وبگاه نجوم کرمچاله

کرمچاله/کاووس پدیدار

عالم با دماي بسيار زياد آغاز شده است ، كه سرد شدن آن بر اثر انبساط، حتي تا زمان حاضر هم ادامه يافته است. اين فكر به صورت رويدادها و دورانهاي بسيار اوليه ، به دنبال مهبانگ، در ارتباط با منحني سرمايش نشان داده شده است . در كنار آن  برآورد هاي زمان وقوعشان آمده است(شکل 1)

....در آغاز.....

واپسين تكه‌ از شواهدي كه نويد دهنده نظريه مهبانگ‌اند، عبارت است از اين دليل كه حدود 25 درصد جرم عالم به صورت عنصرهلیوم میباشد. هرچند كه اكثر عناصر، مانند كربن و آهن، را حاصل هيدروژن مي‌دانند كه بر اثر واكنش هسته‌اي در داخل ستارگان به وجود مي‌آيند، اما طول عمر عالم كافي نبوده است تا ستارگان فرصت داشته باشند چنين مقدار زيادي هلیوم را بسازند.
موجه‌ترين توضيح براي اين موضوع عجيب و غريب اين است كه در زماني در گذشته تمامي عالم از يك مرحله چگال داغ عبور كرده كه طي آن بر اثر واكنشهاي هسته‌اي قسمت اعظم هلیوم از هيدروژن ساخته شده. محاسبات نشان مي‌دهند كه دراين مرحله (يا فاز)- يعني مهبانگ داغ- تقريباً 25 درصد جرم عالم، به طوري كه مشاهده شده، به هلیوم تبديل شده است.
گيورگي (ژرژ) گاموف، فيزيكدان امريكاي روس تبار، نخستين كسي بود كه پي برد اين مهبانگ يك مهبانگ داغ بوده است. علت داغ بودن مهبانگ همان است كه هواي داخل تلمبه دوچرخه در هنگام متراكم شدن، گرم مي‌شود. در سالهاي 1940، گاموف با بهره‌گيري از فيزيك هسته‌اي، يعني فيزيك ماده در دماي ميلياردها و ميليونها درجه، به خاطر فهم آنچه كه در چند دقيقه اول پيدايش عالم در آن پيش آمده، دقيقاً همين‌كار را انجام داد. گاموف به فيزيكدانان نشان داده است كه چگونه به لحظه‌هاي اوليه مهبانگ «بنگرند». فيزيكدانان امروزي، به پيروي از وي، دانش خود را درباره ماده در دماي تريلونها درجه و حتي بيشتر به كار مي‌بندند، كه از آزمايشهايشان در شتابگرهاي غول‌پيكر ذرات استنتاج كرده‌اند. اما، در حاليكه گاموف در چند و چون1 دقيقه پس از مهبانگ كندوكاو كرد، آنان شرايط نخستين هزارم هاي يك ثانيه اول و پيش از آن را با اطمينان پيش‌بيني مي‌كنند. ميراث گاموف اين است: ما اكنون پي‌مي‌بريم كه پاسخ اين پرسش‌هايي كه منشأ عالم كجاست، فقط به كمك فيزيك ذرات انرژي بالا داده مي‌شود. فيزيكدانان ذرات اذعان مي‌كنند كه رويداد مهبانگ پر انرژي‌ترين واكنشي بوده كه بوقوع پيوسته است. در واقع زمان با مهبانگ آغاز شده است.
عالم اوليه پاتيل جوشاني مملو از تابش الكترومغناطيسي، به شكل بسته‌هاي كوچك انرژي به نام فوتون، و ذرات ميكروسكوپي ماده بود. با افت دما، چون انرژي موجود براي ساختن ذرات از فوتون رو به كاهش نهاد، مخلوط ذراتي كه بر عالم تسلط داشت، دستخوش تغييري بي‌وقفه شد... اما در زماني كه يك هزارم ثانيه از عمر عالم مي‌گذشت و دما به حدود 1000 ميليارد درجه افت كرده‌بود، عالم پر از ذرات عجيب و غريبي بود كه امروزه مي‌توان به طور زودگذري آنها را در شتابگرهاي ذرات توليد كرد. كواركها، اجزاي تشكيل دهندة ذرات آشناي نوترون و پروتون از آن جمله‌اند
بعد از آن كه حدود يك هزارم ثانيه از عمر عالم گذشت ذرات آشنا: فوتونها، الكترونها، پوزيترونها و نوترينوها بر آن مسلط شدند. كواركها به صورت سه تايي كنار هم قرار گرفتند تا نوترونها و پروتونها ساخته شوند.
رويداد مهم بعدي در تاريخ عالم وقتي اتفاق افتاد كه عالم حدود 100 ثانيه عمر داشت و دماي آن فقط به يك ميليارد درجه افت كرده بود. پروتونها و نوترونها اكنون چندان آهسته حركت مي‌كردند كه مدتي طولاني در مجاورت يكديگر توقف كنند تا چسب هسته آنها محكم شود. همين نيروست كه پروتونها و نوترونها را در هسته اتم به يكديگر مي‌چسباند. بدينسان دوران «سنتز هسته‌اي» آغاز شد، در اين دوره هسته‌هاي اتمي سبك تشكيل شدند. اين هسته‌ها شامل هليم، دومين اتم سبك موجود در طبيعت، با دو پروتون و دو نوترون، همراه با ساير عناصر سبكي چون ليتيم بودند...
رويداد مهم بعدي در حيات اوليه عالم عبارت بود از تشكيل اتمها در حدود سيصد هزار سال پس از مهبانگ، وقتي عالم تا 3000 درجه افت كرده بود، سرانجام به اندازه كافي سرد شده بود كه اتمها بتوانند تشكيل شوند...
و اما دوران واپسين پراكندگي، اهميتش در اين است كه لحظه‌اي را مشخص كرده است كه ماده و تابش مسيرهاي جداگانه‌اي پيمودند. تا آن زمان، فوتونها ذرات ماده را به همان سرعتي از هم جدا مي‌كردند كه اين ذرات مي‌توانستند به هم نزديك شوند. فقط وقتي ماده سرانجام از قيد استبداد تابش رها شد، تحت گرانش شروع به توده شدن كرد و كهكشانها را شكل داد...
ملاحظه فرموديد كه مواد تشكيل دهندة تمام كائنات اعم از زمين و ماه و خورشيد و منظومه شمسي و كهكشان راه شيري و ميلياردها كهكشان و ستاره و سياره و قمر ديگر در آغاز آفرينش همه بهم فشرده بودند. بطوريكه در 43-^10 ثانيه بعد از انفجار بزرگ تمام كائنات در گلوله كوچكي جاي داشته كه تجسم آن در ذهن آدمي مشكل است قطر اين گلوله 33-^10 سانتي‌متر بوده، يعني ميلياردها ميلياردها ميلياردها بار كوچكتر از هسته يك اتم. وزن مخصوص و درجه حرارت اين گلوله غير قابل تصور است. به طور مثال حرارت آن 32^10 درجه بوده يعني عدد يك و از دنبال آن سي و دو صفر! و اما اينكه چه چيزي قبل از اين لحظه آفرينش رخ داده است.
به نظر مي‌رسد كه علم قادر به توصيف يا حتي تصور چيزي منطقي، در عميق‌ترين مفهوم كلمه، در لحظه ابتدايي نيست، هنگامي كه هنوز زمان در صفر مطلق بوده و هنوز هيچ‌چيزي رخ نداده بوده است. در واقع فيزيكدانان تا همين لحظه 43-^10 ثانيه پيش مي‌روند، نه فراتر از آن و به «ديوار پلانگ» معروف برخورد مي‌كنند كه از پشت آن خبر ندارند.

کاووس پدیدار/کرمچاله

کانال تلگرام HTTP://T.ME/UONIVERSE