تاریخ نگاری طلوع کیهانی و آزمایش آفرینش

اولین ها، چیزهای زیادی در مورد کودکان به ما می گویند. “اولین”های کودک ما را در مورد شخصیت، رشد و آینده بزرگسالی او آگاه می کنند. به این دلایل، والدین توجه دارند که چه موقع فرزندانشان برای اولین بار قدمی بدون کمک برمی دارند، کلمه ای قابل تشخیص را به زبان می آورند، تا ده میشمارند، حروف الفبا را تشخیص می دهند، کتابی می خوانند یا در استخر شنا می کنند.

به طور مشابه، آغاز جهان به ما چیزهای زیادی در مورد چگونگی رسیدن به وضعیت فعلی خود می گوید. یکی از مهم‌ترین سرآغازها در جهان، چیزی است که اخترشناسان آن را سپیده دم کیهانی می‌نامند، آن دوران اولیه در کیهان و زمانی که گیتی برای اولین بار در نور ستارگان غرق شد (شکل را ببینید). پرسیدن اینکه دقیقاً چه زمانی طلوع کیهانی رخ داده است، آزمایشی حساس و حیاتی را در مورد مدل‌های آفرینش کیهانی و قابل اطمینان بودن کتاب مقدس انجام می‌دهد.

شکل: برداشت مفهومی هنرمند از اولین ستارگانی که در جهان متولد شدند
اعتبار: تیم علمی ناسا/WMAP

تلاش های قبلی برای تاریخ نگاری طلوع کیهانی
تجزیه و تحلیل اخترشناسان از نقشه‌های تابش باقی‌مانده کیهان از زمان آغاز آن، که تابش پس‌زمینه مایکروویو کیهانی ((CMBR نامیده می‌شود، اولین معیارهای سپیده‌دم کیهانی را نشان داد. تجزیه و تحلیل قطبش در مقیاس بزرگ در نقشه ماهواره ای پلانک از CMBR نشان داد که اولین ستاره های جهان، ستاره های پرجرم در کهکشان های کم جرم تازه تشکیل شده بودند. این ستارگان در انتقال به سرخ 7.7= Z(اندازه گیری فاصله کهکشانی) متولد شدند که 670 میلیون سال پس از رویداد آفرینش کیهانی ((CCE است.¹

اندازه‌گیری‌های خط جذب طیفی 21 سانتی‌متری هیدروژن خنثی نشان می‌دهد که فوتون‌های فرابنفش تولید شده توسط ستاره‌زایی اولیه قبل از انتقال به سرخ 9.6=Z (قبل از 500 میلیون سال پس از(CCE رخ داده‌اند.² اندازه‌گیری‌های ۲۱ سانتی‌متری خط هیدروژن خنثی انجام‌شده توسط آزمایش برای تشخیص امضای جهانی EoR (EDGES) نشان داد که محیط بین کهکشانی ممکن است در اوایل 15= Z توسط نور ستاره گرم شده باشد. (260 میلیون سال پس از CCE ).³

اندازه‌گیری طیف‌سنجی خطوط انتشار Lyman-alpha و O III در کهکشان MACS1149-JD1 انتقال به سرخ آن را در z = 0.0006 ± 9.1096 نشان داد.⁴ نورسنجی فروسرخ کهکشان MACS1149-JD1 سن تخمینی 290 میلیون سال را برای جزء ستاره‌ای غالب آن به دست آورد که با طلوع کیهانی در 2.3 ± 15.4 z = مطابقت دارد. (حدود 250 میلیون سال پس از CCE ).

اندازه گیری جدید تاریخ طلوع کیهانی
تیمی متشکل از شش ستاره شناس به رهبری نیکلاس لاپورت تلاش کرده اند تا با افزایش اندازه نمونه کهکشان های دقیق اندازه گیری شده بیش از z = 9 ، تاریخ طلوع کیهانی را با دقت بیشتری از یک به شش تعیین کنند.⁵ تیم لاپورت از تلسکوپ بسیار بزرگ اروپایی، تلسکوپ دوقلوی رصدخانه کک، تلسکوپ جنوبی جمینی و آرایه میلی‌متری بزرگ آتاکاما برای اندازه‌گیری دقیق‌تر فواصل تا شش کهکشان دوردست که در حال حاضر شناخته شده‌اند، استفاده کردند.

لاپورت و همکارانش برای کهکشان GN-z10-3، z = 8.78 و برای کهکشان MACS0416-JD، z = 9.28 را اندازه‌گیری کردند. برای کهکشان GN-z9-1 آنها یک حد احتمال پایین انتقال به سرخ z = 9 را تعیین کردند. همراه با اندازه گیری قبلی در MACS1149-JS1، تیم لاپورت به این نتیجه رسیدند که تشکیل ستاره کیهانی باید قبل از ) z = 10قبل از 480 میلیون سال پس از CCE ) رخ داده باشد. آنها با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل و اسپیتزر، نور ساطع شده از GN-z10-3، GN-z9-1 و MACS0416-JD را اندازه گیری کردند. این اندازه گیری ها نشان داد که ستارگان این کهکشان ها 150 تا 250 میلیون سال سن دارند. بنابراین، تیم لاپورت دقیق‌ترین اندازه‌گیری تا کنون را از تاریخ طلوع کیهانی تعیین کرد: 250 تا 350 میلیون سال پس از CCE .

پیامدهای تعیین تاریخ سپیده دم کیهانی
تیم لاپورت در مورد اینکه اندازه‌گیری‌هایشان توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST)که قرار است ماه آینده به فضا پرتاب شود، توسعه یابد بسیار هیجان‌زده بودند. مشاهدات آنها نشان داد که JWST قادر خواهد بود مستقیماً شاهد طلوع کیهانی باشد و تاریخی را حدودا ده برابر دقیق‌تر از تاریخی که تیم آنها به دست آورده‌اند، تعیین کند. یعنی به زودی می‌توانیم منتظر یک مدل خلقت کیهانی با تعریف دقیق‌تر باشیم. دلیل:

اریخ طلوع کیهانی تعیین شده توسط لاپورت و همکارانش با مدل استاندارد ایجاد انفجار بزرگ مطابقت دارد. این مدل انرژی تاریک را جزء اصلی جهان، ماده تاریک را دومین جزء فراوان و ماده باریونی (متشکل از پروتون‌ها، نوترون‌ها و الکترون‌ها) میدانند که تقریباً تمام مواد کیهانی باقی‌مانده را تشکیل می‌دهند. مدل استاندارد ایجاد انفجار بزرگ با چهار ویژگی اساسی جهان که کتاب مقدس به طور منحصربه‌فردی هزاران سال قبل از اینکه ستاره‌شناسان سرنخی داشته باشند که جهان واقعاً دارای این ویژگی‌ها است، آموزش داده است، سازگار است.⁶ به لطف قدرت رصد و اندازه گیری تلسکوپی که در حال حاضر در دسترس ستاره شناسان است و به زودی به شدت افزایش نیزمی یابد، قدرت منحصر به فرد کتاب مقدس برای پیش بینی صحیح اکتشافات علمی آینده به طرز شگفت انگیزی تایید شده است. این دیدگاه وزن بیشتری به این نتیجه می دهد که کتاب مقدس مکاشفه الهام شده و درست از جانب کسی است که جهان را آفریده است.

تصویر ویژه : تاریخچه جهان که طلوع کیهانی را هنگام شکل گیری ستاره ها نشان می دهد S
اعتبار: بنیاد ملی علوم

پینوشت

1. N. Aghanim et al., Planck Collaboration, “Planck 2018 Results. VI. Cosmological Parameters,” Astronomy & Astrophysics 641 (September 2020): id. A6, doi:10.1051/0004-6361/201833910.
2. A. H. Patil et al., “Upper Limits on the 21 cm Epoch of Reionization Power Spectrum from One Night with LOFAR,” Astrophysical Journal 838, no. 1 (March 20, 2017): id. 65, doi:10.3847/1538-4357/aa63e7.
3. Judd D. Bowman et al., “An Absorption Profile Centred at 78 Megahertz in the Sky-Averaged Spectrum,” Nature 555, no. 7694 (March 1, 2018): 67–70, doi:10.1038/nature25792.
4. Takuya Hashimoto et al., “The Onset of Star Formation 250 Million Years after the Big Bang,” Nature 557, no. 7705 (May 17, 2018): 392–395, doi:10.1038/s41586-018-0117-z.
5. N. Laporte et al., “Probing Cosmic Dawn: Ages and Star Formation Histories of Candidate z ≥ 9 Galaxies,” Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 505, no. 3 (August 2021): 3336–3346, doi:10.1093/mnras/stab1239.
6. Hugh Ross and John Rea, “Big Bang—The Bible Taught It First!” Facts for Faith (Quarter 3, 2000): 26–32; Hugh Ross, “Does the Bible Teach Big Bang Cosmology?” Today’s New Reason to Believe (blog), August 26, 2019.