آیا جهان مرکزی دارد؟ نگاهی علمی به مرکز عالم هستی

ماجرای جالب مرکز جهان

برای قرن‌ها، این تصور که کیهان باید نقطه مرکزی داشته باشد، پذیرفته شده بود. اما کیهان‌شناسی مدرن، با تکیه بر نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین، این باور قدیمی را دگرگون کرده است. برخلاف شهود روزمره و مثال‌های رایج، جهان هستی مرکزی ندارد. درک این موضوع نیازمند بازنگری در ماهیت فضا، انبساط کیهانی و هندسه‌ای است که کیهان ما را توصیف می‌کند.

نظریه اینشتین و آغاز کیهان‌شناسی نوین

اینشتین در سال ۱۹۱۵ نظریه نسبیت عام را ارائه داد و فیزیک را متحول ساخت. او گرانش را به صورت خمیدگی فضا-زمان، یعنی ساختاری درهم‌بافته از فضا و زمان، شرح داد. در ابتدا حتی اینشتین تصور می‌کرد جهان ایستا و ابدی است و برای حفظ مدل ایستای جهان، ثابت کیهان‌شناسی را به فرمول‌های خود افزود.

اما رصدهای اوایل قرن بیستم این نگاه را زیر سؤال برد. اخترشناسان با استفاده از تلسکوپ‌های پرقدرت دریافتند که کهکشان‌های دور از راه شیری در حال دور شدن هستند. این کشف، ایده انبساط کیهان را مطرح کرد. ادوین هابل با تحلیل انتقال به سرخ کهکشان‌ها نشان داد که هر چه یک کهکشان دورتر باشد، با سرعت بیشتری دور می‌شود. به بیان دیگر، گسترش جهان در همه جا اتفاق می‌افتد و این فرآیند از نقطه خاصی آغاز نشده است.

درک انبساط: دقیقاً چه چیزی بزرگ‌تر می‌شود؟

در زمین، انبساط به معنی بزرگتر شدن یک جسم است؛ اما در کیهان، تعریف متفاوتی دارد: فواصل بین کهکشان‌ها در گذر زمان افزایش می‌یابد، زیرا خود فضا کشیده می‌شود. این تفاوت مهم است—کهکشان‌ها مانند تکه‌های پرت شده از انفجار حرکت نمی‌کنند؛ بلکه فضا است که همه را به طور یکنواخت از هم جدا می‌کند.

برای توضیح بهتر، اخترشناسان از مثال بادکنکی استفاده می‌کنند که بر آن نقطه‌هایی به نشانه کهکشان رسم شده است. با باد شدن بادکنک، این نقاط از هم فاصله می‌گیرند، نه به خاطر حرکت روی سطح آن، بلکه به دلیل انبساط خود سطح. هر نقطه (کهکشان) سایر نقاط را در حال دور شدن می‌بیند، بدون آنکه نقطه‌ای مرکزی وجود داشته باشد. این مثال مطابق اصل کیهان‌شناسی است: از هر جای جهان، انبساط کیهانی یکسان دیده می‌شود. نه منطقه‌ای خاص و نه مرکزی ویژه در عالم وجود دارد؛ هر مشاهده‌گر دیگر کهکشان‌ها را در حال دور شدن می‌بیند و هر چه فاصله بیشتر باشد، سرعت ظاهری دور شدن هم بیشتر است. این پدیده در قانون هابل خلاصه می‌شود.

سوءبرداشت‌ها درباره مهبانگ: آیا مرکزی وجود داشته؟

اغلب افراد مهبانگ (بیگ بنگ) را به صورت یک انفجار با کانون خاص در فضای پیشین تصور می‌کنند. حال آنکه مهبانگ، انفجار نبود بلکه انبساط خود فضا از حالت بسیار داغ و چگال اولیه بود. هر نقطه از کیهان امروز، ریشه در همان رویداد اولیه دارد، پس هیچ جای جهان، قدیمی‌تر یا مرکزی‌تر از جایی دیگر نیست.

مهبانگ، آغاز همزمان فضا، زمان و ماده در همه جا بوده است. شواهد آن در تابش زمینه کیهانی مشهود است؛ این «پس‌تاب» یکنواخت، نبود مرکز یا گوشه‌ای خاص را تایید می‌کند.

ابعاد و محدودیت مثال‌ها

اگرچه مثال بادکنک فهم شهودی را آسان می‌کند، باید دانست جهان یک کره سه‌بعدی توخالی نیست که در فضایی بزرگتر گسترش یابد. جهان متشکل از سه بعد طول، عرض و ارتفاع، و یک بعد زمان است که فیزیک‌دانان آن را فضای-زمان می‌نامند.

تصور کردن این چهار بُعد با ذهن معمولی دشوار است. برخلاف سطح دو بعدی بادکنک، نمی‌توان فضای-زمان را در ابعاد بالاتر تجسم کرد. اما در نظریه‌های کیهان‌شناسی، وجود مرکزی معین یا لبه‌ای برای جهان ممکن نیست؛ مهبانگ همه جا اتفاق افتاده و انبساط در سراسر کیهان به طور یکسان رخ می‌دهد.

چه چیزی انبساط جهان را هدایت می‌کند؟

شناخت ما از انبساط کیهان صرفاً بر مشاهده استوار نیست؛ بلکه بر نظریه‌های ریاضی مبتنی بر نسبیت عام نیز تکیه دارد. معادلات فریدمن، نرخ انبساط را با توجه به هندسه و محتوای انرژی کیهان—از جمله ماده تاریک و انرژی تاریک—توصیف می‌کند. در حالی که ماده مرئی سهم اندکی دارد، انرژی تاریک عامل اصلی شتاب گرفتن انبساط جهان به شمار می‌رود؛ گرچه منشأ واقعی آن همچنان یکی از معماهای فیزیک است.

در اثر این انبساط، «متر» فواصل کیهانی نیز تغییر می‌کند و کهکشان‌هایی که نیروی گرانشی آنها را به‌هم متصل نمی‌کند، به مرور زمان از هم دور می‌شوند. بنابراین، اگر بپرسیم «مرکز جهان کجاست؟» پاسخ علمی این است که مرکز مشخصی وجود ندارد؛ هر نقطه به اندازه سایر نقاط مرکزی است.

دیدگاه کارشناسان و تلاش‌های علمی

فیزیک‌دانان و اخترشناسان بسیاری توضیح داده‌اند که جستجوی مرکز جهان یک اشتباه مفهومی است. به تعبیر استیون هاوکینگ: «جهان نه مرکز دارد، نه لبه. از هر نقطه به عنوان مرکز می‌توان جهان را نگریست.» این دیدگاه نه تنها شهود فضایی بلکه بسیاری از پنداشت‌های ذهنی بشر را به چالش می‌کشد.

پژوهش در حوزه کیهان‌شناسی، مطالعه پس‌زمینه تابش مایکروویو کیهانی و رمزگشایی از ماهیت انرژی تاریک ادامه دارد. تلسکوپ فضایی جیمز وب و رصدخانه‌هایی مانند اوکلید و نانسی گریس رومن، ساختار و سرنوشت انبساط کیهانی را با دقت بیشتری بررسی خواهند کرد و بسیاری از رازهای هندسه و سرنوشت نهایی جهان را روشن‌تر می‌سازند.

فناوری‌های مرتبط و چشم‌انداز آینده

تلاش برای ترسیم نقشه جهان و شناخت منشأ آن، همواره نوآوری در ابزارهای اخترفیزیکی، تحلیل داده و فیزیک نظری را به همراه دارد. پیمایش‌های دقیق آسمان، نسل جدید آشکارسازهای امواج گرانشی و مدل‌سازی محاسباتی پیشرفته، به بررسی دقیق‌تر انبساط کیهانی و ساختار جهان کمک می‌کنند.

فیزیک‌دانان نظری نیز در پی کشف راه‌حل‌هایی همچون نظریه چندجهانی یا چرخه‌های کیهان هستند که ممکن است ابزارهای ریاضی تازه یا بازنگری در اصول بنیادین کیهان‌شناسی را بطلبد. همه این رویدادها، پویایی و پیشرفت روزافزون کیهان‌شناسی قرن بیست و یکم را نشان می‌دهند.

جمع‌بندی

برخلاف تصورات قدیمی، جهان نقطه مرکزی ندارد و انبساط کیهانی در همه جا و همزمان رخ می‌دهد—پدیده‌ای که نظریه نسبیت آن را پیش‌بینی و مشاهدات آن را تایید کرده‌اند. اهمیت این فهم صرفاً نظری نیست: بلکه زاویه دید ما را نسبت به جایگاهمان در کیهان دگرگون می‌سازد. با ادامه تحقیق و فناوری‌های جدید، تلاشی بی‌وقفه برای شناخت منشأ، ساختار و سرنوشت کیهان ادامه یافته و روز به روز چشم‌اندازی شگفت‌انگیزتر از جهان را پیش رو می‌گشاید.