فیزیك انفجار بزرگ و ابدیت

واضح آرشیو وب فارسی:سایت رسیک: ● چرا ستارگان می درخشند؟
با چشم غیر مسلح در یك شب تاریك و بدون ماه و در هوای صاف می توان حدود ۲۵۰۰ ستاره را در آسمان شناسایی كرد. با دوربین یا تلسكوپ می شود میلیون ها ستاره را تشخیص داد. از سیاره های منظومه شمسی خودمان نظیر (زهره) و (زحل) كه چشم پوشی كنیم تمامی این ستارگان دوردست خورشیدها یا به عبارت دیگر گلوله های گازی پر حرارتی هستند كه در سطح خود می توانند تا هزاران درجه و در درون خود تا میلیون ها درجه حرارت داشته باشند.
در حقیقت بعضی از آنها با شدتی ده هزار برابر خورشید ما می درخشند و برخی از آن ها هم خیلی كم نورتراز ستاره مركزی منظومه ما هستند. ولی تمام ستارگان در یك مورد مشتركند: آن ها در ژرفای درون خود از طریق تبدیل هیدروژن به هلیم انرژی هسته ای تولید می كنند این چشمه جوشان و پایان ناپذیر انرژی- به ستارگان كمك می كند كه عمری بسیار طولانی داشته باشند. مثلا خورشید با مواد سوختنی كه دارد ۱۰ میلیارد سال عمر خواهد كرد.
انرژی ایجاد شده در مركز ستاره به خارج منتقل می شود و از سطح ستاره به شكل پرتوهای ماورای بنفش - رونتگن - ذره ای - نوری - گرمایی و امواج رادیویی انتشار می یابد. برخی از ستارگان در پایان عمر خود از طریق انفجارهای بسیار عظیم از بین می روند. آنگاه از آن ها فقط گوی های مادی كوچك و كاملا در هم فشرده ای باقی می ماند كه در علم ستاره شناسی ( كوتوله های سفید ) ( ستاره نوترونی) و یا (سیاهچاله) نامیده می شوند. خورشید هم روزی تبدیل به یك كوتوله سفید خواهد شد.
● كهكشانه ها چیستند؟
ستارگان بطور یكنواخت در كیهان پراكنده نیسند. آن ها خانواده های عظیمی را در فضا تشكیل می دهند كه ( كهكشانه) نامیده می شوند. مثلا خورشید ما تنها یكی از ۲۰۰ میلیارد ستاره كهكشانه ما یعنی (كهكشان راه شیری) است. كهكشان راه شیری به وجود این كه ابعاد عظیمی دارد یك كهكشان متوسط و عادی محسوب می شود. ما كهكشانه هایی را می شناسیم كه چندین هزار میلیارد خورشید دارند. برخی كهكشانه های دیگر نیز فقط چند میلیارد ستاره دارند.
كهكشانه ها در شكل های گوناگونی دیده می شوند كه مهمترین اشكال آنها مدل های مارپیچی - مارپیچی میله ای و بیضوی هستند. كهكشانه ها گروههای بزرگ و كوچكی را می سازند كه ( مجموعه كهكشانی ) نامیده می شود. مثلا كهكشان راه شیری به گروه محلی خود تعلق دارد كه دارای ۳۰ عضو است و بزرگترین دستگاه آن كهكشان سحابی آندرومدا (Andero Medanebulo) یا امراه المسلسله كه حدود ۲ میلیون سال نوری با ما فاصله دارد. با حدود ۴۰۰ میلیارد ستاره است. تا آنجا كه تلسكوپ های بزرگ می توانند ژرفای عالم را رصد كنند كهكشانه ها دیده می شوند. بسیاری از آن ها میلیاردها سال نوری با ما فاصله دارند.
● آیا ( انفجار بزرگ) یا ( انفجار اولیه) واقعا وجود داشته است؟
دانشمندان در این زمینه هر چه بیشتر درباره گذشته و آینده پژوهش می كنند نظریاتشان نامطمئن تر و ناپایدارتر می شود. مثلا در حالیكه فاصله ماه از زمین و یا تاریخ اولیه كره زمین را به خوبی می شناسیم به توجه به این كه فقط ۴۰۰ سال از عمر تاریخ پژوهش های جدید گذشته است بسیار مشكل می توان به تاریخ میلیاردها ساله آغاز خلقت نظر انداخت.
فرضیه انبساط عالم به خودی خود كافی نیست كه ما با اطمینان نتیجه بگیریم كه انفجار اولیه وجود داشته است. ولی در اینجا یك نكته جالب توجه دیگر نیز به آن افزوده می شود: هرچه ما بیشتر به عمق كیهان نظاره می كنیم در واقع بیشتر به عمق زمان گذشته می نگریم. یك ستاره را كه در فاصله ۱۰ سال نوری قرار دارد به همان صورتی می بینیم كه ۱۰ سال قبل بوده است. دورترین اجرامی را كه انسان می تواند با تلسكوپ های بزرگ نجومی نظاره كند كوازارها هستند.
( Quasar مخفف عبارت نجومی Quasistallar object و عبارت است از عضوی از گروههای گوناگون ستاره مانند كه دارای پرتوهای قرمز استثنایی می باشند و غالبا از خود فركانسهای رادیویی و نیز امواج نوری قابل دیدن منتشر می كنند.) آنها در واقع كهكشانه های كاملا جوانی هستند كه در مراحل اولیه شكل گیری به سر می برند. حال اگر انسان نگاهش را در سمت دلخواهی به دورتر و بازهم دورتر متوجه كند باید به مرزی برسد كه در آنجا آغاز خلقت را مشاهده كند و به عبارت دیگر آن گاز داغ اولیه را ببیند كه تمام كهكشانه ها - ستارگان - سیارات و موجودات از آن ایجاد شده اند.
بنابراین می بایست پیرامون ما را پیوسته پوسته كاملا درخشانی در دوردست احاطه می كرد و آسمان هم می بایست شب ها همچون روز روشن می شد اما این دیوار آتشین با سرعت زیادی از ما دور می شود زیرا كه عالم لحظه به لحظه انبساط می یابد سرعت دورشدن به قدری زیاد است كه نور این پوسته دارای طول موج بلندتری می شود كه ما آن را فقط به صورت تشعشعات و امواج رادیویی دریافت می كنیم.دقیقا همین امواج هستند كه اكنون كشف شده.
امواج مفروضی كه از همه جهات به طور یكنواخت بر ما می تابند و به نام تشعشعات پیشینه - ۳ k نامگذاری شده اند. وجود این پرتو ها را می توان با رادیو تلسكوپ ها به سادگی اثبات كرد این تشعشعات تكیه گاهی مهم برای اثبات فرضیه انفجار اولیه می باشد.
● عالم در ابتدا چگونه به نظر می آمد؟
آشكار است برای آگاهی از چگونگی اولین ثانیه ها و یا بهتر بگوییم اولین اجزای ثانیه های پس از انفجار اولیه نباید از ستاره شناسان پرسید بلكه در این مورد باید به فیزیكدان های متخصص در امر فیزیك ذره ای مراجعه كرد كه در مورد تشعشعات و ماده در شرایط كاملا سخت و غیر عادی تحقیق می كنند و تجربه می كنند. تاریخ كیهان معمولا به ۸ مقطع كاملا متفاوت و غیر مساوی تقسیم می شود:
۱) مرحله اول :( صفر تا ۴۳- ۱۰ ثانیه ) :
این مساله هنوز برایمان كاملا روشن نیست كه در این اولین اجزای ثانیه ها چه چیزی تبدیل به گلوله آتشینی شد كه بعدا كیهان باید بعدا از آن ایجاد گردد . هیچ معادله و یا فرمول های اندازه گیری برای درجه حرارت بسیار بالا و غیر قابل تصوری كه در این زمان حاكم بود در دست نمی باشد.
۲) مرحله دوم :( ۴۳- ۱۰ تا ۳۲- ۱۰ ثانیه) :
اولین سنگ بناهاب ماده مثلا كوارك ها و الكترون ها و پاد ذره های آنها از برخورد پرتوها با یكدیگر به وجود می آیند. قسمتی از این سنگ بناها دوباره با یكدیگر برخورد می كنند و به صورت تشعشع فرو می پاشند. در لحظه های بسیار بسیار اولیه ذرات فوق سنگین - x نیز می توانسته اند به وجود آمده باشند. این ذرات دارای این ویژگی هستند كه هنگام فروپاشی ماده بیشتری نسبت به ضد ماده و مثلا كوارك های بیشتری نسبت به آنتی كوارك ها ایجاد می كنند. ذرات x كه فقط در همان اولین اجزای بسیار كوچك ثانیه ها وجود داشتند برای ما میراث مهمی به جا گذاردند كه عبارت بود از : ( افزونی ماده در برابر ضد ماده )
۳) مرحله سوم :( از ۳۲- ۱۰ ثانیه تا ۶- ۱۰ ثانیه ) :
كیهان از مخلوطی از كوارك ها - لپتون ها - فوتون ها و سایر ذرات دیگر تشكیل شده كه متقابلا به ایجاد و انهدام یكدیگر مشغول بوده و ضمنا خیلی سریع در حال از دست دادن حرارت هستند.
۴) مرحله چهارم :( از ۶- ۱۰ ثانیه تا ۳- ۱۰ثانیه ) :
تقریبا تمام كوارك ها و ضد كوارك ها به صورت پرتو ذره ها به انرژی تبدیل می شوند. كوارك های جدید دیگر نمی توانند در درجه حرارت های رو به كاهش به وجود آیند ولی از آن جایی كه كوارك های بیشتری نسبت به ضد كوارك ها وجود دارند برخی از كوارك ها برای خود جفتی پیدا نكرده و به صورت اضافه باقی می مانند. هر ۳ كوارك با یكدیگر یك پروتون با یك نوترون می سازند. سنگ بناهای هسته اتم های آینده اكنون ایجاد شده اند.
۵) مرحله پنجم : ( از ۳- ۱۰ ثانیه تا ۱۰۰ ثانیه ) :
الكترون ها و ضد الكترون ها در برخورد با یكدیگر به اشعه تبدیل می شوند. تعدادی الكترون باقی می ماند زیرا كه ماده بیشتری نسبت به ضد ماده وجود دارد. این الكترون ها بعدا مدارهای اتمی را می سازند.
۶) مرحله ششم : ( از ۱۰۰ ثانیه تا ۳۰ دقیقه ) :
در درجه حرارت هایی كه امروزه می توان در مركز ستارگان یافت اولین هسته های اتم های سبك و به ویژه هسته های بسیار پایدار هلیم در اثر همجوشی هسته ای ساخته می شوند. هسته اتم های سنگین از قبیل اتم آهن یا كربن در این مرحله هنوز ایجاد نمی شوند. در آغاز خلقت عملا فقط دو عنصر بنیادی كه از همه سبكتر بودند وجود داشتند : هلیم و هیدروژن
۷) مرحله هفتم : ( از ۳۰ دقیقه تا ۱ میلیون سال پس از خلقت ) :
پس از گذشت حدود ۳۰۰۰۰۰ سال گوی آتشین آنقدر حرارت از دست داده كه هسته اتم ها و الكترون ها می توانند در درجه حرارتی در حدود ۳۰۰۰ درجه سانتی گراد به یكدیگر بپیوندند و بدون اینكه دوباره فورا از هم بپاشند اتم ها را تشكیل دهند . در نتیجه آن مخلوط ذره ای كه قبلا نامرئی بود اكنون قابل دیدن می شود.
۸) مرحله هشتم : ( از یك میلیون سال پس از خلقت تا امروز ) :
از ابرهای هیدروژنی دستگاههای راه شیری ستارگان و سیارات به وجود می ایند. در داخل ستارگان هسته اتم های سنگین از قبیل اكسیژن و آهن تولید می شوند. كه بعد ها در انفجارات ستاره ای آزاد می گردند و برای ساخت ستارگان و سیارات و حیات جدید به كار می ایند.
● عناصر اصلی حیات زمینی چه زمانی پدیدار شد؟
برای زمین با توجه به گوناگونی حیات كه در آن وجود دارد ۳ چیز از اهمیت خاصی برخوردار بوده است:
۱) از همان ابتدای خلقت همیشه ماده بیشتری نسبت به ضد ماده وجود داشته و بنابراین همواره ماده برای ما باقی می ماند.
۲) در مرحله ششم هیدروژن به وجود آمد این ماده كه سبك ترین عنصر شیمیایی می باشد سنگ بنای اصلی كهكشانه ها و سیارات می باشد. هیدروژن همچنین سنگ بنای اصلی موجودات زنده ای است كه بعدا روی زمین به وجود آمدند و احتمالا روی میلیاردها سیاره دیگر نیز وجود دارند.
۳ ) در مركز ستارگان اولیه هسته اتم های سنگین از قبیل اكسیژن و یا كربن یعنی سنگ بناهای اصلی لازم و ضروری برای زندگی و حیات بوجود آمدند.
● آیا عالم همواره در حال انبساط خواهد بود؟
جنبش انبساطی یا به عبارت دیگر از همدیگر دور شدن كهكشانه ها به هر حال رو به كند شدن است. زیرا جزایر جهانی متعدد در واقع به سمت یكدیگر جذب می شوند و در نتیجه حركت انبساطی آن ها كند تر می شود. اكنون پرسش فقط این است كه آیا زمانی تمام این حركت ها متوقف خواهد گردید و این عالم در هم فرو خواهد پاشید؟ این مساله بستگی به تراكم ماده در جهان هستی دارد. هر چه این تراكم بیشتر باشد نیرو های جاذبه بین كهكشانه ها و سایر اجزای گیتی بیشتر بوده و به همان نسبت حركت آن ها با شدت بیشتری متوقف خواهد شد.
در حال حاضر چنین به نظر می رسد كه تراكم جرم بسیار كمتر از آن است كه زمانی عالم در حال انبساط را به توقف در آورد. به هر حال این امكان وجود دارد كه هنوز جرم های بسیار بزرگ ناشناخته ای از قبیل ( سیاهچاله های اسرار آمیز) یا ( ابرهای گازی شكل تاریك) وجود داشته باشند و نوترینو ها كه بدون جرم محسوب می شوند جرمی هرچند كوچك داشته باشند. اگر این طور باشد در این صورت حركت كیهانی زمانی شاید ۳۰ میلیارد سال دیگر متوقف خواهد شد.
در آن زمان كهكشان ها با شتابی زیاد حركت به سوی یكدیگر را اغاز خواهند كرد تا در نهایت به شكل یك گوی آتشین عظیم با یكدیگر متحد شوند. آن زمان شاید می باید روی یك انفجار اولیه جدید دیگر و تولد یك عالم جدید حساب كنیم. با توجه به سطح كنونی دانش بشر و میزان پژوهش های انجام شده باید اینطور فرض كرد كه عالم تا ابدیت انبساط خواهد یافت.

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: سایت رسیک]

[مشاهده در: www.ri3k.eu]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 286]