جیمز وب با قطعیت می‌گوید که تصور ما از جهان اشتباه است

تلسکوپ فضایی جیمز وب توانسته داده‌های جدیدی در رابطه با سرعت انبساط جهان به‌دست آورد. داده‌های جیمز وب خطای محاسباتی نیستند و قطعا اشکالی در تصور ما از جهان وجود دارد.

جهان حالتی ثابت و پایدار ندارد و همیشه در حال گسترش است. هرچند که سرعت گسترش جهان در مناطق مختلف ثابت نیست و با توجه به نقطه‌ای که مدنظر شماست تغییر می‌کند. این مسئله به‌یکی از مشکلات مهم در فیزیک تبدیل شده بود. البته دانشمندان گمان می‌کردند که چنین موردی صرفا به‌خطای محاسباتی یا محدودیت‌های تجهیزات علمی بشر مربوط می‌شود. ولی ظاهرا تلسکوپ جیمز وب نظر دیگری دارد.

تلسکوپ جیمز وب نرخ انبساط جهان را هدف گرفته است

در سال ۲۰۱۹ بود که تلسکوپ هابل به‌بررسی سرعت گسترش جهان پرداخت. یافته‌های این تلسکوپ تایید کرد که نرخ گسترش جهان در مناطق مختلف متفاوت است. هرچند دانشمندان چندان مطمئن نبودند و در سال ۲۰۲۳ این ماموریت را به‌تلسکوپ جیمز وب سپردند. اندازه‌گیری‌های دقیق‌تر جیمز وب نیز مشکل را تایید کردند.

حالا دانشمندان برای بار سوم مسئله سرعت گسترش جهان را بررسی کرده‌اند. هرچند که اینبار دو تلسکوپ جیمز وب و هابل با همکاری یکدیگر این کار را انجام دادند. داده‌های دریافتی نشان می‌دهد که هیچگونه خطای محاسباتی در کار نیست. بدین‌ترتیب یک مشکل بزرگ در جهان‌بینی ما وجود دارد و دانشمندان باید در باورهای خود تجدیدنظر کنند.

آدام ریس، استاد فیزیک و اخترشناسی دانشگاه جان هاپکینز نیز از این اتفاق هیجان‌زده شده است. به‌باور وی وقتی احتمال خطای محاسباتی از بین می‌رود، تنها گزینه باقی‌مانده می‌تواند این باشد که ما دید اشتباهی از جهان اطراف خود داشته‌ایم. بد نیست بدانید که آدام ریس در کنار سال پرلماتر و برایان اشمیت در سال ۲۰۱۱ به‌طور مشترک جایزه نوبل فیزیک را دریافت کردند. آنها توانسته بودند در سال ۱۹۹۸ انرژی تاریک را کشف کنند، نیرویی مرموز که پشت انبساط جهان قرار دارد. در واقع اینبار جیمز وب توانسته تصویری کاملا متفاوت از انبساط جهان را ارائه دهد.

در حال حاضر دانشمندان دو روش استاندارد برای اندازه‌گیری ثابت هابل (میزانی که نرخ گسترش جهان را توصیف می‌کند) دارند. در روش اول تغییرات در تابش زمینه کیهانی بررسی می‌شود. تابش زمینه کیهانی همچون یک اثر باستانی فوق‌العاده قدیمی به‌نظر می‌رسد. آنها باقیمانده اولین نوری هستند که حدود ۳۸۰ هزار سال پس از انفجار مه‌بانگ (بیگ‌بنگ) تولید شد. ناگفته نماند که در مقیاس کیهانی ۳۸۰ هزار سال همچون یک چشم‌ برهم‌زدن به‌حساب می‌آید.

بین سال‌های ۲۰۰۹ و ۲۰۱۳ بود که اخترشناسان نقشه‌ای از تابش زمینه کیهانی تهیه کردند. آنها برای اینکار از ماهواره پلانک آژانس فضایی اروپا استفاده کردند. در نهایت نیز سرعت ۴۶۲۰۰ مایل بر ساعت بر سال نوری یا تقریبا ۶۷ کیلومتر بر ثانیه بر مگاپرسک (هر پرسک معادل ۳۰.۹ ترلیون کیلومتر) به‌عنوان ثابت هابل به‌دست آمد.

روش دومی که برای به‌دست‌ آوردن سرعت انبساط جهان وجود دارد، متغیر دلتا قیفاووسی نام گرفته است. در این روش ستاره‌های متغیر مورد بررسی قرار می‌گیرند. ستاره‌هایی که در حال مرگ هستند و لایه‌های بیرونی گاز هلیوم آنها به‌خاطر جذب و آزادسازی تشعشعات ستاره کوچک و بزرگ می‌شود. بدین‌ترتیب آنها همچون لامپ‌هایی که در دوردست قرار دادند، چشمک می‌زنند.

درخشان‌تر شدن ستاره‌های متغیر سبب می‌شود که سرعت چشمک‌زدن کمتر شود. همین نیز به‌اخترشناسان اجازه می‌دهد که روشنایی کلی آنها را اندازه‌گیری کنند. مقایسه میزان روشنایی آنها با میزان پیشین می‌تواند به‌دانشمندان کمک کند که آنها را در یک نردبان کیهانی قرار دهند. بدین‌ترتیب امکان مشاهده گذشته جهان بیش‌ از‌ پیش فراهم خواهد شد. به‌بیانی دیگر دانشمندان می‌توانند با استفاده از نردبان کیهانی نرخ انبساط جهان را محاسبه کنند. اما همینجاست که تلسکوپ جیمز وب مشکل نرخ انبساط جهان را مطرح می‌کند.

با توجه به‌اندازه‌گیری‌های ریس و همکارانش، نرخ انبساط جهان ۷۴ کیلومتر بر ثانیه بر مگاپرسک است. هرچند که این عدد در مقایسه با مقدار به‌دست‌ آمده توسط ماهواره پلانک فوق‌العاده زیاد به‌نظر می‌رسد. در واقع کیهان‌شناسی با یک مشکل بزرگ مواجه شده است. دیوید گراس، اخترشناس برنده جایزه نوبل نیز گفت که ما دیگر این را یک مشکل نمی‌دانیم، بلکه بحرانی بزرگ را در برابر خود داریم.

در ابتدا برخی از دانشمندان نسبت به چنین اتفاقی با دید تردید نگاه می‌کردند. آنها بر این باور بودند که هابل نور دریافتی از ستاره‌های متغیر را با دیگر ستاره‌ها مخلوط کرده و دچار خطا شده است. هرچند که بررسي‌های تلسکوپ جیمز وب در رابطه با نرخ انبساط جهان نیز یافته‌های هابل را تایید کرد. البته هابل دچار برخی اشتباهات جزئی شده بود، اما در کل محاسبات درست بودند.

با وجود این، رایس و همکارانش بیکار ننشستند. آنها هزار ستاره متغیر دیگر را در پنج کهکشان مختلف مورد بررسی قرار دادند. برخی از این ستاره‌ها حتی ۱۳۰ میلیون سال نوری با زمین فاصله داشتند. سپس نوبت به مقایسه داده‌های تلسکوپ جیمز وب با داده‌های پیشین هابل در رابطه با نرخ انبساط جهان رسید. اما در نهایت همان عدد پیشین به‌دست آمد.

ریس با قطعیت می‌گوید که امکان اشتباه محاسباتی وجود ندارد. آنها داده‌های دو تلسکوپ جیمز وب و هابل را ترکیب کرده‌اند تا بیشترین دقت را داشته باشند. حتی از نردبان کیهانی نیز برای رفتن به فواصل دورتر بهره بردند؛ اما در نهایت واقعیت تغییری نکرد. در واقع می‌توان گفت که بحران بزرگی در قلب اخترشناسی ایجاد شده است و به‌این‌ زودی هم برطرف نخواهد شد.

مطالب مرتبط: قبل از بیگ بنگ چه بوده است؛ چند نظریه که مغز شما را منفجر می‌کند! تلسکوپ جیمز وب، درخشان ترین ابرنواختر جهان را کشف کرد + عکس بزرگ‌ترین نقشه ۳ بعدی فضایی جهان، یک میلیون کهکشان پنهان را به تصویر می‌کشد