کیهان‌شناسی نوین حدود یک قرن قبل و زمانی آغاز شد که اخترشناسان پی بردند که ستارگان گرایش به خوشه‌ای شدن در کهکشان‌ها دارند. حدود یک دههٔ بعد، اخترشناسان کشف کردند که کهکشان‌ها گرایش به دور شدن از یکدیگر دارند و هرچه دورتر باشند، سرعت دور شدن آنها بیشتر است. این کشف، سرانجام به مدل بیگ‌بنگ برای سرآغاز پیدایش عالم انجامید. طبق این مدل، ما در نتیجهٔ انفجار عظیم در زمان صفر کیهان \((t=0)\) مقدار عظیمی انرژی جنبشی به‌دست آورده است ولی در زمان‌های \(t > 0\) جاذبهٔ گرانشی ماده باعث کند شدن آهنگ پس‌روی می‌شود.
اخترشناسان برای بررسی پیامدهای این مدل نیاز به مطالعهٔ حرکت کهکشان‌های بسیار دور داشتند. متناهی بودن مقدار سرعت نور به این معنی است که، مثلاً وقتی کهکشانی را مشاهده می‌کنیم که ده میلیون سال نوری با ما فاصله دارد، در واقع آن کهکشان را در حالتی که ده میلیون سال قبل داشته، مشاهده می‌کنیم. بنابراین، کیهان‌شناسی مطالعهٔ تاریخ عالم ماست. برای تعیین فاصلهٔ کهکشان‌هایی که خیلی از ما دورند، یک شمع استاندارد لازم است که بتوان بین درخشندگی مشاهده‌شدهٔ آن و فاصله‌اش یک نوع همبستگی برقرار کنید. وقتی منبع ضعیفی از نور می‌بینیم، یا آن منبع در نزدیکی ماست ولی ذاتاً ضعیف است و یا آنکه ذاتاً درخشان ولی از ما دور است. شمع استاندارد همواره، بنابه تعریف، درخشندگیِ ذاتیِ یکسانی دارد. اخترشناسان پس از مدت‌ها جستجو برای یک شمع استاندارد قابل اعتماد، چنین شمعی را در منحنی نورِ ناشی از انفجار یک ابرنواختر موسوم به نوع SNla یافتند.
حدود بیست سال پیش، دو گروه از اخترشناسان، مستقل از هم، داده‌های SNla را ترکیب کردند و رابطهٔ مسافت درخشندگی برحسب انتقال به سرخ را که از آنها به‌دست آمد با فرمول نظری این رابطه که از مدل‌های کیهان‌شناسی فریدمن-لومتر-رابرتسون-واکر (FLRW) حاصل می‌شود مقایسه کردند. مدل‌های FLRW مبتنی بر نظریهٔ نسبیت اینشتین و فرضِ همگن و همسانگرد بودن فضاییِ عالم ماست. نتیجهٔ این مقایسه شگفت‌انگیز بود: پس‌روی کهکشان‌ها در حال شتاب گرفتن است. جایزهٔ نوبل فیزیک سال \(2011\) به سه فیزیکدان «به‌خاطر کشف انبساط شتابدار عالم از طریق مشاهدات مربوط به ابرنواخترهای دور» اهدا شد.
البته مدل نظری ممکن است اشتباه باشد. با فرض اینکه چارچوب نظری استاندارد درست است، تنها راه برای توضیح این نتیجهٔ عجیب این است که بگوییم نوعی انرژی دافع در عالم وجود دارد که نه تنها برخلاف جاذبهٔ ماده عمل می‌کند بلکه باعث شتاب نیز می‌شود. این انرژی تاریک، که ماهیت و منشأ آن نامعلوم است، باید چگالی انرژی مثبت و فشار منفی داشته باشد. این انرژی به‌طور یکنواخت در فضا توضیح شده و هرچند در همه‌جا وجود دارد، آشکارسازی موضعی آن فوق‌العاده دشوار است. یک نامزد ممکن برای انرژی تاریک، ثابت کیهان‌شناسی \(\wedge\) است.
طرق مدل استاندارد فعلی کیهان‌شناسی، عالم حدود \(14\) میلیارد سال عمر دارد و حدود \(70\) درصد آن را انرژی تاریک، حدود \(25\) درصد آن را مادهٔ تاریک، و حدود \(5\) درصد آن را مادهٔ مرئی تشکیل می‌دهد. اینکه حدود \(95\) درصد عالم ما «تاریک» و بنابراین برای ما ناشناخته است، به این معنی است که تقریباً اطلاعی از عالم نداریم. کیهان‌شناسی نوین، علم جوانی است و چیزهای کشف‌نشدهٔ بسیاری در خود دارد. این وضعیت باعث شده که کیهان‌شناسی در خط مقدم پژوهش در فیزیک بنیادی قرار گیرد.
بهرام مشحون
این مقاله در شمارهٔ ۸۷ مجلهٔ اخبار چاپ شده است.
