اعلامیه در استکهلم و شوک علمی جهان
چهارم اکتبر سال ۲۰۱۱، آکادمی سلطنتی علوم سوئد خبری را اعلام کرد که کیهانشناسی مدرن را برای همیشه تغییر داد. جایزهٔ نوبل فیزیک آن سال به سه اخترشناس تقسیم شد: سال پرلموتر نیمی از جایزه را برد و برایان اشمیت و آدام ریس نیم دیگر را بهاشتراک گذاشتند. دلیل این افتخار بزرگ، کشف شگفتانگیز انبساطِ شتابگیرندهٔ جهان بود؛ کشفی که خود برندگان نیز از شنیدنش حیرتزده شدند و نشان داد بخش عمدهای از کیهان از مادهای نامرئی ساخته شده که فیزیکِ کنونی هنوز از رازهای آن بیخبر است.
اولگا بوتنر، سخنگوی آکادمی، در مراسم اعلام نتایج توصیف دقیقی از شوک واردشده ارائه داد. او اشاره کرد که در جهانِ پیشفرضی که گرانش باید سرعتِ باز شدن کیهان را کاهش دهد، مشاهدهٔ شتاب گرفتن آن معادلات را کاملاً برهم زد. دانشمندان با مقایسهٔ درخشندگیِ ابرنواخترها در فواصل دور و نزدیک دریافتند که ابرنواخترهای فراتر از انتظار، حدود ۲۵ درصد کمنورتر ظاهر میشوند. این تفاوت جزئی، پیامی بزرگتر از حدِ تصور داشت: کیهان نهتنها در حالِ گسترش است، بلکه سرعتِ این گسترش نیز روزبهروز افزایش مییابد.
سه برندهٔ نوبل؛ چهرههای پشتِ کشف
- سال پرلموتر: فارغالتحصیل دکترای اخترفیزیک از دانشگاه برکلی در سال ۱۹۸۶. او سرپرستیِ تیمِ کیهانشناسیِ ابرنواختری را برعهده داشت و اولین گروهی بود که از سال ۱۹۸۸ به ردیابی انفجارهای ستارهای در گوشههای دورِ کیهان پرداخت.
- برایان پی. اشمیت: دانشمند استرالیایی–آمریکایی با دکترای هاروارد. اشمیت در سال ۱۹۹۴ به پروژهٔ جستوجوی ابرنواخترها پیوست و سپس هدایتِ جستوجوی ابرنواخترهای انتقالبهسرخ را برعهده گرفت.
- آدام جی. ریس: فیزیکدان و اخترفیزیکدان جوانی که در سال ۱۹۹۶ از هاروارد فارغالتحصیل شد. آکادمی نوبل او را بازیکنندهٔ کلیدیِ تیم میدانست؛ ریس مسئولِ تحلیلِ دادههای اولیه و تطبیقِ آنها با مدلهای نظری بود.
دو تیم، یک رقابت کیهانی
داستانِ این کاوش، روایتی از مسابقهٔ سرعت و نوآوری است. دو گروهِ مستقل در سراسرِ زمین و در مدارِ زمین مشغولِ جمعآوریِ داده بودند. پیشرفتهایِ فناوریِ دههٔ ۹۰ میلادی، بهویژه ورودِ حسگرهای دیجیتالِ CCD و تلسکوپهای نسلجدید، دقتِ اندازهگیریها را به سطحی رساند که سالها پیش غیرممکن مینمود. این ابزارها به دانشمندان اجازه دادند تا قطعاتِ جدیدی به پازلِ کیهانشناسی اضافه کنند.
تیمِ پرلموتر با بهرهگیری از مدارکِ تاریخی و دادههایِ بلندمدت مسیر خود را از ۱۹۸۸ آغاز کرده بود. در مقابل، تیمِ اشمیت با راهبردی متمرکز بر ابرنواخترهای بسیار دور، در پایانِ دههٔ ۹۰ وارد میدان شد. تقاطعِ این دو مسیر پژوهشی در سال ۱۹۹۸ به نتایجی واحد منجر شد: شتاب گرفتنِ انبساطِ کیهان.
ابرنواخترهایِ نوع Ia: فانوسهایِ استانداردِ کیهان
کلیدِ موفقیتِ این دو تیم در نوعِ خاصی از انفجارهایِ ستارهای نهفته بود. ابرنواخترهایِ نوع Ia که از کوتولههایِ سفیدِ فشرده پدید میآیند، زمانی که جرمِ آنها به حدِ بحرانی میرسد منفجر میشوند. ویژگیِ حیاتیِ این پدیده، ثباتِ درخشندگیِ ذاتیِ آنهاست. از آنجا که هر یک در لحظهٔ انفجار تقریباً میزانِ نورِ یکسانی منتشر میکند، اخترشناسان میتوانند با سنجشِ نورِ رسیده به زمین، فاصلهٔ آنها را با دقتِ بالایی تعیین کنند.
وقتی تیمها فاصله و سرعتِ دور شدنِ این سحابیهایِ درخشان را اندازهگیری کردند، متوجه شدند که دورترینِ آنها بهجای آنکه توسط گرانش کند شوند، با شتاب بیشتری از یکدیگر دور میشوند. این دادهها اولینِ شواهدِ مستقیم از وجودِ انرژیِ تاریک بودند؛ نیرویی مرموز که برخلافِ جاذبه عمل میکند و سببِ شتابِ گسترشِ فضا-زمان میشود.
میراثِ کشف و افقهایِ پیشرو
جایزهٔ نوبل ۲۰۱۱ صرفاً تقدیر از یک کارِ گروهی نبود؛ بلکه بهرسمیتشناختنِ تغییری بود که نگاهِ انسان به جایگاهِ خود در کیهان را دگرگون کرد. پرسشهایی که این کشف مطرح ساخت اکنون در مرکزِ تحقیقاتِ نسلبعدِ تلسکوپهایِ فضایی و رصدخانههایِ زمینی قرار دارد. دانشمندان بهجای پرسیدنِ اینکه «جهان چقدر عمر دارد؟»، اکنون متمرکز بر درکِ ماهیتِ انرژیِ تاریک و پیشبینیِ سرنوشتِ نهاییِ کیهان هستند. کاوشهایِ آینده احتمالاً نشان خواهد داد که آیا شتابِ انبساطِ کیهان تا همیشه ادامه خواهد یافت یا اینکه در آینده دگرگونیهایی رخ خواهد داد.
