تاریخ علمی جهان – بخش ششم

1
605

بیگ بنگ: تعادل نيروها در يك ستاره كه زندگي آن را رقم مي زند، توسط جوش هسته اي انجام مي پذيرد. اما با تمام شدن ذخاير مورد استفاده در همجوشي هسته اي به ويژه هيدروژن، اين تعادل به هم ريخته و در واقع ستاره به مرگ خود نزديك مي شود. 

starمرگ ستاره ها:

مرگ ستاره ها با توجه به ابعاد آنها با فرآيندهاي متفاوتي اتفاق مي افتد. بزرگي و در واقع جرم يك ستاره تعيين كننده اتفاقاتي است كه پس از اتمام هيدروژن رخ مي دهد. موضوع اينجاست كه آيا در اين مرحله دما و فشار ستاره براي ادامه جوش هسته اي با ديگر عناصر باقيمانده كفايت مي كند يا خير. در مورد ستاره هاي كوچكتر از نصف خورشيد اين اتفاق نمي افتد. اين ستاره ها پس از مرگ خود به يك كوتوله سفيد تبديل مي شوند. خورشيد و ستاره هايي با جرمي حدود نصف آن، قادرند پس از اتمام هيدروژن، هليوم را نيز بسوزانند. اين مرحله نسبت به عمر ستاره بسيار كوتاه است. جوش هسته اي هليوم به كربن ختم مي شود. اما انرژي حاصله بيشتر از سوختن هيدروژن است. حتما حدس زده ايد كه چه اتفاقي مي افتد. فشار اين انرژي از گرانش بيشتر است و نتيجه: انبساط ستاره!

اين رخداد باعث مي شود كه خورشيد در پايان عمر خود، يعني حدود 5 ميليارد سال ديگر به يك غول سرخ كه 250 برابر بزرگتر است منبسط شود. سرخي آن به خاطر تورم است كه باعث كاهش دماي لايه هاي سطحي آن مي شود. اين غول داغ كه اكنون چندين هزار برابر درخشنده تر از خورشيد كنوني است، سياره تير، ناهيد و احتمالا زمين را بلعيده و درون خود بخار مي كند! زمين حتي اگر بلعيده نشود، عاري از اقيانوس و جو خواهد شد و گرماي شديد، آن را عاري از هر گونه موجود زنده خواهد نمود. حدود 30 % جرم خورشيد پف كرده و براي هميشه از آن جدا مي شود. بدين ترتيب يك سحابي سياره اي تشكيل مي شود. 70% باقيمانده، يك هسته چگال و داغ را به وجود مي آورد. براي خورشيد و ستاره هاي كمتر از دو برابر آن، اين هسته در همين مرحله به يك كوتوله سفيد تبديل مي شود كه در ادامه شروع به سرد شدن كرده و در نهايت پس از گذشت چندين ميليلارد سال به كوتوله سياه تبديل مي شود. يك كوتوله سفيد تقريبا به اندازه زمين است و آنچه در مقابل فشار گرانش آن مقاومت مي كند، نيروي دافعه گاز الكتروني است. سرد شدن كوتوله نمي تواند از فشار الكترونهاي تجزيه شده كم كند، چرا كه اين فشار تا صفر مطلق نيز تغيير نمي كند!

9براي ستاره هاي سنگين تر از دو برابر خورشيد نيز ابر غولهاي سرخ تشكيل مي شود با اين تفاوت كه هسته آن همجوشي هسته اي را از كربن فراتر مي برد و بسته به جرم ستاره عناصري همچون نئون، اكسيژن، سيليكون و … تشكيل مي شوند. براي ستاره هاي پرجرمي كه بيش از 9 برابر خورشيد وزن دارند، جوش هسته اي تا ساخت عنصر آهن در مركز ستاره پيش مي رود. جوش هسته اي آهن گرما گير بوده و گرماي سنگين ترين ستاره ها نيز قادر به انجام آن نيست. در اين مرحله توليد انرژي ستاره به پايان مي رسد و با سنگين شدن مقدار آهن تا 1.4 جرم خورشيد، هسته دچار يك رمبش ناگهاني بزرگ مي شود. انرژي حاصل از اين رمبش يك موج ضربه اي بسيار قدرتمند توليد مي كند كه باعث انبساط پوسته ستاره مي شود. كل اين فرآيند در واقع همان انفجار سوپر نوا است كه درخشش آن مي تواند از يك كهكشان فراتر رود! هسته رمبيده در خود با فشار شديد گرانش متراكم مي شود و حتي نيروي دافعه الكترونها نيز ياراي مقاومت در برابر آن را ندارد. در نتيجه الكترون ها به درون هسته اتمها فرو ريخته و آنچه حاصل مي شود، نوترون ، نوترينو و اشعه گاماست. به همين سبب به اين هسته يك ستاره نوتروني مي گويند. اكنون فشار تبهگني نوترونها در مقابل گرانش مقاومت مي كند. باقيمانده پرتاب شده به فضاي درون كهكشان كه درصد بيشتري از ستاره را به خود اختصاص مي دهد نيز به يك سحابي تبديل مي شود. شعاع يك ستاره نوتروني حدود 10 كيلومتر است و مي تواند با سرعت 700 دور در ثانيه به دور خود بچرخد!

از گذشته هاي دور به وجود سوپر نواها پي برده شده است. در كتابهاي تاريخچه چين، شرح مفصلي از اين پديده كه در سال 1054 ميلادي در كهكشان خودمان رخ داده، آمده است. لفاف اين سوپر نوا هنوز در فضا وجود دارد و به سحابي خرچنگ مشهور است. در سال 1967 يك ستاره نوتروني كه منبع ضربانهاي امواج راديويي كوتاه است در مركز اين سحابي كشف شد. شيوه كشف آنها ناشي از تپندگي آنهاست كه به خاطر چرخش سريع اين ستاره هاست. در واقع آنها همانند يك فانوس دريايي، پرتو باريكي از امواج راديويي ارسال مي كنند. يك ستاره معمولي نمي تواند با چنين سرعتي بچرخد، زيرا به خاطر اينرسي از هم مي پاشد. چرا ستاره هاي نوتروني اينقدر سريع مي چرخند؟ منشا امواج راديويي ارسالي توسط آنها چيست؟

blackholeقدرت انفجار سوپر نوا به حدي است كه جوش هسته اي آهن را نيز به پيش مي برد و در نهايت طيفي از عناصر سبك و سنگين در سحابي پراكنده مي شود تا زماني كه از اين سحابي ، ستاره اي نسل دوم يا سوم به نام خورشيد متولد شده و سياره هاي آن عناصر لازم براي خلق يك موجود متمدن در گهواره خود حمل مي كنند! ستاره هاي بسيار سنگين با جرمي حدود 40 برابر خورشيد پس از انفجار سوپر نوا ، هسته اي از خود باقي مي گذارند كه بيش از 4 برابر خورشيد وزن دارد. اين فشار گرانشي بر مقاومت نوترونها نيز غلبه كرده و انقباض گرانشي تا مرحله ساخت يك سياهچاله پيش مي رود!

تولد سامانه خورشيدي:

اولين فرضيه قابل توجه در مورد منشا دستگاه خورشيدي توسط يك دانشمند فرانسوي به نام كنت دو بوفن در سال 1779 ارائه شد. وي اظهار كرد كه احتمالا سيارات از برخورد يك ستاره دنباله دار با خورشيد پديد آمده اند. حتما حدس زده ايد كه مشكل اين نظريه اين است كه دنباله دارها نسبت به خورشيد، اجرام كوچكي هستند و نمي توانند باعث چنين اتفاقي شوند. كمي پس از آن فيلسوف مشهور آلماني، امانوئل كانت و توماس رايت انگليسي اظهار داشتند كه سيارات از ابرها و مواد تشكيل دهنده دوران جواني خورشيد پديد آمده اند. اين فرضيه كه معقولانه تر به نظر مي رسيد در سال 1976 توسط لاپلاس، رياضيدان بزرگ فرانسوي كامل تر ارائه شد.

به گمان لاپلاس، سامانه خورشيدي در ابتدا از توده گازها و ابرهاي ديسك مانندي پديد آمد كه به آرامي گرد خود مي چرخيد. نيروي گرانش باعث تراكم اين توده و بقاي اندازه حركت زاويه اي سبب افزايش سرعت چرخش آن شد. سرانجام سرعت چرخش به حدي افزايش يافت كه باعث جدا شدن حلقه هايي از لبه اين ديسك شد. در ادامه، اين حلقه هاي جدا شده به سيارات بدل گشتند. اين فرضيه در عين سادگي، چه از لحاظ منطقي و چه به صورت احساسي به خوبي در ذهن جا مي افتد! با اين حال ديگر دانشمندان به رخدادهاي پيچيده تري نيز فكر كردند و در آينده فرضيات ديگري مطرح شد. تصادف يك ستاره رهگذر با خورشيد توسط چمبرلين و مولتون در سال 1900 بيان شد.

فرضيه ديگر كه براي خورشيد يك ستاره همزاد اختيار مي كرد، توسط راسل آمريكايي مطرح شد. وي نيز پيدايش سيارات را به خاطر تصادف اين همزاد با خورشيد مي پنداشت. ليتلتون بر اين گمان بود كه عبور يك ستاره سرگردان، همزاد خورشيد را دور كرده و باعث تجزيه آن و تشكيل سيارات شده است. فرد هويل انگليسي نيز باور داشت كه همزاد خورشيد به يك سوپر نوا دگرگون شده و قبل از ترك خورشيد، خرده ريزهايي را پيرامون خورشيد به جا گذاشته است. كوئيپر نيز فرض كرده بود كه دستگاه خورشيدي از تقسيم يك توده به دو بخش پديد آمده كه بخش بزرگ به خورشيد و بخش كوچكتر به سيارات بدل گشته است. تمامي اين فرضيات و نظرات ديگري كه بيان شد، داراي اشكال بودند و اين نظريه كانت – لاپلاس بود كه به تدريج پيروز از ميدان بيرون آمد. گرايش به اين نظريه توسط اتو اشميت روسي و ويتسزكر آلماني صورت گرفت. اين دو دانشمند در سال 1950 كليات نظريه را پذيرفته و شروع به تكميل آن نمودند.

ادامه دارد »»»

نويسنده : احمد مصدر / سایت علمی بیگ بنگ

منابع: Star , Solar_System Discovery_and_exploration

اسرار كهكشانها ، گورويچ و چرنين، ترجمه نوقابي



ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید

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

یک دیدگاه

  1. درود و عرض ادب و احترام خدمت نویسنده ۱۵ بخش تاریخ علمی دنیا اقای مصدر و کل سایت عالی بیگ بنگ که تحولی برای علاقمندان به علوم که رفرنس فارسی معتبری نداشتن شده؛و نکته مهم مقالات خوب سایت شما این که حتما نیاز نیست ریاضی مهندسی و دینامیک پاس کنی تا از اونا سر در بیاری…..اما در عین سادگی مطلب پوچ و خالی نیست و بار علمی خودش رو حفظ کرده….
    فقط در اواسط این مقاله که صحبت از انرژی تبهگن الکترون ها برای کنترل فشار گرانشی شد ؛فکر میکنم یک واژه غلط هست؛
    و اون عبارت(( الکترونهای تجزیه شده)) هست.شاید منظور نویسنده بیان نکته ایی دیگه بوده اما مخاطب میگه الکترون مثل مابقی فرمیون ها تجزیه پذیر نیست..شاید هم من اشتباه متوجه شدم…موفق و پاینده باشین