بيگ بنگ؛ شروع جهاني كه مي‌شناسيم

از بين تمام سؤالاتي كه تاكنون ذهن بشر را به خود مشغول كرده است (از جمله «بودن يا نبودن، مسئله اين است!»)، شايد مهم‌ترين آن‌ها اين باشد:

اين جهان از كجا آمده است؟

تا همين چند وقت پيش، فكر اينكه بتوانيم جواب اين سؤال را از مشاهدات واقعي خود از جهان به دست آوريم، كاملاً بيگانه بود؛ تا اينكه محاسبات علمي در قرن بيستم با تكيه بر نسبيت عام، فيزيك كوانتومي و انديشه متخصصينيه بيگ‌ بنگ در كنار مشاهدات كيهاني به كمك تلسكوپ‌ها و ماهواره‌ها موفق شد براي اين معماها، جوابي قانع‌كننده پيدا كند و پيش‌بيني‌هاي قابل اثباتي ارائه بدهد.

بيش از ۵۰ سال است شواهد علمي به ما نشان داده جهان هستي با انفجاري بزرگ آغاز شده است. جهان به اين خاطر امروز در حال انبساط و خنك شدن و پر از سيارات،‌ ستاره‌ها و كهكشان‌ها است چون در گذشته كوچك‌تر، جديد‌تر، متراكم‌تر و يكدست‌تر بوده است. اگر به اولين لحظه ممكن و شروع همه چيز برگرديم، مي‌توانيم تصور كنيم تمام چيزهايي كه امروز در جهان هستي مي‌بينيم، روزي تنها در يك نقطه واحد متمركز شده بودند: نقطه تكينگي (singularity) كه فضا و زمان از آن زاده شده است.

يا حداقل اين چيزي بود كه تا همين چند وقت پيش فكر مي‌‌كرديم داستان واقعي پيدايش جهان است؛ اينكه جهان هميشه به اين شكل امروزي نبوده، بلكه ميلياردها سال پيش با انفجار بزرگي معروف به بيگ بنگ يا مه‌بانگ به وجود آمده است؛ اما امروز بسيار بيشتر از گذشته مي‌دانيم و تصويري كه از پيدايش جهان داريم، آنقدرها كه بيگ بنگ ادعا مي‌كرد، واضح نيست. اين انديشه متخصصينيه به خودي خود ديگر نمي‌تواند توصيف قانع‌كننده‌اي براي نقطه آغازين همه چيز باشد و نمي‌توان گفت بيگ بنگ دقيقاً مساوي با تولد فضا و زمان است؛ اما اگر بيگ بنگ واقعا نقطه شروع همه چيز نبود، چه بود؟ و پيش از اين انفجار بزرگ، در فضا چه خبر بود؟

جهان ما چگونه پديد آمد؟ امروزه، اكثر دانشمندان، ستاره‌شناسان و كيهان‌شناسان معتقدند جهاني كه مي‌شناسيم، در اثر يك انفجار بزرگ پديد آمده است كه نه‌تنها اكثريت ماده حاضر در جهان، بلكه قوانين فيزيكي حاكم بر كيهان را نيز ايجاد كرده است.

اين انديشه متخصصينيه، بيگ بنگ يا مه‌بانگ نام دارد و نزديك به يك قرن است كه بسياري آن را به‌عنوان توضيحي علمي براي پيدايش جهان پذيرفته‌اند. اين انديشه متخصصينيه نشأت گرفته از اين مشاهده است كه كهكشان‌ها با سرعت زيادي در تمام جهات در حال دور شدن از كهكشان ما هستند،‌ گويي نيروي انفجاري و كهني آن‌ها را از خود مي‌راند.

تصور مي‌شود كه در چنين حالت بيش از حد متراكم و پرانرژي، چهار نيروي اصلي، يعني گرانش، الكترومغناطيس و نيروهاي هسته‌اي قوي و ضعيف، به‌صورت يك نيروي واحد كنار هم جمع شده بودند؛ اما انديشه متخصصينيه‌هاي فعلي ما هنوز نتوانسته‌اند سازوكار يك نيروي واحد را توضيح دهند، چون نمي‌دانيم گرانش در مقياس زيراتمي چگونه كار مي‌كند.

دوره تكينگي كه به آن پلانك (Planck) هم مي‌گويند، از نقطه صفر تا حدود ۱۰ به توان منفي ۴۳ ثانيه بعد از بيگ بنگ ادامه داشت. از ۱۰ به توان منفي ۴۳ تا ۱۰ به توان منفي ۳۶ ثانيه، جهان به دماي انتقال مي‌رسد و نيروهاي بنيادي كه امروز بر دنيا حكم‌فرما هستند، شروع به جدا شدن از همديگر مي‌كنند؛ ابتدا نيروي گرانش، بعد نيروي الكترومغناطيس و در آخر نيروهاي هسته‌اي قوي و ضعيف.

جهان رفته‌رفته سردتر، متراكم‌تر و منبسط‌تر شد تا كوارك‌ها و گلوئون‌ها به هم بپيوندند و پروتون‌ها و نوترون‌ها تشكيل شوند. ۱۸۰ ميليون سال طول كشيد تا اولين ستاره شكل بگيرد. ۴۰۰ ميليون سال بعد از بيگ بنگ، اولين كهكشان متولد شد. ميلياردها سال بعد از آن، ستاره‌ها، كهكشان‌ها و خوشه‌هاي كيهاني تشكيل شدند تا سرانجام كهكشان راه شيري و منظومه شمسي متولد شود. در واقع بيگ بنگ، ۱۳٫۸ ميليارد سال پيش به وقوع پيوست؛ اما تقريباً ۱۰ ميليارد سال طول كشيد تا منظومه شمسي ايجاد شود. انفجار بيگ بنگ كسري از ثانيه بود؛ اما شكل‌گيري كهكشان‌ها فرايندي ميليارد ساله.

طبق انديشه متخصصينيه مه‌بانگ، جهان ما به شكلي كه امروز مي‌بينيم، از حالتي بي‌نهايت جديد، متراكم و تقريباً به‌طور كامل يكدستي ظهور كرد. براي اثبات اين انديشه متخصصينيه چهار مدرك وجود دارد:

۱- قانون هابل كه نشان مي‌دهد هرچه طول موج نوري كه از جسمي دوردست به ما مي‌رسد، بيشتر باشد، فاصله آن جسم با ما بيشتر است؛

۲- وجود تابش زمينه كيهاني (CMB) در تمام جهات و در همه جا با دماي يكسان، فقط چند درجه بالاتر از صفر مطلق؛

۳- عناصر سبُك، مثل هيدروژن، دوتريم، هليوم-۳، هليوم-۴ و ليتيوم -۷، كه پيش از تشكيل هر ستاره‌اي در فضا وجود داشته‌اند؛

۴- و شبكه كيهاني عظيمي كه با گذشت زمان متراكم‌تر و شلوغ‌تر مي‌شود و فضاي بين توده‌هاي آن بزرگ‌تر و بزرگ‌تر مي‌شود.

اين چهار مورد، قانون هابل، وجود و خصوصيات تابش زمينه كيهاني، فراواني عناصر سبُك ناشي از هسته‌زايي و شكل‌گيري و انبساط سازه‌ي بزرگي در جهان، چهار سنگ بناي انديشه متخصصينيه بيگ بنگ را تشكيل مي‌دهند.

در دهه ۱۹۲۰ ادوين هابل، ستاره‌شناس آمريكايي، به كمك بزرگ‌ترين و قوي‌ترين تلسكوپ جهان آن روزها، موفق شد مقدار تغييرات روشنايي ستاره‌هاي مختلف را در طول زمان اندازه بگيرد. اين محاسبات كمك كرد مسافت كهكشان‌هايي را كه اين ستاره‌ها در آن‌ها حضور داشتند، محاسبه كنيم.

فرمول قانون هابل؛ d فاصله كهكشان، v سرعت دور شدن كهكشان و H0 ثابت هابل است كه سرعت گسترش هستي را نشان مي‌‌دهد‌ (برابر با ۴±۷۱ كيلومتر بر ثانيه بر مگاپارسك در سال ۲۰۰۳)

براساس قانون هابل. هرچه كهكشان از ما دورتر باشد، نور آن بيشتر به سمت طول موج‌هاي بزرگ‌تر متمايل مي‌شود (پديده انتقال به سرخ يا redshift). در مفهوم نسبيت عام، اين پديده نشانگر جهاني است كه تاروپود آن در طول زمان در حال انبساط است. با گذشت زمان، آن دسته از نقاط جهان كه به كمك نيرويي به هم متصل نيستند، از نقاط ديگر دور مي‌شوند و هر نور ساطع‌شده تا زماني كه به چشم بيننده برسد، به سمت طول موج‌هاي بزرگ‌تر مي‌رود.

افزايش طول موج نور در فواصل كيهاني بزرگ و دور شدن دو جسم در اثر انبساط جهاني

براي تأثيري كه در اثر قانون هابل مشاهده مي‌كنيم (يعني دورتر شدن كهكشان‌ها از ما) توضيحات بسياري وجود دارد؛ اما انديشه متخصصينيه بيگ بنگ بين تمام اين احتمالات، ايده‌ي منحصربه‌فردي است چون در عين سادگي، بسيار قدرتمند است. طبق اين ايده:‌

• جهان در حال انبساط است و طول موج نور را بزرگ‌تر مي‌كند (و سطح دما و انرژي را پايين‌تر مي‌آورد)؛
• و اين يعني هرچه در زمان به عقب برويم، جهان متراكم‌تر و جديد‌تر مي‌شود؛
• چون جهان تمام مدت در حال حركت است، به مرور زمان شلوغ‌تر مي‌شود و بعدها، سازه‌هاي كيهاني بزرگ‌تري را تشكيل مي‌دهد؛
• اگر به‌اندازه كافي به عقب برويم، خواهيم ديد كهكشان‌ها كوچك‌تر و بيشتر مي‌شوند و ستاره‌هاي تشكيل‌دهنده آن‌ها، جوان‌تر و آبي‌تر هستند.
• حتي اگر از اين هم عقب‌تر برويم، به زماني مي‌رسيم كه هنوز هيچ ستاره‌اي فرصت شكل‌گيري نيافته است.
• از اين هم عقب‌تر، دما به قدري در فضا بالا است كه نور حتي اتم‌هاي خنثي را از هم جدا كرده و يك پلاسماي يونيزه شده ايجاد مي‌كند كه با خنثي شدن جهان، بالاخره تابش خود را آزاد مي‌كند (عامل تابش زمينه كيهاني)؛
• و حتي در زماني عقب‌تر از همه اين‌ها، اجرام به قدري جديد بودند كه حتي هسته‌هاي اتم از هم مي‌پاشيدند. با خنك‌تر شدن فضا، اولين واكنش‌هاي هسته‌اي پايدار براي شكل‌گيري عناصر سبُك به وقوع مي‌پيوندد.

تمام اين ادعاها در قرن بيستم مشاهده و اثبات شده است؛ اما انديشه متخصصينيه مه‌بانگ مي‌تواند ما را از اين هم عقب‌تر ببرد. به زماني كه انرژي از حدود قوانين فيزيك آزمايش‌شده فراتر مي‌رود، حتي وراي شتاب‌دهنده‌هاي ذرات و پرتوهاي كيهاني. در اين شرايط، فرايندهايي بايد اتفاق افتاده باشد تا جهان را به اين شكل كه امروز مي‌بينيم، به وجود آورد. چيزي بايد ماده تاريك را ايجاد كرده باشد. چيزي بايد ماده بيشتري از پادماده در جهان به وجود آورده باشد؛ و چيزي بايد زماني اتفاق افتاده باشد تا جهان اصلا به مرحله پيدايش برسد.

انديشه متخصصينيه بيگ بنگ اوليه معتقد بود همه چيز، حتي فضا و زمان، با اين انفجار بزرگ شروع شد؛ اما آيا واقعا چنين است؟

از همان لحظه‌اي كه ايده‌ عقب رفتن در زمان براي رسيدن به مبدا جهان در دهه ۱۹۲۰ مطرح شد و بعد دوباره در دهه‌هاي ۴۰ و ۶۰ ميلادي پروبال گرفت، تصور اين بود كه مه‌بانگ ما را تا خود نقطه تكينگي در زمان به عقب خواهد برد. از بسياري جهات، ايده‌ اصلي بيگ بنگ اين بود كه اگر جهاني دراختيار داشته باشيم كه پر از ماده و انرژي باشد و تا امروز در حال انبساط بوده باشد، آن وقت اگر به اندازه كافي در زمان به عقب برويم، به حالتي خواهيم رسيد كه آنقدر جديد و متراكم است كه قوانين فيزيك در آنجا از كار مي‌افتند.

در برهه‌اي از زمان به مقداري از انرژي، تراكم و دما مي‌رسيم كه آنقدر زياد است كه اصل عدم قطعيت كوانتومي كه در ذات طبيعت وجود دارد و مي‌گويد نمي‌توان به‌طور هم‌زمان همه‌ كميت‌هاي يك الكترون را اندازه‌گيري كرد، به پيامدهايي مي‌انجامد كه از لحاظ منطقي قابل‌توجيه نيستند. در اين شرايط،‌ نوسانات كوانتومي، سياه‌چاله‌هايي ايجاد مي‌كنند كه كل جهان را فرا مي‌گيرند. احتمالات صفر و يك به جواب‌هايي مي‌رسند كه يا منفي يا از يك بزرگ‌ترند و هر دو اين جواب‌ها در دنياي فيزيكي غير ممكن هستند.

اما تمام اين ايده‌ها بر پايه اين تصور بود كه ما واقعا مي‌توانيم سناريو بيگ بنگ را به هر اندازه كه مي‌خواهيم در زمان عقب ببريم: يعني به زمان انرژي‌ها، دماها و تراكم‌هاي بي‌نهايت بالا. در واقع ژرژ لومتر، اولين فردي كه ايده انبساط تاروپود فضازمان را مطرح كرد، گفت بيگ بنگ «روزي بدون ديروز» بوده است؛ اما اين موضوع منجر به بروز معماهايي فيزيكي شد كه هيچ توضيحي براي آن‌ها وجود نداشت. معماهايي از جمله:

• چرا مناطقي در فضا كه به هم اتصالي نداشتند و براي تبادل انرژي، وقت كافي نداشتند‌ (حتي اگر با سرعت نور در حركت بودند)، دماهاي يكساني داشتند؟
• چرا سرعت اوليه انبساط جهان در تعادل كامل با مقدار كل انرژي جهان بود تا در نهايت جهان مسطح امروزي حاصل شود؟
• و چرا، اگر آن اوايل چنين دماها و تراكم بيش از حد بالايي در فضا بود، هيچ آثاري از آن دوران را در جهان امروزي خود نمي‌بينيم؟

اگر بخواهيم تنها به انديشه متخصصينيه معمول بيگ بنگ اكتفا كنيم، جواب اين سؤال‌ها اين است: چون جهان به همين شكل متولد شده و هيچ دليلي هم براي آن نيست.

اما در دنياي فيزيك چنين جوابي شبيه تسليم شدن است. در عوض رويكرد ديگري براي حل اين معماها وجود دارد؛ ايجاد مكانيزمي كه مي‌تواند اين خصوصيات مشاهده‌شده را توضيح بدهد و در عين حال تمام ايده‌هاي موفق بيگ بنگ را هم بازتوليد كند. اين رويكرد جديد به «تورم كيهاني» شهرت يافته است.

اشكالات انديشه متخصصينيه بيگ بنگ مدت‌ها ذهن كيهان‌شناسان و فيزيكدان‌ها را درگير كرده بود تا اينكه حدود ۴۰ سال پيش، ايده‌ «تورم كيهاني» (cosmic inflation) توسط آلن گورت مطرح شد. به جاي اينكه بخواهيم انديشه متخصصينيه بيگ بنگ را بگيريم و آن‌قدر در زمان به عقب برگرديم تا به نقطه تكينگي و تولد فضا و زمان برسيم، ايده تورم كيهاني مي‌گويد در مورد پيدايش جهاني كه مي‌شناسيم، از نقطه‌اي به بعد ديگر اجازه پس‌روي در زمان را نداريم؛ يعني تنها مي‌توان تا سطح مشخصي از دما و تراكم بالا در جهان پيش رفت و نه عقب‌تر از آن. طبق ايده‌ تورم كيهاني، پيش از اين حالت جديد، متراكم و يكدست كه به بيگ بنگ انجاميد، حالتي بود كه در آن:

• جهان از ماده و تابش خالي بود؛
• در عوض داراي حجم بزرگي از انرژي بود كه ذات تاروپود خود فضا است؛
• كه باعث انبساط تصاعدي جهان شد؛
• كه اين خود باعث شد جهان مسطح، خالي و يكدست شود (تا سطح نوسانات كوانتومي)؛
• و بعد دوره تورم كيهاني به پايان مي‌رسد و آن انرژي ذات تاروپود فضا را به ماده و تابش تبديل مي‌كند كه در انفجار بزرگ بيگ بنگ، باعث پيدايش جهان هستي مي‌شود.

درباره تورم كيهاني چيزهاي زيادي نمي‌دانيم؛ اما داده‌هايي كه در سه دهه اخير جمع‌آوري شده، به‌شدت وجود اين حالت تورمي را تأييد مي‌كند؛ حالتي كه قبل از بيگ بنگ وجود داشت و زمينه را براي وقوع اين انفجار بزرگ مهيا كرد.

به عبارتي، ايده تورم كيهاني نشان مي‌دهد مه‌بانگ شروع همه چيز نبود، بلكه تنها شروع جهاني بود كه ما با آن آشنا هستيم. تأييد اين انديشه متخصصينيه به اين معني است كه جهان ما كه ۱۴ ميليارد سال نوري با صدها ميليارد كهكشان خود در فضا گسترده شده است، تنها يك قطعه بي‌نهايت كوچك در كيهاني بسيار بزرگ‌تر است كه از گستردگي، معماري و سرنوشت آن هيچ چيز نمي‌دانيم. علاوه بر اين، فراتر از جهان ما ممكن است تعداد بي‌شماري از جهان‌هاي ديگر وجود داشته باشند كه تا ابد ادامه دارند و مثل ظرفي از آبي كه به جوش آمده است، در حال سرريز شدن هستند.

اولين نشانه‌هاي بيگ بنگ درنتيجه مشاهداتي در اعماق فضا در اوايل قرن بيستم به دست آمد. در سال ۱۹۱۲، وستو اسليفر، فضانورد آمريكايي، كهكشان‌هاي مارپيچي را كه آن زمان تصور مي‌شد سحابي باشند، مورد مشاهده قرار داد و متوجه شد تقريباً در تمام اين موارد، اين اجرام در حال فاصله گرفتن از كهكشان راه شيري بودند.

در سال ۱۹۲۲، الكساندر فريدمن، كيهان‌شناس روسي، معادلاتي را كه بعدها به‌عنوان معادلات فريدمن شناخته شد، مطرح كرد كه از معادلات نسبيت عام انيشتين گرفته شده بود. انيشتين با تكيه بر ثابت كيهان‌شناسي خود آن زمان اصرار داشت جهان «ايستا» است؛ اما محاسبات فريدمن نشان داد اتفاقاً جهان در حال انبساط است.

در سال ۱۹۲۴، ادوين هابل با محاسبه فاصله تا نزديك‌ترين سحابي مارپيچي نشان داد اين سيستم‌ها واقعا كهكشان هستند. در همان زمان، هابل با استفاده از تلسكوپ هوكر ۲٫۵ متري در رصدخانه مانت ويلسون، يك سري شاخص‌هاي اندازه‌گيري فاصله كهكشاني ابداع كرد. در سال ۱۹۲۹، هابل سرانجام نوعي رابطه بين فاصله و سرعت دور شدن كهكشان‌ها كشف كرد كه به قانون هابل معروف است.

بعد در سال ۱۹۲۷، ژرژ لومتر، فيزيكدان بلژيكي و كشيشي در كليساي كاتوليك روم، به‌طور مستقل همان نتايج را از معادلات فريدمن به دست آورد و اين طور نتيجه گرفت كه دور شدن كهكشان‌ها به خاطر انبساط جهان است. او در سال ۱۹۳۱، از اين هم فراتر رفت و اين فرضيه را مطرح كرد كه هرچه در زمان به عقب برويم، جهان كوچك‌تر و كوچك‌تر خواهد شد. به استدلال لومتر، در برهه‌اي در زمان، كل جرم جهان تنها در يك نقطه متمركز شده بود كه تاروپود فضا و زمان از همين‌جا سرچشمه گرفته است.

اين اكتشافات در طول دهه ۱۹۲۰ و ۱۹۳۰ مباحثه‌هاي جديدي بين فيزيكدان‌ها ايجاد كرد و اكثريت طرفدار اين انديشه متخصصينيه بودند كه جهان در وضعيت ايستايي قرار دارد. در اين مدل، ماده جديد به‌طور مداوم با انبساط جهان ايجاد مي‌شود و درنتيجه يكنواختي و چگالي ماده در طول زمان ثابت مي‌ماند. بين دانشمندان اين دوره، ايده بيگ بنگ از ايده جهان ايستايي، مذهبي‌تر به انديشه متخصصين مي‌رسيد؛ شايد به اين خاطر كه لومتر، پيشينه مذهبي داشت.

در اين مدت انديشه متخصصينيه‌هاي ديگري نيز طرفدار داشت؛ از جمله مدل ميلن و مدل چرخه‌اي كه هر دوي آن‌ها براساس انديشه متخصصينيه نسبيت عام انيشتين مطرح شده بودند (انديشه متخصصينيه دوم حتي مورد تأييد شخص انيشتين هم بود) و مي‌گفتند جهان از چرخه‌هاي بي‌نهايت يا نامشخص پيروي مي‌كند.

پس از جنگ جهاني دوم، مجادله بين طرفداران مدل جهان ايستا (كه توسط فِرِد هويل، ستاره‌شناس بريتانيايي رسميت يافته بود) و طرفداران انديشه متخصصينيه بيگ بنگ (كه محبوبيت آن رو به افزايش بود) بالا گرفت. از قضا، اين هويل بود كه در يك مصاحبه راديويي در بي‌بي‌سي در مارس ۱۹۴۹، عبارت «بيگ بنگ» را ابداع كرد كه به اعتقاد برخي، آن را در نقد اين انديشه متخصصينيه مطرح كرده بود.

هويل در اين برنامه راديويي گفته بود:

يكي از ايده‌ها اين بود كه جهان، هستي خود را مدت‌ها پيش در اثر يك انفجار بزرگ آغاز كرده و انبساط فعلي آن به‌جامانده از آن انفجار بزرگ است. اين ايده بيگ بنگ حتي قبل از اينكه مطالعه‌هاي دقيق، اشكالات جدي آن را برملا كند، از انديشه متخصصين من قانع‌كننده نبود.

سرانجام، مشاهدات كيهاني به نفع بيگ بنگ رأي داد. كشف و تأييد تابش زمينه كيهاني در سال ۱۹۶۵، موقعيت بيگ بنگ را به‌عنوان بهترين انديشه متخصصينيه مبدأ و تكامل جهان هستي محكم كرد. از اواخر دهه ۱۹۶۰ تا دهه ۹۰، ستاره‌شناسان و كيهان‌شناسان با حل اشكالات انديشه متخصصيني بيگ بنگ، اين انديشه متخصصينيه را قابل‌اعتمادتر كردند. از جمله مقالاتي كه براي حل اشكالات بيگ بنگ منتشر شد، مقالات استيون هاوكينگ و ساير فيزيكدان‌هايي بود كه نشان دادند تكينگي، شرط اوليه و اجتناب‌ناپذير نسبيت عام و مدل كيهاني بيگ بنگ است. در سال ۱۹۸۱، آلن گوت فيزيكدان آمريكايي با مطرح كردن انديشه متخصصينيه «تورم كيهاني» و دوره انبساط سريع كيهاني ساير اشكالات انديشه متخصصيني بيگ بنگ را برطرف كرد.

در دهه ۱۹۹۰، پديده انرژي تاريك مطرح شد تا مسائل بزرگي را كه در كيهان‌شناسي وجود دارد، حل كند. انرژي تاريك (همراه با ماده تاريك كه ايده آن توسط يان اورت در سال ۱۹۳۲ مطرح شد) هم توجيهي براي «جرم گمشده» جهان بود، هم راه‌حلي براي ثابت كيهاني اينشتين و هم توضيحي براي اينكه چرا جهان همچنان در حال شتاب گرفتن است.

به لطف پيشرفت‌هايي كه در تلسكوپ‌ها، ماهواره‌ها و شبيه‌سازي كامپيوتر اتفاق افتاد، ستاره‌شناسان و كيهان‌شناسان موفق شدند بخش بيشتري از جهان را ببينند و درك بهتري از سن واقعي آن داشته باشند. توسعه تلسكوپ‌هاي فضايي مثل كاوشگر زمينه كيهان (COBE)، تلسكوپ فضايي هابل، كاوشگر ويلكينسون و ماهواره پلانك در اين زمينه بسيار ارزشمند بوده‌اند.

امروزه، كيهان‌شناسان اندازه‌گيري‌هاي بسيار دقيق و درستي از بسياري از پارامترهاي مدل بيگ بنگ انجام داده‌اند و سن خود جهان را هم به دست آوردند (۱۳٫۸ ميليارد سال). و همه اين ماجراهاي شگفت‌انگيز تنها با اين مشاهده ساده شروع شد كه اجرام عظيم كهكشاني كه ميليون‌ها سال نوري از ما فاصله دارند، به‌آرامي در حال دورتر شدن از كهكشان ما هستند. اگرچه مطمئن نيستيم اين داستان كيهاني چه طور به پايان مي‌رسد؛ اما مي‌دانيم تا رسيدن به اين پايان، صدها تريليون سال مانده است.

دانستن نقطه شروع جهان، چيزي درباره نقطه پايان و مرگ آن به ما نمي‌گويد. مه‌بانگ مي‌گويد ميلياردها سال پيش، بين «گرانش» كه مي‌خواست جلوي انبساط افسارگسيخته جهان را بگيرد و «انبساط» اوليه كه مي‌خواست همه چيز را از هم دور كند، رقابتي درگرفت كه همچنان ادامه دارد؛ اما خود بيگ بنگ مشخص نمي‌كند سرنوشت اين مسابقه چه خواهد بود. براي دانستن اين جواب بايد بدانيم جهان دقيقاً از چه ساخته شده است. مثلاً با كشف انرژي تاريك كه همين ۲۳ سال پيش اتفاق افتاد، اين انديشه متخصصينيه مطرح شد كه نه‌تنها برد احتمالاً با انبساط است، بلكه كهكشان‌هاي بسيار دور با سرعت بيشتري به دور شدن از ما ادامه خواهند داد و جهان در آخر سرد، تاريك و خالي خواهد بود.

فيزيكدان‌ها مي‌گويند تمام جهان احتمالاً روزي با يكي از اين چهار سناريو به پايان خواهد رسيد: انجماد بزرگ، فشردگي بزرگ، تغيير بزرگ يا شكاف بزرگ.

سناريوي انجماد بزرگ يا مرگ حرارت (Big Freeze) مي‌گويد زماني دماي همه چيز در همه جا يكسان مي‌شود، تمام فعل و انفعالات در جهان متوقف‌ مي‌شود، آنتروپي در بالاترين حد خود قرار مي‌گيرد و در اين حالت جهان تا ابد مرده است.

سناريوي فشردگي بزرگ يا مه‌رمب (Big Crunch)‌ در واقع معكوس پديده‌ي انفجار بزرگ است و زماني را توصيف مي‌كند كه گرانش، نيروي غالب در دنيا خواهد شد؛ جهان شروع به منقبض شدن مي‌كند. كهكشان‌ها به سمت يكديگر كشيده مي‌شوند، با هم ادغام مي‌شوند و جهان كوچك‌تر و كوچك‌تر مي‌شود؛ و چون جهان كوچك‌تر، جديد‌تر خواهد بود، دما در همه جا به‌طور هم‌زمان افزايش مي‌يابد تا اينكه همه چيز به جهنمي بسيار فشرده تبديل مي‌شود.

تغيير بزرگ يا زوال خلأ (‌Big Change) مي‌گويد حباب مرگ ناشي از آزادسازي انرژي بالقوه‌ي ميدان هيگز، همه چيز را سر راه خود پاك و ماهيت ذرات و قوانين فيزيكي را عوض مي‌كند.

سناريوي چهارم براي پايان دنيا به شكاف بزرگ (مه‌گسست) يا بيگ‌ريپ (Big Rip) مشهور است كه در آن مقدار انرژي تاريك با سرعتي بيشتر از انبساط جهان افزايش يابد. با گذشت زمان، چگاليِ انرژي تاريك ممكن است افزايش يابد و تاروپود جهان را از هم بشكافد.

براي اطلاعات كامل‌تر و هيجان‌انگيزتر درباره اين سناريوها، مطلب چهار سناريوي پايان جهان را بخوانيد.

تمام اين مباحثي كه تا اينجا در مورد بيگ بنگ مطرح شد، درباره چگونگي پيدايش جهان است، نه چرايي آن. اين انديشه متخصصينيه مي‌گويد جهان ما از حالتي جديد‌تر، متراكم‌تر و يكدست‌تر از حالا در زمان گذشته وجود داشته است؛ اما اين به اين معني نيست كه اجرام و انرژي به چنان درجه‌اي از حرارت و تراكم رسيد كه قوانين فيزيك ديگر معني نداشت. ديگر اين ايده كه فضا و زمان از نقطه تكينگي حدود ۱۴ ميليارد سال پيش به وجود آمد، پذيرفته نيست، بلكه پيش از آن فضايي با انرژي ذات خود بود كه در اثر تورم كيهاني، شرايط را براي وقوع بيگ بنگ مهيا كرد.

به عبارت ديگر، بيگ بنگ شايد شروع كل جهان نباشد؛ اما شروع جهاني است كه ما مي‌شناسيم. بيگ بنگ شروع مطلق نيست، بلكه شروع ما است. و شايد اين داستان كامل نباشد؛ اما بخش مهمي از داستان كيهاني جهاني است كه تمام ما را به هم متصل مي‌كند.