تیزچشمانی که بسته شد

برگردان: احسان سنایی

با گذشت بالغ بر ۹ سال از تماشای بی‌وقفه‌ی ژرفای آسمان؛ «کاوشگر ناهمسانگردی ریزموج ویلکینسون» (WMAP) که با نام عجیب و شهرت بالنسبه اندکش، نه‌تنها خیره‌کننده‌ترین تصاویر ممکن از کهن‌ترین نور برجای‌مانده در گیتی را تهیه کرد؛ که دست به ایجاد پذیرفته‌ترین مدل علمی، در شرح تاریخ و ساختار جهان هستی نیز زد؛ هم‌اکنون به‌تصمیم دانشمندان ناسا، بازنشسته شد.

طرحی از ماهواره‌ی WMAP / ناسا

دکتر «گری هینشا» (Garry Hinshaw)؛ از اخترفیزیکدانان مرکز پرتاب‌های فضایی گادرد ناسا در گرین‌بلت مریلند و مدیر مأموریت این کاوشگر تاریخ‌ساز می‌گوید: «WMAP، پنجره‌ای جدید را روبه‌سوی جهان نخستین باز کرد؛آنچنان‌که یک نسل پیش، به‌دشواری می‌شد حتی تصورش را کرد. گروهمان همچنان مشغول تحلیل مجموعه‌داده‌های ۹ساله‌‌ای‌ست که جامعه‌ی عملی، مشتاقانه انتظارش را می‌کشید».

WMAP را ناسا به‌واسطه‌ی ایجاد نگاهی دقیق‌تر به نوسانات دمایی فوق‌العاده اندک موجود بر پهنه‌ی «تابش ریزموج کیهانی» (CMB) که نخستین نور منتشره در هستی پس از انفجار بزرگ محسوب می‌شود؛ طراحی نمود. پیش از آن، «کاوشگر پس‌زمینه‌ی کیهانی» (COBE) موفق به تشخیص این نوساناتی که بعدها موجبات تمرکز ماده و تشکیل نخستین کهکشان‌های هستی را فراهم آوردند؛ شده بود.

گروه WMAP، به پرسش‌های بنیادین فراوانی پیرامون گذشته‌ی کیهان و ساختارش پاسخ گفته بود. این گروه، آخرین مجموعه‌داده‌های خام علمی این کاوشگر را به‌تاریخ بیستم آگوست سال جاری منتشر کرد. WMAP در هشتم سپتامبر، موتورهای ریز پیشران‌اش را به‌کار انداخت؛ مدار کاری‌اش را ترک کرد و تا ابد به یک مدار خورشیدی ناکارآمد و صرفاً به‌عنوان توقف‌گاه فرستاده شد.

دکتر «چارلز بنت» (Charles Bennett)؛ پژوهش‌گر ارشد این مأموریت فضایی از دانشگاه جان‌هاپکینز بالتیمور اظهار می‌دارد که: «این مأموریت را در سال ۲۰۰۱پرتاب کردیم و یافته‌هایش، بسی فراتر از اهداف علمی نخستین‌مان بود. حال، زمانش فرارسیده که یک جمع‌بندی نهایی از مجموع عملیات این ماهواره صورت دهیم».

چشمان WMAP در این ۹سال، به تنها یک سیگنال ضعیف اما گسترده دوخته شده بود: پس‌درخش جهان داغ نخستین؛ به‌شکل الگوی منجمدی از نوسانات دمایی فوق‌العاده ناچیز که هستی تنها ۳۸۰هزار سال پس از تشکیل‌اش به چشم خود دیده بود¹. مادامی‌که طی ۱۳میلیارد سال بعدی جهان منبسط گردید، این نور انرژی نخستین‌اش از دست رفت و تا طول‌موج‌های فزاینده‌ای کش آمد.

پس از گذشت میلیاردها سال، امروزه می‌توان آن را در محدوده‌ی ریزموج (میکروویو) تابش الکترومغناطیس تشخیص داد. نام WMAP در کتاب معروف رکوردهای جهان (گیتس) نیز به‌عنوان «واضع دقیق‌ترین محاسبه از عمر گیتی» درج گردیده؛ عمری به بلندای ۱۳.۷۵میلیارد سال، با خطایی به‌میزان فقط ۱ درصد. این چشم تیزبین همچنین نشان داد که اتم‌ها فقط ۴.۶ درصد از ظرفیت کیهان را به خود اختصاص داده‌اند و مشخص کرد اکثریت جهان‌مان متشکل از دو موجودیت بس شگفتی‌ست که دانشمندان هنوز از آنان درک درستی ندارند.

نقشه‌ی سراسری آسمان از نوسانات دمایی تابش پس‌زمینه‌ی کیهانی. دمای متوسط این تابش، در حدود ۲.۷۲۵ کلوین یا -۲۷۰.۴۲۵ درجه‌ی سلسیوس است. رنگ قرمز، معرف نواحی گرم‌تر و رنگ آبی معرف نواحی سردتر از این دماست؛ نوساناتی که حداکثر به ۰.۰۰۰۲ درجه‌ی سانتی‌گراد می‌رسد! همین نوسانات دمایی ناچیز بود که با گذشت زمان، توزیع ماده را تحت کنترل درآورده و نهایتاً جهان امروز را با الگوی کنونی‌اش شکل دادند / گروه علمی WMAP / ناسا

یکی «ماده‌ی تاریک»² که ۲۳درصد از ظرفیت هستی را به نام خود زده است و هیچ نشانی هم از آن در آزمایشگاه‌های زمینی دیده نشده؛ و دومی «انرژی تاریک»3 که شکل‌دهنده‌ی ۷۲درصد از جهان ماست.
کشف مهم دیگر WMAP را می‌توان تأیید عملی فرآیند فرضی وقوع رشد ناگهانی جهان از ابعاد یک اتم تا یک پرتقال، در کسر به‌شدت ریزی از یک ثانیه؛ موسوم به «تورم کیهانی» (Inflation) دانست.

تا چندین دهه، کیهان‌شناسان پیشنهاد شرایطی را ارائه داده بودند که طی آن، جهان فاز رشد به‌شدت سریعی را پس از گذشت یک‌تریلیونیم ثانیه از تولدش تجربه کرد. داده‌های WMAP نشان از وقوع این حادثه می‌داد و محاسبات دقیق‌اش نیز هم‌اکنون چندین سناریوی فاز تورمی را رد کرده است و صحت چندی دیگر را نیز تأیید. بنت می‌گوید: «اینکه می‌توانیم دست به انجام محاسباتی با قابلیت تشخیص فرق بین آنچه‌که در نخستین تریلیونیم ثانیه از تولد کیهان رخ داده یا نداده بزنیم؛ هرگز از حیرتِ دائم بازم نمی‌دارد».

WMAP، نخستین کاوشگری بود که در دومین نقطه‌ی تعادل گرانشی زمین-خورشید موسوم به L2 (نقطه‌ی لاگرانژی دوم) واقع می‌شد. این نقطه ۱.۵ میلیون کیلومتر از زمین فاصله دارد و نیروهای گرانشی دقیقاً برابری از جانب زمین و خورشید بر آن وارد می‌شود؛ آن‌گونه که هر جسم واقع در این نقطه، همواره بر خط واصل زمین-L2-خورشید به گرد خورشید خواهد گشت.

«ژایا باپایی» (Jaya Bapayee)؛ مدیر اجرایی این برنامه‌ی فضایی‌ در شعبه‌ی اصلی ناسا در واشنگتن می‌گوید: «WMAP، محاسبات صریحی از بنیادین‌ترین پارامترهای جهان را به‌ثمر رساند. برای سال‌ها دانشمندان از این داده‌ها بهره خواهند جست تا که به فهم بهتری از جهان‌مان نائل آیند».

این کاوشگر به نام اصلی MAP به‌تاریخ سی‌ام ژوئیه‌ی ۲۰۰۱به فضا پرتاب گردید و بعدتر به‌یادبود پروفسور «دیوید ویلکینسون» (David T. Wilkinson)؛ کهان‌شناس دانشگاه پرینستون و از اعضای هیئت مؤسس تیم علمی این مأموریت که در سپتامبر ۲۰۰۲درگذشت؛ به WMAP تغییر نام داد.

منبع: JPL-NASA

پانوشت:

۱- ر.ک. «دنیای پرآشوب کوانتوم»
۲- ر.ک. «جهان پر از تاریکی است»

۳- ر.ک. مصاحبه‌ی زمانه با سرپرست تیم اکتشافی انرژی تاریک - «پایان یک آغاز»