جدید ترین عناوین خبری امروز
مجله علمی کیهان‌شناس

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

جهان ما از چه ساخته شده است؟

جهان ما از چه ساخته شده است؟

جهان ما از میلیاردها کهکشان و هزاران میلیارد ستاره تشکیل شده‌است و همچنین تعداد بی‌شماری سیاره، قمر، سیارک، دنباله‌دار و ابرهای گردوغبار در آن وجود دارد که همگی در این فضای وسیع کیهانی، در حال چرخشند.

اما با نگاهی دقیق‌تر به کیهان‌ می‌توانیم کوچک‌ترین واحدهای تشکیل‌دهنده‌ی این اجرام آسمانی و چگونگی به وجود آمدن آن‌ها را مورد بررسی قرار دهیم.

هیدروژن و پس از آن هلیوم رایج‌ترین عناصر تشکیل‌دهنده‌ی جهان ما هستند. این دو تقریبا در تمامی موادی که می‌شناسیم، وجود دارند. با این حال تنها ۵ درصد جهان ما از این عناصر تشکیل شده‌است. باقی جهان از مواد غیرقابل مشاهده‌ای تشکیل‌شده که تنها به‌صورت غیرمستقیم قابل آشکارسازی هستند.

هیدروژن، فراوان‌ترین عنصر جهان ما

جهان ما حدود ۱۳.۸ میلیارد سال پیش، با بیگ‌بنگ (نظریه‌ی انفجار بزرگ) و انبساط سریع و ناگهانی ماده‌ی بسیار چگال و داغی آغاز شد. طبق گزارش‌های ناسا، چند میلی‌ثانیه پس از بیگ‌بنگ، جهان تازه متولدشده‌ی ما، دمایی حدود ۱۰۰ میلیارد کلوین داشت. در این شرایط، جهان، جرم در حال انبساطی بود که از نوترون، پروتون، الکترون، فوتون و ذرات زیراتمی دیگر تشکیل شده‌بود.

نتا باکال (Neta Bahcall)، استاد ستاره‌شناسی دپارتمان علوم اخترفیزیک دانشگاه پرینستون نیوجرسی، اظهار داشت کوچک‌ترین بخش‌های مواد که از عناصر جدول تناوبی ساخته شده و تمام اجرام از سیاه‌چاله‌ها گرفته تا ستارگان پرجرم و حتی گردوغبارهای فضایی که در جهان وجود دارند؛ در اثر بیگ‌بنگ تولید شده‌اند.

باکال طی مصاحبه‌ای گفت: «ما حتی قوانین فیزیک حاکم بر چنین محیط چگال و داغی را نمی‌دانیم».

حدود ۱۰۰ ثانیه پس از انفجار بزرگ، دما به یک میلیارد درجه‌ی کلوین کاهش یافت. تقریبا ۳۸۰،۰۰۰ سال بعد، جهان به اندازه‌ای سرد شد که پروتون‌ها و نوترون‌ها توانستند از ترکیب با یکدیگر عناصر لیتیوم، هلیوم و دوتریوم (یکی از ایزوتوپ‌های هیدروژن) را بسازند و الکترون‌های آزاد نیز درون اتم‌های خنثی به دام افتادند.

آیا به کشف جهان تاریک نزدیکیم؟

همان‌طور که می‌دانید هیدروژن با داشتن یک نوترون و یک پروتون، سبک‌ترین عنصر جهان است. از آنجا که در آغاز جهان تعداد زیادی پروتون وجود داشت؛ هیدروژن تبدیل به فراوان‌ترین عنصر جهان شد و به این ترتیب ۹۵ درصد از کل اتم‌های جهان را دربرگرفت. طبق گزارشات ناسا، هلیوم نیز حدود ۵ درصد اتم‌های جهان را تشکیل می‌دهد. همچنین باقی عناصر که ۱ درصد کل عناصر جهان ما را دربرمی‌گیرند؛ نزدیک به ۲۰۰ میلیون سال پس از انفجار بزرگ، درون اولین ستارگان تولید شده‌اند.

ذرات مشاهده‌نشده کیهان

یکی دیگر از چیزهایی که همراه با بیگ‌بنگ به وجود آمده، ماده تاریک است. باکال گفت: «ما نمی‌توانیم بگوییم چه چیزی باعث ایجاد آن شده‌است؛ زیرا هنوز موفق به مشاهده‌ی آن نشده‌ایم.»

ماده تاریک را نمی‌توان به‌طور مستقیم مشاهده‌کرد؛ اما می‌شود از طریق نوسانات کوچک موجود در اولین نور منتشرشده از کیهان یا تابش پس‌زمینه‌ی ریزموج (CMB)، به وجود آن پی برد. اولین بار در سال ۱۹۳۰، دانشمندان وجود ماده‌ی تاریک را پیشنهاد کردند؛ بر اساس این نظریه، کشش پنهان ماده‌ تاریک چیزی است که خوشه‌های کهکشانی چرخان پرسرعت را در کنار هم نگه می‌دارد. چند دهه بعد در سال ۱۹۷۰، ورا رابین (Vera Rubin)، ستاره‌شناس امریکایی، با مشاهده‌ی سرعت بیش از حد چرخش برخی از ستارگان، شواهد غیرمستقیم دیگری از وجود ماده‌ی تاریک یافت.

همان‌طور که گفته‌شد؛ ماده‌ تاریک دیده نمی‌شود و قابل اندازه‌گیری نیست. با این حال اخترفیزیکدانان توانستند به کمک یافته‌های رابین و برخی محاسبات دریابند که ماده‌ تاریک بخش اعظمی از جهان را دربرگرفته‌است. تقریبا در ۲۰ سال گذشته دانشمندان چیزی بسیار عجیب‌تر از ماده‌ تاریک را کشف نمودند و آن چیزی نبود جز انرژی تاریک! دانشمندان بر این باورند که انرژی تاریک بسیار فراوان‌تر از ماده‌ی تاریک یا ماده‌ی عادی است.

پایان جهان چگونه است؟
جهان در حال تکامل
این عکس در سال ۲۰۱۴ توسط تلسکوپ فضایی هابل گرفته شده‌است. این تصویر جهان در حال تکامل یکی از واضح‌ترین عکس‌های هابل از اعماق فضاست. (اعتبار تصویر: NASA/ESA)

نیرویی بسیار قوی

انرژی تاریک زمانی کشف شد که دانشمندان در پی پاسخی برای این سوال بودند: آیا در جهان ما به اندازه‌ی کافی ماده‌ی تاریک وجود دارد که باعث انبساط جهان و یا برعکس فروپاشی جهان روی خودش بشود؟

هنگامی‌که گروهی از محققان در اواخر دهه‌ی ۱۹۹۰ این موضوع را مورد بررسی قرار دادند؛ دریافتند که نه‌تنها جهان در حال فروپاشی به روی خود نیست بلکه با سرعت بیشتری نسبت به فرضیات ما، در حال انبساط است. بنابراین یک نیروی ناشناخته تحت عنوان انرژی تاریک وجود دارد که به اجرام کیهانی نیرو وارد کرده و باعث انبساط جهان می‌گردد و اندازه حرکت آن را افزایش می‌دهد. آدام ریس (Adam Riess)، برایان اشمیت (Brian Schmidt) و سال پرلموتر (Saul Perlmutter) دانشمندانی بودند که این پژوهش را برعهده داشتند و در نهایت موفق به بردن جایزه‌ی نوبل فیزیک سال ۲۰۱۱ شدند.

به گفته‌ی باکال به شبیه‌سازی‌‌های مختلفی از این نیرو نیاز داریم تا شتاب انبساط جهان را توجیه کنیم. در واقع انرژی تاریک چیزی حدود ۷۰ تا ۷۵ درصد کیهان را در برگرفته‌ و ۲۰ تا ۲۵ درصد جهان ما از ماده تاریک و کمتر از ۵ درصد آن از ماده‌ی عادی تشکیل شده‌است. در واقع ماده‌ی عادی چیزهایی هستند که ما قادر به مشاهده‌ی آن هستیم.

ماریو لیویو (Mario Livio)، اخترفیزیکدان موسسه‌‌ی علوم تلسکوپ فضایی در دانشگاه جان هاپکینز بالتیمور مریلند در مصاحبه‌ای در سال ۲۰۱۸ گفت: «ما می‌دانیم انرژی تاریک سه چهارم جهان را دربرگرفته‌است؛ با این حال درک آن یکی از دشوارترین و بحث‌برانگیزترین چالش‌هایی است که دانشمندان با آن دست و پنجه نرم می‌کنند.»

جرم کهکشان راه شیری چقدر است؟

به گفته‌ی لیویو: «اگرچه انرژی تاریک در گذشته نقش مهمی را در تکامل جهان بازی نکرده‌است؛ اما در آینده نقش غالب را در تکامل جهان ما ایفا خواهدکرد و در نهایت سرنوشت کیهان، وابسته به ماهیت انرژی تاریک است.»


مترجم: عاطفه شریعتی مقدم/ ویراستار: علی کریمی/ تحریریه‌ی رسانه‌ی علمی کیهان‌شناس

منبع: Live Science

 دسته‌ها:
avatar
  Subscribe  
Notify of

رصد و اکتشافات فضایی

ماه‌گرفتگی چیست
ماه‌گرفتگی چیست و ماه‌گرفتگی بعدی چه زمانی اتفاق می‌افتد؟
43
کشف ماده ژله‌ای در ماه
کشف ماده ژله‌ای توسط کاوشگر چینی در قسمت پنهان ماه
140
گذر کاوشگر خورشیدی پارکر
سومین گذر کاوشگر خورشیدی پارکر از نزدیکی خورشید
83
بارش شهابی برساووشی
چرا بارش شهابی برساووشی سالی یک‌بار اتفاق می‌افتد؟
56
سیاره پرجرم
دومین سیاره پرجرم در مدار ستاره‌ی همسایه‌مان پیدا شد
77