کیهان اینشتین

بیگ بنگ: کیهان‌شناسی مدرن از نظریه نسبیت عام اینشتین برخاسته است و پیش‎بینی انبساط کیهان از بزرگترین و عجیب‌ترین دستاوردهای این نظریه می باشد.

به گزارش بیگ بنگ، جهان شناسی(کیهان شناسی) که زمانی مربوط به فلسفه و دیگر مباحث غیر علمی تلقی می شد با ظهور علم فیزیک توسط نیوتن وارد قلمروی علمی محض شد و بیشک از جذاب‌ترین و بزرگترین دستاورهای فیزیک نیز می باشد. کیهان‌شناسی، علم مطالعه تاریخ کیهان بصورت یک کل، در هر دو بخش ساختار و تحولش است. کیهان‌شناسی مدرن با کشف نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین که بزرگترین دستاورد تاریخ  نبوغ بشریت می باشد آغاز شد. یکی از مهمترین پیش‌بینی‌های این نظریه در کیهان‌شناسی، انبساط عالم می باشد که توسط فریدمن در سال ۱۹۲۲ کشف شد. تایید تجربی این رویداد حیرت‌انگیز توسط هابل در سال ۱۹۲۹ انجام شد. کیهان تقریبا ۱۳٫۸ میلیارد سال قبل به وجود آمده است.

اشتباه اینشتین!

اینشتین با بررسی معادلات که خودش کشف کرده بود دریافت که کیهان نباید ایستا باشد، ولی باور شخصی او این بود که کیهان ساکن است یعنی در ظرف زمان بدون تغییر باقی می ماند. برای غلبه بر این مشکل او شرطی را در معادلات خود وارد کرد و این شرط را ثابت کیهانی نامید. این ثابت نماینده یک پاد گرانش بود که با افزایش فاصله بیشتر می شد. پس گرانش و این پاد گرانش، امکان ایجاد جهانی ساکن را داد. بعدا با کشف تجربی انبساط کیهان، اینشتین این ثابت را بزرگترین اشتباه زندگی خود نامید. در واقع نبوغ اینشتین، اینشتین را شکست داد!

فریدمن وارد می شود

یک دانشمند گمنام بنام فریدمان در سال ۱۹۲۲، معادلات اینشتین را حل کرد و مجموعه‌ای از مدل‌هایی که کیهان مطابق آنها از یک نقطه یا از تکینگی گسترش یافته است را کشف کرد. در واقع او، انبساط اینشتینی کیهان را کشف کرده بود. فرد هویل به دلایلی نام بیگ بنگ(BIG BANG) را به این مدل نهاد.

AP eتکینگی بیگ بنگ

اگر انبساط کائنات را در جهت عکس دنبال کنید به حالتی خیره‌کننده و باورنکردنی از جهان می رسید. حالتی  نقطه‌ای-بدون اندازه و بعد با چگالی بینهایت. در واقع این آغاز حیرت‌انگیز جهان می باشد که شامل یک تکینگی است.

قانون هابل

ادوین هابل در سال ۱۹۲۹ با استفاده از تلسکوپ ۱۰۰ اینچی هوکر در مونت ویلسون، بصورت تجربی رابطه‌ای را بین فاصله کهکشان‌های گوناگون و سرعت شعاعی‌شان را بدست آورد. او این موضوع را از روی جابجایی دوپلری در خطوط جذبی طیف کهکشان‌ها فهمید. مشخص شد که خطوط طیفی همه کهکشان‌ها انتقال به سرخ دارند، همه کهکشان‌ها در حال دور شدن از ما هستند. به بیان دقیق‌تر، آنها در حال دور شدن هستند. میزان انتقال به سرخ در خطوط جذبی، به فاصله کهکشان بستگی دارد. این رابطه که به عنوان قانون هابل شناخته می شود، بصورت زیر است:

V=HD

که V سرعت دور شدن شعاعی، D فاصله و H ثابت هابل می باشد.

تابش مایکروویو پس زمینه کیهانی(CMBR)

جورج گاموف تابشی که باقی مانده بیگ بنگ بود و در سرتاسر کیهان وجود دارد را پیش‌بینی نمود. این یک طیف کامل جسم سیاه در ۲٫۷۴ کلوین است. این تابش با دقت بسیار بالایی در هر سوی آسمان یکسان(همگرا) است. انحراف(ناهمگرایی) این تابش بسیار کم می باشد. وجود این تابش پس زمینه نشان میدهد که زمانی کیهان دمای یکسانی داشته است. این تابش در سال ۱۹۶۵ توسط پنزیاس و ویلسون بطور تجربی کشف شد تا تاییدی تجربی دیگری بر نظریه بیگ بنگ و انبساط کیهان باشد زیرا که با گسترش عالم دمای جهان کاهش می یابد و اکنون این دما ۲٫۷۴ درجه کلوین، شده است.

این تصویر که بر پایه ی داده های بدست آمده از ماهواره های کوبه، WMAP و پلانک تکمیل شده است، تابش پس زمینه کیهانی درست ۳۸۰ هزار سال پس از بیگ بنگ را نشان می دهد.

در مورد اینشتین، اشتباه هم نبوغ‌آمیز است!

در سال ۱۹۹۸ یکی از غیر منتظره‌ترین کشفیات تجربی تاریخ رخ داد. جهان نه تنها انبساط می یابد بلکه این رویداد شتابان نیز است! در واقع چیزی اعجاب‌انگیز جهان را رو به جلو حل میدهد، یک نیروی جدید و ناشناخته کیهانی(انرژی تاریک). جهانی که با بیگ بنگ متولد شده بود، همچنان در حال انبساط یافتن بود، اکنون چیزی دیگری نیز این انبساط را شدیدتر می کند، یک نیروی پاد گرانش که بجای جذب کردن همه چیز به هم، داشت کهکشان‌های جهان را از هم دور می کرد، بله درست حدس زده‌اید، ایده پاد گرانش اینشتین که به عمد آن را در معادلات خود وارد کرده بود تا اعتقاد شخصی خود را وارد معادلات ناب خود کند، در نهایت درست از آب در آمد! در واقع دانشمندان این نیروی پاد گرانش را دوباره و بعد از تقریبا ۷۰ سال مجددا وارد فیزیک محض کردند.

ساختار قابل تصور برای جهان

جهان بسته: اگر چگالی ماده موجود در جهان از مقدار بحرانی  فراتر رود، انبساط کیهان متوقف می شود و در این صورت جهان در یک خرد شدن بزرگ-برعکس بیگ بنگ-از هم فرو می پاشد- BIG CRUNCH. در این مدل انحنای جهان مثبت می باشد، بنابراین  یک عالم کروی خواهیم داشت.

جهان باز: اگر چگالی ماده-انرژی در کائنات کمتر از مقدار بحرانی باشد، کیهان برای همیشه بسمت گسترش یافتن خیز بر می دارد. در این  مدل، هندسه عالم هذلولوی (انحنای منفی) می باشد.

جهان مسطح: در این حالت  که مرز میان کیهان باز و بسته می باشد، این مدلی بحرانی می باشد چون در آن توازنی بین انبساط کیهان و چگال ماده جهان وجود دارد. در این مدل، انحنای جهان، صفر است پس عالمی اقلیدسی خواهیم داشت.

چند نکته دیگر:

۱-اندازه جهان قابل مشاهده، ۹۳ میلیارد سال نوری می باشد.

۲-هیچ مرکزی در جهان وجود نداد، کیهان در حال دور شدن از هیچ جایی نیست.

۳-زمان در بیگ بنگ آغاز شد. پس صحبت از قبل از بیگ بنگ معنایی ندارد.

۴-جهان بسوی هیچ چیزی هم منبسط نمی شود.

نبوغ غایی اینشتین

علاقمندم کمی درباره این موضوع صحبت کنم. نبوغ باورنکردنی انسان که می تواند جهان به این پیچیدگی را فرمول‎بندی کند و پیشگویی‌هایی قبل از تجربیات را انجام دهد. نوابغ و فوق نوابغ بی‌همتایی را جهان به خود دیده است  و غایت این نبوغ را میتوان در آلبرت اینشتین دید. آلبرت اینشتین با نبوغ غایی و متعالی خود، نسبیت را کشف کرد که بیگ بنگ و انبساط کیهان و بسیاری از چیزهایی باورنکردنی دیگر را از درون این نظریه غول‌آسا به جهانیان نشان داد.

در ضمن این تنها بخشی از نتایج نبوغ غایی اینشتین در نسبیت است که می شد در این مقاله به آن اشاره کرد. تمام دستاوردهای دانشمندان در زمینه کیهان‌شناسی طبق این نظریه می باشد و به واقع، جهان با معادلات نظریه نسبیت اینشتین کار می کند. ما باید از اینکه گونه‌ای از نوع اینشتین می باشیم به خود ببالیم. «بله ما در کیهان اینشتین زندگی می کنیم.»

نویسنده: میلاد اسکندردوست/ سایت علمی بیگ بنگ

منابع برای مطالعه بیشتر:

ستاره شناسی- استیسی پلن

اشنایی با نجوم و کیهان شناسی- ایان موریسون

(12 نفر , میانگین : 4٫50 از 5)
لینک کوتاه مقاله : https://bigbangpage.com/?p=77412
میلاد اسکندردوست

میلاد اسکندردوست

نویسنده این مطلب : میلاد اسکندردوست، در رشتۀ مهندسی صنایع تحصیل کرده است. علاقمند به مطالعه و پژوهش در زمینه ی فیزیک، ریاضیات، نجوم و علوم بنیادی میباشد و در زمینه نگارش مقاله با وب سایت بیگ بنگ همکاری می کند.

شما ممکن است این را هم بپسندید

۷ پاسخ‌ها

  1. بهنام طیبی گفت:

    باتشکر از آقای اسکندر دوست گرامی
    عالی بود

  2. albertvsuniverse گفت:

    ممنون از مقاله خوبتان…بنده هم یک تئوری ای دارم….. به نظر این جانب کار سیاه چاله ها تبدیل انرژی ماده به پاد ماده است…. و تبدیل ان به انرژی تاریک…. و در اخر سیاه چاله با تولید انرژی تاریک باعث انبساط کیهان میشود…… سواد بنده در همین مقدار است شرمنده اگر غلط و اشتباست

  3. داوود گفت:

    یه سوال این که نوشتیو جهان قابل مشاهده ۹۳ میلیارد سال نوری هست.پس ۱۳.۸ میلیارد سال نوری چیه .؟
    و این که منم نظریه ای دارم به خاطر علم سطح پایین انسان امروزی که داره به بیراهه میره بخاطر نظریه های بدرد نخور مثل چند جهانی و بعد های دیگر .نظریه ی من اینه که انسان ها تونستن ۱۳.۸ میلیار سال نوریو ببینن و یکی میلیارد ها بیگ بنگ رو شناختن چند جهانی پوچه نظریه ی تخیلی ای هست ولی بیگ بنگ های دیگر بهترین نظریه هست .

    • سمیر الله‌وردی گفت:

      دوست عزیز “سال نوری” در نجوم واحد فاصله هست. همانطور که در این مقاله نوشته شده سن کیهان ۱۳٫۸ میلیارد سال است و قطر جهان قابل مشاهده ۹۳ میلیارد سال نوری است. یکی از تصورات غلط رایج در مورد جهان این است که اندازه آن باید برابر سنش باشد. همانطور که میدانید وقتی جهان با شوک ناشی از بیگ بنگ در حدود ۱۳٫۸ میلیارد سال پیش تشکیل و شروع به انبساط کرد، فضا- زمان خود در سرعتی بیشتر از سرعت نور* خود شروع به گسترش کرد، این دوره زمانی به تورم کیهانی مشهور است. بنابراین با توضیحات میتوان متوجه شد که اندازه جهان بسیار بزرگتر از سنش میباشد. می توانید این مقاله را با جزئیات بیشتر بخوانید

      *نکته: این موضوع ناقض گفته اینشتین نیست که هیچ چیز نمی تواند سریعتر از نور حرکت کند، زیرا این فضای خالی است که انبساط می یابد و تنها برای اجرام مادی است که سد سرعت نور نمی تواند شکسته شود.

  4. Parsa گفت:

    خواهشا یک مقاله از الکساندر فریدمن هم بگذارید واقعا حیف که از این دانشمند بزرگ یاد نشه

  5. Amirhosein گفت:

    با تشکر از وقتی ک گذاشتین
    منظورتون ۹۳ میلیارد سال هست درسته؟
    از بیگ بنگ عالم با سرعت نور گسترش پیدا کرده و این شروع ب صورت تقریبی ۱۳٫۸ میلیارد سال پیش بوده و این ینی ۱۳٫۸ میلیارد سال نوری برابر با ۹۳ میلیارد سال قابل مشاهده درسته؟

دیدگاهتان را بنویسید

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

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.