عالم چگونه به وجود آمد؟ آیا ما در عالم تنهاییم؟ سرنوشت عالم چه خواهد بود؟ بشر در طول هزاران سال تلاش کرده تا پاسخی برای این پرسش‌های بنیادی و سؤالات مشابه دیگر پیدا کند. پرسش‌هایی که ریشه در کنجکاوی انسان دارند و افراد بسیاری از زوایه نگاه خود به آن پاسخ داده‌اند. کیهان‌شناسی با اسطوره‌ها آغاز شد، پس از آن فیلسوفان به روش خود پاسخ‌هایی برای سؤالات مهم بشر مطرح کردند و اکنون دانشمندان تلاش می‌کنند تا با استفاده از روش علمی از رمز و راز عالم پرده بردارند.
درک فعلی ما از عالم در صد سال اخیر شکل گرفته و هنوز راهی طولانی برای شناخت عالم پیش روی کیهان‌شناسان قرار دارد.
سابقه تلاش انسان برای شناخت عالم اما به هزاران سال پیش بازمی‌گردد. ارسطو، فیلسوف نامدار یونانی، بر این باور بود که زمین مرکز عالم است و هر آن چه در آسمان وجود دارد به دور زمین می‌گردد. پنج قرن پس از ارسطو بطلمیوس بر اساس همین باور مدلی جامع ارائه کرد که می‌توانست با دقت خوبی حرکت اجرام آسمانی را توضیح دهد و پدیده‌های نجومی را پیش‌بینی کند. در این مدل زمین در مرکز عالم قرار داشت و ماه، خورشید، سیارات و ستاره‌ها در فلک‌هایی به دور زمین می‌چرخیدند. مدل زمین‌مرکزی بطلمیوس با وجود برخی مشکلات و پیچیدگی‌هایی که داشت به‌خوبی کار می‌کرد و قرن‌ها نظریه‌ای قابل قبول برای توضیح عالم بود.
مدل زمین‌مرکزی راه خود را به باورهای مذهبی باز کرده بود و کلیسای کاتولیک هم آن را قبول داشت. بیش از هزار سال گذشت تا این که در قرن شانزدهم میلادی نیکلاس کوپرنیک مدل دیگری ارائه کرد که در آن خورشید به جای زمین در مرکز عالم قرار داشت. مدل کوپرنیک مشکلات و پیچیدگی‌های نظریه زمین‌مرکزی بطلمیوس را نداشت و به واقع یک نظریه انقلابی بود. نظریه‌ای که البته سال‌های سال توجه چندانی به آن نشد. مدل کوپرنیک از عالم بیشتر یک مدل هندسی و ریاضیاتی بود که به‌خوبی کار می‌کرد، اما کسی فکر نمی‌کرد که در واقعیت هم سازوکار عالم مطابق با نظریه خورشیدمرکزی کوپرنیک باشد و زمین در مرکز عالم قرار نداشته باشد.
مقایسه مدل زمین‌مرکزی (تصویر سمت چپ) با مدل خورشیدمرکزی.
چند دهه از انتشار کتاب کوپرنیک گذشت تا این که گالیله با رصدهایی که با تلسکوپ کوچکش انجام داد شواهد محکمی را مبنی بر درستی نظریه کوپرنیک یافت. کشف قمرهای مشتری، که به دور این سیاره و نه زمین می‌چرخیدند و همچنین رصد اهله زهره که نشان می‌داد این سیاره به دور خورشید در حال گردش است با نظریه زمین‌مرکزی قابل توضیح نبود.
در نهایت نیوتن به گفته خود بر شانه غول‌ها ایستاد و با ارائه قانون جهانی گرانش پازل یافته‌های اندیشمندان قبل از خود، از جمله کوپرنیک، کپلر و گالیله را تکمیل کرد. قانون جهانی گرانش می‌توانست حرکت اجسام را با دقت توضیح دهد، از افتادن سیب از درخت گرفته تا چرخش سیارات به دور خورشید.
گام مهم بعدی در سال ۱۹۱۵ و با انتشار نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین برداشته شد. نظریه نسبیت عام درک بشر از فضا، زمان و گرانش را دگرگون کرد و هنوز و پس از گذشت بیش از صد سال بهترین ابزار نظری دانشمندان برای توضیح و بررسی عالم است. اما از سوی دیگر نباید از اهمیت فعالیت‌های رصدی اخترشناسان غافل شد.
شاید اکنون باورش سخت باشد اما بشر تا حدود صد سال پیش عقیده داشت که کهکشان راه شیری تنها کهکشان عالم است. تا این که ادوین هابل با رصدها و محاسبات خود نشان داد که عالم از کهکشان‌های پرشماری تشکیل شده که راه شیری تنها یکی از آن‌هاست. او با تلسکوپ صد اینچی (۲/۵ متری) رصدخانه مونت ویلسون در کالیفرنیا کهکشان آندرومدا، که در آن زمان گمان می‌شد یک سحابیْ درون کهکشان راه شیری است، را رصد کرد. هابل با رصد نوع خاصی از ستاره‌ها توانست فاصله آندرومدا را محاسبه کند و به این نتیجه رسید که آندرومدا نه یک سحابی در کهکشان راه شیری، بلکه یک کهکشان مستقل است. نتایج رصدهای هابل تصور بشر از عالم را کاملا دگرگون کرد و ناگهان فهمیدیم که عالم بسیار بسیار بزرگتر از چیزی است که می‌پنداشتیم.
ادوین هابل در رصدخانه مونت ویلسون. Credit: Margaret Bourke-White/Time & Life Pictures/Getty Images
دستاوردهای هابل به این جا ختم نشد و او با رصد کهکشان‌ها متوجه شد که عالم در حال انبساط است و کهکشان‌ها از یک‌دیگر دور می‌شوند. اکتشافات هابل به نوعی پایه و اساس علم کیهان‌شناسی شد.
- داستان ادوین هابل و انبساط عالم؛ روزی که درک ما از کیهان متحول شد
در ادامه قرن بیستم و با پیشرفت ابزارهای رصدی دانشمندان توانستند به لطف مشاهدات جدید و دقیق از عالم نظریات خود را توسعه دهند. در اواسط قرن بیستم رقابتی سخت بین نظریه عالم ایستا و نظریه انفجار بزرگ یا مِهْبانگ وجود داشت. کشف تابش زمینه کیهانی که بازمانده‌ای از دوران ابتدایی شکل‌گیری عالم است و همچنین فعالیت‌های نظری دانشمندان روز به روز به اعتبار نظریه انفجار بزرگ افزود. اکنون جامعه علمی تقریبا به طور کامل روی نظریه مهبانگ یا انفجار بزرگ اتفاق نظر دارد. هر چند که نظریه مهبانگ هم بدون اشکال نیست و نمی‌تواند برخی رخدادهای ابتدای شکل‌گیری عالم را به خوبی توضیح دهد. علاوه بر این در دهه‌های اخیر ماده تاریک و انرژی تاریک هم به سؤالات مهم پیش روی کیهان‌شناسان اضافه شده‌اند.
اگر شبی در مکانی به دور از آلودگی نوری و زیر آسمانی پرستاره بودید به آسمان نگاه کنید و به یاد داشته باشید که تلاش اندیشمندان بسیاری در طول هزاران سال درک کنونی ما از عالم را شکل داده است. مسیر طولانی بشر برای شناخت جایگاهش در عالم اما همچنان ادامه دارد.
عکس کاور: کمان راه شیری بر فراز رصدخانه پارانال در شیلی.
Credit: ESO/P. Horálek