نه، تلسکوپ فضایی جیمز وب کیهان شناسی را شکسته است

شکاف ها در قرار بود کیهان‌شناسی مدتی طول بکشد تا ظاهر شود. اما زم، که تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) بهار گذشته لنز خود را باز کرد، کهکشان های بسیار دور و در عین حال بسیار درخشان بلافاصله به میدان دید تلسکوپ تابیدند. گفت: «آنها به طرز ،انه‌ای درخشان بودند، و فقط برجسته بودند روهان نایدو، ستاره شناس موسسه فناوری ماساچوست.

فاصله‌های ظاهری کهکشان‌ها از زمین نشان می‌دهد که آنها در تاریخ کیهان خیلی زودتر از آنچه که ،ی پیش‌بینی می‌کرد، شکل گرفته‌اند. (هر چه چیزی دورتر باشد، نور آن طول،‌تر می‌تابید.) تردیدها به وجود آمد، اما در ماه دسامبر، اخترشناسان تأیید ،د که برخی از کهکشان‌ها واقعاً به همان اندازه دور هستند، و بنابراین همان‌قدر که به نظر می‌رسند ابتدایی هستند. اولین کهکشان تایید شده 330 میلیون سال پس از انفجار بزرگ نور خود را پرتاب کرد و رکورد جدیدی را برای اولین ساختار شناخته شده در کیهان تبدیل کرد. آن کهکشان نسبتاً کم نور بود، اما نامزدهای دیگری که به طور محدود به همان دوره زم، متصل شده بودند، قبلاً درخشان بودند، به این م،ی که آنها بالقوه بسیار بزرگ بودند.

چگونه ستارگان می توانند در داخل ابرهای گازی فوق گرم به این زودی پس از انفجار بزرگ مشتعل شوند؟ چگونه می‌توانستند خود را با عجله در چنین ساختارهای گرانشی عظیمی ببافند؟ یافتن چنین کهکشان‌های بزرگ، درخشان و اولیه شبیه به یافتن یک ،گوش فسیل شده در طبقات پرکامبرین است. “در زمان های اولیه هیچ چیز بزرگی وجود ندارد. مدتی طول می کشد تا به چیزهای بزرگ برسید.» مایک بویلان-کلچین، فیزیکدان نظری در دانشگاه تگزاس، آستین.

ستاره شناسان شروع به این سوال ،د که آیا انبوه چیزهای بزرگ اولیه با درک فعلی کیهان مخالفت می کند یا خیر. برخی از محققان و رسانه‌ها ادعا ،د که مشاهدات این تلسکوپ مدل استاندارد کیهان‌شناسی – مجموعه‌ای از معادلات به‌خوبی آزمایش‌شده به نام ماده تاریک سرد لامبدا یا ΛCDM، را ش،ته است – که به‌طور هیجان‌انگیزی به اجزای کیه، جدید یا قو،ن حاکم اشاره می‌کند. با این حال، از آن زمان مشخص شد که مدل ΛCDM انعطاف پذیر است. یافته‌های JWST به جای اینکه محققان را مجبور به بازنویسی قو،ن کیهان‌شناسی کند، اخترشناسان را وادار می‌کند که درباره چگونگی ایجاد کهکشان‌ها، به‌ویژه در آغاز کیه،، تجدید نظر کنند. این تلسکوپ هنوز کیهان شناسی را ش،ته است، اما این بدان م،ا نیست که مورد کهکشان های خیلی اولیه چیزی جز دور، خواهد بود.

زمان های ساده تر

برای اینکه بفهمیم چرا کشف کهکشان‌های خیلی زودهنگام و درخشان شگفت‌انگیز است، به درک آنچه کیهان‌شناسان درباره جهان می‌دانند – یا فکر می‌کنند می‌دانند – کمک می‌کند.

پس از انفجار بزرگ، جهان نوزاد شروع به خنک شدن کرد. در عرض چند میلیون سال، پ،مای در حال چرخش که فضا را پر می‌کرد، نشست و الکترون‌ها، پروتون‌ها و نوترون‌ها در اتم‌هایی که عمدتاً هیدروژن خنثی بودند، ،یب شدند. همه چیز ،ت و تاریک بود برای دوره ای نامشخص به نام دوران تاریک کیه،. بعد اتفاقی افتاد.

بیشتر موادی که پس از انفجار بزرگ از هم جدا شدند از چیزی ساخته شده اند که ما نمی تو،م ببینیم، به نام ماده تاریک. به ویژه در ابتدا تأثیر قدرتمندی بر کیهان داشته است. در تصویر استاندارد، ماده تاریک سرد (اصطلاحی که به م،ای ذرات نامرئی و با حرکت آهسته است) به طور بی رویه در کیهان پرتاب شد. در برخی مناطق توزیع آن متراکم تر بود و در این مناطق شروع به فروپاشی به صورت توده ها کرد. ماده مرئی، به م،ای اتم ها، در اطراف توده های ماده تاریک جمع شده اند. همانطور که اتم ها نیز سرد شدند، در نهایت متراکم شدند و اولین ستاره ها متولد شدند. این منابع جدید تشعشع، هیدروژن خنثی را که کیهان را در طول دوره به اصطلاح یونیزاسیون مجدد پر کرده بود، شارژ ،د. از طریق گرانش، ساختارهای بزرگتر و پیچیده تر رشد ،د و شبکه کیه، وسیعی از کهکشان ها را ساختند.

ستاره شناسان با بررسی CEERS که از تلسکوپ فضایی جیمز وب برای مطالعه جهان اولیه استفاده می کنند، به موزاییکی از تصاویر این تلسکوپ در آزمایشگاه تجسم در دانشگاه تگزاس، آستین نگاه می کنند.

ع،: نولان زانک/دانشگاه تگزاس در آستین