** اطلاعیه آموزشی: دوره های متنوع آموزش اخترشناسی(از مقدماتی تا پیشرفته) ویژه ترم تابستان توسط انجمن نجوم آماتوری ایران و با همکاری خانه ستاره شناسی تهران در دو گروه نوجوان و بزرگسال از 11 تیرماه 96 آغاز می گردد. تلفن ثبت نام: 66922627 - گروه آموزش**    
 جمعه 5 خرداد 1396 | 29 شعبان 1438 | 26 مي 2017
مسير :
»
»
»
حدود 13.7 ميليارد سال پيش در چنين روزي...!- قسمت دوم

حدود 13.7 ميليارد سال پيش در چنين روزي...!- قسمت دوم
سه شنبه 16 آذر 1389 - 02:30 | شاخه : | 1418 بازدید | 0 دیدگاه
حدود 13.7 ميليارد سال پيش در چنين روزي...!- قسمت دوم
دوره بعدي دوره الکترو ضعيف که زماني بالغ بر  1به توان منفي 1را داراست. همانطور که پيشتر ذکر گرديد اين دوره دوره اي است که بشر توانسته تا اين زمان در آزمايشگاه هاي فيزيک در مقياس آزمايشگاهي به عقب باز گردند. تا قبل از اين زمان بر اساس شواهد و نظريه ها پيش رفتيم اما از اين لحظه به بعد کاملا توسط فعاليت ها در آزمايشگاه شبيه سازي گشته.
اين دوره مرز ميان دوران خلا و پيدايش انرژي قابل مشاهده براي ما مي باشد. تا قبل از اين دوره به دليل سرعت زياد فوتون ها و نوترون ها به گونه اي حالت دافعه اي نسبت به هم داشتند و هيچ برخوردي بين ذرات پيش نمي آيد. اما به طور پيوسته دائما از سرعت و دماي جهان کاسته مي شود.
 
در دوران بعدي در اين تقسيم بندي که دوره قوي نام دارد تحول اساسي در حالت و شکل جهان رخ داد. اين تحول که 1به توان منفي 4 ثانيه به طول انجاميد باعث گرديد که به دليل کاسته شدن از دما و سرعت جهان، جهان از حالت ( سوپ کوارک ) که دوران خلا و ويژگي هاي آن را در بر مي گرفت وارد دوران ( ماده هادروني ) که سر آغاز شکل گيري حالات مختلف ماده و حالات مختلف جسم تاريک است، گشت. در اين دوران مقداري از انرژي موجود تغيير شکل داده و به ماده فيزيکي تبديل گشت و انرژي باقيمانده شکل و حالات ماده تاريک را رقم زد. همانطور که مشاهده مي شود جهان کم کم و زنجير وار وارد مرحله تغيير شکل و آماده تشکيل عناصر مي گردد.
 و اما دوره باز تركيب(واجفتيدگي) واکنش ضعيف: يک ثانيه پس از انفجار بزرگ، دما از آن حالت بي نهايت نخستين و طي گذشت چنديد دوره اکنون دمايي بالغ بر ده ميليارد درجه سيليسيوس را داراست. با آنکه باز هم دمايي بسيار بالاست به طوري که هزار بار داغ تر از دماي بزرگترين ستاره ها است اما زمينه مناسبي براي عناصر است. چرا که در مرحله قبل جهان وارد دوران ماده هادروني گشته و مايحتاج اوليه تشکيل مواد ايجاد شده است.
آن دما و سرعتي که باعث حرکت شديد ذره ها مي گشت اکنون کمتر گشته و باعث توليد مقدار ذرات شده. در اين دوران جهان بيشتر محتوي فوتون ها، الکترون ها، نوترينو ها و پادذره هاي آنهاست و مقداري پروتون و نترون. در اين دوره مقدار انرژي فوتون ها به قدري است که مي توانند با هم واکنش داده و ذرات جديد را ايجاد کنند. اما اين ايجاد شدن ها به همين سادگي نيست و به شرايط خاصي نياز دارد.اول آنکه انرژي دو ذره فوتوني که باهم برخورد مي کنند بايد يکي باشند، دوم آنکه جهت برخورد در يک سو اما خلاف جهت هم ( برخورد رو در رو ) باشند. چرا که براي تشکيل جرم و پاد ذره اش که هر دو داراي جرم هستند، جرمشان بايد از انرژي فوتون ها گرفته شود. نوع ذره تشکيل شده از قبيل نوترون ها، پروتون ها، کوارک ها و غيره بستگي به جهت برخورد و انرژي فوتون ها دارد. به دليل گستردگي و تجمع بسيار زياد فوتون ها برخورد هاي بسياري صورت مي گيرد که بخشي از آن باعث توليد ذره ها مي شود. از جهتي ديگر بعد از پيدايش ذره ها، قائدتا ذره ها با پاد ذره هاي خود برخوردي خواهند داشت که باز در اين مرحله مقداري از ذرات تشکيل شده باز به فوتون تبديل مي شوند. مثلا برخورد الکترون با پادذره اش پزيترون، دوباره همان فوتون اوليه را تشکيل مي دهد. در اين دوره ميزان پروتون ها 7 برابر ميزان نترون ها است. به همين دليل اولين ماده تشکيل شده هيدرژن است که تمام جهان از جمله خود ما را تشکيل داده. بعد از گسترش جهان و کاهش دما ميزان انرژي که براي برخورد فوتون ها با هم و تشکيل ذرات لازم است کاهش يافت. بنا بر اين ميزان توليد ذرات کم شد اما هنوز برخورد ذرات با پاد ذره هايشان به دليل عدم نياز به شرايط خاص کماکان ادامه دارد و مقدار بسياري از ذرات در اين زمان از بين رفتند و به انرژي تبديل گشتند.
همانطور که در بخش آفرينش نور ذکر گرديد مشاهده مي شود که تنها کسري از انرژي اوليه به فوتونها تبديل گشتند و باقيمانده انرژي به حالت ناشناخته اوليه باقي ماند. حال در اين بخش مشاهده مي شود که از آن کسر توليد شده فوتون ها نيز مقداري از آن به ماده تبديل گشت که آن هم باز با برخورد به ضد ماده خود باز به انرژي تبديل گشت و به حالت اوليه باز گشت. با اين توضيح مي توان توجيه کرد که چرا ميزان ماده تاريک بسيار بيشتر از ماده تشکيل دهنده کهکشان ها است.
در دوره بعدي پيدايش هسته هاي اتمي عناصر سبک رخ داد. پس از گذشت يکصد ثانيه از واقعه، دماي جهان آنقدر کاهش يافت که به ميزان يک ميليارد درجه سيليسيوس رسيد. اين دما به قدري خنک شده است که ديگر ( نيروي قوي ) که باعث انرژي دافعه بين ذرات مي شود از کار مي افتد و پيوند ذرات به هم و تشکيل هسته عناصر رخ مي دهد که با نام ( سنتز هسته اي ) معروف است. حال ديگر مي توان قوانين فيزيک را ميان ذرات مشاهده کرد. طبق قوانين نيوتون هر جرمي داراي گرانش است، اما به دليل کوچک بودن جرم ذرات يک نيروي گرانش با برد کوتاه باعث پيوستن پروتون ها و نترون ها به يکديگر گشت. با آنکه از ميزان دماي اوليه جهان بسيار کاسته شده و سرد گشته است اما هنوز دما آنقدر زياد است که پروتون ها و نترون ها انرژي لازم را براي جنبش داشته باشند که اين جنبش و انرژي باعث برخورد آنها و ترکيبشان با يکديگر مي شود که نخست باعث توليد هسته هاي دوتريوم ( هيدرژن سنگين ) خواهند شد که داراي يک پروتون و يک نوترون است. سپس دوتريوم با پروتون و نوترون هاي بيشتري ترکيب شده و هسته هليوم را تشکيل مي دهند که داراي دو پروتون و دو نترون است. در اين بين عناصر سنگين تر مانند ليتيوم و برليوم نيز تشکيل گرديد. در اين دوره حدود يک چهارم پروتون ها نوترون ها هسته هليوم، مقداري هيدرژن و عناصر ديگر را تشکيل داده اند.
دوره بعدي که با نام تجزيه طيف معروف است ، 3روز بعد از انفجار بزرگ. در طي سپري شدن اين زمان به دليل گسترش فضا، از ميزان غلظت جهان کاسته شده و رقيق گرديده است، همچنين با گسترش فضا، صفحه جهان پيوسته در حال نازک شدن است. همچنين از ميان واکنش هاي موجود ميان ذرات و تشکيل عناصر رفته رفته کاسته شده و واپسين تغييرات ميان ذرات در حال شکل گيري است.
در دوران بعدي که با نام انتقال حاکميت تابش به ماده است، جهان با سرعت در حال گسترش است. هنوز ميزان تابش تشعشعات بسيار بالا است که اين ميزان تشعشع از هسته ذرات با دماي بالا در حال تابش است. اما گرانش موجود فضا کماکان از جرم ماده تاريک خارج     مي شود و به دليل ميزان زياد، جهان را در سيطره خود گرفته. اما جرم هاي تشکيل شده بيش از ميزان جرم خود تشعشعات توليد مي کنند و الکترون هاي موجود به دليل دماهاي زياد و انرژي لازم که از پرتوها دريافت مي کند براي واکنش با پروتون و تشکيل هيدرژن سبک مصرف مي شود که اين دوران قريب به 1هزار سال به طول انجاميد و پيوسته جهاني پر از تشعشعات و گراني بالا بود.
 
دوران واپسين پراکندگي، دوراني که از ميزان دماي جهان کاسته شده و دماي پرتو ها به قدري رسيده که ديگر توان ممانعت واکنش ميان الکترون و پرتون را دارا نيست. از اين پس ماده باريوني ( ماده اي که زمينه تشکيل عناصر را ايجاد مي کند ) آزادانه حرکت مي کند و ديگر توقف رشد و تشکيل ساختار کيهاني توسط پرتوها پايان مي يابد. دوراني که حدود نيم ميليون سال به طول انجاميد.
 
عصر تاريک که قريب به يک بيليون سال ( يک ميليارد سال ) به طول انجاميد. دوراني که ديگر سر آغاز آفرينش و تشکيل کهکشان ها است. تابش زمينه کيهاني و پرتوها به دليل کاهش دما بسيار اندک شده و گرانش وارد عمل مي شود. در ابتدا باعث توليد موج هايي با دامنه کوتاه مي شود و سپس تشکيل ساختار هايي که سر آغاز پيوستگي و ايجاد گرانش به منظور جلوگيري از گستردگي است را ايجاد مي کند.
 
و اما بالاخره دوره شکل گيري کهکشان ها، از يک بيليون سال پس از انفجار بزرگ تا کنون. همانطور که مشاهده شد جهان پس از دوران واجفتيدگي واکنش ضعيف و تشکيل عناصر تا کنون ديگر واقعه مهمي را تجربه نکرده و کماکان به گسترش و سرد شدن ادامه مي دهد. سرعت حرکت الکترون ها و هسته عناصر پس از آنکه دما به چند هزار درجه کاهش پيدا کرد کاهش يافت و ديگر توان مقابله با جاذبه الکترو مغناطيس را از دست داد و شروع به ترکيب با يکديگر کردند. تا جايي که در مناطقي چگالي بيشتر از چگالي ميانگين شد که اين چگالي و گرانش مانع از حرکت و گسترش مواد و در نهايت باعث رمبش آنها تحت ميدان گرانش مرکز مي شود. با گسترش اين رمبش، گرانش، مواد بيشتري از اطراف محل رمبيده شده به درون خود کشيده و با گسترش ميزان چگاليت و تجمع ميدان گرانش براي حفظ بقا ميدان ، سرعت چرخش بيشتر مي گردد. توده گازي بسيار عظيم متشکل از عناصر سنگين مانند هيدرژن و هليوم که تحت ميدان گرانش در حال چرخش هستند. مکان هايي که ميزان گرانش کمتر باشد کهکشان هاي بيضي شکل را تشکيل دادند. تقريبا تمامي عناصر تشکيل شده هر کدام تحت ميادين گرانش، کهکشان ها را شکل دادند و ميزان اندک باقيمانده موادي که به کهکشان ها نپيوستند، مواد ميان ستاره اي را شکل دادند که هنوز پا برجاست. 
 
 
 
اما عناصر تحت ميدان گرانش با بالا گرفتن سرعت چرخش به گونه اي به يکديگر پيوستند و با نزديکي به هم توده ابرهايي را تشکيل دادند که به گونه اي مي توان به سحابي هاي کنوني شبيه کرد. بعد از تشکيل اين توده ابرها  فشارمرکزيت افزايش يافته که باعث فشرده شدن اين توده بر هم مي شود. طي اين پروسه با افزايش فشار به گونه اي رمبيده شدند و با اين رمبيده شدن اتم ها هرچه بيشتر با يکديگر برخورد مي کنند و کم کم  باعث ايجاد گرما مي شوند. با افزايش تعداد اين برخورد ها ميزان دما افزايش يافته و با بالا رفتن ميزان درجه حرارت ميان اين توده گازها، فعل و انفعالات بالا گرفته و برهم کنش هاي هسته اي هم جوشي ميان هليوم و هيدرژن آغاز مي گرديد که باعث توليد حرارت بيشتر مي شود تا جايي که تبديل هيدرژن به هليوم دو بار مثبت آغاز شده و اين تبديل سر آغاز توليد ستاره هاي درخشان کنوني است. اين مناطق به دليل گرانش، جذب شده و باعث انقباظ منطقه مي شود. اين انقباظ به دليل واکنش همجوشي توليد گرما کرده و خود گرما باعث انبساط مي شود، پس اين نيروي انبساط با اين نيروي انقباظ به گونه اي خنثي گشته و کوره هاي ثابت و استوار به نام ستاره ها را شکل دادند. ستاره هايي که تحت ميدان کرانش کهکشان ها شروع به گردش کردند و اين چرخش را اکنون به شکل کهکشان هاي موجود مشاهده مي کنيم که اين دوران را دوران يا عصر درخشان مي نامند. دوراني که جهاني بي نهايت بزرگ و به گونه اي محدود با ميزاني محدود از عناصر و مواد در اطرافمان. اما آنچه که قابل توجه است آن است که هنوز آن انرژي اوليه اي که از انفجار باقي مانده به شکل انرژي جنبشي باعث تورم و گسترده شدن پوسته جهان مي شود. جهان همواره در حال گسترش است و کهکشان ها از هم فاصله مي گيرند.( البته در اين ميان حرکت هاي تصادفي باعث نزديکي برخي کهکشان ها به هم مي شود) جهاني که هنوز نشانه هاي حيات درونش جريان دارد، تولد و مرگ دوباره ستارگان.
 
 
عناصري که مي بينيم به صورت مواد و عناصري که در دوران آفرينش نور به ماده تبديل نگشته به صورت جسم تاريک باقي ماندند. تابش زمينه ميکرو موج کيهاني هنوز از سر تا سر نقاط کهکشان که زاده دوران حاکميت تابش به ماده است، دريافت مي شود. جهاني که پيوسته و قدم به قدم طي شده تا به اکنون رسيده.
 
 
 
 
و اما نگاهي کاملا اجمالي بر پايان جهان:
 
 بر طبق اين نظريه جهان در زماني از يک انفجار ايجاد شده و تا کنون به گسترش خود از نيروي انفجار اوليه در حال ادامه دادن است. تمامي کهکشان ها در حال دور شدن و به عبارت ديگر آن بادکنک همواره در حال باد شدن و گسترش است. اما اين گسترش تا کجا ادامه خواهد داشت و به کجا مي رود؟ در قبال پايان جهان سه نظريه وجود دارد.
 اول آنکه اگر جرم دروني جهان به مقدار کافي نباشد که بر اثر نيروي گرانش خود مانع از تورم شود، جهان تا ابد به گسترش ادامه خواهد داد. يعني اگر جرم جهان را ميزان کهکشان ها و مواد ميان ستاره ها و در کل تمام جرم مواد شناخته شده در نظر بگيريم اين ميزان توان جلوگيري از تورم را نخواهد داشت و جهان تا ابد به گسترش ادامه خواهد داد.
اما بر طبق مشاهدات در جهان علاوه بر ميزان ذرات، مقداري ماده تاريک نيز وجود دارد. در نظريه دوم اگر اين ميزان ماده تاريک به اندازه کنش تورمي جهان باشد، اتفاقي که مي افتد آن است که اين ميزان جرم، جهان را از گسترش باز مي دارد اما توان جمع کردن آن را ندارد. پس جهان در يک نقطه از تورم کيهاني باز مي ايستد و تا ابد در همان حالت سکون باقي مي ماند.
 و بر طبق نظريه سوم اگر ميزان جرم تاريک بيشتر از ميزان انرژي کنش تورمي  باشد، گرانش موجود ميان مواد، جهان را از تورم باز مي دارد و باعث رمبش دروني جهان        مي شود. يعني نخست جهان تورم مي کند، در يک نقطه آرام آرام از حرکت مي ايستد و شروع به جمع شدن مي کند. يعني باد بادکنک را خالي کنيم تا جايي که بادکنک بادش خالي شود و به همان نقطه اول برسد. جهان رمبش کرده، جمع شده و باز از درون فرو مي ريزد و در نهايت در يک نقطه جمع مي شود.
 
 
هنوز هيچ دليل قطعي بر هر يک از اين نظريه ها وجود ندارد اما آنچه که بديهي است آن است که جهان بي هدف نخواهد بود و بي هدف ادامه نخواهد داد؛ پس آنچه که با توجه به جهان و نظام آفرينش به نظر مي رسد، نظريه سوم است...
 
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