ساختارهاي كيهاني

كهكشان ها سنگ بناي اصلي عالم هستند اگر چه آنها بزرگ ترين ساختارهاي قابل رؤيت نيستند. اين اشيا تمايلي به تنها بودن ندارند و مثل انسان ها دوست دارند كه با هم متحد شوند. اصطلاحي كه براي توصيف چگونگي توزيع كهكشان ها در سراسر فواصل كيهان شناسي به كار مي رود، « ساختار بزرگ مقياس » (1) نام دارد. سرچشمه اين ساختار يكي از داغ ترين موضوعات كيهان شناسي مدرن است. اما پيش از اينكه علت را توضيح دهم ضروري است كه ابتدا به اين موضوع بپردازيم كه واقعاً اين ساختار چيست.

الگوها در فضا

توزيع ماده در بزرگ مقياس، معمولاً به كمك مطالعات و نقشه هاي اسپكتروسكوپي مربوط به تعيين فواصل كهكشاني ( از روي انتقال به سرخ آنها ) و با استفاده از قانون هابل، قابل تعيين است. سال ها پيش از اينكه مطالعات انتقال به سرخ قابل اجرا گردد پي به وجود اين ساختار برده بودند. توزيع كهكشان ها در آسمان بسيار غير يكنواخت است، به طوري كه مي توانيم اين غيريكنواختي را در اولين مساحي بزرگ روش مند از موقعيت هاي كهكشاني، نقشه ليك(2)، ملاحظه كنيم.

( 20 ) سحابی اندرومدا. نزدیکترین کهکشان مارپیچی بزرگ به کهکشان راه شیری اندرومدا مثال خوبی از این نوع است. همه ی کهکشان ها مارپیچی نیستند، خوشه های غنی نظیر گیسو اساساً شامل کهکشان های بیضوی بدون بازوهای مارپیچی هستند.
بدون شك، با اينكه اين نقشه بسيار مؤثر است، اما نمي توان مطمئن بود ساختارهايي كه در آن ديده مي شود، واقعاً ساختارهاي فيزيكي باشند بلكه ممكن است فقط آثار تصادفي مسطح سازي باشند.
روي هم رفته، همه ما صور فلكي را مي شناسيم، اما اينها تجمعات فيزيكي نيستند و ستارگان درون آنها در فواصلي بسيار متفاوت از خورشيد واقع شده اند. به همين دليل، وسيله اصلي كيهان نگاري همان نقشه برداري انتقال به سرخ است.
يك مثال معروف از اين رويكرد نقشه برداري مركز اخترفيزيك (CFA)، هاروارد- اسميتسونين ( 3 ) است كه براي اولين بار نتايج خود

( 21 ) نقشه لیک. به وسیله ی شمارش دقیق چشمی کهکشان های روی صفحات نقشه، نقشه لیک توزیع حدود یک میلیون کهکشان در سراسر آسمان را نشان می دهد. الگوی عناصر و خوشه ها تأثیر گذار است. تراکم بر آمده نزدیک مرکز، خوشه گیسوست.
را در سال 1986 منتشر كرد، كه نقشه برداري از انتقال به سرخ مربوط به 1061 كهكشان را شامل مي شد كه در نوار باريكي از آسمان قرار داشتند و توسط مساح آسمان پالومار (4)، در سال 1961 منتشر گرديد. اين مساحي متعاقباً توسط همان تيم و براي باريكه هاي متعدد ديگري بسط و توسعه يافت.

( 22 ) نقشه انتقال به سرخ کهکشانی 2df. این نقشه برداری، که هنوز در حال انجام است، برای اندازه گیری انتقال به سرخ حدود 250 هزار کهکشان برنامه ریزی شده است. اگر چه برخی از بخش های نقشه تکمیل نشده است، از نتیجه تکه های از دست رفته نقشه، می توان متوجه ظهور پیچیدگی بسیار زیاد شبکه ساختارهای توسعه یافته که میلیاردها سال نوری از ما فاصله دارند، شد.
تا دهه 1990، مساحي هاي انتقال به سرخ بسيار كند و پر زحمت بودند زيرا براي هر كهكشان مي بايست تلسكوپ را به كار مي گرفتند و از روي طيف گرفته شده، انتقال به سرخ را محاسبه مي كردند. و بعد به سراغ كهكشان بعدي مي رفتند و براي به دست آوردن چندين هزار انتقال به سرخ بايد ماه ها وقت تلسكوپ گرفته مي شد و به خاطر رقابت بر سر منابع، معمولاً سال ها به طول مي انجاميد.
اخيراً اختراع وسايل مولتي- فيبري ( چند- رشته اي) در تلسكوپ هايي با ميدان ديد وسيع امكان گرفتن بيش از 400 طيف همزمان، با قرار دادن تلسكوپ در يك نقطه را به دست مي دهند. در ميان آخرين نسل از نقشه برداري هاي انتقال به سرخ كه يكي از آنها كه توسط بريتانياي كبير و استراليا و با استفاده از تلسكوپ آنگلو- استرالين (‌ انگليسي- استراليايي ) (5)، اداره مي شود، نقشه برداري ميدان 2 درجه (6)( 2df ) است كه اين مساح بالاخره، نقشه مكان حدود 250/000 كهكشان را ترسيم خواهد كرد.
براي توصيف اجتماع بسياري از كهكشان ها اصطلاح خوشه كهكشاني به كار مي رود. خوشه ها مي توانند تركيبي از اندازه ها و تعداد كهكشان هاي متفاوت باشند. به عنوان مثال كهكشان ما، راه شيري، عضوي از خوشه اي است كه به « گروه محلي كهكشان ها » موسوم است كه خوشه اي نسبتاً كوچك از كهكشان هايي است كه تنها يكي از اعضاي ديگر بزرگ آن كهكشان آندرومدا ( M31 ) است. در منتها اليهي ديگر، خوشه هاي غني كهكشاني وجود دارند كه به خوشه هاي اَبل (7) معروفند و در ناحيه اي كه تنها چند ميليون سال نوري وسعت دارد شامل چند صد يا حتي هزاران كهكشان هستند.
مثال هاي آشنا و نزديك به ما از اين قبيل ساختارها، خوشه هاي سنبله (8) و گيسو (9) هستند. در ميان اين دو به نظر مي رسد كه كهكشان ها در سيستم هاي با چگالي متفاوت و متغير به طور يكنواخت توزيع مي شوند.
چگالترين خوشه هاي آبل به وضوح، اجرام رمبيده شده اي هستند كه توسط گرانش خود، همديگر را به طور متعادلي در كنار يكديگر نگه مي دارند. سيستم هايي كه به لحاظ فضايي گسترده تر و كم قدرت ترند، ممكن است به اين صورت به يكديگر مقيد نشوند اما احتمال دارد به سادگي به تمايل استاتيكي عمومي كهكشان هايي كه مي خواهند در كنار هم توده اي از كهكشان ها را بسازند پاسخ دهند.
خوشه هاي كهكشاني خاص هنوز بزرگ ترين ساختارهاي تاكنون رصد شده، نيستند. توزيع كهكشان هايي در مقياس بزرگ تر از حدود 30 ميليون سال نوري نيز پيچيدگي و سردرگمي هاي فراواني را به وجود مي آورد. نقشه برداري هاي رصدي اخير نشان داده اند كه كهكشان ها به سادگي به صورت « گوي هاي » شبه كروي نظير خوشه هاي آبل توزيع نمي شوند، بلكه گاهي نيز در ساختارهايي شبه خطي كه فيلامان يا رشته اي ناميده مي شوند و يا ساختارهاي صفحه مانند نظير ديوار عظيم (10) ‌قرار مي گيرند. اين تقريباً چكيده 2 بعدي كهكشان هايي است كه در سال 1988 توسط ستاره شناسان مركز اختر فيزيك هاروارد- اسميتسونين كشف شده است. اندازه ديوار عظيم حداقل 200 ميليون سال نوري در 600 ميليون سال نوري است اما ضخامت آن از 20 ميليون سال نوري كمتر است و هزاران كهكشان را شامل مي شود. و جرمي معادل حداقل
برابر جرم خورشيد دارد. خوشه هاي غني خودشان در كنار هم خوشه اي با توده بي نهايت عظيم الجثه اي مي سازند كه ابرخوشه ناميده مي شود. تعداد زيادي از ابرخوشه ها شناخته شده اند كه از حدود 10 تا بيش از 50 خوشه غني را در بر مي گيرند. برجسته ترين ابر خوشه ی شناخته شده، ابرخوشه شيپلي (11) ناميده مي شود در حالي كه نزديك ترين ابرخوشه به ما، ابرخوشه محلي (12) است كه خوشه سنبله كه در بالا به آن اشاره شد، در مركز آن واقع شده است و ساختار مسطحي دارد و گروه محلي در سطح آن حركت مي كند.
ابرخوشه ها با اندازه اي به بزرگي 300 ميليون سال نوري شناخته مي شوند و شامل ماده با جرم بيش از
برابر جرم خورشيد هستند. اين ساختارها با نواحي تقريباً خالي پهناوري تكميل مي شوند كه بسياري از آنها تقريباً به صورت كروي ديده مي شوند. اين « تهي جاي » (13) ها يا شامل كهكشان هايي خيلي خيلي كمتر از ميانگين هستند يا اينكه اصلاً حتي يك كهكشان هم ندارند. « تهي جاي » هايي با چگالي كمتر از 10 درصد ميانگين در مقياس هاي بزرگ تر از 200 ميليون سال نوري در نقشه برداري هاي انتقال به سرخ بزرگ مقياس آشكارسازي شده اند. وجود « تهي جاي » هاي بسيار بزرگ، وقتي صحبت از وجود خوشه هاي كهكشاني و ابرخوشه ها در مقياس هاي خيلي بزرگ مي شود، زياد تعجب ‌آور نيست، زيرا لازم است كه نواحي با چگالي كمتر از چگالي ميانگين وجود داشته باشند تا نواحي با چگالي بزرگ تر از چگالي ميانگين به وجود بيايند. نتيجه اي كه موقع ديدن نقشه هاي ساختار بزرگ مقياس به وجود مي آيد اين است كه « بافت » بيكران كيهاني، شبكه اي پيچيده از رشته ها و صفحات متقاطع است.
اما چنين پيچيدگي اي چگونه رخ مي دهد؟ مدل انفجار بزرگ بر اين فرض استناد مي كند كه عالم همگن و يكنواخت است و به عبارت ديگر با اصول كيهان شناسي سازگار است.
خوشبختانه در حقيقت چنين به نظر مي رسد كه اين ساختار در مقياس هاي بزرگ تر از مقياس شبكه كيهاني به پايان مي رسد. اين مسئله را رصدهاي زمينه ريزموج كيهاني كه پس از طي15 ميليارد سال نوري از عالم اوليه به ما مي رسد، تأييد مي كنند. با توجه به اينكه زمينه ريزموج در آسمان تقريباً يكنواخت است لذا با اصل كيهان شناسي در تطابق است. البته اين سازگاري تقريبي است.

تشكيل ساختار

ماهواره كوبي(14)، در سال 1992 آشكارسازهاي حساس خود را براي آشكارسازي و نقشه برداري از هر تغييري در دماي تابش زمينه ريزموج است به كار گرفت. با توجه به كشف سال 1965 آنها، به نظر مي رسيد كه اين زمينه ريزموج در آسمان همسانگرد باشد.
بعداً دريافتند كه در بزرگ مقياس آسمان تغيير حرارتي اي در حدود يك در هزار دارد كه آن را به اثر داپلر نسبت دادند و معتقدند كه ناشي از حركت زمين در ميدان تابشي حاصل از انفجار بزرگ است كه در سراسر عالم باقي مانده است. آسمان در جهتي كه ما حركت مي كنيم كمي گرم تر و در جهتي كه از آن مي آييم كمي سردتر به نظر مي رسد. اما علي رغم اين تغيير « دوقطبي »، چنين به نظر مي رسد كه تابش در تمام جهات يكسان است. ولي مدت هاي طولاني نظريه پردازان چنين گمان مي بردند كه بايد ساختاري در زمينه ريزموج وجود داشته باشد كه آن را مانند الگوي مواجي از نقاط سرد و داغ تصور مي كردند. اينها چيزهايي بود كه ماهواره كوبي پيدا كرد و به همين خاطر در سر خط خبر روزنامه هاي سراسر دنيا قرار گرفت.
پس بالاخره چرا زمينه ريزموج، يكنواخت نيست؟ پاسخ به اصل ساختار بزرگ مقياس مرتبط است و مانند هميشه در كيهان شناسي، گرانش اين پيوند را ايجاد مي كند.
مدل هاي فريدمان در آگاهي بخشيدن راجع به چگونگي تغيير عالم با گذشت زمان نقش مهمي ايفا مي كنند. اما اين مدل ها غير واقعي هستند زيرا آنها عالم را كاملاً ايده آل، يكنواخت و بدون نقص در نظر مي گيرند. عالمي كه اين گونه آغاز شده باشد، تا ابد هم همين طور كامل و بي نقص خواهد ماند ولي در موقعيت واقعي نواقص و عيوب همواره وجود دارند. برخي نواحي ممكن است كمي چگال تر از ميانگين و برخي نواحي رقيق تر از ميانگين باشند. حال يك عالم اندكي غير يكنواخت و متلاطم چگونه رفتار مي كند؟ پاسخ به نحوي چشمگير، با حالت ايده آل تفاوت دارد. تكه اي از عالم كه چگال تر از ميانگين است، ميدان گرانشي قوي تري بر محيط اطراف خود اعمال مي كند. به همين دليل تمايل دارد كه ماده را به سمت خود بمكد و همسايگان خود را خالي كند. با اين كار، حتي نسبت به قبل چگال تر هم خواهد شد. و در نتيجه با قدرت بيشتري شروع به جذب كردن مي كند. اين اثر گريز ناپذير رشد توده شدگي است كه « ناپايداري گرانشي » (15) ناميده مي شود. سرانجام اين توده هاي به شدت به يكديگر مقيد شده، شكل مي گيرند و شروع به جمع شدن در كنار يكديگر مي كنند تا رشته ها و صفحاتي نظير آنهايي كه در نقشه هاي ساختار كيهاني وجود دارند، به وجود آورند. تنها افت و خيزهاي بسيار كوچك از اين مراحل پس زده مي شوند، اما گرانش مانند يك تقويت كننده ی قوي، اين تحركات مواج كوچك را به افت و

( 23 ) ناهمواری های کوبی. در سال 1992. ماهواره اکتشافگر زمینه کیهانی ( COBE ). نوسانات حرارتی کوچک در حدود زمینه ریز موج کیهانی را در آسمان اندازه گرفت. به نظر می رسد این ناهمواری های مانند دانه هایی هستند که کهکشان ها و ساختار بزرگ مقیاس از آنها می رویند.
خيزهاي عظيم در چگالي تبديل مي كند. ما مي توانيم نقشه محصول نهايي را با استفاده از نقشه برداري هاي كهكشاني ترسيم كنيم و ورودي اوليه را از نقشه كوبي پيدا كنيم. تورم كيهاني، افت و خيزهاي كوانتومي توليد مي كند تصوير اصلي مربوط به چگونگي تشكيل ساختار به سال ها قبل بر مي گردد اما برگرداندن آن به محاسبات پيش گويانه جزيي تر، به دليل رفتار پيچيده گرانش بسيار سخت است. من در فصل 3 به اين مورد اشاره كردم كه حل اين مسئله بدون استفاده از ساده سازي هاي مربوط به تقارن حتي با معادلات حركت نيوتن هم دشوار است.
در مراحل پاياني ناپايداري گرانشي، چنين ساده سازي اي وجود ندارد. هر جسمي در عالم، جسم ديگر را مي كشد و لازم است كه

( 24 ) میدان عمیق هابل. با استفاده از نشانه روی تلسکوپ فضایی هابل به سوی یک تکه خالی از آسمان، این تصویر گرفته شده است و این تصویر آرایشی شگفت انگیز از کهکشان های کم نور و دور دست را نشان می دهد. برخی از این اجرام در چنان فواصل بی نهایت بزرگی قرار دارند که نورشان بیش از 90 درصد از سن عالم را برای رسیدن به ما در راه بوده است. لذا می توانیم رخ دادن تحول کهکشانی را ببینیم.
اثر همه نيروهايي كه در هر جا و بر هر جسمي وارد مي شود را در نظر بگيريم. در مجموع با مسئله اي رو به رو خواهيم شد كه با قلم و كاغذ عملاً غير قابل حل است.
ولي در طول دهه 1980، كامپيوترهاي بزرگ وارد عرصه شدند و پيشرفت ها در اين زمينه شتاب گرفت. آشكار شد كه گرانش مي تواند ساختار كيهاني را شكل دهد اما براي اينكه بتواند اين كار را به طور مؤثر انجام دهد مي بايست جرم بسيار زيادي در عالم وجود مي داشت. از آنجا كه با توجه به استدلال هاي هسته زايي اوليه، تنها مقدار نسبتاً كمي از ماده « معمولي » مي توانسته در زمان هاي آغازين عالم وجود داشته باشد، لذا، نظريه پردازان فرض كردند كه عالم تحت پوشش برخي اشكال عجيب و غريب از نوع ماده تاريك بود كه خود را درگير واكنش هاي هسته اي نمي كرد. شبيه سازي ها نشان مي دهد كه بهترين شكل ماده براي چنين نظرياتي، ماده تاريك « سرد » است. اگر ماده تاريك « داغ » بود آنگاه آنقدر سريع حركت مي كرد كه نمي توانست توده هايي در اندازه صحيح بسازد.
سرانجام پس از ساليان دراز بعد از تولد كامپيوتر، تصويري پديدار شد كه در آن ساختار كيهاني به روش، از پايين به بالا، به وجود آمده است. ابتدا توده هاي كوچك ماده تاريك شكل گرفت سپس اين سنگ بناها با هم آميختند تا واحدهاي بزرگ تر بسازند، كه آنها نيز با هم متحد شدند و به همين ترتيب الي آخر. سرانجام اجرامي در اندازه كهكشان ها تشكيل شدند. گاز ( كه از مواد باريوني ساخته شده است ) متراكم مي شود و ستارگان شكل مي گيرند و سپس كهكشان ها را مي سازند. كهكشان ها به همين ترتيب رشد ساختار خود را افزايش دادند تا خوشه هايي به شكل زنجير و صفحه ساختند. در اين تصوير، ساختار به سرعت با زمان گسترده شد ( يا به طور معمول، با انتقال به سرخ ). ايده ماده تاريك سرد، بسيار موفق بوده است اما تا كامل شدن اين برنامه راه بسيار درازي در پيش است. هنوز معلوم نيست كه چه مقدار ماده تاريك وجود دارد و اينكه اين ماده چه شكلي به خود مي گيرد. جزئيات چگونگي تشكيل كهكشان ها هم هنوز مشخص نيست زيرا پيچيدگي فرآيندهاي هيدروديناميكي و تابشي، با حركت گازها و تشكيل ستارگان زياد مي شود. اما امروزه، اين موضوع ديگر صرفاً نظريه و يا شبيه سازي نيست. پيشرفت در تكنولوژي رصدي، نظير تلسكوپ فضايي هابل، اكنون اين امكان را به ما مي دهد كه كهكشان ها را در انتقال به سرخ بالا رصد كنيم و به دقت راجع به خصوصيات و تغييراتي را كه با گذشت زمان در فضا مي كنند، مطالعه كنيم. اين تكنولوژي سرنخ هايي راجع به مقدار ماده تاريك موجود و اينكه كهكشان ها دقيقاً چگونه شكل گرفته اند به دست مي دهد. اما راه حل نهايي اين مشكل مربوط به مشاهدات محصول نهايي به دست آمده از ناپايداري گرانشي نيست بلكه به آغاز آن مربوط مي شود.

صداي خلقت

ماهواره كوبي نماينده پيشرفت عظيمي در مطالعه تشكيل ساختار بود، اما از بسياري جهات اين آزمايش خيلي محدود بود. مهم ترين نقطه ضعف كوبي فقدان توانايي لازم در تجزيه جزئيات ساختار مواج در زمينه ريز موج بود. در واقع بزرگ نمايي زاويه اي كوبي تنها حدود 10 درجه بود كه نسبت به استانداردهاي اختر فيزيكي بسيار ناقص است. براي مقايسه، سرتاسر ماه كامل، حدود نيم درجه است. در ريز ساختار آسمان ريز موج است كه كيهان شناسان اميدوارند تا بتوانند پاسخ بسياري از سؤالات مهم و برجسته را بيابند.
ناهمواري ها در عالم اوليه توسط نوعي موج صوتي به وجود آمد. وقتي عالم بسيار داغ بود، با دمايي حدود چند هزار درجه، با امواج صوتي اي كه عقب و جلو مي رفتند، زنگ مي زد. سطح خورشيد در دمايي مشابه است و به روش مشابهي هم ارتعاش مي كند. كوبي به دليل همين توان تفكيك پايين، تنها قادر بود كه

( 25 ) شبیه سازی تشکیل ساختار. با شروع از حالات اولیه تقریباً یکنواخت می توان از سوپر کامپیوترهای جدید بهره جست تا بخش قابل توجهی از عالم رو به جلو در زمان را شبیه سازی کنیم. در این مثال، با توجه به مجموعه سنبله، می توانیم توسعه ی خوشه بندی مرتبه ای را ببینیم که به عنوان عالمی که با ضریب 4 انبساط می یابد، نمایان می شود. گره های چگال دیده شده در آخرین تصویر کهکشان ها و خوشه کهکشان ها را شکل می دهد در همان حال که ساختار رشته ای موجود در تصویر قویاً یاد آور آن چیزی است که در نقشه برداری کهکشانی دیده می شود.

( 26 ) بومرنگ. تصویر، تجربه مربوط به مأموریت یک بالن در آنتراکتیکا را نشان می دهد. محموله آزمایشگاهی در وسیله نقلیه سمت راستی است. مسیر پرواز این بالن درمحدوده قطب جنوب بود. با استفاده از بادهای وزنده در منطقه بالن را به نزدیکی نقطه ی شروع مأموریت برگرداندند. آنتراکتیکا بسیار خشک است، به طوری که آنجا را بهترین نقطه زمین برای آزمایشات زمینه ریز موج می دانند. ولی به هر حال بهتر است اگر بتوانیم این آزمایشات را در فضا انجام دهیم.
مواج شدن هايي را آشكار سازد كه طول موج آنها بسيار بلند باشد كه اينها نماينده امواج صوتي اي با ارتفاع صوتي بسيار پايين هستند. به عبارت ديگر داراي نت بم ( باس ) ‌خلقت بودند. اطلاعات مربوط به اين امواج مهم است اما خيلي با جزئيات نيست؛ صداي آنها بسيار مبهم است. از سوي ديگر عالم بايد صدايي با ارتفاع بالاتر توليد كند و اين خيلي جذاب تر است. امواج صوتي با يك سرعت خاص حركت مي كنند. به عنوان مثال سرعت آنها در هوا، حدود 300 متر بر ثانيه است. در عالم اوليه سرعت صوت بسيار بيشتر بوده است و تقريباً چيزي در حدود سرعت نور بود. در زماني كه زمينه ريزموج توليد شد عالم حدوداً 300 هزار سال سن داشت. از لحظه انفجار بزرگ تا آن زمان، كه احتمالاً زماني بوده كه امواج صوتي در اولين مكان تحريك شده اند، اين امواج مي توانسته اند حدود 300 هزار سال نوري طي مسير كنند. نوسان هاي با اين طول موج يك « نت » مشخصه توليد مي كنند، مانند نت اصلي يك ابزار موسيقي. اتفاقي نيست كه ابرخوشه هاي كهكشاني تقريباً در اين اندازه هستند؛ آنها نتيجه اي از اين هياهوي پر سر و صداي منعكس شده كيهاني هستند.
طول موج مشخصه عالم اوليه بايد الگوي نقاط سرد و داغ را در آسمان ريزموج آشكار كند ولي از آنجا كه اين طول موج تقريباً كوتاه است، به صورت مقياس كوچك تري نسبت به آنچه كوبي مي توانست به دست آورد، ظاهر مي شود. در واقع اندازه زاويه اي نقاطي كه آن توليد مي كند حدود يك درجه است به همين خاطر از زمان كوبي تاكنون رقابتي براي توسعه ابزارهاي تواناتر در آشكارسازي هم آهنگ صداي اصلي عالم و هم هارموني هاي بالاتر از آن به وجود آمده است. با يك آناليز جزء به جزء از صداي خلقت، اميد است كه بتوان به بسياري از سؤالات اساسي كه كيهان شناسي مدرن با آنها مواجه است پاسخ داد. طيف صدا در بردارنده اطلاعاتي است راجع به اينكه چه مقدار ماده وجود دارد؟ و يا اينكه آيا يك ثابت كيهان شناسي وجود دارد يا نه؟، ثابت هابل چيست؟ و آيا فضا خميده است؟ و شايد حتي اينكه اصلاً تورم رخ داده يا نه؟
دو بررسي تجربي مهم، مپ (16)، تحت رهبري ناسا كه در سال 2001 پرتاب شد، و نقشه بردار فضايي پلانك متعلق به آژانس فضايي اروپا، كه چند سال ديرتر پرتاب شده، نقشه هاي جزيي تري از الگوي ناهمواري ها در آسمان، با دقت بسيار بالايي ارائه مي دهد. اگر تفسير اين ساختارها درست باشد، خيلي زود به پاسخ هاي مشخصي دست خواهيم يافت، احساس وقوع پيش از موعد، ملموس است.
ضمناً اشاراتي بسيار قوي درباره چگونگي به هم پيوستن اجرام وجود دارد. دو آزمايش مهم حمل شده با بالن (17)؛ بومرنگ (18) و ماكسيما (19)، نقشه اي از واحدهاي كوچك تري از آسمان را با دقتي ضعيف تر از آنچه كه MAP و پلانك انجام خواهند داد، ترسيم كرده اند. اين تجربيات پاسخ هاي قطعي به دست نداده است اما نشان دادند كه هندسه عالم تخت است.استدلال بسيار ساده است؛ ما طول موج مشخصه اصوات توليد شده از ساختارهاي اندازه گيري شده را مي دانيم و نيز مي دانيم كه اين امواج در چه فاصله اي از ما مشاهده مي شوند ( حدود 15 ميليارد سال نوري ) لذا مي توانيم زاويه اي كه بايد در آسمان اشغال كنند، چنانچه عالم تخت باشد، را محاسبه كنيم. اگر عالم باز باشد، زاويه كوچك تر از زماني است كه عالم تخت باشد، اگر عالم بسته باشد، زاويه بزرگ تر خواهد بود. نتايج دلالت بر تخت بودن عالم مي كنند. به علاوه اين محاسبات، مدارك قوي اي دال بر وجود يك ثابت كيهان شناسي ارائه مي دهد. تنها راهي كه تاكنون براي جمع شتاب دار بودن كيهان با تخت بودن آن مي دانيم وجود احتمالي انرژي خلأ است. تصويري كه از مطالعات ساختار پديدار مي شود به نظر مي رسد كه با ساير رشته هايي كه راجع به آنها صحبت كردم، همسو باشد اما هنوز نمي دانيم كه چگونه عالم براي

( 27 ) تختی فضا. بالاترین تصویر در اینجا الگوی ساختار ریز نوسانات حرارتی اندازه گیری شده به وسیله بومرنگ را نشان می دهد. تصویر پایین، الگوهای شبیه سازی شده ای هستند، که به ترتیب، مربوط به پیش بینی افت و خیزها در کیهان شناسی های بسته، تخت و باز است. بهترین حالت به عالم تخت ( مورد وسطی ) مرتبط است. این نشانه قوی انگیزه MAP و نقشه بردار پلانک را زیادتر کرد تا در تجربیات آینده خود نقشه کل آسمان را با همین دقت ارائه دهند.
اين گونه بودن طرح ريزي شده است. پاسخ به اين معماي عميق تر به درك عميق تري از طبيعت ماده، فضا و زمان نياز است.

پي‌نوشت‌ها:

1.Large-scale structure
2.Lick Map
3.Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
4.Palomar sky survey
5.Anglo-Australian
6.Two-Degree Feild
7.Abell clusters
8.virgo
9.cona
10.Great wall
11.shapley
12.local
13.void
14.COBE
15.Gravitational instability
16.Nasa-led map
17.European Space Agency`s planck Surveyor
18. boomerang
19.maxima

منبع مقاله :
كلز، پيتر، ( 1390)، كيهان شناسي، مترجم: ناديه حقيقتي، تهران: بصيرت، چاپ اول 1390