و سرعت تشکیل ستارگان در آن 80 برابر بیشتر از کهکشان ماست.

بعلاوه نکته جالب توجه دیگر در مورد این کهکشان این است که با وجود چنین فاصله بسیار دوری از ما به نسبت، پرنور است. از این رو به نظر می‌رسد که باید کهکشان‌هایی در فواصل دورتر هم وجود داشته باشند که به علت کم‌نور بودن هنوز دیده نشده‌اند. به نظر می‌رسد با آغاز به کار تلسکوپ فضایی جیمزوب در سال‌های آینده، امکان مشاهده و کشف کهکشان‌های دورتر نیز مهیا شود.

اهمیت مطالعه کهکشان‌های دوردست

مطالعه این کهکشان‌ها از چند جهت حائزاهمیت است؛ اول این ‌که درک بهتری از چگونگی شکل‌گیری و تکامل کیهان در اختیار کیهان‌شناسان قرار می‌دهد و به کامل‌تر شدن بنیان مدل‌های علمی مانند مدل مهبانگ در شکل‌گیری عالم کمک می‌کند. بعلاوه موجب می‌شود تا اخترشیمیدانان دید روشن‌تری از چگونگی تشکیل عناصر در مرکز ستارگان در دماهای بسیار بالا به دست آورند. چنین اطلاعاتی حتی می‌تواند به ارائه تئوری‌های دقیق‌تر از فرایند شکل‌گیری حیات زمین نیز منجر شود. باید توجه داشته باشیم که تا به امروز فقط چند کهکشان در مقیاس عالم نخستین به طور نسبتا دقیق فاصله‌سنجی شده‌اند و بنابراین اطلاعات تازه‌ای از کهکشان‌های دوردست می‌تواند به مدل‌سازی‌های دقیق‌تر از چگونگی پیدایش کهکشان‌ها در روزگاری که هستی بسیار جوان‌تر بود کمک کند.

چگونگی‌اندازه‌گیری فاصله کهکشان‌های دوردست

احتمالا با پدیده انتقال به سرخ و انتقال به آبی در فیزیک آشنا هستید. همان پدیده‌ای که منجر می‌شود آمبولانسی که به سوی ما می‌آید صدای آژیرش زیر باشد و وقتی از ما دور می‌شود به علت کشیده شدن طول موج‌‌ها، صدایش بم شود. کیهان‌شناسان می‌گویند هستی در حال انبساط است؛ درست شبیه بادکنکی که در حال باد شدن است و فاصله نقاط روی پوسته آن پیوسته از هم بیشتر می‌شود. از این رو کهکشان‌ها در قالب گروه‌ها و خوشه‌های کهکشانی دوردست از زمین پیوسته در حال دور شدن از کهکشان ما هستند. کلید اندازه‌گیری فاصله کهکشان‌ها در همین موضوع نهفته است که با اندازه‌گیری سرعت دور شدن کهکشان‌ها از زمین به تعیین فواصل آنها می‌توان پی برد. این کار با اندازه‌گیری اثر انتقال به سرخ در نور دریافت شده از کهکشان‌ها انجام می‌شود. به این صورت که هر چه انتقال به سرخ نور کهکشانی بیشتر باشد، فاصله آن کهکشان از زمین بیشتر خواهد بود. احتمالا برایتان جالب است که مقدار انتقال به سرخ کهکشان EGS-zs8-1 تازه کشف شده بیشترین انتقال به سرخی است که تاکنون اندازه‌گیری شده و از همین رو است که اخترفیزیکدانان این کهکشان را دورترین کهکشان شناخته شده تا به امروز معرفی ‌می‌کنند.

سفر در زمان...

هر نقطه‌ای که در عکس این صفحه می‌بینید خود کهکشانی است متشکل از چند ده میلیون تا چند صد میلیارد ستاره! یکی از این کهکشان‌ها در کادر بزرگ شده و این همان کهکشان تازه کشف شده EGS-zs8-1 است که فعلا عنوان دورترین کهکشان شناخته شده را از آن خود کرده است. نکته جالبی که باید به آن توجه داشته باشیم این است که با توجه به بعد فاصله، آنچه اکنون اخترشناسان از کهکشان EGS-zs8-1 می‌بینند مربوط به 1‌‌/‌‌13 میلیارد سال پیش است! یعنی به اندازه همین مدت نور در راه بوده تا اطلاعاتی از این کهکشان را به ما برساند. از آنجایی که اطلاعات ما از دنیاهای دوردست فقط از طریق نور آنها می‌تواند به ما برسد و براساس دانش امروزی ما امکان انتقال اطلاعات با سرعت سریع‌تر از سرعت نور وجود ندارد، پس به هیچ طریقی امکان اطلاع از اوضاع فعلی این کهکشان در لحظه کنونی وجود ندارد. به بیان دیگر، باید 1‌‌/‌‌13 میلیارد سال دیگر بگذرد تا اخترشناسان در آینده بتوانند بیان کنند که در زمان بشر فعلی در قرن بیست و یکم، کهکشان EGS-zs8-1 چه اوضاعی را از سر گذرانده است. مفهوم دیگر این سخن آن است که وقتی ما با تلسکوپ به دوردست‌های هستی نگاه می‌کنیم یا عکسی را می‌گیریم، در حقیقتی گویی در زمان، سفر می‌کنیم و نادیده‌هایی از گذشته هستی را می‌بینیم. حقیقت پنهان در این تصویر زمانی برایتان روشن می‌شود که بدانید خورشید و منظومه شمسی ما حدود پنج میلیارد سال پیش به وجود آمده‌اند. یعنی وقتی این عکس را نگاه می‌کنید، می‌توانید فکر کنید که این نمایی از هستی در روزگاری است که هنوز اثری از خورشید و سیاره ما و هیچ جانداری نبوده است. خورشید ما حدود 8 میلیارد سال پس از این ‌که کهکشان EGS-zs8-1 با این وضع وجود داشت، به وجود آمده است... بیشتر تامل کنیم!

کاظم کوکرم / سیب (ضمیمه سه شنبه روزنامه جام جم)