مه بانگ (بیگ بنگ)؛ هر آنچه باید درباره ریشه هستی بدانید

عصر ایران - نظریه مه بانگ یا «بیگ بنگ»، جامع‌ترین توضیح علمی برای چگونگی آغاز جهان است. بر اساس این نظریه، جهانی که امروز می‌شناسیم از یک تکینگی (Singularity) بی‌نهایت کوچک، داغ و چگال آغاز شده و در طول ۱۳.۸ میلیارد سال گذشته به طور مداوم انبساط یافته است.

پژواک آغاز جهان؛ تابش زمینه کیهانی (CMB)

از آنجا که اخترشناسان نمی‌توانند مستقیماً زمان تولد جهان را رصد کنند، بیشتر دانش ما از مه‌بانگ حاصل مدل‌های ریاضیاتی است. با این حال، ما یک مدرک عینی در اختیار داریم: تابش زمینه کیهانی. این پدیده در واقع «پژواک» یا گرمای باقیمانده از انفجار اولیه است.

کشف این تابش داستانی جالب دارد. در سال ۱۹۶۵، آرنو پنزیاس و رابرت ویلسون هنگام کار با یک گیرنده رادیویی، متوجه نویزی مداوم شدند. آن‌ها ابتدا گمان کردند این تداخل ناشی از کبوترهاست، اما پس از پاکسازی کامل گیرنده، متوجه شدند که در حال شنیدن صدای آغاز جهان هستند. این کشف تصادفی، مهر تأییدی بر پیش‌بینی‌های دانشمندانی چون رالف آلفر و رابرت دیک بود.

لحظات اولیه: تولد نور و اتم‌ها

در نخستین ثانیه‌های تشکیل جهان، دما به حدود ۵.۵ میلیارد درجه سلسیوس می‌رسید. در این "سوپ اولیه"، ذرات بنیادین (پروتون، نوترون و الکترون) غوطه‌ور بودند. اما جهان اولیه کاملاً تاریک و کدر بود؛ زیرا الکترون‌های آزاد اجازه عبور به فوتون‌های نور را نمی‌دادند.

حدود ۳۸۰,۰۰۰ سال طول کشید تا کیهان به اندازه کافی سرد شود تا الکترون‌ها با هسته‌ها ترکیب شده و اتم‌های خنثی را بسازند. این لحظه، "زمان درخشش" بود؛ یعنی لحظه‌ای که فوتون‌ها آزاد شدند و نور برای اولین بار در کیهان به راه افتاد.

سن جهان و معماهای بی‌پاسخ

ماموریت‌های فضایی متعددی مانند COBE، WMAP و ماهواره پلانک، آسمان را برای یافتن جزئیات دقیق مه‌بانگ رصد کرده‌اند. داده‌های ماهواره پلانک نشان داد که جهان حدود ۱۳.۸۲ میلیارد سال سن دارد. با این حال، نقشه‌های دقیق پلانک سوالات جدیدی ایجاد کردند؛ از جمله اینکه چرا توزیع دما در نیمکره‌های کیهانی کاملاً یکسان نیست؟

علاوه بر این، مشاهدات نشان می‌دهند که تنها ۵ درصد جهان از ماده معمولی (ستاره‌ها و سیارات) ساخته شده است. بخش اعظم کیهان را ماده تاریک و انرژی تاریک تشکیل می‌دهند که با ابزارهای فعلی مستقیماً قابل رویت نیستند.

انبساط شتاب‌دار و سرنوشت کیهان

انیشتین ثابت کرد که هیچ‌چیز نمی‌تواند سریع‌تر از نور حرکت کند، اما این قانون شامل خود فضا-زمان نمی‌شود. در لحظات اولیه (تورم کیهانی)، جهان با سرعتی فراتر از نور منبسط شد. امروزه نیز این انبساط نه تنها ادامه دارد، بلکه تحت تأثیر انرژی تاریک، در حال شتاب گرفتن است.

این بدان معناست که کهکشان‌های دوردست با سرعتی فزاینده از ما دور می‌شوند. روزی فرا خواهد رسید که سرعت دور شدن آن‌ها به قدری زیاد شود که نورشان هرگز به ما نرسد؛ در آن زمان، ناظران زمینی آسمانی را خواهند دید که تنها شامل کهکشان‌های نزدیک است و بقیه جهان برای همیشه در تاریکی فرو می‌رود.

نظریه چندجهانی: آیا ما تنها هستیم؟

بسیاری از فیزیکدانان برجسته، از جمله آلن گاث، معتقدند مدل مه‌بانگ به طور منطقی به ایده «چندجهانی» (Multiverse) منتهی می‌شود. در این مدل، جهان ما تنها یکی از حباب‌های متعددی است که در یک فضای فضا-زمان دائماً منبسط‌ شونده ایجاد شده است. هر یک از این جهان‌ها ممکن است قوانین فیزیک کاملاً متفاوتی داشته باشند.

چالش‌های جدید در سال‌های اخیر

با پرتاب تلسکوپ‌های پیشرفته‌ای مانند جیمز وب، اخترشناسان کهکشان‌هایی را در ابتدای جهان یافته‌اند که بسیار بزرگ‌تر و پیرتر از آن هستند که نظریات سنتی پیش‌بینی می‌کردند. این یافته‌ها به معنای غلط بودن بیگ بنگ نیست، بلکه نشان می‌دهد که مدل‌های ما درباره «چگونگی» شکل‌گیری اولین ستاره‌ها نیاز به بازنگری جدی دارند.

پرسش های متداول

• آیا مه‌بانگ یک انفجار بود؟ خیر، مه‌بانگ بیشتر شبیه به انبساط سریع و ناگهانی فضا بود تا یک انفجار در داخل یک فضای موجود.

• قبل از مه‌بانگ چه بود؟ از نظر فیزیک کلاسیک، زمان با مه‌بانگ آغاز شده است، بنابراین عبارت «قبل از آن» ممکن است بی‌معنی باشد؛ اما برخی نظریات چرخه ای (Cyclic Model) معتقدند جهان‌های قبلی منقبض شده و مه‌بانگ ما را ساخته‌اند.

• ماده تاریک چیست؟ نوعی ماده نامرئی است که نور را جذب یا منعکس نمی‌کند، اما اثر گرانشی آن باعث می‌شود کهکشان‌ها از هم نپاشند.

رویارویی جنگنده‌های آمریکا و چین در آسمان کره جنوبی

بیشتر بخوانید:

بیگ بنگ یک افسانه است؛ کیهان تدریجی متولد شده است!

تماشاخانه

مهمترین سند جهان باستان درباره داریوش و ۹ محکوم به مرگ چه می‌گوید؟ اعدام شورشیان در ۲۵۰۰ سال قبل

چرا یکی از بهترین افتتاحیه‌های تاریخ سینمای ایران در کلاس‌های فیلمنامه نویسی جهان تدریس می‌شود؟ (تماشا کنید)

فیلم های دیگر