تماشای مهبانگ از تلویزیون
حسن فتاحي .عضو هيئتتحريريه فصلنامه نقد كتاب علوم محض و كاربردي
هرکس بخواهد برنامهای تلویزیونی درباره مهبانگ بسازد با مشکل بزرگی مواجه میشود. شما مهبانگ را در تلویزیون چگونه نشان میدهید؟ در آغاز صفحه مانیتور به طور کامل سیاه است. نقطهای از نور ناگهان در مرکزش ظاهر میشود. نور از مرکز شروع به فوران میکند. ابرهای چرخان گازی دیده میشوند و آن ابرها آرامآرام تبدیل به کهکشان میشوند.
مشکل این نسخه تلویزیونی از مهبانگ این است که حتی واژه «مهبانگ» تصویر فریبندهای از آغاز کیهان میآفریند. اشتباه مهم این است که هم کلمه و هم تصاویر اینطور وانمود میکنند که مهبانگ انفجاری از یک توده بزرگ ماده در میان فضای خالی بوده است. اولین خطا این است که کیهان در جایی از حالت مهبانگ آغاز شده است؛ بنابراین آنجا نمیتواند خالی از ماده باشد، اما درواقع اگر دنبالهای از وقایع را از زمان فعلی تا زمان مهبانگ پی بگیریم، پیش از مهبانگ هیچ چیزی وجود نداشته است. نه زمان و نه فضا و نه هیچ چیز دیگری. کلمهای قبل از مهبانگ به تنهایی هیچ معنایی ندارد. مثل جرم، انرژی، ماده، کیهان و... . خود واژه مهبانگ را نخستینبار کیهانشناس شهیر بریتانیایی، فرد هویل ابداع کرد. او از مخالفان نظریه مهبانگ بود و طرفدار نظریه حالت پایدار. مورد دیگر ایجادشده با این تصویر اشتباه، اینگونه است که اگر کیهان شامل مقدار زیادی ماده در میان فضای خالی است، باید بهطور چشمگیری ناهمگن باشد. این در حالی است که هابل تلویحا نشان داد کیهان همگن است و روی هر کهکشانی زندگی کنیم تقریبا تعداد یکسانی از کهکشانها را خواهیم دید.
مهبانگ، به قول وینستون چرچیل تفسیر پیچیده افسانهای است که پاورچینپاورچین درون یک معما خزیده است. آغاز عالم در یک تصور بغرنج غلط، عبارت است از مختصری ریاضیات، فیزیک نظری پرقدرت و تصور فلسفی پنهانشده در آن. اما تصویر درستي که میتوانیم از مهبانگ در تلویزیون ببینیم، چیست؟
اولین تصویر در دهه 1960 توسط دو مهندس آزمایشگاه تلفن بل، واقع در نیوجرسی، به نامهای آرنو پنزیاس و رابرت ویلسون نمایان شد. آنها موظف بودند منابع تداخلهای رادیویی را شناسایی کنند. پنزیاس و ویلسون با بهرهگیری از یک آنتن شیپوریشکل توانستند بسیاری از منابع آشکار پارازیت را شناسایی کنند. باوجوداین پس از شناسایی منابع پارازیت، دریافتند هنوز مقداری پارازیت باقی مانده است. منبع این پارازیت باقیمانده یک معما بود و شدت آن به طور قابلتوجهی ثابت. روزها و شبها گذشت تا اینکه مقداری از حدسیات حذف شدند. ثبات سیگنال هم برخی حدسهای معمولی نجومی نظیر خورشید را حذف کرد. پنزیاس و ویلسون بهقدری گیج شده بودند که حتی فکر میکردند این پارازیتها به دلیل لانهکردن کبوترها روی آنتن شیپوریشکل باشد.
معما توسط اخترشناسان دانشگاه پرینستون حل شد. آنها اخیرا نشان داده بودند که در مدت اولین صدهزار سال اولیه پس از مهبانگ، کیهان مملو از گاز داغ بود. دمای گاز تقریبا به اندازه دمای سطح خورشید بود و بنابراین مانند خورشید، گاز فوتونهای مرئی گسیل میکرد. به سبب انبساط کیهان در مدت 13.7 میلیارد سال انرژی فوتونها به آهستگی فروکش میکند. گاز داغ زمانی سرد میشود که منبسط شود. اخترشناسان پرینستون محاسبه کرده بودند که در حال حاضر این تابشها که امروزه با نام «تابش زمینه کیهانی» میشناسیم، در طول موج رادیویی هستند. آنها بهسرعت دریافتند پارازیتهای رادیویی معماگونه کشفشده توسط پنزیاس و ویلسون در حقیقت تابشهای پیشبینیشده نظریه مهبانگ هستند.
یکی از روابط بین وقایع بیش از 13 میلیارد سال قبل و زندگی روزانه ما روی زمین چیزی است که در اتاق نشیمن هر کسی رخ میدهد. هنگامی که تلویزیون بین بسامد کانالهای مختلف تنظیم میشود، منابع پارازیت زمینی آشکار میشود که به آن الگوی استاتیکی گفته میشود. اما درصد بسیار اندکی از پارازیت مشاهدهشده در تلویزیون ناشی از تابش زمینه کیهانی است که پنزیاس و ویلسون کشف کردند و بهخاطر آن جایزه نوبل فیزیک را از آن خود کردند. رادیوتلسکوپ جعبهایشکل که در اتاق نشیمن همه وجود دارد، هرچند اندک، اما تابشی از میلیاردها سال پیش را برایمان آشکار میکند. این تابش امروزه تمام کیهان ما را پر کرده است، حتی اتاقی که شما در آن نشستهاید و این یادداشت را میخوانید. این تابش حتی روی زمین که منابع مصنوعی تابش وجود دارد بسیار پرمعناست. در کیهان این تابش برجایمانده از مهبانگ سایر چیزها را در خود غوطهور کرده و انرژی آن 20 برابر بیش از انرژی نور مرئی گسیلشده توسط تمام ستارگان کیهان است.
هرکس بخواهد برنامهای تلویزیونی درباره مهبانگ بسازد با مشکل بزرگی مواجه میشود. شما مهبانگ را در تلویزیون چگونه نشان میدهید؟ در آغاز صفحه مانیتور به طور کامل سیاه است. نقطهای از نور ناگهان در مرکزش ظاهر میشود. نور از مرکز شروع به فوران میکند. ابرهای چرخان گازی دیده میشوند و آن ابرها آرامآرام تبدیل به کهکشان میشوند.
مشکل این نسخه تلویزیونی از مهبانگ این است که حتی واژه «مهبانگ» تصویر فریبندهای از آغاز کیهان میآفریند. اشتباه مهم این است که هم کلمه و هم تصاویر اینطور وانمود میکنند که مهبانگ انفجاری از یک توده بزرگ ماده در میان فضای خالی بوده است. اولین خطا این است که کیهان در جایی از حالت مهبانگ آغاز شده است؛ بنابراین آنجا نمیتواند خالی از ماده باشد، اما درواقع اگر دنبالهای از وقایع را از زمان فعلی تا زمان مهبانگ پی بگیریم، پیش از مهبانگ هیچ چیزی وجود نداشته است. نه زمان و نه فضا و نه هیچ چیز دیگری. کلمهای قبل از مهبانگ به تنهایی هیچ معنایی ندارد. مثل جرم، انرژی، ماده، کیهان و... . خود واژه مهبانگ را نخستینبار کیهانشناس شهیر بریتانیایی، فرد هویل ابداع کرد. او از مخالفان نظریه مهبانگ بود و طرفدار نظریه حالت پایدار. مورد دیگر ایجادشده با این تصویر اشتباه، اینگونه است که اگر کیهان شامل مقدار زیادی ماده در میان فضای خالی است، باید بهطور چشمگیری ناهمگن باشد. این در حالی است که هابل تلویحا نشان داد کیهان همگن است و روی هر کهکشانی زندگی کنیم تقریبا تعداد یکسانی از کهکشانها را خواهیم دید.
مهبانگ، به قول وینستون چرچیل تفسیر پیچیده افسانهای است که پاورچینپاورچین درون یک معما خزیده است. آغاز عالم در یک تصور بغرنج غلط، عبارت است از مختصری ریاضیات، فیزیک نظری پرقدرت و تصور فلسفی پنهانشده در آن. اما تصویر درستي که میتوانیم از مهبانگ در تلویزیون ببینیم، چیست؟
اولین تصویر در دهه 1960 توسط دو مهندس آزمایشگاه تلفن بل، واقع در نیوجرسی، به نامهای آرنو پنزیاس و رابرت ویلسون نمایان شد. آنها موظف بودند منابع تداخلهای رادیویی را شناسایی کنند. پنزیاس و ویلسون با بهرهگیری از یک آنتن شیپوریشکل توانستند بسیاری از منابع آشکار پارازیت را شناسایی کنند. باوجوداین پس از شناسایی منابع پارازیت، دریافتند هنوز مقداری پارازیت باقی مانده است. منبع این پارازیت باقیمانده یک معما بود و شدت آن به طور قابلتوجهی ثابت. روزها و شبها گذشت تا اینکه مقداری از حدسیات حذف شدند. ثبات سیگنال هم برخی حدسهای معمولی نجومی نظیر خورشید را حذف کرد. پنزیاس و ویلسون بهقدری گیج شده بودند که حتی فکر میکردند این پارازیتها به دلیل لانهکردن کبوترها روی آنتن شیپوریشکل باشد.
معما توسط اخترشناسان دانشگاه پرینستون حل شد. آنها اخیرا نشان داده بودند که در مدت اولین صدهزار سال اولیه پس از مهبانگ، کیهان مملو از گاز داغ بود. دمای گاز تقریبا به اندازه دمای سطح خورشید بود و بنابراین مانند خورشید، گاز فوتونهای مرئی گسیل میکرد. به سبب انبساط کیهان در مدت 13.7 میلیارد سال انرژی فوتونها به آهستگی فروکش میکند. گاز داغ زمانی سرد میشود که منبسط شود. اخترشناسان پرینستون محاسبه کرده بودند که در حال حاضر این تابشها که امروزه با نام «تابش زمینه کیهانی» میشناسیم، در طول موج رادیویی هستند. آنها بهسرعت دریافتند پارازیتهای رادیویی معماگونه کشفشده توسط پنزیاس و ویلسون در حقیقت تابشهای پیشبینیشده نظریه مهبانگ هستند.
یکی از روابط بین وقایع بیش از 13 میلیارد سال قبل و زندگی روزانه ما روی زمین چیزی است که در اتاق نشیمن هر کسی رخ میدهد. هنگامی که تلویزیون بین بسامد کانالهای مختلف تنظیم میشود، منابع پارازیت زمینی آشکار میشود که به آن الگوی استاتیکی گفته میشود. اما درصد بسیار اندکی از پارازیت مشاهدهشده در تلویزیون ناشی از تابش زمینه کیهانی است که پنزیاس و ویلسون کشف کردند و بهخاطر آن جایزه نوبل فیزیک را از آن خود کردند. رادیوتلسکوپ جعبهایشکل که در اتاق نشیمن همه وجود دارد، هرچند اندک، اما تابشی از میلیاردها سال پیش را برایمان آشکار میکند. این تابش امروزه تمام کیهان ما را پر کرده است، حتی اتاقی که شما در آن نشستهاید و این یادداشت را میخوانید. این تابش حتی روی زمین که منابع مصنوعی تابش وجود دارد بسیار پرمعناست. در کیهان این تابش برجایمانده از مهبانگ سایر چیزها را در خود غوطهور کرده و انرژی آن 20 برابر بیش از انرژی نور مرئی گسیلشده توسط تمام ستارگان کیهان است.