مسئله افق

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

مسئله افق مسئله ای در مدل استاندارد کیهان شناسی مهبانگ است که در اواخر دهه ۱۹۶۰ نخستین بار توسط جارلز میسنر شناسایی شد. این مسئله اشاره می کند که نواحی مختلف جهان به دلیل فاصله بسیار زیاد بین آنها، هرگز با هم در تماس نبوده اند، با این وجود، دما و ویژگیهای فیزیکی آنها یکسان است. این شباهت در ویژگیهای فیزیکی نباید امکانپذیر می بود، زیرا انتقال اطلاعات (منظور انرژی و گرما و غیره) حداکثر می تواند با سرعت نور انجام شود. نظریه تورمی به عنوان یک پاسخ ممکن برای این مسئله شناخته می شود و در واقع یکی از انگیزه های شکل گیری این نظریه، مسئله افق است.

Horizon problem.svg

مسئله‌ی افق مهم‌ترین مشکل با مدل مهبانگ داغ است، و به چگونگی ارتباط بین مناطق مختلف جهان مربوط می‌شود. نکته اساسی این است که جهان تنها یک سن محدود دارد، و لذا نور تنها می‌توانسته است یک فاصله‌ی محدود را تا هر زمان معینی بپیماید. مسافتی را که نور توانسته است در مدت سن جهان بپیماید، ناحیه‌ای را پدید آورده است که به عنوان جهان مشاهده‌پذیر شناخته می‌شود. این همان ناحیه‌ای است که در عمل می‌بینیم، و همواره محدود است، خواه جهان در کل محدود باشد و خواه نامحدود.

یکی از ویژ‌های مهم زمینه ریزموج این است که بسیار به همسانگردی نزدیک می‌باشد. به عبارت دیگر، تابشی که از تمام بخش‌های آسمان می‌رسد، با دقت بسیار زیاد، دمای یکسان ۲/۷۲۵ کلوین را دارد. بودن در یک دمای یکسان، مشخص‌ی تعادل گرمایی است، لذا این مشاهده به‌طور طبیعی در صورتی قابل توجیه است که نواحی مختلف آسمان می‌توانسته‌‌اند برهم‌کنش داشته، به‌سوی تعادل گرمایی حرکت کنند. متأسفانه، تابشی را که از دو جهت مخالف آسمان می‌بینیم، از زمان واجفتیدگی در حال حرکت به سوی ما بوده‌اند، یعنی نزدیک به زمان مهبانگ. چون تابش هم اکنون به ما رسیده است، نمی‌توانسته تمام مسیر مخالف را نیز پیموده باشد. از این رو، زمانی برای دو ناحیه‌ی مخالف آسمان وجود نداشته است تا به نحوی با هم برهم‌کنش نمایند، و بنابراین نمی‌توان ادعا کرد که دو منطقه مخالف آسمان به این دلیل دمای یکسانی دارند که با یکدیگر برهم‌کنش داشته، به تعادل گرمایی دست یافته‌اند.

در حقیقت، مسئله از این هم بدتر است، چرا که ریزموج‌ها از زمان واجفتیدگی بدون مانع در حرکت بوده‌اند. این مناطق حتی باید پیش از آن تاریخ برهم‌کنش داشته، به تعادل گرمایی رسیده باشند؛ یعنی زمانی که نور تنها توانسته بود مسافت بسیار کوتاهی را بپیماید (جهان قابل مشاهده در دوره‌های آغازین بسیار کوچک‌تر بود، زیرا نور مسافت بسیار اندکی را پیموده بود). بنابراین روشن می‌شود که حتی مناطقی که در آسمان نسبتاً نزدیک یکدیگر دیده می‌شوند (نقاطی که بیش از حدود یکی دو درجه فاصله دارند) نمی‌توانسته‌اند پیش از واجفتیدگی برهم‌کنش داشته، به تعادل گرمایی برسند.[۱]

منابع[ویرایش]