آکاایران: بیگ بنگ: کیهان شناسی مدرن از نظریه نسبیت عام اینشتین برخاسته است و پیش‎بینی انبساط کیهان از بزرگترین و عجیب ترین دستاوردهای این نظریه می باشد.

کیهان اینشتین |

نظریه نسبیت اینشتین

آکاایران: کیهان اینشتین |

>
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 جذاب ترین و بزرگترین دستاورهای فیزیک نیز می باشد. کیهان شناسی، علم مطالعه تاریخ کیهان بصورت یک کل، در هر دو بخش ساختار و تحولش است. کیهان شناسی مدرن با کشف نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین که بزرگترین دستاورد تاریخ  نبوغ بشریت می باشد آغاز شد. یکی از مهمترین پیش بینی های این نظریه در کیهان شناسی، انبساط عالم می باشد که توسط فریدمن در سال ۱۹۲۲ کشف شد. تایید تجربی این رویداد حیرت انگیز 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 فاقد 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 مجموعه ای از مدل هایی 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.

کیهان اینشتین |

کیهان شناسی مدرن

تکینگی بیگ بنگ

اگر انبساط کائنات را در جهت عکس دنبال کنید به حالتی خیره کننده و باورنکردنی از جهان می رسید. حالتی  نقطه ای-فاقد اندازه و بعد با چگالی بینهایت. در واقع این آغاز حیرت انگیز 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 رابطه ای را بین فاصله کهکشان های گوناگون و سرعت شعاعی شان را بدست آورد. او این موضوع را از روی جابجایی دوپلری در خطوط جذبی طیف کهکشان ها فهمید. مشخص شد که خطوط طیفی همه کهکشان ها انتقال به سرخ دارند، همه کهکشان ها در حال دور شدن از ما هستند. به بیان دقیق تر، آنها در حال دور شدن هستند. میزان انتقال به سرخ در خطوط جذبی، به فاصله کهکشان وابسته است. 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 پیش بینی 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.

کیهان اینشتین |

کیهان شناسی مدرن

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 نبوغ آمیز است!

در سال ۱۹۹۸ یکی از غیر منتظره ترین کشفیات تجربی تاریخ رخ داد. جهان نه تنها انبساط می یابد بلکه این رویداد شتابان نیز است! در واقع چیزی اعجاب انگیز جهان را رو به جلو حل میدهد، یک نیروی نوین 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 کهکشان های جهان را از هم دور می کرد، بله درست حدس زده اید، 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.

کیهان اینشتین |

نیروی پاد گرانش

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 پیشگویی هایی قبل از تجربیات را انجام دهد. نوابغ و فوق نوابغ بی همتایی 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 غول آسا 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 کیهان شناسی طبق این نظریه می باشد و به واقع، جهان با معادلات نظریه نسبیت اینشتین کار می کند. ما باید از اینکه گونه ای 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

.

منبع : bigbangpage.com

گردآوری توسط بخش مقالات فیزیک سایت آکاایران

Notice: Undefined index: mobile in /home/akairan/domains/akairan.com/public_html/elmi/includes/content.php on line 335
تبلیغات