جهان چقدر بزرگ است؟ آیا تا ابد ادامه دارد؟

اگر رویای سفر در زمان دارید کافیست به آسمان شب نگاه کنید. نورهای پر زرق و برقی که می‌بینید تصاویری از گذشته‌های دور هستند. این بدان دلیل است که آن ستاره‌ها، سیارات و کهکشان‌ها آنقدر از ما فاصله دارند که نور نزدیک‌ترین آنها ده‌ها هزار سال طول می‌کشد تا به زمین برسد.

جهان بدون شک مکان بزرگی است، اما چقدر بزرگ است؟

سارا گالاگر (Sarah Gallagher) اخترفیزیکدان دانشگاه غربی انتاریو می‌گوید: این موضوعی است که ما احتمالاً هرگز پاسخ آن را ندانیم. اندازه جهان یکی از سؤالات اساسی اخترفیزیک است و پاسخ به آن امکان دارد برای ما غیرممکن باشد، اما این مسئله مانع از تلاش دانشمندان نمی‌شود.

گالاگر گفت: هرچه یک اشیاء در جهان به ما نزدیک‌تر باشند، اندازه گیری فاصله آن آسان‌تر خواهد بود. مانند خورشید یا ماه که واقعاً آسان است. تنها کاری که دانشمندان باید برای اندازه‌گیری فاصله ماه تا زمین بکنند این است که پرتو نور را به سمت ماه بتابانند و زمان رسیدن آن را به سطح ماه محاسبه کرده و سپس زمان رسیدن همان پرتو از ماه به زمین را حساب کنند.

بیشتر بخوانید: ۵ دلیل برای اینکه ما احتمالاً در چندجهانی زندگی می‌کنیم

اما اندازه گیری فاصله اشیاء دورتر در کهکشان ما سخت‌تر است. از این گذشته پرتو نور بسیار قدرتمندی برای رسیدن به آن اجسام نیاز است. حتی اگر ما فناوری‌ تولید چنین پرتوهای قدرتمندی را داشته باشیم چه کسی می‌تواند هزاران سال منتظر بماند تا پرتو نور از دورترین سیارات فراخورشیدی به زمین برسد.

دانشمندان در مواجه با اشیاء دور از روش‌های دیگری استفاده می‌کنند. ستاره‌ها با افزایش سن تغییر رنگ می‌دهند و بر اساس آن رنگ، دانشمندان می‌توانند تخمین بزنند که آن ستاره‌ها چه میزان انرژی و نور از خود منتشر می‌کنند. ۲ ستاره را در نظر بگیرید که انرژی و روشنایی یکسانی دارند اما یکی از این ستاره‌ها خیلی دورتر از دیگری است در این صورت نور و انرژی آن دو ستاره از زمین یکسان به نظر نمی‌رسد. ستاره دورتر طبیعتاً کمرنگ‌تر به نظر می‌رسد. گالاگر می‌گوید: دانشمندان با مشاهده میزان روشنایی واقعی ستاره‌ها از زمین، آنها را با هم مقایسه کرده و با استفاده از این تفاوت فاصله ستاره را محاسبه می‌کنند.

اما لبه جهان را چگونه محاسبه می‌شود؟ دانشمندان چگونه فاصله اشیائی که اینقدر دور هستند را محاسبه می‌کنند؟ اینجاست که اوضاع بسیار مشکل می‌شود.

به یاد داشته باشید: هرچه یک شیء از زمین دورتر باشد، نور آن جسم طول می‌کشد تا به ما برسد. بعضی از آن اشیاء آنقدر فاصله دارند که نور آنها میلیون‌ها یا حتی میلیاردها سال طول کشیده تا به ما برسند. حال تصور کنید برخی اشیاء آنقدر دور هستند که نور آنها پس از چند میلیارد سال هنوز به ما نرسیده است. ویل کینی (Will Kinney) از دانشگاه نیویورک می‌گوید: این دقیقاً همان مشکلی است که ستاره شناسان با آن روبرو هستند.

کینی در ادامه می‌گوید: ما فقط می‌توانیم یک حباب کوچک از جهان را ببینیم، این که چه چیزی در بیرون آن است را واقعاً نمی‌دانیم. اما با محاسبه اندازه آن حباب کوچک، دانشمندان می‌توانند آنچه در بیرون آن است را تخمین بزنند.

دانشمندان می‌دانند که جهان ۱۳٫۸ میلیارد سال قدمت دارد. این بدان معناست که جسمی که نور آن ۱۳٫۸ میلیارد سال طول کشیده تا به ما برسد باید دورترین جسمی باشد که ما توانسته‌ایم آن را ببینیم. این ممکن است ما را وسوسه کند تا فکر کنیم که پاسخ به سوال بزرگی جهان آسان است: ۱۳٫۸ میلیارد سال نوری! اما به خاطر داشته باشید که جهان با سرعت فزاینده‌ای در حال گسترش است. در مدت زمانی که طول کشیده تا نور به ما برسد، لبه جهان نیز توسعه پیدا کرده است. خوشبختانه دانشمندان میزان گسترش لبه جهان را می‌دانند: براساس محاسبات، جهان از زمان بیگ بنگ ۴۶٫۵ میلیارد سال نوری (جهان قابل مشاهده) گسترش پیدا کرده است.

بیشتر بخوانید: نظریه بیگ بنگ چیست؟ تاریخچه آغاز جهان

برخی از دانشمندان از این عدد استفاده کرده‌اند تا محاسبه کنند که چه چیزی در ماورای محدوده‌ای که ما می‌توانیم ببینیم، قرار دارد. براساس این فرضیه که جهان شکل خمیده‌ای دارد، ستاره شناسان می‌توانند الگوهای موجود در جهان قابل مشاهده را ببینند و با استفاده از مدل‌ها تخمین بزنند که بقیه جهان چقدر دور است. یک مطالعه نشان داد که جهان واقعی می‌تواند حداقل ۲۵۰ برابر اندازه ۴۶٫۵ میلیارد سال نوری باشد. در حالی که برخی دیگر می‌گویند جهان در واقع ۱۰۲۳ برابر بزرگ‌تر از آن ۴۶٫۵ میلیارد سال نوری است که بشر توانایی مشاهده آن را دارد.

به عقیده کینی هیچ مدرکی درباره محدود بودن جهان وجود ندارد، او می‌گوید: ممکن است جهان تا ابد ادامه یابد.

گالاگر می‌گوید: هیچ قطعیتی برای محدود یا نامحدود بودن جهان وجود ندارد، اما دانشمندان قبول دارند که بسیار بسیار بزرگ است. متأسفانه بخش کوچکی که اکنون می‌توانیم ببینیم، بیشترین چیزی است که ما قادر به مشاهده آن خواهیم بود. از آنجایی که جهان با سرعت در حال گسترش است، لبه‌های بیرونی جهان قابل مشاهده سریع‌تر از سرعت نور به سمت خارج حرکت می‌کنند (جهان سریعتر از آنچه که دانشمندان انتظار دارند، رشد می‌کند). این بدان معناست که لبه‌های جهان سریع‌تر از آن که نورشان به ما برسد از ما دور می‌شوند و به تدریج از منظر ناپدید می‌شوند. 

.