جهان ما چگونه و چه زمانی آغاز شد؟
چگونه به این شکل در آمد؟
چگونه به پایان میرسد؟
انسانها همواره درباره این سؤالات بحث کردهاند
و به توافق چندانی در خصوص آن دست نیافتهاند.
کیهانشناسان امروزه به سختی برای یافتن پاسخ به در تلاش هستند.
اما چطور کسی میتواند امیدوار باشد پاسخی واقعی به چنین پرسشهای عمیقی را بیابد؟
و چطور میتوان چیزی به عظمتِ جهان را بررسی و مطالعه کرد،
که هرگز قادر به دسترسی به بیشتر آن نخواهیم بود؟
پاسخ، نور است.
گرچه نور از بخشهای دورِ کائنات
میتواند میلیاردها سال طول بکشد تا به ما برسد،
رویهمرفته، شش پیامِ منحصر به فرد باخود به همراه دارد،
میتواند مقادیر حیرتانگیزی از اطلاعات را برای اخترشناسانی
که میدانند چگونه به دنبال آن بگردند، فاش کند.
دقیقا همانطور که نور خورشید میتواند به نورهای رنگینکمان خودمان تفکیک شود،
شکست نور از اشیا دور، بسته به منبعِ نور، الگوهای مختلفی از رنگها
را نمایش میدهد.
این بارکد نوری متمایز میتواند نه تنها ترکیب اجسام،
بلکه دما و فشار اجزای سازنده آن را نیز نشان دهد.
حتی چیزهای بیشتری از نور هست که میتوانیم کشف کنیم.
اگر تا کنون روی یک سکوی قطار ایستاده باشید،
ممکن است متوجه شده باشید که صدای قطار بسته به جهت حرکت خود
وقتی به شما نزدیک میشود، اوج میگیرد
و وقتی با سرعت دور میشود، فروکش میکند.
اما این به این دلیل نیست که راهبرِ قطار برای شغل بازنشستگیاش تمرین میکند.
در عوض این امر به دلیلِ چیزی به نام اثر داپلر است
که در آن امواج صوتی ایجاد شده توسط یک شی در حال نزدیک شدن فشرده میشود،
در حالی که امواجی که از یک شی دورتر میشوند، کشیده میشوند.
اما این چه ربطی به ستارهشناسی دارد؟
صدا نمیتواند از خلا عبور کند. در فضا، کسی نمیتواند صدای فریادتان را بشنود!
اما همان اثر داپلر برای نوری اعمال میشود که منبع آن با سرعت استثنایی در حرکت است.
اگر به سمت ما حرکت کند، طولموج کوتاهتر
باعث میشود که نور آبیتر به نظر برسد.
در حالیکه نور از منبعی که دور میشود،
طولموج بلندتری دارد، که به سمت قرمز تغییر میکند.
با این اوصاف با تجزیه و تحلیلِ الگوی رنگ در داپلر، تغییر نور
از هر شی مشاهدهشده با تلسکوپ، میتوانیم آنچه که از آن ساخته شده را بیاموزیم،
این که چقدر داغ است و تحت چه فشاری است،
و همچنین اینکه آیا در حال حرکت است، در چه جهتی و با چه سرعتی حرکت میکند.
و این شش اندازهگیری، مانند شش نقطه نور،
تاریخ جهان را نشان میدهند.
اولین کسی که نور را از کهکشانهایِ دور مطالعه کرد، ادوین هابل بود،
و نوری که او مشاهده کرد «متمایل به سرخ» بود.
کهکشانهای دور همگی از ما دورتر شدند،
و هرچه فاصله بیشتری داشتند، سریعتر هم دور میشدند.
هابل کشف کرده بود که دنیای ما در حال انبساط است،
و اولین مدرک مربوط به تئوری مِهبانگ یا بیگ بنگ را ارائه داد.
به همراهِ این ایده که جهانِ قابلمشاهده دائما در حال گسترش
از یک نقطه متمرکزِ متراکم تودهای است،
یکی از مهمترین پیش بینیهای این نظریه،
این است که جهان اولیه تنها از دو گاز تشکیل شده است: هیدروژن و هلیوم،
به نسبت سه به یک.
و این پیشبینی نیز قابل آزمایش با نور است.
اگر نور را از منطقه دور و ساکتی از جهان نظاره کنیم و نور را بشکنیم،
واقعا نشانهای این دو گاز را فقط در این نسبتها مییابیم.
پیروزی دیگری به نفع مِهبانگ یا بیگ بنگ.
با این حال، همچنان بسیاری از معماها باقی میمانند.
گرچه میدانیم که جهانِ قابلرویت در حال انبساط است،
گرانش باید میزانی کندی اعمال کند. - جاذبه مانعِ سرعت -
اما اندازهگیری اخیر نور ستارگان رو به مرگ
نشان میدهد که آنها دورتر از آنچه پیشبینی شده بود، هستند.
بنابراین گسترش و انبساط جهان در واقع تسریع مییابد.
به نظر میرسد که چیزی آن را هل میدهد،
و بسیاری از دانشمندان بر این باورند که آن چیزی، انرژی تاریک است،
که بیش از دو سوم کائنات را تشکیل میدهد و به آرامی آن را از هم میگسلد.
دانش ما از رفتار ماده و دقت ابزارهای ما
به این معنی است که مشاهده ستارگان دوردست میتواند چیزهای بیشتری در مورد جهان هستی
از آنچه تاکنون فکر کردیم ممکن است، به ما بگویند.
اما اسرار دیگری نیز مانند ماهیتِ انرژی تاریک وجود دارد
که هنوز باید قضیه آنها را روشن کنیم.