ماموریت اسفرکس برای کشف منشا انفجار در نظریه بیگبنگ

تلسکوپ فضایی اسفرکس ناسا به دنبال پاسخ به این سوال بزرگ است که جهان چگونه به وجود آمده است؛ این تلسکوپ با مصرف انرژی کمتر از یخچال به بررسی منشا جهان و جمعآوری دادهها در مورد انبساط اولیه آن میپردازد؛ هدف اصلی، درک چگونگی شکلگیری جهان و تحول آن در طول زمان است.
ماموریت تلسکوپ فضایی اسفرکس ناسا

هدف اصلی این ماموریت، بررسی نظریه تورم کیهانی یا انبساط اولیه جهان است. این نظریه بیان میکند که در آغاز زمان و فضا یعنی لحظه بیگ بنگ (Big Bang)، جهان دچار یک دوره کوتاه از انبساط نمایی و بسیار سریع شد؛ این نوع انبساط کیهانی کند و تدریجی نبود. تورم کیهانی به سرعت غیرقابل تصوری رخ داد و جهان را در یک لحظه از مقیاسی بسیار کوچک به ابعاد کیهانی تبدیل کرد.
به گفته فیل کورنگات (Phil Korngut)، اخترفیزیکدان در موسسه فناوری کالیفرنیا (California Institute of Technology) و دانشمند مسئول ابزار اسفرکس، واقعا سوال بزرگتری نسبت به اینکه جهان در ابتدا چگونه بوده وجود ندارد. این سوال بنیادی، درک بشر از قوانین فیزیک، ماده تاریک، انرژی تاریک و سرنوشت نهایی کیهان را شکل می دهد. مطالعه این دوره اولیه، کلید حل رمز و رازهای بزرگی است که همچنان ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرده است.
دانشمندان امیدوارند با بررسی چگونگی توزیع کهکشانها در بخشهای وسیعی از آسمان، شواهدی درباره شکل و ساختار جهان اولیه، پیش از آنکه به اندازه امروزی خود برسد، به دست آورند که به محدود کردن تعداد تئوریهای قابل قبول کمک کند.
جیمز فنسون (James Fenson)، مدیر پروژه اسفرکس در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا (Jet Propulsion Laboratory) در اینباره میگوید: «مقایسه نظریهها با دادههای واقعی و محدود کردن دامنه احتمالات، میتوانند درک جدیدی از فیزیک بنیادی را به ارمغان آورند؛ این رویکرد به دانشمندان اجازه میدهد تا از طریق آزمایشهای تجربی، مدلهای نظری را ارزیابی کنند و به درک عمیقتری از ساختار جهان برسند.»
کیهان بهعنوان یک آزمایشگاه عظیم فیزیکی دارای اهمیت بالایی است. فنسون در اینباره میگوید: «در آزمایشگاههای زمینی، محدودیتی در استفاده از شتابدهندههای ذرات برای برخورد دادن اتمها وجود دارد، اما کیهان به خودی خود یک آزمایش عظیم، آن هم با انرژی به شدت بالا است.»
تلسکوپ به دنبال شواهدی از وجود آب و مولکولهای آلی در مناطق شکلگیری ستارهها در کهکشان راه شیری خواهد بود. نظریه تورم کیهانی به اواخر دهه ۱۹۷۰ و اوایل دهه ۱۹۸۰ برمیگردد، زمانی که فیزیکدانان در تلاش برای درک چگونگی یکنواختی و هماهنگی جهان در مقیاسهای بزرگ مانند ریزموج زمینه کیهانی (CMB) بودند.
آلن گاث (Alan Guth)، فیزیکدان موسسه فناوری ماساچوست (Massachusetts Institute of Technology) و یکی از بنیانگذاران نظریه تورم کیهانی، به این نتیجه رسید که ظاهر کیهان میتواند با یک دوره مختصر تورم کیهانی توضیح داده شود. آیا واقعا چنین اتفاقی افتاده است؟ و اگر این طور است، چگونه؟
جو دانکلی، اخترفیزیکدان از دانشگاه پرینستون (Princeton University) در اینباره میگوید: «هنوز بهطور قطع مشخص نیست که آیا تورم کیهانی واقعا رخ داده است یا خیر؛ همچنین اگر رخ داده باشد، ما به دنبال درک چگونگی وقوع آن هستند.»
مایکل ترنر (Michael Turner)، کیهانشناس از دانشگاه کالیفرنیا، لسآنجلس (University of California, Los Angeles) و یکی از بنیانگذاران نظریه تورم کیهانی خاطرنشان میکند: «رابطه بین تورم کیهانی و انفجار بزرگ هنوز حل نشده و پیچیده است.»
تلسکوپ فضایی اسفرکس میتواند به روشن شدن نظریه تورم کیهانی کمک کند؛ زیرا این ماموریت یک بررسی جامع از آسمان است؛ این تلسکوپ، توزیع کهکشان ها را اندازهگیری میکند و قادر خواهد بود به دنبال سرنخهای ظریفی در چگونگی آرایش کهکشانها باشد. بررسی توزیع کهکشانها و الگوهای ریز آنها، میتواند شواهدی از تورم کیهانی اولیه را ارائه دهد که در لحظات اولیه پس از بیگ بنگ رخ داده است.