انتشار این مقاله

دستاوردهای عظیم (۶۲): آرنو پنزیاس، رابرت ویلسون و کشف بیگ‌بنگ

در ۲۰ می ۱۹۶۴ اخترشناسان رادیویی آمریکایی، رابرت ویلسون و آرنو پنزیاس، تشعشعاتی از تابش زمینهٔ کیهانی(CMB) را کشف کردند، انواری کهن که از ۳۸۰.۰۰۰ سال پیش جهان را پس از آفرینش آن اشباع کردند و از شواهد برجسته در ارائه تئوری بیگ‌بنگ می‌باشند. شروع ماجرا به سال ۱۹۶۰ برمی‌گردد. زمانی که آزمایشگاه‌های Bell آنتن […]

در ۲۰ می ۱۹۶۴ اخترشناسان رادیویی آمریکایی، رابرت ویلسون و آرنو پنزیاس، تشعشعاتی از تابش زمینهٔ کیهانی(CMB) را کشف کردند، انواری کهن که از ۳۸۰.۰۰۰ سال پیش جهان را پس از آفرینش آن اشباع کردند و از شواهد برجسته در ارائه تئوری بیگ‌بنگ می‌باشند.

شروع ماجرا به سال ۱۹۶۰ برمی‌گردد. زمانی که آزمایشگاه‌های Bell آنتن بزرگی را در Holmdel نیوجرسی ساختند. این سازه بخشی از سیستم انتقال ماهواره‌ای اولیه بود که اصطلاحا Echo نامیده می‌شد. با جمع‌آوری و تقویت سیگنال‌های ضعیفی که از بالون‌های فلزی واقع در ارتفاعات اتمسفر منعکس می‌شد، می‌توانست سیگنال‌ها را به مناطق دوردست بفرستند. بعد از چند سال، ماهواره Telstar پرتاب شد که فرستنده‌های داخلی داشت و سیستم Echo را منسوخ کرد.

در این حین، دو کارمند آزمایشگاه‌های Bell حواسشان به آنتن بود. Arno Penzias، اخترشناس رادیویی متولد آلمان که در سال ۱۹۵۸ به آزمایشگاه پیوسته‌بود. موضوع پایان‌نامه Ph.D او استفاده از MASER (تقویت ریزموج‌ها با استفاده از انتشارات رادیویی برانگیخته) در تقویت و اندازه‌گیری سیگنال‌های رادیویی موجود در فضای بین کهکشان‌ها بود. او می‌دانست که از آنتن Holmdel رادیو تلسکوپ بسیار خوبی ساخته می‌شود وبسیار مشتاق بود ت از ان برای بررسی‌های خود استفاده کند ولی تا زمانی که آنتن برای استفاده‌های تبلیغاتی استفاده می‌شد، او پروژه دیگری را دنبال کرد. در سال ۱۹۶۲ یک اخترشناس رادیویی دیگر نیز با ایده مشابه به آزمایشگاه آمد. رابرت ویلسون هم از MASER برای تقویت امواج ضعیف استفاده می‌کرد تا از سیگنال‌های رادیویی منتشره از کهکشان راه شیری نقشه‌برداری کند. پرتاب Telstar آنچه را که این دو محقق می‌خواست، فراهم کرد: آنتن Holmdel تغییر کاربری داده‌بود تا فقط برای تحقیقات استفاده شود.

هنگامی که خواستند تا از آن به عنوان تلسکوپ استفاده کنند، مشاهده کردند که یک نویز پس‌زمینه‌ وجود دارد. به نظر می‌آمد که این عامل مزاحم، سیگنالی در بازه ریزموج‌هاست که از همه طرف می‌آمد. همه فکر می‌کردند که از خود تلسکوپ می‌آید، که پدیده‌ی غیرعادی هم نبود. سیگنال تداخلی با سیستم Echo نداشت، اما برای دیدن مشاهدات موردنظر خود باید از شر آن خلاص می‌شدند. آن‌ها همه‌چیز را چک کردند تا منبع این تشعشعات اضافی را پیدا کنند. آنتن درست به سمت شهر نیویورک نشانه رفته‌بود – تداخل شهری در کار نبود. تشعشعات از منابع رادیویی کهکشان راه‌شیری یا خارج از آن نیز نبود.آن‌ها حتی کبوترهای ساکن آنتن را نیز بیرون کردند تا مطمئن شوند که کار آن‌ها نیست. منبع مزاحمت با گذر ۴ فصل بدون تغییر مانده‌بود، بنابراین نمی‌توانست منشا آن منظومه شمسی یا حتی آزمایش هسته‌ای انجام‌گرفته در سال ۱۹۶۲ باشد چون امواج حاصل از این دو به مرور زمان کم می‌شوند. آن‌ها نتیجه گرفتند که منشا نه از خود تلسکوپ و نه یک نویز تصادفی است.

پنزیاس و ویلسون به دنبال توجیه تئوریک این مسئله بودند. در آن زمان، رابرت دیک، در نزدیکی دانشگاه پرینستون به دنبال تئوری‌هایی درباره بیگ‌بنگ بود. او در توضیح بیشتر تئوری بیگ‌بنگ، می‌گفت‌ که اگر بیگ‌بنگی در کار بوده‌باشد، باید آنچه که از آن انفجار عظیم باقی‌ مانده‌است، به صورت تشعشعات ریزی در سراسر جهان پراکنده شده‌باشد. دیک به دنبال شواهدی برای این تئوری‌اش بود که پنزیاس و ویلسون در آزمایشگاه با او تماس گرفتند. او کارهای تئوریکش را با آن‌ها در میان گذاشت.

 از قضا ویلسون مطالعاتش در حوزه نظریه حالت پایدار بود( که در آن معتقد بودند که برخلاف نظریه بیگ‌بنگ، جهان ابتدا و انتها ندارد)، و توجیه نویزها با نظریه بیگ‌بنگ به او حس بدی می‌داد. ویلسون و پنزیاس مطالعاتشان را همراه با دیک به چاپ رساندند. این مطالعات همراه با یافته‌های قبلی اِدوین هابل مبنی بر دور شدن کهکشان‌ها از یکدیگر، یک کیس بسیار قوی برای بیگ‌بنگ به وجود آورد. در میانه‌ دهه ۷۰، اخترشناسان آن را مدل استاندارد نامیدند. در سال ۱۹۷۸ پنزیاس و ویلسون به طور مشترک جایزه نوبل فیزیک را از آن خود کردند.

نمایش دیدگاه ها (0)
دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *