لبه کیهان کجاست؟ شاید هیچوقت نفهمیم!!
جی اسمیت
هنگامی که گالیلئو گالیله اولین تلسکوپ خود را در سال 1610 به سوی آسمان گرفت، “مجموعه‌ای از ستارگان بی‌شمار” را کشف کرد که در نوار نوری به نام کهکشان راه شیری پنهان شده بودند. کیهان ما به طور تصاعدی رشد کرد. تقریباً سه قرن بعد، زمانی که اخترشناسان تلسکوپ‌هایی به اندازه کافی بزرگ ساختند که کهکشان راه شیری تنها یکی از «جهان‌ها» است، مرزهای کیهانی دوباره فراتر رفت. به زودی آنها متوجه شدند که کیهان نیز در حال انبساط است و کهکشان‌ها با سرعت‌های فزاینده از یکدیگر عقب‌نشینی می‌کنند. از آن زمان، تلسکوپ‌های بزرگتر نشان داده‌اند که پهنای جهان قابل مشاهده 92 بیلیون سال نوری و غیرقابل درک است و احتمالاً 2 تریلیون کهکشان را در خود جای داده است و با این حال، اخترشناسان هنوز در این فکر هستند که چه مقدار کیهان فراتر از آنچه وجود دارد که مشاهده می‌کنند.
ویرجینیا تریمبل از دانشگاه کالیفرنیا، ایروین، ستاره‌شناس و متخصص در این رشته، می‌گوید: جهان همیشه کمی بزرگتر از آنچه ما می‌بینیم بوده است.
ساخت تلسکوپ‌های بزرگتر دیگر به گسترش کیهان کمک نمی‌کند. تلسکوپ‌ها فقط چیزهای قابل مشاهده را رصد می‌کنند. جان ماتر کیهان شناس برنده جایزه نوبل از مرکز پروازهای فضایی گوددارد ناسا که همچنین دانشمند ارشد تلسکوپ فضایی جیمز وب است، توضیح می‌دهد که شما نمی‌توانید زمان را فراتر از سن جهان ببینید. بنابراین ما کاملاً محدود هستیم. ما قبلاً تا آنجا که ممکن است تصور کنید دیده‌ایم.» در لبه، ما درخشش باقی مانده از انفجار بزرگ به اصطلاح تشعشعات پس زمینه مایکروویو کیهانی (CMB) را می‌بینیم. اما این لبه جادویی جهان نیست. کیهان ما به راه خود ادامه می‌دهد. ما فقط ممکن است هرگز ندانیم تا کجا ادامه خواهد داشت.
در دهه‌های اخیر، کیهان‌شناسان سعی کرده‌اند این معما را ابتدا با تعیین شکل جهان حل کنند، مانند اراتوستن، ریاضیدان یونانی باستان که اندازه زمین را با استفاده از مثلثات ساده محاسبه می‌کند. در تئوری، جهان ما می‌تواند یکی از سه شکل ممکن را داشته باشد که هر کدام به انحنای خود فضا بستگی دارد: زینی شکل (انحنای منفی)، کروی (انحنای مثبت) یا تخت (بدون انحنا).
تعداد کمی از جهان زینی شکل دفاع کرده‌اند، اما یک کیهان کروی برای ما زمینی‌ها منطقی است. زمین مانند خورشید و سیارات گرد است. یک جهان کروی به شما اجازه می‌دهد در هر جهتی به کیهان سفر کنید و به همان جایی که شروع کرده‌اید برگردید، مانند خدمه فردیناند ماژلان که در حال دور زدن کره زمین هستند. اینشتین این مدل را «جهان محدود و در عین حال نامحدود» نامید.
اما از اواخر دهه 1980، مجموعه‌ای از رصدخانه‌های مداری که برای مطالعه CMB ساخته شدند، اندازه‌گیری‌های دقیق‌تری انجام دادند که نشان می‌داد فضا اصلاً انحنا ندارد. تا حدی مسطح است که اخترشناسان می‌توانند اندازه‌گیری کنند – اگر یک کره است، یک کره آنقدر بزرگ است که حتی کل جهان قابل مشاهده ما هیچ انحنای را ثبت نمی‌کند.
ماتر می‌گوید: «جهان مانند یک صفحه کاغذ [بی‌پایان] صاف است. بر این اساس، شما می‌توانید بی‌نهایت در هر جهتی ادامه دهید و جهان کم و بیش به همین شکل خواهد بود. شما هرگز به لبه‌ای از این جهان مسطح نمی‌رسید. شما فقط کهکشانهای بیشتر و بیشتری پیدا می‌کنید.
همه اینها برای اکثر ستاره‌شناسان خوب است. یک جهان مسطح هم با مشاهده و هم با نظریه موافق است، بنابراین این ایده اکنون در قلب کیهان شناسی مدرن قرار دارد.
مشکل این است که برخلاف یک جهان کروی، یک جهان مسطح می‌تواند بی‌نهایت باشد یا نه و هیچ راه واقعی برای تشخیص تفاوت وجود ندارد. برای اینکه ببینید آیا جهان نامتناهی وجود دارد یا خیر، به دنبال چه چیزی می‌گردید؟ تریمبل می‌گوید: “هیچ کس کاملا نمی داند.”
بنابراین، در عوض، اخترشناسان امیدوارند که پاسخی تئوری بیابند، مدلی که می‌تواند به هر طریقی اثبات غیرمستقیم ارائه دهد. به عنوان مثال، مدل استاندارد فیزیک وجود ذرات متعددی مانند بوزون هیگز را سالها قبل از کشف واقعی آنها پیش‌بینی کرد. با این حال فیزیکدانان هنوز آن ذرات را واقعی فرض می‌کردند.
تریمبل می‌گوید: «اگر توصیف خوبی از همه چیزهایی که تاکنون مشاهده کرده‌اید داشته باشید و آن چیزی را پیش‌بینی کند که درست است، پس انتظار دارید که درست باشد. بیشتر دانشمندان در مورد نحوه عملکرد علم اینگونه فکر می کنند.
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
Where is the edge of the universe?
We may never know.
By Eric Betz | Published: August 31, 2023
https://www.astronomy.com/science/where-is-the-edge-of-the-universe/