آیا گسترش گیتی بینهایت است؟

از شماره دسامبر ماهنامه "کشفDiscover "، صفحه ۱۳

در سال ۱۶۱۰، زمانیکه گالیله تلسکوپ تازه ساز خود را به سمت آسمان نشانه گرفت، به جهانی پی برد که تا آن زمان ناشناخته بود. او ستارگان بیشماری را در پهنه راه شیری دید که تا آن زمان از چشمان غیر مسلح پوشیده بودند. کیهان در آن لحظه بطرز وسیعی گسترش یافت. حدود سه قرن پس از آن، زمانی که دانشمندان تلسکوپی ساختند که نشان داد که راه شیری تنها یکی از "جزایر عالم وجود" بود، کائنات بار دیگر بطرز وسیعی گسترش یافتند. از آن زمان به بعد، با توسعه در پیشرفت های تلسکوپی، جهان قابل دید به ۹۲ بیلیون سال نوری که در بر گیرنده دو تریلیون کهکشان است، وسعت پیدا کرده است. و همچنان اختر شناسان در شگفت میباشند که پیشرفت آن قسمت از این جهان که از دید ما خارج است، چه اندازه است.

ساخت تلسکوپهای بزرگتر دیگر نمیتواند گسترش دید ما را افزایش دهد.  ستاره شناس دانشگاه ارواین کالیفرنیا، ویرجینیا تریمبل، بر این عقیده است که "کیهان همیشه وسیعتر از آنی بوده است که ما میتوانیم مشاهده کنیم." دانشمند دیگر و برنده جایزه نوبل، جان متر که مسئول پروژه ای در سازمان ناسا و همچنین مهندس مسئول تلسکوپ جیمز وب است، اظهار میدارد "تلسکوپها تنها آنچه را که قابل روئت هستند مشاهده میکنند. شما نمیتوانید به قبل از پیدایش کیهان به عقب بازگردید. بنابرین دید ما محدود است و ما تا آنجایی در فضا و زمان که میتوانستیم مشاهده کنیم تا کنون دست یافته ایم." در لبه کائنات مهبانگ را میتوانیم قیاس کرد، که به آن "تابش زمینه ریزموج کیهانی (یا سی-ام-بی)" میگویند. اما این یک لبه سحر آمیز نیست، چرا که کیهان همواره در حال پیشرفت است. و ما شاید هیچگاه نقطه انتها را نیابیم.

در دهه های اخیر، ستاره شناسان سعی کرده اند که با تخمین عمر کیهان به این پرسش پاسخ دهند، چنانکه ارسطو ریاضیدان باستانی یونان با یک محاسبه ساده هندسی توانست اندازه زمین را مشخس کند. در تئوری، کیهان میتواند یکی از این سه شکل را داشته باشد، که البته هر کدام به خمیدگی فضا بستگی دارد: زین شکل (خمیدگی منفی)، کره ای (خمیدگی مثبت)، یا صاف (بدون خمیدگی).

تعداد محدودی به شکل زین اعتقاد دارند، ولی شکل کره ای برای ما زمینی ها بیشتر قابل درک است، چرا که نه تنها زمین، بلکه خورشید و سایر سیارات کروی شکل هستند. کیهان کروی شکل را میتوان دور زد و در نهایت به نقطه آغاز رسید، چنانچه ماژلان کره زمین را دور زد. انیشتین این تئوری را "محدود ولی بی پایان" نامید.

از اواخر سالهای ۱۹۸۰، یک سری رصدخانه (زیج) با هدف مطالعه (سی-ام-بی) ساخته شدند که توانستند بطور دقیقی ثابت کنند که فضا هیچگونه خمیدگی ندارد. البته تا آنجایی که میتوان مشاهده کرد صاف است، و اگر کره ای است، این کره آنقدر وسعت دارد که آن قسمت که مشاهده میشود هیچگونه خمیدگی ندارد. جان متر میگوید "کائنات مانند یک صفحه کاغذ (بدون انتها) صاف است. بنابر این شما چنانچه به هر سو بروید همه چیز کم و بیش یکسان خواهد بود." هر آینه شما هیچگاه به لبه این کیهان برخورد نخواهید کرد، و هر زمان کهکشانهای جدیدی خواهید دید.

این مورد پسند اکثر ستاره شناسان است، و یک جهان مسطح با مشاهدات و تئوری جور در میاید. بنابرین این فرضیه در قلب ستاره شناسی جدید جای خود را باز کرده است. مشکل اینجاست که بر عکس کیهان کروی شکل، یک کیهان صاف میتواند محدود و یا نامحدود باشد. و تا کنون هیچ راهی برای اثبات و یا عدم اثبات آن به دست نیامده است. ویرجینیا تریمبل میگوید "هیچکس نمیداند با چه راهی میتوان به محدودیت و یا عدم آن پی برد." بنابرین ستاره شناسان امیدوارند که تئوری جدیدی این پرسش را پاسخ دهد، مدلی که بتواند بطور غیر مستقیم یکی از این دو مورد را ثابت کند. به عنوان مثال، تئوری های فیزیک، سالها پیش از آنکه "هیگز بوسون" کشف شود، وجود ذرات بیشماری را پیش بینی میکردند. و فیزیکدانان به واقعیت وجودی این ذرات معترف بودند.

در خاتمه ویرجینیا تریمبل اظهار میدارد "اگر شما از آنچه که تا کنون مشاهده کرده اید تعریف خوبی داشته باشید، و آن پیش بینی میکند که پدیده ای واقعی است، بنابرین شما انتظار وجودی آنرا نیز خواهید داشت. اکثر دانشمندان این چنین فکر میکنند."