مشاهده نسخه کامل
: Ramana
18-04-2010, 14:35
اگر نظريه تورمي كيهان شناسي درست باشد ، اين معنا را مي دهد كه كيهان بسيار بزرگتر از آنچه است كه تصور مي شود و احتمالا به همان اندازه هم پيرتر از سن كنوني است كه براي آن در نظر مي گيريم ، و تنها يك مهبانگ را به خود نديده است بلكه تا به حال شاهد بينهايت از مهبانگ ها بوده است .
نظريه تورمي به منظور توجيه خصوصيات قابل مشاهده كيهان مطرح شد و تا به حال نيز بسيار موفق بوده است . براي مثال مي توان بررسي ماهيت امواج پس زمينه كيهاني نام برد كه كيهانشناسان آن را به عنوان پس فروزشي ( تابشي ) به علت گرماي كيهان در زمان بيگ بنگ تفسير مي كنند .
منجمان با توجه به اندازه گيري هاي بسيار دقيقي كه از اين پرتو ها داشتند ، دريافتند كه اين پرتوها با شدتي يكسان وبا دقتي باور نكردني و در حدود 0.001 درصد ، از تمامي جهات به زمين مي رسند .با رد يابي گذشته ي پرتو ها و بازگشت در زمان ، كيهان شناسان به اين نتيجه مي رسند كه دما و چگالي ماده در كيهان نيز مي بايست با دقتي در همين حدود ، در زمان گسيل اين پرتوها ( در حدود 300.000 سال بعد از بيگ بنگ ) يكنواخت و همگن باشد .
بدون نظريه تورمي ، اين يكنواختي وهمگني تا به اين اندازه زياد كه بايد در نظر بگيريم ، قابل توجيه نيست .محاسبات نشان مي دهد كه بدون تورم كيهان زمان كافي را براي اينكه چنين همگني و يكنواختي در آن رخ دهد ندارد .بنا براين چيزي را كه به اجبار بايد در نظر بگيريم اين است كه كيهان بدون هيچ توضيحي از ابتدي آغازش يكنواخت و همگن بوده است .
دركل حالت كلاسيك نظريه مهبانگ بر خلاف نامش ، واقعا يك نظريه براي توضيح مهبانگ نيست بلكه بيشتر به پيامد ها و اثرات مهبانگ مي پردازد .اين نظريه بيان مي كند كه چگونه جهان نو بنياد ، داغ و چگال اوليه گسترش پيدا مي كند و از گرماي خود مي كاهد و يا چگونه عناصر سبك اوليه درطول انبساط كيهان با يكديگر تركيب مي شوند و يا چه طور ماده به وجود مي آيد تا كهكشان ها وستارگان را بنا نهد ، اما اين نظريه چيزي براي گفتن در مورد اينكه هسته ي اوليه مهبانگ چه بود و اينكه چه چيزي باعث شد كه مهبانگ رخ دهد ، ندارد . به علاوه محاسباتي نيز در مورد همگني كيهان ارائه نمي دهد .
اما در مقابل ، نظريه تورمي توان توجيه لحظه مهبانگ ( BANG OF THE BIG BANG ) را دارد . اين نظريه بر پايه يك فرضيه بر گرفته شده از فيزيك نوين ذرات بنا شده است كه بيان مي كند كه ذرات در چگالي بالا مي توانند به طور شگفت انگيزي گرانش را از سر خود باز كنند ، به اين معنا كه باعث شوند كه گرانش بر خلاف خاصيت جاذبه ي خود حالت دافعه داشته باشد . (خطوط ژئودزيك به جاي همگرايي در يك نقطه ، پس از همگرايي در يك محدوده ، واگرا مي شوند )
به دلايلي كه خارج از موضوع اين مقاله است به اين حالت از ماده خلا كاذب گفته مي شود .نظريه تورمي بيان مي كند كه انبساط جهان كه امروزه شاهد آن هستيم نتيجه ي دافعه گرانشي اين خلا كاذب است كه جهان را در لحظات بسيار كوچك آغازين در بر داشته است .
در نظريه تورمي ،همگني جهان در همان لحظات ابتدايي و قبل از تورم رخ مي دهد .در آن زمان محدوده جهان ( (كه شروع به همگن شدن همانند آنچه كه مشاهده شده است مي كند ) بسيار كوچك بوده است ( بيش از يك ميليارد كوچك تر از اندازه يك پروتون ) و براي حجمي تا اين حد كوچك زمان زيادي براي رخ دادن همگني وجود داشته است در مقايسه با فرآيند هايي كه اكنون مي شناسيم مانند هوايي كه در اتاق حركت مي كند و با انتشار خود حالت يكنواختي را در اتاق به وجود مي آورد . بعد از اين همگني ، تورم باعث انبساط جهان تا به اندازه اي شد، كه بتواند تمامي كهكشان ها و ستارگاني را كه اكنون آنها را مي بينيم در خود جا دهد .
نظريه تورمي تنها همگني را كه در امواج پس زمينه كيهاني مي بينيم توجيه نمي كند بلكه اين نظريه همچنين مي تواند خصوصيات آماري اختلاف بسيار كم در شدت امواج پس زمينه كه توسط ابزارهاي بسيار دقيقي كه حتي نوسانات كمتر از 0.001 را نيز ثبت مي كنند، را نيز توضيح دهد .
ماداميكه كه نظريه تورمي مي بايست برپايه پيشگويي هايش در مورد خصوصيات قابل مشاهده جهان محك خورده و مورد قضاوت قرار گيرد ،كنجكاوي باعث مي شود كه از خود بپرسيم اين نظريه چه چيزي را در مورد جهان بيان مي كند؟ پاسخ اين سوال نا مانوس به نظر مي رسد .
دافعه گرانشي خلا كاذب ( كه باعث تورم شده است ) به اندازه اي قدرتمند است كه انبساط سريع و باور نكردني را به وجود مي آورد و وسعت جهان در مدت زمان 37-^10 ثانيه به دو برابر افزايش مي يابد و در 37-^10 ثانيه بعد نيز وسعت جهان باز هم دوبرابر مي شود و جهان مادامي كه خلا كاذب باقي مانده است هر 37-^10 ثانيه به دوبرابر شدن خود ادامه مي دهد اما خلا كاذب ناپايداراست و در نهايت در برهه اي از بين رفته و انرژي خود را تبديل به ذرات مادي مي كند . از اين نقطه به بعد اين نظريه با مدل استاندارد بيگ بنگ آتشين ( standard hot big bang picture ) هم راي است . انبساط چشمگير اين نظريه اشاره بر اين موضوع دارد كه وسعت جهان بيش از آن است كه تصور مي شود بنا براين قسمت هاي مشاهده شده جهان صرفا مانند لكه اي هستند در يك فضاي بزرگتر .
اما تمامي داستان بسيار پيچيده تر از اين است . خلا كاذب ناپايدار است و در بيشتر مدل هاي اين نظريه مانند مواد راديو اكتيو شروع به واپاشي مي كند همانند اورانيم .اين واپاشي توسط نيمه عمر توضيح داده مي شود به اين معنا كه نيمي از خلا كاذب بعداز سپري شدن اولين زمان نيمه عمر باقي مي مانند و يك چهارم مقدار اوليه بعد از سپري شدن دومين زمان نيمه عمر و به همين تزتيب تا به آخر اما بر خلاف مواد راديو اكتيو ، خلا كاذب همراه با واپاشي منبسط نيز مي شود و سرعت منبسط شدن بيشتر از واپاشي خلا كاذب است .به نظر مي آيد كه نيمه از مقدار اوليه خلا كاذب پس از سپري شدن يك نيمه عمر باقي بماند اما اين مقدار خلا كاذب حجمي بيشتر از مقدار اوليه خود دارد .خلا كاذب هيچگاه نا پديد نمي شود بلكه به جاي آن همواره حجم آن به صورت نامحدود افزايش مي يابد .قسمت هاي مختلف پهنه خلا كاذب به طور نامنظم واپاشي مي كنند و جهان هاي "" حبابي "" جديد را در فرآيندي همواره رو به رشد توليد مي كنند . جهان ما تنها يكي از جهان هاي برخاسته از گروهي بينهايت از اين حباب هاست .
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
نمواردي كه در بالا مشاهده مي كنيد مدل ساده شده اي است كه نشان مي دهد سير تكاملي حباب ها و خلا كاذب چگونه است . رديف بالا حجم خلا كاذب را به تصوير مي كشد و رديف دوم همان منطقه را بعد از سپري شدن يك نيمه عمر نشان مي دهد .در رسم تصاوير هر مرحله 4 برابر بزرگتر فرض شده كه در واقعيت مي تواند بيشتر از اين مقدار نيز باشد .رديف دوم ناحيه اي از خلا كاذب را نشان مي دهد كه واپاشي كرده است و تبديل به جهان هاي حبابي شده است و دو قسمت از خلا كاذب كه همچنان باقي مانده اند .
هر كدام از دو قسمت خلا كاذب باقي مانده حجمي معادل خلا كاذب اوليه دارند . رديف سوم قسمتي را نشان مي دهد كه بعد از نيمه عمر دوم واپاشي كرده است و دو جهان حبابي ديگر كه از خلا كاذب رديف دوم شكل گرفته اند به همراه 4 منطقه خلا كاذب ديگر كه هر كدام حجمي برابر خلا كاذب نخستين دارند .اين چرخه همواره ادامه خواهد داشت .خلا هاي كاذب در هم مي شكنند پس به ندرت مشاهده گري بتواند چيزي بيش از احتمال قابل صرف نظري براي ديدن نشانه اي از وجود آنها داشته باشد .با اين حال ، درك چرخه ي بينهايت جهان ها به منظور محاسبه آماري از خصوصيات جهان خودمان ، كه به نوعي شاخه اي از اين فرآيند است ، لازم به نظر مي رسد .
در مطالعه نظرياتي مانند نظريه تورمي ، كيهان شناسان فرض مي كنند كه قوانين فيزيك در اين جهان هاي چندگانه يكسان است . كيهان شناسان درواقع هيچ راهي براي فهميدن اين كه آيا به راستي اين گونه است يا خير ندارند اما هدف آنها مطالعه نتايج قوانين فيزيك به همين نحوي است كه آنها را مي شناسيم و نه انديشيدن بيهوده در مورد قوانين جهان هاي ديگر . با اين حال ، اين احتمال وجود دارد كه جهان هاي ديگر متفاوت از جهاني كه خودمان در آن زندگي مي كنيم باشند .
در حالي كه فضاي تهي خالي از هر گونه ويژگي در نظر گرفته مي شد، در فيزيك نوين ذرات ، فضاي تهي ، كه خلا نيز ناميده مي شود ، مقوله اي بسيار پيچيده است . زوج هاي ماده _پاد ماده به طور پيوسته در آن ظاهر و ناپديد مي شوند و خود فضا نيز به قسمت هاي كمتر شناخته شده اي به نام « حباب هاي ريز كوانتمي » تقسيم مي شود كه اگر به اندازه ي كافي بزرگ نمايي داشته باشيم ( تا اندازه هاي ( 36-^10 ) ) قابل مشاهده هستند .
به دليل اين پيچيدگي ، فيزيكدانان نمي دانند كه آيا فقط يك نوع از فضاهاي تهي ( خلا ) پايدار است يا اينكه چند نوع هستند . انواع ديگر فضهاي تهي نمي توانند 3 بعدي باشند ، و احتمالا آنها جرم ذرات مادي و نيروي هايي كه بر رفتار هاي آنها حكمراني مي كنند ، را دگر گون مي كنند .اگر انواع مختلفي اگر فضا ها وجود دارند ، چرخه ي بينهايت جهان ها ( جهان اي جبابي ) مي توان معياري براي تمامي احتمالات ممكن باشد .
منبع :
برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید
نظريه تورمي به منظور توجيه خصوصيات قابل مشاهده كيهان مطرح شد و تا به حال نيز بسيار موفق بوده است . براي مثال مي توان بررسي ماهيت امواج پس زمينه كيهاني نام برد كه كيهانشناسان آن را به عنوان پس فروزشي ( تابشي ) به علت گرماي كيهان در زمان بيگ بنگ تفسير مي كنند .
منجمان با توجه به اندازه گيري هاي بسيار دقيقي كه از اين پرتو ها داشتند ، دريافتند كه اين پرتوها با شدتي يكسان وبا دقتي باور نكردني و در حدود 0.001 درصد ، از تمامي جهات به زمين مي رسند .با رد يابي گذشته ي پرتو ها و بازگشت در زمان ، كيهان شناسان به اين نتيجه مي رسند كه دما و چگالي ماده در كيهان نيز مي بايست با دقتي در همين حدود ، در زمان گسيل اين پرتوها ( در حدود 300.000 سال بعد از بيگ بنگ ) يكنواخت و همگن باشد .
بدون نظريه تورمي ، اين يكنواختي وهمگني تا به اين اندازه زياد كه بايد در نظر بگيريم ، قابل توجيه نيست .محاسبات نشان مي دهد كه بدون تورم كيهان زمان كافي را براي اينكه چنين همگني و يكنواختي در آن رخ دهد ندارد .بنا براين چيزي را كه به اجبار بايد در نظر بگيريم اين است كه كيهان بدون هيچ توضيحي از ابتدي آغازش يكنواخت و همگن بوده است .
دركل حالت كلاسيك نظريه مهبانگ بر خلاف نامش ، واقعا يك نظريه براي توضيح مهبانگ نيست بلكه بيشتر به پيامد ها و اثرات مهبانگ مي پردازد .اين نظريه بيان مي كند كه چگونه جهان نو بنياد ، داغ و چگال اوليه گسترش پيدا مي كند و از گرماي خود مي كاهد و يا چگونه عناصر سبك اوليه درطول انبساط كيهان با يكديگر تركيب مي شوند و يا چه طور ماده به وجود مي آيد تا كهكشان ها وستارگان را بنا نهد ، اما اين نظريه چيزي براي گفتن در مورد اينكه هسته ي اوليه مهبانگ چه بود و اينكه چه چيزي باعث شد كه مهبانگ رخ دهد ، ندارد . به علاوه محاسباتي نيز در مورد همگني كيهان ارائه نمي دهد .
اما در مقابل ، نظريه تورمي توان توجيه لحظه مهبانگ ( BANG OF THE BIG BANG ) را دارد . اين نظريه بر پايه يك فرضيه بر گرفته شده از فيزيك نوين ذرات بنا شده است كه بيان مي كند كه ذرات در چگالي بالا مي توانند به طور شگفت انگيزي گرانش را از سر خود باز كنند ، به اين معنا كه باعث شوند كه گرانش بر خلاف خاصيت جاذبه ي خود حالت دافعه داشته باشد . (خطوط ژئودزيك به جاي همگرايي در يك نقطه ، پس از همگرايي در يك محدوده ، واگرا مي شوند )
به دلايلي كه خارج از موضوع اين مقاله است به اين حالت از ماده خلا كاذب گفته مي شود .نظريه تورمي بيان مي كند كه انبساط جهان كه امروزه شاهد آن هستيم نتيجه ي دافعه گرانشي اين خلا كاذب است كه جهان را در لحظات بسيار كوچك آغازين در بر داشته است .
در نظريه تورمي ،همگني جهان در همان لحظات ابتدايي و قبل از تورم رخ مي دهد .در آن زمان محدوده جهان ( (كه شروع به همگن شدن همانند آنچه كه مشاهده شده است مي كند ) بسيار كوچك بوده است ( بيش از يك ميليارد كوچك تر از اندازه يك پروتون ) و براي حجمي تا اين حد كوچك زمان زيادي براي رخ دادن همگني وجود داشته است در مقايسه با فرآيند هايي كه اكنون مي شناسيم مانند هوايي كه در اتاق حركت مي كند و با انتشار خود حالت يكنواختي را در اتاق به وجود مي آورد . بعد از اين همگني ، تورم باعث انبساط جهان تا به اندازه اي شد، كه بتواند تمامي كهكشان ها و ستارگاني را كه اكنون آنها را مي بينيم در خود جا دهد .
نظريه تورمي تنها همگني را كه در امواج پس زمينه كيهاني مي بينيم توجيه نمي كند بلكه اين نظريه همچنين مي تواند خصوصيات آماري اختلاف بسيار كم در شدت امواج پس زمينه كه توسط ابزارهاي بسيار دقيقي كه حتي نوسانات كمتر از 0.001 را نيز ثبت مي كنند، را نيز توضيح دهد .
ماداميكه كه نظريه تورمي مي بايست برپايه پيشگويي هايش در مورد خصوصيات قابل مشاهده جهان محك خورده و مورد قضاوت قرار گيرد ،كنجكاوي باعث مي شود كه از خود بپرسيم اين نظريه چه چيزي را در مورد جهان بيان مي كند؟ پاسخ اين سوال نا مانوس به نظر مي رسد .
دافعه گرانشي خلا كاذب ( كه باعث تورم شده است ) به اندازه اي قدرتمند است كه انبساط سريع و باور نكردني را به وجود مي آورد و وسعت جهان در مدت زمان 37-^10 ثانيه به دو برابر افزايش مي يابد و در 37-^10 ثانيه بعد نيز وسعت جهان باز هم دوبرابر مي شود و جهان مادامي كه خلا كاذب باقي مانده است هر 37-^10 ثانيه به دوبرابر شدن خود ادامه مي دهد اما خلا كاذب ناپايداراست و در نهايت در برهه اي از بين رفته و انرژي خود را تبديل به ذرات مادي مي كند . از اين نقطه به بعد اين نظريه با مدل استاندارد بيگ بنگ آتشين ( standard hot big bang picture ) هم راي است . انبساط چشمگير اين نظريه اشاره بر اين موضوع دارد كه وسعت جهان بيش از آن است كه تصور مي شود بنا براين قسمت هاي مشاهده شده جهان صرفا مانند لكه اي هستند در يك فضاي بزرگتر .
اما تمامي داستان بسيار پيچيده تر از اين است . خلا كاذب ناپايدار است و در بيشتر مدل هاي اين نظريه مانند مواد راديو اكتيو شروع به واپاشي مي كند همانند اورانيم .اين واپاشي توسط نيمه عمر توضيح داده مي شود به اين معنا كه نيمي از خلا كاذب بعداز سپري شدن اولين زمان نيمه عمر باقي مي مانند و يك چهارم مقدار اوليه بعد از سپري شدن دومين زمان نيمه عمر و به همين تزتيب تا به آخر اما بر خلاف مواد راديو اكتيو ، خلا كاذب همراه با واپاشي منبسط نيز مي شود و سرعت منبسط شدن بيشتر از واپاشي خلا كاذب است .به نظر مي آيد كه نيمه از مقدار اوليه خلا كاذب پس از سپري شدن يك نيمه عمر باقي بماند اما اين مقدار خلا كاذب حجمي بيشتر از مقدار اوليه خود دارد .خلا كاذب هيچگاه نا پديد نمي شود بلكه به جاي آن همواره حجم آن به صورت نامحدود افزايش مي يابد .قسمت هاي مختلف پهنه خلا كاذب به طور نامنظم واپاشي مي كنند و جهان هاي "" حبابي "" جديد را در فرآيندي همواره رو به رشد توليد مي كنند . جهان ما تنها يكي از جهان هاي برخاسته از گروهي بينهايت از اين حباب هاست .
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
نمواردي كه در بالا مشاهده مي كنيد مدل ساده شده اي است كه نشان مي دهد سير تكاملي حباب ها و خلا كاذب چگونه است . رديف بالا حجم خلا كاذب را به تصوير مي كشد و رديف دوم همان منطقه را بعد از سپري شدن يك نيمه عمر نشان مي دهد .در رسم تصاوير هر مرحله 4 برابر بزرگتر فرض شده كه در واقعيت مي تواند بيشتر از اين مقدار نيز باشد .رديف دوم ناحيه اي از خلا كاذب را نشان مي دهد كه واپاشي كرده است و تبديل به جهان هاي حبابي شده است و دو قسمت از خلا كاذب كه همچنان باقي مانده اند .
هر كدام از دو قسمت خلا كاذب باقي مانده حجمي معادل خلا كاذب اوليه دارند . رديف سوم قسمتي را نشان مي دهد كه بعد از نيمه عمر دوم واپاشي كرده است و دو جهان حبابي ديگر كه از خلا كاذب رديف دوم شكل گرفته اند به همراه 4 منطقه خلا كاذب ديگر كه هر كدام حجمي برابر خلا كاذب نخستين دارند .اين چرخه همواره ادامه خواهد داشت .خلا هاي كاذب در هم مي شكنند پس به ندرت مشاهده گري بتواند چيزي بيش از احتمال قابل صرف نظري براي ديدن نشانه اي از وجود آنها داشته باشد .با اين حال ، درك چرخه ي بينهايت جهان ها به منظور محاسبه آماري از خصوصيات جهان خودمان ، كه به نوعي شاخه اي از اين فرآيند است ، لازم به نظر مي رسد .
در مطالعه نظرياتي مانند نظريه تورمي ، كيهان شناسان فرض مي كنند كه قوانين فيزيك در اين جهان هاي چندگانه يكسان است . كيهان شناسان درواقع هيچ راهي براي فهميدن اين كه آيا به راستي اين گونه است يا خير ندارند اما هدف آنها مطالعه نتايج قوانين فيزيك به همين نحوي است كه آنها را مي شناسيم و نه انديشيدن بيهوده در مورد قوانين جهان هاي ديگر . با اين حال ، اين احتمال وجود دارد كه جهان هاي ديگر متفاوت از جهاني كه خودمان در آن زندگي مي كنيم باشند .
در حالي كه فضاي تهي خالي از هر گونه ويژگي در نظر گرفته مي شد، در فيزيك نوين ذرات ، فضاي تهي ، كه خلا نيز ناميده مي شود ، مقوله اي بسيار پيچيده است . زوج هاي ماده _پاد ماده به طور پيوسته در آن ظاهر و ناپديد مي شوند و خود فضا نيز به قسمت هاي كمتر شناخته شده اي به نام « حباب هاي ريز كوانتمي » تقسيم مي شود كه اگر به اندازه ي كافي بزرگ نمايي داشته باشيم ( تا اندازه هاي ( 36-^10 ) ) قابل مشاهده هستند .
به دليل اين پيچيدگي ، فيزيكدانان نمي دانند كه آيا فقط يك نوع از فضاهاي تهي ( خلا ) پايدار است يا اينكه چند نوع هستند . انواع ديگر فضهاي تهي نمي توانند 3 بعدي باشند ، و احتمالا آنها جرم ذرات مادي و نيروي هايي كه بر رفتار هاي آنها حكمراني مي كنند ، را دگر گون مي كنند .اگر انواع مختلفي اگر فضا ها وجود دارند ، چرخه ي بينهايت جهان ها ( جهان اي جبابي ) مي توان معياري براي تمامي احتمالات ممكن باشد .
منبع :
برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید