جهان چگونه کار می کند؟ on Telegram: “آغاز تا پایان جهان: مه‌رمب (Big crunch) در مقابل…”

آغاز تا پایان جهان: مه‌رمب (Big crunch) در مقابل انجماد بزرگ (Big freeze)

اخترشناسان زمانی فکر می کردند که جهان می تواند در یک مه‌رمب فرو بریزد.اکنون اکثریت موافقند که با یک انجماد بزرگ به پایان خواهد رسید.
جهان چگونه پایان خواهد یافت؟ بشریت هزاران سال است که به این سؤال فکر کرده است. و اکنون علم در واقع دانش و ابزار لازم برای پاسخگویی به آن را دارد.
تا همین اواخر، اخترشناسان فکر می کردند که جهان به طور مکرر منبسط می شود و در یک چرخهٔ بی نهایت مرگ کیهانی و تولد دوباره فرو می ریزد. تریلیون‌ها سال در آینده، مدت‌ها پس از نابودی زمین، جهان از هم دور می‌شود تا زمانی که تشکیل کهکشان ها و ستاره ها متوقف شود. به آهستگی، ستارگان خاموش می شوند و آسمان شب را سیاه می کنند. تمام مواد باقی مانده توسط سیاهچاله ها بلعیده می شوند تا زمانی که چیزی باقی نماند. در نهایت، آخرین آثار گرما از بین می رود.
کیهان به جای رسیدن به پایان خود از طریق آتش و گوگرد (عذاب های فرضی جهنم)، احتمالاً تسلیم «مرگ گرمایی» خواهد شد. اخترشناسان آن را انجماد بزرگ می نامند.

آلفا و امگا

به نظر نمی رسید که جهان همیشه اینگونه به پایان برسد. تقریباً یک قرن پیش، اخترشناسان فکر می کردند که کهکشان راه شیری ما کل جهان است. کیهان ما ایستا به نظر می‌رسید، تقریباً یکسان بوده و همیشه باقی خواهد ماند. با این حال، زمانی که آلبرت اینشتین نظریه‌های نسبیت خود را تدوین کرد، متوجه نشانه‌هایی از چیز عجیبی شد. معادلات او حاکی از یک جهان در حال حرکت، یا در حال انبساط یا انقباض است. بنابراین اینشتین یک عامل دلخواه (یک ثابت کیهان‌شناختی (ثابت لاندا)) اضافه کرد که جهان را در حالت ثابت جذاب تری نگه می داشت.
جان ماتر کیهان شناس برنده جایزه نوبل و دانشمند ارشد تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا می گوید:"اینشتین احمق نبود. او احساس اخترشناسان را داشت." با این حال، تقریباً در همان زمان، اخترشناسان پذیرفتند که برخی از سحابی‌های مارپیچی‌شکل درهم که از طریق تلسکوپ‌های خود مشاهده کردند، مجموعه‌ای از ستاره‌های کهکشان ما نیستند. آنها کاملاً کهکشان های دیگری بودند. و هنگامی که ادوین هابل به دقت حرکات آنها را اندازه گیری کرد، نشان داد که این کهکشان ها واقعاً در حال دور شدن از کهکشان ما هستند. بشریت کشف کرده بود که جهان در حال انبساط است.
فشار دادن به عقب بر روی آن انبساط در نهایت نشان داد که کل جهان در یک انفجار بزرگ 13.8 میلیارد سال پیش متولد شده است. کیهان‌شناسی در حالی که پایه‌هایش کاملاً ثابت بود، به سؤال بزرگ بعدی روی آورد: جهان چگونه به پایان می‌رسد؟
دو راه اصلی برای مرگ یک جهان در حال انبساط وجود دارد: کیهان می‌تواند در نهایت در خود فرو بریزد، یا می‌تواند برای همیشه به انبساط ادامه دهد. برای اینکه بفهمند کدام درست است، اخترشناسان باید تکامل جهان را به سرعت پیش می‌بردند.

مه‌رمب

در سال 1922، الکساندر فریدمن، فیزیکدان و ریاضیدان روسی، مجموعه ای از معادلات معروف را به نام معادلات فریدمن استخراج کرد. این محاسبات نشان داد که سرنوشت جهان ما با چگالی آن تعیین می‌شود و می‌تواند به جای اینکه در حالت ثابت بماند، منبسط یا منقبض شود. با وجود مادهٔ کافی، گرانش در نهایت انبساط جهان را متوقف می‌کند و باعث می‌شود که دوباره به سمت داخل فرو بریزد.
در دهه‌های 1960 و 1970، زمانی که اخترشناسان تمام مواد موجود در جهان شناخته‌شده را جمع‌آوری کردند، محاسبه کردند که جرم کافی وجود دارد که جهان باید در نهایت به حالتی بی‌نهایت متراکم یا شاید حتی یک سیاه‌چاله غول‌پیکر فرو بریزد.
برخی بر این باورند که وقتی جهان در یک نقطه بی‌نهایت کوچک (مه‌رمب) فشرده شود، انبساط دیگری یا جهش بزرگ (Big bounce) را آغاز خواهد کرد.
در دهه های 1970 و 1980، فیزیکدان جان ویلر، که به ابداع اصطلاح سیاه چاله کمک کرد، به یکی از حامیان اصلی مه‌رمب تبدیل شد. برای او، این یک سرنوشت آشکار بود. انقلابی در درک سیاه‌چاله ها در جریان بود و ویلر هر یک را به عنوان "مدل آزمایشی" وضعیت نهایی جهان می دید. اما او اعتراف کرد که علاقهٔ ویلر به مه‌رمب تا حدی از زیبایی شناسی ناشی شده است، تصویر کردنش راحت بود.

انجماد بزرگ

متأسفانه، واقعیت همیشه چندان قابل ارتباط نیست. پیتر ویت، فیزیکدان دانشگاه کلمبیا در وبلاگ خود"حتی اشتباه نیست" می نویسد:" فقط به این دلیل که ممکن است جهان سرد و خالی را آینده ای غیرجذاب بدانیم، به این معنی نیست که همه چیز به آنجا نمی رود."
در اواخر دهه 1990، دو گروه جداگانه از دانشمندان در حال بررسی جهان دور بودند و ستارگان در حال مرگ به نام ابرنواخترهای نوع Ia را مطالعه می کردند که به عنوان شمع های استانداردی عمل می کنند که به ایجاد فاصله های کیهانی کمک می کند.

ادامهٔ مطلب
-
«Channel of Science is for all»