فضایی، حمل و نقل پیشرفته

اکتشافات علمی هرگز متوقف نمی شوند. درست زمانی که شما فکر می کنید قدیمی ترین فسیل، جانور یا سیاره را پیدا کرده اید، تیم تحقیقاتی دیگری نیز اعلام می کند که آنها قدیمی تر از آن را پیدا کرده اند. حتی هنوز هم کشف قدیمی ترین سیاه چاله شناخته شده بسیار جای تامل دارد: این سیاه چاله، میلیون نه میلیاردها سال پس از انفجار بزرگ (Big Bang)، به وجود آمده است. و چون ما از وجود آن اطلاع داریم می توانیم دلیل چگونگی شکل‌گیری جهان خودمان را بفهمیم.

وجود مه

حدود ۱۳٫۸ میلیارد سال پیش، جهان ما به عنوان یک تکینگی وجود داشت: نقطه ای از جاذبه و چگالی بی نهایت که قوانین فیزیک را از بین می برد (هنوز هم درباره تکینگی اختلاف نظر وجود دارد). پس از آن، در یک تریلیونیم ثانیه، همه جا تبدیل به جهنم شد. تکینگی منفجر شد، با سرعتی چندین برابر بیشتر از نور که ما آن را با عنوان "انفجار بزرگ" می شناسیم.

جهان اولیه بسیار با شکل امروزی آن تفاوت داشته است. آن یک سوپ پلاسمای متراکم بود که با ذرات زیر اتمی، از جمله فوتون ها (نور) که الکترون های آزاد پراکنده می کردند، به شدت نوسان می کرد. در ابتدا، جهان برای تشکیل اتم ها خیلی گرم بود، اما در نهایت به اندازه کافی برای تشکیل اتم های هیدروژن (و در نهایت هلیوم) که به یون تبدیل شده بودند و یا الکترون هایشان را از دست داده بودند، خنک شد. این اتم ها الکترون ها را جذب کردند تا به صورت طبیعی باردار شوند، و اجازه دادند تا نور برای اولین بار به صورت آزاد حرکت کند (آنچه ما اکنون تابش زمینه کیهانی می نامیم را ایجاد کردند). اما این آزادی کوتاه مدت بود، زیرا اتمهای خنثی در نهایت یک مه کیهانی را تشکیل دادند که نور را جذب می کردند. دانشمندان این را آغاز عصر تاریکی در جهان اولیه می دانند.

حتی زمانی که اولین ستاره ها در حال ظهور بودند، این مه می توانست نور آنها را از بین ببرد و زمین را در تاریکی نگه دارد. در نهایت، حدود ۴۰۰ میلیون سال پس از انفجار بزرگ، ستاره ها و اختر نماهای (یا کوازارها، فواره درخشانی حاصل از انفجار نور هستند که در بیرون (لبه) سیاه چاله ها قرار دارند) جوانی به وجود آمدند، که نور کافی ماوراء بنفش را برای شکافتن الکترون های آن اتم ها ایجاد کردند. این روی داد را "دوباره سازی" نامیده اند. که رفته رفته مه را از بین می بردند (می سوزاند) و جهان را به حالتی پر نور مانند آنچه قبل از دوران تاریکی بود بازمی گرداند. اما این بار، این روشنایی، تنها حاصل از انفجار بزرگ نبود. بلکه نور دائمی بود که به لطف نسلی از ستاره های جوان به وجود آمده بود. با پایان یافتن عصر دوباره سازی یعنی ۱ میلیارد سال پس از انفجار بزرگ، مه کاملا از بین رفت و جهان از دل تاریکی گذر کرده، و به روشنایی می رسد. صبر کنید...هنوز داستان نور ادامه دارد

حفره های کیهانی

این چیزی است که اخترشناسان فکر می کنند در جهان اولیه اتفاق افتاده است. اما این داستان پر از حفره است. ما هنوز هم نمی دانیم که اولین ستاره ها چه زمانی شکل گرفته اند یا چه منابع نوری باعث دوره دوباره سازی شده اند و چرا؟

به لطف قوانین فیزیک، ما می توانیم به گذشته بر گردیم. اشیایی که شما در آسمان مشاهده می کنید، در واقع به این گونه که رویت می شوند نیستند بلکه نور در مسافتی که طی می کند آنها را به این شکل نشان می دهد. هشت دقیقه طول می کشد تا نور از خورشید به زمین برسد، بنابراین خورشیدی را که ما می بینیم، در واقع هشت دقیقه در گذشته است. پروکسیما قنطورس (Proxima Centauri)، نزدیک ترین ستاره به زمین بعد از خورشید، حدود چهار سال نوری با زمین فاصله دارد. بنابراین شما آن را چهار سال در گذشته مشاهده می کنید. جهان ما کمی بیش از ۱۳ میلیارد عمر دارد، بنابراین اگر با برخی معجزه ها ما بتوانیم چیزی را در حدود فاصله ۱۳ میلیارد سال نوری مشاهده کنیم، می توانیم اجمالا جهان خود را ببینیم (دلایل وجود جهانی که در آن زندگی می کنیم را بفهمیم.

به همین دلیل کشف این سیاه چاله باستانی می تواند یک حرکت بسیار پیشگامانه باشد. به علت فاصله آن، ما اکنون می دانیم که این سیاه چاله ۶۹۰ میلیون سال پس از انفجار بزرگ شکل گرفته: درست در وسط دوره دوباره سازی. در حقیقت، گاز اطراف این سیاه چاله و اختروش نیمه خنثی و نیمه یونیزه دور آن، این را ثابت می کند، درست مشخصاتی را دارد که از آن دوره انتظار می رود. هر چند این سیاه چاله بسیار بزرگتر از آن چیزی است که شما فکر می کنید، حجمش حدود ۷۸۰ میلیون برابر بیشتر از خورشید ما برآورد می شود. این سیاه چاله زمان کافی برای رسیدن به این اندازه را نداشته، که این برای دانشمندان یک معما می باشد. این اتفاق چگونه ممکن می شود! در اینجا یک نظریه مطرح می شود؟ آن فقط بزرگ تر شده، شاید به این دلیل که، توده های ابر ومه سقوط کرده در جهان اولیه، سیاه چاله های بزرگ تر را به وجود آورده اند.

تکنولوژی های جدید باعث سریعتر شدن روند اکتشافات پیرامون جهان شده اند. محققان به رهبری ستاره شناس ادواردو باانادوس (Eduardo Bañados) امیدوارند که سیاه چاله ها و کوازارهای (اختروش های) بیشتری مانند این را کشف کنند. و ما هم امیدواریم که معمای این کشف جدید را حل کنند.