با انتشار تازه‌ترين نتايج بررسي تابش زمينه كيهاني، پژوهشگران دبليومپ موفق شدند با ارايه دقيق‌ترين تخمين از عمر عالم، از وجود نوع چهارم ذران نوترينو و مشكلات مدل استاندارد كيهان‌شناسي پرده بردارد.

بهنوش خرم‌روز:‌ در مورد جهان،‌ چگونگي پديدايش و زمان آغاز آن تئوري‌هاي متفاوتي وجود داشت، اما اين كه يافته‌هاي به‌دست آمده از 7 سال اطلاعات فضاپيماي دبليومپ ناسا‌ بر برخي از اين نظريه‌ها مهر تاييد بزند، ‌به نظر هيجان‌انگيز مي‌رسد. يافته‌هاي جديد اميد رفع ابهام از بسيار معماهاي كيهاني را به وجود آورده است.

به گزارش وايرد، مطالعات جديد، چشم‌انداز تازه‌اي را از اولين نور جهان منتشر كرده‌اند. به نظر مي‌رسد كه با استفاده از اين تصاوير و تحليل آن‌ها بتوان سن دقيق جهان را تخمين زد. و با شناسايي گاز هليوم اوليه،‌ علامت كليدي انبساط جهان را كه مدل پيشگام در مورد شكل‌گيري جهان است،‌ به دست آورد.

اين نتايج كه بر پايه اطلاعات گردآوري شده كاوشگر ناهمسانگردي ريزموج ويلكينسون ناسا (WMAP) طي هفت سال ‌به دست آمده، شواهد جديدي مبني بر شباهت رازآلود ماهيت انبساط جهان با ثابت كيهاني انيشتين دارد. به علاوه اين اطلاعات جديد نشان مي‌دهد كه دانشمندان مدل درستي براي توضيح گاز داغ اطراف خوشه‌هاي كهكشان‌ها ندارند.

در آغاز قرن بيستم، دانشمندان تصور مي‌كردند جهان حالتي ايستا دارد. اما معادلات نسبيت عام كه آلبرت اينشتين براي توصيف حالت بزرگ‌مقياس عالم ارايه كرده بود، نشان مي‌داد جهاني حالتي پويا دارد و يا در حال انبساط است يا انقباض. از اين‌رو، پارامتري را به نام ثابت كيهاني وارد معادلات خود كرد تا با اثر انبساط يا انقباض عالم مقابله كند. وقتي در دهه 1930، ادوين هابل كشف كرد جهان در حال انبساط است، اينشتين اين پارامتر را حذف كرد و آن‌را بزرگ‌ترين اشتباه زندگي خود ناميد.

سي.ام.بي: تابش زمينه ريزموج كيهاني
تابش زمينه كيهاني، نخستين پرتوهاي نوري است كه پس‌از تولد كيهان منتشر شده است. در آغاز، جهان شلوغ‌تر از آني بود كه پرتوهاي نور بتوانند منتقل شوند، اما چهارصدهزار سال پس‌از مهبانگ، اين نور براي اولين بار در فضا آزاد شد. اين نور قديمي پر از نقاط گرم و سردي است كه نشانه‌هايي از توده‌هاي اوليه‌ تشكيل دهنده كهكشان‌ها هستند.

(براي مشاهده عكس بزرگ، اينجا را كليك كنيد)

دانشمندان بسياري از جمله ويويد اشپرگل از دانشگاه پرينستون و چارلز بنت از دانشگاه جان هاپكينز، اندازه اين نقاط سرد و گرم امروزي را با اندازه آن‌ها در اولين انتشارات نور به فضا مقايسه كرده‌اند تا سن جهان را به دقت محاسبه كنند.

با استفاده از اين اطلاعات و اطلاعات حاصل از مطالعه ابرنواخترهاي دور و ديگر پديده‌هاي كيهان‌شناختي، گروه دانشمندان به اين نتيجه رسيده‌اند كه جهان 13.75 ميليارد سال با 110 ميليون سال كم‌تر يا بيشتر، عمر دارد.

محاسبات قبلي دانشمندان با استفاده از تنها 5 سال اطلاعات مشاهدات ماهواره‌اي، سن جهان را 13.73 ميليارد سال با 120 ميليون سال كم‌تر يا بيشتر نشان داده بود.

مقايسه نقاط سرد و گرم در مدل‌ها و يافته‌هاي جديد
اطلاعات جديد تاييد مي‌كند كه جهان اوليه به سرعت منبسط شده و به عبارت بهتر، متورم شده است. بر اساس نظريه تورمي، جهان در 10 الي 33 ثانيه اول از مقياس زيراتمي به اندازه يك توپ فوتبال رسيده است. طبق اين نظريه كه موفقيت زيادي در توضيح ساختار جهان داشته، نوسان شدت انتشار ريزموج در مقياس‌هاي بزرگ‌تر فضايي بايد به نسبت، بزرگ‌تر از نوسان شدت انتشار اين امواج در مقياس كوچك‌تر باشد. اين الگويي است كه اطلاعات ماهواره جديد آن را تاييد مي‌كند.

مدل استاندارد كيهان‌شناسي پر از انبساط، مواد نامرئي به عنوان ماده تاريك و چيزي به نام انرژي تاريك است كه گفته مي‌شود شتاب‌دهنده انبساط كيهاني است. اما يافته‌هاي ماهواره‌اي جديد به گونه‌اي تازه در مقابل اين مدل در آمده است.

دانشمندان با استفاده از اين يافته‌هاي جديد براي اندازه‌گيري نوسان‌هاي صوتي (معادل كيهاني امواج صوتي) استفاده و تاييد كرده‌اند كه درست همان‌طور كه نظريه انفجار بزرگ مدت‌هاست مي‌گويد، هليوم و هيدروژن را جهان اوليه توليد كرده است. مطالعات قبلي بر پايه ميزان هليوم موجود در قديمي‌ترين ستاره‌هاي كيهان بود و از اندازه‌گيري مستقيم اين گاز در جهان اوليه استفاده نمي‌كرد.

با اين كه شايد اين اطلاعات شگفت‌انگيز و متحيركننده به نظر نرسد،‌ اما به دست آمدن تاييدي براي نظريات موجود،‌ جالب است.

ترديد در نظريات موجود
علاوه بر اين‌ها،‌ دانشمندان از يافته‌هاي اين ماهواره براي تشخيص ذرات خنثاي اوليه به نام نوترينوها در كيهان استفاده كردند. فيزيكدانان 3 نوع نوترينو را مي‌شناسند: نوترينوي الكترون،‌ نوترينوي ميون و نوترينوي تاو. اما يافته‌هاي حاضر، وجود 3 يا 4 نوع را تاييد مي‌كنند و به گفته پژوهشگران، ممكن است دو سال مشاهده بيشتر وجود نوع چهارمي را هم تاييد نمايد.

در يافته‌هايي جداگانه، فراواني فوتون‌هاي تابش زمينه كيهاني در مجاورت خوشه‌هاي كهكشان شناسايي شد. در اين مورد اما يافته‌هاي ماهواره با نظريه موجود در تناقض است. گفته مي‌شود كه الكترون‌هاي پرانرژي مرتبط با خوشه‌هاي كهكشان با برخي از فوتون‌هاي تابش زمينه كيهاني مرتبطند، به صورتي كه اين فوتون‌ها را به سطوح بالاتري از انرژي مي‌فرستند كه كاوشگر قادر به تشخيص آن نيست. در نتيجه كاوشگر، فوتون‌هاي كم انرژي‌تري را در مجاورت خوشه‌ها تشخيص مي‌دهد.

در واقع كاوشگر يك نقص را ضبط مي‌كند،‌ اما اين تنها نيمي از ميزاني است كه نظريه خوشه كهكشان پيش‌بيني كرده است. تلسكوپ قطب جنوب، يك آزمايش زميني است كه تابش زمينه كيهاني را مطالعه مي‌كند و آن هم نقصاني كم‌تر از حد انتظار را نشان داده است. اين عدم هماهنگي با نظريه بدين معناست كه نظريه‌پردازان بايد در فهم خود از خوشه‌هاي كهكشان تجديد نظر نمايند.

منبع : خبر آنلاين