تاریخچه کیهانشناسی مدرن

تاریخچه کیهانشناسی مدرن

و نظرهای بدیع قرآن کریم

احمد شمّاع زاده

1905: البرت اینشتاین، نظریه نسبیت را مطرح می‌سازد.

1912: ارنست راذرفورد، هسته اتم را کشف‌ می‌کند.

1924: هایزنبرگ آلمانی، شرودینگر اتریشی، و دیراک انگلیسی، معادلات اصلی مکانیک کوانتم را بر پایه اصل عدم قطعیّت ‌پی می‌ریزند.

1929: ادوین هابل، آشکار می‌سازد که کیهان در حال انبساط است.

1950: فرد هویل، برواژه انفجار بزرگ یا مهبانگ (Big Bang) را می‌سازد و به کار می‌برد.

1965: ویلسون و پیزیاس، تابش ریزموج پس زمینه کیهانی (CMB) را کشف‌ می‌کنند.

1981: الن گات، نخستین نظریه تورم کیهانی را ارائه‌ می‌دهد.

1989: ماهواره Cobe یا کاوشگر زمینه کیهانی که در نوامبر 1989 از پایگاه وایندنبرگ کالیفرنیا به فضا پرتاب شده بود، در آخرین روزهای این سال نظریه مهبانگ را تأیید، و آن را به یک اصل کیهانشناسی تبدیل می‌کند.

***

«از میان تمام پیشرفت‌های علمی سده اخیر، هیچیک هیبت‌انگیزتر یا مبهوت‌کننده‌تر از کشف این مطلب نبود که کیهان ما با انفجار عظیمی آغاز شده، و از آن زمان تا کنون، همواره درحال گسترش است. این نتیجه‌گیری آنچنان ژرف و اساسی است که حتّی اینشتین، یعنی رادیکال‌ترین دانشمند دوران نوین، به‌زور آن را پذیرفت! چگونه عالم می‌توانست از هیچ‌ کجا پدید آمده باشد؟ چه‌کسی ماشه آن را کشید؟ و مادّه‌ای که هم‌اکنون شاهدش هستیم، از کجا آمد؟»

«… قطعاً اینشتین زمانی که گزارشی را پیرامون مفاهیم و نتایج حاصل از نظریه جدید جاذبه، یعنی ‹نسبیت عام› در سال 1917 می‌نگاشت،‌ دلیلی برای مخالفت با این پذیرفته‌ها نداشت».

«… وی به سرعت با مشکل بزرگی مواجه‌ شد. اخترشناسان بر این‌ باور بودند که عالم، ایستا و بلاتغییر است؛‌ لیکن معادلات ‹نسبیت عام› در خالص‌ترین و شکوهمندترین شکل‌شان اشاره بدان داشتند که عالم همه‌چیز ممکن است باشد مگر ایستا. طبق این معادلات عالم باید درحال گسترش باشد. اینشتین که از این نتیجه‌گیری به‌ ظاهر مسخره گیج‌ شده‌بود، واژه دیگری را وارد معادلاتش‌ کرد. فاکتوری من‌دراوردی که بعدها آن را ‹ثابت کیهان‌شناسی› خواند تا بتواند به کمک نسبیت عام، جهانی ایستا به‌ وجود آورد. این نخستین نشانه از مشکلاتی بود که اینشتین ناچار به‌ دست‌وپنجه نرم‌کردن با آنها در رابطه با پرسش‌های پیرامون کیهان‌شناسی بود».

«در سال 1922 یک هواشناس روس به نام الکساندر فریدمن کار را تمام‌کرد و نشان داد که ‹نسبیت عام›، امکان وجود مجموعه کاملی از جهان‌هایی را فراهم می‌آورد که نه ایستا و نه بی‌تغییرند. اینشتن انتظارداشت که این صرفاً یک اشتباه لپی باشد،‌ ولی نتوانست مشکلی در محاسبه‌های فریدمن بیابد و نهایتاً پذیرفت که نسبیّت عام امکان وجود جهانی درحال‌گسترش را می‌دهد».

«در سال 1924، نخستین اشاره‌ها آشکارشدند و آن زمانی بود که ادوین هابل از رصدخانة مونت ویلسون در کالیفرنیا نشان‌داد که سحابی‌ها درواقع کهکشان‌هایی گسترده و بسیار دور از کهکشان ما هستند».

«بزرگترین ضربه (به ایستایی کیهان) در سال 1927 و زمانی اتفاق افتاد که کیهان‌شناس و کشیش بلژیکی ژرژ لومتر به همان نتایج نظری فریدمن رسید و اشاره‌کرد که شواهد محکمی وجود دارد حاکی از آنکه عالم واقعاً درحال‌ گسترش است».

«در سال 1929 هابل اقدام به انتشار یکی از مهم‌ترین نتایج دانش امروز کرد: تصاویری که نشان‌می‌داد ‹جابجایی‌های قرمز› این کهکشان‌های دوردست همراه با فاصله آنها از ما، به‌طور ثابت در حال افزایش است. این فرمول که امروز آن را به‌عنوان قانون هابل می‌شناسیم،‌ دقیقاً بیانگر همان رفتاری است که نسبیت عام برای عالم در حال‌ گسترش پیش‌بینی می‌کند».

«در این مباحثه و اختلاف نظر علمی حق با فریدمن و ‌لومتر بود و اینشتین می‌دانست که با سازگارکردن زورکی معادلاتش با باورهای قدیمی در واقع توانایی شگفت‌انگیزترین پیش‌بینی در تاریخ علم را از خود سلب‌ می‌کرد. این لومتر بود که به مفهومی که کمتر از این شگفتی‌آور نبود اشاره‌کرد:

اینکه کیهان باید زمانی با انفجاری بسیارعظیم موجودیت یافته‌باشد. وی بعدها به عنوان پدر نظریة ‹انفجار بزرگ› مورد تحسین قرارگرفت. در این میان، اینشتین این ازدست‌ دادن فرصت را، احمقانه‌ترین اشتباه زندگی خویش خواند».(1)

***

داستان مهبانگ و گسترش کیهان را خواندید و دیدید که دهها سال فکر و ذهن دانشمندان فیزیک کیهان را به خود مشغول‌داشته‌بود. این را نیز بدانید اگر اینشتین زمانی که دچار مشکل ‹جهان ایستا› شده‌بود،‌ به قرآن معتقد و در آن تفکر کرده‌بود،‌ یقیناً به کیهانی پویا معتقدمی‌شد و درپی اثبات علمی آن برمی‌آمد و می‌نوشت: آب در کوزه و ما تشنه‌لبان می‌گردیم. توجه‌کنید:

والسّما‏ء بنیناها بأید و انّا لموسعون(سوره ذاریات: 47)

ترجمه: و ما آسمان(کیهان) را با دست (توانا و اراده مستقیم) خویش بنیان‌گذاشتیم و ما مرتباً آن را گسترش ‌می‌دهیم. (لام بر سر«موسعون» علامت تاکید است.)

این قرآن هدایتگر هم که برای ما مسلمانان آمده، گویی که اصلاُ نیامده،‌ نه آن را می‌خوانیم و نه آن را تدبّرمی‌کنیم،؛ و با اینکه این آیه، به سادگی مؤید گسترش کیهان است، ولی اگر کسی پیش از اینشتین پیدامی‌شد و با توجه به این آیه، مدّعی گسترش کیهان می‌شد، یقیناً کسی از او نمی‌پذیرفت؛ و چه‌بسا او را به تفسیر به‌رأی نیز متهم می‌کردند و به او می‌گفتند اگر چنین بود تاکنون یکی از بزرگان دین بدان دست‌یافته‌بود؛ و کیهان‌شناسان، به‌گونه‌ای دیگر با او برخوردمی‌کردند.

این گفته‌ها طعنه نیست؛ بلکه واقعیتی است که هم اکنون نیز امثال آن در حال رخ‌دادن و رخ‌نشان‌دادن‌ است. نمونه آن ‹شکل حلزونی کیهان› است که هم عالمان دین و هم کیهان‌شناسان ایرانی (اگر بتوان چنین نامی را بر آنان گذاشت) به آن توجه‌ نکرده و نمی‌کنند.

«از سال 2009 میلادی حدود 300 میلیون کهکشان برای بررسی تاریخچه کیهان و درک بهتری از انرژی تاریک مورد مطالعه‌ قرارخواهندگرفت. در این بررسی قصد بر آن است که برروی نیروی اسرارآمیزی که باعث ایجاد شتاب مثبت عالم شده‌است،‌ تحقیق انجام شود. این 300 میلیون کهکشان حدود دوسوم کل عالم را تشکیل‌می‌دهند. این پروژه، مطالعة انرژی تاریک نام‌گرفته‌است. بنابر فیزیک نظری، انرژی تاریک حدود 70 درصد عالم را پرکرده‌است. انرژی تاریک به‌عبارتی ظهور مجدد ثابت کیهان‌شناسی در معادلات اینشتین است. دکتر واین‌هو استاد نجوم و اخترفیزیک می‌گوید: ‹وجود شتاب مثبت این ضرورت را ایجادمی‌کند که گرانش به صورت دافعه عمل‌کند. اما این قابل‌قبول نیست… › دکتر فریمن می‌گوید:

‹اولین مرحلة کار شمارش خوشه‌های کهکشانی‌ است.› با استفاده از تلسکوپ رادیویی اس. پی. تی. در قطب جنوب،‌ خوشه‌های کهکشانی که اشعة کیهانی را از شکل معمول‌شان خارج می‌کنند، آشکارمی‌شوند.

مرحلة دوم اندازه‌گیری مقیاس کیهانی با استفاده از عدسی‌های گرانشی است. اگر مقدار دقیق جرم و فاصلة این خوشه‌ها به‌طور دقیق مشخص‌شود، درصد دقیق انرژی تاریک نیز مشخص‌می‌شود.» (2)

این مطلب نیز قابل‌توجه‌است: «پیش از سال 1998 کیهان‌شناسان از اختلاف‌هایی که در محاسبه سن، چگالی، و تراکم کیهان بروزمی‌کرد، دچار مشکل بودند. اما پدیدة شتاب، همه چیز را با یکدیگر سازگار کرد. این پدیده، یکی از مفهوم‌های کلیدی بسیار مهم است… اکنون پژوهشگران به این نتیجه رسیده‌اند که زمان پرداختن به پرسش‌های عمیق‌تر همانند دلیل شتاب (روزافزون) کیهانی فرارسیده‌است».(3)

«در سال 1998 گروه‌های جداگانه‌ای از ستاره‌شناسان که سرپرستی آنها برعهده برایان اشمیت (از استرالیا) و سول پرلماتر(از کالیفرنیا) بود، به ثبت درخشندگی ابرنواخترهای دوردست پرداختند تا میزان کندشدن انبساط کیهان را محاسبه‌کنند. ولی متوجه شدند کهکشان‌های دوردست که دربردارنده ابرنواختر هستند، با سرعتی که با گذشت زمان کاهش پیداکند از ما دور نمی‌شوند؛ بلکه این کهکشان‌ها با شتاب بیشتری از ما دورمی‌شوند. این کشف مانند تمامی پیشرفت‌های غیرمنتظره علمی که در گذشته رو‌ی داده‌ است، مجموعه‌ای از سؤالات را در رابطه با موضوع مورد بحث پدید آورد»… آنان (فیزیکدانان) نمی‌دانند که چرا نیروی جاذبه گرانشی به‌شدت از سه نیروی بنیادین دیگر یعنی الکترومغناطیس، نیروی برهم کنش قوی و نیروی برهمکنش ضعیف، ضعیف‌تر است». (4)

پاسخ:

همان‌گونه که شرح آن گذشت، پدیده شتاب و دلیل گسترش روزافزون آن با بهره‌گیری از داده‌های کیهان‌شناختی، در ‹ثم‌استوی‌علی‌العرش›‌ نهفته است؛ که تنها قرآن کریم به آن پرداخته و کیهان‌شناسان از آن غافلند و هنوز از وجود و چگونگی آن آگاهی‌ندارند. دربندشدن انرژی تاریک، موجب شد از سویی نیروی گرانش نسبت به گذشته ضعیف‌تر شود و «شتاب گسترش» افزایش یابد؛ و از دیگر سو، سه نیروی دیگر، ثابت بمانند تا این سه نیرو با آزادی بیشتری به ساخت‌وساز کیهان و تکامل آن بپردازند.

نگارش: سال 1384

ویرایش: دی 1402

ویرایش دوم: خرداد 1403

ویرایش سوم: مهر 1403

ویرایش چهارم: اردی‌بهشت 1404

بازگشت‌ها:

1. بخشهایی از مقاله‌ای از رابرت ماتیو، مندرج در Focus Dec. 2004 با ترجمة ع. فخر یاسری مندرج در روزنامة شرق 31/1/84

2. شرق: 17/1/84 به نقل از پارس‌اسکای دات کام

3. شرق: 29/2/83

4. شرق: 25/2/84