در ۱۹۱۷ ، دو سال پس از آنکه اینشتین نظریه مشهور نسبیت عام را اعلام کرد، متوجه نتایج نگران کننده ی آن شد. هر موقع که او معادلات خود را حل می کرد، به این نتیجه می رسید که جهان در حال انبساط است. در آن زمان، این جزو “دانش عمومی” بود که جهان ابدی و ساکن است. حتی فکر این که ممکن است کهکشان هایی خارج از کهکشان راه شیری وجود داشته باشد ، به عنوان کفر و دانش تخیلی تلقی می شد. اینشتین، با اندوه فراوان، دریافت که معادلات او با عقل سلیم و درک عمومی سازگار نیست. آیا معادلات او نادرست بودند ؟
برای اینشتین ، جهان در حال انبساط آن قدر بیگانه بود که مجبور شد این طور نتیجه گیری کند که معادلات او ناکامل هستند. او برای رفع این مشکل ، یک عبارت “پوچ” در معادلات خود ، تنها برای خنثی کردن تمایل آنها به جهان در حال انبساط ، وارد کرد. حتی اینشتین ، انقلابی بزرگ که فیزیک سیصد ساله ی نیوتن را سرنگون کرده بود، نمی توانست باور کند که “تقلبی” در معادلات خود او، وجود ندارد.
در ۱۹۲۲ ، فیزیکدانی از شوروی به نام الکساندر فریدمن (Alexander Friedman) ، شاید ساده ترین جواب معادلات اینشتین را که زیباترین توصیف جهان در حال انبساط را عرضه می داشت، پیدا کرد. اما مانند جوابهایی که اینشتین به آنها دست یافته بود ، هیچ کس اندیشه های او را جدی نگرفت ؛ چون آنها با عقل رایج زمانه ، سازگار نبودند.
سرانجام در ۱۹۲۹ ، اخترشناس امریکایی ، ادوین هابل (Edwin Hubble) ، پس از سالها کار با تلسکوپ یکصد اینچی ماونت ویلسون (Mount wilson) ، یافته های شگفت انگیز خود را اعلام کرد : نه تنها در جهان میلیونها کهکشان، در آن سوی کهکشان راه شیری وجود دارد ، بلکه آنها همه با سرعتهای بسیار زیاد از زمین دور میشوند. پس اینشتین و فریدمن ، هر دو راست میگفتند!
دو سال بعد ، در ۱۹۳۱ ، اینشتین فاکتور پوچ را از معادلت برداشت و نظریه قبلی را ، مبنی بر جهان در حال انبساط که چهارده سال قبل ، آن را رها کرده بود ، دوباره برقرار کرد. هابل دریافت که هرقدر یک کهکشان دورتر از زمین باشد ، با سرعت بیشتری از زمین می گریزد. برای اندازه گیری این سرعت های بالا ، دانشمندان به پدیده دوپلر تکیه میکنند (طبق پدیده ی دوپلر (Doppler effect) ، امواج نور یا صدایی که به طرف شما می آیند ، بسامد بیشتری دارند تا امواجی که از شما دور میشوند؛ به همین دلیل است که بسامد صدای قطاری که با سرعت از کنار شما میگذرد ، کاهش می یابد.)
هابل در مشاهدات خود ، به این نتیجه رسید که این پدیده ی دوپلر ، در ستاره های بسیار دور نیز روی میدهد و یک “جا به جایی قرمز” نور را به وجود می آورد. (اگر ستارگان به طرف زمین می آمدند ، یک “جابه جایی آبی” به وجود می آمد ؛ ولی چنین پدیه ای ، هنوز مشاهده نشده است.)
جهان در حال انبساط ، اغلب با بالنی که حجم آن با دمیدن رشد می کند ، مقایسه میشود. تکه های کوچکی از پلاستیک را در نظر بگیریم که روی سطح بالن چسبیده شده است. با بزرگتر شدن بالن ، این تکه های کوچک (کهکشان ها) ، از یکدیگر دور میشوند. ما در سطح بالن زندگی میکنیم و به نظر ما می آید که ستارگان از ما دور می شوند.
جهان در حال انبساط ، همچنین معمایی که اخترشناسان را سالها به شگفتی انداخته است ، توضیح میدهد: “چرا آسمان شب ، تاریک است ؟” در ۱۸۲۶ ، هاینریش اولبرز (Heinrich Olbers) ، مقاله ای نوشت و در آن استدلال کرد که اگر تعداد بینهایتی از ستارگان وجود داشته باشند ، نوری که از سوی آنها می تابد ، باید آسمان شب را روشن کند . باید به هر طرف از آسمان شب که نگاه میکنیم ، از درخشش نور ستارگان ، کور شویم ؛ اما در جهان در حال انبساط ، انرژی به علت جا به جایی قرمز ، از دست می رود و چون ستارگان عمر محدودی دارند ، آسمان شب ما را کور نمی کند.
اگر چه الگوی “جهان در حال انبساط” ، از نظر تجربی مورد آزمایش قرار گرفته است ، نظریه اینشتین ، اگر هم توضیحی درباره ی به وجود آمدن مهبانگ و آنچه قبل از آن رخ داده است بدهد ، این توضیح کافی نیست. برای پاسخ به این سوالات ما باید به نظریه GUT و ابرریسمانها ، پناه ببریم.
