چرا همه چیز در فضا همواره در حال حرکت است؟

چیزی در جهان ما ساکن نیست: زمین به دور خورشید می‌چرخد، خورشید دور کهکشان راه شیری می‌چرخد و کهکشان‌ها هم به‌طور پیوسته درحال حرکت هستند. اما چرا همه چیز در فضا در حرکت است؟

ادوارد گومز، اخترفیزیکدان و مدیر آموزش رصدخانه لاس کامبرس به لایوساینس می‌گوید این موضوع به نحوه‌ی ساخته‌شدن جهان و اجرام درون آن بستگی دارد. دانشمندان فکر می‌کنند جهان با انفجاری بزرگ، یعنی انبساطی فوق سریع از نقطه‌ای بی‌نهایت متراکم آغاز شد و درنهایت تشکیل هرآنچه را که امروز می‌بینیم، در پی داشت. به گفته‌ی گومز، جهان از همان ابتدای تشکیل شروع به انبساط کرد. درنتیجه‌ی انفجار بزرگ همه چیز در جهان از هم دور شد و این انبساط همچنان ادامه دارد.

یکی از دلایلی که همه چیز در فضا حرکت می‌کند، انبساط جهان است. اما این انبساط فقط در مقیاس‌های بسیار بزرگ اثرگذار است. درواقع، وقتی به فواصل بسیار دور در فضا نگاه می‌کنیم، به نظر می‌رسد کهکشان‌ها و اجرام دوردست از یکدیگر دور می‌شوند. این دور شدن به دلیل حرکت آن‌ها در فضا نیست، بلکه به این خاطر است که فضای بین این اجرام درحال بزرگ‌تر شدن است.

در مقیاس‌های کوچک‌تر، چرخش نقش اصلی را در حرکت اجرام در فضا دارد. چرخش نیز به نوعی در سراسر جهان رایج و همه‌گیر است و تقریباً چیزی در فضا وجود ندارد که نچرخد. چرخش یکی از ویژگی‌های بنیادی در حرکت اجرام در فضا است و شامل سیاره‌ها، ستاره‌ها، کهکشان‌ها و اجرام کوچک‌تر می‌شود.

علت چرخش اجرام در فضا «تکانه زاویه‌ای» است: وقتی دو جسم در فضا به هم نزدیک می‌شوند، جاذبه‌ی متقابل آن‌ها را به سمت هم می‌کشد و اگر به هم برخورد نکنند یا در جهت‌های متفاوتی حرکت نکنند، تمایل دارند دور یکدیگر به گردش درآیند. این پدیده بر همه چیز از ریزترین دانه‌های معدنی تا بزرگ‌ترین کهکشان‌ها تاثیر می‌گذارد.

گومز شکل‌گیری منظومه شمسی را با ساخت پیتزای ایتالیایی مقایسه می‌کند تا مفهوم تکانه زاویه‌ای و تأثیر آن را توضیح دهد. او می‌گوید همان‌طور که وقتی خمیر پیتزا را به هوا می‌اندازید و آن را می‌چرخانید، خمیر پهن می‌شود و به شکل صفحه درمی‌آید، منظومه شمسی نیز به همین صورت شکل گرفته است.

به علت تکانه زاویه‌ای است که سیاره‌های منظومه شمسی دور خورشید می‌چرخند: منظومه شمسی به شکل توده چرخانی از گاز و غبار شروع و درنهایت به ستاره‌ها و سیاره‌ها تبدیل شد. در طول این مسیر، تکانه زاویه‌ای تضمین‌کننده این بود که چرخش هرگز متوقف نشود.

در سیستمی مانند منظومه شمسی، ستاره‌ها یا اجرامی که دورتر از مرکز هستند، باید با سرعت کمتری نسبت به اجرام نزدیک به مرکز حرکت کنند. این امر به دلیل کاهش نیروی گرانشی با افزایش فاصله است. براساس همین مشاهدات انتظار داریم سرعت چرخش بخش‌های مختلف کهکشان به سمت لبه‌ها کاهش یابد، اما در کهکشان‌ها، این اتفاق نمی‌افتد.

گومز توضیح می‌دهد کهکشان‌ها به گونه‌ای می‌چرخند که گویی جسم جامدی مانند خمیر اولیه پیتزا هستند، در‌حالی‌که درواقع از اجزای جداگانه‌ای مانند ستاره‌ها تشکیل شده‌اند.

ماده تاریک با نور برهم‌کنش ندارد، بنابراین نمی‌توانیم آن را به کمک تلسکوپ ببینیم. گرچه جرم دارد و ازطریق اثرات گرانشی با سایر اجسام جرم‌دار، با آن‌ها برهم‌کنش دارد. ماده تاریک نیز تکانه زاویه‌ای دارد و این دلیل دیگری است که نشان می‌دهد همه چیز در فضا درحال حرکت است.

بنا به توضیح گومز، حرکت یکی از اجزای بنیادی و اساسی در جهان است. او می‌گوید حرکت نشان‌دهنده‌ی «زنده بودن» کیهان است؛ نه به معنای آگاهی یا هوشیاری، بلکه به معنای اینکه در جهان دائماً اتفاقاتی درحال رخ دادن است: واکنش‌های شیمیایی، واکنش‌های فیزیکی و دیگر فعالیت‌های پویایی که به انرژی نیاز دارند و ساده‌ترین و ابتدایی‌ترین شکل انرژی، حرکت است.