بزرگ‌ترین ساختارِ کیهان ممکن است ۵۰ درصد بزرگ‌تر از آن چیزی باشد که تصور می‌کردیم
در جدیدترین یافته‌های علمی، پژوهشگران با تحلیل دوباره توزیع انفجارهای عظیم کیهانی به این نتیجه رسیده‌اند که دیوار بزرگ هرکولس–تاج شمالی (Hercules–Corona Borealis Great Wall)، یعنی بزرگ‌ترین ساختار شناخته‌شده‌ی عالم، شاید بسیار عظیم‌تر از تخمین‌های اولیه باشد. این ساختار که پیش‌تر ۱۰ میلیارد سال نوری پهنا برای آن برآورد شده بود، حالا ممکن است گستره‌ای در حدود ۱۵ میلیارد سال نوری داشته باشد؛ یعنی در حدود یک‌ششم وسعت کل کیهان قابل مشاهده که تخمین زده می‌شود ۹۳ میلیارد سال نوری باشد.
این یافته‌ها، نه تنها از نظر مقیاس حیرت‌انگیزند، بلکه چالشی جدی در برابر درک علمی ما از نظم و ساختار کیهان به شمار می‌آیند.
دیوار بزرگ هرکولس–تاج شمالی چیست؟
دیوار بزرگ هرکولس–تاج شمالی مجموعه‌ای غول‌آسا از خوشه‌های کهکشانی (Galaxy Clusters) است که برای نخستین بار در اوایل دهه‌ی ۲۰۱۰ میلادی شناسایی شد. این کشف به واسطه‌ی بررسی تمرکز غیرعادی انفجارهای پرتو گاما (Gamma-ray Bursts) صورت گرفت؛ انفجارهایی که پرانرژی‌ترین و نورانی‌ترین پدیده‌های شناخته‌شده‌ی عالم هستند و در جریان رویدادهایی چون فروپاشی هسته‌ای ابرنواخترها (Supernovae) یا برخورد ستارگان نوترونی (Neutron Star Collision) پدید می‌آیند.
از آنجا که این انفجارها حتی از فواصل بسیار دور نیز قابل رصد هستند، تمرکز آن‌ها می‌تواند به‌عنوان نقشه‌ای غیرمستقیم برای تعیین تجمع کهکشان‌ها در مقیاس کیهانی عمل کند.
چگونه این ساختار عظیم کشف شد؟
در نخستین مرحله، تیمی متشکل از اخترشناسان از جمله ایستوان هوروات (István Horváth)، جان هکیلا (Jon Hakkila) و زُلت باگولی (Zsolt Bagoly) با تحلیل داده‌های مربوط به ۲۸۳ انفجار پرتو گاما به این نتیجه رسیدند که در ناحیه‌ای از آسمان، این انفجارها تراکمی غیرمنتظره دارند؛ نشانه‌ای از وجود یک ساختار عظیم در پس‌زمینه‌ی کیهان.
اکنون، در تازه‌ترین تحقیق، این تیم به همراه گروهی بزرگ‌تر، داده‌های ۵۴۲ انفجار پرتو گاما با شیفت به سرخ (Redshift) مشخص را مورد تحلیل دقیق قرار داده‌اند. شیفت به سرخ که به معنای کشیده شدن طول موج نور به سمت بخش قرمز طیف بر اثر انبساط کیهان است، ابزاری قدرتمند برای سنجش فواصل کیهانی محسوب می‌شود.
یافته‌های جدید چه چیزی را آشکار می‌کند؟
بر اساس این پژوهش تازه، دیوار بزرگ از پهنایی به اندازه «انتقال به فروسرخ» ۰٫۳۳ تا ۲٫۴۳ دارد که به معنای اندازه‌ای در حدود ۱۵ میلیارد سال نوری است.
این نتایج بر پایه‌ی تحلیل آماری دقیق داده‌ها به دست آمده‌اند و احتمال این‌که این تمرکز گسترده صرفاً حاصل نوسانات تصادفی یا خطاهای نمونه‌گیری باشد، بسیار ناچیز است.
چرا این کشف فهم ما از را کیهان دکرگون می‌کند؟
مبنای اصلی مدل‌های کیهان‌شناختی کنونی بر اصل کیهان‌شناسی (Cosmological Principle) استوار است. این اصل می‌گوید که در مقیاس‌های بسیار بزرگ، کیهان باید یکنواخت (Homogeneous) و همگن به نظر برسد؛ یعنی هیچ بخش خاصی از کیهان نباید با بخش‌های دیگر تفاوت چشمگیری داشته باشد.
بر اساس محاسبات نظری، ساختارهایی بزرگ‌تر از حدود ۱٫۲ میلیارد سال نوری نباید وجود داشته باشند، زیرا وجود آن‌ها موجب نقض این اصل می‌شود. اما کشف‌هایی مانند دیوار بزرگ اسلون (Sloan Great Wall)، دیوار قطب جنوب (South Pole Wall)، گروه کلوز-کامپوسانو (Clowes–Campusano LQG) و قوس غول‌پیکر (Giant Arc)، همگی این نظریه را نقض می‌کنند.
دیوار بزرگ هرکولس–تاج شمالی، به‌ویژه با ابعاد تازه‌اش، چالشی حتی بزرگ‌تر از همه‌ی نمونه‌های پیشین به حساب می‌آید.
دیوارهای کیهانی دیگر در مقایسه
برای درک بهتر عظمت این کشف، بد نیست نگاهی به برخی دیگر از ساختارهای عظیم کیهانی بیندازیم:
دیوار اسلون: حدود ۱٫۳۷ میلیارد سال نوری پهنا
دیوار قطب جنوب: حدود ۱٫۳۷ میلیارد سال نوری پهنا
گروه کلوز-کامپوسانو: حدود ۲ میلیارد سال نوری پهنا
قوس غول‌پیکر: حدود ۳٫۳ میلیارد سال نوری پهنا
گروه بزرگ اختروش‌ها: حدود ۴ میلیارد سال نوری پهنا
در مقابل، دیوار بزرگ هرکولس–تاج شمالی، حتی در برآورد پیشین ۱۰ میلیارد سال نوری، چندین برابر بزرگ‌تر از این ساختارها بود و اکنون با برآورد جدید، اختلاف عظیم‌تری را نشان می‌دهد.
معنای کشف تازه برای آینده‌ی کیهان‌شناسی
این کشف، بدون تردید، یک زنگ هشدار برای نظریه‌های فعلی درباره‌ی منشأ و ساختار عالم است. دانشمندان هنوز نمی‌دانند چگونه چنین ساختار عظیمی می‌تواند در طول عمر محدود کیهان شکل گرفته باشد بدون آن‌که اصل یکنواختی نقض شود.
یافته‌های اخیر بار دیگر تأکید می‌کند که کیهان هنوز پر از رمز و رازهایی است که منتظر کشف شدن هستند. شاید لازم باشد درک خود از قوانین بنیادین گیتی را بازنگری کنیم یا به دنبال فیزیک جدیدی باشیم که بتواند چنین ناهنجاری‌های عظیمی را توضیح دهد.
پاسخی که جایی در میان ستارگان نهفته است
آنچه مسلم است این‌که این کشف، بار دیگر وسعت نادانی ما درباره‌ی کیهان را یادآوری می‌کند. در جایی میان ستارگان، شاید پاسخ‌هایی برای این معماها وجود داشته باشد؛ و هر کشف تازه‌ای، نوری تازه بر گوشه‌ای تاریک از اسرار گیتی می‌افکند.
در کیهان‌شناسی، اصطلاح «دیوار» برای توصیف ساختارهای عظیمی به کار می‌رود که از مجموعه‌ی متراکمی از خوشه‌های کهکشانی تشکیل شده‌اند. این ساختارها در نقشه‌های سه‌بعدی توزیع کهکشان‌ها، به صورت نوارهای گسترده و کشیده‌ای دیده می‌شوند که در ابعاد باورنکردنی فضا را تقسیم می‌کنند. هرچند ضخامت این ساختارها قابل توجه است، اما در مقایسه با طول و پهنای بسیار زیادشان، نازک به نظر می‌رسند و ظاهری دیوارگونه پیدا می‌کنند. ویژگی اصلی این دیوارهای کیهانی، تراکم بالای ماده و کهکشان‌ها در یک راستای گسترده است که آن‌ها را از مناطق کم‌تراکم اطراف که به نام خلأهای کیهانی (Cosmic Voids) شناخته می‌شوند، متمایز می‌کند.
اصطلاح «دیوار» نخستین بار برای نامگذاری ساختارهایی به کار رفت که در نقشه‌های رصدی، ظاهر متمایز و کشیده‌ای داشتند. نمونه‌های شناخته‌شده‌ای چون دیوار بزرگ اسلون (Sloan Great Wall)، دیوار قطب جنوب (South Pole Wall) و دیوار هرکولس–تاج شمالی (Hercules–Corona Borealis Great Wall) از جمله این ساختارها هستند.
منبع: arXiv
