در خبرهای مختلف همیشه گفته میشود که تصاویر جیمز وب دید انسان به جهان هستی را کاملا تغییر داده است. اما آیا تلسکوپ جیمز وب واقعا توانسته قوانین فیزیک را زیر سوال برده و اخترشناسی را دگرگون کند؟
زمان زیادی از عملیاتی شدن تلسکوپ جیمز وب نگذشته بود که دانشمندان با شگفتی به تصاویر ارسالی نگاه کردند. جیمز وب تعدادی کهکشان را از روزهای اولیه جهان شکار کرده بود؛ اما مشکل اینجا بود که آنها بیش از حد بزرگ و درخشان بودند و تعداد بسیار زیادی ستاره داشتند. مواردی که با سن این کهکشانها اصلا همخوانی نداشت. همین نیز باعث شد که برخی ادعا کنند تلسکوپ جیمز وب توانسته قوانین فیزیک و دانش ما در مورد جهان را تغییر دهد.
نبرد عجیب تلسکوپ فضایی جیمز وب با نظریه مهبانگ و قوانین فیزیک
نظریه مهبانگ (همان بیگ بنگ) بهترین پاسخ ما برای توضیح اتفاقات رخ داده در آغاز هستی است. این نظریه به گذشته بسیار دور باز میگردد. زمانی که جهان هستی نسبت به امروز بسیار کوچکتر، داغتر و متراکمتر بود. مهبانگ برای اولینبار در اوایل قرن بیستم ارائه شد و از آن زمان توانسته بسیاری از پدیدههای فضایی از جمله تکامل کهکشانها را توضیح دهد.
طبیعتا نظریه مهبانگ نمیتواند با قطعیت بهشما بگوید که کدام کهکشانها کجا ظاهر خواهند شد؛ اما میتواند احتمالهای قوی را مطرح کند. بهعنوان مثال دانشمندان میتوانند با تقریبی مناسب بگویند که در یک منطقه مشخص و در یک بازه زمانی خاص از سن جهان هستی چه تعداد کهکشان کوچک، متوسط و بزرگ شکل خواهند گرفت. هرچند تا پیش از عملیاتی شدن تلسکوپ فضایی جیمز وب ما امکان مشاهده مستقیم کهکشانهای شکلگرفته در مراحل اولیه جهان هستی را نداشتیم.
در واقع دانشمندان ناسا نیز تلسکوپ فضایی جیمز وب را با هدف بررسی تکامل کهکشانها و نه لزوما تغییر قوانین فیزیک ساخته بودند. هرچند در سال ۲۰۲۲ ظاهر شدن یک تیتر در اخبار نجوم همه را شوکه کرد. تلسکوپ جیمز وب موفق شده بود تصاویر مربوط به تعدادی کهکشان فوقالعاده دور را ارسال کند. این کهکشانها بهشکل عجیبی بزرگ بودند.
همچنین اندازهگیری میزان سرخگرایی کهکشانها نیز عدد ۱۶ را نشان داد. بهاین معنی که این کهکشانها تنها ۲۰۰ تا ۲۵۰ میلیون سال پس از رخ دادن مهبانگ وجود داشتهاند. با وجود این، کهکشانهای اشاره شده بهصورت کامل تکامل یافته بودند و حتی بازوهای مارپیچی هم داشتند. تصویری که تلسکوپ جیمز وب از این کهکشانها ارائه میداد کاملا با قوانین فیزیک و نظریه مهبانگ در تضاد بود. گویی که تعدادی نوجوان را در یک مهدکودک ببینید.
یافتههای جدید تلسکوپ جیمز وب باعث شد که در اخبار علمی سرتاسر جهان بحث مرگ نظریه مهبانگ مطرح شود. هرچند در این میان یک مسئله مهم نادیده گرفته شده بود. اخترشناسان میزان سرخگرایی کهکشانهای مورد بحث را با استفاده از یک روش بهنام شیدسنجی اندازهگیری کرده بودند. روشی که چندان دقیق نیست. در واقع تا زمان بررسی دقیق سرخگرایی یک کهکشان نمیتوان در مورد نابودی مهبانگ و قوانین فیزیک بهدست تلسکوپ جیمز وب صحبت کرد.
همین هم شد. چند ماه بعد اخترشناسان در نتایج بهدست آمده بازنگری کردند. در نهایت نیز مشخص گشت که این کهکشانها کاملا عادی هستند. بهعنوان مثال سرخگرایی یک کهکشان از ۱۶ به ۴.۹ کاهش یابد. بدینترتیب این کهکشان تنها ۲۴۰ میلیون سال پس از مهبانگ ظاهر نشده، بلکه حداقل یک میلیارد سال پس از آن تکامل یافته بود. همین اختلاف زمانی نیز برای نظریه مهبانگ کافی بهنظر میرسد تا بتواند جزئیات مربوط به اندازه و شکل کهکشان را توضیح دهد.
توضیحات ارائه شده برای یک کهکشان متفاوت
طبیعتا بازنگری در میزان سرخگرایی کهکشانها چندان برای علاقهمندان به نجوم جذاب نبود؛ زیرا آنها منتظر رخ دادن یک اتفاق هیجانانگیز بودند. هرچند میزان سرخگرایی تایید شده یکی از کهکشانهای موجود در تصاویر تلسکوپ جیمز وب همچنان امیدها را برای تغییر قوانین فیزیک زنده نگه داشت. این کهکشان JADES-GS-z14-0 نام دارد و با سرخگرایی ۱۴.۳۲ بهعنوان دورترین کهکشان مشاهده شده توسط بشر شناخته میشود.
در واقع این کهکشان در هنگام جشن تولد ۲۹۰ میلیون سالگی جهان هستی حضور داشته است. البته دانشمندان نیز انتظار داشتند که کهکشانها در همین زمان شکل گرفته باشند. بههمینخاطر تلسکوپ جیمز وب را توسعه دادند. بررسیها نشان داد که در آن زمان کهکشان JADES-GS-z14-0 سن نسبتا کمی داشته است؛ زیرا عرض آن از ۱۶۰۰ سال نوری فراتر نمیرفت. در حالی که امروزه عرض کهکشان راه شیری به حدود ۱۰۰ هزار سال میرسد.
همه اینها با مهبانگ سازگار است؛ اما مشکل اینجاست که تعداد ستارههای موجود در این کهکشان عادی نیستند و میزان درخشش آنها نیز بیشتر از انتظارات بهنظر میرسد. نتایج بهدست آمده در حدی نیستند که بگوییم تلسکوپ جیمز وب قوانین فیزیک و دید ما به جهان هستی را تغییر خواهد داد؛ اما باعث میشوند که پرسشهای مهمی در مورد تکامل کهکشانها ایجاد شود. در واقع حداقل میتوان گفت که این نظریه در آینده بهاندکی تغییر نیاز دارد.
برخی دانشمندان معتقد هستند که میتوان در مورد مشاهدات تلسکوپ جیمز وب توضیحاتی را ارائه داد. بهعنوان مثال ممکن است سیاه چالههای بزرگ پیش از این کهکشانها بهوجود آمده باشند. در نتیجه قدرت گرانشی فوقالعاده زیاد سیاه چاله سبب ایجاد موجی از ستارههای جدید شود. شاید هم نتایج انفجار ابرنواختر و مکانیزمهای مربوط به آن سبب شده باشد که ستارههای زیادی در یک کهکشان قدیمی پدید آیند.
حتی شاید این احتمال وجود داشته باشد که ما هنوز یک عنصر مهم را در جهان هستی شناسایی نکردهایم. بهعنوان مثال برخی احتمال میدهند که انرژی تاریک نقش مهمی در تکامل جهان هستی ایفا کرده باشد. در این حالت ظهور کهکشانهای کوچک و پر ستاره در تصاویر تلسکوپ جیمز وب لزوما نافی نظریه مهبانگ و قوانین فیزیک نخواهد بود.
مهندسان ناسا تلسکوپ جیمز وب را با هدف آشکار کردن وضعیت اولین کهکشانهای جهان ساختند و حالا نیز این تلسکوپ همین کار را انجام میدهد. هرچند بعید بهنظر میرسد که با تنها چند تصویر از کهکشانهای قدیمی یک نظریه قوی بهنام مهبانگ زیر سوال برود. مخصوصا اینکه در طول چندین دهه پژوهشهای علمی و مشاهدات گسترده این نظریه را تایید کردهاند.
با همه اینها تفاوت علم با باور در این است که احتمال تغییر را میپذیرد. دانشمندان نیز همیشه این احتمال را در ذهن خود دارند که ممکن است نظریه مهبانگ اشتباه باشد. در واقع همین رویکرد سبب پیشرفت انسان در قرنهای مختلف شده است؛ اما آیا تلسکوپ فضایی جیمز وب در آینده میتواند نظریه مهبانگ و یا قوانین فیزیک را تکان دهد؟