تیمی از اخترشناسان مؤسسه فناوری کالیفرنیا (کلتک)، با بهرهگیری از طیفسنج پیشرفته MOSFIRE، مستقر بر تلسکوپ شماره ۱ رصدخانه کک هاوایی (یکی از دو رکوردار عنوان بزرگترین تلسکوپ جهان) موفق به کشف کهکشانی شدهاند که ۲ / ۱۳ میلیارد سال نوری از ما فاصله دارد – و این در حالیست که عمر جهان هستی، در حدود ۸ / ۱۳ میلیارد سال نوری تخمین زده میشود.
این کشف از آنجایی حائز یک اهمیت اساسی است که امکان رصد هر کهکشانی در این برهه از عمر جهان، تاکنون منتفی فرض میشد.
طبق پذیرفتهترین مدل فعلی علم کیهانشناسی، جهان تا حدود ۳۸۰ هزار سال پس از مهبانگ، جهانی «مات» بود؛ که در آن فوتونها بهواسطه تبادل مستمر تکانه با الکترونها و پروتونهای آزاد، پیاپی از مسیر سرراست خود منحرف میشدند.
بدینوسیله جهان عملاً در وضعیتی شبیه به یک «مه» به سر میبرد؛ تا اینکه روند انبساط فضا طول موج فوتونها را به حدی کاهش داد که دیگر انرژیشان کفاف شکستن پیوند الکترونها و پروتونها، و لذا ممانعت از تشکیل نخستین اتمهای هیدروژن خنثی در جهان را نمیداد. از اینرو فوتونها هم در مسیرشان به ذرات باردار کم و کمتری برمیخوردند و بدینوسیله غلظت آن «مه» هم به نحو فزایندهای کاهش یافت.
حدفاصل این مقطع تعیینکننده در عمر جهان (موسوم به مقطع «بازترکیب» / recombination)، تا موقع تزریق مجدد فوتونهای پرانرژی به جهان (از محل تشکیل نخستین کهکشانها)، اصطلاحاً «عصر تاریکی» (dark ages) خوانده میشود؛ که میتوانسته از ۵۰۰ میلیون تا ۱ میلیارد سال پس از مهبانگ را شامل شود. در این برهه طولانی نیز فوتونها، تحت تأثیر محیط پیرامونشان، امکان حرکت مستقیمالخط و آزادانه را نداشتند – هرچند اینبار فوتونهایی با انرژی مشخص.
یک اتم هیدروژن خنثی (متشکل از یک الکترون و یک پروتون)، برای یونیزه شدن کافیست تا همان یک الکترون خود را از دست بدهد.
این فرآیند، انرژیای معادل ۲ / ۱۰ الکترونولت میطلبد، که میتواند از طریق برخورد فوتونی با طول موج ۱۲۱۵ آنگستروم تأمین شود. این فوتون، امضای طیفی مشخصی موسوم به «خط طیفی لیمان آلفا» دارد.
از آنجاکه جهان در عصر تاریکی خود تحت سیطره یک توزیع همگن از گاز هیدوژن خنثی بود و همچنان زمان زیادی مانده بود تا غلظت این گاز در اطراف ناپایداریهای گرانشی بیشتر شود (و بدینوسیله بذر نخستین ساختارهای کیهانی پا بگیرد)، نور حاصل از تشکیل نخستین ستارههای جهان (که تصور میرود حدود ۱۵۰ میلیون سال پس از مهبانگ ایجاد شده باشند)، بلافاصله جذب گاز هیدروژن خنثی میشد و آن را یونیزه میکرد. دلیل این امر آن بود که نور تابششده از این نخستین ستارهها (که عمدتاً از همان گاز هیدروژن تشکیل شده بودند)، تقریباً بر همان خط طیفی لیمان-آلفا منطبق بود؛ و لذا انتظار میرود که نخستین چشمههای نوری جهان، بهواسطه همین مکانیسم ساده، برای همیشه از چشممان پنهان شده باشند.
اما با تغییر روبهرشد توزیع گاز هیدروژن خنثی و شروع فرآیند شکلگیری ساختارهای اولیه کیهان، غلظت هیدروژن خنثی هم رفتهرفته در بخش اعظم فضای باقیمانده به حدی کاهش یافت که حبابهای هیدروژن یونیزه در اطراف ستارگان اولیه رفتهرفته به هم پیوستند و راه عبور بیدردسر باقی فوتونها از این پیله کیهانی را هموار کردند. از این فرآیند نسبتاً طولانی، که واپسین سد کیهانی بر سر توزیع فوتونها را از پیش رو برداشت، عموماً با نام «مهگسست» (reionization) یاد میشود.
اخترشناسان تاکنون گمان میبردند که دوران مهگسست تا قبل از یکمیلیاردسالگی کیهان همچنان ادامه داشته است، و به همینواسطه هم رصد مستقیم کهکشانهایی با سن کمتر از حدود یک میلیارد سال (که اکثریت قریب به اتفاق فوتونهای گسیلی از آنها در محدود خط طیفی لیمان آلفا واقع شده) تقریباً غیرممکن است.
با اینحال، کشف اخیر دورترین کهکشان یافتشده تاکنون در فاصله ۲ / ۱۳ میلیارد سال نوری (آنهم از طریق رصد خط طیفی لیمان-آلفا)، حکایت از این دارد که اخترشناسان در برآوردهای سابقشان چندان دقیق نبودهاند.
البته این احتمال هم وجود دارد که فرآیند مهگسست از همان ابتدا فرآیندی یکپارچه و همزمان نبوده، یا اینکه مکانیسم تشکیل برخی ستارهها به تولد کهکشانهایی چنان درخشان (از جمله همین کهکشان) انجامیده که قلمرو یونیزاسیون پیرامونشان وسعتی غیرمتعارف داشته است.
اخترشناسان هماینک در حال بررسی همین احتمالات، و همچنین سایر احتمالات مترتب بر راستیآزمایی مشاهدات اخیرند، تا معلوم شود که آیا نهایتاً احتیاجی به بازنگری در مدلهای اخترفیزیکی مرتبط به زمانبندی عصر مهگسست هست یا نه.
احتمالا اشتباهی رخ داده چون در یک کتاب خیلی مقدس! من خواندم که نوشته بود خداوند در 6 روز جهان را خلق کرد؟ آن هم به خاطر گل وجود پیامبر خاتم وگرنه امکان داشت تا 10 روز هم طول می کشید؟ کسی چه می داند ؟ از طرفی حس می کنم با این ابعادی که کیهان دارد، یا بهتر بگویم این اندازه بی نهایت کیهانی در قد و قواره خدا فعلی نمی گنجد؟ چون خدا در قران می فرماید ما فقط زمین را آفریدیم با خورشید و زهره و ناهید اینا، بعد هم ابرها را فرستادیم باران زا، تا آنانکه تفکر نمی کنند تفکر کنند وگرنه یزیدی اند. بعدش هم گفته که شب را هم آفریدیم و روز را هم ( خدا نمی دانسته که شب وجود ندارد. چون وقتی نور نباشد روز شب می شود دیگر. یا مثلا سرما وجود ندارد چون سرما یعنی کمبود گرما ، پس چیزی که وجود ندارد چطوری آفریده شد) خلاصه با این کشفیات جدید، کار ما خلق الله بیشتر شد حالا یا باید خدای فعلی را منبسط کنیم تا جائی که شاید بترکد و یا بی خیال این یکی بشیم و یکی دیگه بسازیم که حداقل بداند یک سال نوری چند کیلومتر است! یا بداند که آسمان وجود خارجی ندارد پس نیازی نیست که برای جلوگیری از سقوط آن روی زمین، ستون های نامرئی برایش بچینیم؟1 یا حداقل همین زمین خودمان را بشناسد و ادعا نکند که کوهها را به عنوان میخ هائی برای زمین قرار دادیم. ؟!چون زمین به جائی نچسبیده که میخ لازم داشته باشه؟! خلاصه کارمون در اومده! اما بهترین کار اینه که بریم پیش شیخ الشیوخ مکارم شیرازی و ازش بخواهیم تا در آیات قران جستجو بکنه و جمله ای را در بیاره که به این کهکشان اشاره کرده باشد. مثلا آیه ای که می فرماید: آنان که به شتر و خلقت ان نمی نگرند خیلی خرند و ما انان را در آتش فرو بریم. چرا که اکثرهم غافلون و لایعلمون و حامقون و کاذبون و هستند. …
صادق / 09 September 2015
زبان بریده به گوشه ای نشسته صم بکم// به از آنکه نباشد زبانش اندر حکم
حیف از این مقاله به این زیبایی که با کامنتهای بی مزه و بی جا به لوث کشیده شود.
جاوید / 13 September 2015
سپاسگزارم آقای سنایی.
نوشتید « کهکشانی … که ۲ / ۱۳ میلیارد سال نوری از ما فاصله دارد – و این در حالیست که عمر جهان هستی، در حدود ۸ / ۱۳ میلیارد سال نوری تخمین زده میشود.».
پرسش اینکه سال نوری واحد فاصله است یا واحد زمانی ؟
بابک / 14 September 2015
عمر زمین ۱۳.۸ میلیارد سال هست که به اشتباه سال نوری درج شده.
سال نوری واحد سنجش فاصله هست.
صبا / 15 September 2015
بابک عزیز،
فرمایشتان صحیح است؛ «سال نوری» واحد سنجش فاصله، و معادل مسافتی است که نور در طول یک سال طی می کند. متأسفانه در نگارش مقاله این لغزش رخ داد و به جای «سال» اشتباهاً عبارت «سال نوری» نوشته شد. به رغم تذکرم به ویراستار گرامی، اصلاح این اشتباه گویا فراموش شده :)
احسان سنایی / 23 September 2015
آقای صادق عزیز، وظیفه ی دانش بر خلاف تصور شما مبارزه ی با مذهب یا اثبات دروغ بودن آنچه داستان های مذهبی می گویند نیست. دانش بدنبال کشف است و در جستجوی خود کنجکاوی صادقانه می کند. دانش دشمن هیچ چیز و هیچ کس نیست چون او سیاست نیست. به عقیده ی بنده، بزرگوارانی با دغدغه های شما، شاید بهتر است سودی که احتمالن از خواندن مطالب علمی نصیبشان می شود را در حوزه های سیاسی سرمایگزاری کنند. یا آنچه که فکر می کنند آموخته اند را در شب نشینی های زمستانی برای خنده و تفریح نقل کنند.به راستی هم که اگر داستان های مدهبی نبودند، زندگی چه بی طعم می بود.
روانکاو / 26 September 2015
آقای روانکاو حتماً جنابعالی نیز از تیپ کسانی هستی که وسط لحاف خوابیده اید و از مذهب و مسخره بازی آن هیچ آسیبی ندیده اید و شاید هم سودهای فراوانی برده اید.
صادق / 07 October 2015