۳٫۱۳ پس‌زمینهٔ ریزموجِ کیهانی: از «صفحه‌ای که با نویز سیاه شد» تا نقش‌های ظریفِ مسیر و پیکرهٔ فضا

خانه ／ ۳ فصل سوم: کیهانِ کلان‌مقیاس

واژگان و دامنه
در این بخش خاستگاهِ صفحه، چگونگیِ نقش‌زدنِ الگوها، ویرایش‌های طولِ خطِ دید، جهت‌داریِ مقیاسِ بزرگ و دوشاخه بودنِ قطبش را به صورتِ یک زنجیره در تصویرِ «رشته‌ها و دریا و تانسور» توضیح می‌دهیم. در آغازِ کیهان، ذراتِ ناپایدارِ عمومی پی‌درپی پدید آمدند و فروپاشیدند؛ برهم‌نشستِ زمانِ ماندگاری و کششِ آن‌ها پیکرهٔ «گرانشِ تانسوریِ آماری» را ساخت. فروپاشی یا فنای آن‌ها بسته‌های موجِ ضعیف را به محیط برگرداند و «نویزِ پس‌زمینهٔ تانسوری» را انباشته کرد. از این‌جا به بعد تنها نام‌هایِ کاملِ فارسی را به‌کار می‌بریم. برای تصویر ذهنی، یک‌بار به «رشتهٔ انرژی» و «دریایِ انرژی» اشاره می‌کنیم.

نخست چه چیزی را می‌بینیم؟
«پس‌زمینهٔ ریزموجِ کیهانی» صفحه‌ای تقریباً یکنواخت با دمایِ حدودِ ۲٫۷ کلوین است، امّا یک‌رنگ و تخت نیست. قله–درّه‌هایِ صوتیِ منظم، نرمیِ بیشتر در مقیاس‌هایِ کوچک، و قطبشی دیده می‌شود که به مؤلفهٔ «ای»ِ غالب و «بی»ِ ضعیف‌تر بخش می‌شود. در زوایایِ بسیار بزرگ نیز نشانه‌هایی از جهت‌داری پدیدار است: ناهمسانیِ نیم‌کره‌ای، هم‌ردیفیِ چندقطبی‌هایِ پایین و لکهٔ سرد.
سه رگهٔ اصلی در کنار هم قرار می‌گیرد: «انجمادِ آغازین» که رنگِ زمینه و ضرباهنگ را تثبیت می‌کند، «بازپردازشِ مسیر» که مانندِ عدسی و شیشهٔ مات عمل می‌کند، و اثرِ ضعیفِ جهت‌داری که از پیکره‌های فراتر از افق می‌آید. این سه به یک زنجیرهٔ فیزیکیِ پیوسته می‌پیوندند.

دوم چرا زمینه تقریباً جسمِ سیاه است: چگونه نویزِ تانسوریِ آغازین به پس‌زمینهٔ ریزموج «سیاه» شد (سازوکار و توالیِ زمانی)

خلاصه از ابتدا.
«دریا» در آغازِ کیهان از دیدِ نوری بسیار ستبر بود: پیوندِ شدید، پراکندگیِ پی‌درپی و مسیرِ آزادِ بسیار کوتاه. در چنین «آمیختهٔ داغی»، ذراتِ ناپایدارِ عمومی پیوسته اغتشاش‌هایِ عریض‌باند و کم‌همبسته تزریق کردند که همان «نویزِ پس‌زمینهٔ تانسوری» است. این آمیخته شتابان به طیفِ نزدیک به جسمِ سیاه کشیده شد. با شفاف شدنِ جهان، فوتون‌ها همان «صفحه» را تا امروز حمل کردند.

• دیگِ ستبرِ آغازین: بسامدِ بالایِ برهم‌کنشِ فوتون–پلاسما انرژی و جهت و فاز را یکنواخت کرد؛ هر «پارهٔ انرژی» بارها جذب و بازگسیل شد و در هم آمیخت.
• سیاه‌شدنِ همزمانِ انرژی و «آمیزهٔ رنگ»: ترجیحِ فرکانسی زدوده شد و تابش به منحنیِ جسمِ سیاه همگرا شد؛ تنها یک مقیاسِ دما باقی ماند.
• ترتیبِ زمان‌ها: زمانِ سیاه‌شدن بسیار کوتاه‌تر از تحولِ کلان بود و به زمانِ گسست نزدیک شد؛ بنابراین زمینه زود شکل گرفت و آهسته دگر شد.
• تنظیمِ دما: برآیندِ تزریقِ نویزِ تانسوری دماسنجِ زمینه را تعیین کرد؛ با یخ‌زدنِ مجراهای ریزِ «تنظیمِ رنگ»، این مقیاس قفل شد و با انبساط تا ۲٫۷ کلوین سرد شد.
• پایداریِ شکل پس از شفافیت: اثرهایِ مسیر جابه‌جاییِ شدت را بی‌آن‌که به رنگ وابسته باشد پدید می‌آورد، ازاین‌رو شکلِ جسمِ سیاه حفظ می‌شود و تنها نقشِ زاویه‌ای افزوده می‌گردد.
• خاستگاهِ یکنواختیِ بالا: سیاه‌شدن در «ستبرترین» دوره رخ داد و تبادلِ سریع تفاوت‌هایِ جهتی را شست؛ فریمِ گسست آشفتگی‌هایِ کوچک را ثبت کرد و بازپردازشِ پسین ملایم ماند.

خلاصه: نویزِ پس‌زمینهٔ تانسوری → سیاه‌شدنِ تند → زمینهٔ نزدیک به جسمِ سیاه با یک مقیاسِ دما؛ یکنواختیِ بالا و دقتِ طیفیِ پس‌زمینهٔ ریزموج از این‌جا می‌آید.

سوم نقش چگونه زده شد: فشردگی و بازجهش و «پنجرهٔ همدوسی» (پوستِ طبلِ آکوستیک)

• سیالِ فوتون–باریون میانِ کششِ گرانشی و بازجهشِ فشاری نوسان کرد و موج‌هایِ صوتی ساخت؛ همانندِ ریزموج‌هایی بر پوستِ طبلی که آرام می‌فشاریم.
• همهٔ مقیاس‌ها هم‌فاز نبودند؛ طول‌موج‌هایِ ویژه بیشینهٔ رزونانس را داشتند و در طیفِ دما و قطبش فاصلهٔ منظمِ قله–درّه بر جای گذاشتند که «خط‌کشِ آکوستیک» است.
• در لحظهٔ گسست، فاز و دامنه درجا ثبت شد: کجا قلهٔ تراکم است و کجا درّهٔ رقیق‌شدن، دامنهٔ نوسان چقدر است و ضرباهنگ چه‌قدر انبوه. تفاوتِ قله‌هایِ فرد و زوج «بار و سرعت» را نشان می‌دهد؛ بارِ باریونی قله‌هایِ تراکم را می‌افزاید.

نکته‌هایِ خواندن: فاصلهٔ قله‌ها حدِ انتشار و مقیاسِ هندسی را می‌دهد؛ مقایسهٔ فرد–زوج بارِ باریونی و کاراییِ بازجهش را؛ و فازِ «تی–ای» صحتِ ضرباهنگ را می‌آزماید.

چهارم «عدسی و شیشهٔ مات» در مسیر: کج‌شدنِ پرتو، نرم‌شدنِ لبه‌ها و نشتِ «ای به بی» (بازپردازش روی خطِ دید)

• گرانشِ تانسوریِ آماری مانندِ شیشه‌ای ستبر و اندکی خمیده عمل می‌کند: ساختارهایِ کوچک را نرم می‌کند و توان را به مقیاس‌هایِ بزرگ‌تر می‌برد؛ بخشی از مؤلفهٔ «ای» در راه به «بی» می‌پیچد؛ و باید با نقشه‌هایِ همگرایی و برش همبستگیِ مثبت داشته باشد و هرچه مقیاس کوچک‌تر باشد این پیوند قوی‌تر شود. بازسازیِ چهاربخشی و اندازهٔ نرم‌شدن باید همان پیکره را محدود کنند.
• نویزِ پس‌زمینهٔ تانسوری شیشهٔ ماتِ عریض‌باند است: شکلِ جسمِ سیاه را عوض نمی‌کند، اما لبه‌ها را کمی نرم‌تر می‌سازد و نشتِ «ای به بی» را اندکی می‌افزاید؛ با نواحیِ ساختاریِ فعال همبستگیِ ضعیف دارد و رنگ‌آمیزیِ طیفیِ آشکار پدید نمی‌آورد.
• تکاملِ مسیر جابه‌جایی‌هایِ کلیِ بی‌رنگ می‌دهد؛ خطِ دید یک‌سره اندکی سردتر یا گرم‌تر می‌شود. نشانِ اصلی حرکتِ هم‌جهت در چند باند است که آن را از پیش‌زمینه‌هایِ رنگی مانندِ غبار جدا می‌کند. گذارهایِ نخستین و ژرف‌شدن یا بازگشتِ دیرهنگام هر دو سهم دارند و با ردگیرهایِ ساختارِ کلان پیوندِ مثبتِ کم‌قدرت نشان می‌دهند.
• یونشِ دوباره «شیشهٔ ماتِ نازکی» می‌افزاید: دمایِ مقیاسِ کوچک را اندکی می‌تراشد و در زوایایِ بزرگ مؤلفهٔ «ای» را از نو می‌سازد. باید سهمِ آن را در کنارِ گرانشِ تانسوریِ آماری و نویزِ پس‌زمینهٔ تانسوری حساب کنیم.

برگهٔ تشخیص:

• سرد و گرم شدنِ هم‌جهت در چند باند ⇒ تکاملِ مسیر.
• نرم‌شدنِ کوچک که با ساختارِ بزرگ همگام است ⇒ گرانشِ تانسوریِ آماری.
• پهن‌شدنِ خفیف بی‌آن‌که رنگی شود ⇒ باقی‌ماندهٔ نویزِ پس‌زمینهٔ تانسوری.

پنجم بافت و جهت‌داری در بزرگ‌ترین مقیاس‌ها: اثرِ خط‌الرأس‌ها و دالان‌ها

• اگر پیکرهٔ فراتر از افق خط‌الرأس و دالان و درّه داشته باشد، چندقطبی‌هایِ پایین هم‌راستا می‌شوند؛ یعنی ناهمسانیِ نیم‌کره‌ای و ردیفیِ مراتبِ پایین نمایش‌هایِ هندسی‌اند نه شگفتی‌هایِ تصادفی.
• گذر از پیکره‌ای که در حالِ دگرگونی است می‌تواند خط‌هایِ دیدی پدید آورد که «به‌طور توده‌ای» سردتر یا گرم‌تر دیده شوند؛ هم‌بستگیِ آن با اثرِ «زاكس–وُلفِ یکپارچه» و نقشه‌هایِ عدسی و شاخص‌هایِ فاصله باید پژواکی ضعیف ولی هم‌جهت آشکار کند.
• شکلِ جسمِ سیاه پابرجا می‌ماند، چون روشنایی و جهت دگر می‌شود نه آمیزهٔ طیفی.

ششم منشأ دو شاخهٔ قطبش: «ای» تنهٔ اصلی است و «بی» از پیچش و نشت زاده می‌شود

• مؤلفهٔ «ای» در لحظهٔ گسست از پراکندگیِ همان «پوستِ طبل» به شکلی سامان‌مند نقش می‌بندد و با نقشِ دما گام‌به‌گام همساز است؛ هم‌بستگیِ «تی–ای» امضای آن است.
• مؤلفهٔ «بی» بیشتر در راه به دنیا می‌آید: بازجهت‌دهیِ گرانشِ تانسوریِ آماری بخشی از «ای» را به «بی» می‌پیچاند و نویزِ پس‌زمینهٔ تانسوری اندکی بر آن می‌افزاید؛ ازاین‌رو «بی» ضعیف می‌ماند و پیوندش با همگرایی و برش در مقیاس‌هایِ کوچک‌تر نیرومندتر است. رصدِ «بی» قوی در زوایایِ بزرگ می‌تواند نشانِ موج‌هایِ عرضیِ نخستین باشد، هرچند برای شرحِ «بی» کنونی ضروری نیست.

هفتم راهنمای عملیِ خواندنِ نمودارها

• خط‌کش: فاصلهٔ قله–درّه ⇒ مقیاسِ صوتی و حدِ انتشار.
• بار: فرد/زوج ⇒ بارِ باریونی و کاراییِ بازجهش؛ فاز و دامنهٔ «تی–ای» ضرباهنگ را می‌سنجد.
• نرمی: نرمیِ بیشتر در مقیاسِ کوچک ⇒ پیکرهٔ ستبرتر یا نویزِ قوی‌تر؛ با نقشه‌هایِ «فی» و بازسازیِ چهاربخشی هم‌زمان محدود کنیم.
• جهت: محورِ برگزیده/تفاوتِ نیم‌کره را بجوییم و با عدسیِ ضعیف و ارتعاشاتِ آکوستیکِ باریونی و فاصله‌ها بسنجیم.
• بی‌رنگی: جابه‌جاییِ هم‌جهت در چند باند ⇒ مسیر؛ رنگی بودن ⇒ پیش‌زمینه (غبار، سنکروترون، آزاد–آزاد).
• هم‌بستگیِ «بی–کاپا»: هرچه مقیاس کوچک‌تر، قوی‌تر ⇒ سلطهٔ عدسی؛ «بی»یِ باقی‌مانده پس از زدودنِ عدسی سهمِ نویزِ تانسوری و شاید موجِ عرضی را می‌بندد.

هشتم سنجش با روایتِ درسی: چه می‌ماند، چه می‌افزاییم (و چه می‌آزماییم)

1. آن‌چه می‌ماند: مرحلهٔ آکوستیکیِ پرپیوند که در گسست منجمد شد؛ ویرایش‌هایِ سبکِ دیرهنگام از راهِ عدسی و یونشِ دوباره.
2. آن‌چه می‌افزاییم:
   • خاستگاهِ زمینهٔ نزدیک به جسمِ سیاه با سیاه‌شدنِ سریعِ نویزِ تانسوری توضیح‌پذیر است و به جزء افزوده نیاز ندارد.
   • بودجهٔ نرمیِ مقیاسِ کوچک حاصلِ «گرانشِ تانسوریِ آماری + نویزِ پس‌زمینهٔ تانسوری» است نه یک «قدرتِ عدسی» یگانه.
   • ناهمسانی‌هایِ بزرگ‌مقیاس—مانندِ ناهمسانیِ نیم‌کره‌ای، هم‌ردیفیِ پایین و لکهٔ سرد—نماهای طبیعیِ پیکرهٔ تانسوری‌اند و باید پژواکِ هم‌جهت در داده‌هایِ دیگر داشته باشند.
3. تعهدهایِ آزمون‌پذیر: یک نقشهٔ پیکره، باقیمانده‌هایِ عدسی در پس‌زمینهٔ ریزموج و عدسیِ ضعیفِ کهکشانی را هم‌زمان کاهش دهد؛ هم‌بستگیِ «بی–کاپا» هرچه مقیاس کوچک‌تر شود افزایش یابد؛ جابه‌جایی‌هایِ بی‌رنگ در چند باند هم‌زمان حرکت کند؛ و در راستایِ لکهٔ سرد، هم‌بستگی‌هایِ ضعیف و هم‌نشان در «زاكس–وُلفِ یکپارچه»، شاخص‌هایِ فاصله و همگرایی دیده شود.

نهم جداسازیِ روشمندی‌ها: تفکیکِ «پیکره/مسیر» از «پیش‌زمینه/ابزار»

• جابه‌جاییِ بی‌رنگ نشانهٔ مسیر است و جابه‌جاییِ رنگی نشانهٔ پیش‌زمینه.
• اگر «بی–کاپا» معنادار باشد، عدسیِ گرانشِ تانسوریِ آماری پذیرفتنی است؛ و اگر نباشد نشتیِ قطبشِ ابزاری را می‌آزماییم.
• پایه را با منحنیِ جسمِ سیاه قفل می‌کنیم و باقیمانده‌هایِ طیفیِ «مو/وای» را به‌کار می‌گیریم تا تزریق‌هایِ دیرهنگامِ نویزِ تانسوری را سقف‌گذاری کنیم.
• سازگاریِ نرمی در «تی‌تی/تی‌ای/ای‌ای» با بازسازیِ چهاربخشی نشان می‌دهد که پیکره‌ای واحد فاز و دامنه و ناگاوسی‌بودن را کنترل می‌کند.

دهم راستی‌آزمایی و افقِ پیشِ رو (آن‌چه رد می‌کند و آن‌چه تقویت می‌کند)

• یک نقشهٔ مشترک نرمیِ پس‌زمینهٔ ریزموج و عدسیِ ضعیفِ کهکشانی را با هم می‌سنجد و همگراییِ باقیمانده‌ها را نشان می‌دهد.
• باقی‌ماندهٔ «بی» پس از زدودنِ عدسی اگر شیبی عریض و کم‌همبسته داشته باشد، سهمی محدود از نویزِ تانسوری را تأیید می‌کند؛ و اگر بر زوایایِ بزرگ برجستگی داشته باشد، از موج‌هایِ عرضیِ آغازین پشتیبانی می‌کند.
• تقاطعِ بی‌رنگ با «زاكس–وُلفِ یکپارچه» تفسیرِ مسیر را استوارتر می‌کند.
• پژواکِ لکهٔ سرد در «زاكس–وُلفِ یکپارچه»، شاخص‌هایِ فاصله و نقشه‌هایِ همگرایی نشان می‌دهد که این لکه یادگارِ پیکره است نه نویزِ تصادفی.
• کرانه‌هایِ «مو/وای» هرچه سخت‌گیرانه‌تر باشند، تزریقِ دیرهنگامِ نویزِ تانسوری کم‌دامنه‌تر است؛ و برعکس می‌توان سهم آن را برآورد کرد.

یازدهم تمثیلی خوش‌ماند: پوستِ طبل و شیشهٔ مات

• در مرحلهٔ «پوست»، روی غشایی کشیده ریزقطره‌هایی از اغتشاش می‌نشیند و کشش و بار، ریتمِ فشردگی–بازجهش را می‌سازند.
• لحظهٔ گسست همان نقش را «عکس» می‌کند.
• پس از آن، صفحه را از پشتِ شیشه‌ای می‌بینیم که پیکره آن را کمی موج‌دار کرده و اثرِ نویز آن را اندکی مات کرده است: موج‌داری، نقش را گرد می‌کند؛ مات‌شدن، لبه‌ها را نرم می‌سازد؛ و اگر شیشه آهسته دگر شود، ناحیه‌ها بدونِ تغییرِ «رنگ» سردتر یا گرم‌تر به نظر می‌رسند. این همان چیزی است که امروز از پس‌زمینهٔ ریزموجِ کیهانی می‌بینیم.

خلاصهٔ چهارسطری

• زمینه از نویز آمد: نویزِ تانسوریِ آغازین در دیگِ ستبر به‌سرعت سیاه شد و زمینه‌ای نزدیک به جسمِ سیاه با یک دماسنج ساخت.
• نقش از ریتم آمد: فازِ پرپیوندِ آکوستیک ضرباهنگ‌هایِ هماهنگ را در دما و مؤلفهٔ «ای» حک کرد.
• جراحیِ سبک در مسیر: گرانشِ تانسوریِ آماری نقش را گرد کرد و «ای→بی» پدید آورد؛ نویزِ تانسوری نرمش را افزود؛ تکاملِ مسیر جابه‌جایی‌هایِ بی‌رنگ برجای گذاشت.
• مقیاسِ بزرگ «دادهٔ بد» نیست: ناهمسانیِ نیم‌کره‌ای، هم‌ردیفیِ پایین و لکهٔ سرد یادگارِ پیکرهٔ تانسوری است و باید در چندین سنجه پژواک داشته باشد.

در پایان
با تصویرِ یکپارچهٔ «صفحه‌ای که با نویز سیاه شد + سایهٔ پیکره‌ای کشیده + ویرایش‌هایِ سبکِ مسیر» جوهرهٔ قله‌هایِ آکوستیک را نگه می‌داریم و برای نرمی، مؤلفهٔ «بی»، جهت‌داری و «ناهنجاری‌ها» جایگاهی آزمون‌پذیر فراهم می‌کنیم. با هفت گام—خط‌کش، بار، نرمی، جهت، جابه‌جاییِ بی‌رنگ، هم‌بستگیِ «بی–کاپا» و باقی‌ماندهٔ «بی» پس از زدودنِ عدسی—نقشه‌ای تانسوری و منسجم از کیهان می‌بافیم.