انفجار بزرگ و انرژی تاریک


● نظریه انفجار بزرگ

در حال حاضر تنها توضیح ارائه شده درباره منشأ جهان می باشد که بطور گسترده پذیرفته شده است. انفجار بزرگ ، بسیار پر انرژی و پر حرارات بود و در ثانیه های اولیه پس از انفجار فقط تشعشع و ذرات زیر اتمی گوناگون در جهان وجود داشتند. تشعشعات باقیمانده از این انفجار هنوز به صورت امواج ضعبف مایکروویو در آسمان وجود داشته ، از زمین قابل ردیابی هستند. به این امواج تشعشع مایکروویو زمینه کیهان گفته می شود.

انرژی تاریک

انفجار فقط تشعشع و ذرات زیر اتمی گوناگون در جهان وجود داشتند

در اواخر دهه ۱۹۲۰ ، ادوین هابل ،ستاره شناس آمریکایی به بررسی نور دریافتی از ستارگان و کهکشانهای دور دست پرداخت او متوجه شد که طول موجهای این نور ها بلند تر از میزان مورد انتظار است. این پدیده که قرمز گرایی نام دارد ،نشان میدهد که کهکشانها با سرعت زیاد در حال دور شدن از زمین هستند .

هرچه ما بیشتر به عمق کیهان نظاره میکنیم در واقع بیشتربه عمق زمان گذشته مینگریم . یک ستاره را که در فاصله ۱۰سال نوری قرار دارد به همان اندازه بنظر میرسد که ۱۰سال نوری قبل بوده است. دورترین اجرامی را که انسان میتواند با تلسکوبهای بزرگ نجومی نظاره کند کوازارها هستند .

آنها در واقع کهکشانهای کاملا جوانی هستند که در مراحل اولیه شکل گیری به سر می برند. حال اگر انسان نگاهش را در سمت دلخواهی به دورتر و بازهم دورتر متوجه کند باید به مرزی برسد که در آنجا آغاز خلقت را مشاهده کند و به عبارت دیگر آن گاز داغ اولیه را ببیند که تمام کهکشانها ، ستارگان ، سیارات و موجودات از آن ایجاد شده اند. بنابراین می بایست پیرامون ما را پیوسته پوسته کاملا درخشانی در دور دست احاطه می کرد و آسمان هم می بایست شبها همچون روز روشن می شد اما این دیوار آتشین با سرعت زیادی از ما دور می شود زیرا که عالم لحظه به لحظه انبساط می یابد.

سرعت دورشدن به قدری زیاد است که نور این پوسته دارای طول موج بلندتری می شود که ما آن را فقط به صورت تشعشعات و امواج رادیویی دریافت می کنیم. وجود این پرتوها را می توان با رادیو تلسکوپها به سادگی اثبات کرد این تشعشعات تکیه گاهی مهم برای اثبات فرضیه انفجار اولیه می باشد.

● سرانجام جهان

ستاره شناسان سه نظریه در مورد نحوه پایان جهان ارائه کرده اند:

۱) جهان برای همیشه در حال انبساط خواهد بود ؛

۲) هنگامی که جهان به اندازه معینی برسد انبساط آن متوقف شده ودر همان حال ثابت میماند؛

۳) جهان سرانجام از انبساط می ایستد و انقباض آن یعنی فروپاشی درونی آن شروع میشود ؛(این نظریه طرفداران بیشتری دارد)

● دلایلی در اثبات انفجار بزرگ

تشعشع مایکروویو زمینه کیهانی بهترین دلیل اثبات نظریه انفجار بزرگ می باشد. این تشعشع بسیار ضعیف بوده و طول مج بسیار ، بلندی دارد . این مشخصات، کشف ادوین هابل ستاره شناس آمریکایی که گفته بود جهان در حال انبساط است تایید میکند . این تشعشعات همچنین نظریه جرح گامف را نیز تایید میکند .

او پیش بینی کرده بود که با وجود آغازی برای جهان ، تشعشعاتی که به ما می رسند بایستی از دورترین نقاط آن که با سرعتی زیاد در حال دور شدن هستند. چنین تشعشعاتی به شدت مستعد قرمز گرایی «میزان گرایش نور اجسام دور شونده به سمت قسمت قرمز رنگ طیف الکترو مغناطیسی بوده » پس انتظار میرود که دارای طول موجهای بلند باشند .

با مطالعه کهکشانهای دور شواهد بیشتری در اثبات نظریه انفجار بزرگ بدست آمده است. بعضی از این کهکشانها ۱۳ میلیلارد سال نوری با ما فاصله دارند.حال ما این کهکشانها را به همان شکلی که ۲ میلیارد سال بعد از انفجار بزرگ بوده اند، مشاهده می کنیم .این واقعیت که آنها فشرده تر از کهکشانهای نزدیکتر به نظر می رسند نشان می دهد که حجم جهان زمانی کوچکتر و متراکمتر بوده و حال با گذشت زمان این حجم در حال افزایش است .دانشمندان با امید به کشف منشأ جهان ، تلاش می کنند تا شرایطی را که بلافاصله بعد از انفجار بزرگ وجود داشت، باز سازی کنند. برای اینکار ، آنها دو اشعه از ذرات بنیادی را در جهات متضاد ، حول دستگاهی بنام شتاب دهنده (دستگاهی برای آشکار ساختن ذرات) می فرستند؛ این دو اشعه وقتی به سرعت نور می رسند، به هم برخورد می کنند که از انرژی حاصل از این برخورد، ذرات جدیدی بوجود می آیند. این ذرات ردی از برخورد ، ذرات جدیدی بوجود می آیند . این ذرات ردی از خود در محفظه حباب (وسیله ای که در آن ذرات بنیادی از میان هیدروژن مایع عبور و باعث جوشیدن آن شده و ردی از حباب از خود بر جای می گذارند) باقی می گذارند و داشنمندان می توانند انها را ببینند. نتایج این آزمایش حقایق بسیاری راجع به آغاز جهان در اختیار ما می گذارد، زیرا انرژی آزاد شده از تصادم ذرات بنیادی شبیه به انرژی ذراتی است که در لحظات اولیه انفجار بزرگ حاصل شده است.(حامد احمدی)

انرژی تاریک

▪ مقدمه

حدود ۲۰۰ میلیارد کهکشان که هر کدام دارای تقریبا ۲۰۰ میلیارد ستاره است بوسیله تلسکوپها قابل تشخیص است. اما این تعداد فقط ۴ درصد از محل گیتی را تشکیل می دهد. حدود ۷۳ درصد از جهان از ماده دیگری ساخته شده است که انرژی تاریک نام دارد . هیچ کس نمی داند که ماهیت این ماده ناشناخته چیست، اما مقدار این نوع ماده از تمام اتمهای موجود در تمام ستارگان موجود در کل کهکشانهای قابل شناسایی گستره فضا بسیار بیشتر است.

به نظر می رسد این نیروی عجیب ، اجزای جهان را با سرعت فزاینده ای از یکدیگر دور می کند، در حالی که نیروی گرانش با این نیرو مقابله کرده و از سرعت این گسترش می کاهد. این اکتشافها بوسیله رصدخانه مداری که کاوشگر ناهمسانگرد ریز موج ویلکینسون نامیده میشود انجام گرفته است . این کاوشگر افت وخیزهای ناچیز موجود در پرتوهای ریز موج پس زمینه کیهانی را اندازه می گیرد که در اثر پژواکهای میرای انفجار بزرگ بوجود آمده است ..

● انبساط جهان

این یافته ها به مشاجرات فراوانی که در مورد جهان ، عمر جهان ، سرعت انبساط آن و ترکیب آن جریان داشت پایان داد. با استفاده از نتایج دو تحقیق ذکر شده ، اخترشناسان امروز بر این باورند که سن جهان ۱۳.۷ میلیارد سال با تقریب چند صدهزار سال است. بر اساس اطلاعات موجود ، جهان با سرعت شگفت آور ۷۱ کیلومتر در ثانیه در مگا پارسک در حال انبساط است. (پارسک یک واحد اخترشناسی است و تقریبا برابر ۳.۲۶ میلیون سال نوری است).

به نظر می رسد که چیزی در فضا نهفته است و همانند نوعی نیروی ضد گرانشی عمل می کند. این نیرو باعث می شود که بجای آنکه جهان متراکم شود و اجزای آن به یکدیگر نزدیک شود، انبساط می یابد. از حدود بیست سال پیش حدس می زنند که در جهان ماده تاریک وجود دارد، چرا که در آن زمان دریافتند که جهان به گونه ای عمل می کند که انگار بسیار سنگینتر از چیزی است که واقعا به نظر می رسد. دانشمندان برای توجیه پدیده مشاهده شده همه احتمالات ممکن را در نظر گرفتند از جمله وجود سیاهچاله ها ، کوتوله های قهوه ای و ذرات غیرقابل شناسایی که از نظر ماهیت با انواع معمولی اتمها تفاوت دارند. اما هیچ کدام از آنها نتوانست جرم بسیار زیاد مشاهده شده را توجیه کند.

● آغاز داستان انرژی تاریک

داستان انرژی تاریک از سال ۱۹۹۸ آغاز شد. در آن زمان دانشمندان دریافتند که بسیاری از کهکشانهای دور دست با سرعتی بسیار بیشتر از آنچه که محاسبات موجود پیش بینی کرده اند، از یکدیگر دور می شوند. تحقیقاتی که روی انواع ویژه ای از ابر نو اخترها انجام شد، بیانگر آن بود که محاسبات انجام شده اشتباهی نداشت، به عبارت دیگر محاسبات دقیقا نشان دهنده آن بود که سرعت انبساط جهان لحظه به لحظه در حال افزایش است و از سرعت این انبساط کاسته نمی شود.

به نظر می رسد کشف بعضی از انواع نیروهای غیرمنتظره غیرقابل شناسایی که باعث می شوند ساختار فضا بطور مرتب از یکدیگر فاصله گرفته و ازهم دور شوند، موءید مشاهدات هالدین دانشمند انگلیسی است که سالها پیش صورت گرفته است. وی می گوید: «جهان عجیبتر از چیزی است که فکر می کنیم، جهان حتی عجیبتر از چیزی است که بتوان فکرش را کرد.»

بنابراین دانشمندان یکبار دیگر توجه خود را معطوف همان پدیده ای کرده اند که برای اولین بار شاهدی بر انفجار بزرگ محسوب می شد، یعنی تابش پس زمینه ریز موج کیهانی. این تابشها اولین پرتوهای پس از تولد جهان محسوب می شوند. دانشمندان در صددند با انجام آزمایشهای متعددی در چند رشته مختلف از جمله آزمایشهای صورت گرفته در جنوبگان و استفاده از بالونهای در ارتفاعهای بسیار بالا تصویر دقیقتری از کیهان بدست آورند. به نظر می رسد جهان باید شامل چیز دیگری به غیر از این اتمهای معمولی باشد و به همین نام ماده تاریک برای آنان انتخاب شد. ماده تاریک بطور یکنواخت در تمام جهان پراکنده شده و در فضاهای خالی مخفی شده است. ماهیت ماده تاریک هنوز بصورت یک راز است.
  
 
وب سایت علوم پایه
ویرایش و تلخیص:آکاایران

گردآوری توسط بخش مقالات صنایع سایت آکاایران
تبلیغات