چطور ممکن است عمر کیهان ۱۴ میلیارد سال و گستردگی کیهان ۹۳ میلیارد سال نوری باشد؟
عمر کیهان حدود ۱۴ میلیارد سال
گستردگی کیهان ۹۳ میلیارد سال نوری (جهان قابل مشاهده)
اما این موضوع چطور ممکنه ؟
چرا جهان قابل مشاهده با وجود عمر ۱۴ میلیارد سال، ۹۳ میلیارد سال نوری گسترده شده است؟
جهان هستی با وقوع مه‌بانگ (Big Bang) در حدود ۱۳.۸ میلیارد سال پیش آغاز شد. این سؤال که چرا جهان قابل مشاهده با این عمر نسبتاً محدود توانسته به گستردگی حدود ۹۳ میلیارد سال نوری برسد، به مفاهیم انبساط فضا و ماهیت نور مرتبط است. در ادامه، توضیح این پدیده آورده شده است.
1. انبساط فضا و مفهوم جهان قابل مشاهده
• جهان قابل مشاهده به بخشی از کیهان اشاره دارد که نور اجرام آن توانسته در مدت زمان عمر جهان به ما برسد. این فاصله به دلیل محدودیت سرعت نور و عمر کیهان، محدوده‌ای تعریف‌شده دارد.
• اما نکته کلیدی این است که خود فضا در حال انبساط است. به عبارتی، فاصله بین اجرام کیهانی به‌طور پیوسته افزایش می‌یابد، و این انبساط پس از مه‌بانگ شروع شده و همچنان ادامه دارد.
2. چرا فاصله بیشتر از ۱۴ میلیارد سال نوری است؟
• در کیهان‌شناسی، فاصله‌ای که ما مشاهده می‌کنیم با نام فاصله هم‌اکنون (Proper Distance) شناخته می‌شود. این فاصله شامل انبساط فضا در طول زمان است.
• نوری که از کهکشان‌های دور به ما می‌رسد، زمانی تابیده شده که جهان بسیار کوچک‌تر بود. اما در طول این زمان، فضای بین کهکشان‌ها و ما کشیده شده است، به‌طوری که فاصله واقعی امروز بسیار بیشتر از مسافتی است که نور در ابتدا طی کرده است.
• به همین دلیل، فاصله هم‌اکنون تا مرز جهان قابل مشاهده به حدود ۴۶ میلیارد سال نوری می‌رسد (از هر سمت)، که قطر کل جهان قابل مشاهده را به ۹۳ میلیارد سال نوری می‌رساند
3. نقش انبساط شتاب‌دار
• یکی دیگر از عوامل این گستردگی، انرژی تاریک است. انرژی تاریک باعث شده انبساط جهان در حدود ۵ میلیارد سال پیش شتاب‌دار شود. این شتاب باعث شده که فاصله‌های کیهانی حتی سریع‌تر افزایش یابند، به طوری که اجرام بسیار دور، حتی با وجود اینکه نورشان به ما رسیده، اکنون بسیار دورتر از زمان تابش نور هستند.
4. مفهوم افق کیهانی
• مفهوم افق کیهانی توضیح می‌دهد که چرا نمی‌توانیم فراتر از این گستردگی را مشاهده کنیم. نور اجرام بسیار دورتر هنوز زمان کافی برای رسیدن به ما را نداشته است، زیرا عمر جهان محدود است و انبساط فضا نیز مانعی برای رسیدن این نور است.
نتیجه‌گیری
گستردگی ۹۳ میلیارد سال نوری جهان قابل مشاهده نتیجه انبساط فضا است، که باعث می‌شود فاصله‌ها به طور پیوسته افزایش یابند، حتی زمانی که نور در حال سفر است. این مسئله به طور مستقیم به مدل کیهان‌شناسی استاندارد و تأثیر انرژی تاریک وابسته است.
با درک بهتر از این مفاهیم، می‌توان دریافت که اندازه ظاهری جهان قابل مشاهده صرفاً به عمر جهان وابسته نیست، بلکه تابعی از نحوه انبساط فضا و فیزیک کیهانی در مقیاس بزرگ است.
منبع: ناسا فارسی
