پیش از بیگبنگ، چه چیزی وجود داشت؟ اصلا حیات روی زمین چگونه آغاز شد؟ آیا بیگانگان وجود دارند؟ اینها تنها بخشی از مهمترین سوالات بیپاسخ مانده ما درباره فضا و کیهان هستند.
با پیشرفت روزافزون دانش انسانها و دستیابی به ابزارهای حرفهایتر، بشر توانست نادیدهها را کشف کند؛ از ثبت اولین تصویر از یک سیاهچاله تا تخمین بیش از ۱۰۰ میلیارد ستاره قابل مشاهده. اما هنوز سوالاتی مهم وجود دارند که جوابی به آنها داده نشده. ۱۱ سوال مهم که ما را مجاب کرد تا در دیجینوی دربارهشان صحبت کنیم.
۱۱. موجودات فضایی کجا هستند؟
انریکو فرمی (Enrico Fermi)، فیزیکدان مشهور میپرسد: موجودات فضایی کجا هستند؟ این سوال او که به «تناقض فرمی» مشهور است، با استناد به استدلالهای تامل برانگیزی چون مقایسه میان عمر منظومه شمسی و دنیا، میگوید موجودات فضایی وجود دارند، اما اکنون کجا قرار دارند؟
در توضیح این تناقض گفته میشود که کهکشان راه شیری، بیش از ۱۳ میلیارد سال قدمت دارد و زمین نیز با عمر ۴ میلیارد ساله خود، یک سیاره جوان در این کهکشان به شمار میرود. از سوی دیگر، حدود ۴۰۰ میلیارد ستاره در کهکشان راه شیری وجود دارند که ۲۰ میلیارد از آنها، تقریبا مشابه خورشید ما هستند. طبق تخمینها، حدود یکپنجم این ستارههای خورشیدی، سیارهای مشابه زمین دارند که در محدوده قابل زندگی آنها قرار دارد.
در نتیجه، اگر تنها ۰.۱ درصد از این سیارات واقع در مناطق قابل زندگی، از حیات برخوردار باشند، پس یک میلیون سیاره با قابلیت زندگی در کهکشان ما وجود دارند. همچنین با توجه به اینکه زمین سیارهای جوان است، پس این سیارات قابل سکونت حتما باید تاکنون به فناوریهای لازم برای سفر به سایر سیارات از جمله زمین دست پیدا کرده باشند، پس چرا هنوز خبری از دیدار ما با موجودات فضایی نیست؟
۱۰. قبل از بیگ بنگ چه چیزی وجود داشت؟
شاید شکل دیگر این سوال ما چنین باشد که چرا لزوما به جای هیچ، باید چیزی وجود داشته باشد؟ برای قرنها درباره پاسخ احتمالی این پرسش صحبت و تحقیق شد و حتی برخی نظریهها مانند نظریه ریسمان نیز پاسخی برای آن فراهم کردند. نظریه ریسمان میگوید جهان ما، یکی از جریانهای بیپایانی است که به وجود آمده است.
استیون هاوکینگ، یکبار در پاسخ به نیل دگراس، اخترفیزیکدان مشهور گفت که باور دارد قبل از بیگ بنگ، هیچچیز وجود نداشته است. او توضیح داد که نمیتوان هیچ مرزی برای جهان قائل شد و پیوستار فضا-زمان، یک سطح بسته و بیانتهاست، درست مانند یک جسم کروی. مثلا شما نمیتوانید از قطب جنوب به سمت جنوب حرکت کنید:
میتوان زمان معمول و زمان واقعی را از قطب جنوب در نظر گرفت. جایی که نقطهای صاف در فضا-زمان محسوب میشود و قوانین معمول فیزیک در آن برقرار هستند. هیچچیز جنوبیتر از قطب جنوب وجود ندارد و همینطور، پیش از بیگبنگ هم چیزی وجود نداشته است.
۹. انرژی تاریک چیست؟
در دهه ۱۹۲۰، ادوین هابل، ستارهشناس متوجه شد که جهان در حال انبساط است. بعدها دانشمندان انتظار داشتند که این انبساط، تحت تاثیر یک نیروی گرانش در حال کند شدن باشد، اما در سال ۱۹۹۸ مشخص گردید که این انبساط تحت تاثیر یک نیروی نامرئی و ناشناخته در حال شتاب گرفتن است. از آن روز، این مورد ناشناخته «انرژی تاریک» نام گرفت.
اما ماجرا در همین نقطه متوقف نشد. پژوهشگران مدتی بعد فهمیدند که بیش از ۷۰ درصد دنیا را همین انرژی نامرئی تشکیل میدهد که حتی جنس آن هم مشخص نیست. انرژی تاریک نه تشعشعات الکترومغناطیسی دارد و نه نور مرئی منتشر میکند و در نتیجه، برای تلسکوپها قابل تشخیص نیست. تنها از طریق تاثیر این انرژی بر خوشههای کهکشانی و ستارگان تکی میتوان متوجه شد که چنین چیزی وجود دارد.
البته برخی دانشمندان باور دارند که انرژی تاریک از ذرات زیراتمی تشکیل شده است. این ذرات، اساسا با آن ذراتی که ماده قابل مشاهده در اطراف ما میسازند تفاوت دارند.
۸. ماده تاریک چیست؟
ماده تاریک نیز مانند انرژی تاریک همچنان ماهیتی ناشناخته دارد و صرفا تاثیر نیروی گرانش آن را بر سیارات و اجسام میبینیم. برخی تخمین میزنند که ۲۵ درصد از کیهان را ماده تاریک تشکیل میدهد که همراه با انرژی تاریک، مجموعا ۹۵ درصد از تمام هستی را شکل میدهند.
تا این لحظه هنوز کسی نتوانسته ماده تاریک را پیدا کند، اما احتمالا در آینده، دانشمندان با تلسکوپهای Euclid و Nancy Grace Roman، نوری جدید بر ماده و انرژی تاریک خواهند تاباند. تلسکوپ Euclid توانسته تا در نقشه سهبعدی خود که از جهان ترسیم کرده، یکسوم کیهان را آسمان شب و باقی آن را شامل دو میلیارد کهکشان تخمین بزند. این نقشه تا حدود ۱۰ میلیارد سال نوری از زمین امتداد خواهد یافت و امید میرود تا بتواند بینش جدیدی درباره این جهان ۱۳.۸ میلیارد ساله و نقش این دو ماده و انرژی ناشناخته ارائه دهد.
۷. ماه چگونه شکل گرفت؟
ماه مسئول جزر و مد اقیانوسهاست و احتمالا نقش مهمی در تکامل زمین ایفا کرده. اما هنوز کسی نمیداند که این قمر زیبا چگونه پدید آمده است.
بر اساس تخمینها، ماه احتمالا ۱۰۰ میلیون سال پس از آغاز شکلگیری منظومه شمسی به وجود آمده است. همزمان فرضیههای متعددی درباره این موضوع وجود دارند که هیچکدام تاکنون اثبات نشدهاند. یکی از این فرضیات میگوید که احتمالا میلیاردها سال پیش، یک شی به اندازه سیاره مریخ با نام «تیا» (Theia) با زمین برخورد کرده است. در یک مطالعه، محققان جرم، ترکیب و اندازه ماه را مد نظر خود قرار دادند و به این نتیجه رسیدند که این برخورد، تنها ظرف چند ساعت میتوانسته به شکلگیری ماه منجر شود.
۶. آیا حیات از خود زمین آغاز شده یا اجرام آسمانی در آن دخیل بودهاند؟
اینطور به نظر میرسد که حیات از خود زمین آغاز نشده است، بلکه احتمالا سیارکها و شهابسنگها، میلیاردها سال پیش مواد اولیه را برای شکلگیری حیات به زمین آوردهاند.
سال گذشته، دانشمندان موارد لازم برای حیات روی زمین را از پنج واحد اطلاعاتی بازهای نیتروژنی DNA و RNA که هنوز در شهابسنگها شناسایی نشده بودند کشف کردند. این کشف فوقالعاده به نظر میرسید، چرا که این نمونهها نشان میدهند که تمام بخشهای ژنتیکی مورد نیاز برای تشکیل DNA، در شهاب سنگها وجود دارند. یعنی احتمالا سنگهای فضایی، اجزای بهوجودآورنده حیات را به زمین انتقال دادهاند.
در سال ۲۰۱۰، آژانس فضایی ژاپن ماموریت هایابوسا-۱ را به جریان انداخت. طی این ماموریت در سال ۲۰۱۰، در چند سنگ فضایی آب و مواد آلی وجود داشت، همانچیزهایی که امروز به وفور در زمین یافت میشوند.
۵. رگبارهای سرعتی رادیویی چه هستند؟
رگبارهای سرعتی رادیویی یا همان FRBها، درخششهایی شدید از نور هستند که از اعماق کهکشان دیده میشوند. این پدیدهها که برای نخستینبار در سال ۲۰۰۷ رویت شدند، از کل کهکشان درخشانتر بوده و میتوانند انرژیای سه برابر انرژی تولیدی خورشیدی در یک روز تولید نمایند.
شناسایی این رگبارها به دلیل درخشش سریعشان که تنها در عرض چند میلیثانیه رویت میشوند، بسیار سخت است. دانشمندان باور دارند که روزانه ممکن است تا ۱۰هزار رگبار رادیویی از آسمان زمین قابل مشاهده باشند که البته بیشترشان شناسایینشده باقی میمانند.
برخی احتمال میدهند که منشا FRBها، مگنتارها یا همان ستارههای مغناطیسی، فروپاشی ستارههای نوترونی و برخورد کهکشانها هستند. حتی در برخی موارد نادر، این FRBها سیگنالهای تکرارشونده به زمین ارسال میکنند که توجه انستیتوی جستجوی هوش فرازمینی یا همان SETI را به خود جلب کرده است.
۴. حبابهای فِرمی چه هستند؟
حبابهای فِرمی، دو ساختار عظیم شناساییشده در مرکز کهکشان راه شیری به شمار میروند که تقریبا به اندازه ۲۰ هزار سال نوری در بالا و پایین صفحه کهکشانی امتداد یافتهاند. این حبابها نخستینبار در سال ۲۰۱۰ میلادی کشف شدند که شامل پرتوهای گاما و ایکس با انرژی فوقالعاده بالا بودند.
برخی پژوهشگران باور دارند که این حبابها، احتمالا موجهای شوک ناشی از ستارگانی هستند که توسط کمان A – یک سیاهچاله واقع در مرکز کهکشان راه شیری – در حال متلاشی شدن هستند.
۳. ماه از یک میدان مغناطیسی برخوردار است؟
این سوال عجیب که حتی الهامبخش رمان علمیتخیلی «۲۰۰۱: یک اودیسه فضایی» نیز بوده، پاسخی عجیبتر به دنبال دارد: بخشهایی از پوسته ماه دارای میدان مغناطیسی هستند!
گرچه هنوز علت دقیق این موضوع مشخص نشده، اما برخی معتقدند که برخورد سیارکها به سطح ماه، منجر به پخش شدن مواد مغناطیسی در بخشهایی از آن شده است. البته در رمان تخیلی بالا، اینطور تصور میشود که این میدان مغناطیسی، در نتیجه یک تکسنگ افسانهای در زیر سطح ماه ایجاد شده است.
۲. چرا تپاخترها چنین منظم چشمک میزنند؟
تپاخترها یا همان پالسارها، ستارههایی نوترونی هستند که با سرعتی بالا میچرخند و پرتوهایی الکترومغناطیسی را در فواصلی چنان منظم منتشر میکنند که دقتشان با یک ساعت اتمی برابری میکند! این ویژگی، تپاخترها را تبدیل به ابزاری کاربردی برای دانشمندان کرده تا از آنها برای اندازهگیری فواصل مختلف در فضا استفاده کنند.
اولین تپاختر در سال ۱۹۶۷ کشف شد، اما محققان هنوز هم متوجه نشدهاند که چه چیزی باعث درخشش منظم آنها میشود. در سال ۲۰۰۸، دانشمندان با یک پالسار روبرو شدند که به طور ناگهانی به مدت ۵۸۰ روز از چشمک زدن ایستاد. برخی طی مطالعات خود کشف کردند که این اتفاق به نوعی با جریانهای مغناطیسی که سرعت چرخش ستارهها را کاهش میدهند، مرتبط است. گرچه هنوز هم مشخص نیست که منشا اصلی این اتفاق به چه چیزی مربوط میشود.
۱. آیا جهان ما تنها یک مورد از بیشمار جهان موجود است؟
در نظریه ریسمان، فرض بر این بوده که ذرات زیراتمی، اجزای سازنده بنیادین ماده نیستند و در عوض، همهچیز از ریسمانهای بسیار کوچکی ساخته شدهاند که در نتیجه ارتعاشات آنها، آثاری چون الکترونها، اتمها و کوارکها منتشر میشوند. این نظریه در نهایت، امکان وجود تعداد بالقوه نامحدودی از بعدها را آشکار میسازد و نشان میدهد که جهان ما، تنها یکی از بینهایت جهانهای موجود در هستی است.
اگر روزی نظریه ریسمان ثابت شود، آنگاه دانشمندان خواهند توانست تا قوانین نظریه نسبیت و مکانیک کوانتومی را یکپارچهسازی کنند. همچنین به این سوال پاسخ داده خواهد شد که قبل از بیگ بنگ چه چیزی وجود داشته است.
با وجود اینکه نظریه ریسمان، نخستین بار در دهه ۱۹۶۰ مطرح شده، اما از آن زمان تاکنون کسی نتوانسته این نظریه را اثبات نماید.
