آیا سن جهان در همه جا ۱۳٫۸ میلیارد سال است؟

خلاصه مقاله:

• ما جهان را از دیدگاه خود ۱۳٫۸ میلیارد ساله می‌بینیم؛ عددی که از فرمول‌های اینشتین و نرخ انبساط فضا به دست آمده است. اما فیزیک می‌گوید زمان نسبی است و به گرانش و سرعت بستگی دارد؛ درنتیجه این سؤال مطرح می‌شود که آیا ناظران در کهکشان‌های دیگر هم عمر جهان را همین‌قدر می‌بینند؟
• طبق نسبیت عام، گرانش شدید زمان را کند می‌کند. اگر جهان ناهمگن بود، ساعتِ کهکشان‌های مستقر در مناطق پرچگال باید میلیاردها سال عقب می‌ماند. اما دانشمندان با تحلیل داده‌های تلسکوپ جیمز وب و نقشه‌های سه‌بعدی کیهان فهمیده‌اند که تفاوت گرانش ساختارهای فضایی، تأثیر چشمگیری بر گذر زمان ندارد.
• حرکت سریع در فضا نیز طبق نسبیت خاص زمان را کند می‌کند. بااین‌حال، بررسی‌ها نشان می‌دهند سرعت محلی کهکشان‌ها بسیار ناچیز و کمتر از یک درصد سرعت نور است. حتی اگر جرمی کل تاریخ را با این سرعت حرکت باشد، ساعتش تنها چند صدهزار سال عقب می‌ماند که در مقیاس میلیارد ساله کیهان ناچیز است.
• شواهد اثبات می‌کنند که جهان در مقیاس بزرگ کاملاً همگن است. تفاوت گذر زمان در اعماق کیهان به‌دلیل اختلافات گرانشی و حرکتی، تنها در حد چند قرن یا چندهزار سال است؛ بنابراین، تقریباً تمام ناظران کیهانی جهان را با همین سن ۱۳٫۸ میلیارد سال تجربه می‌کنند.

از دیدگاه ما در کیهان، می‌توانیم به هر جهتی که بخواهیم نگاه کنیم و تا جایی که ابزارهایمان اجازه می‌دهند، اجرام را نه آن‌گونه که امروز هستند، بلکه آن‌گونه که در گذشته بوده‌اند ببینیم. تمام نوری که از هر نقطه‌ی جهان جمع‌آوری می‌کنیم، تنها پس از پیمودن فاصله‌ی عظیم میان ما به‌عنوان ناظر و منبع گسیل‌کننده، به چشم‌ها و ابزارهایمان می‌رسد.

برای ستارگان درون کهکشان خودمان، این فاصله‌ها در حد چند سال نوری سنجیده می‌شوند و برای دورترین ستاره‌های راه شیری به ده‌ها هزار سال نوری می‌رسند. برای کهکشان‌های دیگر، این فاصله از صدها هزار تا میلیاردها سال نوری متغیر است و برای تابشِ به‌جامانده از خود بیگ‌بنگ، این فاصله به ۴۶٫۱ میلیارد سال نوری می‌رسد؛ دورترین چیزی که در حال حاضر می‌توانیم ببینیم.

دلیل اینکه نمی‌توانیم دورتر را ببینیم این نیست که جهان در نقطه‌ای از فضا پایان می‌یابد، بلکه این است که جهان ما با وجود انبساط مداوم، سنی محدود دارد؛ سنی که با آغاز بیگ‌بنگ داغ تعیین می‌شود. به همین دلیل، از دیدگاه ما جهان ۱۳٫۸ میلیارد سال عمر دارد و هرچه دورتر را نگاه کنیم، به زمان‌های دورتر در گذشته می‌نگریم. بااین‌حال، اگر در هر نقطه‌ی دیگری از جهان قرار داشتیم، راه شیری جوان‌تر به نظر می‌رسید و آن مکان را نیز در جهانی با سن ۱۳٫۸ میلیارد سال می‌دیدیم. دست‌کم شهود ما چنین می‌گوید. اما آیا واقعاً همین‌طور است؟

همیشه می‌گوییم جهان ۱۳٫۸ میلیارد سال عمر دارد. این جمله انگار بدین معناست که تمام نقاط جهان روی یک ساعت مشترک قرار دارند، درحالی‌که می‌دانیم چنین نیست. پس چارچوب مرجعی که در آن جهان ۱۳٫۸ میلیارد سال سن دارد، دقیقاً چیست؟

ما فقط یک دیدگاه برای مشاهده‌ی جهان داریم که آن هم دیدگاه خودمان است. در همین چارچوب مرجع است که جهان را ۱۳٫۸ میلیارد ساله می‌بینیم؛‌ اما در ادامه با زومیت همراه باشید تا نگاهی بیندازیم به اینکه هر ناظر، بسته به موقعیت خود، چه تصویری از جهان مشاهده می‌کند.