شکل کیهان چگونه است؟

زمانی که کیهان شناسان درباره شکل و هندسه جهان صحبت می‌کنند، منظورشان شکل کلی فضا – زمان است. در جهان در حال گسترش ما، اساساً دو احتمال وجود دارد. اگر گرانشی که همه مواد موجود در عالم پدید می‌آورند، قوی‌تر از انبساط باشد، در نهایت همه چیز را گردهم می‌آورد. در این صورت، ما در جهان بسته یا کروی زندگی می‌کنیم. اگر هر چیزی که عامل انبساط است بر گرانش غلبه کند، جهان ما، جهان در حال انبساط پیوسته یا باز است که به زین شباهت دارد.

به هر روی نکته جالب آنکه، به نظر می‌رسد تعادل جهان بین این دو گزینه، کاملاً بی‌ثبات است. تئوری تورم کیهانی با حذف هر گونه انحنای کلی، در توضیح این وضعیت به ما کمک می‌کند. اکنون این ایده که ما در جهانی تخت زندگی می‌کنیم، به بخشی از مدل استاندارد کیهان‌شناسی تبدیل شده است. حتی در این صورت هم، شک و تردیدهایی وجود دارد.

الساندرو ملچیوری از دانشگاه ساپینزا در رم ایتالیا، عضوی از گروهی است که آخرین داده‌های ماموریت پلانک را تجزیه و تحلیل کرده است. آنها نوسان‌های دما در پس‌زمینه ریزموج کیهانی را به دقت اندازه گرفتند. یکی از موضوعاتی که این پژوهشگران، بررسی کردند میزان اعوجاج نور پس‌زمینه ریزموج کیهانی در پدیده عدسی گرانشی ضعیف هنگام حرکت به سمت ما بود. آنها همگرایی گرانشی بیشتری را نسبت به مدل استاندارد کیهان‌شناسی یافتند، مگر حالتی که فرض جهان تخت را در نظر نگرفت. ملچیوری می‌گوید: «اگر مدل را متناسب کنید و اجازه دهید که انحنا تغییر کند، می‌بینید که بهترین راه حل، جهانی بسته با ماده تاریک بیشتر است.»

اما همانطور که ملچیوری و همکارانش در یک پژوهش دیگر نشان دادند، جهان بسته ناهماهنگی‌هایی را که کیهان‌شناسان در مدل استاندارد مشاهده می‌کنند، بیشتر می‌کند. بویژه با در نظر گرفتن این واقعیت که به نظر می‌رسد جهان با سرعتی بیش از آنچه که باید، در حال گسترش است. اگر جهان کروی باشد، نه مسطح، توضیح وضعیت، باز هم سخت‌تر می‌شود.

تقریباً همه اندازه‌گیری‌های دیگر بیانگر آن است که جهان مسطح است. البته ممکن است که مشاهده‌های اخیر صرفاً یک خوش اقبالی آماری باشد که به عنوان مثال با بررسی‌های جدید کیهانی تلسکوپ ورا روبین یا ماهواره اقلیدس از بین برود.

اما اگر چنین نباشد، بهترین راه پیش‌رو، استخراج داده‌های بهتر درباره ماهیت واقعی انفجار بزرگ و تورم کیهانی است. اینجا است که امواج گرانشی اهمیت می‌یابند. این امواج در فضا – زمان (که معمولاً به عنوان نتیجه برخورد بین سیاهچاله‌های دور شناخته می‌شود)، همچنین می‌تواند دریچه‌ای رو به ما باز کند برای مشاهده دنیای اولیه. البته در صورتی که بتوانیم این امواج را که از دورترین نقاط کیهان به سمت ما آمده‌اند، آشکارسازی کنیم.

ون دن بروک می‌گوید: «تعداد زیادی مکانیسم (کیهان شناختی) وجود دارد که می‌توان تصور کرد در کسری از ثانیه پس از انفجار بزرگ روی داده و آبشاری از تابش گرانشی پدید آورده باشد.»

امروزه امواج گرانشی اولیه، به صورت پس‌زمینه‌ای از امواج که از همه جهات می‌آیند، قابل مشاهده است. این امواج اولیه متفاوت هستند، از این نظر که طول موج آنها بسیار طولانی‌تر از آنهایی است که ما به دلیل انبساط جهان، از برخورد سیاهچاله‌ها شناسایی کرده‌ایم. بهترین ردیاب‌های موج گرانشی زمینی ما با فرکانس خیلی بالا کار می‌کنند و به همین دلیل دیدن آنها مشکل است. اما آشکارساز فضایی اسا (سازمان فضایی اروپا)، به نام آنتن فضایی تداخل لیزری (LISA) برای این کار مناسب است.

پادیلا می‌گوید: «اگر می‌توانستیم امواج گرانشی اولیه را نیز ببینیم، ماجرا بسیار هیجان‌انگیز می‌شد. آن وقت واقعاً می‌توانستیم چیزهای زیادی در مورد جهان بیاموزیم.» شاید از همه مهم‌تر اینکه درمی‌یافتیم آیا تورم واقعاً روی داده است یا نه و آیا جهان کاملاً تخت است یا نه؟

منابع

1. سلیمان فرهادیان. مجله دانشمند.