پروژه ناسا برای کشف منشا «انفجار» در نظریه بیگ‌بنگ؛ اسفیراِکس راهی فضا می‌شود

کیهان چگونه بوجود آمده است؟ یک تلسکوپ فضایی جمع و جور ناسا که مصرف انرژی آن کمتر از یک یخچال است، آماده است تا برای این پرسش بسیار بزرگ پاسخی بیابد. تلسکوپ فضایی «اسفیراِکس - SPHEREx» به کاوش درباره سرچشمه گیتی و گردآوری داده‌هایی درباره انبساط اولیه کیهانی خواهد پرداخت. این تلسکوپ قرار است سه‌شنبه شب به وقت محلی با استفاده از یکی از موشک‌های شرکت اسپیس‌ایکس به نام «فالکون ۹» از پایگاه فضایی وندنبرگ ارتش آمریکا به فضا پرتاب شود.

کد خبر: ۸۵۴۰۳۷

تاریخ: ۱۳ اسفند ۱۴۰۳ - ۲۳:۱۶

کیهان چگونه بوجود آمده است؟ یک تلسکوپ فضایی جمع و جور ناسا که مصرف انرژی آن کمتر از یک یخچال است، آماده است تا برای این پرسش بسیار بزرگ پاسخی بیابد.

تلسکوپ فضایی «اسفیراِکس - SPHEREx» به کاوش درباره سرچشمه گیتی و گردآوری داده‌هایی درباره انبساط اولیه کیهانی خواهد پرداخت.

این تلسکوپ قرار است سه‌شنبه شب به وقت محلی با استفاده از یکی از موشک‌های شرکت اسپیس‌ایکس به نام «فالکون ۹» از پایگاه فضایی وندنبرگ ارتش آمریکا به فضا پرتاب شود.

سرواژه «اسفیراِکس» در زبان انگلیسی مخفف عبارت «طیف‌نورسنج برای تاریخ کیهان، دوران بازیونیده‌شدن و کاوشگر یخ‌ها» است. این تلسکوپ در مداری قطبی قرار خواهد گرفت که به آن امکان می‌دهد هر شش ماه یک‌بار، کل آسمان را در ۱۰۲ طول موج مختلف مورد بررسی قرار دهد.

هدف اصلی این ماموریت، بررسی نظریه «تورم کیهانی» یا همان انبساط اولیه کیهانی است. بر اساس این نظریه، کیهان در لحظه آغازین زمان و فضا یا همان لحظه وقوع «مِه‌بانگ / Big Bang»، برای مدت کوتاهی دچار انبساطی نمایی (تصاعدی) و بسیار سریع شد.

این نوع انبساط کیهانی،‌به صورت کند و تدریجی نبوده است. تورم کیهانی به طرز غیرقابل تصوری سریع‌ رخ داده است، به گونه‌ای که جهان را در یک لحظه، از مقیاسی بسیار کوچک به ابعادی کیهانی تبدیل کرده است.

فیل کورنگات، اخترفیزیکدان در موسسه فناوری کالیفرنیا (کَل‌تِک) و دانشمند مسئول ابزار «اسفیراِکس» در این‌باره می‌گوید: «اصلا مگر پرسشی بزرگ‌تر از این هست که جهان در لحظه پیدایش چگونه بوده است؟»

نقشه‌برداری سه‌بعدی از کیهان

تلسکوپ «اسفیراِکس» نور حدود ۴۵۰ میلیون کهکشان را جمع‌آوری خواهد کرد و نقشه‌ای سه‌بعدی از جهان ایجاد می‌کند که نشان می‌دهد چگونه ساختارهای کیهانی در طول زمان تکامل یافته‌اند.

هدف این مأموریت جمع‌آوری حجم عظیمی از داده‌ها درباره موقعیت کهکشان‌ها نسبت به یکدیگر در فضای گسترده کیهان است.

کهکشان‌ها به‌طور تصادفی در فضا پخش نشده‌اند، بلکه در خوشه‌ها، اَبَرخوشه‌ها و ساختارهایی شبیه به رشته‌های کیهانی در مقیاس‌های بزرگ قرار گرفته‌اند، در حالی که خلأ کیهانی (voids) نیز در میان آن‌ها دیده می‌شود.

دانشمندان امیدوارند که با بررسی چگونگی توزیع کهکشان‌ها در بخش‌های وسیعی از آسمان، شواهدی درباره شکل و ساختار جهان اولیه، پیش از آنکه به اندازه امروزی خود برسد، به دست آورند.

داده‌های این مأموریت می‌توانند تعداد نظریه‌های معتبر تورم کیهانی را محدود کنند. در حال حاضر، نظریه‌های متعددی درباره انبساط کیهانی وجود دارد، به‌طوری که این حوزه را می‌توان «غرب وحشی» کیهان‌شناسی توصیف کرد.

جیمز فنسون، مدیر پروژه «اسفیراِکس» در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا (JPL) در این‌باره می‌گوید: «با قرار دادن این نظریه‌ها در برابر داده‌های واقعی و کاهش دامنه احتمالات، مأموریتی مانند اسفیراِکس می‌تواند ما را به درک تازه‌ای از فیزیک بنیادی برساند.»

کیهان به‌عنوان یک آزمایشگاه عظیم فیزیکی

جیمز فنسون درباره اهمیت مطالعه کیهان می‌گوید: «در آزمایشگاه‌های زمینی، محدودیتی در استفاده از شتاب‌دهنده‌های ذرات برای برخورد دادن اتم‌ها وجود دارد. اما کیهان به خودی خود یک آزمایش عظیم، آن هم با انرژی به شدت بالا است.»

او افزود: «فرایندهای با انرژی به شدت بالا در کیهان، از همان لحظه تکینگی بیگ‌بنگ تاکنون، در جریان بوده‌اند. ما اکنون این فرصت را داریم که به کشفی اساسی درباره ماهیت کیهان دست پیدا کنیم.»

سایر بررسی‌های نجومی نیز به مطالعه تعداد زیادی کهکشان پرداخته‌اند، اما این مأموریت خاص، رویکرد وسیع‌تری دارد و به جای تمرکز بر عمق، تمام آسمان را اسکن می‌کند.

جستجو برای شواهد آب در کهکشان خودمان

این تلسکوپ همچنین به جستجوی شواهدی از آب و مولکول‌های آلی در مناطق ستاره‌زای کهکشان خودمان خواهد پرداخت.

نظریه تورم کیهانی به اواخر دهه ۱۹۷۰ و اوایل دهه ۱۹۸۰ میلادی باز می‌گردد. فیزیکدانان در آن زمان در تلاش بودند تا بفهمند کیهان به این بزرگی، چگونه ‌در مقیاس‌های عظیمی همچون «ریزموج زمینه کیهانی / CMB» چنین یک‌دست و جور است.

آلن گاث، فیزیکدان مؤسسه فناوری ماساچوست (اِم‌آی‌تی) و یکی از بنیان‌گذاران نظریه تورم کیهانی، به این نتیجه رسید که ظاهر کیهان می‌تواند با یک دوره مختصر تورم کیهانی توضیح داده شود.

آلن گاث در مقاله‌ای که در سال ۲۰۰۲  منتشر کرد، نوشت که نظریه بیگ‌بنگ کامل نیست: «این نظریه هیچ چیزی درباره فیزیک بنیادین انفجار نخستین نمی‌گوید. حتی سرنخی از اینکه چه چیزی انفجار را ایجاد کرد، چه چیزی باعث آن شد یا چه اتفاقی قبل از انفجار افتاد، ارائه نمی‌دهد. از سوی دیگر نظریه تورم کیهانی توصیفی است از خود انفجار است.»

اما آیا واقعا چنین اتفاقی افتاده است؟ و اگر چنین است، چگونه؟ چه فیزیکی در آن دخیل بوده است؟

جو دانکلی، اخترفیزیکدان از دانشگاه پرینستون گفت: «ما هنوز نمی‌دانیم که آیا تورم کیهانی واقعاً رخ داده است یا نه. و اگر این اتفاق افتاده، ما می‌خواهیم بدانیم چگونه رخ داده؛ کدام میدان یا میدان‌های فیزیکی در آن زمان وجود داشته که باعث انبساط سریع شده، آن هم قبل از اینکه هیچ ذره‌ای وجود داشته باشد.»

این  اخترفیزیکدان افزود که تلسکوپ فضایی «اسفیراِکس» می‌تواند به روشن شدن نظریه تورم کیهانی کمک کند، زیرا این مأموریت یک بررسی تمام‌سماوی از آسمان است که توزیع کهکشان‌ها را اندازه‌گیری کرده و قادر خواهد بود تا به دنبال نشانه‌های ظریف در نحوه قرارگیری کهکشان‌ها بگردد. او گفت: «این رویکرد در مشاهده آسمان به‌طور خاص و منحصر به فرد خواهد بود.»

نظریه تورم کیهانی و چندجهانی

مایکل ترنر، کیهان‌شناس از دانشگاه یوسی اِل‌اِی» و یکی از بنیان‌گذاران نظریه تورم کیهانی نوشت: «رابطه بین تورم کیهانی و بیگ‌بنگ هنوز حل نشده و ساده نیست.»

یکی از احتمالات این است که انبساط کیهانی همان بیگ‌بنگ بوده باشد و هر چیزی که قبل از آن رخ داده است احتمالاً غیرقابل اندازه‌گیری خواهد بود. اما او افزود: «اگر شما به نظریه چندجهانی اعتقاد داشته باشید، پس تعداد بی‌پایانی بیگ‌بنگ در حال وقوع است که مناطقی مجزا را ایجاد می‌کنند که ما قادر به دیدن آن‌ها نیستیم.»

پس این نکته برای تفکر باقی می‌ماند «کیهانی که ما می‌بینیم، که اصلا کوچک هم نیست، ممکن است تنها بخش کوچکی از چیزی بسیار بزرگ‌تر و بی‌پایان‌تر در آن‌طرف باشد.»

منبع: یورونیوز