منظور از کهکشان‌های شتاب‌گیرنده چیست و چطور کشف شدند؟

0

سال اکتشاف: ۱۹۹۸

این کشف چه می‌گوید؟ کهکشان ما نه تنها در حال گسترش است؛ نسبت این گسترش در حالی افزایش است و آن طور که تصور می‌شده کاهش نمی‌یابد.

چه کسی آن را کشف کرد؟ سال پرل ماتر Saul Perlmutter


هنگامی که ادوین هابل کشف کرد که کهکشان‌ها در حال گسترش است سؤال بزرگی مطرح شد: آیا این گسترش کند می‌شود و سرانجام متوقف خواهد شد تا کهکشان‌ها فرو ریزند؟ سال پرل ماتر کشف کرد که گسترش کهکشان‌ها شتاب گیرنده است و تمام مدل‌های علمی قبلی حرکت کهکشان‌ها در هم ریخت. کهکشان‌ها اکنون با شتابی بیش از آنچه تصور می‌شد در حال حرکت هستند، گویی درحال پراکندگی‌اند و قوهٔ جاذبه نمی‌تواند مانع از این گسترش شود.

تبلیغ: دوره آموزش الکترونیکی: پداگوژی، ابزارها و تولید محتوای آموزشی

این کشف دیدگاه علم را به گذشته و آیندهٔ کهکشان‌ها تغییر داد و بر محاسبات «مِه بانگ» و حتی بر آنچه کهکشان‌ها را ساخته اثر گذاشته است. مجلهٔ علم در ۱۹۹۸ این کشف را «عبور از موانع علم» نامید.


هابل در ۱۹۲۶ کشف کرد که کهکشان‌ها در حال انبساط هستند. دانشمندان مدلی از کائنات درست کردند که این انبساط در حال کند شدن است و نیروی جاذبه ستارگان و کهکشان‌ها را به سوی یکدیگر می‌کشد و سرعت آنها را کم می‌کند.

این مدل منطقی بنظری می‌رسید، گرچه مشکلات فنی در مدل‌های ریاضی مربوطه وجود داشت. اینشتین تلاش کرد این مشکل را با ابداع آنچه «ثابت کیهانی» نامید حل کند – ثابت کیهانی نیرویی بود که با جاذبه مبارزه می‌کرد. اما بعدهای نظریهٔ خود را رد کرد.

سال پرل ماتر در ۱۹۸۶ درجه دکترای فیزیک را گرفت و بعد در آزمایشگاه ملی بر کلی به کار بر روی پروژه کیهانی ابر نواختر پرداخت. گروه او تلسکوپ فضایی هابل را برای تحقیقات خود در اختیار داشتند تا ابر نو اخترها (ستاره‌های در حال انفجار) را در فضای دور پیدا کنند. آنها ابر نواخترها را برگزیدند زیرا درخشانترین اجرام کهکشان‌ها هستند. تمام ابر نو اخترهای انواع I آ همیشه مقدار ثابتی نور تولید می‌کند این خصایت، ابر نواخترها را برای مطالعهٔ پرل ماتر، موضوعی دلخواه کرده بود.

پرل ماتر از ۱۹۸۷ تا ۱۹۹۷ به مدت ۱۰ سال فناوری را برای تشخیص ابر نواخترها در کهکشان‌های دور و تجزیهٔ نور آنها ابداع کرد. گروه او دهها هزار کهکشان را در جستجوی نواخترهای نوع I آ جستجو کردند.

هنگامی که پرل ماتریک ابر نواختر I آ را پیدا کرد، درخشندگی آن را اندازه گرفت تا مسافتش به زمین را پیدا کند (هرچه درخشانتر، نزدیک‌تر) بر ماتر جابه‌جایی نور قرمز ابر نواخترها را هم اندازه گرفت، براساس همان پدیدهٔ داپلر که اگر ستاره‌ای به سمت زمین حرکت کند، نور آن فشرده‌تر است و رنگ آن کمی به سمت آبی متمایل می‌شود و اگر از زمین دور شود، رنگ آن به سمت قرمز متمایل می‌شود. هرچه سرعت ستاره بیشتر باشد جابه‌جایی رنگ آن بیشتر است. با اندازه‌گیری جابه‌جایی نور قرمز نواختر، پرل ماتر توانست سرعت دور شدن ستاره از زمین را محاسبه کند.

حالا نوبت قسمت مشکل قضیه رسیده بود. دیگر عوامل هم در جابه جایی نور قرمز دخیل بودند و پرل مارتر می‌باید ثابت کند جابه‌جایی نور قرمز که او اندازه‌گیری کرد، نتیجهٔ دور شدن ستاره از زمین است. گرد و غبار کیهانی می‌تواند باعث تغییر رنگ شود. بعضی از کهکشان‌ها سایه‌ای رنگ دارند که می‌توانند باعث تغییر رنگ نوری شود که از ابر نواخترها می‌آید. هریک از منابع محتمل اشتباه می‌باید بررسی، آزمایش و حذف شود.

سرانجام در اوایل ۱۹۹۸ پرل ماتر مسافت و سرعت تعدادی از ابر نواخترها را که در آسمان پراکنده بودند جمع آوری کرد. همهٔ آنها با سرعت سرسام آوری از زمین دور می‌شدند.

پرل ماتر از مدل‌های ریاضی استفاده کرد تا نشان دهد این کهکشان‌ها از دوران انفجار بزرگ با همان سرعت به مسیر خود ادامه دهند. اگر چنین می‌شد می‌باید امروز بسیار دورتر از ما باشند و تنها راه ممکن برای آن که داده‌های پرل ماتر درست باشد آن بود که این کهکشان‌ها با سرعتی بیش از گذشته‌ها در حال دور شدن باشند. شتاب کهکشان‌ها بیشتر شده بود، نه کمتر. کهکشان‌ها با شتابی افزون در حال انبساط بودند.

کشف پرل ماتر نشان داد که نیروهایی جدید و ناشناخته (که میشل ترنر در سال ۲۰۰۰ آن را «انرژی تاریک» خواند) می باید ماده را (ستارگان، کهکشان‌ها و غیره) به فضای بیرونی پرتاب کنند. تحقیقات جدید با استفاده از ماهواره‌هایی که برای تحقیق در این مورد طراحی شده‌اند، نشان داده که کائنات با «انرژی تاریک» پر شده (بعضی تخمین می‌زنند دو – سوم تمام انرژی کائنات انرژی تاریک است). در سال‌های بعد کشفیات جدید می‌تواند موجب بازنویسی نظریه‌هایی دربارهٔ خاستگاه و ساختار کائنات شود.


خیراً تلسکوپی ساخته شده که هدف آن مطالعهٔ شتاب کهکشان‌ها و دلیل آن است زیرا این کشف تمام نظریه‌های موجود دربارهٔ تولد و گسترش کهکشان‌ها را دگرگون خواهد کرد.

ممکن است شما دوست داشته باشید

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.