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

به نام خدا
کرمچاله/کاووس بدیدار
زمین چیست و کجای عالم است؟عالم هستی چیست؟هرگاه که به آسمان نگاه میکردم و انبوه ستارگان بالای سرم را میدیدم"این سوالات و اینکه آیا آسمانی که ما قادر به دیدنش هستیم تمام آن چیزی است که باید ببینیم؟آیا آنجا که دیگر عالم قابل مشاهده تمام میشود آسمان و فضا هم تمام می شود؟آیا مرز مکانی فضا آنجاست و یا خیر فضا بی حد و مرز میباشد؟تمام این سوالات و بیشتر از اینها تمام دوران زندگی من را تحت تاثیر خود قرار داد و من سالیان سال به دنبال جواب آنها بودم و بلاخره توانستم گوشه ایی از این خلقت شگفت انگیز را درک نمایم که ما حصل این جستجو و تجربه بکر را طی یک مقاله کوتاه برایتان بازگو مینمایم با شد که شما هم در این تجربه شگفت انگیز با من همراه شده و از آن لذت ببرید و این نکته را که بارها در این مسیر با آن برخورد نمودم را نیز برایتان می گویم : تنها زمانی که به سادگی عالم هستی پی بردید آنگاه میفهمید که عالم چقدر شگفت انگیز و عجیب و غریب میباشد لطفا با من همراه شوید....

نزدیک به 14 میلیارد سال قبل در نقطه ایی از مکان که هنوز به مکانی تبدیل نشده بود و در زمانی که هنوز زمانی نشده بود انفجاری عجیب و شگفت انگیز و به دلیلی که هنوز(شاید فروریختن 1گرم تم درون جرم خود)بر ما معلوم نیست" روی داد"تا در زمانی که شروعش برای ما از 34 میلیارد"میلیارد"میلیارد"میلیاردم صدم ثانیه -34بود فضا و زمان به وجود آمد"وبلافاصله و در زمانی معادل 32میلیارد"میلیارد"میلیارد"میلیاردم صدم ثانیه-32 فضا و زمان وارد یک فازکوتاه از یک تورم و انبساط بزرگ گردید و به اندازه 100000 کیلومتر گسترش یافت"در این مرحله که دما بسیار زیاد میبود(10به توان 17کلوین درجه)و در این محیط بلاسمایی گرم که مانند سوب جوشانی بود 4 نیروی بزرگ و 4چوب عالم هستی بوجود آمدند و با هم یکی گشته اند به این مرحله از آفرینش مرحله یگانگی بزرگ میگویند و این 4 نیرو را به ترتیب 1-نیروی بزرگ وقوی هسته ای(که ما نمونه آنرا در فعل و انفعالات درون خورشید شاهدش هستیم)2-نیروی ضعیف هسته ایی (مثلا"پتاسیم موجود درموز از آن شکل گرفته) 3-نیروی الکترومغناطیس و نیروی گرانش نام نهاده اند در 1ثانیه از انفجار بزرگ که ما آنرا از اینجا به بعد مهبانگ مینماییم"فضا به اندازه سرعت سفر نور در خلا یعنی 300000 کیلومتر گسترش یافت"دمای محیط در این لحظه 100 ترلیون یا 10 به توان 13 درجه کلوین بود و هنوز تا سرد شدن و ایجاد عناصرراه درازی در مقابل است این مرحله زمانی است که ذرات هادرونی یا ذرات کوانتومی زیر اتمی و ذرات تشکیل دهنده اتمها یعنی کوارکها پوزیترونها"نوتریونها و انواع ذرات زیراتمی بوجود آمدند"تا اینجا ما به شروع عالم"نظریه یگانگی بزرگ و تشکیل ذرات هادرونی(بنیادی)که به مدل استاندارد معروف میبا شد نظری افکنده اییم"لطفا در قسمت بعدی این مقاله نیز با ما همراه باشید"
(درکیهان شناسی فیزیکی اولین دوره زمانی در تاریخ جهان را از زمان صفر تا منهای 34صدم ثانیه را زمان پلانک مینامند/نویسنده/)

بعد از 1ثانیه اول و بوجود آمدن 4نیروی اساسی آفرینش و بوجود آمدن ذرات هادرونی و بنیادین در ثانیه های بعدی وخیلی جلوتر یعنی 100000سال بعد از مهبانگ دما به اندازه 10 به توان 10 درجه سانتیگراد کمتر گشت یعنی تقریبا"1000برابر درجه حرارت مرکز خورشید خودمان در این هنگام جهان به طور عمده ذراتی همچون فوتون"الکترون"نوترینو"وپادذره های آنها بعلاوه مقداری پروتون و نوترون در بر داشت در این درجه حرارت پروتونها و نوترونها دیگر انرژی کافی برای گریز از کشش نیروی قوی هسته ایی را ندارند و شروع به پیوستن به یکدیگرو تولید هسته های اتم دو تریوم (هیدروژن سنگین) میکنند (اما قبل از این مرحله ذرات زیر اتمی باید از یک میدان نامریی بنام میدان هیگزعبورکرده باشند که ذرات با برخورد به این میدان دارای جرم شده اند) که حاوی یک پروتون و یک نوترون میباشد"هسته های دوتریوم سپس با پروتون و نوترونهای بیشتری درهم میامیزند وهسته های اتم هلیوم را بوجود می آورند که حاوی 2پروتون و 2 نوترون است در مهبانگ حدود یک چهارم پروتونها و نوترونها تبدیل به هسته هلیوم شدند و مقدار کمی هم هیدروژن سنگین و دیگر عناصر بوجود آمدند و نوترونهای باقی مانده به پرتون تبدیل شدند که همان هسته اتمهای هیدرروژن معمولی است تقریبا" این تصویری است از آغاز ف
تقریبا"380 میلیون سال پس از مهبانگ و زمانی که دما به اندازه کافی سرد گشته بود عاقبت نیروی الکترومغناطیس توانست از بند دو نیروی دیگر یعنی نیروی قوی هسته ایی و نیروی ضعیف هسته ایی خودرا برهاند و ذرات فوتون به صورت تابش الکترو مغناطیس در طیف نور مرئی در خلاء به پرواز در بیاید و سپس جهانی را که ما میشناسیم مرئی و قابل مشاهده گشت(این قسمت از فعالیت عالم مورد علاقه من است زمانی که عالم مرئی شد/نویسنده/)
گسترش عالم

در اینکه آیا خوشه های کهکشانی اول بوجود آمدند ویا اول ستارگان بوجود آمدند در جامعه علمی هنوز به اجماع کلی نرسیده اند و برای این منظور هنوز باید منتظر مشاهدات و نظریه ها و آزمایشات بیشتری باشیم اما برای چگونگی گسترش عالم هستی 3 نظریه مطرح گشته که پس از مشاهدات و آزمایشات فراوان 2 نظریه مردود اعلام گشت و یک نظریه مورد قبول همگان قرار گرفت که در ادامه به تشریح ان 3 تئوری میپردازیم
1-عالم بسته
در این حالت ماده و انرژی فشرده میشوند وعالم به سوی گرمای بی حد اندازه پیش میرود و در آخر از فشردگی ماده انفجاری بزرگ شبیه به مهبانگ اتفاق می افتد
عالم بسته را به صورت یک باد کنک پراز باد در نظر بگیرید (شکل زیر)

در این حالت اگر یک مثلث متساوی الاضلاع را درون این بادکنک قرار دهیم زاویه اضلاع این مثلث بیشتر از 180 درجه میشود علم فیزیک این حالت از گسترش عالم مردود اعلام نموده است و با مشاهدات ما از عالم هستی نیز همخوانی ندارد.
2-عالم باز یا همان زین اسبی
در این حالت عالم به شکل سهمی یا زین اسبی (شکل زیر)گسترده میگردد

در این حالت جهان و عالم با سرعت نور شروع به گسترش مینماید وبسوی انبساط پیش میرود و ستاره ها و کهکشانها از هم دور میشوند در نتیجه عالم به سوی سرد شدن و منجمد شدن پیش می رود ودر آخر عالم خاموش میگردد در این حالت اضلاع مثلث مان کمتر از 180 درجه میشود پس این حالت از عالم نیز نزد فیزیکدانان مردود گشته است
3-عالم مسطح (هندسه اقلیدسی)
عالم در این حالت به صورت مسطح گسترده می گردد(شکل زیر)

طبق مشاهدات با تلسکوپ هابل از هر نقطه که به عالم نگاه می افکنیم آنرا به صورت تخت و مسطح میابیم در این حالت تمام اضلاع مثلث متساوی الاضلاع 180 درجه میباشد باز هم در این حالت کهکشانها و ستارگان از هم دور میشوند وعالم رو به سوی سرد شدن میگذارد
این بود چکیده ایی از توصیف جهان هستی از آغاز مهبانگ تا به زمان حال امید وارم که مقبولتان افتاده باشد
کاووس پدیدار