جدید ترین عناوین خبری امروز
کیهان‌شناس

توجه: کلمه عبور به آدرس ایمیل شما ارسال خواهد شد.

از انفجار بزرگ تا اکنون در ۱۰ مرحله

از انفجار بزرگ تا اکنون در ۱۰ مرحله

نظریه‌ انفجار بزرگ تاکنون بهترین و تأییدشده‌ترین نظریه درباره مبدأ و سیر تکاملی جهان است. این نظریه بیان می‌دارد که در ابتدا، یعنی ۱۳.۷ میلیارد سال قبل، جهان به طور باورنکردنی داغ و متراکم بود. پس چگونه امکان داشته است که جهان از یک شکاف چند میلیمتری به جهان امروزه تبدیل شود؟
با کیهان‌شناس همراه باشید تا در ۱۰ مرحله بیگ‌بنگ تا حالا را بررسی کنیم.

مرحله ۱: همه‌چیز چگونه آغاز شد؟

اعتبار تصویر: NASA/WMAP
اعتبار تصویر: NASA/WMAP

انفجار بزرگ آن چنان که نام آن بیان می‌کند، انفجاری در فضا نبوده است. بلکه بیگ‌بنگ به نوعی ابراز وجود فضا در تمام جهان بوده است. مطابق نظریه‌ی انفجار بزرگ، جهان از نقطه‌ای بسیار داغ، متراکم و تنها در فضا به وجود آمده است.

کیهان‌شناسان درمورد اتفاقات قبل از این لحظه‌ نامطمئن هستند، اما همواره با مأموریت‌های فضایی پیچیده و ماهرانه، تلسکوپ‌های زمینی و محاسبات پیچیده در تلاش بوده‌اند تا تصویر واضح‌تری از جهان اولیه و ماهیت آن ارائه کنند. راه‌گشای این پرسش‌ها، تابش پس‌زمینه کیهانی، شامل پس‌تاب نور و تشعشعات باقیمانده از انفجار بزرگ، بود. تاثیرات انفجار بزرگ به داخل جهان راه یافت و توسط ردیاب‌های ریزموجی قابل رؤیت شد تا به دانشمندان این امکان را دهد که سرنخ‌های به دست آمده از جهان اولیه را در کنار هم قرار دهند.

در سال ۲۰۰۱، ناسا کاوشگر ریزموج و ناهمسانگرد ویلکینسون (WMAP) را برای مطالعه‌ی شرایط موجود در جهان اولیه، با اندازه‌گیری تشعشعات پس‌زمینه‌ی ریزموج‌های کیهانی، به مأموریت فرستاد. WMAP در میان تمام اکتشافات دیگر، سن جهان را در حدود ۱۳.۷ میلیارد سال تخمین زد.

مرحله ۲: اولین جهش رشدی جهان

اعتبار تصویر: NASA, ESA, and S. Beckwith (STScI) and the HUDF Team
اعتبار تصویر: NASA, ESA, and S. Beckwith (STScI) and the HUDF Team

زمانی که جهان بسیار جوان بود (چیزی در حدود یک صدمِ یک میلیاردمِ یک تریلیونمِ ثانیه) دستخوش یک جهش ناباورانه در رشدش شد. در طی این انفجار انبساطی، که با عنوان تورم کیهانی شناخته می‌شود، جهان به صورت صعودی رشد کرد و حداقل ۹۰ برابر بزرگ‌تر شد.

تورم کیهانی چگونه اتفاق افتاد؟
مشاهده

دیوید اسپرگل، متخصص نظری فیزیک نجومی در دانشگاه پرینستون، گفت: «جهان در حال انبساط و توسعه بود و در همین حال خنک‌تر و کم‌تراکم‌تر می‌شد.» بعد از تورم نیز گسترش جهان با سرعت کمتری ادامه داشت و با سردتر شدن محیط، مواد مختلف تشکیل شدند.

مرحله ۳: بسیار گرم برای تابش

اعتبار تصویر: NASA/WMAP
اعتبار تصویر: NASA/WMAP

در ۳ دقیقه‌ی اول شکل‌گیری جهان، مواد شیمیایی سبک به وجود آمدند. همانطور که جهان بسط پیدا می کرد، دما کم می‌شد و پروتون و نوترون برای ساخت دوتریوم،، که ایزوتوپ هیدروژن است، به یکدیگر برخورد می‌کردند. مقدار زیادی از دوتریوم برای ساخت هلیوم با هم ترکیب می‌شود.
در ۳۸۰۰۰۰ هزار سال اولیه پس از انفجار بزرگ، گرمای شدید حاصل از پیدایش جهان، حرارت بسیاری ایجاد کرد و باعث تابش نور شد. اتم‌ها پس از تجزیه شدن، با نیروی کافی در هم شکستند و به پلاسمای کدر و متراکم پروتون‌ها، نوترون‌ها و الکترون‌ها تبدیل شدند که موجب پراکندگی نور همانند مه می‌شد.

مرحله ۴: بگذار آن‌جا روشن باشد

اعتبار تصویر و حق چاپ:ESA/ LFI & HFI Consortia
اعتبار تصویر و حق چاپ:ESA/ LFI & HFI Consortia

حدود ۳۸۰۰۰۰ سال پس از انفجار بزرگ، ماده به اندازه‌ی کافی خنک شد تا الکترون‌ها بتوانند با هسته ترکیب شوند و اتم‌های خنثی تشکیل دهند. این مرحله با نام ترکیب مجدد شناخته می‌شود. جذب این الکترون‌های آزاد باعث شفافیت جهان شده بود. نوری که در این زمان رها شده بود، امروزه به شکل تشعشعات به دست آمده از پس‌زمینه‌ی ریزموج‌های کیهانی قابل شناسایی است. با این حال، دوران ترکیب مجدد یک دوره‌ی تاریکی پیش از پیدایش ستارگان و دیگر اشیاء نورانی را به دنبال داشت.

مرحله ۵: رهایی از سال‌های تاریک کیهانی

اعتبار تصویر: ESA XMM-Newton/EPIC, LBT/LBC, AIP (J. Kohnert)
اعتبار تصویر: ESA XMM-Newton/EPIC, LBT/LBC, AIP (J. Kohnert)

تقریبا ۴۰۰ میلیون سال پس از انفجار بزرگ، جهان شروع به خارج شدن از سال‌های تاریک کرد. این دوره از تکامل جهان را عصر یونش مجدد می‌نامند. تصور می‌شد که این مرحله‌ی پویا نیم میلیارد سال به طول انجامیده است، اما بر اساس مشاهدات جدید، دانشمندان بر این تصورند که یونش مجدد احتمالا سریع‌تر به وقوع پیوسته است.
توده‌ی گازها آن قدر فشرده شدند که اولین ستاره‌ها و کهکشان‌ها را به وجود آوردند. تشعشعات فرابنفش آزاد شده در این دوره نیز هیدروژن خنثی و احاطه کننده را زدود و از بین برد. فرایند یونش مجدد، علاوه بر پاک کردن گاز مه‌مانند هیدروژن، برای اولین‌بار موجب شفافیت جهان در برابر نور فرابنفش شده است.

مرحله ۶: ستارگان و کهکشان‌های بیشتر

اعتبار تصویر: ESA, Hubble, NASA
اعتبار تصویر: ESA, Hubble, NASA

ستاره‌شناسان در تلاش برای یافتن دورافتاده‌ترین و قدیمی‌ترین کهکشان‌ها به جستجو می‌پردازند تا ویژگی‌های جهان اولیه را دریابند. ستاره‌شناسان با مطالعه‌ی پس‌زمینه‌ی ریزموج‌های کیهانی می‌توانند روی گذشته فعالیت کنند و وقایعی را که قبلا اتفاق افتاده است را کنار هم قرار دهند. شواهد به دست آمده از مأموریت‌های قدیمی‌تر مانند WMAP و کاوشگر پس‌زمینه‌ی کیهانی (COBE) پرتاب شده در سال ۱۹۸۹ و مأموریت‌هایی که همچنان در حال اجرا هستند، مانند تلسکوپ فضایی هابل پرتاب شده در سال ۱۹۹۰، همگی به دانشمندانی که در تلاش برای حل ماندگارترین اسرار و پاسخ به بحث‌برانگیزترین سوالات کیهان‌شناسی هستند یاری می‌رسانند.

مرحله ۷: تولد منظومه شمسی ما

اعتبار تصویر: NASA
اعتبار تصویر: NASA

تخمین زده شده است که منظومه شمسی ما کمی پس از ۹ میلیارد سال پس از انفجار بزرگ متولد شده است که یعنی حدودا ۴.۶ میلیارد سال سن دارد. بر طبق تخمین‌های کنونی، خورشید یکی از بیش از صدها ستاره‌ای است که در کهکشان راه شیری تنهاست و تقریبا ۲۵۰۰۰ سال نوری نسبت به هسته‌ی کهکشانی گردش می‌کند.
دانشمندان بر این باورند که خورشید و منظومه شمسی ما از یک ابر گازی غباری عظیم و دوار به نام سحابی خورشیدی شکل گرفته‌اند.همانطور که جاذبه موجب سقوط سحابی شد، چرخش آن سریع‌تر و به یک صفحه مسطح تبدیل شد. در طول این مرحله، بیشتر مواد به سمت مرکز برای تشکیل خورشید کشیده شدند.

مرحله ۸: چیزهای نامرئی در جهان

اعتبار تصویر: NASA/CXC/CfA/M.Markevitch et al
اعتبار تصویر: NASA/CXC/CfA/M.Markevitch et al

در دهه‌های ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰، ستاره‌شناسان به این باور رسیدند که جهان از چیزی که قابل رؤیت است جرم بیشتری دارد. ورا رابین، ستاره‌شناس مؤسسه‌ی کارنگی واقع در واشنگتن، سرعت ستارگان در موقعیت‌های گوناگون کهکشان را مشاهده کرد.
فیزیک نیوتن بر این دلالت دارد که ستاره‌های حاشیه‌ی کهکشان گردش کندتری نسبت به ستاره‌های مرکزی دارند، اما رابین تفاوت سرعتی در ستاره‌های دورتر پیدا نکرد. در حقیقت، او متوجه شد همه‌ی ستارگانِ کهکشان با سرعتی تقریبا یکسان با مرکز گردش می‌کنند.

برترین رویدادهای نجومی و کیهان‌شناسی سال ۱۳۹۷
مشاهده

این حجم اسرارآمیز و نامرئی به عنوان ماده تاریک شناخته می‌شود. این پدیده ماده تاریک نامیده می‌شود چرا که روی مواد قابل مشاهده کشش جاذبه‌ای اعمال می‌کند. یک فرضیه بیان می‌کند که ممکن است چیزهای اسرارآمیز به وسیله‌ی ذرات بیگانه‌ای تشکیل شده باشند که با نور و ماده‌ی عادی در فعل و انفعال داخلی نیستند و به همین دلیل است که به سختی قابل شناسایی‌اند.

تصور می‌شود که ماده تاریک ۲۳ درصد از جهان را تشکیل داده است. در مقایسه با ماده‌ی عادی، شامل ستارگان، سیارات و انسان‌ها، که تنها ۴ درصد از جهان را به خود اختصاص داده است.

مرحله ۹: جهان در حال شتاب و گسترش

اعتبار تصویر: NASA, ESA, D. Coe
اعتبار تصویر: NASA, ESA, D. Coe

در دهه‌ی ۱۹۲۰، ادوین هابل یک اکتشاف انقلابی در مورد جهان ارائه داد. هابل با استفاده از تلسکوپ تازه ساخته شده‌ی رصدخانه‌ی مونت ویلسون، واقع در لس‌آنجلس، مشاهده کرد که جهان ساکن نیست بلکه در حال گسترش است.

چندین دهه پس از آن، در سال ۱۹۹۸، تلسکوپ فضایی کاربردی به نام ستاره‌شناس مشهور تلسکوپ فضایی هابل نامیده شد که ابرنواختران بسیار دور را مطالعه کرد و از زمان‌های دور به این پی برده بود که توسعه‌ی جهان نسبت به امروزه کندتر بوده است. این کشف شگفت‌آور بود چون یک باور دیرینه وجود داشت که جاذبه‌ی مواد موجود در جهان گسترش آن را کند می‌کند و حتی می‌تواند موجب انقباض آن شود.

سیاه‌چاله‌های سنگین جهان اولیه، با رشد سریع هاله‌های ماده تاریک، متولد شدند
مشاهده

تصور می‌شد که انرژی تاریک نیرویی عجیب است که با سرعتی همواره رو به افزایش موجب از هم گسستگی کیهان می‌شود، اما این پدیده همچنان ناشناخته و در هاله‌ای از ابهام مانده است. موجودیت این انرژی گریزان، که فرض می‌شود ۷۳ درصد از جهان را تشکیل داده است، یکی از داغ‌ترین و بحث‌برانگیزترین بحث‌های کیهان‌شناسی می‌باشد.

مرحله ۱۰: همچنان باید بیشتر بدانیم

اعتبار تصویر: NASA
اعتبار تصویر: NASA

با اینکه اکتشافات بسیاری درباره‌ی پیدایش و سیر تکاملی جهان انجام شده است، سوالات دیرپایی بدون پاسخ باقی مانده‌اند. ماده و انرژی تاریک به عنوان دو معما باقیبامانده‌اند، اما کیهان‌شناسان همچنان به کاوش در جهان به امید یافتن درک بهتری از چگونگی آغاز آن ادامه می‌دهند.

منبع: space

دسته ها:
ورود به سایت دیدگاه ها 0
avatar
  Subscribe  
Notify of

رصد و اکتشافات فضایی

شایعه‌ی ساختگی بودن سفر به ماه
شایعه‌ی ساختگی بودن سفر به ماه
56
تلسکوپ TESS اولین جهان بیگانه هم‌اندازه با زمین را شناسایی کرد
30
عبور 6 سیارک از نزدیکی زمین در مدت 2 سال
عبور ۶ سیارک از نزدیکی زمین در سال ۲۰۲۷
34
ستاره‌شناسان اجسامی با ابعاد کیلومتری در کمربند کویپر کشف کردند
ستاره‌شناسان اجسامی با ابعاد کیلومتری در کمربند کویپر کشف کردند
39
حلقه‌های زحل ۱۰ تا ۱۰۰ میلیون ساله هستند، بسیار جوان‌تر از خود سیاره
34

ذرات بنیادی

فیزیکدانان با به دام انداختن ۱۰ جفت فوتون، رکورد جدیدی را ثبت کردند
فیزیکدانان با به دام انداختن ۱۰ جفت فوتون، رکورد جدیدی را ثبت کردند
51
نگاهی به آزمایشات فیزیک پیرامون یافتن ذره‌ی روح
نگاهی به آزمایشات فیزیک پیرامون یافتن ذره‌ی روح
63
هر زمانی که شما چیزی را می‌بینید، لمس می‌کنید و یا می‌بویید، در حال تجربه‌ی جهان کوانتومی هستید
هر زمانی که شما چیزی را می‌بینید، لمس می‌کنید و یا می‌بویید، در حال تجربه‌ی جهان کوانتومی هستید
69
قوی‌ترین انفجارها در جهان، حتی ناشاخته‌تر از چیزی است که تصور می‌کردیم
قوی‌ترین انفجارها در جهان، حتی ناشاخته‌تر از چیزی است که تصور می‌کردیم
67
دقیق‌ترین تصویر ثبت شده از مرکز تولید نوترینو درون خورشید
دقیق‌ترین تصویر ثبت شده از مرکز تولید نوترینو درون خورشید
213