آیا به راستی جهان ما دارد می میرد؟

یک گروه بین المللی از اخترشناسان با بررسی بیش از ۲۰۰ هزار کهکشان، انرژی تولید شده در یک بخش گسترده ی فضا را با دقتی بیش از گذشته اندازه گرفته اند. این فراگیرترین ارزیابی از برونداد انرژی در کیهان نزدیک است که تاکنون انجام شده. بر پایه ی این ارزیابی، میزان انرژی که امروزه در یک بخش از کیهان تولید می شود تنها نصف چیزیست که دو میلیارد سال پیش تولید می شد، و این روندِ خاموشی در همه ی طول موج ها از فرابنفش گرفته تا فروسرخ دارد رخ می دهد. «جهان هستی دارد به آرامی می میرد.»

این تصویر یک کهکشان معمولی را در طول موج های گوناگونِ پیمایش گاما نشان می دهد. در این پیمایش بزرگ، یک ارزیابی از میزان برنو‌دهی انرژی در کیهان نزدیک انجام شد. بر پایه ی داده های آن، انرژی‌ای که امروزه در کیهان نزدیک تولید می شود تنها حدود نصف چیزیست که دو میلیارد سال پیش تولید می شده و نیز این فرآیند خاموشی دارد در همه ی طول موج ها از فروسرخ تا فرابتفش رخ می دهد. این تصویر در اندازه ی بزرگ تر - همین تصویر در نگارش زوم-شدنی

در این پژوهش شماری از نیرومندترین تلسکوپ های جهان به کار گرفته شدند، از جمله تلسکوپ های پیمایشی VISTA و VST متعلق به ESO در رصدخانه ی پارانال شیلی. دو تلسکوپ فضایی ناسا (GALEX و WISE) و تلسکوپ فضایی هرشلِ سازمان فضایی اروپا هم در این بررسی همکاری داشتند. [۱]

این پژوهش بخشی از پروژه ی "همگذاری کهکشان و جرم" (GAMA) بود، بزرگ ترین پیمایش چند-طول موجی که تاکنون انجام شده.

سیمون درایور از ICRAR در دانشگاه استرالیای باختری، و رهبر گروه GAMA می گوید: «ما برای اندازه گیری برونداد انرژی بیش از ۲۰۰ هزار کهکشان در گسترده ترین دامنه ی طول موجی که ممکن بود، از بیشترین شمار تلسکوپ های فضایی و زمینی که دستمان می رسید بهره گرفتیم.»

داده های این پیمایش، برونداد انرژی هر کهکشان را در ۲۱ طول موج از فرابنفش تا فروسرخ-دور در بر می گرفت. این دسته داده ها به دانشمندان در آشنایی بیشتر با چگونگی پیدایش و فرگشت (تکامل) کهکشان های گوناگون کمک خواهد کرد.

انرژی های آزاد و غیرآزاد کیهان

همه ی انرژیِ درونِ کیهان در مهبانگ (انفجار بزرگ) آفریده شد. بخشی از این انرژی به شکل جرم در آمد. ستارگان با تبدیل همین جرم به انرژی بر پایه ی معادله ی پرآوازه ی انیشتین (E=mc2) می درخشند [۲]. کار پروژه ی GAMA، نقشه برداری و مدل سازی از همه ی انرژی‌ای بود که در حجم بزرگی از فضای امروز و دوره های گوناگونِ گذشته تولید شده و می شود.

درایور می گوید: «بیشتر انرژی "آزاد" کیهان پیامد مهبانگ است، ولی ستارگان هم دارند به گونه ای پیوسته، با همجوشی عنصرهایی مانند هیدروژن و هلیوم، بر این انرژی آزاد می افزایند. این انرژی افزوده یا توسط گرد و غبار درون کهکشان های میزبان ستارگان درآشامیده (جذب) می شود، یا به فضای میان-کهکشانی می گریزد و آنقدر می رود تا به چیزی مانند یک ستاره، یک سیاره، و در موارد کمیاب، آینه ی یک تلسکوپ بخورد.»

این واقعیت که جهان هستی دارد به آرامی محو و ناپدید می شود از اواخر دهه ی ۱۹۹۰ میلادی شناخته شده بود، ولی پیمایش تازه ی GAMA که فراگیرترین ارزیابی از برونداد انرژی در جهان نزدیک است، نشان می دهد که این روند خاموشی دارد در همه ی طول موج ها از فرابنفش تا فروسرخ-دور رخ می دهد

درایور در پایان حرف هایش می گوید: «روند زوال جهان هستی آغاز شده و دارد به آرامی رو به پیری می رود. کیهان به واقع بر روی مبلی لم داده، پتویی روی خود کشیده و به زودی در چرتی بی پایان و ابدی فروخواهد رفت.»

دکتر لوک دیویس، عضو گروه پژوهشی از ICRAR در ویدیویی از شبیه سازی داده های GAMA می گوید: «درست همان گونه که ما در پیری فعالیتمان کمتر می شود، کیهان هم دستخوش چنین چیزی شده، و اکنون بسیار از زمان آغازش هم گذشته است.» این ویدیو را در زیر می بینید.

ولی بر خلاف جانداران کربنی مانند ما که بیشتر پیکرمان را آب ساخته، کیهان در عمل هرگز نخواهد مرد. کهکشان ها، ستارگان و سیاره هایش تا دیرزمانی به رشد و دگرگونی ادامه خواهند داد، و زندگی -هر جا که ممکن است یافته شود- ادامه خواهد داشت. ولی روند هدررفت انرژی همواره اجتناب ناپذیر خواهد بود.

دیویس می گوید: «کیهان تا همیشه پیرتر شده و با گذشت میلیاردها سال، روند تبدیل جرم به انرژی در آن کم و کم تر خواهد شد، تا این که سرانجام به جایی سرد، تاریک و برهوت که همه ی نورهایش خاموش شده تبدیل خواهد شد.»

سامانه ی خورشیدی ما تا آن زمان جایی بسیار تفاوت خواهد کرد. خورشید لایه های بیرونی اش را پس زده و از دست داده -زمین و دیگر سیاره های درونی را در این فرآیند برشته کرده- و دوران بازنشستگی همیشگی خود را به شکل یک کوتوله ی سفید که رو به سرد شدن است خواهد گذراند. [بخوانید: * سیاره زمین را تا ۱.۷۵ میلیارد سال دیگر می توان تحمل کرد!]

آنچه از جانداران زمینی، از جمله خود ما مانده باشد چه؟ آیا ما در سرتاسر کهکشان پخش خواهیم شد و میراث فرگشتی سیاره‌مان را برای روییدن در جایی دیگر با خود خواهیم بُرد؟ یا این که سیاره ی مادریمان گورمان خواهد شد؟ این کاملا به خودمان بستگی دارد. ولی در یک چیز شکی نیست: جهان به انتظار تصمیم گیری ما نخواهد نشست.

گردشی در شبیه سازی سه بعدی از پیمایش GAMA

این دانشمندان امیدوارند که بتوانند با بهره از امکانات تازه، از جمله بزرگ ترین رادیوتلسکوپ جهان -آرایه ی کیلومتر مربعی- که در دهه ی آینده در استرالیا و آفریقای جنوبی برپا خواهد شد، کار پیمایش انرژی تولیدی را به همه ی تاریخ کیهان گسترش دهند

این گروه دستاوردهای خود را در بیست و نهمین همایش عمومی انجمن بین المللی اخترشناسی که روز دوشنبه، ۱۰ اوت ۲۰۱۵ در هونولولوی هاوایی برگزار شد ارایه کردند.

---------------------------------------------

یادداشت ها:

۱] تلسکوپ ها و داده های پیمایشی به کار گرفته شده بر پایه ی افزایش طول موج: GALEX، SDSS، VST (KiDS)، AAT، VISTA (VIKING)/UKIRT، WISE، Herschel (PACS/SPIRE).

۲] بیشتر برونداد انرژی کیهان از همجوشی هسته ای ستارگان می آید، جایی که در آن، جرم به آرامی به انرژی تبدیل می شود. سرچشمه ی عمده ی دیگر برای این برونداد، قرص های بسیار داغ پیرامون ابرسیاهچاله های مرکز کهکشان هاست. این ابرسیاهچاله ها که اختروش ها و دیگر هسته های فعال کهکشانی را ساخته اند، انرژی گرانشی را به پرتوهای الکترومغناطیسی تبدیل می کنند. تابش های با طول موج بسیار بلندتر هم از ابرهای غول پیکر غباری می آید که انرژی دریافتی از ستارگان درونشان را دوباره و این بار با طول موج بلندتری می گسیلند.

در همین زمینه بخوانید:  

* می دانستید در دوره ویژه ای از تاریخ کیهان به سر می بریم؟  

* آیا ممکن است سرعت دور شدن کهکشان ها بیش از سرعت نور بشود؟ 
* آیا سرنوشت جهان ما تاریکی است؟

و: 

* هاوکینگ تکرار کرد: بشر چاره ای جز ترک زمین ندارد

* دمای گذشته کیهان را چگونه اندازه می گیرند؟ 

 * آیا جهان اصولا آغازی داشته؟

* آیا مهبانگ نیازی به جرقه خدایی داشت؟
*مهبانگ را فراموش کنید! جهان ما از انفجار یک ستاره چهاربُعدی پدید آمده!
* مهبانگ "آغاز جهان" نبود، تنها "تغییر حالت" آن بود!
* جهان در آغاز یک بعد داشته نه ۳ بعد!
* جهان پیش از انفجار بزرگ نیز وجود داشته
* مهبانگ "آغاز جهان" نبود، تنها "تغییر حالت" آن بود! 

واژه نامه:

galaxy - energy output - wavelength - ultraviolet - infrared - ESO - VISTA - VST - Paranal Observatory - NASA - GALEX - WISE - European Space Agency - Herschel - Galaxy And Mass Assembly - GAMA - Simon Driver - ICRAR - Big Bang - Einstein - E=mc2 - element - hydrogen - helium - star - planet - telescope mirror - Luke Davies - carbon - Solar System - Sun - Earth - inner planet - white dwarf - organism - evolutionary heritage - radio telescope - Square Kilometre Array - International Astronomical Union - XXIX General Assembly - KiDS - AAT - VIKING - UKIRT - PACS/SPIRE - nuclear fusion - black hole - gravitational energy - electromagnetic radiation - quasar - active galactic nuclei

منبع: رصدخانه ی جنوبی اروپا (ESO)

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان