کیهان شناسی [مقاله]

مقدمه

حتما" ما می دانیم که جهان آغازی داشته است ، هرچند که این علم از جستجوی بشر برای بهتر فهمیدنش چندان راضی نیست . کنجکاوی های ما باعث می شود که این سؤال در ذهن ما ایجاد شود که جایگاه ما در جهان چیست و یا اینکه جایگاه خود جهان کجا است . در سراسر زمان ما این سؤالات را از خومان داشته ایم که جهان چطور آغاز شد ؟ و یا اینکه سن جهان چند سال است ؟ دیگر سؤال مطرح این است که ماده چگونه پدید آمد . این سؤالات آسان نیستند و ما در طول عمرمان در تاریخ این سیاره در تلاش هستیم که سرنخ هایی را به دست آوریم . اما هنوز با صرف این همه انرژی « چرا » های بسیاری باقی است که ما فقط می توانیم در آنها تأمل کنیم .

ما راه های بسیاری را برای کشف چگونگی آغاز کیهان و خواستگاه جهان هستی پیموده ایم که بسیار طولانی نیز بوده اند . از میان درک های علمی نوین ما این امکان را داریم که تعدادی تئوری را برای پاسخ به این سؤالات آماده کنیم که آنها را فرضیه می خوانیم . طبیعت صحیح علم بدین گونه است که اکثریت این پاسخ ها فقط در حد یک تئوری هستند که در آن سؤالات پیچیده ای نیز وجود دارد . شاید این امری ذاتی باشد که خداوند در ما قرار داده است که به دنبال علت سؤالات می رویم تا اینکه به بتوانیم به هستی ادامه دهیم .

اگر چه در این مقاله ی کوتاه قادر نخواهیم بود که به تمام این سؤالات درباره ی آفرینش هرچیز پاسخ دهیم ، در صورتی که واقعیت ها هستند ولی سعی می کنیم که پاسخی معین و قابل قبول برای این سؤالات ارائه کنیم . این موضوع مهم است که این اطلاعات در ذهن به خاطر بسپاریم . این سؤالات به فهم دوباره ی جهان به طور شفاف کمک خواهند کرد . در میان این موضوعات در مورد بیگ بنگ ، سن جهان و اولین اتمها بحث خواهیم کرد . باور ما این است که قادریم به چند سؤال کلیدی پاسخ دهیم .

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

بیگ بنگ

یکی از سؤالات همیشه پایدار در طول زندگی انسان ها این بوده است که :

جهان چگونه آفریده شده است ؟

عده ای بر این عقیده اند که جهان آغازی نداشته است و پایان آن نیز بی نهایت خواهد بود . در میان این نظریه ها ، تئوری بیگ بنگ دارای اعتباری بیشتری است . حدود 15 میلیارد سال قبل در انفجاری فوق العاده عظیم انبساط جهان آغاز شد . این انفجار اصطلاحا" به بیگ بنگ Big Bang معروف است که در زبان فارسی معادلی به نام مهبانگ برای آن وجود دارد . در نقطه ای که این رویداد انجام پذیرفت تمام ماده و انرژی جهان متمرکز بود ؛ چه چیز قبل از این رویداد وجود داشت آیا ماده ای خالص بود ، هنوز ما کاملا" نمی دانیم و در فکریم . این رخداد یک انفجار مرسوم نبود . فضا پس از این رویداد پر از ذرات شد . بیگ بنگ کاملا" به انفجار فضا در خودش بستگی داشت و این انفجار برخلاف انفجار یک بمب است که به طرف خارج تکه هایی را پرتاب می کند . در آن زمان کهکشان ها و یا خوشه ها وجود نداشتند . ولی در کل بیگ بنگ بنیاد جهان را پایه گذاری کرد .

منشأ تئوری بیگ بنگ را می توان ادوین هابل دانست . هابل به این موضوع پی برد که جهان پیوسته در حال گسترش است . همچنین او به این موضوع پی برد که سرعت کهکشان ها با فاصله یشان متناسب است . یعنی مثلا" کهکشان هایی که دو برابر از ما دورترند دوبرابر سریع تر حرکت می کنند . دیگر نتیجه این بود که جهان در همه جهت در حال گسترش است . این بدان معنا است که هر کهکشان با مقدار حرکت یکسان از زمان برای حرکت از موقعیتی یکسان و مشترک می آیند . با توجه به مشاهدات ادوین هابل تنها تئوری بیگ بنگ می تواند این موضوعات را شرح دهد .

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

بعد از بیگ بنگ جهان پیوسته در حال انبساط بوده است و بدین سان رفته رفته فاصله ی خوشه های کهکشانی بیشتر و بیشتر شد . این پدیده خارق العاده که کهکشان های همواره از هم فاصله می گیرند را انتقال به قرمز می گویند . یعنی نور کهکشان های دور وقتی به زمین یا هر کهکشان دیگر نزدیک می شود طول موج آن کشیده می شود ، در واقع افزایش می یابد .

این سرعت کهکشان ها به فهم این موضوع کمک می کند که همه از یک نقطه نشأت گرفته اند . مدرکی دیگر نیز برای بیگ بنگ وجود دارد ؛ در سال 1964 دو ستاره شناس به نامهای آرنو پزیانس و رابرت ویلسون در یک کوشش مشترک امواج میکروموج را از فضای بیرونی جو کشف کردند . آنها به طور اتفاقی منشأ جار و جنجال های بیرون را کشف کردند . این سر و صداها به نظر نمی آمد که از یک نقطه نشاأت گرفته باشند در عوض از همه ی جهات به یک اندازه می آمد . آنها از دورترین نقطه ی جهان می آمدند که بعد بیگ بنگ آنها محل واقعه را ترک کرده بودند . این کشف و که نتیجه نخستین انفجار و پرتوافشانی بوده است اعتماد به بیگ بنگ را افزایش میدهد .

اخیرا" ماهواره ی COBE ناسا میکروموج هایی را کشف کرد که از بیرون جهان منشأت گرفته بودند . هرچند که این ماهواره کشف کرد که جهان در سردی آغاز شده که هنوز در حال انبساط یافتن بود نوسانات کم به علت تفاوت دمایی وجود را آغاز کرد . این نوسانات محاسبات نخستین از امکان سرما و پیشرفت جهان در کسری از ثانیه بعد از بیگ بنگ را ثابت می کند . این نوسانات در جهان برای توصیف و شرح لحظه ای بعد از بیگ بنگ آماده شده است . همچنین به شکل گیری کهکشان هایی که در فصل های آینده در مورد آن بحث می کنیم کمک خواهند کرد .

در تئوری بیگ بنگ برای هریک از سؤالات مهم راه حلی قابل قبول ارائه شده است . این موضوع در فهم آن مهم است که در این تئوری ثابت شده تجدید نظر شده است . چون مشاهدات کامل تر شده اند و پژوهش ها نیز افزایش یافته است ، تئوری بیگ بنگ تکامل یافته است و اطلاعات ما از منشأ جهان اساسی تر شده است.

نخستین اتم ها

حال که در تلاش های بسیار دانشمندان توانسته چگونگی ساخته شدن جهان را مورد بررسی قرار دهند سؤال منطقی دیگر اینجا است که پس از آن چه رخ داد ؟ در کسر بسیار کوچکی از نخستین ثانیه آفرینش بود که خلاء کامل آغاز شد جایی که امروزه می دانیم که جهان در آن رشد کرده است . در این لحظه بسیار کوتاه جهان آشامه ای از پلاسما بود . ما از این لحظه ی کوتاه چه می دانیم ؟ علم تدابیری برای این لحظات دارد که پایه ای بر آنچه است که امروز می دانیم .

بی درنگ پس از بیگ بنگ ، چنانکه هر کس می تواند تصور کند جهات به طور عجیبی گرم بود چنانکه به به سرعت ماده و ضد ماده در جهات مختلف انتشار یافتند . همچنین آن سرما در زمانی در حدود 43- ^ 10 ثانیه بعد از آفرینش به مقداری ماده و ضد ماده تبدیل شد که هنوز کیهان شناسی با این مقدار نامتقارن است . همچنین این دو نوع با یکدیگر آفریده شدند ؛ آنها با یکدیگر برخورد می کردند و نابود می شدند و در عوض انرژی خالص پدید می آمد . خوشبختانه برای ما یک عدم تقارن ، توجه ماده وجود داشت . همچنین نتیجه صحیح از فزونی که حدودا" یک قسمت در میلیون است . جهان می تواند در راهی مساعد برای ایستادگی ماده رشد کند . از این گذشته جهان از آغاز با منبسط شدن همراه بود ، این تفاوت باعث رشد وسیع آن شد . ذراتی که در جهان به وجود آمده بودند به ترتیب آفریده می شدند و دوباره به همراه ضد ذرات نابود می شدند .

برای ذراتی که در جهان به وجود آمدند نامگذاری خاصی داریم این ذره ها هر کدام به تنهایی نامی دارند از جمله نوترینو ها ، باریون ها ، الکترون ها و کوارک ها که هر کدام از اینها سازنده ی کالبد ماده ی زندگی است که امروزه ما آنها را می شناسیم . هنگام آغاز دوره ی باریون ها ذرات سنگین قابل شناخت وجود نداشت زیرا هنوز بسیار داغ بود . در این لحظه فقط آشامه ی کوارک وجود داشت چون جهان به سردی آغاز شد و انبساط یافت ، ما فهم این مطلب را دقیقا" واضح آغاز می کنیم .

بهد دمای جهان در خدود 300میلیارد درجه کلوین رو به نزول گذاشت . اگر بخواهیم تشبیه نسبتا" خوبی به کار ببریم می توانیم بگوئیم همانند آبی که تبدیل به یخ شده باشد . حال جهان ترکیبی از نوترون ها و فوتون ها است که آنها را هادرون می خوانیم . هنوز ماده ی پیچیده ای در این دما وجو ندارد . اگر چه ذرات بار دار یا همان لپتون ها نیز وجود داشتند ولی از واکنش دادن با هادرون ها منع می شدند که البته ماده ی پیچیده تری نیز هستند . به زودی لپتون ها که شامل الکترون ها نیز هستند می توانند به هادرون ها متصل شوند و اتصال و اتحادی را بین خود به وجود آورند که در واقع همان ماده ی مشترک است .

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

در حدود یک تا سه دقیقه پس از آفرینش جهان نوترون ها و پروتون ها با هم واکنش نشان دادند و هسته ی دوتریوم که ایزوتوپی از هیدروژن است را می افریند به زودی دوترویوم نوترون دیگری را نیز جذب می کند و هسته ی تریتیوم را نیز می سازد تریتیوم نیز یکی دیگر از ایزوتوپ ها هیدروژن است . به سرعت به پیروی از این واکنش پروتون ها و نوترون های دیگری نیز افزوده می شود که پس از تریتیوم با اضافه شدن پروتون هسته ی هلیوم ساخته می شود . دانشمندان بر این عقیده اند که در نخستین سه دقیقه آفرینش برای هر هسته ی هلیوم ده پروتون وجود داشت . بعد از افزایش سرما این پروتون ها می توانستند الکترون ها برای آفریده شدن هیدروژن معمولی اسیر کنند . نتیجه آن جهان امروز که به اعضای هر هلیوم یازده اتم هیدروژن موجود می باشد .

می دانیم که بیشتر این اطلاعات صحیح از حدس انسان سرچشمه می گیرند . با تحقیقاتی که امروزه در جهان صورت گرفته است می توانیم درباره گذشته آن توضیحی دهیم . تلاش های بسیاری فهم شکل گیری باریون ها و تعداد آنها صورت گرفته است . از میان پاسخ به سوالات مدرن امروزی نقش های بیگ بنگ و گذشته آن قابل قبول است . متعاقب مطالعات در زمینه ی چگونگی شکل کردن اتمهای ساده در آزمایشگاه می توانیم چند حدس جالب دیگر بزنیم همانند چگونه این منشأ جهان شکل داده شد . هرچند که تلاش های بسیاری برای چگونگی شکل کردن نخستین اتم ها و همچنین آفریده جهان صورت گرفته است با این حال ما هنوز از اینها کاملا" مطمئن نیستیم .

سن جهان

حالا ما دو پاسخ مهم برای دو تا از سؤالات خود داریم که در رابطه با جهان هستند . هرچند که هنوز یک سؤال عمده باقی مانده است ؛ اگر جهان به راستی متناهی است چند سال وجود دارد ؟ دوباره علم از روی شواهد و قرائن موجود می تواند سن جهان را از بیگ بنگ تا کنون حدس بزند . با به کار بستن معادله های مشترک و معمولی فیزیک از فاصله و سرعت برابر با زمان که دوباره از مشاهدات هابل استفاده می شود ، نسبیتا" می توان سن آن را به طور صحیح تخمین زد .

دو اندازه گیری به فاصله حرکت کهکشان ها از ما و انتقال به قرمز کهکشان نیازمند بودند . شکست نخستین کوشش ها باعث جستجوی مسافت از میان مثلثات شد . دانشمندان این امکان را داشتند تا ضخامت مدار زمین را به دور خورشید محاسبه کنند که حرکات خورشید را در کهکشان خودمان تقویت می کرد . متأسفانه این محاسبات به تنهایی قادر نبودند تا فاصله هنگفت بین کهکشان ما و آن جسم را تعیین کنند تا سن جهان تخمین زده شود و این هم خطایی معنی دار و مهم بود .

گام بعد فهم ارتعاش ستاره ها بود . آن مشاهدات در زمینه ی ستارگانی بوده است که دارای درخشش یکسان هستند و سوسو زدن آنها نیز یکسان بوده است . دانشمندان فرض می کنند که ستاره هایی که در کهکشان خودمان هستند و چشمک زدن یکسانی نیز دارند همچون اجرامی هستند در مقدار فاصله یکسانی در فاصله های کهکشانی باید باشند که شدت یکسانی دارند . استفاده از روش مثلثات محاسبه ی فاصله ی ستاره از کهکشان ما را امکان پذیر می سازد . از این رو فاصله ی کهکشان های دور با مطالعات مختلفی قابل محاسبه است البته سختی این کارها همانند تعیین فاصله ی دو اتومبیل در شب ظلمانی است . فرض کنید چراغ جلوی دو اتومبیل شدت تابش یکسانی دارد . از دید ناظر نور اتومبیلی واضح تر به نظر می رسد که از او فاصله ی کمتری داشته باشد و آن اتومبیلی که از او دورتر است کم فروغ تر به نظر می رسد . باز هم این راه حل نمی تواند مسافت های بسیار زیاد کهکشان ها را به تنهایی مورد محاسبه قرار دهد . در فاصله ها خاص غیر ممکن است که فاصله ی کهکشان را از یک ستاره مشخص سازیم . زیرا انتقال به قرمز زیاد این کهشکان ها باید یک روش داشته باشد تا فاصله تمام خوشه ها کهکشانی از یک ستاره به تنهایی اندازه گیری کند .

با مطالعه ی خوشه های کهکشانی که به ما نزدیک هستند می توانند از عقیده جود اندازه ی دیگر خوشه ها بهره مند شوند . نتیجه ی آن می تواند پیشگویی فاصله راه شیری از آنها باشد . بنابراین محاسبات برای بدست آوردن فاصله ی خوشه و انتقال به قرمز آن ، نظری پایانی است که تعیین می کند کهکشان چند سال از ما در حال حرکت بوده است . تک تک این اعداد می توانند به صورت تک تک محاسبه شوند و زمانی که این دو کهکشان در یک مکان و یک زمان بودند را بازگرداند که در واقع همان لحظه ی بیگ بنگ است . معادله ی عمومی که برای محاسبه سن جهان استفاده می شود به صورت زیر است :

(distance of a particular galaxy) / (that galaxys velocity) = (time)

or

4.6 x 10^26 cm / 1 x 10^9 cm/sec = 4.6 x 10^17 sec

حاصل این معادله برابر 17 ^ 10 × 6.4 ثانیه است که با اندکی محاسبات بسیار ساده ریاضی می توانیم آن را به عددی که تقریبا" برابر پانزده میلیارد سال است تبدیل نمود . این محاسبه تقریبا" برای هر کهکشانی که قابل مطالعه است صدق می کند . هرچند که اندازه گیری این مقدارها که در معادلات به دست آمده اند که تخمینی از سن جهان می باشند می توانند صحیح باشند . در صورتیکه برآورد سن جهان فرایندی پیچیده است . این دستاورد در این علم گامی بحرانی است .

و حالا چه ؟

خلاصه ما نخستین موضوعات را که دانشمندان در زمینه ی جهان کشف کرده اند را شرح دادیم . درک ما از بیگ بنگ و چگونگی آن ، نخستین اتمها و سن جهان به طور معیوب آشکار است ؛ در واقع در این زمینه مباحث زیادی برای بحث وجود دارد . در زمینه زمان نیز سؤالات بی انتهایی وجود دارد که هنوز برای پاسخ به آنها باید کمی صبوری کنیم . هنوز بسیار از مفاهیم پایه ای جهان پیچیده هستند و جای تفکر در آنها باقی است .

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

بعد از درک این موضوع تئوری بیگ بنگ به پایداری افراد را به مبارزه و رقابت می طلبد . این تئوری رقیب های خود را به سویی راهنمایی می کند که جستجوی بیشتر باعث می شود که ثابت شود این تئوری صحیح است در واقع به آن ها مدارکی قابل ارائه می کند . در سر فصل هایی از این مقاله مدارکی را مورد بررسی قرار دادیم که آزموده شده بودند و از جهات مختلفی جستجو شده بودند ، در هر صورت باعث می شوند که تصویر نسبتا" کاملی از جهان در ذهن داشته باشیم .

اخیرا" ناسا موضوعاتی را کشف نموده است که انسان را متحیر و انگشت به دهان می کند . در واقع دلایلی بر وجود بیگ بنگ هستند . بیشتر ستاره شناسان و فیزیکدانان از رصدخانه ی استرو 2 استفاده می کردند این رصدخانه می توانست یکی از نیازمندی های پایه ای جهان را در بیگ بنگ تأیید کند . در ژوئن 1995 دانشمندان تونستند نخستین هلیم را کشف کنند ، همچون دتریوم در فاصله های دور جهان . این کشف با یکی از نمود های مهم بیگ بنگ هماهنگ است که در آغاز خلقت هلیوم و هیدروژن با یکدیگر ترکیب شدند .

بعد در مشاهدات تلسکوپ فضایی هابل این سرنخی معین برای عناصر باقیمانده ای است که ما امروزه می شناسیم . دانشمندان با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل دریافته که در ستاره های کهن عنصر بور زیادی موجود بوده است . آنها فرض کردند که وجودش می تواند عامل هرکدام از این دوتا باشد . می تواند باقیمانده رویداد نیرومند تولد کهکشان یا اینکه نشان دهنده ی این است که حتی بور تاریخ آن به قبل از بیگ بنگ برمی گردد . اگر دومی صحیح باشد ، دانشمندانی باید دوباره سعی کنند تا تئوری جدیدی برای تولد جهان ارائه کنند همچنین برای رویداد های پس از آن . بر طبق تئوری های کنونی در آن زمان امکان وجود اتم های سنگین و پیچیده وجود نداشته است .

در این روش آنچه را که می بینیم هرگز درست نیست . اشتیاق ما برای دریافتن این علم هرگز فرونشانده نمی شود . با این حال پاسخ سؤال حالا چه ؟ در حال حاضر غیر ممکن است . در این دوره ما نمی توانیم پاسخ این سؤالات را به کار ببندیم.

افکار عمیق

این گمان بسیار مشکل است که این موضوع را از افکار روزانه جدا کنیم . هر کس در هر نقطه از زمان به سختی می تواند با این موضوع ستیز کند که چرا ما اینجا هستیم ؟ برخی در فلسفه ی طبیعی محض به دنبال پناهگاهی برای این سؤال هستند ، در صورتیکه اکثریت برای پاسخ این سؤال به دلایل علمی نزدیک می شوند . این افراد خاص در سطح های بالاتر به دنبال پاسخ این سؤال هستند و فقط در وجود انسانی تمرکز نمی کنند بلکه هر چیز را که واقعی می دانند مد نظر قرار می دهند .

اگر شما در مکانی بنشینید و سعی کنید تمام جهان را تصور کنید متحیر خواهید شد . هرچند که حالا علم می تواند در رابطه با جهان به بحث بپردازد ؛ درباره ی چگونگی آغاز آن و آینده ی صحبت کند و ... . این موضوع آسان به نظر می رسد تا در مقیاس های بزرگ در رابطه با سالها ( میلیارد ) بحث کنیم . ما از میان زندگی خود به اینجا سفر می کنیم و دوباره از همان میان به آسمان ها بازمیگردیم .

در این مقاله سعی کردیم که تا حدودی کمی جهان را به تقد و بررسی بگذاریم . این موضوع نیز جالب است که ما هنوز به طور کامل نمی دانیم که چه طور به وجود آمده ایم و تمام این حرفهایی را که گفتیم در حد یک نظریه است که امکان دارد درست باشد و یا اینکه غلط نمایان گر شود . خداوند این توانایی را در هر انسان سالمی قرار داده است که تفکر کند و بهترین حدس را بزند . از میان این گمان ها ما می توانیم درست ترین آنها را مشخص کنیم و مبنا قرار دهیم.

منبع : Parssky

مارك سينسل
ترجمه: احمد آرين خو

پيشرفت هاى پديد آمده در مسير كشفيات، در سده گذشته، افق هاى تازه اى را براى درك منشا و خاستگاه كيهان به روى ما گشوده است، لكن هنوز راز و رمزهاى بزرگى باقى است و ساليانى خواهد گذشت تا ستاره شناسان اين رموز را كشف كنند.
ممكن است از ياد برده باشيم كه در حدود يك قرن پيش، هيچ كس سياره پلوتو را مشاهده نكرده بود و همين طور ستاره شناسان معتقد بودند كه جهان هستى محدود به سر حدات ناحيه درخشانى به نام راه شيرى است.اين تصوير از عالم در حالى كه ما به قرن ۲۱ پا گذاشته ايم به مراتب پيچيده تر شده است. نظريه نسبيت عام كه توسط آلبرت اينشتين ارائه شده است توضيح مى دهد كه چگونه گرانش موجب خميدگى فضا- زمان مى شود و بدين وسيله بيان مى دارد كه هر جرم مانند توپ بولينگى كه بر روى يك تشك قرار دارد، فرورفتگى اندكى را در سيستم فضا - زمان ايجاد مى كند. در هر حال اينشتين به اشتباه معتقد بود كه عالم بدون تغيير است. براى اين كه نظر خود را در معادلاتش لحاظ كند يك ساختار جديد رياضى را فرض كرد (ثابت كيهان شناختى)، كه اين مورد تامين كننده يك نيروى دافعه است كه از سقوط عالم در اثر نيروى گرانش خود پيشگيرى مى كند.
رياضيدان گمنامى به نام الكساندر فريدمن كه اهل روسيه بود دريافت كه ايده هاى اينشتين در رابطه با گرانش مى تواند بيانگر تفسيرى كاملاً متفاوت باشد، يعنى عالم هستى به جاى آن كه پايدارى و ثبات داشته باشد به سوى انبساط و گسترش پيش مى رود.كيهان شناسى بلژيكى به نام جورج لومتر (Georges Lemaitre) كه يك كشيش كاتوليك بود، نيز از فرضيه جهان در حال انبساط جانبدارى مى كرد.وى در سال ۱۹۲۷ بيان كرد كه انتقال مشهور دوپلر در نورى كه از سحابى ها (كه البته امروزه آن سحابى ها را كهكشان مى ناميم) به ما مى رسد و به سوى طول موج هاى بلندتر ميل مى كند بيانگر اين نكته است كه سحابى ها از زمين دور مى شوند. بدين ترتيب نشان داد كه عالم در حال انبساط است.لومتر فرضيه اى را بنيان نهاد كه بر طبق آن عالم هستى، از اندازه اى كوچك آغاز شده و تا رسيدن به مقياس ايده آل خود به پيش مى رود. البته اينشتين اين فرضيه را تاييد نكرد.در هرحال در سال ۱۹۲۰ ادوين هابل با بهره گيرى از ميزان درخشندگى ستارگان متغير، موفق به ايجاد معيارى براى محاسبه فاصله كهكشان ها شد.
هابل دريافت كه هرچه يك كهكشان از زمين دورتر باشد، با سرعت بيشترى از ما فاصله مى گيرد.امروزه معتقديم كه انبساط مذكور، در حقيقت انبساط و گسترش فضا است و نه حركت كهكشان ها در فضا. (مفهومى كه هابل هيچ گاه آن را به طور كامل نپذيرفت)در سال ۱۹۴۸ جورج گاموف و رالف آلفر با بهره گيرى از ايده لومتر و همچنين مشاهدات هابل، نظريه «انفجار بزرگ» خود را ارائه كردند.آنها مدعى شدند كه انفجار كيهانى، موجب تشكيل ماده اوليه اى شده است كه بى نهايت داغ بوده و در ضمن حاوى نوترون ها و پس مانده هاى حاصل از انهدام آنها بوده است.اين ايده عجيب يك پيش بينى قابل آزمايش را در خود نهفته داشت كه براى ساليانى از نظر دور مانده بود:«باقى مانده سرد مهبانگ در قالب تابش ريزموج از زمين قابل آشكارسازى است.» در سال ۱۹۶۴ و ۱۹۶۵ رابرت ويلسون و آرنو پنزياس، دانشمندان لابراتوار اى تى اند تى بل (AT&Tbell) از يك راديو تلسكوپ كه براى دريافت اطلاعات از نخستين ماهواره ارتباطاتى طراحى شده بود، استفاده كردند تا علائم مربوط به تابش فراگير ريزموج را آشكار سازند.
وجود اين پارازيت ، كاملاً مستقل از جهت قرارگرفتن آنتن بود. آن دو مجدداً تلسكوپ را تنظيم و آن را تميز كردند اما سيگنال مذكور همچنان وجود داشت.
اين پارازيت راديويى صرفنظر از اين كه پنزياس و ويلسون تلسكوپ خود را به سوى خورشيد و يا كهكشان راه شيرى نشانه بروند به شكل سابق خود باقى مى ماند و اين مورد بيانگر اين مطلب بود كه تابش موردنظر، منشاء خورشيدى و يا كهكشانى ندارد. پنزياس و ويلسون به زودى دريافتند كه اين پارازيت همان تابش مايكروويو است كه گامو و آلفر پيش بينى كرده بودند.
با توجه به موارد فوق، ديگر انفجار بزرگ مطلبى دور از ذهن نبود.در هرحال نظريه انفجار بزرگ مانند تمامى نظريه هاى عظيم قرون گذشته و احتمالاً تمام نظريه هاى بزرگى كه در آينده ارائه خواهند شد، بيش از آن كه به ابهامات پاسخ روشنى بدهد، سئوالات تازه اى را بر سر راه دانشمندان قرار داد.
در سال ۱۹۹۸ گروه هاى جداگانه اى از ستاره شناسان كه سرپرستى آنها برعهده برايان اشميت (از رصدخانه هاى سايدينگ اسپرينگ و مونت استروملو، واقع در وسترن كريك استراليا) و سول پرلماتر (آزمايشگاه ملى لورنس واقع در بركلى _ كاليفرنيا) بود به ثبت درخشندگى ابرنواخترهاى دوردست پرداختند تا ميزان كندشدن انبساط عالم را محاسبه كنند.هر دو گروه به يافته هايى نائل شدند كه هر جزء آن به نوبه خود به اندازه يافته هاى پنزياس و ويلسون، در رابطه با ريزموج پس زمينه كيهانى غيرمنتظره بود.«كهكشان هاى دوردست كه دربردارنده ابرنواختر هستند با سرعتى كه با گذشت زمان كاهش پيدا كند از ما دور نمى شوند، بلكه اين كهكشان ها با شتاب از ما دور مى شوند.»اين كشف مانند تمامى پيشرفت هاى غيرمنتظره علمى كه در گذشته روى داده است، مجموعه اى از سئوالات را در رابطه با موضوع مورد بحث پديد آورد. معماهايى كه در ذيل مورد بحث قرار خواهند گرفت نشانى از دستاوردهاى سترگ قرن گذشته است و در عين حال ما را آگاه مى سازد كه هنوز راه درازى در پيش داريم.
۱- جهان هستى در چند بعد خلاصه مى شود
فى الواقع به جز در نمايش هاى شعبده بازى هيچ كس يك خرگوش را از يك كلاه خالى بيرون نمى آورد، براى ما كه در جهانى سه بعدى زندگى مى كنيم. مگر نه؟ ولى شايد هم اين طور نباشد. فيزيكدان ها به طور سنتى عالم هستى را با بهره گيرى از چهار بعد ترسيم و تفسير مى كنند: سه بعد فضايى آشنا و ديگرى بعد زمان.مدل مذكور به ما كمك مى كند تا براى همه چيز توضيح و تفسيرى داشته باشيم، از خميدگى نور ستارگان در هنگام عبور از كنار خورشيد گرفته تا شكل گيرى سياهچاله ها. اكنون فيزيكدانان به اين مطلب مى انديشند كه احتمالاً بايد چند بعد فضايى ديگر را به سيستم كنونى بيفزايند.مسئله سلسله مراتب موجبات تحريك فيزيكدانان را فراهم مى سازد. به بيان ساده تر آنان نمى دانند كه چرا نيروى جاذبه گرانشى به شدت از سه نيروى بنيادين ديگر يعنى الكترومغناطيس، نيروى قوى و نيروى ضعيف، ضعيف تر است. دو فيزيكدان به نام هاى ليزا راندال از موسسه فناورى ماساچوست در كمبريج و رامان ساندرام از دانشگاه جان هاپكينز در بالتيمور (مريلند) تفسيرى ارائه كرده اند كه بر طبق آن بعد ديگرى به ابعاد كنونى اضافه مى شود.در مدلى كه آن دو ارائه دادند ما در دنياى چهار بعدى زندگى مى كنيم و ذرات گراويتون كه حامل نيروى گرانشى هستند، در بعدى ديگر واقع اند.اختلافى كوچك در بعد پنجم، ميان اين دو جهان، موجب كاهش چشمگير نيروى گرانشى مى شود.نظريه پردازان تئورى ريسمان حتى از اين هم فراتر مى روند. آنها چهار نيروى بنيادين فيزيك را در يك مدل يازده بعدى يكپارچه مى سازند، كه در آن، حلقه هاى بسيار كوچك و قطعات ريسمانى، بنيادى ترين ذرات هستند.اما حتى خوش بين ترين نظريه پردازان تئورى ريسمان نيز ترديد دارند كه در آينده نزديك بتوانند اين ريسمان ها را مشاهده كنند.نظريه مذكور پيش بينى مى كند كه اين ريسمان ها ۱۰۰ ميليون ميليارد برابر كوچكتر از ريزترين ذرات زيراتمى هستند. (منظور ذراتى است كه توسط نيرومندترين شتاب دهنده هاى ذرات ايجاد شده اند.)اما در اين بين شواهد دال بر بعد پنجم مى تواند بسيار زودتر به دست ما برسد. راندال و ساندرام پيش بينى مى كنند كه شتابدهنده بزرگ هادرون، واقع در جنوا كه قرار است در سال ۲۰۰۷ شروع به كار كند مى تواند انرژى كافى را براى نفوذ يك گراويتون به دنياى ما فراهم سازد.
2- جهان چگونه شكل گرفت
ميان كيهان شناسان بر سر زمان شكل گيرى عالم قابل رويت، اين اجماع وجود دارد كه جهانى كه ما مى توانيم ببينيم، زائيده رويدادى است كه بين ۱۳ تا ۱۴ ميليارد سال پيش اتفاق افتاده است.در مدت يك ميكرو ثانيه پس از واقعه مذكور، عالم آشامه اى (سوپى) بى اندازه داغ بوده كه حاوى كوارك ها و ديگر ذرات عجيب بوده است.
در همان اثنا كه اين سوپ داغ در حال خنك تر شدن بود، كوارك ها متراكم شدند و موجبات تشكيل پروتون ها و نوترون ها و همين طور ذراتى از اين دست منجمله هادرون ها و مزون ها را فراهم كردند.هنگامى كه جهان هستى در زمانى معادل يك ثانيه به بلوغى خاص رسيده بود، ديگر به جز نوترون ها، پروتون ها، فوتون ها، الكترون ها و نوترينوها چيز ديگرى وجود نداشت.مجموعه اى از واكنش هاى هسته اى در دويست ثانيه بعدى، موجبات تشكيل هسته سه عنصر اوليه را كه كوچكترين عناصر هستند فراهم ساخت.
امواج صوتى حاصل از پژواك مهبانگ كه در شرف محو شدن بود در درون سيال بى اندازه داغ و چگال جهان، كه هنوز در نخستين دوره رشد خود بود، مانند موج درون يك درياچه انتشار مى يافت.يك گروه متراكم از الكترون هاى آزاد با بار منفى كه توسط پروتون ها (كه بار مثبت دارند) كشيده مى شدند، با جزر و مد اين سيال همراه مى شدند، در اين مسير فوتون ها در برخورد با ذرات باردار مذكور، جمع آورى و محصور مى شوند.در آن هنگام كه جهان سيصد و هشتاد هزار سالگى خويش را پشت سر گذاشته بود به اندازه كافى سرد شده بود كه اتم ها براى شكل گيرى مجال پيدا كنند.اين اتفاق موجب شد كه فوتون هاى محصور، آزاد شوند و آنگاه روشنايى جهانى هستى را فرا گرفت.فوتون هاى رها شده حامل اطلاعات در رابطه با نوسانات چگالى و دما در عالم نوپا در قالب الگويى از تغييرات درخشندگى بودند.
ستاره شناسان به اين تابش باستانى كه از دوران هاى نخستين حيات عالم بر جاى مانده است (كه البته نخستين بار توسط پنزياس و ويلسون مشاهده گرديد)، عبارت ريزموج پس زمينه اى كيهانى اطلاق مى كنند.
هنگامى كه ستاره شناسان تلسكوپ هاى ريزموج مانند كاوشگر پس زمينه كيهانى و يا جايگزين آن (كاوشگر ناهمسانگردى موج) به نام ويلكينسون را به جهت خاصى نشانه رفتند و آنگاه دماى كهموج زمينه اى كيهانى را محاسبه كردند، تابشى را مشاهده كردند كه دمايى در حدود ۷/۲ درجه سيلسيوس بالاتر از صفر مطلق داشت (يا به عبارتى ۷/۲ درجه كلوين).هنگامى كه جهت مخالف را بررسى كردند مجدداً ۷/۲ درجه كلوين را به دست آوردند. البته نوساناتى هم وجود داشت كه ناچيز بود و در حالت بيشنيه به حدود يك واحد در صدهزار مى رسد.هر انفجارى كه موجبات يكنواختى كنونى عالم را فراهم آورده باشد كيهان شناسان را شيفته خود مى كند. حالتى كه در آن گويى تمامى اجزاى عالم نوپا به يكديگر مرتبط و متصل بوده است.حال سئوال اينجاست كه چنين امرى چگونه امكان پذير است؟آلن گات (۱۹۲۵ م) در حالى كه در اواخر دهه ۷۰ ميلادى بر روى مسئله فوق در حال تفكر و بررسى بود به درك حيرت انگيزى نائل شد كه چنين بود: چه مى شد اگر جهانى كه امروز براى ما رويت پذير است به شكل حباب بسيار كوچك و در عين حال فوق العاده يكنواختى پديدار شده باشد و به ناگاه با چنان سرعتى منبسط شده كه فرصتى براى تغيير و دگرگونى نيافته است.
نظريه تورم گات نه تنها يكنواختى موجود در تابش زمينه كيهانى به ميزان يك واحد از صد هزار را توضيح مى دهد بلكه اين فرض را مطرح مى كند كه وضعيت توده اى مورد نظر خود برخاسته از نوسانات كوانتومى واقع شده در طول مدت تورم است.
كيهان شناسان بر اين امر توافق دارند كه نوسانات بسيار كوچك در عالم نوپا به وسيله نيروى گرانشى تقويت شده است تا توده هاى بزرگى را كه امروزه مشاهده مى كنيم تشكيل بدهد، البته هنوز لازم است كه تمامى جزئيات مورد بررسى و تحليل قرار گيرد.
در ضمن نظريه گات پيش بينى قابل آزمايشى را بيان مى دارد كه چنين است: جهانى كه به صورت حبابى متورم شده است، در اصطلاح كيهان شناختى تخت به نظر مى رسد. تخت به اين معنى است كه در يك فضاى تخت هرگز دو خط موازى يكديگر را قطع نمى كنند حتى اگر آن دو تمامى عالم را بپيمايند. در سال هاى اخير ستاره شناسان با محاسبه اندازه هاى زاويه اى تغييرات تابش زمينه كيهانى كه البته بسيار كم است، بارها (و اكنون در موسسه فناورى ماساچوست) پيش بينى گات را مورد آزمايش قرار داده اند.در هر بار آزمايش، آنان، به نتيجه اى به جز تخت بودن عالم هستى دست نيافتند. مارتين وايت اخترفيزيكدان دانشگاه بركلى (كاليفرنيا) مى گويد: مورد مذكور ساده ترين راه حلى است كه مى توان براى معادله اينشتين ارائه كرد لكن مى تواند جهان را به طور دقيقى توضيح دهد.هيچكس بر اين امر وقوف كامل ندارد كه چه چيزى موجبات پيشروى اين تورم را فراهم كرده است.فيزيكدان ها ليست طويلى از مدل ها را براى عالم در حال انبساط پيشنهاد كرده اند ولى اغلب اين راه حل ها پايه و اساس كاملاً فيزيكى ندارند و براى سهولت كار از يك سرى ملاحظات و حذفيات رياضى نيز در آنها استفاده شده است.
ادوارد راكى كولب، اخترفيزيكدان شتابدهنده فرمى مى گويد: «پس از بررسى تمامى تئورى هاى موجود درباره مبحث تورم و انبساط عالم به اين نتيجه مى رسيم كه هنوز نظريه اى كامل در اين مورد در اختيار نداريم.»

با وجود پيشرفتهاي شگرفي که در زمينه هاي گوناگون دانش و فلسفه نصيب ما شده است بايد اقرار کنيم که هنوز از چگونگي جهان آغازين و پيدايش آن چيزي نمي دانيم!

بر اساس اطلاعات به دست آمده از فضا عمر جهان چيزي در حدود ۱۴ ميليارد سال تخمين زده ميشود و دانشمندان تصور مي کنند که کل جهان هستي به طور کاملا ناگهاني و در پي يک انفجار بزرگ به نام BIG BANG پديد آمده است.

در اين نظريه گفته شده است که در ابتدا جهاني وجود نداشت به جز يک نقطه ي بسيار کوچک که درون آن نقطه ذراتي بي نهايت ريز در حال چرخش بودند.اين ذرات حتي از الکترون هم کوچک تر و ساده تر بودند و با سرعت زيادي در حال حرکت و انقباض بودند.بر اثر انقباض بيش از اندازه ي اين ذرات دماي نقطه ي کوچک بسيار بالا رفت تا جايي که ديگر نمي توانست گرما را تحمل کند و از اين رو ناگهان منفجر شد . و ذرات ريز و گازهاي موجود در آن با سرعت بسيار زياد در فضا منتشر شدند و کهکشانها و ستارگان و سپس سيارات را تشکيل دادند.

در قرآن نيز خداوند به انفجار بزرگ اشاره مي کند و مي فرمايد:

آيا کافران نديدند که آسمانها و زمين بسته بود و ما آنها را بشکافتيم؟{سوره انبياء آيه ۳۰}

اين آيه ي زيبا که به شکافته شدن يک هسته و تشکيل جهاني عظيم اشاره دارد مي تواند ما را بر اين نظريه استوارتر گرداند که جهان در ابتدا ذرهاي بيش نبود همانطور که خود بشر نيز از ذره اي ناچيز خلق مي شود.

اما چيزي که تا کنون مجهول مانده است دليل وقوع اين انفجار عظيم است که چرا ذرات منقبض شدند و سپس منفجر گشتند؟ به عبارت ديگر چنانچه پيدايش جهان را به انفجار بزرگ منوط بدانيم اين پرسش مطرح مي شود که وضعيت جهان قبل از انفجار چگونه بوده است؟ شايد تنها پاسخي که به اين پرسش بتوان داد اين است که جهان هميشه وجود داشته و نيستي در عالم افلاک مفهومي ندارد که البته مي توان در اين نظريه ترديد داشت.

بر همين اساس در سال ۱۹۴۰ ميلادي نظريه اي تحت عنوان آفرينش مداوم يا Continuos Creation به وسيله ي چندين دانشمند ارائه گرديد.

اين نظريه عنوان ميکند که جهان کنوني از بازمانده هاي کهکشان هاي پيرتر در زمان بسيار گذشته تشکيل شده است اما به مرور زمان در اين نظريه نارسايي هايي يافت شد به طوريکه اکنون مردود شمرده مي شود و به جاي آن منطق قابل قبولتري ارائه شده است به نام نظريه جهان نوسان کننده يا Oscillating Universe .

اين نظريه معتقد است که حالت انبساط کنوني جهان در آينده به انقباض تبديل خواهد شد و تمام مواد تشکيل دهنده جهان دوباره گرد هم جمع خواهند شد که مقدمات انفجار بزرگ ديگري را فراهم سازند!

همانطور که مي دانيد هابل دانشمند سرشناس با مطالعه ي ذرات عالم متوجه شد که تمام اجزاي جهان حتي خود زمين و منظومه شمسي و تمام کهکشانها در حال دور شدن از يکديگر هستند و بر اين اساس اعلام نمود که دليل اين دور شدن ذرات نيرويي است که از زمان انفجار بزرگ تا به حال در جهان باقي مانده است و تا ابد نيز اين روند انبساط جهان ادامه خواهد داشت به اين معني که در چند ميليون سال آينده فاصله ي زمين از ساير سيارات بيش از مقدار کنوني خواهد بود و همه چيز کاملا تغيير خواهد کرد.اما اين انبساط تا چه زماني ادامه دارد؟ آنقدر که جهان محو و نابود شود؟ آيا پس از مدتي اين انبساط متوقف خواهد شد؟

نظريات متعددي در اين باره وجود دارد.عده اي از دانشمندان معتقدند که جهان در آينده منقبض و کوچک خواهد شد که اين امر ميلياردها سال طول خواهد کشيد و عده اي ديگر بر اين باورند که جهان به انبساط خود ادامه خواهد داد تا روزي که خدا بخواهد!


محمد طلايي زاده

سلام با تشكر از همه دوستان

هفت سوال درباره جهان هستي

جهان چيست؟
جهان سازماني كامل پويا است . اين جهان روزي آغاز شد - شايد با يك انبساط بزرگ ناگهاني ماده- و ممكن است روزي پايان يابد - ما نمي دانيم ! در همين زمان (بين آغاز و پايان ) با انبساط بيشتر جهان كهكشان ها از يكديگر دورتر و دورتر مي شوند . جهان با فعاليت و حركت در حال بزرگ شدن است . ستاره ها در تمام طول زندگيشان منقبض مي شوند ، منبسط مي شوند و منفجر مي شوند . سيارات به دور ستاره ها در حال گردشند. كهكشان ها مي چرخند و ستاره هاي دنباله دار و خرد سيارك ها در منظومه شمسي در حال حركت بر روي مدار خود هستند .عناصر ،اتمها ،مولكول ها و ذره ها پيوسته بر يكديگر اثر مي گذارند و تغيير مي كنند . موجهاي الكترومغناطيس همه جا هستند (ما براي ديدن آنها بايد بيرون از محوطه وجوديشان باشيم) ممكن است همه جهان از ماده سياه ساخته شده باشد كه ما در اين مورد مطمئن نيستيم .

علم كيهان شناسي چيست؟

علم كيهانشناسي در مورد چگونگي تكامل و ساختار جهان توضيح مي دهد. اين علم شامل سوالات بزرگي مي شود . مثل : آغاز جهان چگونه بوده است ؟ آيا جهان به پايان خواهد رسيد ؟ پايان جهان چگونه خواهد بود ؟ اجزا تشكيل دهنده جهان چه تاثيري برهم ميگذارند ؟ آيا جهان مرز دارد؟ و ...

امروزه تئوريهاي مبني بر مشاهده دقيق ساختار جهان،مطالعه و بحث در مورد ان وجود دارد كه رياضيات و فيزيك پايه هاي اساسي آنها هستند .

جهان چگونه آغاز شد؟

رايجترين تئوري در مورد خلق جهان تئوري انفجار بزرگ است. اين تئوري عقيده بسياري از دانشمندان بويژه ادوين هابل اخترشناس مشهور قرن بيستم است . انفجار بزرگ مي گويد كه جهان بوسيله يك موج سنگين انرژي و ماده 10 تا 20 ميليون سال پيش بو جود آمده است . انفجار بزرگ شكل گيري گازها و ذرات موجود در آسمان و هر چيز ديگري كه در آن يافت مي شود را نشان مي دهد . اين تئوري همچنين انبساط جهان در آينده را بيان ميكند و نيز دور شدن همه اجزا آسمان ، كهكشانها ،ستاره ها و سيارات و هر چه در آن است .

چه نوع ذراتي در انفجار بزرگ خلق شدند؟

در نتيجه انفجار نخستين واكنش سريع آغاز شد و ذرات بسيار كوچك تشكيل شدند (دانشمندان مي گويند كه انفجار بزرگ يك انفجار نبود بلكه يك موج عظيم بود ) و بعد بلافاصله جز اتمي ذرات بو جود آمد (براي خلق پروتون و نوترون ) هيدروژن و هليوم اولين اتمها بودند . از تاثير اين دو عنصر اساسي بر يكديگر همه مواد ديگر - از جمله خود شما - بو جود آمدند.

جهان چگونه منبسط مي شود ؟

متاسفانه ما نمي توانيم بيرون از جهان برويم تا مشاهده كنيم كه جهان چگونه منبسط مي شود اما مي توانيم آن را تجسم كنيم اگر يك بادكنك را با گذاشتن نقطه هايي علامت گذاري مي كنيم و بعد آنرا باد كنيم نقطه ها از يكديگر دورتر مي شوند و اين درست مثل اتفاقي است كه در جهان براي كهكشانها رخ مي دهد.

آيا انبساط جهان در آينده ادامه خواهد داشت ؟

يك نظريه رايج مي گويد اين امر به چگونگي پيدا شدن مواد فيزيكي در جهان مربوط است - وما مطمئن نيستم كه چه مقدار ماده در جهان وجود دارد . مقدار ماده اي كه براي ثابت نگه داشتن جهان لازم است امگا نام دارد .امگا يك كميت مجهول فرضي از ماده است . اما دانشمندان مي خواهند كه اگر مقدار ماده از امگا كمتر يا بيشتر باشد چه اتفاقي مي افتد؟

اگر ماده كمتر از امگا جهان منبسط خواهد شد سرد تر و قسمت هاي آن از هم دورتر و دورتر مي شوند. ستاره ها احتمالا خاموش خواهند شد . زندگي همه مواد با سياه شدن و سرد شدن و دور شدن از يكديگر خواهد بود.اين مفهوم انبساط جهان را طبق نظريه باز بيان مي كند . اگر ماده بيشتر از مقدار امگا باشد ، نيروهاي گرانشي (هر ذره ماده ذره هاي ديگر را به سوي خود مي كشد .) خيلي زود يا به آهستگي و خيلي دير انبساط را متوقف مي كند و باعث مي شود ماده در هم فرو بريزد و جهان شروع به منقبض شدن كند . در بعضي نقاط جهان روي خودش سقوط مي كند . اين مفهوم به نظريه جهان بسته معروف است . به طور كلي به نام Big Crunch شهرت يافته است.

در آخر جهان Big Crunch چگونه خواهد شد؟

ما مطمئنا نمي دانيم در آخر جهان چه پيش خواهد آمد اين تئوري به جاذبه اي كه باعث شده همه چيز در جهان منقبض شده ودر خودش فرو بريزد مربوط است . دو نتيجه را دانشمندان به طور كلي پيشنهاد مي كنند : يكي تمام جهان در خودش فرو مي ريزد و در يك لحظه جهان به سياه چاله تبديل خواهد شد و اين آخر جهان خواهد بود و ديگر اينكه Big Crunch منجر به انفجار بزرگ ديگري خواهد شد و در نتيجه جهان ديگري به وجود خواهد آمد (يا جهاني مشابه جهان ما )

اگر جهان از زمان بيگ بنگ تاكنون در حال گسترش و انبساط است ما بايد كهكشانهاي جوانتر را در لبه هاي عالم و كهكشانهاي پير تر را در فاصله اي نزديكتر به خودببينيم و چون مبناي فاصله يابي براي كهكشان هاي دور مقدار انتقال به قرمز درطيف جذبي نور ارسالي از آنها است به همين خاطر هر كهكشاني كه طيف دريافت شده از آنها انتقال به قرمز بيشتري داشته باشد آن كهكشان در فاصله دورتري از ما قرار دارد با توجه به فاصله گذاري براي اجرام نوراني بر اساس قرمز گرايي طيف آنها ما ديگرنبايد دو شي نوراني با انتقال به قرمز متفاوت را در كنار هم ببينيم اگر اين اتفاق بيفتد يا برداشت ما از انتقال به قرمز اشتباه است (كه هست ) يا مدل انبساطي كه براي جهان در نظر گرفتيم داراي ايراد است اكنون به متن ترجمه شده از مقاله بيگ بنگ( [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] ) بخش Quasars - Cosmic Relics توجه نمائيد

(كوازارها: كهكشانهاي جواني هستند كه بسيار فعالند و سياهچاله مركزي آن هنوز خيلي چيزهاي برد بلعيدن دارد كه بدين خاطر انرژي بسيار فراواني از آن آزاد مي‌گردد)در سالهاي 1980 ميلادي يك سري از مشاهدات صورت گرفته توسط كيهان شناسان موجب شد تا حيرت و شگفتي جديدي در ميان اخترشناسان ايجاد شود و معماي ديگري بر معماهاي قديمي نظير صافي آسمان و مشكل افق ايجاد كند، آنها يك شي جديد آسماني را كشف كردنند كه در فاصله بسيار دوري از زمين قرار داشت و با سرعت بسيار زيادي از ما دور مي شد.آنها نام اين شي ناشناخته را كه شبيه به ستاره‌اي بسيار درخشان بود اختر نما ناميدنند يك اختر نما مي‌تواند صد برابر پرنورتر از يك كهكشاني مانند كهكشان راه شيري باشد. (يعني صد بار درخشند تر از يكصد ميليارد ستاره )اما اندازه اين اخترنماها تنها به بزرگي يك منظومه مانند منظومه خورشيدي خودمان مي‌رسد اين اختر نماها كه در دورترين شعاع از دنيا قرار دارند با سرعتي نزديك به نود درصد سرعت نور از ما دور مي‌شوند

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

درشكل نيز شما كوازارها را درون كهكشانهاي مسن تر (نزديكتربه ما ) ملاحظه مي كني[CENTER]
در آغاز براين باور بودنند كه اگر طيف انتقال به قرمز اين اشياء نوراني درست باشد كوازارها بايد درحدود ده ميليارد سال پيش شكل گرفته باشند ولي كشف اخترنماي 4635+1158 PC در سال 1989 شوك بزرگي بر اختر فيزيكدانان وارد آوردو حيرت همگان را برانگيخت زيرا به خلاف يافته هاي گذشته اين اختر نما 14 ميليارد سال نوري از زمين دور بود براين اساس يك اختر نما در فاصله اي دورتر از جائي قرار داشت كه از نظر زماني نمي‌توانست وجودداشته باشد و نگران كننده‌تر از آن اين ست كه بدانيم در حول حوش اختر نماها با طيف انتقال به قرمز بزرگ كه در حاشيه ترين قسمت عالم قرار گرفته است كهكشان هايي ديده مي‌شود كه از انتقال به قرمز كمتري(از سرعت دور شدن كمتري) نسبت به اختر نماها برخوردار بودند .يعني دو شيء با سرعت‌هاي متفاوت نسبت بهم از نظر موقعيت مكاني در يك محل قرار گرفته‌اند شايد.اين انتقال به قرمز ها يا تمام طيف‌هاي انتقال به قرمز نتيجه يك اثر طبيعي ديگري باشد؟.

سراب كيهاني

با وجود پيشرفت‌هاي زيادي در زمينه كيهان شناسي ، معمايي كه هنوز هم حل نشده ، مقدار چگالي ماده موجود در جهان است. چون قسمت نامشخصي از ماده بصورت نامرئي است، امكان دستيابي به مقدار آن براي اخترشناسان تقريبا غير ممكن است. ولي اخيرا آنها پديده تازه‌اي كشف كرده‌اند كه نويد روشن كردن بسياري پرسشها را پيرامون مقدار تام ماده مرئي و نامرئي در كائنات و پراكندگي آن را در فضا به ما مي‌دهد. اين كشف عبارتست از پديده سرابهاي جاذبه‌اي.

سرابهاي گرانشي

"سرابهاي جاذبه‌اي" زماني حاصل مي‌شوند كه دو ستاره يا بيشتر كه در فاصله‌هاي متفاوتي از زمين واقع شده‌اند، بصورت كامل با كره زمين روي يك خط قرار گيرند و بنظر برسد كه در آسمان باهم برخورد كرده‌اند. روشنايي دورترين ستاره براي رسيدن به ما بايد از ميدان گرانشي نزديكترين ستاره بگذرد و در اين عبور منحرف مي‌شود. اين انحراف روشنايي يك تغيير شكل و حتي نوعي تكثير تصوير از ستاره پديد مي‌آورد.

پيش بيني سراب جاذبه‌اي

آلبرت انيشتين در سال 1936 با استفاده از نسبيت عمومي نشان داد كه اگر از ديد ناظر رصد كننده ، دو ستاره با كره زمين روي يك خط قرار گيرند، دورترين ستاره علاوه بر تصوير عادي خود كه يك نقطه است، تصوير ديگري به شكل يك حلقه نوراني در اطراف آن نقطه روشن ، پيدا خواهد كرد. اين حلقه نوراني ، نوعي سراب كيهاني و نوعي توهم بصري است زيرا در عالم حقيقت وجود ندارد. آلبرت انيشتين همخط شدن دو ستاره با زمين را امري بسيار غير محتمل مي‌دانست و اين پديده را فقط بصورت تئوري ارايه داده بود.

عدسي گرانشي

در پديده سراب كيهاني ، ستاره نزديكتر كه قوه جاذبه آن ، روشنايي ستاره دورتر را منحرف مي‌كند، "عدسي جاذبه‌اي" ناميده مي‌شود. اين ستاره مانند عدسي عينك ، روشنايي ستاره را منحرف مي‌كند تا سراب جاذبه‌اي را پديد آورد. يك سال بعد از ارايه نظريه آلبرت انيشتين ، "فريتز زوايكي" همان كسي كه موضوع ماده نامرئي را مطرح كرد با قبول تئوري آلبرت انيشتين ، به جاي ستاره‌ها ، كهكشانها و انبوه‌هاي كهكشاني را به عنوان عدسي گرانشي پيشنهاد كرد.

كشف سراب كيهاني

42سال بعد از ارائه اين نظريات ، در سال 1979 يك جفت كويزار اجسام ستاره مانند بسيار دور كشف شد كه خيلي به هم نزديك و شبيه بودند. فيزيكدانان بر اين اعتقاد شدند كه اين شباهت حيرت انگيز حاصل تصادف نيست، يكي از اين كويزارها مي‌تواند سراب گرانشي كويزار ديگر باشد، ولي در اين مورد بايد عدسي گرانشي آنرا هم كشف مي‌كردند.

پس از رصدهاي دقيق ، كهكشاني كشف شد كه روي يكي از كويزارها قرار گرفته بود. بدين ترتيب نخستين سراب كيهاني كشف شد. در واقع آنچه ديده مي‌شد يك كويزار بيش نبود، و كهكشاني كه بين اين كويزار و زمين بصورت هم خط واقع شده بود، به عنوان عدسي گرانشي عمل كرده و دومين كويزار را بصورت سراب پديد آورده بود. پس از آن سرابهاي ديگري نيز كشف شد. حتي حلقه‌هاي نوراني كه آلبرت انيشتين پيش بيني كرده بود در جهت انبوه‌هاي كهكشاني ديده شدند.

رابطه بين سراب كيهاني و ماده نامرئي

يك سراب كيهاني ، حاصل و نتيجه تداخل عمل پيچيده ميان روشنايي يك جسم نوراني سماوي «ستاره ، كويزار ، كهكشان يا انبوه كهكشانها) و ميدان گرانشي يك عدسي گرانشي است. ميدان جاذبه به توده تمام ماده (مرئي يا نامرئي) و تقسيم پراكندگي فضايي آن در عدسي بستگي دارد. از طرف ديگر ، مسير روشنايي نيز تحت تاثير ميدان جاذبه گرانشي تمام مواد بين كهكشاني (مرئي يا نامرئي) است كه مي‌تواند ميان جسم نوراني و عدسي و ميان عدسي و زمين وجود داشته باشد.

بنابراين سرابهاي كيهاني قادرند مارا نه تنها در مورد توده نامرئي در عدسيها ، بلكه درباره فضاي ميان كهكشاني نيز آگاه سازند. ولي يافتن سرابهاي كيهاني كار آساني نيست و مقدار سرابهايي كه تا كنون يافته شده‌اند، انگشت شمار مي‌باشند. اين كميابي دليل آنست كه فضاي ميان كهكشاني نمي‌تواند پر از سياهچاله‌هاي يك تكه توده‌دار (حدود يك ميليارد برابر توده خورشيد) باشد، زيرا اين سياهچاله‌ها عدسيهاي گرانشي بسيار خوبي هستند. فيزيكدانها اميدوارند با كشف سرابهاي كيهاني ، بيشتر اسرار توده نامرئي كائنات را آشكار كنند.


منبع : دانشنامه رشد

تکامل جهان
شواهد بسیاری در جهان وجود دارد که نشان می‌دهد که جهان از آغاز تا کنون در حال گسترش و انبساط بوده است. این انبساط تا کی ادامه خواهد داشت معلوم نیست، ولی در طی آن جهان رو به تکامل گذاشته و اجرام مختلف آسمانی شکل گرفته‌اند.
نگاه اجمالی
جهان پیرامون ما چنان پهناور است که ابعاد آن در اندیشه بشر نمی‌گنجد. به هر سو که تلسکوپها را متوجه می‌کنیم، دسته دسته کهکشان می‌بینیم و علائم رادیویی دور دست‌ترین کویزارها را می‌شنویم. شکوه کیهان ما را در شگفت فرو می‌برد و از خود می‌پرسیم که اینها چگونه ، کی و کجا پدید آمده‌اند؟
اولین مرحله پیدایش جهان
نخستین مرحله پیدایش جهان انفجاری بزرگ بوده که کهکشانها را همچون ترکشهایی پرتاب کرده است. در این حالت ، دما و چگالی به طرز باورنکردنی زیاد بوده است، بطوری که هنوز هم اثرات آن در جهان باقی است، اخترشناسان رادیویی دریافته‌اند که امواج رادیویی ضعیفی در سرتاسر جهان پراکنده است. اینها در واقع پژواک میرای امواج رادیویی انفجار بزرگ هستند. به این طریق معلوم شده است که فضا کاملا سرد نیست، بلکه در اثر گرمای حاصل از انفجار بزرگ دمای کنونی جهان حدود 3 کلوین بیشتر از صفر مطلق ، پائین‌ترین دمای ممکن است.
نظریه انفجار بزرگ
بنا به این نظریه همه ماده و انرژی که در حال حاضر در جهان وجود دارد، زمانی در گوی کوچک ، بینهایت سوزان ولی بی‌اندازه چگال متمرکز بوده است. این آتش‌گوی کوچک بیشتر متشکل از هیدروژن و اندکی هلیوم بود. در حدود 10 الی 15 میلیارد سال پیش این آتش‌گوی منفجر شد (انفجار بزرگ) و طوفانهایی از گاز عمدتا متشکل از پروتونها ، نوترونها ، الکترونها و مقداری ذره آلفا که در اقیانوس وسیعی از آتش غوطه‌ور بودند، به فضا فرستاد. با مشاهده تغییر مکان سرخ ، انبساط آن هنور هم ادامه دارد (انبساط جهان). با گذشت زمان تراکم ماده در بسیاری از نقاط این توده گاز پدید آمد (که سحابی نامیده می‌شود).
پیش ستارگان
بسیاری از پیش ستارگان در حالی که تحت تأثیر نیروهای گرانش و گریز از مرکز خود کوچک و پهن می‌شوند، ناپایدار شده، موجب می‌شوند که توده‌های کوچکتری از گاز از آنها جدا شوند و سپس ستارگان را تشکیل دهند و پیش ستاره‌ها نیز به نوبه خود پیش قمرها را بوجود آورند و سرانجام پیش ستاره‌ها ، ستاره شوند.
پیش سیاره و پیش قمرها
پیش سیاره و پیش قمرها نیز پس از آنکه سرد ، متراکم و منقبض شدند، به صورت سیارات و اقمار در آمدند تا جائی‌که مرحله تبدیل پیش ستاره‌ای به ستاره در مورد خورشید 5 میلیارد سال پیش صورت گرفت. سیارات و اقمار منظومه شمسی نیز اندک زمانی بعد تشکیل شدند.
نظریه جهان نوسان کننده
مطابق این نظریه انبساطی که با انفجار بزرگ آغاز شد، بر اثر نیروی گرانش سرانجام متوقف خواهد شد و انقباض را شروع خواهد کرد و مجددا همه ماده جهان را به آتش‌گوی اولیه باز خواهد گرداند. سپس انفجار بزرگ دوم روی خواهد داد و روند تکامل بار دیگر آغاز خواهد شد. مطابق این نظریه چنانچه جهان سیکلی باشد، فاز انبساطی آینده از فاز مربوط به سیکل امروزی دوبار بیشتر طویل خواهد بود.
نظریه جهان پایدار
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
تصویری که طرفداران این نظریه ترسیم می‌کنند را می‌توان به صورت زیر خلاصه کرد:
1-جهان آغاز و انجام ندارد.

2-جهان همیشه به صورتی بوده و خواهد بود که اکنون به چشم می‌آید.

3-گازها ، غبارها و انرژی که ستارگان در پیری از خود دفع می‌کنند، مواد خاصی است که ستارگان جدید از آن بوجود می‌آیند.
تسخیر جهان
شاید در ده هزار سال بعد ، انسان بتواند در مجاورت ستارگان دیگر به حیات خود ادامه دهد، ولی آیا خواهد توانست که جهان را فتح کند؟ کویزارهای کشف شده ده هزار میلیون سال نوری دورند و هزاران میلیون کهکشان در فاصله هزاران میلیون سال نوری قرار دارند. اندازه کهکشان سدی است که مسافرت و ارتباط ما را محدود می‌کند. با مطالعه کهکشانهای شناور در فضا و کویزارهای شعله‌ور تنها چیزی که یاد می‌گیریم، به فاصله‌های دوردست و تاریخ پیشین جهان مربوط می‌شود. این بخش از زیبایی مسحور کننده اخترشناسی است که به عنوان کهنترین یادگار گذشته کائنات ، اکنون یکی از هیجان‌انگیزترین دوران تاریخ خود را می‌گذراند.

ماده در کیهان
کهکشانها
در شبهای بدون مهتاب منظره واضحی از نوار ابری شکل راه شیری را مشاهده می‌نمائیم. این کهکشان ماست و حاوی نه تنها خوشه دماغی از شهابی بلکه تعداد بی‌شماری ستاره است که بصورت برآوردهای اخیر تعداد ستارگان 200 میلیون است. پرتوی نور با سرعت 300.000 کیلومتر در ثانیه ، طول کهکشان را در مدت 100.000 سال می‌پیماید. کهکشان ما با اندازه شگفت انگیزش ، تنها یکی از جزایر ستاره‌ای بی شمار را در جهان تشکیل می‌دهد.
این کهکشان دارای همراهانی است که بزرگترین آنها ابرهای ماژلانی بزرگ و کوچک می‌باشند. که به همراه کهکشان به هر یک مرکز ثقل مشترک می‌چرخند مجموعه کهکشان ، ابرهای ماژلانی و همچنین چند منظومه ستاره‌ای که شامل سحابی زن به زنجیر بسته نیز می‌گردد. گروه محلی کهکشانها نامیده می‌شوند.
ابرکهکشان
دوربینهای نجومی پیشرفته و دوربینهای نجومی رادیویی و سایر وسایل مطالعات نجومی می‌توانند منطقه عظیمی را مورد برسی قرار دهند که شعاع آن بین 10 تا 12 سال نوری است. چنین وسعتی بیلیونها کهکشان را بوجود آورده‌اند ابرکهکشان (فراکهکشان) می‌باشد در بر می‌گیرد.
قیاس جهان نجومی با جهان مادی
علم در ضمن مطالعه دنیای مادی فوق العاده متنوع به تشخیص اجسام پدیده‌ها ، ارتباطات و برهمکنشها می‌پردازد و همچنین در یک مقیاس وسیعتر مفاهیم دنیای نجومی را از تمام مفاهیم دنیای مادی جدا می‌سازد. آگادیسین پیوتر فدرسیف (Pyoter Fedoseyev) فیلسوف پیشگام تئوری سابق می‌نویسد: «از دیدگاه اصول تکاملی دلایل زیادی برای قبول این مطلب وجود دارد، جهانی که بوسیله علوم طبیعی جدید مورد مطالعه قرار می‌گیرد. موجودیتی است که از نظر زمانی در حال توسعه می‌باشد موجودیتی که از حالتها و اشکال قبلی ماده پدید آمده و بوسیله حالتها و اشکال بعدی جایگزین می‌گردد.»
فلسفه ماده گرایی
فلسفه ماده گرایی چنین تصوری را که جهان مادی به نحوی آگاهانه بوسیله مثال آفریده نمی‌پذیرد. اگر قبول کنیم که جهانی که امروزه به مطالعه آن می‌پرداخته‌ایم در بیست بیلیون سال پیش بوجود آمده ، آنگاه این موضوع از نقطه نظر فلسفی اهمیت پیدا می‌کند، تا ماهیت عینی این فرآیند را به عنوان مرحله‌ای از تکامل خود به خود ماده در جهان ، مورد تأیید قرار دهیم.
بنابراین وظیفه علم واقعی و مستحکم این است که بوسیله روابط فیزیکی به بررسی و توضیح چنین فرآیندی اقدام نماید. می‌توان وجود جهانهای متعدد را بوسیله قیاس پیچیده‌ای درک نمود. بنابراین عاقلانه است که بین تفاسیر جهان از نظر دانشنمدان علوم طبیعی (که نشانگر اندوخته دانش کنونی است) با مفاهیم فلسفی دنیای مادی (که تمام موفقیتهای آتی علوم طبیعی را در مطالعه جهان ، در نهفته دارد) تمایز قائل شویم.

انبساط جهان

نگاه اجمالی

جهان بزرگترین معمای اخترشناسی است. آیا جهان آغاز و پایانی دارد؟ اگر چنین است کی و چگونه؟ انسان همواره در برابر جهان و تخمین اندازه و سن آن ناتوان بوده است. اخترشناسی نوین ، بر مبنای یافته‌ها و تئوریهای جدید در پی حل این معما است. برای یافتن پاسخ سوالهایی که به کل جهان مربوط می‌شود، باید به دور دستها نظر افکند. باید جهان را چنان تجسم کرد که کهکشانها و خوشه‌ کهکشانها ، اجرام بسیار کوچکی به نظر رسند. آنگاه همانند ماکتی که از یک کارخانه یا شهر بزرگ می‌سازند، ماکت جهان را می‌توان ساخت.

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

تاریخچه

هنگامی که از اوایل قرن بیستم تلسکوپهای پرتوان به مشاهده آسمانها پرداختند، یافته‌های جدید ، انسان را در تجسم جهان تواناتر ساخت. ادوین هابل کشف کرد که همه کهکشانها در حال گریز از همدیگر هستند و جهان منبسط می‌شود. از انبساط جهان شاید بتوان به گذشته آن نیز پی برد.

انفجار بزرگ

میلیاردها سال پیش همه کهکشانها به هم نزدیکتر بوده‌اند. زمانی همه آنها با هم تماس داشته و پیش از آن دیگر کهکشان جداگانه‌ای وجود نداشته است. اگر باز هم به عقب برگردیم، جهان به صورت توده‌ای از گاز با چگالی و دمای بسیار بسیار زیاد بوده است. این گوی آتشین منفجر شده و جهان کنونی ما را پدید آورده است. اخترشناسان این نقطه آغاز را انفجار بزرگ می‌نامند.

تاریخ انفجار بزرگ

اساسا تعیین تاریخ انفجار بزرگ ساده است. این کار را می‌توان با ردیابی حرکت کهکشانهای زمانهای قبل انجام داد. برای مثال خوشه کهکشانهای صورت فلکی گیسو را در نظر می‌گیریم که 350 میلیون سال نوری با ما فاصله دارد. مطالعه طیف آن نشان می‌دهد که این خوشه با سرعت 7000 کیلومتر در ثانیه از کهکشان ما دور می‌شود. به عبارت دیگر فاصله آن در هر 43 سال ، یک سال نوری افزایش می‌یابد.






محاسبه کهکشانهای گیسو

پانزده هزار میلیون سال پیش ، خوشه کهکشانهای گیسو درست در بالای سر ما قرار داشته است. با انجام چنین محاسبه‌ای برای تمام خوشه‌های دیگر نیز به این عدد می‌رسیم. خوشه‌هایی که در فاصله بیشتری قرار دارند، با سرعت بیشتری می‌گریزند. پس اگر خوشه گیسو در فاصله 350 میلیون سال نوری با سرعت 7000 کیلومتر در ثانیه دور می‌شود، می‌توان گفت که به ازای هر یک میلیون سال نوری ، سرعت گریز 20 کیلومتر در ثانیه افزایش می‌یابد. مثلا خوشه‌ای که 100 میلیون سال نوری با ما فاصله دارد، با سرعت 2000 کیلومتر در ثانیه دور می‌شود. البته این رابطه در فاصله‌های دور دست اندکی تغییر می‌کند. زیرا سرعت هیچ جسمی نمی‌تواند بیشتر از سرعت نور باشد.

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

ثابت هابل

افزایش سرعت 20 کیلومتر در ثانیه به ازای هر یک میلیون سال نوری فاصله ، ثابت هابل نامیده می‌شود. اکنون تعیین دقیق ثابت هابل یکی از مهمترین وظیفه کیهان شناسان است. دانشمندان تلسکوپ بزرگی را طراحی کرده‌اند، که قرار است در سالهای آینده به فضا فرستاده شود. این تلسکوپ ، تلسکوپ هابل نامیده شده است که به مطالعه خوشه‌های کهکشانها خواهد پرداخت و طیف آنها را با دقت ثبت خواهد نمود. اخترشناسان امیدوارند که یافته‌های این تلسکوپ مقدار دقیق ثابت هابل را تعیین کند.

شراگيم امينى

همه چيز در حال گردش است. زمين به دور خورشيد مى چرخد و ماه تنها قمر زمين به دور زمين. زمين و تمامى سيارات منظومه خورشيدى نيز به دور ستاره بزرگ خورشيد مى چرخند. منظومه خورشيدى ما كه در يكى از بازوهاى كهكشان راه شيرى قرار دارد به دور هسته مركزى راه شيرى مى چرخد. كهكشان راه شيرى در خوشه اى به نام گروه محلى قرار دارد. تمامى كهكشان هاى گروه محلى نيز به دور مركز گروه محلى در حال چرخش هستند.

از گردهم آمدن گروه ها و خوشه هاى بسيارى همچون گروه محلى، مجموعه بسيار بزرگ ترى به نام «ابر خوشه » تشكيل مى شود. دنيايى كه ما در آن زندگى مى كنيم از ميليون ها ابر خوشه تشكيل شده است. حالا مى خواهيم از زمين كوچكمان كه در اين دنياى بزرگ، حتى به اندازه يك نقطه كوچك هم نيست خارج شويم و به سوى اولين لحظات تشكيل عالم برويم. زمانى كه نه من و نه شما و نه هيچ موجود زنده اى وجود نداشت.

بيش از 13 ميليارد سال پيش تمام انرژى هاى دنيا، يعنى تمام آن چيزى كه هم اكنون وجود دارد به صورت اصلى ترين ماده تشكيل دهنده انرژى در يك نقطه وجود داشت. (در طول مقاله از واژه هاى كيهان و عالم استفاده مى شود كه هر دو به يك معنا است. ) اين نقطه با انفجارى بزرگ منفجر شد و انرژى خود را در تمام جهات پخش كرد.

اين لحظه راBig Bang (انفجار بزرگ) و در معادل فارسى«مهبانگ» مى گويند. پس از انفجار بزرگ تمام انرژى هاى دنيا كه در يك نقطه جمع شده بود در تمام جهات پخش و گسترده شد كه اكنون نيز ادامه دارد. به زبان ساده دنيا از زمان انفجار بزرگ تا اكنون در حال انبساط (باز شدن) است. پس از دو دقيقه با همجوشى پروتون ها و نوترون ها، دوتريوم درست شد. پس از سه دقيقه، هليوم از همجوشى دوتريوم، پروتون ها و نوترون ها پديدار شد. در آن موقع چگالى جرمى ماده از چگالى ماده معادل انرژى فوتون ها كمتر بوده است، در حالى كه هم اكنون چگالى جرمى ماده از چگالى ماده معادل انرژى فوتون ها بيشتر است. در ابتداى تشكيل عالم نوترون ها، پروتون ها و الكترون ها تنها سهم ناچيزى از مقدار ماده را داشتند و اين فوتون ها بوده اند كه انحناى فضا- زمان را به وجود مى آوردند.

صدهزار سال پس از تشكيل عالم، دماى كيهان هشت هزار كلوين بود در حالى كه نهصد هزار سال بعد دماى دنيا به سه هزار درجه كلوين كاهش يافت. در اين زمان به دليل افت دما و خنكى نسبى اى كه به وجود آمده بود پروتون ها و الكترون ها با يكديگر درهم آميخته شدند تا اين كه اتم هاى خنثى هيدروژن را به وجود آوردند. كيهان در اين زمان(يك ميليون سالگى) براى نخستين بار شفاف شد كه با وقوع شفافيت فوتون هاى زمينه ميكروموجى كيهانى در تمام عالم گسترش يافتند. در اين هنگام قسمت هايى از كيهان كه مقدارى از ميانگين چگال تر بودند تبديل به خوشه ها، ابرخوشه ها و كهكشان ها شدند و قسمت هاى كوچك و كم تراكم تر باقيمانده تبديل به فضاى ميان ابرخوشه ها شدند.

طى يك دوره چند ميليون ساله ابر هاى گازى به وجود آمدند كه هسته اوليه تشكيل ستارگان بودند. كهكشان راه شيرى در يك ابر چرخنده كم سرعت از هيدروژن و هليوم كه در حدود 100 كيلوپارسك (326 سال نورى) پهنا دارد تشكيل شد. البته هنوز معلوم نيست كه كهكشان ما از يك ابر بزرگ گازى تشكيل شده يا آن كه از تعدادى ابرهاى كوچك كه با يكديگر درهم آميخته شده اند. در سير تكميلى و گسترش عالم در مركز كهكشان راه شيرى دو مركز بسيار پرانرژى كه سياهچاله هستند به وجود آمد كه به نوعى نقطه تعادل و جاذبه گردشى كهكشان است. بيش از 5/4 ميليارد سال پيش منظومه خورشيدى ما در درون يكى از ابرهاى گازى كهكشان راه شيرى متولد شد. در ابتدا بخش هايى از اين ابر بزرگ شروع به متراكم شدن كرد و بر اثر كشش گرانشى فشرده شد تا به صورت يك توده كروى شكل درآمد. پس از صد هزار سال خورشيد به صورت يك كره بسيار كوچك متولد شد. خورشيد كوچك مدام داغ تر و گرم تر مى شد و به سرعت به دور خود مى چرخيد و از خود ماده در فضا رها مى كرد. پس از مدتى خورشيد به دوران بلوغ خود رسيد. در اين دوره اولين انفجارهاى هسته اى خورشيد آغاز شد كه سبب درخشش اين ستاره بزرگ مى شد. خورشيد از ابتداى پيدايش خود تاكنون مدام در حال تبديل ماده به انرژى است.

حلقه هايى از موادى كه از خورشيد جدا مى شدند كم كم به صورت اجرام كوچكى درآمدند و پس از مدتى بر اثر گرانش بسيار بالاى خورشيد در مدار هايى متفاوت شروع به چرخيدن كردند. اين اجرام كه توده هاى كوچك چرخانى در ميان توده هاى بزرگى از گاز و غبار بودند پس از طى چندين ميليون سال تبديل به سيارات بزرگ و كوچكى شدند كه امروزه به نه نام مختلف همچنان به دور خورشيد بزرگ در حال گردش هستند. هر نه سياره منظومه خورشيدى در نه مدار مختلف و در فاصله هاى معينى از خورشيد قرار دارند كه به ترتيب از اولين سياره نزديك به خورشيد عبارتند از «عطارد، زهره، زمين، مريخ، مشترى، زحل، اورانوس، نپتون و پلوتو.»

يوهان كپلر قوانين سه گانه اى را كشف و براى حركت سيارات وضع كرده است كه شامل مواد ذيل است: 1-همه سياره ها در يك مدار بيضى شكل به گرد خورشيد مى چرخند. 2- هر سياره اى كه در گردش خود نزديك به خورشيد مى رسد، سرعتش بيشتر مى شود. 3- بين مسافت و دورى سياره از خورشيد با زمانى كه مدار خود را مى پيمايد، نسبت خاصى برقرار است.

سياره«پلوتو» كه در دورترين فاصله خود از خورشيد هفت ميليارد كيلومتر از آن فاصله دارد زاويه مدارى متفاوتى نسبت به ديگر سيارات دارد. مدار تمامى سيارات منظومه خورشيدى تقريباً موازى با خورشيد است اما مدار پلوتو در حدود 40 درجه از مدار ديگر سيارات به دور خورشيد، داراى انحنا است. آخرين سياره منظومه خورشيدى «پلوتو» به دليل فاصله بسيار زيادى كه با زمين دارد تا سال 1930 كشف نشده بود تا اين كه در همين سال «كلايد تومبا» ستاره شناس آمريكايى توانست آن را رصد كند. كمترين فاصله پلوتو با زمين چهار ميليارد و سيصد ميليون كيلومتر است.

اما كلوخه هاى كوچكترى كه از خورشيد جدا شده بودند تبديل به اقمار سيارات و كلوخه هاى كوچك تر از آن ها نيز تبديل به سيارك ها شدند. تاكنون تنها در حدود 110 سياره ديگر كشف شده است كه به دور ستاره اى همانند خورشيد در حال گردشند. سياراتى كه تاكنون كشف شده اند در فاصله هاى بسيار دورى از زمين قرار دارند و تقريباً در اندازه هاى مشترى و زحل هستند.

ooo

دنياى پهناور ما همچون بادكنكى كه در حال باد شدن است مدام در حال بزرگ شدن است و هر روز بر پهناى آن افزوده مى شود. بر طبق قانون هابل كهكشان هاى دوردست با سرعتى به تناسب دوريشان از ما فاصله مى گيرند، بنابراين كيهان به طور يكنواخت در حال انبساط است. البته بايستى بدانيد كه كهكشان ها خود در حال انبساط و بزرگ شدن نيستند بلكه اين فضا- زمان است كه منبسط مى شود و كهكشان ها را با خود مى برد. براساس اين قانون اگر عالم باز يا مستوى باشد، انبساط تا بى نهايت ادامه دارد و اگر بسته باشد انبساط متوقف شده و عالم شروع به رمبش (انقباض) مى كند. چون گرانش از سرعت انبساط عالم مى كاهد ممكن است كه روزى پيروز شود و موجب توقف گسترش عالم و در نتيجه فروريختن كيهان در خود شود. براى درك بهتر مثالى بيان مى كنيم: سرعت گريز از زمين 4/11 كيلومتر بر ثانيه است. حال اگر موشكى با سرعت كمتر بخواهد از جو زمين خارج شود جاذبه زمين اين اجازه را به او نمى دهد و موشك به سمت زمين باز مى گردد. پس اگر سرعت نسبى دو كهكشان از سرعت گريزشان كمتر باشد روزى انبساط پايان يافته و كيهان شروع به انقباض مى كند و اگر سرعت گريزشان بيشتر باشد انبساط عالم ادامه خواهد داشت. براى رسيدن به پاسخى قطعى درباره سرنوشت عالم ما، در ابتدا بايستى به چگونگى پيدايش آن پى برد. هم اكنون گروهى از دانشمندان فيزيك در حال بررسى زمان صفر انفجار بزرگ از طريق «نظريه ريسمان ها» هستند. نظريه ريسمان ها فرضيه اى نوين و جديد است كه هنوز به صورت تجربى ثابت نشده است. بر طبق اين نظريه، عالم در رده اى بنيادى تر از رشته ها با ريسمان هايى ساخته شده كه با فركانس هاى مختلف ارتعاش مى كنند. پژوهش درباره ماهيت انفجار بزرگ به ظاهر تنها از طريق نظريه ريسمان ها امكان دارد اما زمان پاسخ به چنين پرسشى سخت و دشوار كه بزرگ ترين معماى عالم است هرگز معلوم نخواهد بود.


منبع : [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]