بیگ بنگ چیست؟ - قسمت اول

بیش از ۴۰۰ میلیارد کهکشان، تریلیون‌ها کیلومتر وسعت و میلیاردها سال قدمت، بیانگر عظمت جهانی هستند که ما در آن زندگی می‌کنیم. جهانی که از بدو خلقت خود این چنین عظیم و پهناور نبوده و نزدیک به ۱۴ میلیارد سال پیش، نه اثری از کهکشان‌های پر شمارش بوده و نه وسعت کنونی خودش را داشته است. اما وقوع انفجاری بزرگ به نام بیگ‌بنگ (Big Bang) یا به زبان فارسی مه‌بانگ، باعث می‌شود سرنوشت کیهان جور دیگری رقم بخورد. بیگ بنگی که باعث پیدایش جهان هستی شده است. این انفجار رویدادی تعیین‌کننده برای کیهان ما و همه چیز‌های درون آن محسوب شده و شناخت آن باعث پی‌بردن به اسرار گذشته، حال و آینده ما و جهان‌مان خواهد شد. در این سری مقالات میخواهیم به طور کامل با بیگ بنگ و نحوه وقوع آن آشنا شویم. بنابراین اگر طرفدار دو آتشه ماجراجویی هستید، در این سفر هیجان انگیز همراه بنده باشید.دانشمندان چگونه توانسته‌اند بیگ‌بنگ را شرح دهند؟قبل از مطالعه و بررسی اتفاقات بیگ بنگ، بهتر است بدانیم که دانشمندان چگونه می‌توانند وقایعی که میلیون‌ها و یا میلیاردها سال پیش رخ داده را توصیف کنند؟آسمان پر ستاره‌ای که هر شب مشاهده می‌کنید را در نظر بگیرید. اغلب آن ستاره‌هایی را که می‌بینید بالغ بر هزاران سال نوری با ما فاصله دارند و چیزی که اکنون ما در حال مشاهده هستیم، حالت هزاران سال پیش یک ستاره می‌باشد. حتی ممکن است برخی از آنها نابود شده باشند اما کماکان به دلیل فاصله زیاد‌‌شان با زمین، بتوانیم آنها را به واسطه نوری که از قبل ساطع کرده اند، مشاهده کنیم.در قسمت‌های بعدی این مقاله خواهیم آموخت که نزدیک به ۳۸۰ هزار سال طول کشیده تا اولین فوتون نوری در سراسر جهان ساطع شود. دانشمندان نیز با استفاده از تلسکوپ‌های فضایی پیشرفته و ماهواره‌های عظیم‌الجثه، توانسته‌اند تمام فوتون‌هایی که از لحظه به پیدایش کیهان تاکنون ساطع شده و در سراسر کیهان سرگردان هستند را مورد بررسی قرار داده و به کمک آنها به راز خلقت جهان و کهکشان‌هایش پی ببرند.نورهای کیهانی بهترین اطلاعات را در اختیار دانشمندان قرار می‌دهند.اما تکلیف آن ۳۸۰ هزار سال اولیه چه می‌شود؟ دانشمندان از چه طریقی وقایع رخ داده در بیگ‌بنگ را طی این ۳۸۰ هزار سال توصیف می‌کنند؟همانطور که گفته شد، توصیف وقایع کیهان فقط و فقط از طریق مطالعه فوتون‌های نوری امکان پذیر می‌باشد و با توجه به اینکه در طی ۳۸۰ هزار سال اول عمر کیهان هیچ نوری ساطع نشده، تنها راه باقیمنده برای مطالعه وقایع آن دوره، شبیه سازی بیگ‌بنگ در محیط‌های آزمایشگاهی می‌باشد. از این رو دانشمندان و مهندسان تصمیم گرفتند ماشینهای آزمایش کننده فوق پیشرفته‌ای بسازند تا بتوانند شرایطی را که جهان‌هستی در آن شکل گرفته، شبیه سازی کنند. این ماشین‌ها که به آزمایشگاه ذرات بنیادی نیز معروف هستند، غالباً وسعتی به اندازه یک شهر دارند.یکی از بزرگترین آنها در شهر سرن کشور سوئیس راه اندازی شده است. این دستگاه که برخورد دهنده (collider) نامیده می‌شود، از یک تونل دایره‌ای شکل به عرض ۳.۸ متر و به قطر ۲۷ کیلومتر به همراه یک آشکارساز عظیم تشکیل شده است. این دستگاه برخورد دهنده، ذرات ماده را داخل تونل به حرکت درآورده و با سرعتی بسیار نزدیک به سرعت نور به هم برخورد می‌دهد. برخوردها در کسری از یک ثانیه انرژی توربوشارژی را مشابه نیروی انفجاری بیگ‌بنگ تولید می‌کنند و سپس آن انرژی خالص فوراً به ماده جدید تبدیل می‌شود. درست همانند اتفاقاتی که حدود ۱۴ میلیارد سال پیش برای کیهان رخ داده است. دانشمندان با استفاده از آشکارساز غول پیکری که این ماشین دارد (دارای وزنی حدود ۷ هزار تن و به ارتفاع یک ساختمان ۵ طبقه) قادر به مشاهده، شبیه‌سازی و کشف ارتباط میان این اتفاقات و وقایعی که هنگام بیگ‌بنگ رخ داده، خواهند بود. بنابراین هرگونه نظریه و دستاورد علمی که درباره این ۳۸۰ هزار سال ارائه شده، فقط و فقط به کمک شبیه سازی‌های این‌چنینی حاصل شده است.نمای داخل تونل دستگاه برخورد دهندهبدین ترتیب دانشمندان و ستاره شناسان توانسته‌اند اطلاعات نسبتاً دقیقی درباره گذشته کیهان کسب کرده و در اختیار عموم قرار دهند.تصوری غلط درباره بیگ بنگدر دوران کودکی، هر بار که درباره بیگ‌بنگ و آن انفجار بزرگ می‌شنیدم، تصور می‌کردم قبل از بیگ‌بنگ، تمام ستاره ها، سیارات و کهکشان‌های موجود در این دنیا، در قالب یک جسم بسیار عظیم الجثه و یکتا قرار داشته و پس از وقوع این انفجار، اجرام آسمانی کیهان به شکل کنونی خود در آمده اند. البته برخی از افراد نیز ممکن است هم اکنون نیز همین تصور را درباره بیگ‌بنگ داشته باشند اما در واقع بیگ‌بنگ و ماحصل آن دقیقا برخلاف این تصور اشتباه رخ داده است.بیگ‌بنگ همانگونه که از اسمش پیدا است انفجاری مهیب بوده اما انفجاری چیزی بوده است که از آن تحت عنوان یک شیء بسیار کوچک از جنس انرژی، اما با دما، چگالی و فشار بی نهایت یاد می‌شود. این انفجار که در کسری از ثانیه رخ داده، توانسته به تنهایی تمام کهکشان‌های موجود در این جهان را خلق کند.پایان قسمت اولدر قسمت بعدی با نحوه کشف بیگ بنگ و بحثی جنجالی درباره محل وقوع بیگ بنگ آشنا خواهیم شد.