طنین کیهانی تولد جهان یا مهبانگ
در یکی از روزهای سال ۱۹۶۴ میلادی، دو فیزیکدان به نامهای آرنو پنزیاس و رابرت ویلسون در آزمایشگاههای بل در نیوجرسی آمریکا مشغول کار با یک گیرنده عظیم رادیویی که برای دریافت امواج الکترومغناطیسی از ماهواره های مخابراتی انعکاسی اولیه استفاده می شد، بودند که ناگهان با پدیده شگفت انگیزی مواجه شدند.
آنها در حالی که گیرنده رادیویی خود را روی طول موج تقریبا ۳ سانتی متری – که در محدوده میکروموجها محسوب می شود – تنظیم کرده بودند به طور غیر منتظره امواجی را دریافت کردند که در عملکرد رادیوتلسکوپ تداخل ایجاد می کردند. اما نکته بسیار عجیب آن بود که به نظر می رسید این امواج اسرارآمیز نه از یک نقطه خاص – مثلا از خورشید یا یک ستاره یا حتی یک کهکشان خاص بلکه از تمامی گستره کیهان گسیل می شوند چراکه با چرخاندن جهت رادیوتلسکوپ به سوی بخشهای مختلف آسمان، هیچ تغییری در شدت امواج دریافتی ایجاد نمیشدا پنزیاس و ویلسون در ابتدا تصور کردند شاید مشکلی در خود سیستم الکترونیک گیرنده به وجود آمده است، بنابراین همه چیز را مجددا بازبینی کردند اماهیچکدام از دستگاهها مشکلی نداشتند و همه چیز به خوبی کار می کرد.
پس منشاء این امواج اسرارآمیز که از تمامی آسمان ساطع می شدند چه بود؟
پنزیاس و ویلسون تصمیم گرفتند برای یافتن پاسخ این معما با فیزیکدانان دانشگاه پرینستون که در همان نزدیکی قرار داشت، مشورت کنند. در دانشگاه پرینستون، فیزیکدانی به نام رابرت دیک با شنیدن کشف آنها بسیار هیجان زده شد اما حدس بزنید چرا؟ در واقع پنزیاس و ویلسون به طور غیرمنتظره پدیده شگفت انگیزی را کشف کرده بودند که رابرت دیک از مدتی پیش در جست وجوی آن بود؛ طنین کیهانی مهبانگ.»
محاسبات رابرت دیک نشان می داد که امواج کشف شده توسط رادیو تلسکوپ آزمایشگاههای بل در واقع امواج الکترومغناطیسی برجای مانده از دوران های اولیه کیهان هستند که از سرتاسر پهنه کیهان به سوی ما می آیند. بعدها مشخص شد که وجود این امواج زمینه میکروموج کیهانی در واقع از سال ها قبل یعنی در اواسط دهه ۱۹۴۰ توسط فیزیکدان هایی نظیر جورج گاموف، رالف الفرو رابرت هرمان بر مبنای مدل کیهان شناسی مهبانگ پیش بینی شده بود.
محاسبات این فیزیکدان ها بر اساس مدل مهبانگ نشان می داد که جهان اولیه باید بسیار داغ و عمدتا متشکل از پلاسمای مه مانندی از هیدروژن بوده باشد. با گذشت زمان به تدریج دمای این پلاسمای کیهانی که تمامی جهان را پر کرده بود نیز کاهش یافت تا سرانجام حدود ۳۸۰ هزار سال پس از مهبانگ، دما به حد کافی پایین آمد که پلاسما – که گاز یونیزه شده است – به گاز معمولی تبدیل شود. به عبارتی در آن زمان، اتم های خنثی در پهنه کیهان شکل گرفتند و به این ترتیب فوتونها که تا پیش از آن به واسطه برخورد مستمر با الکترون ها و پروتون های آزاد پلاسما مستمرا پراکنده می شدند به ناگهان امکان حرکت آزادانه و انتشار در کل گستره کیهان را پیدا کردند.
به این ترتیب، امواج زمینه میکروموج کیهانی که امروزه از سرتاسر کیهان به ما می رسند در واقع همان فوتون های اولیه هستند که پس از شفاف شدن جهان در تمامی کیهان پخش شده بودند (طول موج آن فوتونها به واسطه انبساط جهان، از نور مرئی به سوی میکروموجها جابه جا شده و افزایش یافته است). کشف تابش زمینه میکروموج کیهانی سرانجام سبب پذیرش و فراگیر شدن مدل کیهان شناسی مهبانگ در نزد فیزیکدان ها شد و نظریه رقیب آن یعنی «نظریه حالت پایا» را از میدان به در کرد چراکه مدل حالت پایا بر خلاف مدل مهبانگ قادر به توضیح علت وجود این امواج کیهانی نبود. به این ترتیب با کشف این تابش سراسری کیهانی، نظریه مهبانگ که با کشف انبساط جهان متولد شده بود به مهم ترین و اصلی ترین نظریه کیهان شناسی نوین تبدیل شد.
