سرنوشت جهان یکی از چالش‌برانگیزترین مباحث در دنیای ماست. محققان طی مطالعات جدید پاسخی حیرت‌انگیز در رابطه با این موضوع یافته‌اند.
چگونگی پایان دنیا و سرنوشت جهان همواره یکی از بنیادی‌ترین موضوعات مورد بحث و از جمله اسرار حل نشده در علم فیزیک بوده است. ما در جهانی دائما در حال تغییر زندگی می‌کنیم، اما بسیاری از این تغییرات کاملاً مثبت و درجهت رشد نیستند.
در آینده‌ای نه‌چندان دور، ممکن است به دلیل فرسودگی جهان و حرکت آن به سمت نابودی، با مسائلی جدی دست و پنجه نرم کنیم که سرنوشت جهان را با خطر روبه‌رو می‌کنند.
مباحثی که در کیهان شناسی و موضوعات مربوط به سرنوشت جهان مورد مطالعه قرار می‌گیرند، معمولاً با اصطلاحات بسیار دشواری همراه هستند. به‌همین دلیل برای آسانی در فهم، در اینجا تمام توضیحات را تا جای ممکن قابل درک بیان می‌کنیم.
مطالعات استاندارد کیهان شناسی نشان می‌دهند که جهان ما سنی حدود 13.7 میلیارد سال دارد. طی این مدت طولانی، جهان به تدریج گسترش و توسعه یافته است. درابتدا، کیهان به‌عنوان یک جرم منفرد بی‌نهایت کوچک شروع به گسترش کرد و پس از گذشت میلیاردها سال، به مقیاس وسیعی که امروزه می‌بینیم تبدیل شد. جهان امروزی نیز به انبساط خود ادامه می‌دهد؛ حتی باشتاب‌بیشتری نسبت به قبل، اما نه برای همیشه!
انرژی تاریک، مسئول اصلی گسترش کیهان و عامل تعیین کننده سرنوشت جهان
فیزیکدانان برای توضیح این شتاب غیرمعمول، به معرفی انرژی تاریک می‌پردازند. در واقع اطلاعات کمی در مورد ماهیت انرژی تاریک وجود دارد. به عبارت ساده‌تر، انرژی تاریک شکلی نظری از انرژی است که برخلاف گرانش عمل می‌کند. این انرژی مسئول بخش عمده‌ای از انبساط و شتاب کیهان و همچنین عامل اصلی تعیین کننده‌ی سرنوشت جهان است.
انرژی تاریک همانطور که می‌تواند موجب انبساط جهان شود، می‌تواند آن را منقبض نیز کند. مطالعه آکادمی ملی علوم (PNAS) نشان می‌دهد که این انرژی باعث می‌شود کیهان زودتر از زمانی که پیش‌بینی می‌شد شروع به کوچک شدن کند. این مطالعه همچنین ادعا می‌کند که زمان حرکت کیهان به سمت کوچک شدن و انقباض چندان دور نیست!
نتیجه تحقیقات علمی نشان می‌دهد که پس از گذشت 65 میلیون سال، جهان دیگر شتاب نخواهد گرفت و پس از 100 میلیون سال، جهان به آرامی شروع به کوچک شدن خواهد کرد. 100 میلیون سال ممکن است برای شما زمان زیادی به نظر برسد، اما در علوم زمین و سیاره شناسی 100 میلیون سال چندان طولانی نیست و سرنوشت جهان طی همین مدت ممکن است به‌کلی عوض شود.
شتاب جهان براساس نظریه اخترشناسان
اینشتین نسبیت عام را در سال 1915 ایجاد کرد و باعث به‌رسمیت شناخته شدن کیهان شناسی به‌عنوان یک علم مستقل شد. معادلات میدان انیشتین حاوی پاسخ‌هایی به سؤالات مربوط به منشأ، تکامل و سرنوشت جهان است. اما این معادلات در مدل کیهانی راه حلی منطقی ارائه نمی‌دهد. این بدان معنی است که معادلات اینشتین جهانی را توصیف نمی‌کند که همیشه در حال انبساط یا انقباض است.
انیشتین معتقد بود که جهان باید تا ابد در حالت ایستا و پایدار باشد. اما مشاهدات نجومی بعدی به نقض نظریه انیشتین در مورد ایستایی جهان منجر شد و همه را شگفت‌زده کرد.
در سال 1929، اخترشناسی به‌نام ادوین هابل، جابه‌جایی سرخ را در کهکشان‌های دور از کهکشان راه شیری مشاهده کرد. این مشاهده بدان معنا بود که این کهکشان‌ها در حال دور شدن از کهکشان ما بودند. با توجه به این مشاهده علمی، انیشتین مجبور شد نظریه پایداری کیهانی را کنار بگذارد و تغییراتی را در معادلات خود انجام دهد.
طبق پیش‌بینی معادلات میدان انیشتین، انبساط جهان باید به تدریج کند شود. انیشتین پس از پذیرش نتیجه مشاهدات هابل، اینگونه بیان کرد که اکنون که جهان ما در حال انبساط است، هرچقدر بزرگتر شود، چگالی ماده و چگالی انرژی در آن کوچکتر می‌شود.
با این حال، مشاهدات نجومی بار دیگر از انتظارات فراتر رفتند. در سال 1998، ستاره‌شناسان میزان انبساط جهان را بر اساس داده‌های رصد ابرنواختر Ia محاسبه کردند. آنها دریافتند که انبساط کیهان کند نمی‌شود، بلکه شتاب می‌گیرد!
جهان بی‌وقفه به گسترش خود ادامه می‌دهد و ناگهان ورق برمی‌گردد!
فیزیکدانان از کشف این موضوع که میزان انبساط جهان روبه افزایش می‌رود نه کاهش، بسیار متحیر شدند. آنها توضیح این موضوع را اینگونه بیان کردند که نوع ناشناخته‌ای از مواد در جهان وجود دارد که انرژی آنها با بزرگتر شدن جهان کاهش نمی‌یابد و چگالی انرژی آنها ثابت می‌ماند. بنابراین هنگامی که جهان به دو برابر اندازه اصلی خود منبسط می‌شود، مقدار کل این انرژی نیز دو برابر خواهد شد.
گنجاندن این انرژی ناشناخته در یک مدل کیهانی در واقع معادل نقض نظریه ایستایی کیهان است که توسط انیشتین کنار گذاشته شد. انرژی تاریک به معادلات میدان انیشتین اجازه می‌دهد تا راه‌حلی برای انبساط شتابان جهان ارائه دهند. فیزیکدانان تخمین می‌زنند که انرژی تاریک باید حدود 70 درصد از کل محتویات جهان امروز را تشکیل دهد.
اکنون این سوال ممکن است در ذهن شما شکل گیرد که این انرژی اسرارآمیز دقیقاً چیست و چگونه می‌توان آن را در فیزیک توصیف کرد؟ در مورد چگونگی توصیف آن، اختلاف نظر قابل توجهی بین محققان وجود دارد و شناخت انرژی تاریک با پیش‌بینی ما از سرنوشت جهان مرتبط است.
سرنوشت جهان وابسته به ماده‌ای اسرارآمیز
به احتمال زیاد جهان در آینده انبساط خود را متوقف کرده و شروع به کوچک شدن می‌کند. این موضوع تنها در صورتی امکان پذیر خواهد بود که چگالی انرژی تاریک ثابت نباشد و با زمان تغییر کند. همانطور که گفته شد، این رویداد به 100 میلیون سال زمان نیاز خواهد داشت.
مطالعات اخیر نشان می‌دهد که چگالی انرژی تاریک با گذشت زمان کاهش می‌یابد. در نهایت، انرژی تاریک پس از گذشت مدت زمانی مشخص شروع به رفتار کردن مانند یک ماده عادی می‌کند. این تغییر به 65 میلیون سال زمان نیاز دارد و باعث می‌شود انبساط جهان از شتاب باز بماند.
بنابراین 100 میلیون سال بعد، انرژی تاریک باعث می‌شود جهان شروع به کوچک شدن کند. این مدل پیش‌بینی می‌کند که زمان کوچک شدن و تغییر سرنوشت جهان زیاد دور نیست. با این حال، در ابتدا روند بسیار کند خواهد بود. شاید میلیاردها سال طول بکشد تا جهان امروزی به نصف اندازه خود برسد.
از سوی دیگر، محققان با بررسی تمام مشاهدات انبساط از اجسامی که میلیون‌ها یا حتی میلیاردها سال نوری از ما فاصله دارند، درحال جمع‌آوری اطلاعات در مورد گذشته جهان هستند. بررسی رویدادهای گذشته جهان می‌تواند درک و بینش جدیدی از آینده و سرنوشت جهان به اخترشناسان دهد.
با مطالعه گذشته جهان، دانشمندان همچنین ممکن است به این نتیجه برسند که جهان از قبل شروع به انقباض کرده است؛ اما ما روی زمین تا مدت‌ها بعد متوجه آن نخواهیم شد!
ما مطمئن هستیم که جهان برای همیشه اینگونه نخواهد ماند و سرنوشت آن روبه تحلیل خواهد رفت. افراد مذهبی نیز به این موضوع اعتقاد دارند و گاهی تخریب یا کوچک شدن جهان را با عبارات موجود در کتاب‌های مقدس مرتبط می‌دانند.
با این حال، ما با دانش کنونی خود راهی برای اطمینان حاصل کردن از تاثیر قطعی انرژی تاریک و یا انقباض جهان در 100 سال آینده نداریم؛ بنابراین تمام اطلاعات موجود در مورد سرنوشت جهان به‌عنوان یک نظریه باقی خواهند ماند و تنها زمان می‌تواند آنها را به اثبات برساند.
