منظومه شمسی

آیا انسان تنها ناز پرورده این جهان است ؟ 

 

 

 

منظومه شمسی ما با بیشتر منظومه های سیاره ای شناخته شده در اطراف ستاره های دیگر تفاوت دارد، چون به شیوه دیگری شکل گرفته است. اگر چنین باشد، سیارات زمین مانند بسیار نادر هستند. اخترشناسان پس از بررسی مشخصات حدود 100 منظومه سیاره ای و بررسی دو روش شکل گیری سیارات اعلام کردند که منظومه شمسی ما به راستی مظومه ای خاص است. در منظومه ما مدار همه سیارات بزرگ، تقریبا دایره ای است و چهار سیاره غولپیکر در فاصله زیادی از خورشید قرار دارند. اما بیشتر سیاره های فرا خورشیدی کشف شده غول های مشتری مانند هستند که به ستاره مادرشان نزدیک اند و مدارشان، بیضی بسیار کشیده ای است. دو توضیح برای این یافته ها وجود دارد. اول اینکه احتمالا فرایندهای شکل گیری سیارات متعدد است و فرض اخترشناسان مبنی بر اینکه همه سیارات مثل هم شکل می گیرند اشتباه بوده است. در شبیه سازی شکل گیری سیارات منظومه شمسی، سیارات غولپیکر همچون مشتری، با گرد آمدن گاز در در اطراف هسته های سنگی – صخره ای (مانند زمین) شکل می گیرند. این هسته اولیه در محیط سرد دور از ستاره در ابر اولیه، با گرانش خود، گازها را به طرف خود می کشد و لایه ی ضخیمی از گاز اطراف ستاره، هسته را می پوشاند. اما نزدیکتر به ستاره به دلیل حرارت بالا و بادهای شدید خورشیدی، هسته های صخره ای توان به دام انداختن گازها را ندارند و به شکل سیارات زمین مانند باقی می مانند. 

                                                                                        

 

نظریه پذیرفته تر این است که سیارات غولپیکر فراخورشیدی، مستقیما از رمبش گرانشی گازها شکل می گیرند. در این داستان هسته های صخره ای سیارات زمین مانند، اصلا شکل نمی گیرند. اگر این نظریه برای همه سیاره های فراخورشیدی درست باشد، پس بیشترشان سیاره زمین مانندی که بتواند میزبان حیات آشنای ما باشد، ندارند. البته نتیجه هنوز قطعی نیست و شاید توضیح دیگری برای تفاوت های ظاهری میان منظومه های فراخورشیدی باشد. ماهیگیری را تصور کنید که نتیجه می گیرد همه ماهی ها بزرگتر از 10 سانتی متر هستند، چون این مقدار اندازه شکاف های تورش است. این شاید همان اتفاقی باشد که برای جستجوگران سیاره های زمین مانند می افتد. ابزارهای ما هنوز نتوانسته اند این سیارات خرد را بیابند. شاید حدود 3 تا 4 سال دیگر وقت لازم باشد تا اخترشناسان به قدرت رصدی مناسبی دست یابند که بفهمند کدام نظریه درست است.   

                                                                                       

هابل شکار می کند

 

شکار جدید هابل تلسکوپ فضایی HST

 

اینبار چشمان هابل، کمربند سیارک ها را هدف خود قرار داده است. مکانی میان مریخ و مشتری که از 100 هزار خرده سنگ پر شده است. درشت و ریز. همه نوع اندازه ای را در آن پیدا می کنید. اما از میان این همه خرده سنگ، کدامشان در میدان دید دوربین های هابل قرار گرفته اند ؟ وستا در میدان دید دوربین سیاره ای 2 و سرس در وسط دوربین پیشرفته نقشه برداری قرار گرفته اند. نمای سرس در بهمن ماه سال 82 و تصویر سرس در 24 اردیبهشت امسال، تهیه شد. تصاویر، برای نقشه برداری دقیق از کمربند سیارک ها گرفته شده اند. این نقشه ها در تکمیل اطلاعات ماموریت " طلوع " کمک رسان خواهند بود. ماموریتی که برای بررسی کمربند سیارک ها در نظر گرفته شده است. فضاپیمای طلوع در سال 1399 به وستا و در سال 1404 به سرس می رسد. طلوع اولین فضاپیمایی خواهد بود که به طور اختصاصی، کمربند سیارک ها را مورد مطالعه قرار می دهد. اطلاعاتی که از تصاویر هابل به دست آمده بسیار جالب است.  

           تصویر هابل : وستا در سمت راست و سرس در سمت چپ

 

 دیده می شوند.

در نمای وستا، دانشمندان متوجه دهانه ای به طول 456 کیلومتر در نیمکره جنوبی این سیارک شدند. دهانه ای که صدها هزار سال پیش بر اثر برخورد جسمی بزرگ ایجاد شده است. اگر این جسم به زمین برخورد می کرد می توانست اقیانوس آرام را از میان بردارد! همچنین تغییراتی در غرب و شرق وستا دیده شده که حکایت از آتشفشان های فعال در این سیارک دارد. اما از سرس چه خبر؟ نواحی تیره و روشن این سیارک شاهدی است بر این مدعا که مواد تشکیل دهنده نواحی مختلف این سیارک، با هم متفاوت هستند. شاید علت این اختلاف، اجرامی باشند که پس از برخورد به سرس، مواد تشکیل دهنده آنها در سطح پراکنده می شده و در تشکیل لایه سطحی نقش داشته اند. همچنین شواهدی مبنی بر وجود آب در زیر سطح این سیاره کوتوله وجود دارد. سرس اولین سیارکی است که در سال 1801 در کشف شد. همچنین مقام سومین سیاره کوتوله شناخته شده را بر دوش می کشد! باید تا سال 1404 صبر کنیم و ببینیم که فضاپیمای طلوع از چه اسراری در این سیارک مرموز پرده بر می دارد.  

                                  

 

 

منظومه ها

بهتره بحثی هم در رابطه با منظومه ها داشته باشیم

منظومه به مجموعه ای از اجرام سنگین و سیاراتی گفته میشود که همگی به دور یک ستاره در حال گردشند.

ما با منظومه شمسی به خوبی آشناییم. منظومه ای مشتمل از زمین و هفت سیاره اصلی و خورشید. علاوه بر سیارات اجرام کوچک فراوانی در منظومه شمسی گرد خورشید در حرکتند از جمله کوتوله ها، سنگ های آسمانی و ستاره های دنباله دارو همینطور ابرهای نازکی از گازها و غبار که به آنها ابرهای میان سیاره گفته می شود. بیش تر از 100 قمر طبیعی نیز در این منظومه در چرخشند.

به جز خورشید، زمین و ماه اجرام بسیار دیگری نیز وجود دارند که با چشم غیر مسلح قابل رصدند از جمله سیارات عطارد، زهره، مریخ، مشتری و زحل همینطور شهاب سنگ ها و ستارگان دنباله داری که به طور موقت قابل مشاهده اند.
اجرام بسیار زیاد دیگری نیز توسط تلسکوپ ها در منظومه شمسی رصد شده اند.

از سال 1990 ستاره شناسان سیارات زیاد دیگری در اطراف ستاره های دوردست کشف نموده اند. با مطالعه بر روی این اجرام و نحوه گردششان به دور ستاره مرکزی، دانشمندان امیدوارند اطلاعات کلی تر و جامعی در خصوص منظومه ها به دست آورند. برای مثال می دانیم که درمنظومه ما چهار سیاره کوچک با سطوح سخت و نزدیک به خورشید به نامهای عطارد، زهره، زمین و مریخ همینطور چهار سیاره غول پیکر با سطوح غیر جامد گازی در فاصله دورتر از خورشید به نامهای مشتری، زحل، اورانوس و نپتون وجود دارند اما کشف ستاره ای که دارای چندین سیاره غول پیکر گازی که در مدارهای نزدیک به آن ستاره در گردشند مایه حیرت دانشمندان و ستاره شناسان گردید. برای مثال یک سیاره تقریبا به اندازه مشتری حول مداری به دور ستاره 51 پگاسی (51 Pegasi) کشف شده. فاصله مدار این سیاره تا ستاره نسبت به فاصله مدار سیاره عطارد در منظومه شمسی به خورشید، کمتر است.

منظومه شمسی

خورشید بزرگترین و مهمترین جرم آسمانی در منظومه شمسی است که 8/99 درصد جرم منظومه شمسی را به خود اختصاص داده است.بیشتر گرما، نور و انرﮊی لازم برای تشکیل و ادامه حیات توسط خورشید تامین می شود. لایه های بیرونی خورشید داغ و متلاطم است. گازهای داغ و ذرات باردار پیوسته از این لایه به فضا متساطع می شوند. این جریان گازها و ذرات، بادهای خورشیدی را ایجاد می کنند که بر همه چیز در منظومه شمسی می وزند.

طبق قانون کپلر(Johannes Kepler) ستاره شناس آلمانی در اوایل قرن 17 سیارات در مدارهایی بیضی شکل حرکت می‌کنند که خورشید در یکی از کانونهای آن قرار دارد.

چهار سیاره داخلی (نزدیک به خورشید) عمدتا حاوی آهن می باشند. به این چهار سیاره، زمینی ها گفته می شود چون از لحاظ اندازه و ترکیبات بسیار شبیه زمینند. چهار سیاره بیرونی (دورتر از خورشید) گلوله های عظیم گاز هستند. تقریبا بیشتر جرم آنها را هیدروﮊن و هلیم تشکیل می دهد که همین امر باعث گردیده که این سیارات بیشتر شبیه خورشید باشند تا زمین. لایه های زیرین این سیارات ابرهای ضخیم از گازست ولی ممکن است هسته بعضی از آنها جامد باشد.

سیاره ها ی کوتوله یا سیارکها اجرام گرد کوچکی هستند که دور خورشید می چرخند. بر خلاف سیارات این اجرام کوچک نیروی گرانش قابل ملاحظه ای برای تاثیر گذاری بر حرکت اجرام دیگر ندارند. این سیارکها اغلب به همراه دسته هایی از اجرام آسمانی کوچک تر از خود در حرکتند. به عنوان مثال در مداری به نام کمربند اصلی که مابین مدارهای مریخ و مشتری قرار دارد میلیونها جرم کوچک آسمانی و سیاره کوتوله در گردشند.

سیارکهای دیگری نیز در مداری به نام کمربند کایپر(Kuiper)، دورتر از مدار نپتون در گردشند. این مدار یکپارچه مملو از اجرام کوچک نظیر شهاب سنگها و اجرام یخ زده و غیره است. در مقایسه با سیاره ها، اجرام موجود در کمربند کایپر به حرکات و گردش نامنظم درمدار خود گرایش دارند. از جمله سیارکهای موجود در این منطقه می توان به پلوتو و 2003 یو بی 313 (2003 UB313) که از پلوتو بزرگتر است نام برد.

به جز عطارد و زهره بقیه سیارات منظومه شمسی دارای قمر می باشند. سیارات درونی (سیاره های نزدیک به خورشید) قمرهای کمی دارند. زمین یک قمر و مریخ دارای دو قمر کوچک است اما سیارات بیرونی (سیاره های دور از خورشید) با تعداد زیاد قمرهایشان، هر کدام مثل یک منظومه می باشند. مشتری دارای حداقل 63 قمر است. از بین این قمرها، چهار قمر که از همه بزرگترند به نام گالیله (Galileo) ثبت شده اند. این ستاره شناس ایتالیایی د رسال 1610 موفق به کشف آنها با یکی از بدوی ترین تلسکوپ ها شد.

بزرگترین قمر مشتری که بزرگترین قمر موجود در منظومه ما نیز می باشد گانیمد (Ganymede) نام دارد. این قمر از عطارد نیز بزرگتر است. سیاره زحل دارای حداقل 56 قمر می باشد. بزرگترین قمر زحل، تیتان (Titan)، جوی ضخیم تر از جو زمین دارد و از عطارد بزرگتر است. اورانوس حداقل 27 قمر دارد و نپتون دارای 13 قمر است. احتمال وجود قمرهای بیشتر حول سیاره های غول پیکر بیرونی که هنوز کشف نشده باشند بسیار زیاد است.

بعضی از سیارک ها و اجرام کوچک آسمانی نیز دارای قمر هستند. پلوتو دارای قمریست که نصف خود این سیاره کوتوله است و " 2033 یو بی 313 " قمری دارد که تقریبا یک هشتم آن است.
حلقه ای از غبار و اجرام کوچک پیرامون همه سیاره های غول پیکر را وجود دارد. حلقه زحل برای ما آشناترین حلقه است اما حلقه های باریکی نیز حول مشتری ، اورانوس و نپتون وجود دارند.

ستاره های دنباله دار، توپهای یخی هستند که ساختمان آنها متشکل از یخ و سنگ است. زمانیکه یکی از این توپهای یخی به خورشید نزدیک می شود، بخشی از یخهای موجود در مرکز آن بخار می شوند این بخار تحت تاثیر بادهای خورشیدی قرار گرفته و به شکل دنباله ای برای توپ یخی در می آید و به این شکل ستاره ای دنباله دار به وجود می آید.

ستاره شناسان ستاره های دنباله دار را در دو گروه اصلی طبقه بندی کرده اند. گروه دوره طولانی، که بیش از 200 سال طول می کشد تا یک دور کامل حول خورشید بزنند و گروه دوره کوتاه که دور خود را در مدت زمانی کمتر از 200 سال طی می کنند.

ستاره های دنباله دار این دو گروه متعلق به دو منطقه متفاوت در منظومه شمسی هستند. ستاره های گروه دوره طولانی در منطقه ای به نام ابر اورت (Oort) مستقرند. ابر اورت نام گروهی از ستاره های دنباله داریست که در فاصله ای دورتر ازمدار پلوتو قرار گرفته اند. نام این منطقه از نام ستاره شناس آلمانی، جان اورت (Jan H. Oort) گرفته شده است. وی برای اولین بار حضور این ابر را اعلام نمود. ستاره های دنباله دار دوره کوتاه در کمربند کایپر هستند. در هر دو منطقه ابر اورت و کمربند کایپر، اجرامی دیده می شود که مربوط به دوره شکل گیری سیارات در منظومه شمسی است.

سیاره های کوچک دیگری نیز در این منظومه حضور دارند که در واقع سنگهای آسمانیند. مدار بعضی از این اجرام بیضی شکل است و به قسمتهای درونی تر از مدار زمین و حتی مدار عطارد نیز می رسند. مدار بعضی دیگر دایره شکل است و در فضاهایی میان مدارهای سیارات بیرونی قرار دارد. بیشتر این اجرام در فضایی به نام کمربند سنگهای آسمانی، در فضایی بین مدارهای سیاره های مریخ و مشتری در حال گردش به دور خورشیدند. این منطقه شامل بیش از 200 سنگ آسمانی می باشد که قطر آنها بیش از 100 کیلومتر(60 مایل) است. دانشمندان تخمین می زنند که بیش از000/750 سنگ آسمانی با قطر بیش از 1 کیلومتر (5/3 مایل) و میلیون ها سنگ کوچک تر در این کمربند وجود دارند. در این منطقه حتی سنگهایی یافت شده که چندین سنگ کوچک تر حول آنها در گردش است.

شهاب سنگهای کوچک نیز گروهی از اجرام فلزی یا صخره ای هستند. زمانیکه این اجرام وارد جو زمین می شوند، رده ای نورانی به جای می گذارند که ناشی از تلاشی و تجزیه آنهاست.
برخی از این اجرام کوچک پس از عبور از جو، به زمین برخورد می کنند. بیشتر این شهاب سنگها اجرامی هستند که در کمربند سنگهای آسمانی تشکیل شده اند. در اواخر قرن بیستم ستاره شناسان شهاب سنگهایی را کشف کردند که از مریخ و ماه می آمدند. خیلی از شهاب سنگها قطعات جدا شده از ستاره ها ی دنباله دارند.

در منظومه شمسی، منطقه ای وجود دارد شبیه به قطره اشک. این منطقه آکنده از ذرات باردار الکتریکی می باشد که توسط خورشید تولید شده اند. دانشمندان هنوز ابعاد دقیق این منطقه را اندازه گیری نکرده اند ولی گمان می رود که وسعت این منطقه از قسمت لبه پایین اشک، حدود 15 بیلیون کیلومتر(9 بیلیون مایل) باشد.

ساختمان منظومه شمسی

بسیاری از ستاره شناسان بر این عقیده اند که منظومه شمسی از غباری بسیار عظیم و دوار به نام غبار خورشید تشکیل شده است. براساس این تئوری، غبار خورشید به سبب گرانش شدید خود متلاشی شده. شمار دیگری از ستاره شناسان وقوع یک ابر نواختر در نزدیکی غبار خورشید را دلیل تلاشی آن می دانند. زمانیکه توده بزرگ غبار خورشید منقبض شد چرخش آن سریعتر گردید و به یک صفحه سیاره ای مبدل شد.

تئوری غبار خورشید معین می نماید ذراتی که در صفحه سیاره ای وجود داشتند با برخورد به یکدیگر به اجرام شبه سیاره یا سیارک ها تبدیل شدند. برخی از این اجرام با یکدیگر ترکیب شده و در نهایت هشت سیاره بزرگ این منظومه را شکل داده اند. بقیه اجرام تشکیل دهنده اقمار، سیاره های کوتوله، اخترک ها و ستاره های دنباله دار بوده اند. همه اجرام بزرگ و کوچک موجود در منظومه شمسی دور خورشید، در یک جهت، و تقریبا در یک صفحه، در گردشند چرا که همه آنها در اصل اعضای یک صفحه بزرگ سیاره ای هستند.

بیشتر مواد و ذرات موجود در غبار خورشید، بر اساس تئوری غبار خورشید، در هنگام انقباض به مرکز این توده کشیده شده و در آن قسمت تحت فشار کافی، منجر به تشکیل خورشید گردیده اند. در این هنگام انفجار های خورشیدی آغاز و بادهای خورشیدی شروع به وزیدن نمودند. این بادها به اندازه ای شدید بودند که عناصر سبک از جمله هیدروﮊن و هلیم را با خود به قسمتهای داخلی منظومه آوردند. شدت این بادها در قسمتهای بیرونی کمتر و در نتیجه اجتماع هیدروﮊن و هلیم در این مناطق بیشتر از بخشهای درونیست و این توجیه مناسبی برای این مسئله می باشد که سیارات درونی کوچک تر و صخره ای هستند ولی سیارات بیرونی غول پیکرند و تقریبا به طور کامل از هیدروﮊن و هلیم تشکیل شده اند.

منظومه های دیگر

ستاره های زیادی دارای صفحه سیاره ای پیرامون خود می باشند که به نظر می رسد این صفحه ها همان سیستم های منظومه ای باشند. در سال 1983 یک تلسکوپ مادون قرمز تصویری از صفحه سیاره ای حول ستاره وگا (Vega)، درخشان ترین ستاره در صورت فلکی لیرا (Lyra) تهیه نمود. این اکتشاف اولین مدرک به دست آمده مبین وجود مجموعه هایی شبیه به منظومه شمسی در نقاط دیگر فضا به حساب می آید. در سال 1984 ستاره شناسان صفحه سیاره ای دیگری پیرامون ستاره پیکتوریس بتا (Beta Pictoris) در صورت فلکی پیکتور(Pictor) مشاهده نمودند.

در اوایل قرن 21 ستاره شناسان بیش از 50 ستاره را کشف کردند که مانند خورشید سیاراتی درحال گردش به دورخود دارند. در اغلب موارد تنها یک سیاره به دور ستاره در گردش دیده شده است که احتمالا سیاره پوشیده از گاز و بدون سطوح سخت است

هشت معمای بزرگ

امروز بعد از چند روز سخت که گذروندم می خواهم مطلبی جالب در اختیارتون قراربدم:

هشت معمّای بزرگ
پیشرفت های پدید آمده در مسیر کشفیات، در سدۀ گذشته، افقهای تازه ای را برای درک منشأ و خاستگاه کیهان به روی ما گشوده است، لکن هنوز راز و رمزهای بزرگی باقی است و سالیانی خواهد گذشت تا ستاره شناســان این رموز را کشف کنند. ممکن است از یاد برده باشیم که در حدود یک قرن پیش، هیچ کس سیاره پــلوتو را مشاهده نکرده بود و همین طور ستاره شناسـان معتقـد بودند که جهان هستی محدود به سرحدات ناحیۀ درخشــانی به نام راه شیری است. این تصویر از عالم در حالی که ما به قرن 21 پـا گذاشته ایم به مراتب پیچـــیده تر شده است. نظریه نسبـیت عام که توســط آلبرت اینشتین ارائه شده است توضیح می دهد که چگونه گرانش موجب خمیدگی فضا- زمان می شود و بدیـن وسیله بــان می دارد که هر جرم، مانند توپ بولینگی که بر روی یک تشک قرار دارد، فرورفتگی اندکـی را در سیستم فضا-زمان ایجاد می کند. در هر حال اینشتین به اشتباه معتقد بود که عالم بدون تغییر است. برای این که نظر خود را در معادلاتش لحاظ کند یک ساختار جدید ریاضی را فرض کرد (ثابت کیهان شناختی)، که این مورد تأمین کننده یک نیروی دافعه است که از سقوط عالم در اثر نیروی گرانش خود پیشگیری می کند. ریاضیدان گمنامی به نام الکساندر فریدمن که اهل روسیه بود دریافت که ایده های اینشتین در رابطه با گرانش می تواند بیانگر تفسیری کاملاً متفاوت باشد، یعنی عالم هستی به جای آن که پایداری و ثبات داشته باشد به سوی انبساط و گسترش پیـــــــش می رود. کیهان شناسی بلژیکی به نام جورج لومتر که یک کشیش کاتولیک بود، نیز از فرضیۀجهانِ درحال انبساط جانبداری می کرد.

وی در سال 1927 بیان کرد که انتقال مشهور دوپلر در نوری که از سحابی ها (که البته امروزه آن سحابی ها را کهکشان می نامیم) به ما می رسد و به سوی طول موج های بلند ترمیل می کند بیانگر این نکته است که سحابی ها از زمین دور می شوند. بدین ترتیب نشان داد که عالم درحال انبساط است. لومتر فرضیه ای را بنیان نهاد که بر طبق آن عالم هستی، از اندازه ای کوچک آغاز شده و تا رسیدن به مقیاس ایده آل خود به پیش می رود. البته اینشتین این فرضیه را تأیید نکرد. در هر حال در سال 1920 ادوین هابل با بهره گیری از میزان درخشندگی ستارگان متغیر، موفق به ایجاد معیاری برای محاسبه فاصلۀ کهکشان ها شد. هابل دریافت که هرچه یک کهکشان از زمین دورتر باشد، با سرعت بیشتری از ما فاصله می گیرد.امروزه معتقدیم که انبساط مذکور، در حقیقت انبســـاط و گسـترش فضــا است و نه حرکت کهکشان ها در فضا.(مفهومی که هابل هیچگاه آن را به طور کامل نپذیرفت). در سال 1948 جورج گاموف و رالف آلفر با بهره گیری از ایدۀ لومتر و همچنین مشاهدات هابل، نظریۀ «انفجار بزرگ» خود را ارائه کردند. آنها مدعی شدند که انفجارکیهانی، موجب تشکیل مادۀ اولیه ای شده است که بی نهایت داغ بوده و در ضمن حاوی نوترون ها و پس مانده های حاصل از انهدام آنها بوده است. این ایده عجیب یک پیش بینی قابل آزمایش را در خود نهفته داشت که برای سالیانی از نظر دور مانده بود:« باقی ماندۀ سرد مهبانگ در قالب تابش ریزموج از زمین قابل آشکار سازی است.» در سال 1964 و 1965 رابرت ویلسون وآرنو پنزیاس، دانشمندان لابراتوار AT&bellاز یک رادیوتلسکوپ که برای دریافت اطلاعات از نخستین ماهوارۀ ارتباطاتی طراحی شده بود، استفاده کردند تا علائم مربوط به تابش فراگیر ریزموج را آشکار سازند

وجود این پارازیت،کاملاً مستقل از جهت قرار گرفتن آنتن بود. آن دو مجدداً تلسکوپ را تنظیم و آن را تمیز کردند اما سیگنال مذکور همچنان وجود داشت. این پارازیت رادیویی صرف نظر از این که پنزیاس و ویلسون تلسکوپ خود را به سوی خورشید و یا کهکشان راه شیری نشانه بروند به شکل سابق خود باقی می ماند و این مورد بیانگر این مطلب بود که تابش مورد نظر، منشأ خورشیدی ویا کهکشانی ندارد. پنزیاس و ویلسون به زودی دریافتند که این پارازیت همان تابش مایکروویو است که گامو وآلفر پیش بیی کرده بودند. با توجه به موارد فوق، دیگر
انفجار بزرگ مطلبی دور از ذهن نبود. در هر حال نظریه انفجار بزرگ،مانند تمامی نظریه های عظیم قرون گذشته و احتمالاً تمام نظریه های بزرگی که در آینده ارائه خواهند شد، بیش از آن که به ابهامات پاسخ روشنی بدهد، سئوالات تازه ای را بر سر راه دانشمندان قرار داد.

در سال 1998 گروه های جداگانه ای از ستاره شناسان که سرپرستی آنها بر عهدۀ برایان اشمیت (از رصدخانه سایدینگ اسپرینگ و مونت استروملو، واقع در وسترن کریک استرالیا) و سول پرلمات (از آزمایشگاه ملی لورنس واقع در برکلی کالیفرنیا) بود به ثبت درخشندگی اَبَرنواخترهای دور دست پرداختند تا میزان کند شدن انبسـاط عالم را محاسبه کنند. هر دو گروه به یافته هایی نائل شدند که هر جزء آن به نوبۀ خود به انـــدازۀ یافته های پنزیاس و ویلسون در رابطه با « ریزموج پس زمینۀ کیهانی » غیر منتظره بود. «کهکشان هان دوردست که دربردارندۀ ابرنواختر هستند با سرعتی که با گذشت زمان کاهش پیدا کند از ما دور نمی شوند، بلکه این کهکشان ها با شتاب از ما دور می شوند.» این کشف مانند تمامی پیشرفت های غیرمنتظرۀ علمی که در گذشته روی داده است، مجموعه ای از سئوالات را در رابطه با موضوع مورد بحث پدید می آورد. معماهایی که در ذیل مورد بحث قرار خواهند گرفت نشانی از دستاوردهای سترگ قرن گذشته است و در عین حال ما را آگاه می سازد که هنوز راه درازی در پیش داریم.

1. جهان هستی در چند بُعد خلاصه می شود؟

فی الواقع به جز در نمایش های شعبده بازی هیچ کس یک خرگوش را از یک کلاه خالی بیرون نمی آورد، برای ما که در جهانی سه بعدی زندگی می کنیم. مگر نه؟ ولی شاید هم این طور نباشد. فیزیکدان ها به طور سنتی عالم هستی را با بهره گیری از چهار بُعد ترسیم و تفسیر می کنند: سه بعد فضایی آشنا و دیگری بعد زمان. مدل مذکور به ما کمک می کند تا برای همه چیز توضیح و تفسیری داشته باشیم، از خمیدگی نور ستارگان در هنگام عبور از کنار خورشید گرفته تا شکل گیری سیاهچاله ها. اکنون فیزیکدانان به این مطلب می اندیشند که احتمالاً باید چند بعد فضایی دیگر را به سیستم کنونی بیفزایند. مسئلۀ سلسله مراتب موجبات تحریک فیزیکدانان را فراهم می سازد. به بیان ساده تر آنان نمی دانند که چرا نیروی جاذبه گرانشی به شدت از سه نیروی بنیادین دیگر یعنی
الکترومغناطیس، نیروی ضعیف و نیروی قوی، ضعیف تر است. دو فیزیکدان به نام های لیزا راندال از مؤسسۀ فناوری ماساچوست در کمبریج و رامان ساندرام از دانشگاه جان هاپکینز در بالتیمور (مریلند) تفسیری ارائه
کرده اند که بر طبق آن بعد دیگری به ابعاد کنونی اضافه می شود. در مدلی که آن دو ارائه دادند ما در دنیای چهار بعدی زندگی می کنیم و ذرّات گراویتون که حامل نیروی گرانشی هستند، در بعدی دیگر واقع اند. اختلافی کوچک در بعد پنجم، میان این دو جهان، موجب کاهش چشمگیر نیروی گرانشی می شود. نظریه پردازانِ تئوری ریسمان حتی از این هم فراتر می روند. آنها چهار نیروی بنیادین فیزیک را در یک مدل یازده بعدی یکپارچه می سازند، که در آن، حلقه های بسیار کوچک و قطعات ریسمانی، بنیادی ترین ذرات هستند. اما حتی خوش بین ترین نظریه پردازان تئوری ریسمان نیز تردید دارند که در آیندۀ نزدیک بتوانند این ریسمان ها را مشاهده کنند. نظریۀ مذکور پیش بینی می کند که این ریسمان ها 100 میلیون میلیارد برابر کوچکتر از ریزترین ذرات زیراتمی هستند (منظور ذراتی است که توسط نیرومند ترین شتاب دهنده های ذرات ایجاد شده اند.) اما در این بین شواهدِ دال بر بعد پنجم
می تواند بسیار زودتر به دست ما برسد. راندال و ساندرام پیش بینی می کنند که شتابدهنده بزرگِ هادرون، واقع در جنوا که قرار است در سال 2007 شروع به کار کند می تواند انرژی کافی را برای نفوذِ یک گراویتون به دنیای ما فراهم سازد.

2. جهان چگونه شکل گرفت؟

میان کیهان شناسان بر سر زمان شکل گیری عالم قابل رؤیت، این اجماع وجود دارد که جهانی که ما میتوانیم ببینیم، زائیدۀ رویدادی است که بین 13 تا 14 میلیارد سال پیش اتفاق افتاده است. در مدت یک میکروثانیه پس از واقعه مذکور، عالم سوپی بی اندازه داغ بوده که حاوی کوارک ها و دیگر ذرات عجیب بوده است.

در همان اثنا که این سوپ داغ در حال خنک تر شدن بود کوارک ها متراکم شدند و موجبات تشکیل پروتون ها و نوترون ها و همین طور ذراتی از این دست منجمله هادرون ها و مزون ها را فراهم کردند. هنگامی که جهان هستی در زمانی معادل یک ثانیه به بلوغی خاص رسیده بود، دیگر به جز نوترون ها ، پروتون ها، فوتون ها، الکترون ها و نوترینو ها چیز دیگری وجود نداشت. مجموعه ای از واکنش های هسته ای در دویست ثانیۀ بعدی، موجبات تشکیل هستۀ سه عنصر اولیه را که کوچکترین عناصر هستند فراهم ساخت.

امواج صوتی حاصل از پژواک مهبانگ که در شرف محو شدن بود، در درون سیال بی اندازه داغ و چگال جهان، که هنوز در نخستین دوره رشد خود بود، مانند موج درون یک دریاچه انتشار می یافت. یک گروه متراکم از الکترون های آزاد با بار منفی که توسط پروتون ها (که بار مثبت دارند) کشیده می شدند، در این مسیر فوتون ها در برخورد با ذرّات باردار مذکور، جمع آوری و محصور می شوند. در آن هنگام که جهان سیصد و هشتاد هزار سالگی خویش را پشت سر گذاشته بود به اندازه کافی سرد شده بود که اتم ها برای شکل گیری مجال پیدا کنند. این اتفاق موجب شد که فوتون های محصور، آزاد شوند و آنگاه روشنایی جهان هستی را فرا گرفت. فوتون های رها شده حامل اطلاعات در رابطه با نوسانات چگالی و دما در عالم نوپا در قالب الگویی از تغییرات درخشندگی بودند.

ستاره شناسان به این تابش باستانی که از دوران های نخستین حیات عالم بر جای مانده است (که البته نخستین بار توسط پنزیاس و ویلسون مشاهده گردید)، عبارت ریزموج پس زمینه ای کیهانی اطلاق می کنند.

هنگامی که ستاره شناسان تلسکوپ های ریزموج، مانند کاوشگر پس زمینه کیهانی و یا جایگزین آن (کاوشگر ناهمسانگردی موج)به نام ویلکینسون را به جهت خاصی نشانه رفتند و آنگاه دمای کهموج زمینه ای کیهانی را محاسبه کردند، تابشی را مشاهده کردند که دمایی در حدود 7/2 درجه سیلسیوس بالاتر از صفر مطلق داشت (یا به عبارتی 7/2 درجه کلوین). هنگامی که جهت مخالف را بررسی کردند مجدداً 7/2 درجه کلوین را به دست آوردند. البته نوساناتی هم وجود داشت که ناچیز بود و در حالت بیشینه به حدود یک واحد در صد هزار می رسد. هر انفجاری که موجبات یکنواختی کنونی عالم را فراهم آورده باشد کیهان شناسان راشیفتۀ خود می کند. حالتی که در آن گویی تمام اجزای عالم نوپا به یکدیگر مرتبط و متصل بوده است. حال سئوال اینجاست که چنین امری چگونه امکان پذیر است؟ آلن گات (1925 م)در حالی که در اواخر دهه 70 میلادی بر روی مسئله فوق درحال تـفکر و بررسی بود به درک حیرت انگیزی نائل شد که چنین بود: چه می شد اگر جهانی که امروز برای ما رؤیت پذیر است به شکل حباب بسیار کوچک و در عین حال فوق العاده یکنواختی پدیدارشده باشد و به ناگاه با چنان سرعتی منبسط شده که فرصتی برای تغییر و دگرگونی نیافته است.

نظریۀ تورّم گات نه تنها یکنواختی موجود در تابش زمینه کیهانی به میزان یک واحد از صد هزار را توضیح می دهد بلکه این فرض را مطرح می کند که وضعیت توده ای مورد نظر خود برخاسته از نوسانات کوانتومی واقع شده در طول مدت تورم است. کیهان شناسان بر این امر توافق دارند که نوسانات بسیار کوچک در عالم نوپا به وسیلۀ نیروی گرانشی تقویت شده است تا توده های بزرگی را که امروزه مشاهده می کنیم تشکیل بدهد، البته هنوز لازم است که تمامی جزئیات مورد بررسی و تحلیل قرار گیرد.

در ضمن نظریۀ گات پیش بینی قابل آزمایشی را بیان می دارد که چنین است: جهانی که به صورت حبابی متورم شده است، در اصطلاح کیهان شناختی تخت به نظر می رسد. تخت به این معنی است که در یک فضای تخت هرگز دو خط موازی یکدیگر را قطع نمی کنند حتی اگر آن دو تمامی عالم را بپیمایند. در سالهای اخیر ستاره شناسان با محاسبۀ اندازه های زاویه ای تغییراتِ تابش زمینۀ کیهانی که البته بسیار کم است،بارها (و اکنون در موسسه فناوری ماساچوست) پیش بینی گات را مورد آزمایش قرار داده اند. در هر بار آزمایش، آنان، به نتیجه ای به جز تخت بودن عالم هستی دست نیافـتند. مارتین وایت اخترفیزیکدان دانشگاه برکلی (کالیفرنیا) می گوید: مورد مذکور ساده ترین راه حلی است که می توان برای معادله اینشتین ارائه کرد لکن نمی تواند جهان را به طور دقیقی توضیح دهد هیچکس بر این امر وقوف کامل ندارد که چه چیزی موجبات پیشروی این تورم را فراهم کرده است. فیزیکدان ها لیست طویلی از مدل ها را برای عالم در حال انبساط پیشنهاد کرده اند ولی اغلب این راه حل ها پایه و اساس کاملاً فیزیکی ندارند و برای سهولت کار از یک سری ملاحظات و حذفیات ریاضی نیز در آنها استفاده شده است.

ادوارد راکی کولب،اخترفیزیکدان شتابدهندۀ فرمی می گوید: «پس از بررسی تمامی تئوری های موجود درباره مبحث تورم و انبساط عالم به این نتیحه می رسیم که هنوز نظریه ای کامل در این مورد در اختیار نداریم.


3. دلیل انباشتگی مادّه در عالم چیست؟
اگر جهان کاملاً متقارن می بود هیچ سیاره، ذره و یا بشری وجود نمی داشت، زیرا در چنین حالتی، عالم هستی دقیقاً به یک میزان توسط ذره ها و پادذره ها آکنده می گشت و آن گاه ذره ها و پادذره ها به سرعت منهدم می شدند و حاصل آن انتشار پرتو گاما می بود. چنین جهانی مملو از تشعشعات و فاقد هر گونه اتم می بود.

در هر حال، هیچ پادماده ای واقعاً در جهان حضور ندارد که البته توضیح چنین مطلبی برای نظریه پردازان مشکل است. انبساط و تورمی که مدنظر گات است (و پیشتر به آن اشاره شد) می بایست تأمین کننده مقادیر یکسانی از ماده و پادماده باشد.البته اگر مقدار ماده و پادماده دقیقاً به یک میزان می بود و موجب انهدام طرف مقابل می شد آن گاه دیگر نظریه پردازی وجود نمی داشت تا این فرضیه ها را ابراز نماید!

اکنون این سئوال پیش می آید که ماده چگونه توانسته از انهدام جان سالم به در ببرد؟ این احتمال وجود دارد که پادماده هنوز در جهان باقی باشد لکن مقیم نقطه ای از عالم است که آنقدر از ما دور است که نمی توان آن را مشاهده کرد. جاناتان فنگ فیزیکدان دانشگاه کالیفرنیا (ارواین) اشاره می کند: «می توان تصور کرد در جایی دیگر مواردی مانند پاد بشر و پاد کهکشان هایی وجود داشته باشد لکن این موضوع پیامدها و نتایجی در بر خواهد داشت که هنوز قابل درک نیست.»

احتمال دوم این که ما فرض کنیم عالم کاملاً متقارن است اما همین جهان متقارن پس از روی دادن انفجاربزرگ (مهبانگ) از اتفاقی به نام «فاجعۀ انهدام» احتراز کرده باشد و می توان برای استدلال چنین بیان کرد که علت این امر تمایل (اندک) قوانین فیزیک به سمت ماده است. همین اندک رجحان موجود، موجب خلق مقدار اندکی ماده اضافی شده است و جهانی که امروز می بینیم توسط همان بقایا ایجاد شده است.

در اواسط دهه 1960 جیمز کرونین و وال فیچ دو فیزیکدان آمریکایی در آزمایشگاه خود به نتایجی دست یافتند که همکارانشان را حیرت زده کرد. آنان درآزمایشات خود نشان دادند که در 2/0 درصد از مواردی که منجر به انهدام ذرات بنیادی خاصی می شود، تقــــــارن مورد انتظار رعایت نمی شود. پس از این آزمایش، کیهان شناسان بلافاصله این مطلب را مطرح کردند که احتمالاً نتایج به دست آمده از آزمایشات فوق می تواند توجیهی برای انباشتگی ماده در عالم باشد، لکن هنوز تا نیل به نتیجه قطعی راه درازی در پیش است.

4. نحوۀ شکل گیری کهکشان ها چگونه بوده است؟
وایت می گوید: «ما توصیفی مصوّر و تصویر گونه از نحوۀ شکل گیری کهکشان ها در دست داریم که وضعیتی کلی را برای ما نمایان می سازد لکن این مورد از استحکام لازم بر خوردار نیست.»

توده های ماده در عالم نوپا از کجا آمده وچگونه این توده ها در دوران های بعدی به وسیله نیروی گرانشی تقویت شده و به کهکشان ها تبدیل شده اند؟ کیهان شناسان قادر به پاسخ گویی به این قبیل پرسشها نیستند اما بر سر این مطلب توافق دارند که توده های ماده ای که در سرتاسر دنیا پراکنده شده بودند در اثر گرانش حاصل از وجود خود، فرو ریخته اند و در همین حین پروتونها و نوترونها (که مجموعاً باریون نامیده می شوند) را در پی خود می کشند و موجب بالا رفتن دمای آنها می شوند. باریون های پر سرعت با یکدیگر برخورد کرده و انرژی از دست دادند. آنگاه (مانند سنگی در چشمه) در چشمه های گرانشی ته نشین گشتند. با توجه به موارد فوق، اگر چه مدل های سه بعدی کهکشانی، مدلِ حبابی عالم را به طریقی کلی مورد تأیید قرار می دهد لکن جزئیات مربوط به آن بسیار دشوار است و به آسانی قابل درک نیست.

اکنون سئوالی پیش روی ما قرا دارد مبنی بر اینکه آیا برخورد کهکشان های مارپیچی موجب ایجاد کهکشان های بیضوی می شود؟ اگرپاسخ ما به این پرسش مثبت باشد، مسئله دیگری که وجود دارد این است که چرا این دو نوع کهکشان ردّپای متفاوتی از خود بر جای می گذارند؟ به این دلیل که انجام محاسبات برای تعیین فواصل کهکشانی مستلزم صرف زمان زیادی است، پیشرفت های صورت گرفته در مسیر حل پرسش های فوق به کندی انجام شده است،لکن فعالیت های مداومی در این راستا انجام پذیرفته است گروهی انگلیسی-استرالیایی که مسئولیت تحقیق درباره قرمز گرایی کهکشان df2 رابر عهده دارند، فاصله بیش از دویست و بیست هزار کهکشان را به دست آورده اند و گروهی به نام SDSS نیز انتظار دارند که تا پایان سال 2005 میلادی که کاوش مذکور به مرحله مطلوبی می رسد نقشه ای سه بعدی از حدود یک میلیون کهکشان را تهیه کنند. لازم به ذکر است که گروه SDSS تا کنون فواصل بیش از دویست هزار کهکشان را محاسبه کرده اند. دوید وینبرگ اخترفیزیکدان دانشگاه ایالتی اوهایو
می گوید: « فی الواقع، داده های مذکور می بایست در یافتن روزنی به سوی پاسخ این پرسش که کهکشان ها چگونه پدید آمده اند به ما کمک شایانی بکند.»

5. مادۀ تاریکِ سرد چیست؟
می دانیم که مجموع ستارگان و کهکشان ها جرمی کمتر از 5/0 درصد از کل جرم موجود در عالم را تشکیل میدهند و حتی اگر ابرهای نامرئی تشکیل شده از اتم ها را (که برخی عقیده دارند در نقاط دوردست عالم شناور هستند) به این مقدار بیفزاییم، میزان فوق از 40 درصد تجاوز نمی کند. مابقی آن متشکل از مادۀ تاریکِ سرد و انرژی تاریک است. اگرچه ستاره شناسان قادر به مشاهده مستقیم ماده تاریک نیستند، لکن بر این عقیده اند که میزان آن به حدود 23 درصد ماده موجود در عالم می رسد. استدلال آنها در این مورد بر پایه بررسی نحوۀ کشیده شدن ستارگان به وسیله ماده تاریک و همین طور پدیدۀ خَمِش نور است. مواد تاریکِ سرد در طول خلاءِ موجود در کیهان، به صورت یک رشته مجتمع شده اند و این رشته، طولی در حدود چند صد میلیارد سال نوری را دربر می گیرد. چنین تصویری به این مورد اشاره می کند که ماده تاریک، حرکتی کند دارد و به همین دلیل از دمای پایینی برخوردار است.

اگر ماده تاریک، گرم و پرسرعت می بود، در زمانهای بسیار دور موجب محو شدن جرم جهان می شد و همین امر از شکل گیری کهکشان ها جلوگیری می کرد. در ضمن واکنش ذرات مادۀ تاریکِ سرد با مواد معمول، می بایست بسیار ضعیف باشد (البته اگر نخواهیم وقوع این امر را به طور کامل نفی کنیم). در غیر این صورت هاله های کروی شکل مادۀ تاریک که راه شیری و سایر کهکشان ها را احاطه کرده اند مسطح می شدند و به شکل صفحات کهکشان مانند در می آمدند. اگر ذرات ماده تاریک تنها با مواد عادی واکنش می دادند (که در حقیقت همین طور نیز هست) آشکار نمودن آنها آسان می بود. اما این واکنش ها به قدری ضعیف هستند که آشکار کردن آنها برای ما امکان ندارد علاوه بر این، برای بیشتر این ذرات زمانی طولانی تر از عمر عالم هستی لازم است تا اولین برخورد خویش را تجربه کنند. فیزیکدان ها در حال بررسی دو راهکار هستند تا به ماهیت این ذرات ناشناخته پی ببرند.

یکی از این راهکارها، بررسی این مورد در مقیاس وسیع است و چنین بیان می شود که انهدام ذرات مادۀ تاریک و پادذره های آنها در مرکز کهکشان راه شیری و یا در هستۀ خورشید لزوماً، می بایست موجب تشکیل نوترینو بشود. در چنین وضعیتی که نوترینو ها به طور ضعیفی با مواد وارد واکنش می شوند، می بایست گاه و بیگاه یکی از این ذرات بنیادی با یک مولکول آب برخورد کند و تشعشعی از نور را آزاد کند.

فیزیکدان ها به این امید که یکی از این پرتوها را آشکار نمایند، در حال تبدیل دریای مدیترانه، دریای آدریاتیک (این دریا بخشی از دریای مدیترانه است که توسط کشورهای ایتالیا، کرواسی، اسلونی، بوسنی و مونته نگرو احاطه شده است) و کانون یخی قطب جنوب به یک رصدخانه عظیم و پهناور برای آشکار سازی نوترینو ها هستند و این کار را با قرار دادن رشته های طویلی در زیر آب و یخ (البته رشته های حساس به نور) انجام می دهند.

ایدۀ دیگر در این رابطه بررسی جزئی امّا دقیق است. برای مطالعه جزء به جزء این مطلب دو حسگر به نام های CDMS I و CDMS II در حال فعالیت هستند که اولی در دانشگاه استنفورد ساخته شده و در اتاقی حدود ده متر زیر زمین قرار دارد و دیگری که در اواخر سال 2003 شروع به کار کرده در یک معدن آهن در مینه یوتا و در حدود 740 متری سطح زمین قرار گرفته است.

در سال 2000 میلای گروهی از محقـّقان ایتالیایی که سرگرم انجام DAMA (پروژه ای در رابطه با ماده تاریک) بودند ادعا کردند که ماده تاریک را یافته اند. اما نتایج مذکور به سرعت و به طور گسترده دچار بی اعتباری شد زیرا پژوهشگران دیگر موفق به تأیید این یافته ها نشدند و در نتیجه نتوانستند ادعای گروه مذکور را تأیید کنند.در همین اثنا آزمایشات دیگری در ایالات متحده، ایتالیا، ژاپن و آلمان انجام پذیرفت اما هیچ کدام موفق به یافتن شواهدی که خالی از اتهام باشد و در عین حال به شواهدی مبنی بر وجود ذرات مادۀ تاریک (که تصور می شد بسیار فراوان باشند) دلالت نماید، نشدند.


6. آیا تمامی باریون ها در درون کهکشان ها شکل گرفته اند؟
تنها ده درصد از ماده نرمال و معمول موجود در عالم ( منظور مواد باریونیک است که از پروتون ها و الکترون ها تشکیل شده اند) در داخل ستارگان قرار دارند. ستاره شناسان در صدد هستند تا باریون های بیشتری را در کوازارها بیابند، کوازارها اجرام درخشانی هستند که در فواصل دوردستی از زمین قرار دارند ونیرومحرّکه شان توسط سیاهچاله ها تأمین می شود. اگر نور کوازار در راه خود به سوی زمین، از میان باریونهای گازی عبور کند، اتمهای موجود در گاز، اثر خود را در قالب خطوط جذبی بر طیف کوازار باقی خواهند گذاشت اما مسئله اینجاست که ستاره شناسان تنها کسر کوچکی از آنچه که انتظارش را می داشتند، یافتند و اکنون این سئوال مطرح می شود که باریون ها کجا رفته اند؟ بیشتر اخترفیزیکدان ها بر این عقیده اند که باریون های مذکور جایی نرفته اند و هنوز در فضا
غوطه ور هستند، لکن از میلیاردها سال قبل که ابرهای گازی شکل گرفته اند، باریون ها با یکدیگر برخورد کرده و انرژی آزاد کرده اند و به واسطه این انرژی دمای گازها را تا حدود یک میلیون درجه سانتیگراد افزایش داده اند. جری آستریکر اخترفیزیکدان دانشگاه پرینستون می گوید: «گاز در این محدوده های دمایی جذب و نشر کاملی ندارد و این یک تصادف نامیمون است »

دیوید وینبرگ و همکارانش در سال 2001 به مدت یک هفته از رصد خانه پرتو X چاندرا استفاده نمودند تا گواهی دال بر وجود گاز در هاله هایی از ماده تاریک که کهکشان ها رااحاطه کرده اند، بیابند. وینبرگ نود درصد مطمئن است که ردپای گاز را در داده های مربوط به جذب پرتو X مشاهده کرده امّا می گوید که وی برای حصول اطمینان کامل نیازمند زمان بیشتری بوده است.البته او اِقرار می کند که: «اختصاص چنین زمانی برای یک رصدِ خاص که ممکن است هیچ نتیجه ای دربر نداشته باشد مدّت زیادی به حساب می آید. اما این مسیر می توانست بهترین راه برای دریافتن این مطلب باشد که امروز باریون ها کجا هستند.» مورد مذکور یکی از موارد اساسی در مسیر ارائه تصویری روشن از کیهان است.


7. انرژی تاریک چیست؟
برای تأمین نیرو محرکه لازم برای حفظ شتاب کنونی عالم، می بایست تا 73 درصد از کل چگالی عالم توسط انرژی تاریک اشغال شده باشد بزرگ ترین مشکل که بر سر راه این ایده وجود دارد این است که هیچ کس نظری درباره ماهیت انرژی تاریک ندارد. مایکل ترنر از داشگاه شیکاگو می گویدک «آنچه ما تاکنون توانسته ایم انجام دهیم تنها نامگذاری این انرژی بوده! این انرژی می تواند بی ارتباط با جهان باشد (به طور مثال خودِ خلأ) و یا بر ابعادی از فضا که پنهان هستند تأثیر داشته باشد.» اما حدّاقل ستاره شناسان می دانند که این انرژی چه می کند.
پرل ماتر می گوید: «انرژی مذکور مانند انرژی پاد گرانی حالت دافعه دارد اما اینطور نیست که با ویژگی ذاتی ذرات بی ارتباط باشد و به طور مستقیم در فضا عمل می کند.» وضعیت ارتجاعی موجود درفضا اندکی شبیه به انبساط عالم نوپا است و تنها تفاوت در اینجاست که انرژی تاریک در این مدت طولانی تأثیرات کمتری را بر جای گذاشته است. فیزیکدان ها در تلاشند تا با بهره گیری از نظریه های فیزیکی مورد قبول دانشمندان چگالی انرژی تاریک را محاسبه کنند. اما نتایجی که به دست آورده اند با واقعیت سازگاری ندارد. تاکنون مقدار محاسبه شده درحدود 1060 برابر بزرگتر از میزان مشاهده شده است. کیهان شناسان همواره با اعداد و ارقام بزرگ سرو کار داشته اند اما حتی آنها نیز از چنین اختلافی دچار نگرانی شده اند! کولب می گوید: « تمامی این صفرها (منظور اختلاف های موجود است) بیانگر این مطلب است که هنوز در فرضیه های ما یک مطلب اساسی از قلم افتاده است.»


8. چگالی عالم چقدر است؟
اگر انبساط عالم یا بیشتر ماده و انرژی موجود در عالم تنها در اختیار مواد و نیروی گرانشی حاصل از این مواد
می بود، تاکنون این نیرو موجب سقوط عالم و بازگشت آن به وضعیت نقطه ای شده بود. اما انرژی تاریک باعث گسترش عالم شده است.

به تحقیق سرنوشت جهان هستی نامعلوم است زیرا دانسته های ما در رابطه با انرژی تاریک ناقص و سطحی است. علت وجود شتاب در جهان در مسیر انبساط ، وجور انرژی تاریک است و اگر چگالی انرژی تاریک، ثابتی جهانی باشد و یا حداقل در سرتاسر عالم میزانی مثبت را اختیار کند آنگاه پیروزی از آن انرژی تاریک خواهد بود. با توجه به موارد فوق جهان هستی با سرعتی که به صورت یکنواخت افزایش می یابد به انبساط خود ادامه خواهد داد و بنابر این تا صد میلیارد سال آینده ما با تلسکوپ های امروزی تنها می توانیم تعداد انگشت شماری از کهکشان ها را مشاهده کنیم. اما انرژی تاریک (ثابت کیهانی مشهور اینشتین) می تواند در واقع متغیر باشد.حتی این مقدار می تواند منفی هم بشود که البته در این صورت جهان به سوی سقوط پیش خواهد رفت.

سر مارتین ریس، اخترفیزیکدان دانشگاه کمبریج می گوید: «حتی اگر این مقدار، اندکی از صفر کوچکتر بشود
می تواند موجبات سقوط (رمبش) عالم را فراهم کند.» امروزه هیچ تلسکوپی آنقدر بُرد ندارد که برای ما روش سازد که کدام نظر صحیح است. دورترین اَبَرنواخترهایی که تاکنون برای تحقیق در رابطه با چگالی انرژی تاریک مورد بررسی قرار گرفته اند، در اصطلاح کیهان شناسی، همسایه های دیوار به دیوار ما بوده اند. اما محقــقان بر روی ماهواره تحقیقاتی SNAP حساب ویژه ای باز کرده اند تا شرایط را مساعدتر سازند. تلسکوپی که به شکار
اَبَرنواخترها اختصاص یافته است به این دلیل که مداری بسیار بالاتر از جوّ تیره و تار زمین را اختیار می کند انرژی تاریک را به میزان نیمی از راه به سوی مهبانگ نزدیک تر می سازد و این امید را در دل دانشمندان زنده می کند که یک بار و برای همیشه به این سئوال پاسخ دهند. هشت معمّایی که در این مقاله مطرح شد، رموز اساسی کیهان شناسی به شمار می روند و اگر بخت یار دانشمندان باشد می توان امیدوار بود که پاسخ این پرسش ها تا سال 2010 معین شود. اما کیهان شناسان یک چیز را به خوبی می دانند، اینکه هر پاسخی، خود، خالق سئوالاتی تازه است!