** با هدف آموزش عکاسی نجومی، گشت رصدی تابستان 96؛ دوم شهریور در سرکویر سمنان اجرا خواهد شد. گروه آموزش کاربردی/ تلفن ثبت نام: 02166922627 **    
 پنج‌شنبه 26 اَمرداد 1396 | 24 ذي القعده 1438 | 17 آگوست 2017
مسير :
»
»
»
حدود 13.7 ميليارد سال پيش در چنين روزي...!-قسمت اول

حدود 13.7 ميليارد سال پيش در چنين روزي...!-قسمت اول
چهارشنبه 3 آذر 1389 - 02:30 | شاخه : | 1331 بازدید | 0 دیدگاه

حدود 13.7 ميليارد سال پيش در چنين روزي...!-قسمت اول
 

مطالعات انسان بر روي اين آسمان بيکران به منظور شناخت تمامي وقايع ، سابقه اي بس طولاني دارد. شناخت جهان و پي بردن به بيشمار معماهايي که ذهن بشر را به خود معطوف داشته. در اين جهان پهناور بسيار مواردي وجود دارد که هنوز ذهن بشر قادر به حل آن نگرديده و خود بسياري از سوالات نخستين نيز در طي سالها تحقيق به جواب رسيده. اما اولين و اصلي ترين سوالي که در ذهن تمامي انسان ها با تمام پيش زمينه هاي ذهني و علمي شکل مي گيرد آن است که سر منشا تمامي وقايع در اين پهنه گيتي چيست و به نوعي چگونه به اين شرايط کنوني رسيده است.
تقريباً تا قبل از سال 1960 عموم اعتقادات بر اين بود که جهان ايستا است و هيچ گونه حرکت و سير قابل محاسبه اي ندارد. حتي شايد بتوان گفت اين تفکر در ذهن دانشمندان بزرگ از جمله انشتين و نيوتون و قاعدتاً بسياري قبل تر از آنها نيز وجود داشته. تا آنکه در سال 196دانشمند بزرگ ادوين هابل در طي رصدهايش و مشاهده طيف انعکاسي کهکشان ها در فضا به يک نکته مشترک در تمامي اين کهکشان ها بر خورد. اينکه انتهاي طيف بازتابي تمامي کهکشان ها در فضا به قرمز مي گرويد و طبق قوانين دوپلر تمامي اجرامي که از ما دور مي شوند اين ويژگي را دارا هستند. طبق اين مشاهدات مي بايست تمامي کهکشان ها با سرعتي متناسب با فاصله اشان که در فرمول V=H × D ( H = ثابت هابل 10کيلومتر در ثانيه براي هر 3.25 سال نوري ،  D =فاصله ، V= سرعت ) مي توان سرعت را محاسبه کرد. اين کشف تحولي اساسي در نگرش دانشمندان ايجاد کرد، به گونه اي که بعد ها انشتين اعتقاد بر جهان ايستا را بزرگترين اشتباه زندگيش بيان کرد. در همان سال ها دانشمند ديگري با نام جرج گاموف ايده انفجار بزرگ را مطرح ساخت. نکته قابل توجه و تفکر بر انگيز در اين رابطه آن است که توانايي شناخت آنکه کهکشان ها در حال دور شدن از ما هستند سال ها قبل تر نيز وجود داشته اما اعتقاد بر جهان ايستا به قدري قوي بود که چنين کشفي در سال 196اتفاق افتاد.
 حال اين نکته قابل توجه است که چرا نظريه انفجار بزرگ مطرح گشت و چگونه مورد پذيرش واقع شد.
 براي پذيرفتن يک نظريه علمي به عنوان نظريه صحيح در ابتدا يک اصل ساده اما اساسي وجود دارد و آن داراي سه بخش است:
اول آنکه بايد مطابق با نشانه ها و وقايع مشاهده شده باشد، يعني آنچه را که مي بينيم توجيه کند.
 دوم ?نکه بتواند وقايعي را که از قبل اتفاق افتاده را توجيه و مورد بررسي قرار دهد
 و در آخر آنکه بتواند وقايع را طبق اصول پيوستگي جهان توجيه کند.
 اما بخش ديگر و به گونه اي اساسي تر اين نظريه ( Big Bang ) در قبال استناد به عنوان نظريه برتر ، اين بخش مي باشد که اين نظريه با توجه به قوانين علوم قابل توجيه است. جهان بر پايه يک سري از قوانين علوم طبيعي مانند فيزيک يا شيمي بر اساس منطق رياضي استوار است. يعني آنکه علاوه بر آنکه جهان با توجه به علوم فيزيک و شيمي داراي توجيهات است به نحوي که وقايع بر اساس علوم فيزيک رخ مي دهند و علم شيمي در حيطه مواردي که تجزيه عناصر رخ مي دهند وارد مي شوند و کاملا جواب گوي وقايع مي باشند، تمامي اتفاقات از ابتداي جهان تا کنون که در اين نظريه آمده با فرامين رياضي کاملا مطابقت داشته و قابل محاسبه است.
و در نهايت آنکه در آزمايشگاه جهان را قدم به قدم به عقب باز گرداندند و تا دوران الکترو ضعيف در بخش دوره تابش که در مراحل بعدي بدان اشاره خواهد شد در مقياس آزمايشگاهي شبيه سازي کردند. پس دليل بسيار محکمي براي دفاع از اين نظريه ايجاد گشت.
 طبق موارد گفته شده و با توجه به پيشرفت علم تمامي وقايع رخ داده از ابتدا تا کنون مشخص است و اين وقايع زنجير وار جهان را شکل داده اند. جهاني که اکنون مي بينيم و به گونه اي چه مستقيم و غير مستقيم لمس مي کنيم متشکل از بسياري از اجرام ريزي است که زنجير وار اجسام بزرگ را تشکيل داده اند و اجسام بزرگ خود با پيوستن به يکديگر اجسام بزرگتر را تشکيل مي دهند. پس در نهايت اين نتيجه حاصل مي شود که کل جهان متشکل از بي نهايت اتم است که کنار يکديگر کلوني نظلم مندي را شکل داده اند. عددي حدودي بالغ بر  10به توان78اتم.
پس به گونه اي مي توان جهان را به دو دسته ريز يا اتمي و جهان بزرگ تقسيم بندي کرد. فيزيک کوانتوم به بررسي جهان اتمي مي پردازد و فيزيک نوين ( قوانين نيوتون و نسبيت ) به مطالعه جهان بزرگ پرداخته.
 
حال به بررسي ابتدايي و اجمالي اين نظريه مي پردازيم:
جهان در حدود 1تا 15 ميليارد سال پيش که اگر بخواهيم عددي صحيح تر و دقيق تر بيان کنيم 13.7ميليارد سال قبل به صورت توده گازي بسيار بسيار داغ و پر چگال با فشاري بي نهايت در يک نقطه جمع بوده، حجمي از ماده که به قدري چگال است که نه مي توان براي آن به دليل فشردگي، طول و عرض و ارتفاعي بيان کرد و نه مي توان فشردگي را با طول و عرض و ارتفاع صفر قائل شد. علاوه بر آن اگر بتوان براي آن لحضه نخستين فضايي با تعريف صفحه فضا و زمان قائل شد به دليل چگاليت، صفحه فضا و زمان را آنقدر خم کرده که به گونه اي باعث پارگي و گسستگي ?ن گشته.
 حال به بيان چند اصل در اين زمان مي پردازيم:
اولين اصلي که مي توان مورد مطالعه و بررسي قرار داد اصل زمان است. زمان کميتي است بيانگر مدت انجام کاري ، اما در تعريف زمان دو ديدگاه وجود دارد. ديدگاه اول يا زمان نيوتني بيان مي کند که زمان بخشي از ساختار هاي اساسي جهان است، بُعدي که اتفاقات در آن رخ مي دهند. همچنين اين ديدگاه بيان مي کند که زمان قابل اندازه گيري است که ديدگاهي بسيار واقع گرايانه به شمار مي آيد. ديدگاهي که بيشتر جنبه علمي داشته.
اما ديدگاه ديگري که در اين زمينه وجود دارد ديدگاه گوتفريد لاينيتس و ادوارد گانت مي باشد که زمان را قسمتي از ساختار هاي ذهني انسان مي دانند. آنچنان که ما در ذهن خود رشته رويداد ها را دنبال مي کنيم و براي سنجش آن، کميت هاي ثانيه و دقيقه را تعريف مي کنيم. اين تعريف به هيچ هويت استقلال يافته براي زمان اشاره نمي کند که اتفاقات درون آن رخ مي دهند. اين زمان به معناي واقعي قابل اندازه گيري نيست و تنها تمام اندازه ها در ذهن بشر رخ مي دهند.
به طور کلي آنچه که در علم فيزيک بديهي است آن است که فضا و زمان به عنوان کميت هاي بنيادين به شمار مي آيند و امکان بيان تعريف دقيقي براي آنها در غالب ديگر کميت ها نيست.
در لحضه نخست و قبل از وقوع انفجار به دليل آنکه هنوز واقعه اي رخ نداده پس زماني هم وجود ندارد که بتوان سنجيد يا محاسبه کرد اما به محض وقوع انفجار بلا فاصله زمان نيز خلق گشت و ديگر مي توان زمان را قائل گرديد. از جهتي ديگر و به بيان ساده مي توان زمان را موازي با حرکت نور در فضا دانست.
 اما بحث فضا و ابعاد آن؛ همانطور که پيشتر ذکر گرديد ماده اوليه در فضايي بسيار پر چگال با طول و عرض و ارتفاع صفر بوده است. پس فضا يا بعدي در آن وجود نداشته، اما به محض وقوع انفجار، جهان به مانند يک بادکنک حجيم گشت و اجازه قائل شدن فضا را ايجاد کرد. به گونه اي مي توان فضا را در اين نظريه به يک بادکنک مثال زد ، بادکنکي بسيار منعطف و گرد که در لحضه اي که هنوز باد نشده به مانند نقطه اي است. در لحضه انفجار شروع به باد کردن بادکنک مي نماييم و بادکنک به صورت يکنواخت باد شده و همزمان با باد شدن متقابلا به فضاي دروني بادکنک نيز اضافه مي شود. پس فضا در ابتداي انفجار صفر، و بعد از انفجار تا کنون مانند بادکنک در حال باد شدن در حال گسترش است.
اما دما؛ بديهي است که در آن لحضه با آن حجم ماده و فشار، دما بي نهايت خواهد بود و اصلا نمي توان مقداري معين براي آن قائل گرديد. اما به مقدار دما در مراحل مختلف در انفجار در مراحل بعدي اشاره خواهد شد.
و در نهايت ماده؛ در زماني که ماده اوليه به صورت چگال وجود داشته هيچگونه ماده اي از نوع شناخته شده کنوني وجود نداشته. به گونه اي مي توان بيان کرد که هنوز ماده اي تشکيل نگرديده. مقداري بي نهايت از انرژي در مکاني بسيار چگال و کوچک با دمايي بي نهايت. تشکيل ماده ثانيه هايي پس از رخ دادن انفجار شروع شد.
نکته قابل توجه آن است که ميزان انرژي اوليه يک مقدار معيني بوده و پس از انفجار و ايجاد عناصر نيز اين ميزان طبق قانون پايستگي انرژي از لحضه نخست تا کنون ثابت باقي مانده است. يعني ميزان معيني از ماده تنها تغيير شکل داده و تا کنون ثابت باقي مانده است. به عنوان مثال  10psi از گازي را درون بادکنکي بريزيم، با گسترش فضاي داخلي بادکنک اين psi100  گاز در فضاي دروني گسترش مي يابد. فضا گسترش مي يابد اما مقدار گاز تغييري نمي کند و تنها فاصله بين مولکول هاي گاز افزايش پيدا مي کند.
 اين تعريف بسيار ساده و اجمالي از حالت اوليه بود. اما در لحضه انفجار چه اتفاقي مي افتد؟
 در ابتدا براي درک بهتر بازه هاي زماني در اين انفجار دو نکته بيان مي شود؛ اول آنکه واژه زمان که در اين تعاريف به کار مي رود همان زمان با تعريف گانت است که معيار ثانيه را برايش در نظر مي گيريم که براي درک بهتر و عميق تر ميزان اصلي زمان به کار مي رود. و دوم آنکه تنها پس از گذشت يکصد ثانيه از انفجار، دماي جهان از آن دماي بي نهايت به يک ميليارد درجه سيليسيوس کاهش يافت، دمايي که در جهان ما در ميان ستاره گان بزرگ عادي است. پس واقعه اصلي و تشکيل عناصر اوليه تنها در چند ثانيه اول رخ داده است.
 دوره هاي انفجار به بخش هاي مختلف زماني تقسيم مي شود، هر بخش داراي يک ويژگي خاص و شرايط مختص به خود و مرتبط با شرايط قبل و بعد خود است.
 
*اولين دوره و در لحظه انفجار: 

 
*دوره پلانگ: اين دوره را مي توان به نوعي نقطه آغاز جهان دانست. دوره اي که به محض ايجاد انفجار تشکيل گرديد. دوره پلانگ را از جهتي مي توان يکي از دوران مهم دانست، چرا که نقطه آغاز جهان و نقطه آغاز زمان است. زمان به محض آغاز اين دوره آغاز گرديد. اين دوره 1به توان منفي 43 ثانيه ( يک صفر، يک مميز، 43 صفر و يک 1 ) کسري بسيار بسيار کوچک از 1 ثانيه. ويژگي ديگر اين دوره آن است که زمان به کوچکتر از زماني که آغاز شده تقسيم نمي شود پس در نتيجه گفتن قبل از پلانگ هيچ معنايي نخواهد داشت. چرا که تمامي نظريه ها به محض ايجاد انفجار آغاز مي گردد و قبل از آن به دليل انرژي بالا و حالت ناشناخته مواد براي ما کاملا نا شناخته است.
 
 
*دوره بعدي دوره گسترش و تورم مي باشد که زماني از10  به توان منفي 43 تا پيش از1به توان منفي 10  ثانيه رخ داد. ويژگي اصلي اين دوره حجم انفجار و قدرت انفجار در اين دوره است که به گونه اي    مي توان از يک انفجار عظيم نام برد. به دليل انفجار و تحولات آن تابش زمينه اي ميکرو موج در اين دوره ايجاد شد که تا کنون اين تابش ها هنوز در حال انتشار است و خود يکي از دلايل اصلي در پذيرش نظريه انفجار بزرگ است. چرا که اين موج در تمامي جهات در جهان به طور يکنواخت و ثابت مي تابد.
 
 
 تا کنون کماکان جهان با همان شکل مواد اوليه در حال پيشروي است و هنوز شکل قابل ملموسي را نيافته. جهان در حالتي خلا به سر مي برد و هيچ ماده اي شکل نگرفته. تنها ماده اوليه که شکل شناخته شده اي ندارد با سرعتي بي نهايت در حال گسترش مي باشد.
اما بعد از اين دوره جهان وارد يک شکل ملموس تري از ماده گرديده و به گونه اي از آن شرايط خلا وارد دوران جديدي مي گردد. دوراني که مي توان سر آغاز آفرينش مواد دانست.
 
*سومين دوره ، دوره آفرينش نور مي باشد. دوره مابين آفرينش جرم و دوره گسترش و تورم. در اين زمان جهان به طور خود به خودي به دليل داشتن سرعت و انرژي بسيار بالا تغيير شکل داده و به بسته هاي پر انرژي نور ( فوتون ) تبديل مي گردد که دوران باز گرمايش تعريف مي شود.
همچنين نوترون ها شکل گرفته و با سرعتي بالا در حال گسترش مي باشد. اما نکته مهمي که حائز اهميت است اين است که تنها کسر کوچکي از انرژي جهان به فوتون ها تبديل گشته اند و مقدار بسيار زيادي از اين انرژي به صورت ناشناخته و به همان حالت اوليه باقي مانده است که اکنون با نام ماده تاريک و انرژي آن ، انرژي تاريک شناخته مي شود.
 
*دوره بعدي دوره آفرينش ماده باريوني است . در اين زمان کوارک ها و الکترون ها به وجود آمده اند و در کنار آن ضد کوارک ها و ضد الکترون ها نيز به وجود آمده بودند ، فرايندي که موسوم به ( باريو ژنسيس ) است.
اين مقاله ادامه دارد... 
عليرضا اسنجانيSepand_hyclass2000@yahoo.com
 
 
منابع: 
تاريخچه کوتاهتر زمان
انفجار بزرگ
پس از نخستين سه دقيقه
نجوم به زبان ساده
اينترنت


اشتراک گذاری در:

بیان دیدگاه

- لطفاً نام و دیدگاه‌ خود را با حروف فارسی تایپ کنید.
- سایت انجمن نجوم آماتوری ایران مجاز به ویرایش ادبی دیدگاه‌ها است.
- دیدگاه‌هایی که حاوی مطالب کذب، توهین یا بی‌احترامی و موارد مغایر با قوانین کشور باشند منتشر نخواهند شد.
- دیدگاه‌ها پس از تأیید منتشر می‌شوند.
نام:(اجباری)
رایانامه:(اجباری)
دیدگاه:

کد امنیتی:
(از چپ به راست)
https://telegram.me/iranastronomy
هم اکنون