داستان ادوین هابل و انبساط عالم؛ روزی که درک ما از کیهان متحول شد
به گزارش کنفرانس هکا، ادوین هابل یکی از بزرگ ترین رصدگران تاریخ بود که تلسکوپ فضایی هابل نیز به افتخار او نام گذاری شد. هابل با رصدهای دقیقش به یافته های بسیار مهمی دست یافت که انبساط عالم یکی از آن هاست. هابل با کشف انبساط عالم درک بشر از کیهان را تغییر داد و مسئله ای را وارد علم کیهان شناسی کرد که کماکان از بحث های مهم و تاثیرگذار است.
هابل در رصدخانه مونت ویلسون (Mount Wilson Observatory) در لس آنجلس مشغول به کار بود. در آن موقع تلسکوپ 2/5 متری این رصدخانه پیشرفته ترین تلسکوپ دنیا بود. این تلسکوپ که در سال 1917 میلادی ساخته شده بود تا سال 1949 کماکان بزرگ ترین تلسکوپ دنیا بود.
راه شیری تنها کهکشان عالم نیست
هابل با یاری این تلسکوپ به نتیجه ای خیره نماینده دست یافت که درک ما از عالم را کاملا دگرگون کرد. در آن موقع تصور بر این بود که کهکشان ما، راه شیری، تنها کهکشان عالم است و تمام ستاره ها در آن قرار دارند. تمام کهکشان هایی که امروز آن ها را می شناسیم در آن موقع به عنوان سحابی هایی که درون کهکشان راه شیری قرار دارند شناخته می شدند. تا این که هابل جریان بازی را عوض کرد.
او پیروز شد با تلسکوپ قدرتمندی که در اختیار داشت چند ستاره را در سحابی آندرومدا (آن طور که در آن موقع نام داشت) شناسایی کند. از شانس او این ستاره ها از دسته متغیرهای قیفاووسی بودند. ستاره هایی که نورشان در بازه زمانی مشخصی تغییر می نماید. پیش از این اخترشناسان توانسته بودند رابطه ای میان نحوه تغییر نور این ستاره ها و فاصله شان برقرار نمایند. بنابراین با رصد متغیرهای قیفاووسی می شد به راحتی فاصله آن ها از زمین را محاسبه کرد.
هابل نیز از این روش بهره برد و به نتیجه ای خیره نماینده دست یافت: طبق محاسبات او آندرومدا چیزی در حدود 860 هزار سال نوری از زمین فاصله داشت. فاصله ای بسیار بیشتر از دورترین ستاره های کهکشان راه شیری. و این گونه بود که بشر فهمید کهکشانی که در آن زندگی می نماید تنها کهکشان عالم نیست. هرچند که محاسبات ادوین هابل چندان دقیق نبود و اکنون می دانیم فاصله کهکشان آندرومدا از ما حدود 2/5 میلیون سال نوری است.
سخت می توان باور کرد که تا همین صد سال پیش بشر بر این باور بوده که راه شیری تنها کهکشان عالم است. و مرور دستاوردهای علم کیهان شناسی در این صد سال رشد شدید علم در قرن گذشته را نشان می دهد.
انبساط عالم
هابل پس از این کشف مهم کماکان به کار خود ادامه داد و کهکشان های بیشتری را زیر نظر گرفت. او در مرحله بعد از نتایج پژوهش های اخترشناس دیگری به نام وستو ملوین اسلیفر (Vesto Melvin Slipher) استفاده و کوشش کرد تا سرعت دور و نزدیک شدن کهکشان ها را محاسبه کند.
اصل ماجرا چندان پیچیده نیست. با دور یا نزدیک شدن منبع موج به ناظر تغییراتی در طول موج آن اتفاق می افتد که به آن اثر دوپلر می گویند. درست همان اتفاقی که در تغییر صدای آژیر آمبولاس در زمان دور و نزدیک شدنش به مستمع پدید می آید. با این تفاوت که این جا به جای صوت با نور سر و کار داریم.
اثر دوپلر در نور را می توان در تغییر طول موج منبع نور مشاهده کرد. با دور شدن منبع نور از ما طیف آن به سمت قرمز متمایل می گردد که به آن انتقال به سرخ می گویند. در صورت نزدیک شدن منبع نور نیز شاهد انتقال به آبی خواهیم بود.
هابل و همکارانش با اطلاعاتی که در اختیار داشتند و رصدهایی که انجام دادند به این نتیجه رسیدند که کهکشان ها در حال دور شدن از یک دیگرند. یا به عبارتی دیگر عالم در حال انبساط است. انگار که کهکشان ها همچون نقاطی روی یک بادکنک پراکنده شده اند و با باد شدن بادکنک از یک دیگر دور می شوند.
این یافته خلاف تصورات پیشین بود. چرا که پیش از این دانشمندان گمان می کردند با وجود نیروی گرانشی که کهکشان ها به یک دیگر وارد می نمایند اجرام عالم به یک دیگر نزدیک شوند. پس از کشف انبساط عالم بود که اخترشناسان این ایده را مطرح کردند که احتمالا دنیا با یک انفجار شروع شده و چیزی شبیه به موج انفجار در حال دور کردن کهکشان ها از یک دیگر است.
یکی دیگر از یافته های هابل این بود که با افزایش فاصله سرعت دور شدن کهکشان ها از یک دیگر بیشتر می گردد. او با رصدها و محاسباتی که انجام داد متوجه شد نسبت سرعت دور شدن به فاصله کهکشان ها تقریبا عددی ثابت است و از آن جا مفهومی بسیار مهم در کیهان شناسی با نام ثابت هابل شکل گرفت. از آن موقع تا کنون کوشش های زیادی برای افزایش دقت اندازه گیری ثابت هابل انجام شده است. ردپای ثابت هابل در بسیاری از مسائل علم کیهان شناسی دیده می گردد و از این جهت اندازه گیری دقیق آن اهمیت بسیار زیادی دارد.
در دهه های اخیر و با کشف انرژی تاریک و ماده تاریک ماجرای انبساط عالم پیچیده تر از قبل شده است.
یافته های هابل درباره انبساط عالم محاسبه سن عالم را نیز ممکن ساخت و در حال حاضر می دانیم عالم عمری در حدود 13/7 میلیارد سال دارد.
اکنون نود سال از کشف انبساط عالم می گذرد و دانشمندان کماکان در کوشش هستند تا فرآیند انبساط عالم را بهتر درک نمایند.
تصویر کاور: طرحی گرافیکی از روند تکامل و انبساط عالم.
منبع: دیجیکالا مگsabzevartoday.ir: سبزوار: با مجله خبری تحلیلی سبزوار بروز باشید
tafreh.ir: طفره: تارنمای خبری تحلیلی