بیگ بنگ: جهان به تدريج سردتر مي شود و با گذشت 380 هزار سال الكترونها مي توانند ملاقاتي پايدار با هسته داشته باشند. پس از پيدايش اتمها، در طی يک دوره زمانی طولانی بخشهايي از جهان تقريباً يکنواخت که اندکی چگالتر بودند به تدريج توسط گرانش ، مواد نزديک خود را جذب كرده و چگالتر شدند.

تصویری از درصد بندی میزان ماده، ماده تاریک و انرژی تاریک در کیهان
تصویری از درصد بندی میزان ماده، ماده تاریک و انرژی تاریک در کیهان

با ادامه تدريجي اين فرآيند نهايتا ابرهای گاز، ستاره ها، کهکشانها و ساير ساختارهای نجومی که امروز قابل مشاهده هستند شکل گرفتند. اين موضوع به نظر بديهي مي رسد. ظاهرا براي اين قسمت نيازي به درك فرمولهاي رياضي نداريم. در يك ابر فضايي، اگر تصادفا يك بخش چگال تر شود، باعث تمركز گرانش در آن ناحيه شده و مواد اطراف را به خود جذب مي كند و خود باعث افزايش قدرت گرانش مي شود و …، اما معادلات رياضي فيزيكي با اين تصور ساده همخواني ندارد. تا مدتها فيزيكدانان هيچ مكانيسمي كه منجر به پيدايش كهكشانها شود را پيدا نمي كردند. مهمترين شبيه سازي كامپيوتري جهان پس از بيگ بنگ كه توسط كيهان شناس مكزيكي – بريتانيايي، كارلوس فرنك انجام پذيرفت، نشان مي داد كه ستاره ها ، غبار فضايي و قوانين جاذبه نمي توانند از واپاشي يك كهكشان جلوگيري كنند. بنابراين همه چيز حكايت از ناپايداري و واپاشي كهكشانها داشت تا اينكه …

بيش از 40 سال پيش خانم ستاره شناسي به نام ورا روبن (Vera Rubin ) آمريكايي مطالعه اي را بر روي سرعت چرخش ستاره ها در كهكشان آندرومدا آغاز كرد. او متوجه شد سرعت ستاره هاي دور از مركز با آنهايي كه نزديك بودند، تفاوتي ندارد! اين كاملا برخلاف قوانين گرانش نيوتن است. گرانش با افزايش فاصله كاهش پيدا مي كند. در واقع همانند سياره هاي دستگاه خورشيدي، ستاره هاي دورتر مي بايست سرعت كندتري داشته باشند. در ادامه وي متوجه شد كه اين پديده راز گونه براي كهكشانهاي ديگر نيز صادق است. اين موضوع به حدي عجيب بود كه ديگر اختر شناسان را وادار به تكرار اين مشاهدات كند، اما نتيجه همان بود. اكنون معمايي بسيار بزرگ براي دانشمندان به وجود آمده بود. تنها يك چيز مي تواند اين پديده را توجيه كند: ماده تاريك! ماده اي كه همچون نامش نامرئي بوده و توسط روشهاي جاري قابل كشف و مشاهده نيست. اگر اين ماده به ميزان مناسبي در كهكشانها گنجانده شود، به خاطر نيروي جاذبه اش مي تواند سرعت ستاره ها را به دور مركز توجيه كند. نحوه توزيع ماده تاريك در يك كهكشان برعكس ماده مرئي است. هرچه به سمت مركز كهكشان پيش مي رويم ، مقدار و چگالي ماده معمولي بيشتر مي شود، درحاليكه مقدار ماده تاريك با دور شدن از مركز افزايش مي يابد!

galaxy

همانطور كه قبلا گفتيم يكي از مهمترين شواهد براي اثبات نظريه نسبيت عام، انحراف نور از كنار توده هاي پرجرم فضايي است. ستاره ها، كهكشانها و خوشه هاي كهكشاني ، شبيه يك لنز، نور را منحرف مي كنند. ميزان اين انحراف به جرم اين توده ها بستگي دارد. با تلسكوپها و روشهاي دقيق مي توان ميزان انحراف نوري كه از كنار يك كهكشان مي گذرد را اندازه گرفت و بدين ترتيب، جرم آن كهكشان را محاسبه كرد. با مشاهده انحراف نور كهكشانهايي كه از نزديك كهكشانهاي ديگر عبور مي كنند، معلوم شد كه جرم كهكشانها 6 برابر بيشتر از آن چيزي است كه ديده مي شود. نتيجه اينكه ماده تاريك 5 برابر ماده معمولي يا باريوني است كه شامل پروتونها و نوترونها شده و مرئي مي باشد.

جالب تر اينكه همان شبيه سازي كارلوس فرنك بر اساس ميزان ماده و قوانين جاذبه نشان داد، زماني كهكشانها به شكل امروزين خود تشكيل مي شوند كه ماده تاريك، بيش از 5 برابر ماده قابل مشاهده باشد. طبق اين محاسبات، حدود يك ميليارد سال پس از بيگ بنگ خوشه هايي از ماده تاريك تشكيل مي شود. گازهاي مملو از هيدروژن جذب اين خوشه ها شده و ستاره ها متولد مي شوند. سپس اين خوشه ها جذب يكديگر شده و چند ميليارد سال بعد كهكشانها و از جمله كهكشان چرخشي راه شيري تشكيل شدند. اگر ماده تاريك و جاذبه آن نبود، نه كهكشاني بود، نه ستاره اي ، نه سياره اي و طبعا نه موجود زنده اي! اين جاست كه مرز علم و تخيل در هم مي شكند! ظاهرا تمامي ساختار جهاني كه ما مي شناسيم و حتي وجود خود ما به يك شبح تاريك وابسته است! آيا رد پايي از ماده تاريك وجود دارد؟ طبعا اين ماده بدون بار الكتريكي بوده و با نور و الكترومغناطيس تعاملي ندارد، اما آيا مي توان صرفا براي فرار از مشكل جاذبه آن را وارد تالار علمي و معادلات كرد؟ چقدر بايد در انتظار يافتن ردپايي از آن صبر كرد؟ شايد اين قوانين گرانش يا ماهيت فضا – زمان است كه به تعريف جديدي نياز دارند!

ادامه دارد …

نویسنده : احمد مصدر – عضو پیوسته بیگ بنگ

منابع:

لحظه آغاز ، جیمز ترفیل، ترجمه بهزاد قرمان و فرامرز صبوری، چاپ اول،نشر نما
اسرار کهکشانها ، گورویچ و چرنین، ترجمه نوقابی، چاپ اول، انتشارات آستان قدس
سه دقیقه اول ، استیون واینبرگ ، ترجمه خواجه پور
کیهان در پوست گردو، استیون هاوکینگ، ترجمه محمد قصاع، به نشر

دیدگاهتان را بنویسید

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.