کیهان شناسی؛ از اسطوره و فلسفه تا علم - وبلاگ انجمن ها

به گزارش وبلاگ انجمن ها، عالم چگونه به وجود آمد؟ آیا ما در عالم تنهاییم؟ سرنوشت عالم چه خواهد بود؟ بشر در طول هزاران سال تلاش کرده تا پاسخی برای این پرسش های بنیادی و سؤالات مشابه دیگر پیدا کند. پرسش هایی که ریشه در کنجکاوی انسان دارند و افراد بسیاری از زوایه نگاه خود به آن پاسخ داده اند. کیهان شناسی با اسطوره ها آغاز شد، پس از آن فیلسوفان به روش خود پاسخ هایی برای سؤالات مهم بشر مطرح کردند و اکنون دانشمندان تلاش می کنند تا با استفاده از روش علمی از رمز و راز عالم پرده بردارند.

درک فعلی ما از عالم در صد سال اخیر شکل گرفته و هنوز راهی طولانی برای شناخت عالم پیش روی کیهان شناسان قرار گرفته است.

سابقه تلاش انسان برای شناخت عالم اما به هزاران سال پیش بازمی گردد. ارسطو، فیلسوف نامدار یونانی، بر این باور بود که زمین مرکز عالم است و هر آن چه در آسمان وجود دارد به دور زمین می گردد. پنج قرن پس از ارسطو بطلمیوس بر اساس همین باور مدلی جامع ارائه کرد که می توانست با دقت خوبی حرکت اجرام آسمانی را توضیح دهد و پدیده های نجومی را پیش بینی کند. در این مدل زمین در مرکز عالم قرار داشت و ماه، خورشید، سیارات و ستاره ها در فلک هایی به دور زمین می چرخیدند. مدل زمین مرکزی بطلمیوس با وجود برخی مسائل و پیچیدگی هایی که داشت به خوبی کار می کرد و قرن ها نظریه ای قابل قبول برای توضیح عالم بود.

مدل زمین مرکزی راه خود را به باورهای مذهبی باز کرده بود و کلیسای کاتولیک هم آن را قبول داشت. بیش از هزار سال گذشت تا این که در قرن شانزدهم میلادی نیکلاس کوپرنیک مدل دیگری ارائه کرد که در آن خورشید به جای زمین در مرکز عالم قرار داشت. مدل کوپرنیک مسائل و پیچیدگی های نظریه زمین مرکزی بطلمیوس را نداشت و به واقع یک نظریه انقلابی بود. نظریه ای که البته سال های سال توجه چندانی به آن نشد. مدل کوپرنیک از عالم بیشتر یک مدل هندسی و ریاضیاتی بود که به خوبی کار می کرد، اما کسی فکر نمی کرد که در واقعیت هم سازوکار عالم مطابق با نظریه خورشیدمرکزی کوپرنیک باشد و زمین در مرکز عالم قرار نداشته باشد.

چند دهه از انتشار کتاب کوپرنیک گذشت تا این که گالیله با رصدهایی که با تلسکوپ کوچکش انجام داد شواهد محکمی را مبنی بر درستی نظریه کوپرنیک یافت. کشف قمرهای مشتری، که به دور این سیاره و نه زمین می چرخیدند و همچنین رصد اهله زهره که نشان می داد این سیاره به دور خورشید در حال گردش است با نظریه زمین مرکزی قابل توضیح نبود.

در نهایت نیوتن به گفته خود بر شانه غول ها ایستاد و با ارائه قانون جهانی گرانش پازل یافته های اندیشمندان قبل از خود، از جمله کوپرنیک، کپلر و گالیله را تکمیل کرد. قانون جهانی گرانش می توانست حرکت اجسام را با دقت توضیح دهد، از افتادن سیب از درخت گرفته تا چرخش سیارات به دور خورشید.

گام مهم بعدی در سال 1915 و با انتشار نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین برداشته شد. نظریه نسبیت عام درک بشر از فضا، زمان و گرانش را دگرگون کرد و هنوز و پس از گذشت بیش از صد سال بهترین ابزار نظری دانشمندان برای توضیح و بررسی عالم است. اما از سوی دیگر نباید از اهمیت فعالیت های رصدی اخترشناسان غافل شد.

شاید اکنون باورش سخت باشد اما بشر تا حدود صد سال پیش عقیده داشت که کهکشان راه شیری تنها کهکشان عالم است. تا این که ادوین هابل با رصدها و محاسبات خود نشان داد که عالم از کهکشان های پرشماری تشکیل شده که راه شیری تنها یکی از آن هاست. او با تلسکوپ صد اینچی (2/5 متری) رصدخانه مونت ویلسون در کالیفرنیا کهکشان آندرومدا، که در آن زمان گمان می شد یک سحابیْ درون کهکشان راه شیری است، را رصد کرد. هابل با رصد نوع خاصی از ستاره ها توانست فاصله آندرومدا را محاسبه کند و به این نتیجه رسید که آندرومدا نه یک سحابی در کهکشان راه شیری، بلکه یک کهکشان مستقل است. نتایج رصدهای هابل تصور بشر از عالم را کاملا دگرگون کرد و ناگهان فهمیدیم که عالم بسیار بسیار بزرگتر از چیزی است که می پنداشتیم.

دستاوردهای هابل به این جا ختم نشد و او با رصد کهکشان ها متوجه شد که عالم در حال انبساط است و کهکشان ها از یک دیگر دور می شوند. اکتشافات هابل به نوعی پایه و اساس علم کیهان شناسی شد.

• داستان ادوین هابل و انبساط عالم؛ روزی که درک ما از کیهان متحول شد

در ادامه قرن بیستم و با پیشرفت ابزارهای رصدی دانشمندان توانستند به لطف مشاهدات جدید و دقیق از عالم نظریات خود را توسعه دهند. در اواسط قرن بیستم رقابتی سخت بین نظریه عالم ایستا و نظریه انفجار بزرگ یا مِهْبانگ وجود داشت. کشف تابش زمینه کیهانی که بازمانده ای از دوران ابتدایی شکل گیری عالم است و همچنین فعالیت های نظری دانشمندان روز به روز به اعتبار نظریه انفجار بزرگ اضافه کرد. اکنون جامعه علمی تقریبا به طور کامل روی نظریه مهبانگ یا انفجار بزرگ اتفاق نظر دارد. هر چند که نظریه مهبانگ هم بدون اشکال نیست و نمی تواند برخی رخدادهای ابتدای شکل گیری عالم را به خوبی توضیح دهد. علاوه بر این در دهه های اخیر ماده تاریک و انرژی تاریک هم به سؤالات مهم پیش روی کیهان شناسان اضافه شده اند.

اگر شبی در مکانی به دور از آلودگی نوری و زیر آسمانی پرستاره بودید به آسمان نگاه کنید و به یاد داشته باشید که تلاش اندیشمندان بسیاری در طول هزاران سال درک کنونی ما از عالم را شکل داده است. جهت طولانی بشر برای شناخت جایگاهش در عالم اما همچنان ادامه دارد.

عکس کاور: کمان راه شیری بر فراز رصدخانه پارانال در شیلی.

Credit: ESO/P. Horálek