دستور پخت کیهان، عمر عالم و دیگر دستاوردهای تلسکوپ پلانک

محمود حاج‌زمان: از تنها کسری از ثانیه پس از مهبانگ تا تکامل ستارگان و کهکشان‌ها طی 13.8 میلیارد سالی که از عمر عالم گذشته، تلسکوپ فضایی پلانک بینش تازه‌ای از تاریخ کیهان بر روی دیدگان ما گشوده است. اگرچه مشاهدات علمی این ماهواره متعلق به آژانس فضایی اروپا (ESA) کامل شده، اما افسانه ماموریت پلانک هنوز به زندگی خود ادامه می‌دهد.

ماهواره پلانک در زمستان سال 2009 / 1387 به فضا پرتاب شد و مدت 4.5 سال را به پیمایش و جستجوی آسمان پرداخت؛ تا روند تکامل ماده کیهانی را در طول زمان مطالعه کند. پس از آنکه هر دو ابزار پلانک 5 بار به صورت کامل از تمام آسمان نقشه‌برداری کردند، ابزار اندازه‌گیری فرکانس بالای پلانک در ژانویه 2012 / دی‌ماه 1390 به ماموریت خود پایان داد. ماه گذشته نیز ابزار اندازه‌گیری فرکانس پایین پلانک که ماموریت علمی خود را در روز 3 اکتبر / 11 مهر به پایان رسانده بود خاموش شد. سرانجام، روز 23 اکتبر / 1 آبان و پس از انجام چند فرایند عملیاتی، آخرین دستور پایگاه زمینی مبنی بر خاموشی دائمی به پلانک ارسال شد، تا این ماهواره در ظلمات فضا آرامش ابدی را تجربه کند.

دقیق‌ترین نگاه به عالم
در زمستان 2013/1391، کیهان‌شناسانی که روی داده‌های ارسالی پلانک کار می‌کردند، دقیق‌ترین نقشه تابش زمینه کیهانی (CMB) را منتشر کردند؛ تابش باستانی ناشی از مهبانگ که ردپای آن به زمانی باز می‌گردد که جهان تنها 380هزار سال سن داشته است.

تابش زمینه کیهانی دقیق‌ترین نقشه از توزیع ماده در جهان اولیه است. این نقشه، نوسانات ریز دمایی متناظر با تفاوت‌های اندک چگالی روزهای اولیه نواحی مختلف عالم را نشان می‌دهد. این تفاوت‌های بذر ساختار آینده جهان را شکل دادند، یعنی همان چیزی که نمود آن امروزه به شکل ستارگان و کهکشان‌ها در تمام کیهان پراکنده شده است. نقشه تهیه شده پلانک از CMB اخترشناسان و کیهان‌شناسان را قادر ساخته تا طیف وسیعی از مدل‌های مربوط به منشاء و تکامل کیهان را به بوته آزمایش بگذارند.

به گفته جان توبر، یکی از دانشمند پروژه پلانک، تهیه این نقشه چندان هم کار ساده‌ای نبود. وی می‌گوید: «پیش از آنکه بتوان از این ثروت کیهان‌شناختی استفاده کرد، کارهای زیاد و دقیقی باید انجام می‌شد. CMB در پشت درخشش پیش زمینه ناشی از تابش ماده موجود در کهکشان ما، کهکشان‌های دیگر و خوشه‌های کهکشانی پنهان شده بود؛ و نخست باید این تابش حذف می‌شد.»

همین اقدامات باعث شد تا پلانک دستاوردهای دیگری هم داشته باشد. برای مثال، پلانک گسترده‌ترین فهرست از بزرگ‌ترین خوشه‌های کهکشانی را تهیه کرده است؛ اجرامی که پر جرم‌ترین قطعات سازنده جهان ما را شکل داده‌اند. ماهواره پلانک همچنین چگال‌ترین و سردترین توده‌های ماده کهکشان ما را شناسایی کرده است؛ مخازن سردی از ماده که ممکن است در آینده ستارگان جدیدی از آن شکل بگیرد.

جدیدترین دستور پخت کیهان
با نگاه به ورای کهکشان راه شیری و از میان تاریخ کیهان، پلانک تعریف تازه‌ای از نسبت مواد سازنده جهان ارائه کرده است. بر اساس یافته‌های پلانک، ماده معمولی که ستارگان و کهکشان‌ها را می‌سازد، تنها حدود 4.9 درصد از چگالی جرم-انرژی کیهان را به خود اختصاص داده است.

ماده تاریک که تا به امروز تنها به واسطه اثرات گرانشی آن بر روی کهکشان‌ها و خوشه‌های کهکشانی شناخته شده است، حدود 26.8 درصد از کیهان را به خود اختصاص داده است؛ مقداری که از پیش‌بینی‌های قبلی بیشتر است. در نهایت، انرژی تاریک، نیرویی مرموز که تصور می‌شود مسئول انبساط تندشونده عالم باشد، بیشترین بخش عالم را به خود اختصاص داده است: 68.3 درصد.

داده‌های پلانک همچنین تخمین تازه‌ای از عمر کیهان در اختیار دانشمندان قرار داده است: 13.8 میلیارد سال.

53275