آیا تلسکوپ فضایی جیمز وب می‌تواند کهکشان‌هایی فراتر از افق جهان ما را ببیند؟
آیا تلسکوپ فضایی جیمز وب می‌تواند کهکشان‌هایی فراتر از افق جهان ما را ببیند؟
آیا جهان را می‌توان محدود به ۱۳٫۸ میلیارد سال نوری دانست؟
جهان ما تقریباً ۱۳٫۸ میلیارد سال قدمت دارد. بنابراین منطقی به نظر می‌رسد که دورترین کهکشانی که می‌توانیم ببینیم، نباید بیش از ۱۳٫۸ میلیارد سال نوری از ما فاصله داشته باشد.
این مسئله به نوعی به عنوان «افق کیهانی» تلقی می‌شود، یعنی نقطه‌ای که فراتر از آن هیچ تلسکوپی نمی‌تواند چیزی را مشاهده کند.
به‌علاوه، چون هیچ چیزی نمی‌تواند سریع‌تر از سرعت نور در فضا حرکت کند، باید این‌طور باشد که هیچ کهکشانی که بیش از ۱۳٫۸ میلیارد سال نوری از ما فاصله دارد، نمی‌تواند بر زمین تأثیر بگذارد.
اما ساختار جهان به این سادگی‌ها هم نیست. یک کهکشان دورافتاده مانند JADES-GS-z14-0 که ۳۳٫۸ میلیارد سال نوری از ما فاصله دارد، چطور می‌تواند قابل مشاهده باشد، در حالی که به نظر می‌رسد نور آن باید بیشتر از عمر جهان زمان می‌برد تا به ما برسد؟
این معما با توجه به اینکه عمر جهان حدود ۱۳٫۸ میلیارد سال است، چه معنایی دارد؟
چرا جهان پیچیده‌تر از آن است که به نظر می‌رسد؟
در اوایل قرن بیستم، ادوین هابل کشف کرد که کهکشان‌های دوردست به‌نظر می‌رسد از یکدیگر دور می‌شوند و هرچه فاصله بین آنها بیشتر باشد، سرعت دور شدن آنها نیز بیشتر است.
این بدان معناست که جهان در حال انبساط است. این امر در سال ۱۹۹۸ پیچیده‌تر شد، زمانی که دو گروه جداگانه از اخترشناسان مشاهده کردند که نه تنها جهان در حال انبساط است، بلکه این انبساط نیز شتاب می‌گیرد.
گفتنی است نیرویی که مسئول این شتاب است، همچنان به‌صورت یک معما باقی مانده و با نام موقتی «انرژی تاریک» شناخته می‌شود.
از زمان پیدایش جهان تا کنون، دو دوره بزرگ انبساط وجود داشته است. نخستین دوره، یک دوره اولیه تورم کیهانی است که معمولاً به عنوان «بیگ بنگ» شناخته می‌شود. در این دوره، حجم کیهان به طور چشمگیری افزایش یافت.
این دوره با افزایش فوق‌العاده حجم جهان همراه بود، به طوری که جهان تحت تأثیر انرژی فراوان، به‌سرعت به اندازه‌ای بزرگ‌تر شد که در نهایت امکان تشکیل نخستین اتم‌ها و سپس نخستین ستاره‌ها و کهکشان‌ها را فراهم کرد.
پس از این دوره، یک دوره دیگر به نام «دوره ماده‌محور» آغاز شد که حدود ۴۷ هزار سال پس از بیگ بنگ شروع شد.
اما در حدود ۱۰ میلیارد سال پس از بیگ بنگ، دوره ماده‌محور به‌طور ناگهانی پایان یافت و جهان بار دیگر به‌سرعت شروع به انبساط کرد. این انبساط همچنان ادامه دارد و در حال حاضر در دوره‌ای به نام «دوره انرژی تاریک» قرار داریم.
به دلیل این دوره‌های مختلف انبساط، نور کهکشان JADES-GS-z14-0 فقط حدود ۱۳٫۵ میلیارد سال در راه بوده تا به تلسکوپ جیمز وب و زمین برسد، هرچند که منبع آن اکنون بسیار دورتر از ۱۳٫۵ میلیارد سال نوری از ما فاصله دارد.
افق کیهانی و اندازه‌گیری فاصله‌ها
«افق کیهانی» یا «افق فوتون» یک مرز کیهانی است که در حدود ۴۶٫۱ میلیارد سال نوری از ما فاصله دارد و این رقم تحت تأثیر انبساط جهان قرار دارد. این مرز، همان جایی است که فراتر از آن نباید هیچ کهکشانی قابل مشاهده باشد. کهکشان JADES-GS-z14-0 هم در واقع در همین مرز قرار دارد.
برای جلوگیری از ایجاد سردرگمی، اخترشناسان از دو مقیاس اندازه‌گیری فاصله استفاده می‌کنند: یک فاصله «هم‌متحرک» که انبساط جهان را به عنوان یک عامل حذف می‌کند و یک فاصله «واقعی» که آن را شامل می‌شود.
بنابراین فاصله هم‌متحرک JADES-GS-z14-0 حدود ۱۳٫۵ میلیارد سال نوری است، در حالی که فاصله واقعی آن ۳۳٫۸ میلیارد سال نوری است.
