پیشرفت هاى پدید آمده در مسیر كشفیات، در سده گذشته، افق هاى تازه اى را براى درك منشا و خاستگاه كیهان به روى ما گشوده است، لكن هنوز راز و رمزهاى بزرگى باقى است و سالیانى خواهد گذشت تا ستاره شناسان این رموز را كشف كنند.
ممكن است از یاد برده باشیم كه در حدود یك قرن پیش، هیچ كس سیاره پلوتو را مشاهده نكرده بود و همین طور ستاره شناسان معتقد بودند كه جهان هستى محدود به سر حدات ناحیه درخشانى به نام راه شیرى است.این تصویر از عالم در حالى كه ما به قرن ?? پا گذاشته ایم به مراتب پیچیده تر شده است. نظریه نسبیت عام كه توسط آلبرت اینشتین ارائه شده است توضیح مى دهد كه چگونه گرانش موجب خمیدگى فضا- زمان مى شود و بدین وسیله بیان مى دارد كه هر جرم مانند توپ بولینگى كه بر روى یك تشك قرار دارد، فرورفتگى اندكى را در سیستم فضا - زمان ایجاد مى كند. در هر حال اینشتین به اشتباه معتقد بود كه عالم بدون تغییر است. براى این كه نظر خود را در معادلاتش لحاظ كند یك ساختار جدید ریاضى را فرض كرد (ثابت كیهان شناختى)، كه این مورد تامین كننده یك نیروى دافعه است كه از سقوط عالم در اثر نیروى گرانش خود پیشگیرى مى كند.
ریاضیدان گمنامى به نام الكساندر فریدمن كه اهل روسیه بود دریافت كه ایده هاى اینشتین در رابطه با گرانش مى تواند بیانگر تفسیرى كاملاً متفاوت باشد، یعنى عالم هستى به جاى آن كه پایدارى و ثبات داشته باشد به سوى انبساط و گسترش پیش مى رود.كیهان شناسى بلژیكى به نام جورج لومتر (Georges Lemaitre) كه یك كشیش كاتولیك بود، نیز از فرضیه جهان در حال انبساط جانبدارى مى كرد.وى در سال ???? بیان كرد كه انتقال مشهور دوپلر در نورى كه از سحابى ها (كه البته امروزه آن سحابى ها را كهكشان مى نامیم) به ما مى رسد و به سوى طول موج هاى بلندتر میل مى كند بیانگر این نكته است كه سحابى ها از زمین دور مى شوند. بدین ترتیب نشان داد كه عالم در حال انبساط است.لومتر فرضیه اى را بنیان نهاد كه بر طبق آن عالم هستى، از اندازه اى كوچك آغاز شده و تا رسیدن به مقیاس ایده آل خود به پیش مى رود. البته اینشتین این فرضیه را تایید نكرد.در هرحال در سال ???? ادوین هابل با بهره گیرى از میزان درخشندگى ستارگان متغیر، موفق به ایجاد معیارى براى محاسبه فاصله كهكشان ها شد.
هابل دریافت كه هرچه یك كهكشان از زمین دورتر باشد، با سرعت بیشترى از ما فاصله مى گیرد.امروزه معتقدیم كه انبساط مذكور، در حقیقت انبساط و گسترش فضا است و نه حركت كهكشان ها در فضا. (مفهومى كه هابل هیچ گاه آن را به طور كامل نپذیرفت)در سال ???? جورج گاموف و رالف آلفر با بهره گیرى از ایده لومتر و همچنین مشاهدات هابل، نظریه «انفجار بزرگ» خود را ارائه كردند.آنها مدعى شدند كه انفجار كیهانى، موجب تشكیل ماده اولیه اى شده است كه بى نهایت داغ بوده و در ضمن حاوى نوترون ها و پس مانده هاى حاصل از انهدام آنها بوده است.این ایده عجیب یك پیش بینى قابل آزمایش را در خود نهفته داشت كه براى سالیانى از نظر دور مانده بود:«باقى مانده سرد مهبانگ در قالب تابش ریزموج از زمین قابل آشكارسازى است.» در سال ???? و ???? رابرت ویلسون و آرنو پنزیاس، دانشمندان لابراتوار اى تى اند تى بل (AT&Tbell) از یك رادیو تلسكوپ كه براى دریافت اطلاعات از نخستین ماهواره ارتباطاتى طراحى شده بود، استفاده كردند تا علائم مربوط به تابش فراگیر ریزموج را آشكار سازند.
وجود این پارازیت ، كاملاً مستقل از جهت قرارگرفتن آنتن بود. آن دو مجدداً تلسكوپ را تنظیم و آن را تمیز كردند اما سیگنال مذكور همچنان وجود داشت.
این پارازیت رادیویى صرفنظر از این كه پنزیاس و ویلسون تلسكوپ خود را به سوى خورشید و یا كهكشان راه شیرى نشانه بروند به شكل سابق خود باقى مى ماند و این مورد بیانگر این مطلب بود كه تابش موردنظر، منشاء خورشیدى و یا كهكشانى ندارد. پنزیاس و ویلسون به زودى دریافتند كه این پارازیت همان تابش مایكروویو است كه گامو و آلفر پیش بینى كرده بودند.
با توجه به موارد فوق، دیگر انفجار بزرگ مطلبى دور از ذهن نبود.در هرحال نظریه انفجار بزرگ مانند تمامى نظریه هاى عظیم قرون گذشته و احتمالاً تمام نظریه هاى بزرگى كه در آینده ارائه خواهند شد، بیش از آن كه به ابهامات پاسخ روشنى بدهد، سئوالات تازه اى را بر سر راه دانشمندان قرار داد.
در سال ???? گروه هاى جداگانه اى از ستاره شناسان كه سرپرستى آنها برعهده برایان اشمیت (از رصدخانه هاى سایدینگ اسپرینگ و مونت استروملو، واقع در وسترن كریك استرالیا) و سول پرلماتر (آزمایشگاه ملى لورنس واقع در بركلى _ كالیفرنیا) بود به ثبت درخشندگى ابرنواخترهاى دوردست پرداختند تا میزان كندشدن انبساط عالم را محاسبه كنند.هر دو گروه به یافته هایى نائل شدند كه هر جزء آن به نوبه خود به اندازه یافته هاى پنزیاس و ویلسون، در رابطه با ریزموج پس زمینه كیهانى غیرمنتظره بود.«كهكشان هاى دوردست كه دربردارنده ابرنواختر هستند با سرعتى كه با گذشت زمان كاهش پیدا كند از ما دور نمى شوند، بلكه این كهكشان ها با شتاب از ما دور مى شوند.»این كشف مانند تمامى پیشرفت هاى غیرمنتظره علمى كه در گذشته روى داده است، مجموعه اى از سئوالات را در رابطه با موضوع مورد بحث پدید آورد. معماهایى كه در ذیل مورد بحث قرار خواهند گرفت نشانى از دستاوردهاى سترگ قرن گذشته است و در عین حال ما را آگاه مى سازد كه هنوز راه درازى در پیش داریم.
?- جهان هستى در چند بعد خلاصه مى شود
فى الواقع به جز در نمایش هاى شعبده بازى هیچ كس یك خرگوش را از یك كلاه خالى بیرون نمى آورد، براى ما كه در جهانى سه بعدى زندگى مى كنیم. مگر نه؟ ولى شاید هم این طور نباشد. فیزیكدان ها به طور سنتى عالم هستى را با بهره گیرى از چهار بعد ترسیم و تفسیر مى كنند: سه بعد فضایى آشنا و دیگرى بعد زمان.مدل مذكور به ما كمك مى كند تا براى همه چیز توضیح و تفسیرى داشته باشیم، از خمیدگى نور ستارگان در هنگام عبور از كنار خورشید گرفته تا شكل گیرى سیاهچاله ها. اكنون فیزیكدانان به این مطلب مى اندیشند كه احتمالاً باید چند بعد فضایى دیگر را به سیستم كنونى بیفزایند.مسئله سلسله مراتب موجبات تحریك فیزیكدانان را فراهم مى سازد. به بیان ساده تر آنان نمى دانند كه چرا نیروى جاذبه گرانشى به شدت از سه نیروى بنیادین دیگر یعنى الكترومغناطیس، نیروى قوى و نیروى ضعیف، ضعیف تر است. دو فیزیكدان به نام هاى لیزا راندال از موسسه فناورى ماساچوست در كمبریج و رامان ساندرام از دانشگاه جان هاپكینز در بالتیمور (مریلند) تفسیرى ارائه كرده اند كه بر طبق آن بعد دیگرى به ابعاد كنونى اضافه مى شود.در مدلى كه آن دو ارائه دادند ما در دنیاى چهار بعدى زندگى مى كنیم و ذرات گراویتون كه حامل نیروى گرانشى هستند، در بعدى دیگر واقع اند.اختلافى كوچك در بعد پنجم، میان این دو جهان، موجب كاهش چشمگیر نیروى گرانشى مى شود.نظریه پردازان تئورى ریسمان حتى از این هم فراتر مى روند. آنها چهار نیروى بنیادین فیزیك را در یك مدل یازده بعدى یكپارچه مى سازند، كه در آن، حلقه هاى بسیار كوچك و قطعات ریسمانى، بنیادى ترین ذرات هستند.اما حتى خوش بین ترین نظریه پردازان تئورى ریسمان نیز تردید دارند كه در آینده نزدیك بتوانند این ریسمان ها را مشاهده كنند.نظریه مذكور پیش بینى مى كند كه این ریسمان ها ??? میلیون میلیارد برابر كوچكتر از ریزترین ذرات زیراتمى هستند. (منظور ذراتى است كه توسط نیرومندترین شتاب دهنده هاى ذرات ایجاد شده اند.)اما در این بین شواهد دال بر بعد پنجم مى تواند بسیار زودتر به دست ما برسد. راندال و ساندرام پیش بینى مى كنند كه شتابدهنده بزرگ هادرون، واقع در جنوا كه قرار است در سال ???? شروع به كار كند مى تواند انرژى كافى را براى نفوذ یك گراویتون به دنیاى ما فراهم سازد.

2- جهان چگونه شكل گرفت
میان كیهان شناسان بر سر زمان شكل گیرى عالم قابل رویت، این اجماع وجود دارد كه جهانى كه ما مى توانیم ببینیم، زائیده رویدادى است كه بین ?? تا ?? میلیارد سال پیش اتفاق افتاده است.در مدت یك میكرو ثانیه پس از واقعه مذكور، عالم آشامه اى (سوپى) بى اندازه داغ بوده كه حاوى كوارك ها و دیگر ذرات عجیب بوده است.
در همان اثنا كه این سوپ داغ در حال خنك تر شدن بود، كوارك ها متراكم شدند و موجبات تشكیل پروتون ها و نوترون ها و همین طور ذراتى از این دست منجمله هادرون ها و مزون ها را فراهم كردند.هنگامى كه جهان هستى در زمانى معادل یك ثانیه به بلوغى خاص رسیده بود، دیگر به جز نوترون ها، پروتون ها، فوتون ها، الكترون ها و نوترینوها چیز دیگرى وجود نداشت.مجموعه اى از واكنش هاى هسته اى در دویست ثانیه بعدى، موجبات تشكیل هسته سه عنصر اولیه را كه كوچكترین عناصر هستند فراهم ساخت.
امواج صوتى حاصل از پژواك مهبانگ كه در شرف محو شدن بود در درون سیال بى اندازه داغ و چگال جهان، كه هنوز در نخستین دوره رشد خود بود، مانند موج درون یك دریاچه انتشار مى یافت.یك گروه متراكم از الكترون هاى آزاد با بار منفى كه توسط پروتون ها (كه بار مثبت دارند) كشیده مى شدند، با جزر و مد این سیال همراه مى شدند، در این مسیر فوتون ها در برخورد با ذرات باردار مذكور، جمع آورى و محصور مى شوند.در آن هنگام كه جهان سیصد و هشتاد هزار سالگى خویش را پشت سر گذاشته بود به اندازه كافى سرد شده بود كه اتم ها براى شكل گیرى مجال پیدا كنند.این اتفاق موجب شد كه فوتون هاى محصور، آزاد شوند و آنگاه روشنایى جهانى هستى را فرا گرفت.فوتون هاى رها شده حامل اطلاعات در رابطه با نوسانات چگالى و دما در عالم نوپا در قالب الگویى از تغییرات درخشندگى بودند.
ستاره شناسان به این تابش باستانى كه از دوران هاى نخستین حیات عالم بر جاى مانده است (كه البته نخستین بار توسط پنزیاس و ویلسون مشاهده گردید)، عبارت ریزموج پس زمینه اى كیهانى اطلاق مى كنند.
هنگامى كه ستاره شناسان تلسكوپ هاى ریزموج مانند كاوشگر پس زمینه كیهانى و یا جایگزین آن (كاوشگر ناهمسانگردى موج) به نام ویلكینسون را به جهت خاصى نشانه رفتند و آنگاه دماى كهموج زمینه اى كیهانى را محاسبه كردند، تابشى را مشاهده كردند كه دمایى در حدود ?/? درجه سیلسیوس بالاتر از صفر مطلق داشت (یا به عبارتى ?/? درجه كلوین).هنگامى كه جهت مخالف را بررسى كردند مجدداً ?/? درجه كلوین را به دست آوردند. البته نوساناتى هم وجود داشت كه ناچیز بود و در حالت بیشنیه به حدود یك واحد در صدهزار مى رسد.هر انفجارى كه موجبات یكنواختى كنونى عالم را فراهم آورده باشد كیهان شناسان را شیفته خود مى كند. حالتى كه در آن گویى تمامى اجزاى عالم نوپا به یكدیگر مرتبط و متصل بوده است.حال سئوال اینجاست كه چنین امرى چگونه امكان پذیر است؟آلن گات (???? م) در حالى كه در اواخر دهه ?? میلادى بر روى مسئله فوق در حال تفكر و بررسى بود به درك حیرت انگیزى نائل شد كه چنین بود: چه مى شد اگر جهانى كه امروز براى ما رویت پذیر است به شكل حباب بسیار كوچك و در عین حال فوق العاده یكنواختى پدیدار شده باشد و به ناگاه با چنان سرعتى منبسط شده كه فرصتى براى تغییر و دگرگونى نیافته است.
نظریه تورم گات نه تنها یكنواختى موجود در تابش زمینه كیهانى به میزان یك واحد از صد هزار را توضیح مى دهد بلكه این فرض را مطرح مى كند كه وضعیت توده اى مورد نظر خود برخاسته از نوسانات كوانتومى واقع شده در طول مدت تورم است.
كیهان شناسان بر این امر توافق دارند كه نوسانات بسیار كوچك در عالم نوپا به وسیله نیروى گرانشى تقویت شده است تا توده هاى بزرگى را كه امروزه مشاهده مى كنیم تشكیل بدهد، البته هنوز لازم است كه تمامى جزئیات مورد بررسى و تحلیل قرار گیرد.
در ضمن نظریه گات پیش بینى قابل آزمایشى را بیان مى دارد كه چنین است: جهانى كه به صورت حبابى متورم شده است، در اصطلاح كیهان شناختى تخت به نظر مى رسد. تخت به این معنى است كه در یك فضاى تخت هرگز دو خط موازى یكدیگر را قطع نمى كنند حتى اگر آن دو تمامى عالم را بپیمایند. در سال هاى اخیر ستاره شناسان با محاسبه اندازه هاى زاویه اى تغییرات تابش زمینه كیهانى كه البته بسیار كم است، بارها (و اكنون در موسسه فناورى ماساچوست) پیش بینى گات را مورد آزمایش قرار داده اند.در هر بار آزمایش، آنان، به نتیجه اى به جز تخت بودن عالم هستى دست نیافتند. مارتین وایت اخترفیزیكدان دانشگاه بركلى (كالیفرنیا) مى گوید: مورد مذكور ساده ترین راه حلى است كه مى توان براى معادله اینشتین ارائه كرد لكن مى تواند جهان را به طور دقیقى توضیح دهد.هیچكس بر این امر وقوف كامل ندارد كه چه چیزى موجبات پیشروى این تورم را فراهم كرده است.فیزیكدان ها لیست طویلى از مدل ها را براى عالم در حال انبساط پیشنهاد كرده اند ولى اغلب این راه حل ها پایه و اساس كاملاً فیزیكى ندارند و براى سهولت كار از یك سرى ملاحظات و حذفیات ریاضى نیز در آنها استفاده شده است.
ادوارد راكى كولب، اخترفیزیكدان شتابدهنده فرمى مى گوید: «پس از بررسى تمامى تئورى هاى موجود درباره مبحث تورم و انبساط عالم به این نتیجه مى رسیم كه هنوز نظریه اى كامل در این مورد در اختیار نداریم.»

3 _ دلیل انباشتگى ماده در عالم چیست؟
اگر جهان كاملاً متقارن مى بود هیچ سیاره، ذره و یا بشرى وجود نمى داشت، زیرا در چنین حالتى، عالم هستى دقیقاً به یك میزان توسط ذره ها و پادذره ها آكنده مى گشت و آن گاه ذره ها و پادذره ها به سرعت منهدم مى شدند و حاصل آن انتشار پرتو گاما مى بود. چنین جهانى مملو از تشعشعات و فاقد هرگونه اتم مى بود.
در هر حال، هیچ پادماده اى واقعاً در جهان حضور ندارد كه البته توضیح چنین مطلبى براى نظریه پردازان مشكل است.
انبساط و تورمى كه مدنظر گات است (و پیشتر به آن اشاره شد) مى بایست تامین كننده مقادیر یكسانى از ماده و پادماده باشد.
البته اگر مقدار ماده و پادماده دقیقاً به یك میزان مى بود و موجب انهدام طرف مقابل مى شد آن گاه دیگر نظریه پردازى وجود نمى داشت تا این فرضیه ها را ابراز نماید.
اكنون این سئوال پیش مى آید كه ماده چگونه توانسته از انهدام، جان سالم به در برد؟ این احتمال وجود دارد كه پاد ماده هنوز در جهان باقى باشد لكن مقیم نقطه اى از عالم است كه آنقدر از ما دور است كه نمى توان آن را مشاهده كرد. جاناتان فنگ فیزیكدان دانشگاه كالیفرنیا (ارواین) اشاره مى كند كه: «مى توان تصور كرد در جایى دیگر مواردى مانند پاد بشر و پاد كهكشان هایى وجود داشته باشد لكن این موضوع پیامدها و نتایجى در برخواهد داشت كه هنوز قابل درك نیست.»
احتمال دوم این است كه ما فرض كنیم عالم كاملاً متقارن است اما همین جهان متقارن پس از روى دادن انفجار بزرگ (مهبانگ) از اتفاقى به نام «فاجعه انهدام» احتراز كرده باشد و مى توان براى استدلال چنین بیان كرد كه علت این امر تمایل (اندك) قوانین فیزیك به سمت ماده است.
همین اندك رجحان موجود، موجب خلق مقدار اندكى ماده اضافى شده است و جهانى كه امروز مى بینیم توسط همان بقایا ایجاد شده است.
در اواسط دهه ???? جیمز كرونین و وال فیچ دو فیزیكدان آمریكایى در آزمایشات خود به نتایجى دست یافتند كه همكارانشان را حیرت زده كرد. آنان در آزمایشات خود نشان دادند كه در ?/? درصد از مواردى كه منجر به انهدام ذرات بنیادى خاصى مى شود، تقارن مورد انتظار رعایت نمى شود. پس از این آزمایش، كیهان شناسان بلافاصله این مطلب را مطرح كردند كه احتمالاً نتایج به دست آمده از آزمایشات فوق مى تواند توجیهى براى وجود ماده در عالم باشد، لكن هنوز تا نیل به نتیجه قطعى راه درازى در پیش است.
? _ نحوه شكل گیرى كهكشان ها چگونه بوده است؟
وایت مى گوید: «ما توصیفى مصور و تصویرگونه از نحوه شكل گیرى كهكشان ها در دست داریم كه وضعیتى كلى را براى ما نمایان مى سازد لكن این مورد از استحكام لازم برخوردار نیست.»
توده هاى ماده در عالم نوپا از كجا آمده و چگونه این توده ها در دوران هاى بعدى به وسیله نیروى گرانشى تقویت شده و به كهكشان ها تبدیل شده اند ؟ كیهان شناسان قادر به پاسخگویى به این قبیل پرسش ها نیستند اما بر سر این مطلب توافق دارند كه توده هاى ماده اى كه در سرتاسر عالم نوپا پراكنده شده بودند در اثر گرانش حاصل از وجود خود، فرو ریخته اند و در همین حین پروتون ها و نوترون ها (كه مجموعاً باریون نامیده مى شوند) را در پى خود مى كشند و موجب بالا رفتن دماى آنها مى شوند.
باریون هاى پرسرعت با یكدیگر برخورد كرده و انرژى از دست دادند. آن گاه (مانند سنگى در چشمه) در چشمه هاى گرانشى ته نشین گشتند.
با توجه به موارد فوق، اگرچه مدل هاى سه بعدى كهكشانى، مدل حبابى عالم را به طریقى كلى مورد تایید قرار مى دهد لكن جزئیات مربوط به آن بسیار دشوار است و درك آن به آسانى قابل درك نیست.
اكنون سئوالى پیش روى ما قرار دارد مبنى بر اینكه آیا برخورد كهكشان هاى مارپیچى موجب ایجاد كهكشان هاى بیضوى مى شود؟
اگر پاسخ ما به این پرسش مثبت باشد، مسئله دیگرى كه وجود دارد این است كه چرا این دو نوع كهكشان رد پاى متفاوتى از خود بر جاى مى گذارند؟
به این دلیل كه انجام محاسبات براى تعیین فواصل كهكشانى مستلزم صرف زمان زیادى است، پیشرفت هاى صورت گرفته در مسیر حل پرسش هاى فوق به كندى انجام شده است، لكن فعالیت هاى مداومى در این راستا انجام پذیرفته است. گروهى انگلیسى _ استرالیایى كه مسئولیت تحقیق درباره قرمزگرایى كهكشان df2 را بر عهده دارند، فاصله بیش از دویست و بیست هزار كهكشان را به دست آورده اند و گروهى به نام SDSS نیز انتظار دارند كه تا پایان سال ???? میلادى كه كاوش مذكور به مرحله مطلوبى برسد نقشه اى سه بعدى از حدود یك میلیون كهكشان را تهیه كنند. لازم به ذكر است كه گروه SDSS تاكنون فواصل بیش از دویست هزار كهكشان را محاسبه كرده اند.
دیوید وینبرگ اخترفیزیكدان دانشگاه ایالتى اوهایو مى گوید: «فى الواقع، داده هاى مذكور مى بایست در یافتن روزنى به سوى پاسخ این پرسش كه كهكشان ها چگونه پدید آمده اند به ما كمك شایانى بكند.»

5_ ماده تاریك سرد چیست؟
مى دانیم كه مجموع ستارگان و كهكشان ها جرمى كمتر از ?/? درصد از كل جرم موجود در عالم را تشكیل مى دهند و حتى اگر ابرهاى نامرئى تشكیل شده از اتم ها را (كه برخى عقیده دارند در نقاط دوردست عالم شناور هستند) به این مقدار بیفزاییم، میزان فوق از ?? درصد تجاوز نمى كند.
مابقى آن متشكل از ماده تاریك سرد و انرژى تاریك است.اگرچه ستاره شناسان قادر به مشاهده مستقیم ماده تاریك نیستند، لكن بر این عقیده اند كه میزان آن به حدود ?? درصد ماده موجود در عالم مى رسد. استدلال آنها در این مورد بر پایه بررسى هایى است كه بر روى نحوه كشیده شدن ستارگان به وسیله ماده تاریك و همین طور پدیده خمش نور است. ماده تاریك سرد در طول خلاء موجود در كیهان، به صورت یك رشته مجتمع شده اند كه طولى در حدود چند صد میلیارد سال نورى را در برمى گیرد.
چنین تصویرى به این مورد اشاره مى كند كه ماده تاریك، حركتى كند دارد و به همین دلیل از دماى پایینى برخوردار است.
اگر ماده تاریك، گرم و پرسرعت مى بود، در زمان هاى بسیار دور موجب محو شدن جرم جهان مى شد و همین امر از شكل گیرى كهكشان ها جلوگیرى مى كرد. در ضمن واكنش ذرات ماده تاریك سرد با مواد معمول، مى بایست بسیار ضعیف باشد (البته اگر نخواهیم وقوع این امر را به طور كامل نفى كنیم). در غیر این صورت هاله هاى كروى شكل ماده تاریك كه راه شیرى و سایر كهكشان ها را احاطه كرده اند مسطح مى شدند و به شكل صفحات كهكشان مانندى در مى آمدند. اگر ذرات ماده تاریك تنها با مواد عادى واكنش مى دادند (كه فى الواقع همین طور است) آشكار نمودن آنها آسان مى بود.
اما این واكنش ها به قدرى ضعیف هستند كه آشكار كردن آنها براى ما امكان ندارد.علاوه بر این، براى بیشتر این ذرات زمانى طولانى تر از عمر عالم هستى لازم است تا اولین برخورد خویش را تجربه كنند.فیزیكدان ها در حال بررسى دو راهكار هستند تا به ماهیت این ذرات ناشناخته پى ببرند.یكى از این راهكارها، بررسى این مورد در مقیاس وسیع است و چنین بیان مى شود كه انهدام ذرات ماده تاریك و پادذره هاى آنها در مركز كهكشان راه شیرى و یا در هسته خورشید لزوماً، مى بایست موجب تشكیل نوترینو بشود. در چنین وضعیتى كه نوترینوها به طور ضعیفى با مواد وارد واكنش مى شوند، مى بایست گاه و بیگاه یكى از این ذرات بنیادى با یك مولكول آب برخورد كند و تشعشعى از نور را آزاد كند.
فیزیكدان ها به این امید كه یكى از این پرتوها را آشكار نمایند، در حال تبدیل دریاى مدیترانه، دریاى آدریاتیك (این دریا بخشى از دریاى مدیترانه است كه توسط كشورهاى ایتالیا، كرواسى، اسلونى، بوسنى و مونته نگرو احاطه شده است) و كانون یخى قطب جنوب به یك رصدخانه عظیم و پهناور براى آشكارسازى نوترینوها هستند و این كار را با قرار دادن رشته هاى طویلى در زیر آب و یخ (البته رشته هاى حساس به نور) انجام مى دهند.
ایده دیگر در این رابطه بررسى جزیى اما دقیق است. براى مطالعه جزء به جزء این مطلب دو حسگر به نام هاى CDMSI و CDMSII در حال فعالیت هستند كه اولى در دانشگاه استنفورد ساخته شده و در اتاقى حدود ده متر زیرزمین قرار دارد و دیگرى كه در اواخر سال ???? شروع به كار كرده در یك معدن آهن در مینه سوتا و در حدود ??? مترى سطح زمین قرار گرفته است.
در سال ???? میلادى گروهى از محققان ایتالیایى كه سرگرم انجام DAMA (پروژه اى در رابطه با ماده تاریك) بودند، ادعا كردند كه ماده تاریك را یافته اند.
اما نتایج مذكور به سرعت و به طور گسترده دچار بى اعتبارى شد زیرا پژوهشگران دیگر موفق به تایید این یافته ها نشدند و در نتیجه نتوانستند ادعاى گروه مذكور را تایید كنند.
در همین اثنا آزمایشات دیگرى در ایالات متحده، ایتالیا، آلمان و ژاپن انجام پذیرفت اما هیچ كدام موفق به یافتن شواهدى كه خالى از ابهام باشد و در عین حال به شواهدى مبنى بر وجود ذرات ماده تاریك (كه تصور مى شد بسیار فراوان باشند) دلالت نماید، نشدند.
? _ آیا تمامى باریون ها در درون كهكشان ها شكل گرفته اند؟
تنها ده درصد از ماده نرمال و معمول موجود در عالم (منظور مواد باریونیك است كه از پروتون ها، نوترون ها و الكترون ها تشكیل شده اند) در داخل ستارگان قرار دارند.
ستاره شناسان درصدد هستند تا باریون هاى بیشترى را در كوازارها بیابند، كوازارها اجرام درخشانى هستند كه در فواصل دوردستى از زمین قرار دارند و نیرو محركه شان توسط سیاهچاله ها تامین مى شود.
اگر نور كوازار در راه خود به سوى زمین از میان باریون هاى گازى عبور كند، اتم هاى موجود در گاز، اثر خود را در قالب خطوط جذبى بر طیف كوازار باقى خواهند گذاشت.
لكن مسئله اینجاست كه ستاره شناسان تنها كسر كوچكى از آنچه كه انتظارش را مى داشتند، یافتند و اكنون این سئوال مطرح مى شود كه باریون ها كجا رفته اند؟ بیشتر اخترفیزیكدان ها بر این عقیده اند كه باریون هاى مذكور جایى نرفته اند و هنوز در فضا غوطه ور هستند، لكن از میلیاردها سال قبل كه ابرهاى گازى شكل گرفته اند، باریون ها با یكدیگر برخورد كرده و انرژى آزاد كرده اند و به واسطه این انرژى دماى گازها را تا حدود یك میلیون درجه سانتى گراد افزایش داده اند. جرى آستریكر اخترفیزیكدان دانشگاه پرینستون مى گوید: «گاز در این محدوده هاى دمایى جذب و نشر كاملى ندارد و این یك تصادف نامیمون است.»
دیوید وینبرگ و همكارانش در سال ???? به مدت یك هفته از رصدخانه پرتوایكس چاندرا استفاده نمودند تا گواهى دال بر وجود گاز در هاله هایى از ماده تاریك كه كهكشان ها را احاطه كرده اند، بیابند.
وینبرگ ?? درصد مطمئن است كه ردپاى گاز را در داده هاى مربوط به جذب پرتوایكس مشاهده كرده است اما مى گوید كه وى براى حصول اطمینان كامل نیازمند زمان بیشترى بوده است. البته او اقرار مى كند كه: «اختصاص چنین زمانى براى یك رصد خاص كه ممكن است هیچ نتیجه اى در بر نداشته باشد مدت زیادى به حساب مى آید. اما این مسیر مى توانست بهترین راه براى دریافتن این مطلب باشد كه امروزه باریون ها كجا هستند.»
مورد مذكور یكى از موارد اساسى در مسیر ارائه تصویرى روشن از كیهان است.
?- انرژى تاریك چیست؟
براى تامین نیرو محركه لازم براى حفظ شتاب كنونى عالم، مى بایست تا ?? درصد از كل چگالى عالم توسط انرژى تاریك اشتغال شده باشد.
بزرگ ترین مشكل كه بر سر راه این ایده وجود دارد این است كه هیچكس نظرى درباره ماهیت انرژى تاریك ندارد.
مایكل ترنر از دانشگاه شیكاگو مى گوید: «آنچه ما تاكنون توانسته ایم انجام دهیم تنها نامگذارى این انرژى بوده است.» این انرژى مى تواند بى ارتباط با جهان باشد (به طور مثال خود خلأ) و یا تاثیرات ابعاد فضایى پنهان داشته باشد.»
اما حداقل ستاره شناسان مى دانند كه این انرژى چه مى كند.
پرل ماتر مى گوید: «انرژى مذكور مانند انرژى پادگرانى حالت دافعه دارد اما اینطور نیست كه با ویژگى ذاتى ذرات بى ارتباط باشد و به طور مستقیم در فضا عمل مى كند.»
وضعیت ارتجاعى موجود در فضا اندكى شبیه به انبساط عالم نوپا است و تنها تفاوت در اینجاست كه انرژى تاریك در این مدت طولانى تاثیرات بسیار كمترى را بر جاى گذاشته است.
فیزیكدان ها در تلاشند تا با بهره گیرى از نظریه هاى فیزیكى مورد قبول دانشمندان چگالى انرژى تاریك را محاسبه كنند. اما نتایجى كه به دست آورده اند با واقعیت سازگارى ندارد. تاكنون مقدار محاسبه شده در حدود ???? برابر بزرگتر از میزان مشاهده شده است. (البته برخى معتقدند كه این مقدار مى تواند تا ???? هم پیش برود.)
كیهان شناسان همواره با اعداد و ارقام بزرگ سروكار داشته اند اما حتى آنها نیز از چنین اختلافى دچار نگرانى شده اند. كولب مى گوید: «تمامى این صفر ها (منظور اختلاف هاى موجود است) بیانگر این مطلب است كه هنوز در فرضیه هاى ما یك مطلب اساسى از قلم افتاده است.»
?- چگالى عالم چقدر است؟
بیشتر ماده و انرژى موجود در عالم با انبساط آن تنها در اختیار مواد و نیروى گرانشى حاصل از آنها مى بود، تاكنون این نیرو موجب سقوط عالم و بازگشت آن به وضعیت نقطه اى شده بود. اما انرژى تاریك باعث گسترش عالم شده است. به تحقیق سرنوشت جهان هستى نامعلوم است زیرا دانسته هاى ما در رابطه با انرژى تاریك، ناقص و سطحى است. علت وجود شتاب در جهان در مسیر انبساط، وجود انرژى تاریك است و اگر چگالى انرژى تاریك، ثابتى جهانى باشد و یا حداقل در سرتاسر عالم میزانى مثبت را اختیار كند آن گاه پیروزى از آن انرژى تاریك خواهد بود.
با توجه به موارد فوق جهان هستى با سرعتى كه به صورت یكنواخت افزایش مى یابد به انبساط خود ادامه خواهد داد و بنابراین تا صد میلیارد سال آینده ما با تلسكوپ هاى امروزى تنها مى توانیم تعداد انگشت شمارى از كهكشان ها را مشاهده كنیم. اما انرژى تاریك (ثابت كیهانى مشهور اینشتین) مى تواند در واقع متغیر باشد. حتى این مقدار مى تواند منفى هم بشود كه البته در این صورت جهان به سوى سقوط پیش خواهد رفت.
سر مارتین ریس، اختر فیزیكدان دانشگاه كمبریج مى گوید: «حتى اگر این مقدار، اندكى از صفر كوچكتر بشود مى تواند موجبات سقوط (رمبش) عالم را فراهم كند.» امروزه هیچ تلكسوپى آنقدر برد ندارد كه براى ما روشن سازد كه كدام نظر صحیح است.
دورترین ابرنواخترهایى كه تاكنون براى تحقیق در رابطه با چگالى انرژى تاریك مورد بررسى قرار گرفته اند، در اصطلاح كیهان شناسى، همسایه هاى دیوار به دیوار ما بوده اند.اما محققان بر روى ماهواره تحقیقاتى SNAP حساب ویژه اى باز كرده اند تا شرایط را مساعدتر سازند. تلسكوپ كه به شكار ابرنواخترها اختصاص یافته است به این دلیل كه مدارى بسیار بالاتر از جو تیره و تار زمین را اختیار مى كند انرژى تاریك را به میزان نیمى از راه به سوى مهبانگ نزدیك تر مى سازد و این امید را در دل دانشمندان زنده مى كند كه یك بار و براى همیشه به این سئوال پاسخ دهند.هشت معمایى كه در این مقاله مطرح شد، رموز اساسى كیهان شناسى به شمار مى روند و اگر بخت یار دانشمندان باشد مى توان امیدوار بود كه پاسخ این پرسش تا سال ???? معین شود. اما كیهان شناسان یك چیز را به خوبى مى دانند، اینكه هر پاسخى، خود، خالق سئوالاتى تازه است.