اخترشناسان شکاف ۱۱ میلیارد ساله در تاریخ انبساط کیهان را پر کردند

* این نقشه بیش از ۲ میلیون کهکشان را در بر دارد و ۱۱ میلیارد سال از تاریخ کیهان را می‌پوشاند.

پس از پنج سال نگریستن به ژرف‌ترین فضاهای کیهان، سرانجام پژوهشگران چیزی را که "بزرگ‌ترین نقشه‌ی سه‌بعدی کیهان" تا به امروز می‌نامند منتشر کرده‌اند. نه، خانه‌تان را نمی‌توانید در آن ببینید!

این نقشه ۱۱ میلیارد سال از تاریخ کیهان را نشان می‌دهد و در آن، نزدیک‌ترین کهکشان‌ها به زمین به رنگ بنفش و آبی، و دورترین کهکشان ها به رنگ زرد و سفید. تصویر اصلی

این نقشه‌ی شگفت‌انگیز دستاورد برنامه‌ای در دستِ انجام به نام "پیمایش آسمانی دیجیتال اسلون" (اس‌دی‌اس‌اس، SDSS)- یک تلاش بلندپروازانه‌ی بین‌المللی برای نقشه‌برداری از گسترشِ (انبساطِ) کیهانِ دیدارپذیر، و با امید به گشودن گره از چند راز کیهانی در فرآیند انجام آن. با این تازه‌ترین بروزرسانی، اکنون برنامه‌ی اس‌دی‌اس‌اس بیش از دو میلیون کهکشان، از راه شیری خودمان تا اجرامی باستانیِ دورتر از ۱۱ میلیارد سال نوری را سنجیده و نقشه‌برداری کرده است.

این نقشه‌ی تازه و پرجزییات به اخترشناسان کمک خواهد کرد تا یک بازه‌ی زمانی دشوار و رازآلود از گسترش کیهان به نام "شکاف" را بازسازی کنند.

کایل داوسون، کیهان‌شناس دانشگاه یوتا و پژوهشگر اصلی این برنامه می‌گوید: «ما تاریخچه‌ی گسترش کیهان را در روزگار باستان (آغازین) و همچنین در دوران کنونی به نسبت می‌شناسیم، ولی ۱۱ میلیارد سالِ میانِ این دو تاریخ برایمان یک بازه یا شکافِ دردسرساز شده است. پنج سالست که در تلاشیم این شکاف را پر کنیم.»

این شکاف از چند میلیارد سال پس از مهبانگ آغاز می‌شود. اخترشناسان می‌توانند نرخ گسترش کیهان تا پیش از این بازه را به کمک تابش زمینه‌ی ریزموج کیهان اندازه بگیرند- کهن‌ترین تابش کیهان که از روزگار کودکی کیهان آمده و پژوهشگران هنوز می‌توانند آن را که از سرتاسر آسمان می‌آید ببینند. نرخ گسترش امروز کیهان را هم می‌توانند با سنجیدنِ میزان افزایش در فاصله‌ی زمین تا کهکشان‌های نزدیک در گذر زمان اندازه بگیرند.

ولی از گسترش کیهان در این دوره‌ی میانی شناخت کمی داریم زیرا نور کهکشان‌های دورتر از چند صد میلیون سال نوری می‌تواند بی‌اندازه کم‌نور باشد. برای پر کردن این شکاف، یک گروه بیش از ۱۰۰ نفره از دانشمندان سراسر جهان نه تنها به کهکشان‌های دوردست، بلکه به اختروش‌های درخشان نگاه کردند (اختروش‌ها اجرام بی‌اندازه تابناکی هستند که از گرسنه‌ترین سیاهچاله‌های کیهان انرژی می‌گیرند.)

کلید این پیمایش، پدیده‌ای به نام سرخگرایی (انتقال به سرخ) است- فرآیندی که باعث می‌شود نور کهن‌ترین و دورترین کهکشان‌ها در اثر گسترش کیهان عینا کش بیاید و با افزایش طول موجش، به سمت انتهای سرخ‌ترِ طیف گراییده شود. یک دستاورد این تغییر-رنگ کیهانی اینست که چشمه‌های نور دوردست از دید ما سرخ‌تر، و آنها که نزدیک‌ترند آبی‌تر دیده می‌شوند (این پدیده را می‌توانید در نقشه‌ی این دانشمندان که اینجا نشان داده شده ببینید).

این دانشمندان برای محاسبه‌ی گسترش کیهان در ۱۱ میلیارد سال گذشته، سرخگراییِ میلیون‌ها جرم دوردست را به همراه سرعتشان سنجیدند (اندازه گرفتند)- سنجشی که نشان می‌دهد یک کهکشان چقدر دارد توسط گرانشِ دیگر موادِ پیرامونش کشیده می‌شود. نتایج این گروه که در ۲۳ پژوهشنامه‌ی تازه منتشرشده در ۲۰ ژوییه توصیف شده است نشان می‌دهد که کیهان پس از یک دوره‌ی کاهش، از حدود ۶ میلیارد سال پیش آغاز به گسترش با نرخی افزوده کرده [درست‌تر بگوییم: روند گسترش کیهان از حدود ۶ میلیارد سال پی شتابدار شده و از آن هنگام دارد سریع و سریع‌تر می‌شود].

دانشمندان این [شتاب] نرخ گسترش کیهان را به نیروی رازگونه به نام انرژی تاریک نسبت می‌دهند [واژه‌ی "شتاب" در متن انگلیسی نیامده ولی به گمانم باید باشد-م]، ولی هیچ کس به درستی نمی‌داند این نیرو چیست و کجاست. به گفته‌ی پژوهشگران، پیمایش‌هایی از این دست به دانشمندان کمک می‌کنند تا ویژگی‌های انرژی تاریک را محدودتر کنند، هر چند که راه درازی تا شناخت آن داریم. گشودن گره این راز باید بماند برای روزی دیگر... امیدواریم به چند میلیارد سال دیگر نکشد!

این گزارش در نشریه‌ی برخطِ arxiv.

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

تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

twitter.com/1star_7sky

واژه نامه:

Sloan Digital Sky Survey - SDSS - Milky Way - expansion - the gap - Kyle Dawson - University of Utah - Big Bang - cosmic microwave background - Earth - galaxy - quasar - black hole - redshift - wavelength - spectrum - dark energy

منبع: Space.com

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان