نگاه اجمالی
برای دانشمندان قرنهای پیشین اینکه کائنات هم تاریخی دارد، فکری غریب بود. از دیدگاه آنها ، قوانین طبیعت ، قوانینی ابدی بود که
خصوصیات ماده را در نوعی زمان تغییر ناپذیر تعیین می‌کرد. تحولاتی از قبیل ولادت ، زندگی و مرگ ، بر حسب مجموعه‌ای از واکنشهای اتمی ساده تبیین می‌شد که خود تغییر ناپذیر بودند. در واقع از نظر آنها ماده تاریخی نداشت.
تاریخمندی کائنات
کائنات با
نظریه انفجار بزرگ ، بعدی تاریخی پیدا می‌کند. این فکر که کائنات دارای تاریخ است به
آلبرت انیشتین بر می‌گردد. کار او روی
ساختار کیهان ، به پیدایش این دیدگاه منجر شد که کائنات در حرکت است.
هابل نشان داد که همه کهکشانها در فرآیند گسترشی که کل کیهان را در بر می‌گیرد، از هم دور می‌شوند. این واقعیت باعث پیدایش این فکر شد که کائنات آغازی داشته است. 15 میلیارد سال قبل در پی انفجاری بزرگ پدید آمده و فرآیند گسترش و سرد شدن را به دنبال کرده است.
سفر به گذشته
- ژرژ گاموف با اعتقاد به گسترش جهان و با تکیه بر کارهای پیشین "الک ندرفریدمن" ریاضیدان روسی و "ژرژ لماتیر" کشیش بلژیکی ، از دانش فیزیک برای سیر در زمان و رسیدن به منبع انفجار بزرگ استفاده کرد.
- با دنبال کردن مسیر زمان به گذشته ، مشاهده می‌کنیم که کهکشانها به یکدیگر می‌رسند، در نتیجه چگالی متوسط کائنات افزایش پیدا می‌کند. بر اساس قوانین فیزیک ، درجه حرارت نیز زیاد می‌شود.
- لذا طبق نظریه انبساط جهان هرچه در طول زمان بیشتر به عقب برگردیم، با درجه حرارتهای بالاتری روبرو خواهیم شد. وقتی از مرز معینی عبور کنیم، ماده رفتار جدیدی از خود نشان می دهد. واکنشهای هسته‌ای آغاز می‌شود. هسته‌های اتمها با یکدیگر برخورد می‌کنند. گاهی باهم ترکیب شده و عناصر تازه و سنگینتری تولید می‌کنند. انرژی بصورت نور ساطع می‌شود.
- هرچه درجه حرارت بیشتر باشد، شمار برخوردها و واکنشهای شدید ، بیشتر می‌شود. در نخستین لحظات تولد کاینات شمار برخوردها ، بدون هرگونه محدودیتی افزایش می‌یابد.
کائنات در تیرگی
کائنات در نخستین میلیونها سال موجودیت خود ، پیش از
تولد ستاره‌ها و
کهکشانها ، زیر سیطره نور بود. ولی قبل از آن یعنی طی اولین میلیون سال عمر ، کائنات بدلیل تراکم زیاد کدر بوده است. نوری که در آن دوران ساطع می‌شد، بلافاصله جذب می‌شد و فرصتی نداشت تا راه خود را به سمت ما بگشاید. این تیرگی دید ما را محدود و هرگونه امید به دیدن منشأ کائنات را به یأس مبدل می‌کند. برای ملاحظه یک فرضیه ذهنی در مورد منشأ کائنات در
ساختار جهان بحث می‌شود. نور حاصل از تابش فسیلی ، در مقطع گذار از تیرگی به شفافیت ساطع شد. پس این نور از کهنسال‌ترین
فوتوها تشکیل یافته است.
شاهدان اولیه
علاوه بر تابش فسیلی ، اتمهای
هیدروژن و
هلیوم شاهدان انفجار بزرگ هستند. این اتمها که کهنسال‌ترین اتمهای موجودند، خاکسترهایی از انفجار بزرگ هستند که ما را از درجه حرارتهای میلیاردی نخستین ثانیه‌های ولادت کائنات آگاه می‌سازند.
کشف تابش فسیلی (Rayinnement Fossile)
تابش فسیلی ،
اشعه میکروموجی کیهانی است که اشعه‌ای ضعیف و تک روند (یعنی شدت آن در همه جهات یکی است) است که دارای
طیف جسم سیاهی به دمای 3 کلوین است. حضور این پرتوهای فسیلی در سال 1946 بوسیله ژرژ گاموف فیزیکدان آمریکایی ـ روسی اعلام شد. پیش بینی گاموف حدود بیست سال بعد در 1965 بطور تصادفی توسط «
آرنوپنزیاس» و «
رابرت ویلسون» به واقعیت بدل شد. آنها ضمن ضبط علامتهای تلستارد (اولین
ماهواره مخابراتی جهان) با استفاده از
رادیوتلسکوپ اشعه اسرار آمیزی با 3
درجه کلوین را هم دریافت کردند.
تأییدی بر تئوری انفجار بزرگ
کشف تابش فسیلی ، سنگ بنای
تئوری بیگ بنگ را مستحکم کرد. وجود این تابش گویای آن است که گسترش کائنات از وضعیت اولیه‌ای آغاز شده است، که دست کم یک میلیارد مرتبه متراکم تر و یک هزار مرتبه گرمتر از امروز بوده است. این تشعشع به مرور زمان و به موازات گسترش کاینات ، سر شده است. درجه حرارت به آهستگی ولی پیوسته کاهش یافته است.
تابش فسیلی یکنواخت
پس از
پنزیاس و ویلسون ، دانشمندان
فیزیک نجومی ، با پشتکار بسیار به مطالعه تابش فسیلی پرداختند. رادیو تلسکوبهای سراسر جهان تجهیز شدند. این اشعه کیهانی در همه جا حاضر و در همه جا یکسان بود. حرارت آن در تمام پهنه عالم همان 3 درجه کلوین بود. تئوری بیگ بنگ از نخستین آزمایش سربلند بیرون آمده بود و پیدایش کاینات از تخیل به حقیقت بدل می‌شد. معلوم می‌شد که واقعا عالم ، هستی خود را بصورت مرحله‌ای گرم و متراکم آغاز کرده است و سرشار از این
اشعه بوده است. دانه‌های این تابش فسیلی هم اکنون نیز سراسر عالم ما را پر کرده‌اند و در برابر هر خرده
ماده یک میلیارد از این دانه‌ها وجود دارد. لیکن قدرت و نیروی دانه ها چنان اندک است که کمتر از جرم یک هزارم مجموع
انرژی کائنات را تشکیل می‌دهند.
تابش فسیلی پس از انفجار بزرگ
در نخستین لحظه‌های پیدایش کاینات ، نور بر آن مسلط بوده است. در فاصله میان یک ثانیه و سیصد هزار سال پس از انفجار اولیه ، درجه حرارت و غلظت چنان بالا بوده است که هیچ بنیادی از
کهکشان و
ستاره و حتی
اتم نمی‌توانسته‌اند، وجود داشته باشند. فقط حاکمیت با نور بود. این نور گرم و نیروزا بود، بطوری که حرارت آن در سیصد هزار سالگی کائنات ، ده هزار کلوین بوده است.
به گمان گاموف این نور هنوز هم به ما می‌رسد، با این تفاوت که بسیار سرد شده است. تابش فسیلی برای رسیدن به
راه شیری ، 15میلیارد سال در راه بوده است. لذا انرژی و نیروی آن چنان کاهش یافته که فقط با
رادیو تلسکوپ جذب می‌شود. این نور از کهنسال ترین فوتونهای موجود تشکیل یافته است.
مباحث مرتبط با عنوان
