زمان و حرکت، دوعنصر ضروری برای درک مراحل تحولات جهان ما هستند. اما چگونگی خلق آنها همچنان بصورت یک راز باقی مانده است.
به باور جک آرنولد، کارشناس مذهبی و مدیر امور اخلاقی مرکز ملی مطالعات فضایی، خلقت این جهان داستانی دارد. خطوط این داستان را که در یک مسیربوده و هرچه بیشتر به هم نزدیک می شوند دنبال می کنیم، تا سرانجام به نقطه صفر می رسیم. نقطه ای که گاهی آن را انفجار بزرگ می نامیم. برای نشان دادن اعجاب آن، امروز بر نقطه صفر متمرکز شده ایم و واقعا می خواهیم بفهمیم که چه چیزی در آن روی داده است.
در آغاز سال 2011، سازمان فضایی اروپا در مجتمع علوم پاریس
اولین نتایج ماموریت پلانک را که از یک سال پیش آغاز شده بود، منتشر کرد.
هدف این ماموریت کشف جهان در مرحله شکل گیری آغازین آن است.
جان تابر، دانشمند ارشد پروژه پلانک ما را با داده ها و اطلاعات بدست آمده از ماهواره آشنا می سازد. ماهواره ای که سردترین فضا پیمای کیهانی محسوب می شود.
جان تابر:“حساسترین ردیابهای پلانک باید به پایین ترین حد ممکن سرد شوند. آنها باید به میزان یک دهم درجه بالاتر از صفر مطلق سرد شوند. ردیابها باید به اندازه زیادی سرد شوند، سردیی (سرمایی) برابر با 273 درجه زیر صفر. چرا که در غیر اینصورت، آنها تحت تاثیر گرمای خود، قادر به تشخیص و ردیابی اجرام بسیار سرد نخواهند بود، اجرامی که ما در صدد شناسایی آنها هستیم.”
ماهواره پلانک در می 2009 به فضا پرتاب شد و در نقطه شماره دوی این منظومه شمسی، در فاصله 1.8 میلیون کیلومتری زمین قرار گرفت. ماهواره پلانک به دور خود می گردد تا بتواند پرتوهای ساطع شده در کیهان را با تمامی طول موج ها ثبت کند. هدف این ماهواره دریافت پرتوهای فسیلی برخاسته از انفجار بزرگ بیگ بنگ است، آنچه “تابش زمینه کیهانی” نامیده می شود.
جان تابر:“تابش زمینه کیهانی، نخستین نورهای ساطع شده در سرتاسر کیهان است. تابش زمینه کیهانی در حدود 380 هزار سال بعد از بیگ بنگ ساطع شده است.”
مطالعه امواج الکترومغناطیسی در فهم شکل گیری و زمان بندی کهکشان از اهمیت شایانی برخورداراست.
جان تابر:” هنگامی که از دریچه تابش زمینه کیهانی به جهان آغازین می نگریم، درمی یابیم که تقریبا فاقد ویژگی خاصی است. هیچ ساختار مشخصی وجود ندارد تا نشان دهد که بین آن زمان و زمان حاضر، چه تحولی روی داده است. ما این تحول را از طریق ماده تاریک و سیاه رنگ شبیه سازی می کنیم. ماده سیاه و تاریک زمانی که جهان آغازین شروع می شود شفاف است و با گرانشی به انبوه شدن در رشته ها و سازه هایی مانند شبکه عنکبوتی شروع می شود. متراکم ترین نقاط این ساختار جایی است که کهکشانها، شکل خواهند گرفت. کهکشانها از ماده طبیعی ساخته شده اند. ماده ای که آنها را می شناسیم و نور ساطع می کند. اما بیشتر ماده موجود در این رشته ها و سازه های عظیم، از ماده سیاه و تاریک تشکیل یافته اند.”
به لطف ردیاب های مختلف نصب شده، توانستیم برخی از 189 خوشه کهکشان را شناسایی کنیم. که البته 20 تای آنها تاکنون ناشناخته اند. این خوشه ها، ابرهایی از ماده هستند که در کهکشانها گرد هم آمده اند. مطالعه آنها، امکان فهم و پیگیری تحولات کهکشانها را در اختیار ما قرار می دهد، البته اگر نقشه ایی از مسیر تکامل را بتوان ترسیم کرد.
به باور نابیلا اقانیم، فیزیکدان ستاره شناس، “از نقطه نظر خوشه کهکشانها، نکته بسیار جالب این است که اینها اجرامی هستند که در واقع می توانند در مرحله میانی بین جهان آغازین که ما آن را با پرتوهای فسیلی می بینیم و مرحله بسیار نزدیک تر به ما، وجود داشته باشند. خوشه ها حلقه اتصال یک مرحله به مرحله ی دیگر هستند. مرحله میانی از رهگذر فرآیندهای شکل گیری اش به ما امکان فهم روندهای اختلالات اصلی و آنچه واقعا در ابتدا بوده اند را فراهم می سازد، یعنی کودکی جهان.”
نقشه هایی که دانشمندان در حال حاضر می توانند به کمک دستگاه ها ترسیم کنند، به لطف ماموریت پلانک پر از اطلاعات مهم است. اطلاعات زیادی حتی برای مطالعات خاص بر روی پرتوهای فسیلی تابش زمینه کیهانی که البته هدف اولیه ماموریت آن بوده است.
جان تابر:“نکته جالب این است که پلانک دو وسیله با خود به مدار زمین برده است که امکان رصد کردن امواجی با فرکانس بسیار بالا را فراهم می سازند. و این بدان معناست که چنانچه رنگها را دوست داشته باشید، قادر است تا طیف وسیعی از رنگها را ببیند. این طیف ، امواج رادیویی تا امواج بسیار کوتاه مادون قرمز را دربر می گیرد. ما به طیف گسترده ای از امواج نیاز داریم به این جهت که تابش زمینه ای تنها در طول موج های میانی قابلیت رصد شدن دارند. اما اجرام بسیاری هم هستند که در این طیف جای می گیرند. بنابر این ما از دو میزان حد اکثری رنگ استفاده می کنیم تا پرتوهای ساطع شده از منابع ناخواسته را حذف یا خنثی سازیم.
این پرتوها ها برای کار ما به مثابه پرتوهای انگل هستند. پرتوها و امواج همانطور که از کهکشان ما ساطع می شوند، از کهکشانهای دیگر ( و یا به تعبیر از خوشه کهکشانها) نیز می رسند.”
زمان اولین امواج قابل ردیابی که تابش زمینه ی کیهانی را تشکیل می دهند به 380 هزار سال پس از بیگ بنگ بر می گردد. این تاریخ حس کنجکاوی انسان را تحریک می کند و پرسشی اجتناب ناپذیر را مطرح می سازد.
قبل از آن، در شهر زوریخ، در رصدخانه قدیمی فدرال، جایی که آلبرت انیشتین جوان اولین دوره های آموزشی ستاره شناسی را دنبال می کرد.
پروفسور آرنولد بنز، بر آن است تا به تشریح آن بپردازد. البته در این زمان، تنها از طریق ریاضیات و فرضیات امکان شناخت و فهم آن وجود داشته است.
آرنولد بنز: “قبل از تابش کیهانی، جهان خیلی یکنواخت بوده است، بدون هیچ ساختاری. تار و مبهم به مانند دیوار. و اگر می خواهید بدانید آنسوی دیوار چه هست، باید با مته شکافی در آن ایجاد کنید و دریابید که چه موادی از آن بیرون می ریزند. ما نمی دانیم جهان شبیه چه بوده است. اما می توانیم آن را مورد کاووش قرار دهیم. به عبارت دیگر می توانیم بطور غیر مستقیم به تحقیق درباره آن بپردازیم.
“بنابراین، انفجار بزرگ که13.7 دهم میلیارد سال از آن می گذرد، واقعا شروع زمان یا شروع قوانین است. البته ما حتی این را هم نمی دانیم. ما نمی توانیم آن را مورد مشاهده و بررسی قرار دهیم. و این مسئله ی ماست. وقتی به زمان پس از بیگ بنگ آنقدر نزدیک می شوید که کمتر از ثانیه با آن فاصله دارید. حتی کسری از ثانیه، یک میلیونیم ثانیه و حتی کمتر، احتمالا ما به دیوار پلانک می رسیم. جایی که فیزیکدانان زمان حال حاضر کاملا دست ازپا شسته اند. ما واقعا نمی دانیم فراسوی آن چه می گذرد.”
آیا این دیوار هنوز هم نفوذناپذیر است؟ دیواری که پرسشها را بی پاسخ می گذارد و پرسشهای بسیاری مطرح می کند.
آرنولد بنز: “باید به جستجو و تحقیق ادامه داد. اما براستی چه چیز در پشت این دیوار قرار گرفته است؟
با تصور آنچه در نظریه ها و فناوری های پیشرفته وجود دارند، می توان این دیوار را به پس راند. دیواری که نظریه ها در کسری از ثانیه، آن را می شکنند. اما کسری از ثانیه در دل این دیوار چیزهای بیشماری را قرار داده است. برخی از آنها باید شناخته شوند. باید از عوامل بسیاری استفاده کرد تا به نقطه تعیین کننده رسید. آنها از آرزوها، باورها و ایدئولوژی ها استفاده می کنند تا بدان دست یابند. حق با آنها است. اما می خواهم بگویم که باید مراقب بود چرا که دیوار سرانجام روزی به عقب زده خواهد شد. علم همیشه چیزهای بیشتری را خواهد دانست. نه همه چیز را، ولی چیزهای بیشتری.”
به لطف ردیاب هایی که در بازه های وسیعی از امواج الکترومغناطیسی فعالیت می کنند، پلانک خواهد توانست نوری بر تحقیقات علمی بتاباند. و آن توسعه و پراکنده شدن جهان است که بلافاصله پس از انفجار بزرگ بیگ بنگ اغاز شده.
گروه علمی پروژه پلانک امیدوار است که بتواند مسیر فهم این حوزه را هموار سازد.
جان تابر: “انبساط جهان می تواند به شیوه های مختلفی روی دهد. این همان چیزی است که ما درصدد مشخص کردن آن هستیم. اول از همه، می توانیم شواهدی که حاکی از روی دادن انبساط هستند را بیاوریم، حتی اگر نتوانیم آنها را اثبات کنیم. تاکنون دانستیم که این تنها یک ایده ریاضی است. اگر ما بتوانیم روی دادن آن را نمایش دهیم، می توانیم دقیقا مشخص کنیم که دقیقا چگونه عمل می کند و چه انبساطی اتفاق می افتد. اینها پرسشهایی هستند که مایلیم به آنها پاسخ دهیم.”
بازخوانی اطلاعات و داده های ماهواره، جهش های بزرگی را در کشفیات علمی پدید می آورد. با این همه به میزانی که ترجیح مذهبیون بر احتیاط بیشتر در این زمینه هاست، به همان میزان پژوهش ها با دربسته روبرو هستند.
جک آرنولد: “در ماموریت پیش رو و آنچه علم به ما می گوید باید در حد زیادی جانب احتیاط را پیشه کرد. بر این باور هستم که باید امور را از هم تفکیک کرد.
البته می توان با اطمینان بسیار به گفته های دانشمندان گوش داد.
اعتماد به آنچه آنها درباره نحوه عملکرد جهان می گویند امری است ضروری. اما هنگامی که می خواهیم بدانیم که دنیا به چه سمتی می رود یا چطور یک چشم انداز وسیعتری از امور بدست آوریم، در آن صورت باید به آنچه که روح نوع بشر می نامیم توجه داشته باشیم. تصور، اعتماد و امید.
بنابراین، به اعتقاد من برای پذیرفتن سریع تمایلات دانشمندان بعنوان واقعیت باید محتاط بود و خصوصا نباید آنها را به دیگران تحمیل کرد.”
به لطف علم و نبوغ بشری ما امکانی در اختیار داریم تا در ماموریت پلانک بتوانیم به زمان گذشته بازگردیم و این صحنه عظیم تئاتر کیهانی را درک کنیم.