کیهان: از بیگ بنگ تا امروز در چند مرحلۀ آسان

بیگ بنگ: کیهان چگونه به وجود آمد؟ نظریه عموما پذیرفته شده در شروع و گسترش کیهان مدل بیگ بنگ نام دارد که بیان می کند کیهان در حدود ۱۳٫۸ میلیارد سال پیش از یک نقطه ی بسیار داغ و متراکم به وجود آمد. اما چگونه کیهان ما از یک نقطۀ داغ و متراکم به عظمت کنونی خود دست یافته است. در این مقاله سعی می کنیم در چند قسمت به زبان ساده به این مساله بپردازیم:

۱-پیدایش

بیگ بنگ بر خلاف تصوری که نام این نظریه به ذهن متبادر می کند یک انفجار در فضا نبود بلکه ظهور خود فضا در کل کیهان بود. یک قطعه کلیدی در کشف راز بیگ بنگ مشاهدۀ تابش پس زمینه کیهانی میباشد که تشعشعات و نور باقی مانده از بیگ بنگ می باشد. این امواج که توسط گیرنده های مایکرو ویو قابل مشاهده می باشد به دانشمندان اجازه می دهد با کنار هم قرار دادن سر نخ های مختلف دوران کودکی کیهان را ترسیم کنند.

در سال ۲۰۰۱ ناسا با پرتاپ ماهواره WMAP و با مطالعه تابش پس زمینه کیهانی به بررسی شرایط اولیه کیهان پرداخت. این مطالعات و مطالعات دیگر مثل ماهواره پلانک منجر به تعیین سن کیهان حدود ۱۳٫۸ میلیارد سال شد.

۲- اولین جهش رشدی کیهان

وقتی کیهان بسیار جوان بود یعنی چیزی در حدود یک هزارم یک میلیاردیم یک تریلیونیوم یک تریلیونیوم یک ثانیه شروع به یک رشد ِ شگفت انگیز کرد و در طی این انبساط سریع که به تورم معروف است، کیهان به شدت رشد کرد و اندازه اش حداقل ۹۰ بار دو برابر شد.

کیهان در حال گسترش بود و چگالی اش کاهش می یافت و خنک و خنک تر می شد و مواد شکل می گرفتند. بعد از تورم انبساط کیهان ادامه یافت اما با نرخی آرام تر.

۳- بیش از حد داغ برای درخشیدن

بعد از سه دقیقه از ابتدای پیدایش کیهان نور وجود داشت، اما به مدت ۳۸۰ هزار سال با وجود حرارت شدید ناشی از پیدایش، کیهان داغ تر از حدی بود که بتواند بدرخشد زیرا اتمها با چنان شدتی با یکدیگر برخورد می کردند که کل کیهان از پلاسمایی از پروتونها و نوترونها و الکترونها بود که ذرات نور را همانند مه پراکنده می کردند.

در این مدت پروتونها و نوترونها با هم برخورد کرده و هستۀ دوتریوم (ایزوتوپ هیدروژن) را به وجود آوردند و مقادیر زیادی از این دوتریوم ها با هم ترکیب شده و هلیوم را ساختند.

۴- بگذار روشنائی باشد

حدود ۳۸۰ هزار سال بعد از بیگ بنگ ماده به قدر کافی خنک شد تا الکترونها با گردش به دور هسته، اتم های خنثی تولید کنند. این مرحله که به عصر نو ترکیب (recombination) معروف است باعث شد تا کیهان در اثر جذب الکترون های آزاد نسبت به نور شفاف شود و نوری که تا آن زمان در بند بود از بند رها شد و امروزه به صورت تابش پس زمینه کیهانی قابل مشاهده است. اما پس از رها شدن نور دوران تاریکی آغاز شد تا اینکه ستارگان شکل بگیرند.

۵- پدیدار شدن از میان تاریکی

حدود ۴۰۰ میلیون سال بعد از بیگ بنگ کیهان به تدریج از دوران تاریکی خارج شد. این دوران که به یونیزاسیون مجدد (reionization) معروف است نیم میلیارد سال و یا کمتر طول کشیده است. در این دوران تراکم گازها منجر به شکل گیری ستارگان و کهکشانها شد و انتشار نور فرابنفش(UV) از ستارگان منجر به پراکنده شدن گاز هیدروژن و در نتیجه شفاف شدن کیهان نسبت به نور فرا بنفش برای اولین بار شد.

۶- ستارگان و کهکشانهای بیشتر

اخترشناسان برای فهم خصوصیات کیهان جوان در جستجوی دورترین و قدیمی ترین کهکشانها هستند. اطلاعات ماموریت هایی نظیر WMAP و COBE و ماموریت هایی که هم اکنون نیز در حال انجام هستند همانند تلسکوپ فضایی هابل ( پرتاب شده در سال ۱۹۹۰) همگی به دانشمندان در حل دیرین ترین رازها و پاسخ به بحث انگیز ترین سوالات در کیهان شناسی کمک می کنند.

۷- سن منظومه ی شمسی خودمان

تخمین زده می شود منظومه ی شمسی کمی بعد از ۹ میلیارد سال از بیگ بنگ متولد شده باشد (با سن ۴٫۶ میلیارد سال). بر اساس تخمینهای جاری خورشید یکی از ۱۰۰ میلیارد ستاره کهکشان راه شیری است و از فاصلۀ ۲۵۰۰۰ سال نوری به دور مرکز کهکشان گردش می کند.

تصور می شود خورشید و همه ی اجرام منظومه ی شمسی از یک توده ی عظیم و چرخان گاز و غبار به نام سحابی خورشیدی شکل گرفته باشد. با تاثیر جاذبه سحابی متراکمتر شد و سرعت چرخش آن بیشتر شد و به شکل یک دیسک چرخان در آمد و بیشتر مواد به سمت مرکز این دیسک کشیده شد و خورشید شکل گرفت.

۸-مواد نادیدنی در کیهان

در دهه ۶۰ و ۷۰ میلادی دانشمندان متوجه شدند که ممکن است جرم بیشتری از جرم قابل مشاهده در کیهان موجود باشد. ورا روبین ( اخترشناس در موسسۀ کارنگی واشنگتن) اقدام به مطالعه ی سرعت ستارگان در کهکشانها بر اساس موقعیت شان نمود. بر اساس قوانین نیوتن ستارگان حاشیه کهکشان ها باید با سرعتی آهسته تر از ستارگان مرکز کهکشان در گردش باشند. اما ورا روبین مشاهده کرد که تفاوتی در سرعت ستارگان در فواصل مختلف از مرکز وجود ندارد. او کشف کرد که همه ی ستارگان صرف نظر از فاصله شان از مرکز کهکشان تقریبا با سرعت برابری گردش می کنند.

این کشف و کشفیات دیگری منجر به این فرض شد که احتمالا جرمی راز آلود و غیر قابل دیدن وجود دارد که تنها از طریق کشش گرانشی بر مادۀ معمولی قابل شناسائی است، این جرم به ماده ی تاریک معروف شد. یک فرضیه این است که ماده تاریک از ذراتی تشکیل شده است که هیچ واکنشی با نور یا ماده ی معمولی ندارد و به همین دلیل شناسائی آن کار دشواری است. بر اساس مشاهدات به نظر می رسد ماده تاریک ۲۳ درصد کل کیهان را شکل داده باشد. در مقام مقایسه فقط ۴ درصد کیهان از ماده ی معمولی (شامل ستارگان، سیارات و مردم) تشکیل شده است.

۹-کیهان با انبساط شتابدار

در دهه ۲۰ میلادی اخترشناس ادوین هابل کشفی انقلابی انجام داد. او با تلسکوپ رصدخانه مونت ویلسون در لس آنجلس مشاهده کرد که کیهان ایستا نبوده و در حال گسترش است. چند دهه بعد تلسکوپ فضایی هابل با مطالعه ابرنواخترهای دور دست کشف کرد که در گذشته کیهان با نرخ آهسته تری از امروز در حال انبساط بوده است. این کشف بسیار غیر منتظره بود چرا که همه انتظار داشت با تاثیر گرانش نرخ انبساط کیهان کندتر شود (و یا حتی موجب معکوس شدن روند انبساط گردد).

انرژی تاریک نیرویی عجیب است که تصور می شود با از هم دور کردن کهکشانها موجب افزایش نرخ انبساط کیهان شده است. وجود این انرژی نامرئی که تصور می شود ۷۳ درصد کل کیهان را شامل شود کماکان غیر قابل تشخیص و به صورت یک راز باقی مانده است و یکی از مناقشه برانگیزترین مباحث در کیهان شناسی می باشد. با وجود کشفیات فراوان درباره شکل گیری و تکامل کیهان هنوز سوالاتی (همانند ماده تاریک و انرژی تاریک) بی پاسخ مانده اند اما کیهان شناسان برای شناخت بهتر جستجوی کیهان را ادامه می دهند.

ترجمه: دکتر مصطفی رحمانی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: space.com

image_pdfimage_print
(15 نفر , میانگین : 4٫80 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=66023
مصطفی رحمانی

مصطفی رحمانی

فارغ التحصیل از دانشگاه تهران در سال 1383 در رشته ی دکترای دندانپزشکی، علاقه مند به مباحث فیزیک و نجوم میباشد و در زمینه انتشار مقاله با وبسایت بیگ بنگ همکاری دارد.

شما ممکن است این را هم بپسندید

۳ پاسخ‌ها

  1. M hk گفت:

    بسیار زیبا بود و آموزنده

  2. اميدشه بور گفت:

    اینکه ما انسانها تونستیم به این علم و دانش برسیم واقعا شگفت انگیز و باعث افتخار ست

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *