🔺 چهارمین ستون کیهان‌شناسی مستحکم شد: ثبت دقیق‌ترین اندازه‌گیری از ماده نخستین جهان

🔹 نظریه مهبانگ بر چهار ستون تجربی استوار است: انبساط کیهان، تابش زمینه کیهانی (CMB)، نحوه توزیع ساختار کهکشان‌ها، و «هسته‌زایی مهبانگ». در حالی که سه ستون اول طی دهه‌های گذشته با دقتی بی‌نظیر اندازه‌گیری و تثبیت شده بودند، ستون چهارم همواره کم‌دقت‌ترین و پرمناقشه‌ترین بخش ماجرا بود. اکنون اخترشناسان با استفاده از «تلسکوپ دوچشمی بزرگ» (LBT) موفق شده‌اند فراوانی هلیوم نخستین عالم را با دقتی خارق‌العاده تعیین کرده و این پرونده علمی کهن را به سرانجام برسانند.

❕ «هسته‌زایی مهبانگ» چیست و چرا سنجش آن دشوار بود؟
در نخستین دقایق پس از مهبانگ (از ثانیه اول تا دقیقه بیستم)، تمام عالم به قدری داغ و متراکم بود که مانند یک رآکتور هسته‌ای کیهانی عمل کرد و سبک‌ترین عناصر جدول تناوبی (عمدتاً هیدروژن و هلیوم) را پدید آورد. اما اثبات رصدی این فرآیند همواره با مانعی بزرگ روبرو بود؛ در طول ۱۴ میلیارد سال بعد، نسل‌های پیاپی ستارگان با ادغام هسته‌ای، مواد جهان را دگرگون کردند و عناصر سنگین‌تری آفریدند. یافتن توده‌ای گازی که پس از این دوران طولانی هنوز خالص مانده و توسط زباله‌های ستاره‌ای آلوده نشده باشد، بسیار نادر است.

🔹 دانشمندان در این پژوهش نوین، به جای جستجوی نقاط دوردست کیهان، ۴۱ کهکشان کوتوله کم‌جرم در نزدیکی کهکشان راه شیری را هدف قرار دادند؛ مناطقی بکر که فرآیند ستاره‌زایی در آن‌ها ناچیز بوده و مقدار اکسیژن و عناصر سنگین موجود در آن‌ها به نقطه صفر نزدیک است. با بررسی گازهای داغ این کهکشان‌ها و برون‌یابی داده‌ها به زمان پیش از شکل‌گیری نخستین ستارگان، مشخص شد که هلیوم-۴ دقیقاً ۲۴.۵۸ درصد از کل جرم باریونی جهان اولیه را تشکیل داده بود؛ عددی بسیار دقیق با حاشیه خطای شگفت‌انگیزِ تنها نیم درصد.

❕ چرا این دقت بالا یک پیروزی بزرگ برای مدل استاندارد است؟
اهمیت این سنجش در آن است که با داده‌های مستقل ماهواره پلانک از تابش زمینه کیهانی (که ۲۴.۶۷ درصد تخمین زده شده بود) همخوانی شگفت‌انگیزی دارد. این یعنی دو مشاهده کاملاً متمایز — یکی متکی بر واکنش‌های هسته‌ای دقایق اولیه کیهان و دیگری متکی بر امواج فسیلی برجامانده از ۳۸۰ هزار سال بعد — دقیقاً به یک واقعیت کیهانی مشترک می‌رسند. با این دستاورد، هر چهار ستون بنیادین نظریه مهبانگ با دقتی برابر یا بهتر از یک درصد تأیید شده‌اند.

🔹 این موفقیت نشان می‌دهد چگونه با بررسی فسیل‌های گازی دست‌نخورده در حیاط‌خلوت کهکشانی خود، می‌توانیم رویدادهای فیزیکی رخ‌داده در نخستین ثانیه‌های آفرینش کیهان را با دقتی در مقیاس کسری از درصد اعتبارسنجی کنیم.

[منبع]
🆔 @Science_Focus
#کیهان_شناسی #مهبانگ #اخترفیزیک #تابش_زمینه_کیهانی #فیزیک_هسته_ای #نجوم