حدود 13.7 میلیارد سال پیش در چنین روزی...!-قسمت اول
 

مطالعات انسان بر روی این آسمان بیکران به منظور شناخت تمامی وقایع ، سابقه ای بس طولانی دارد. شناخت جهان و پی بردن به بیشمار معماهایی که ذهن بشر را به خود معطوف داشته. در این جهان پهناور بسیار مواردی وجود دارد که هنوز ذهن بشر قادر به حل آن نگردیده و خود بسیاری از سوالات نخستین نیز در طی سالها تحقیق به جواب رسیده. اما اولین و اصلی ترین سوالی که در ذهن تمامی انسان ها با تمام پیش زمینه های ذهنی و علمی شکل می گیرد آن است که سر منشا تمامی وقایع در این پهنه گیتی چیست و به نوعی چگونه به این شرایط کنونی رسیده است.
تقریباً تا قبل از سال 1960 عموم اعتقادات بر این بود که جهان ایستا است و هیچ گونه حرکت و سیر قابل محاسبه ای ندارد. حتی شاید بتوان گفت این تفکر در ذهن دانشمندان بزرگ از جمله انشتین و نیوتون و قاعدتاً بسیاری قبل تر از آنها نیز وجود داشته. تا آنکه در سال 196دانشمند بزرگ ادوین هابل در طی رصدهایش و مشاهده طیف انعکاسی کهکشان ها در فضا به یک نکته مشترک در تمامی این کهکشان ها بر خورد. اینکه انتهای طیف بازتابی تمامی کهکشان ها در فضا به قرمز می گروید و طبق قوانین دوپلر تمامی اجرامی که از ما دور می شوند این ویژگی را دارا هستند. طبق این مشاهدات می بایست تمامی کهکشان ها با سرعتی متناسب با فاصله اشان که در فرمول V=H × D ( H = ثابت هابل 10کیلومتر در ثانیه برای هر 3.25 سال نوری ،  D =فاصله ، V= سرعت ) می توان سرعت را محاسبه کرد. این کشف تحولی اساسی در نگرش دانشمندان ایجاد کرد، به گونه ای که بعد ها انشتین اعتقاد بر جهان ایستا را بزرگترین اشتباه زندگیش بیان کرد. در همان سال ها دانشمند دیگری با نام جرج گاموف ایده انفجار بزرگ را مطرح ساخت. نکته قابل توجه و تفکر بر انگیز در این رابطه آن است که توانایی شناخت آنکه کهکشان ها در حال دور شدن از ما هستند سال ها قبل تر نیز وجود داشته اما اعتقاد بر جهان ایستا به قدری قوی بود که چنین کشفی در سال 196اتفاق افتاد.
 حال این نکته قابل توجه است که چرا نظریه انفجار بزرگ مطرح گشت و چگونه مورد پذیرش واقع شد.
 برای پذیرفتن یک نظریه علمی به عنوان نظریه صحیح در ابتدا یک اصل ساده اما اساسی وجود دارد و آن دارای سه بخش است:
اول آنکه باید مطابق با نشانه ها و وقایع مشاهده شده باشد، یعنی آنچه را که می بینیم توجیه کند.
 دوم ?نکه بتواند وقایعی را که از قبل اتفاق افتاده را توجیه و مورد بررسی قرار دهد
 و در آخر آنکه بتواند وقایع را طبق اصول پیوستگی جهان توجیه کند.
 اما بخش دیگر و به گونه ای اساسی تر این نظریه ( Big Bang ) در قبال استناد به عنوان نظریه برتر ، این بخش می باشد که این نظریه با توجه به قوانین علوم قابل توجیه است. جهان بر پایه یک سری از قوانین علوم طبیعی مانند فیزیک یا شیمی بر اساس منطق ریاضی استوار است. یعنی آنکه علاوه بر آنکه جهان با توجه به علوم فیزیک و شیمی دارای توجیهات است به نحوی که وقایع بر اساس علوم فیزیک رخ می دهند و علم شیمی در حیطه مواردی که تجزیه عناصر رخ می دهند وارد می شوند و کاملا جواب گوی وقایع می باشند، تمامی اتفاقات از ابتدای جهان تا کنون که در این نظریه آمده با فرامین ریاضی کاملا مطابقت داشته و قابل محاسبه است.
و در نهایت آنکه در آزمایشگاه جهان را قدم به قدم به عقب باز گرداندند و تا دوران الکترو ضعیف در بخش دوره تابش که در مراحل بعدی بدان اشاره خواهد شد در مقیاس آزمایشگاهی شبیه سازی کردند. پس دلیل بسیار محکمی برای دفاع از این نظریه ایجاد گشت.
 طبق موارد گفته شده و با توجه به پیشرفت علم تمامی وقایع رخ داده از ابتدا تا کنون مشخص است و این وقایع زنجیر وار جهان را شکل داده اند. جهانی که اکنون می بینیم و به گونه ای چه مستقیم و غیر مستقیم لمس می کنیم متشکل از بسیاری از اجرام ریزی است که زنجیر وار اجسام بزرگ را تشکیل داده اند و اجسام بزرگ خود با پیوستن به یکدیگر اجسام بزرگتر را تشکیل می دهند. پس در نهایت این نتیجه حاصل می شود که کل جهان متشکل از بی نهایت اتم است که کنار یکدیگر کلونی نظلم مندی را شکل داده اند. عددی حدودی بالغ بر  10به توان78اتم.
پس به گونه ای می توان جهان را به دو دسته ریز یا اتمی و جهان بزرگ تقسیم بندی کرد. فیزیک کوانتوم به بررسی جهان اتمی می پردازد و فیزیک نوین ( قوانین نیوتون و نسبیت ) به مطالعه جهان بزرگ پرداخته.
 
حال به بررسی ابتدایی و اجمالی این نظریه می پردازیم:
جهان در حدود 1تا 15 میلیارد سال پیش که اگر بخواهیم عددی صحیح تر و دقیق تر بیان کنیم 13.7میلیارد سال قبل به صورت توده گازی بسیار بسیار داغ و پر چگال با فشاری بی نهایت در یک نقطه جمع بوده، حجمی از ماده که به قدری چگال است که نه می توان برای آن به دلیل فشردگی، طول و عرض و ارتفاعی بیان کرد و نه می توان فشردگی را با طول و عرض و ارتفاع صفر قائل شد. علاوه بر آن اگر بتوان برای آن لحضه نخستین فضایی با تعریف صفحه فضا و زمان قائل شد به دلیل چگالیت، صفحه فضا و زمان را آنقدر خم کرده که به گونه ای باعث پارگی و گسستگی ?ن گشته.
 حال به بیان چند اصل در این زمان می پردازیم:
اولین اصلی که می توان مورد مطالعه و بررسی قرار داد اصل زمان است. زمان کمیتی است بیانگر مدت انجام کاری ، اما در تعریف زمان دو دیدگاه وجود دارد. دیدگاه اول یا زمان نیوتنی بیان می کند که زمان بخشی از ساختار های اساسی جهان است، بُعدی که اتفاقات در آن رخ می دهند. همچنین این دیدگاه بیان می کند که زمان قابل اندازه گیری است که دیدگاهی بسیار واقع گرایانه به شمار می آید. دیدگاهی که بیشتر جنبه علمی داشته.
اما دیدگاه دیگری که در این زمینه وجود دارد دیدگاه گوتفرید لاینیتس و ادوارد گانت می باشد که زمان را قسمتی از ساختار های ذهنی انسان می دانند. آنچنان که ما در ذهن خود رشته رویداد ها را دنبال می کنیم و برای سنجش آن، کمیت های ثانیه و دقیقه را تعریف می کنیم. این تعریف به هیچ هویت استقلال یافته برای زمان اشاره نمی کند که اتفاقات درون آن رخ می دهند. این زمان به معنای واقعی قابل اندازه گیری نیست و تنها تمام اندازه ها در ذهن بشر رخ می دهند.
به طور کلی آنچه که در علم فیزیک بدیهی است آن است که فضا و زمان به عنوان کمیت های بنیادین به شمار می آیند و امکان بیان تعریف دقیقی برای آنها در غالب دیگر کمیت ها نیست.
در لحضه نخست و قبل از وقوع انفجار به دلیل آنکه هنوز واقعه ای رخ نداده پس زمانی هم وجود ندارد که بتوان سنجید یا محاسبه کرد اما به محض وقوع انفجار بلا فاصله زمان نیز خلق گشت و دیگر می توان زمان را قائل گردید. از جهتی دیگر و به بیان ساده می توان زمان را موازی با حرکت نور در فضا دانست.
 اما بحث فضا و ابعاد آن؛ همانطور که پیشتر ذکر گردید ماده اولیه در فضایی بسیار پر چگال با طول و عرض و ارتفاع صفر بوده است. پس فضا یا بعدی در آن وجود نداشته، اما به محض وقوع انفجار، جهان به مانند یک بادکنک حجیم گشت و اجازه قائل شدن فضا را ایجاد کرد. به گونه ای می توان فضا را در این نظریه به یک بادکنک مثال زد ، بادکنکی بسیار منعطف و گرد که در لحضه ای که هنوز باد نشده به مانند نقطه ای است. در لحضه انفجار شروع به باد کردن بادکنک می نماییم و بادکنک به صورت یکنواخت باد شده و همزمان با باد شدن متقابلا به فضای درونی بادکنک نیز اضافه می شود. پس فضا در ابتدای انفجار صفر، و بعد از انفجار تا کنون مانند بادکنک در حال باد شدن در حال گسترش است.
اما دما؛ بدیهی است که در آن لحضه با آن حجم ماده و فشار، دما بی نهایت خواهد بود و اصلا نمی توان مقداری معین برای آن قائل گردید. اما به مقدار دما در مراحل مختلف در انفجار در مراحل بعدی اشاره خواهد شد.
و در نهایت ماده؛ در زمانی که ماده اولیه به صورت چگال وجود داشته هیچگونه ماده ای از نوع شناخته شده کنونی وجود نداشته. به گونه ای می توان بیان کرد که هنوز ماده ای تشکیل نگردیده. مقداری بی نهایت از انرژی در مکانی بسیار چگال و کوچک با دمایی بی نهایت. تشکیل ماده ثانیه هایی پس از رخ دادن انفجار شروع شد.
نکته قابل توجه آن است که میزان انرژی اولیه یک مقدار معینی بوده و پس از انفجار و ایجاد عناصر نیز این میزان طبق قانون پایستگی انرژی از لحضه نخست تا کنون ثابت باقی مانده است. یعنی میزان معینی از ماده تنها تغییر شکل داده و تا کنون ثابت باقی مانده است. به عنوان مثال  10psi از گازی را درون بادکنکی بریزیم، با گسترش فضای داخلی بادکنک این psi100  گاز در فضای درونی گسترش می یابد. فضا گسترش می یابد اما مقدار گاز تغییری نمی کند و تنها فاصله بین مولکول های گاز افزایش پیدا می کند.
 این تعریف بسیار ساده و اجمالی از حالت اولیه بود. اما در لحضه انفجار چه اتفاقی می افتد؟
 در ابتدا برای درک بهتر بازه های زمانی در این انفجار دو نکته بیان می شود؛ اول آنکه واژه زمان که در این تعاریف به کار می رود همان زمان با تعریف گانت است که معیار ثانیه را برایش در نظر می گیریم که برای درک بهتر و عمیق تر میزان اصلی زمان به کار می رود. و دوم آنکه تنها پس از گذشت یکصد ثانیه از انفجار، دمای جهان از آن دمای بی نهایت به یک میلیارد درجه سیلیسیوس کاهش یافت، دمایی که در جهان ما در میان ستاره گان بزرگ عادی است. پس واقعه اصلی و تشکیل عناصر اولیه تنها در چند ثانیه اول رخ داده است.
 دوره های انفجار به بخش های مختلف زمانی تقسیم می شود، هر بخش دارای یک ویژگی خاص و شرایط مختص به خود و مرتبط با شرایط قبل و بعد خود است.
 
*اولین دوره و در لحظه انفجار: 

 
*دوره پلانگ: این دوره را می توان به نوعی نقطه آغاز جهان دانست. دوره ای که به محض ایجاد انفجار تشکیل گردید. دوره پلانگ را از جهتی می توان یکی از دوران مهم دانست، چرا که نقطه آغاز جهان و نقطه آغاز زمان است. زمان به محض آغاز این دوره آغاز گردید. این دوره 1به توان منفی 43 ثانیه ( یک صفر، یک ممیز، 43 صفر و یک 1 ) کسری بسیار بسیار کوچک از 1 ثانیه. ویژگی دیگر این دوره آن است که زمان به کوچکتر از زمانی که آغاز شده تقسیم نمی شود پس در نتیجه گفتن قبل از پلانگ هیچ معنایی نخواهد داشت. چرا که تمامی نظریه ها به محض ایجاد انفجار آغاز می گردد و قبل از آن به دلیل انرژی بالا و حالت ناشناخته مواد برای ما کاملا نا شناخته است.
 
 
*دوره بعدی دوره گسترش و تورم می باشد که زمانی از10  به توان منفی 43 تا پیش از1به توان منفی 10  ثانیه رخ داد. ویژگی اصلی این دوره حجم انفجار و قدرت انفجار در این دوره است که به گونه ای    می توان از یک انفجار عظیم نام برد. به دلیل انفجار و تحولات آن تابش زمینه ای میکرو موج در این دوره ایجاد شد که تا کنون این تابش ها هنوز در حال انتشار است و خود یکی از دلایل اصلی در پذیرش نظریه انفجار بزرگ است. چرا که این موج در تمامی جهات در جهان به طور یکنواخت و ثابت می تابد.
 
 
 تا کنون کماکان جهان با همان شکل مواد اولیه در حال پیشروی است و هنوز شکل قابل ملموسی را نیافته. جهان در حالتی خلا به سر می برد و هیچ ماده ای شکل نگرفته. تنها ماده اولیه که شکل شناخته شده ای ندارد با سرعتی بی نهایت در حال گسترش می باشد.
اما بعد از این دوره جهان وارد یک شکل ملموس تری از ماده گردیده و به گونه ای از آن شرایط خلا وارد دوران جدیدی می گردد. دورانی که می توان سر آغاز آفرینش مواد دانست.
 
*سومین دوره ، دوره آفرینش نور می باشد. دوره مابین آفرینش جرم و دوره گسترش و تورم. در این زمان جهان به طور خود به خودی به دلیل داشتن سرعت و انرژی بسیار بالا تغییر شکل داده و به بسته های پر انرژی نور ( فوتون ) تبدیل می گردد که دوران باز گرمایش تعریف می شود.
همچنین نوترون ها شکل گرفته و با سرعتی بالا در حال گسترش می باشد. اما نکته مهمی که حائز اهمیت است این است که تنها کسر کوچکی از انرژی جهان به فوتون ها تبدیل گشته اند و مقدار بسیار زیادی از این انرژی به صورت ناشناخته و به همان حالت اولیه باقی مانده است که اکنون با نام ماده تاریک و انرژی آن ، انرژی تاریک شناخته می شود.
 
*دوره بعدی دوره آفرینش ماده باریونی است . در این زمان کوارک ها و الکترون ها به وجود آمده اند و در کنار آن ضد کوارک ها و ضد الکترون ها نیز به وجود آمده بودند ، فرایندی که موسوم به ( باریو ژنسیس ) است.
این مقاله ادامه دارد... 
علیرضا اسنجانیSepand_hyclass2000@yahoo.com
 
 
منابع: 
تاریخچه کوتاهتر زمان
انفجار بزرگ
پس از نخستین سه دقیقه
نجوم به زبان ساده
اینترنت