سیزده عدد سرنوشت‌ساز در علوم کیهانی!

جی پلاس، برخی از شماره‌ها، مثل شماره تلفن یا کد ملی‌تان، برای شما به مراتب مهم‌تر از شماره‌های دیگر هستند ولی اعدادی که در این مقاله در موردشان صحبت می‌کنیم، از اهمیتی کیهانی برخوردارند و مفاهیمی اساسی هستند که جهان ما را تعریف کرده، وجود حیات را ممکن می‌کنند و سرنوشت نهایی جهان را تعیین می‌نمایند.

خبرآنلاین نوشت؛ این مقاله در حقیقت بخشی از کتاب "اعداد کیهانی: اعدادی که جهان ما را تعریف می‌کنند" نوشته پروفسور جیمز استاین، استاد ریاضیات دانشگاه کالیفرنیاست که نه تنها به تاثیری که هر عدد بر جهان و زندگی ما دارد اشاره می‌کند، بلکه داستان آن را هم بیان می‌کند: از افرادی که این اعداد را کشف کردند تا کاربردهایشان. این اعداد را به ترتیبی که علم برای اولین بار از آنها آگاه شد به شما معرفی می‌کنیم:

۱- ثابت جهانی گرانش

در سال ۱۶۶۵ در لندن، اوضاع بسیار بد بود. آن سال بیماری طاعون بوبونیک در لندن بیداد می‌کرد و افراد با اینکه اطلاعات پزشکی کمی داشتند، می‌دانستند که باید شهر را ترک کنند. دانشگاه کمبریج تعطیل شد و یکی از فارغ‌التحصیلان آن دانشگاه به نام ایزاک نیوتون به وولستروپ برگشت و هجده ماه را در آنجا سپری کرد تا دری بزرگ را به روی دنیای مدرن باز کند.

فرضیه ابتدایی نیوتون این بود که جاذبه گرانشی بین دو جرم، نسبت مستقیمی با حاصل‌ضرب جرم‌ها دارد و با مجذور فاصله بین آنها نسبتی معکوس دارد. او دریافت که مدار سیارات بیضی شکل است و خورشید در کانون قرار دارد. یوهانس کپلر هم بعد از سال‌ها مشاهدات به این نتیجه رسیده بود؛ اما نیوتون با فرض جاذبه گرانشی و استفاده از حساب دیفرانسیل و انتگرال (که برای همین منظور اختراع کرده بود)، توانست به این جمع‌بندی برسد.

گرچه ثابت گرانشی جهانی (G)، اولین ثابتی بود که کشف شد، اما در بین ۱۳ ثابتی که در این گزارش با آن آشنا می‌شوید، کمترین دقت را دارد و دلیل آن هم ضعف شدید نیروی گرانش در مقایسه با دیگر نیروهاست. این را در نظر داشته باشید که گرچه جرم زمین، حدود ۶ ضربدر ۱۰ به توان ۲۴ کیلوگرم است، اما اولین بار در سال ۱۹۵۷ میلادی و سه قرن بعد از نیوتون بود که انسان‌ها توانستند با استفاده از یک موشک ساده و انرژی شیمیایی، با ارسال اولین ماهواره مصنوعی به مدار زمین، بر جاذبه گرانشی زمین غلبه کنند.

۲- سرعت نور

اختراع توپ در قرون وسطی نشان داد که سرعت صدا، محدود است. کمی قبل از شنیدن صدای انفجار یک توپ، شما می‌توانید آتش توپ را بینید. اندکی بعد از اختراع توپ جنگی، چند دانشمند از جمله گالیله، دریافتند که این احتمال وجود دارد که سرعت نور هم احتمالا محدود باشد. گالیله آزمایشی را ابداع کرد که توانست این را ثابت کند. آزمایش او شامل استفاده از تلسکوپ و افرادی بود که از فواصلی بسیار دور، نور را به سمت هم نشانه می‌گرفتند.

ولی سرعت بسیار بالای نور، با توجه به محدودیت‌های تکنولوژی در دهه ۱۶۰۰، این آزمایش را بی‌نتیجه گذاشت. اما در اواخر قرن نوزدهم، تکنولوژی و نبوغ آنقدر پیشرفت کرده بود که اندازه‌گیری سرعت نور در ۰.۰۲ درصد از مقدار واقعی آن امکان‌پذیر بود. همین این امکان را برای آلبرت میچلسون و ادوارد مورلی فراهم کرد که نشان دهند که سرعت نور، مستقل از جهت است. این نتیجه در نهایت به نظریه نسبیت اینشتین منتهی شد؛ دستاورد فکری نمادین قرن بیستم و تمام تاریخ.

گاهی می‌شنویم که چیزی نمی‌تواند سریعتر از نور حرکت کند. در حقیقت، هیچ چیز فیزیکی در جهان نمی‌تواند سریع‌تر از سرعت نور حرکت کند.

۳- ثابت ایده‌آل گاز

در قرن هفدهم، دانشمندان سه فاز ماده را کشف کردند: مایع، جامد و گاز (که البته فاز چهارم ماده یعنی پلاسما، قرن‌ها بعد کشف شد). در آن زمان کار کردن با مایعات و جامدات سخت‌تر از گازها بود؛ چرا که اندازه‌گیری تغییرات مایعات و جامدات، با امکانات آن دوره سخت بود. در نتیجه بسیاری از آزمایش‌ها با گازها انجام شد تا قوانین فیزیکی اساسی استنتاج شوند.

احتمالا رابرت بویل، اولین دانشمند بزرگی بود که مسئولیت چیزی را برعهده داشت که ما آن را به‌عنوان جوهره آزمایش‌ها مدنظر قرار می‌دهیم: تغییر دادن یک یا چند پارامتر برای دیدن اینکه پارامترهای دیگر چطور تغییر می‌کنند.

بویل ارتباط بین فشار و حجم گاز را کشف کرد و یک قرن بعد، ژاک چارلز و جوزف گی-لوساک رابطه بین حجم و دما را کشف کردند. البته این کشف در محیطی آزمایشگاهی و با انجام چند اندازه‌گیری ساده به دست نیامد و این دانشمندان برای کسب اطلاعات مورد نیاز، یک بالون هوای گرم را به ارتفاع ۲۳۰۰۰ پایی بردندکه احتمالاً در آن زمان یک رکورد جهانی بود. با ترکیب نتایج تحقیقات بویل، چارلز و گی-لوساک، مشخص شد که در یک مقدار ثابت گاز، دما با حاصلضرب فشار و حجم متناسب است و این به عنوان ثابت گاز ایده‌آل شناخته می‌شود.

۴- صفر مطلق

ایجاد حرارت کار آسانی است. از دوران ماقبل تاریخ انسان‌ها یاد گرفته بودند تا آتش روشن کنند. اما در سوی دیگر تولید سرما کار به مراتب سخت‌تری است که البته کیهان در این زمینه واقعا موفق بوده چرا که میانگین دمای کیهان تنها چند درجه بالاتر از صفر مطلق است. دلیل سرمایش کیهان، دقیقا همان کاری است که در ساخت یخچال‌ها انجام می‌شود: انبساط گاز.

مایکل فارادی، که بیشتر به خاطر مطالعات در زمینه الکتریسیته معروف است، اولین کسی بود که پیشنهاد تولید دماهای سردتر با مهار انبساط گاز را ارائه کرد و مقداری کلر مایع در یک لوله مهر و موم شده قرار داد و با شکستن لوله و در نتیجه کاهش فشار، کلر فوراً به گاز تبدیل شد. فارادی به این نتیجه رسید که اگر کاهش فشار می‌تواند مایع را به گاز تبدیل کند، شاید اعمال فشار بر روی گاز بتواند آن را به مایعی با دمای سردتر تبدیل کند. این همان سیستمی است که در یخچال‌های امروزی به کار می‌رود: گاز تحت فشار قرار گرفته و با انبساط، باعث خنک شدن محیط می‌شود.

این اعمال فشار، این امکان را برای دانشمندان فراهم کرد تا در آغاز قرن بیستم، اکسیژن، هیدروژن و هلیوم را مایع کنند و بشر را به فاصله چند قدمی تا دمای صفر مطلق رساند.

اما گرما حرکت می‌کند و تکنیک کاهش سرعت اتم‌ها با استفاده از لیزر، ما را قادر می‌سازد تا به یک میلیونم دمای صفر مطلق برسیم. صفر مطلق در همان دسته سرعت نور قرار می‌گیردکه اجسام مادی می‌توانند تا به نزدیکی آن رسیده ولی هرگز نمی‌توانند به آن برسند.

۵- عدد آووگادرو

کشف رازهای شیمی شبیه به باز کردن قفل یک صندوق امانات است که برای انجام آن به دو کلید نیاز بود.

در ابتدای قرن نوزدهم، نظریه اتمی جان دالتون، کلید اول بود. ریچارد فاینمن، فیزیکدان مشهور درباره اهمیت نظریه اتمی گفت:« اگر در یک فاجعه، تمام دانش علمی نابود شود و فقط یک جمله به نسل بعدی منتقل شود، یعنی بیشترین اطلاعات در کوتاه‌ترین جمله؛ به نظر من این جمله باید این فرضیه اتمی باشد که همه چیز از اتم‌ها ساخته شده‌اند - ذرات کوچکی که در حرکت دائمی به اطراف حرکت می‌کنند.»

۹۲ عنصر طبیعی هستند که بلوک‌های ساختمانی اساسی همه مواد جهان را تشکیل می‌دهند وتقریباً همه چیز در جهان یک ترکیب است: ترکیبی از انواع عناصر مختلف.

دومین کلید شیمی مدرن این کشف بود که هر ترکیب مجموعه‌ای از مولکول‌های یکسان است. مثلا آب خالص از تعداد زیادی مولکول H۲O یکسان ساخته شده است.

اما فقط چند مولکول؟ انجام محاسبات به گونه‌ای که بتوان نتیجه واکنش‌های شیمیایی را پیش‌بینی کرد، یک مانع بزرگ برای پیشرفت علم شیمی بود.

در آن زمان آمادئو آووگادرو، شیمی‌دان ایتالیایی پیشنهاد کرد که در دما و فشار یکسان، حجم مساوی از گازهای مختلف، حاوی تعداد یکسانی مولکول است. وقتی او برای اولین بار این فرضیه را اعلام کرد، چندان موردتوجه قرار نگرفت. اما شیمیدانان توانستند تا ساختار مولکول‌ها را با اندازه‌گیری حجم در شروع و پایان یک واکنش شیمیایی استنتاج کنند. عدد آووگادرو تعداد اتم‌های موجود در ۱۲ گرم کربن است که تعداد آن معادل تقریباً ۶ با ۲۳ صفر است.

۶- قدرت نسبی الکتریسیته و گرانش

در یک صبح سرد زمستانی وقتی روی فرش راه بروید، ممکن است به اندازه‌ای الکتریسیته ساکن تولید کنید که اشیای کوچکی به لباس‌تان بچسبند یا موهایتان سیخ شوند. این حکایت از آن دارد که قدرت الکتریسیته بیشتر از گرانش است. جرم زمین با اتکا به گرانش، همه این اشیا را به سمت پایین می‌کشد، اما همین مقدار کم الکتریسیته ساکن تولید شده، بر گرانش غلبه خواهد کرد.

البته این واقعیت که الکتریسیته بسیار قوی‌تر از گرانش است، اصلا چیز بدی نیست و زندگی را به جریان می‌اندازد؛ چرا که زندگی مجموعه‌ای از واکنش‌های شیمیایی و الکتریکی است که حتی واکنش‌های شیمیایی که باعث حرکات ماهیچه‌های ما یا هضم غذا در بدنمان می‌شوند، در نهایت به الکتریسیته وابسته‌اند.

واکنش‌های شیمیایی زمانی رخ می‌دهند که الکترون‌ها در لبه‌های بیرونی اتم ها تبعیت خود را از یک اتم به اتم دیگر تغییر می‌دهند و بدین‌ترتیب ترکیبات مختلفی با ترکیب مجدد اتم‌ها تشکیل می‌شود. این‌گونه، اعصاب ما پیام‌هایی را به ماهیچه‌هایمان فرستاده و ما را قادر به حرکت می‌کنند. اگر قدرت الکتریسیته نسبت به گرانش ضعیف‌تر از این بود، کار دشوارتر می‌شد.

۷- ثابت بولتزمن

به دلیل گرانش زمین، آب در سراشیبی جریان پیدا می‌کند و نه در سربالایی. گرانش در واقع یک نیرو است و نیروی جاذبه زمین طوری عمل می‌کند که انگار در مرکز زمین متمرکز شده و آب را به سمت پایین می‌کشد. با این حال، توضیحی برای اینکه چرا تکه‌های یخ در یک لیوان آب داغ ذوب می‌شوند، اما هرگز خود به خود در یک لیوان آب ولرم شکل نمی‌گیرند، وجود ندارد. این به نحوه توزیع انرژی گرمایی برمی‌گردد و حل این ابهام، یکی از اتفاقات بزرگ فیزیک در قرن نوزدهم بود.

لودویگ بولتزمن، فیزیکدان اتریشی، جواب این سوال را کشف کرد و به این نتیجه رسید که برای توزیع انرژی در بین مولکول‌های یک لیوان آب ولرم، نسبت به یک لیوان آب داغ با تکه های یخ، راه‌های بیشتری وجود دارد. طبیعت یک بازیگر متکی به درصدهاست و معمولا برای انجام کارها، محتمل‌ترین راه را دنبال می‌کند و ثابت بولتزمن این رابطه را بیان کرد و مشخص کرد که بی‌نظمی بسیار رایج‌تر از نظم است.

معادله آنتروپی بولتزمن، که ثابت بولتزمن را در خود جای می‌دهد، در توضیح قانون مورفی می‌گوید: «اگر مشکلی پیش بیاید، این اتفاق خواهد افتاد. این بدان معنا نیست که یک نیروی بدخیم اوضاع را برای شما خراب می‌کند. فقط این است که تعداد راه‌هایی که ممکن است همه چیز به اشتباه پیش برود، بسیار بیشتر از تعداد راه‌هایی است که کارها می‌توانند درست پیش بروند.»

۸- ثابت پلانک

در بیشتر موارد، دانشمندان می‌دانند که طبیعت قاضی نهایی هر تحلیلی است و گاهی طبیعت زمان زیادی را صرف می‌کند تا حکم خود را صادر کند. ماکس پلانک در مورد جهان فیزیکی گفته: "امروز تصوری انقلابی و به بزرگی نوع تفکر نیوتن داشتم."

کشف شگفت‌انگیز پلانک این بود که جهان انرژی را در مضرب‌های متناهی با کوچک‌ترین مقدار بسته‌بندی می‌کند، دقیقا همان‌طوری که نظریه اتم معتقد است که جهان ماده را در مضرب‌های متناهی اتم بسته‌بندی می‌کند. این بسته‌های کوچک انرژی به عنوان کوانتوم شناخته می‌شوند و ثابت پلانک به اختصار h اندازه این بسته‌ها را به ما می‌گوید. اما گذشت زمان ثابت کرد که حرف پلانک کاملاً درست است.

نظریه کوانتومی پلانک نه تنها توضیحی در مورد نحوه ساختار جهان است، بلکه جرقه اصلی انقلاب تکنولوژیکی در قرون ۲۰ و ۲۱ به حساب می‌آید. تقریباً هر پیشرفت الکترونیکی بشر، از لیزر گرفته تا رایانه و تصویربرداری‌های مغناطیسی، از آنچه نظریه کوانتومی درباره جهان به ما می‌گوید نشأت گرفته است.

نظریه کوانتومی تصویری کاملاً غیرمعمول از واقعیت به ما ارائه می‌دهد. مفاهیمی مانند جهان‌های موازی، که زمانی جزو داستان‌های علمی تخیلی بودند، حالا و به لطف نظریه کوانتومی، به‌عنوان تبیین‌های مشروعی از وضعیت موجود جا افتاده‌اند.

۹- شعاع شوارتزشیلد

مفهوم سیاهچاله به معنی فضایی که در آن مواد بسیار زیادی جمع شده و کشش گرانشی مانع از فرار نور می شود، در قرن هجدهم شناخته شد. در آن زمان این مفهوم بیشتر تحت عنوان یک امکان نظری مطرح شد تا یک پدیده واقعی.

اما احتمال وجود یک سیاهچاله واقعی در نتیجه نظریه نسبیت عام انیشتین با توضیح مفصلی از ظرایف گرانش که نیوتن به آنها نرسیده بود مطرح شد . نسخه‌ای از این نظریه در طول جنگ جهانی اول به جبهه روسیه و به دست کارل شوارتزشیلد، فیزیکدان و ستاره‌شناسی که در ارتش آلمان خدمت می‌کرد رسید.

انیشتین نظریه‌اش را در قالب یک سیستم معادلات مطرح کرده بود که حل آنها بسیار دشوار بود، اما شوارتزشیلد در بحبوحه کشتارهای جنگ توانست راه حلی برای آنها بیابد و همچنین نشان داد که برای هر مقدار معینی از ماده، کره کوچکی وجود دارد که اگر تمام آن ماده داخل کره جمع شود، تبدیل به یک سیاهچاله خواهد شد و شعاع این کره به شعاع شوارتزشیلد معروف شد. (شعاع شوارتزشیلد یک عدد واحد نیست و اندازه آن برای هر جرم متفاوت است.)

شاید این تصور را داشته باشید که سیاهچاله‌ها به طرز عجیبی کوچک، متراکم و سیاه هستند. مثلا شعاع شوارتزشیلد برای جرمی به اندازه زمین تنها حدود ۱ سانتی‌متر است. اما در کمال تعجب، سیاهچاله‌های بسیار بزرگی ممکن است وجود داشته باشند؛ مثلا اگر برای ایجاد یک سیاهچاله، جرم کل یک کهکشان به طور مساوی در شعاع شوارتزشیلد آن توزیع شود، چگالی سیاهچاله حدود ۰۰۰۲/۰ چگالی جو زمین خواهد بود.

۱۰- کارایی همجوشی هیدروژن

کارل سیگان در جمله‌ای معروف گفته بود:« همه ما از جنس ستاره‌ای هستیم». حالا به این نتیجه رسیده‌ایم که این عبارت به لطف کارایی همجوشی هیدروژن درست است.

بیشتر کیهان از هیدروژن تشکیل شده و عناصر پیچیده‌تر (مخصوصا آنهایی که حیات را ممکن می‌کنند) از هیدروژن به دست می‌آیند. این کار در کیهان با ستاره‌ها که در واقع فقط توپ‌های بسیار بزرگی از هیدروژن هستند که از طریق جاذبه گرانشی جمع شده‌اند، انجام می‌شود. فشار این جاذبه گرانشی آنقدر قوی است که واکنش‌های هسته‌ای آغاز شده و هیدروژن از طریق همجوشی به هلیوم تبدیل می‌شود.

مقدار انرژی آزاد شده در این فرآیند با معادله معروف انیشتین E = mc۲ به دست می‌آید. اما تنها ۰.۷ درصد از هیدروژن ابتدایی به انرژی تبدیل می‌شود (یعنی ۰.۰۰۷ ) این بازده همجوشی هیدروژن است و وجود حیات در جهان به این عدد بسیار حساس است.

یکی از مراحل ابتدایی در همجوشی هیدروژن، تولید دوتریوم (هیدروژن سنگین) است و درصورتی که بازده همجوشی هیدروژن به کمتر از ۰.۰۰۶ برسد، این اتفاق نمی‌افتد. ستاره‌ها همچنان شکل می‌گیرند، اما آنها تنها توپ‌های درخشان و بزرگ هیدروژنی خواهند بود. اگر بازده همجوشی هیدروژن ۰.۰۰۸ یا بیشتر شود، همجوشی بسیار کارآمد خواهد بود. سرعت تبدیل هیدروژن به هلیوم آنقدر بالا خواهد رفت که هیدروژن موجود در کیهان تمام می‌شود. از آنجایی که هر مولکول آب حاوی دو اتم هیدروژن است، تشکیل آب غیرممکن است و بدون آب، زندگی نخواهد داشت.

۱۱- حد چاندراسخار

زندگی گرچه برپایه عنصر کربن است، اما همچنان به اتم‌های دیگر و سنگین‌تر نیز نیاز است. تنها یک فرآیند در جهان این عناصر سنگین‌تر را تولید می‌کند که یک ابرنواختر(انفجار یک ستاره غول پیکر) است. در یک انفجار ابرنواختری همه عناصر سنگین‌تر تولید شده و در سراسر جهان پراکنده می‌شوند. بدین ترتیب سیارات شکل می‌گیرند و زندگی تکامل پیدا می‌کند.

ابرنواخترها کمیاب اما دیدنی هستند. ابرنواختری که در سال ۱۹۸۷ در آسمان ظاهر شد، گرچه بیش از صد و پنجاه هزار سال نوری از زمین فاصله داشت ولی با چشم غیرمسلح قابل مشاهده بود.

اندازه یک ستاره سرنوشتش را تعیین می کند. ستاره‌هایی به اندازه خورشید زندگی نسبتاً آرامی دارند (هر چند که میلیاردها سال بعد خورشید منبسط شده و زمین را می‌بلعد). ستاره‌های بزرگتر از خورشید به کوتوله‌های سفید تبدیل می‌شوند (ستاره‌هایی به شدت داغ اما کوچک که به آرامی سرد می‌شوند و می‌میرند). اما اگر یک ستاره از یک جرم خاص - حد چاندراسخار - فراتر رود، به یک ابرنواختر تبدیل خواهد شد.

حد چاندراسخار تقریباً ۱.۴ برابر جرم خورشید است. جالب اینجاست که سوبرهمانیان چاندراسخار، کاشف این حد، یک دانش‌آموز ۲۰ ساله بود که با ترکیب تئوری‌های ترکیب ستاره‌ای، نسبیت و مکانیک کوانتومی در سفری با کشتی بخار از هند به انگلستان، این موضوع را کشف کرد.

۱۲- ثابت هابل

فقط دو احتمال برای جهان هستی وجود دارد: یا همیشه بوده یا شروعی داشته. پاسخ به این سوال، در اواخر دهه ۱۹۶۰ و زمانی که شواهد قطعی نشان داد که جهان در یک انفجار عظیم آغاز شده، مشخص گردید. درک جزئیات این انفجار بزرگ تقریباً غیرممکن است. تمام مواد کیهان، همه ستاره‌ها و کهکشان‌ها، در ابتدا در حجمی کوچک به هم فشرده شده بودند که حجم یک اتم هیدروژن در مقایسه با آن غول‌پیکر به نظر می‌رسید.

اما اگر جهان با یک انفجار غول پیکر شروع شده، این انفجار چند سال پیش رخ داده و کیهان امروزی چقدر بزرگ است؟ برای اولین بار در دهه ۱۹۲۰ ادوین هابل (که تلسکوپ فضایی معروف به نام او نامگذاری شده) در رصدخانه مونت ویلسون به این موضوع پرداخت.

هابل با استفاده از تکنیکی شبیه به روشی که حالا در تفنگ‌های رادار مورد استفاده قرار می‌گیرد، کشف کرد که کهکشان‌ها به طور کلی از زمین دور می‌شوند. از آنجایی که از نظر نجومی هیچ چیز خاصی در مورد مکان زمین در جهان وجود ندارد، این باید در سراسر کیهان اتفاق بیفتد: همه کهکشان‌ها از هم دور می‌شوند. رابطه بین سرعت دور شدن کهکشان و فاصله آن از زمین توسط ثابت هابل محاسبه شد و بدین ترتیب مشخص گردید که این انفجار بزرگ تقریباً ۱۳.۷ میلیارد سال پیش رخ داده است.

۱۳- امگا

حالا که می‌دانیم که جهان چگونه آغاز شده و چند سال قدمت دارد، سوال بعدی این است که همه چیز چطور به پایان خواهد رسید.

برای گرفتن پاسخ این سوال، باید بتوانیم اطلاعات کافی برای محاسبه مقدار ثابت معروف به امگا را جمع‌آوری کنیم.

اگر موشکی از یک سیاره پرتاب شود و سرعت موشک را بدانید، دانستن اینکه آیا موشک می‌تواند از گرانش یک سیاره بگریزد یا خیر، بستگی به جرم سیاره دارد. مثلا موشکی با سرعت کافی برای فرار از ماه ممکن است سرعت کافی برای فرار از زمین را نداشته باشد.

سرنوشت جهان هم به همین نوع محاسبات بستگی دارد. اگر "انفجار بزرگ یا بیگ بنگ" سرعت کافی به کهکشان‌ها می‌داد، آنها ممکن بود برای همیشه از هم دور شوند. اما اگر خلاف این اتفاق می‌افتاد، کهکشان‌ها مثل شبیه موشک‌های بدون سرعت فرار، رفتار می‌کردند و اتفاقی برعکس انفجار بزرگ رخ می‌داد.

همه چیز به جرم کل کیهان بستگی دارد. وجود تقریباً پنج اتم هیدروژن در هر متر مکعب فضا، برای جاذبه گرانشی کافی است تا کهکشان‌ها را در یک بحران بزرگ به هم برگرداند. آن نقطه اوج، امگا نام دارد و این نسبت کل مقدار ماده در جهان تقسیم بر حداقل مقدار ماده مورد نیاز برای ایجاد انفجار بزرگ است.

اگر امگا کمتر از یک باشد، کهکشان‌ها برای همیشه از هم جدا می‌شوند. اگر بیش از یک باشد، در آینده‌ای دور، بحرانی بزرگ رخ خواهد داد. در حال حاضر و طبق تخمین دانشمندان، میزان امگا چیزی بین ۰.۹۸ و ۱.۱ است و در نتیجه سرنوشت جهان هنوز مشخص نیست.