جاذب‌های بزرگ کیهانی

چند ده سال است که از پیدایش نظریه‌ی انبساط عالم می‌گذرد. یافته‌های نجومی و به ویژه پدیده‌ی انتقال به سرخ نور ستارگان (که عبارت است از شیفت به سمت قرمز طیف شناخته شده‌ی تابشی عناصر کهکشان‌ها ناشی از اثر دوپلری که نشان‌دهنده‌ی دور شدن مرکز انتشار نور است) به طور قاطعانه‌ای در جهت تأیید این نظریه است. بر اساس این نظریه، عالم در حال انبساط است و کهکشان‌های موجود در آن به‌گونه‌ای که گویا هنوز تحت تأثیر نیروی ناشی از انفجار اولیه‌ای در حال دور شدن از مرکز انفجار می‌باشند از یک‌دیگر دور می‌شوند، درست همان‌طور که نقاط نشان گذاری شده‌ای روی پوسته‌ی یک بادکنک وقتی بادکنک در حال باد شدن است از یک‌دیگر دور می‌شوند یا هم‌چون دانه‌های کشمش در میان یک خمیر در حال ورآمدن از یک‌دیگر فاصله می‌گیرند. در حدود سی سال پیش مشخص گردید که حرکت دیگری را نیز می‌توان به کهکشان‌ها منسوب نمود. این حرکتِ ویژه چیزی سوای موضوع انبساط عالم است. این حرکت به این‌گونه است که بعضاً مشاهده می‌شود خوشه‌های کهکشانیِ به‌خصوصی (به مجموعه‌ای از کهکشان‌های نزدیک به هم یک خوشه‌ی کهکشانی گفته می‌شود)، مستقل از حرکت انبساطی خود در کیهان، در جهت مشخصی حرکت می‌کنند، گویا دسته‌جمعی به سمت نقطه‌ی مشخصی جذب می‌شوند. این وضعیت مثل این است که تجمعی از کشمش‌ها در داخل خمیر در یک جهت شروع به تونل زنی و پیش‌روی می‌کنند و این حرکت هم‌زمان با ورآمدن خمیر ادامه می‌یابد. مثلاً معلوم شده است که کهکشان راه شیریِ ما همراه با حدود بیست کهکشان مجاور که با هم یک خوشه‌ی محلی کهکشانی را تشکیل می‌دهند با سرعتی تقریباًٌ برابر با شش‌صد کیلومتر بر ثانیه در فضا در راستای مشخصی حرکت می‌کنند. مسلماً تنها یک نیروی گرانشی قوی می‌تواند آنها را با هم به سمت مرکز آن نیروی گرانش بکشد. چنین نیروی گرانشی می‌تواند متعلق به یک جِرم بسیار بزرگ باشد، جرمی که به آن نام جاذب بزرگ داده شده است، گرچه هنوز، علیرغم تلاش‌های زیاد برای یافتنش، به درستی کشف نشده است.
تاکنون تلاش‌های زیادی برای یافتنِ این جاذب بزرگ صورت گرفته است. گروهی از منجمین اظهار می‌دارند این جرم بزرگ جاذب، مجموعه‌ای متشکل از دو دسته از خوشه‌های کهکشانی است که به فاصله‌ی تقریبی یک‌صد و پنجاه میلیون سال نوری از ما در سمت صورت‌های فلکی مار آبی و قنطورس واقع شده است. این گروه برای یافتن محل این جاذب بزرگ باید با دست و پنجه نرم کردن با پیچیدگی‌های رصدی و محاسباتی حرکات ویژه‌ی تعداد زیادی از کهکشان‌ها را تعیین می‌کردند. این پیچیدگی‌ها عمدتاً مربوط به این می‌شود که لازم است در ارزیابی سرعت دور شدن کهکشانها از ما که با مطالعه‌انتقال به سرخ طیف تابشی ستاره صورت می‌گیرد سهم مربوط به انبساط کلی عالم منها شود تا سهم مربوط به حرکت‌های ویژه‌ی کهکشان به دست آید. این کار از این طریق ممکن می‌شود که مدل انبساط کلی ناشی از انفجار اولیه ایجاب می‌کند که سرعت دور شدگی ناشی از انبساط کلی عالم متناسب با فاصله‌ی کهکشان از ما باشد، و از آنجا که با داده‌های دیگر این فاصله قابل محاسبه است بنابر این میزان انتقال به سرخ ناشی از انبساط را می‌توان حساب کرد و با مقایسه با میزان اندازه گیری شده حرکت ویژه‌ی کهکشان به دست می‌آید. پس محل جاذب بزرگ جایی در امتداد مسیری است که این خوشه‌ی کهکشانی بدان سو کشیده می‌شود. به همان نسبت که کهکشان‌ها به آن جاذب نزدیک‌تر می‌شوند به خاطر قانون عکس مجذور فاصله‌ی مربوط به نیروی ثقلی، با شتاب بیشتری به سمت آن کشیده می‌شوند. اما انتظار این است که در محدوده‌ی مرکزی این جاذب بزرگ خبری از این جذب نباشد. عبارت صحیح‌تر این است که بگوییم در این محدوده برآیند جذب ناشی ار اجزای این جاذب بر کهکشانهای جذب شده به درون، صفر است درست همان‌طور که در مرکز زمین گرچه نیروی ثقل زمین یک جسم را از همه سو به بیرون می‌کشد اما برآیند کلی این نیروها علیرغم فشار همه سویه‌ی وارد بر جسم، صفر است. بنا بر این در ناحیه‌ی مرکزی این جاذب بزرگ نباید هیچ حرکت ویژه‌ای برای کهکشان‌ها وجود داشته باشد. کهکشان‌هایی که در آن طرف این ناحیه‌ی بی‌شتاب واقع شده‌اند در جهت عکس حرکت کهکشان‌های گروه اول، یعنی کهکشان‌های هم‌سو با کهکشان راه شیری، به طرف جاذب بزرگ و بالتبع به طرف زمین کشیده می‌شوند. در چنین کاوش‌هایی بود که توجه ستاره شناسان برای نخستین بار به مجموعه‌ی مذکور اَبَر اَبَر خوشه‌ای مارِ آبی-قنطورس جلب شد. اما تحقیقات و اندازه‌گیری‌های بعدی روشن کرد که جاذب بزرگ، این مجموعه‌ی ابرخوشه‌ای نیست و خود این مجموعه نیز به سمت جاذب بزرگ کشیده می‌شود. معلوم شد که جاذب بزرگ در آن سوی این مجموعه‌ی ابرخوشه‌ای و در فاصله‌ای تقریباً دو بار دورتر قرار دارد و مطمئناً جرمی بسیار بیش از آن‌چه حدس زده می‌شد دارد که می‌تواند خوشه‌ی محلی ما را همانند ابرخوشه‌ی مار آبی-قنطورس در حوزه‌ی جاذبه‌ی خود نگاه دارد.
بررسی‌های دقیق انجام شده روی بیش از نهصد کهکشان، و اندازه گیری حرکت ویژه‌ی بیش از یک‌صد و سی کهکشان، نشان دهنده‌ی وجود دو ابرخوشه‌ی متراکم در فراسوی ابرخوشه‌ی مار آبی-قنطورس است. کهکشان‌هایی که در مقایسه با این مرکز در طرف ما هستند با سرعت زیادی در حدود یک هزار و صد کیلومتر بر ثانیه به سوی آن در حرکت هستند. ولی در فاصله‌ی صد و پنجاه سال نوری از زمین، در ناحیه‌ی مرکزی این جاذب، سرعت‌های ویژه‌ی کهکشان‌ها تا حد صفر کاهش می‌یابد. گرچه منجمین هنوز نتوانسته‌اند حرکت‌های کهکشانی آن سوی این جاذب به طرف آن را شناسایی کنند اما اعتقاد دارند که کشف همین ناحیه‌ی سکون کافی است که بگوییم محل جاذب بزرگ شناسایی شده است. آنان جرم جاذب بزرگ را در حدود بیست هزار برابر جرم کهکشان راه شیری برآورد کرده‌اند. هم‌چنین حدس زده می‌شود که جاذب بزرگ جرم متمرکزی نداشته باشد و به گونه‌ای، جرم آن پخش باشد که حتی جرم خوشه‌ها و ابرخوشه‌هایی را که به طرف مرکز خود می‌کشد را شامل شود. به این ترتیب می‌توان گفت ساختارهای کوچک‌تر، در بند ساختارهای بزرگ‌تر افتاده‌اند و به سوی مرکزِ گرانی کشیده می‌شوند. این مستلزم قبول این امر است که حرکت کهکشان راه شیری در کاروان خوشه‌ی محلی خود کاملاً مستقیم به طرف یک مرکز، مرکز جذب کننده‌ی بزرگ، نیست و با انحناهایی به سمت مرکز ابرخوشه‌‌ی محلی در بردارنده‌ی خوشه‌ی محلی ما، که تقریباً منطبق بر خوشه‌ی سنبله است، همراه است، گرچه خود این ابرخوشه به سمت مرکز جاذب بزرگ کشیده می‌شود.
جاذب بزرگ که به این ترتیب دارای میدان اثری حداقل برابر با سی‌صد میلیون سال نوری است از بزرگ‌ترین ساختارهای نجومی است که ناکنون شناسایی شده است. مطمئناً ساختارهای کشف نشده‌ی دیگری از این دست یا حتی بزرگ‌تر در کیهان وجود دارد. در همین راستا گروهی از منجمین صحبت از مجموعه‌ای غنی و متمرکز از خوشه‌های کهکشانی در همان جهت جاذب بزرگ اما در فاصله‌ای سه بار دورتر می‌کنند. این ساختار یافت شده از نظر فاصله از ما آن‌قدر دور هست که اثر آن روی کهکشان ما چندان محسوس نباشد اما اگر جرمی بسیار زیاد داشته باشد می‌تواند تأثیری در حد همان جاذب بزرگ روی کهکشان ما داشته باشد. ساختار جاذب پیشنهادی دیگر، اَبَرخوشه‌ی پرساووس-حوت است که فاصله‌اش از ما تقریباً برابر با همان فاصله‌ی دوری جاذب بزرگ از ماست ولی جهت آن مقابل جهتی است که جاذب بزرگ قرار دارد و لذا به اعتقاد گروهی از منجمین اثر کششی آن شتاب ما به سوی جاذب بزرگ را کند می‌نماید. به این ترتیب می‌توانیم بگوییم که ممکن است جاذب بزرگ فقط بخشی از یک مجموعه‌ی بزرگتر متشکل از جاذب‌های بزرگ باشد که تعیین کننده‌ی حرکت و ترافیک در ناحیه‌ی کهکشانی ما هستند. همه‌ی این‌ها دال بر این است که ما هنوز به اندازه‌ی کافی به کاوش آسمان نپرداخته‌ایم که نتیجه‌ای کاملاً قطعی در باره‌ی آن‌چه در حال وقوع است به دست آوریم. اما به هر حال یافته‌های مربوط به ساختارهای مربوط به جاذب‌های بزرگ تا حدودی نظریه‌های مربوط به تحول عالم را زیر سؤال می‌برد. مثلاً بر اساس نظریه‌ی رایجِ مدل ماده‌ی سرد و تاریک، بلافاصله پس از انفجار بزرگ اولیه، ماده به طور تقریباً یک‌نواخت در عالم پخش شد، اما پس از مدت کوتاهی نوسانات اندکی در چگالی ماده پدید آمد و بعضی جاها ماده چگال‌تر شد و مواد اطراف را یه خود جذب کرد و به این ترتیب مراکز جرم کهکشانی به صورت کنونی شکل گرفت، یعنی ابتدا فقط کهکشان‌ها به وجود آمدند و بعدها خوشه‌ها و ابرخوشه‌ها و بعدترها جاذب‌های بزرگ پدید آمدند. اما چگالی محاسبه شده برای جاذب بزرگ به اندازه‌ای است که با مقدار پیش بینی شده از نظریه‌ی مدل ماده‌ی سرد و تاریک هم‌خوانی ندارد. درواقع اگر ملاک اختلال در چگالی ماده آن چیزی باشد که برای جاذب‌های بزرگ به دست می‌آید این اختلال حتی در مقیاس‌های کوچک‌تر نیز باید اغتشاشاتی بزرگ‌تر از آنچه تاکنون فکر می‌شده ایجاد کند. درنتیجه، لازم می‌شود نتیجه بگیریم که کهکشان‌ها بیش از حالت کنونی باید فشرده و دسته دسته می‌شدند. به بیان دیگر اگر زمان سپری شده از انفجار بزرگ آن قدر طولانی هست که جاذب‌های بزرگ شکل گرفته باشند نباید ساختار کهکشان‌ها به اندازه‌ای که اکنون مشهود است باز باشند و باید خوشه‌های کهکشانی فشرده‌تر می‌بودند. پس نظریه‌ی ماده‌ی سرد و تاریک ایجاب می‌کند که جاذب‌های بزرگ نادر باشند، و این مخالف مشاهداتی است که تعداد این جاذب‌های بزرگ را زیاد تعیین می‌کند. این‌ها مایه‌ی نگرانی نظریه‌پردازان است هرچند باعث نشده است که نظریه‌ی ماده‌ی سرد و تاریک را کنار بگذارند زیرا نظریه‌ی جایگزینی برای آن ندارند.