جهان 13 میلیارد و 750 میلیون سال عمر دارد

[Omid7]

با انتشار تازه‌ترین نتایج بررسی تابش زمینه کیهانی، پژوهشگران دبلیومپ موفق شدند با ارایه دقیق‌ترین تخمین از عمر عالم، از وجود نوع چهارم ذران نوترینو و مشکلات مدل استاندارد کیهان‌شناسی پرده بردارد.

در مورد جهان،‌ چگونگی پدیدایش و زمان آغاز آن تئوری‌های متفاوتی وجود داشت، اما این که یافته‌های به‌دست آمده از 7 سال اطلاعات فضاپیمای دبلیومپ ناسا‌ بر برخی از این نظریه‌ها مهر تایید بزند، ‌به نظر هیجان‌انگیز می‌رسد. یافته‌های جدید امید رفع ابهام از بسیار معماهای کیهانی را به وجود آورده است.

به گزارش وایرد، مطالعات جدید، چشم‌انداز تازه‌ای را از اولین نور جهان منتشر کرده‌اند. به نظر می‌رسد که با استفاده از این تصاویر و تحلیل آن‌ها بتوان سن دقیق جهان را تخمین زد. و با شناسایی گاز هلیوم اولیه،‌ علامت کلیدی انبساط جهان را که مدل پیشگام در مورد شکل‌گیری جهان است،‌ به دست آورد.

این نتایج که بر پایه اطلاعات گردآوری شده کاوشگر ناهمسانگردی ریزموج ویلکینسون ناسا (WMAP) طی هفت سال ‌به دست آمده، شواهد جدیدی مبنی بر شباهت رازآلود ماهیت انبساط جهان با ثابت کیهانی انیشتین دارد. به علاوه این اطلاعات جدید نشان می‌دهد که دانشمندان مدل درستی برای توضیح گاز داغ اطراف خوشه‌های کهکشان‌ها ندارند.

در آغاز قرن بیستم، دانشمندان تصور می‌کردند جهان حالتی ایستا دارد. اما معادلات نسبیت عام که آلبرت اینشتین برای توصیف حالت بزرگ‌مقیاس عالم ارایه کرده بود، نشان می‌داد جهانی حالتی پویا دارد و یا در حال انبساط است یا انقباض. از این‌رو، پارامتری را به نام ثابت کیهانی وارد معادلات خود کرد تا با اثر انبساط یا انقباض عالم مقابله کند. وقتی در دهه 1930، ادوین هابل کشف کرد جهان در حال انبساط است، اینشتین این پارامتر را حذف کرد و آن‌را بزرگ‌ترین اشتباه زندگی خود نامید.

سی.ام.بی: تابش زمینه ریزموج کیهانی
تابش زمینه کیهانی، نخستین پرتوهای نوری است که پس‌از تولد کیهان منتشر شده است. در آغاز، جهان شلوغ‌تر از آنی بود که پرتوهای نور بتوانند منتقل شوند، اما چهارصدهزار سال پس‌از مهبانگ، این نور برای اولین بار در فضا آزاد شد. این نور قدیمی پر از نقاط گرم و سردی است که نشانه‌هایی از توده‌های اولیه‌ تشکیل دهنده کهکشان‌ها هستند.

[IMG]http://*****************/Files/176335cadf9344ed98cc.jpg[/IMG]

دانشمندان بسیاری از جمله ویوید اشپرگل از دانشگاه پرینستون و چارلز بنت از دانشگاه جان هاپکینز، اندازه این نقاط سرد و گرم امروزی را با اندازه آن‌ها در اولین انتشارات نور به فضا مقایسه کرده‌اند تا سن جهان را به دقت محاسبه کنند.

با استفاده از این اطلاعات و اطلاعات حاصل از مطالعه ابرنواخترهای دور و دیگر پدیده‌های کیهان‌شناختی، گروه دانشمندان به این نتیجه رسیده‌اند که جهان 13.75 میلیارد سال با 110 میلیون سال کم‌تر یا بیشتر، عمر دارد.

محاسبات قبلی دانشمندان با استفاده از تنها 5 سال اطلاعات مشاهدات ماهواره‌ای، سن جهان را 13.73 میلیارد سال با 120 میلیون سال کم‌تر یا بیشتر نشان داده بود.

مقایسه نقاط سرد و گرم در مدل‌ها و یافته‌های جدید
اطلاعات جدید تایید می‌کند که جهان اولیه به سرعت منبسط شده و به عبارت بهتر، متورم شده است. بر اساس نظریه تورمی، جهان در 10 به توان منفی 33 ثانیه اول (یک میلیون میلیارد میلیارد میلیاردیم ثانیه) از مقیاس زیراتمی به اندازه یک توپ فوتبال رسیده است. طبق این نظریه که موفقیت زیادی در توضیح ساختار جهان داشته، نوسان شدت انتشار ریزموج در مقیاس‌های بزرگ‌تر فضایی باید به نسبت، بزرگ‌تر از نوسان شدت انتشار این امواج در مقیاس کوچک‌تر باشد. این الگویی است که اطلاعات ماهواره جدید آن را تایید می‌کند.

مدل استاندارد کیهان‌شناسی پر از انبساط، مواد نامرئی به عنوان ماده تاریک و چیزی به نام انرژی تاریک است که گفته می‌شود شتاب‌دهنده انبساط کیهانی است. اما یافته‌های ماهواره‌ای جدید به گونه‌ای تازه در مقابل این مدل در آمده است.

دانشمندان با استفاده از این یافته‌های جدید برای اندازه‌گیری نوسان‌های صوتی (معادل کیهانی امواج صوتی) استفاده و تایید کرده‌اند که درست همان‌طور که نظریه انفجار بزرگ مدت‌هاست می‌گوید، هلیوم و هیدروژن را جهان اولیه تولید کرده است. مطالعات قبلی بر پایه میزان هلیوم موجود در قدیمی‌ترین ستاره‌های کیهان بود و از اندازه‌گیری مستقیم این گاز در جهان اولیه استفاده نمی‌کرد.

با این که شاید این اطلاعات شگفت‌انگیز و متحیرکننده به نظر نرسد،‌ اما به دست آمدن تاییدی برای نظریات موجود،‌ جالب است.

تردید در نظریات موجود
علاوه بر این‌ها،‌ دانشمندان از یافته‌های این ماهواره برای تشخیص ذرات خنثای اولیه به نام نوترینوها در کیهان استفاده کردند. فیزیکدانان 3 نوع نوترینو را می‌شناسند: نوترینوی الکترون،‌ نوترینوی میون و نوترینوی تاو. اما یافته‌های حاضر، وجود 3 یا 4 نوع را تایید می‌کنند و به گفته پژوهشگران، ممکن است دو سال مشاهده بیشتر وجود نوع چهارمی را هم تایید نماید.

در یافته‌هایی جداگانه، فراوانی فوتون‌های تابش زمینه کیهانی در مجاورت خوشه‌های کهکشان شناسایی شد. در این مورد اما یافته‌های ماهواره با نظریه موجود در تناقض است. گفته می‌شود که الکترون‌های پرانرژی مرتبط با خوشه‌های کهکشان با برخی از فوتون‌های تابش زمینه کیهانی مرتبطند، به صورتی که این فوتون‌ها را به سطوح بالاتری از انرژی می‌فرستند که کاوشگر قادر به تشخیص آن نیست. در نتیجه کاوشگر، فوتون‌های کم انرژی‌تری را در مجاورت خوشه‌ها تشخیص می‌دهد.

در واقع کاوشگر یک نقص را ضبط می‌کند،‌ اما این تنها نیمی از میزانی است که نظریه خوشه کهکشان پیش‌بینی کرده است. تلسکوپ قطب جنوب، یک آزمایش زمینی است که تابش زمینه کیهانی را مطالعه می‌کند و آن هم نقصانی کم‌تر از حد انتظار را نشان داده است. این عدم هماهنگی با نظریه بدین معناست که نظریه‌پردازان باید در فهم خود از خوشه‌های کهکشان تجدید نظر نمایند.