- شناسه کاربر
- 154
- تاریخ ثبتنام
- 2020-11-14
- آخرین بازدید
- موضوعات
- 726
- نوشتهها
- 1,404
- راهحلها
- 18
- پسندها
- 4,364
- امتیازها
- 407
- سن
- 19
- محل سکونت
- دنیای موسیقی:)
مِهبانگ یا انفجار بزرگ
مِهبانگ یا انفجار بزرگ به انگلیسی: (Big Bang) یک نظریه علمی است، و لحظه آغازین هستی را گویند که کل هستی (شامل زمان و هر سه بعد) از آن هنگام، بر طبق این نظریه، شروع شدهاست.بر طبق این نظریه، جهان فعلی ما از ذره بسیار کوچک تر از کوچکترین ذرات بنیادی بوجود آمد. البته علم فیزیک در آن لحظه وجود نداشت، و به این حالت تکینگی گویند. در واقع بر طبق این نظریه، از این تکینگی جهان منفجر شد و از این ذره همه ذرات بنیادی به وجود آمدند و شروع کردند از مرکز آن دور شدن، که میلیاردها کهکشان و از جمله کهکشان راه شیری به وجود آمدند.
این انفجار باعث انبساط جهان به صورت بادکنکی میشود. البته نیروی دیگری که در این انبساط و کند شدن سرعت انبساط ان تأثیر دارد نیروی جاذبهاست و خمیدگیهای فضا زمان نسبیتی و در این صورت سه حالت متصور است
1. انبساط دائم
2.رسیدن به یک حالت ثابت و پایدار
3.انقباض بعد از انبساط
پژوهشهای انجام شده در سالهای پیش نشان میدهد که جهان افزون بر آنکه در حال بزرگ شدن است، این انبساط دارای شتاب نیز میباشد. یعنی همچنان که کهکشانها در حال دور شدن از یکدیگر هستند، افزون بر تندی (سرعت(دارای شتاب نیز میباشد.
هنگامی که بحث انبساط جهان مطرح شد، برای توجیه آن باید یک نظریه منطقی و نو ارائه میشد تا بتواند بزرگ شدن جهان را توجیه کند.
این نظریه باید توضیح میداد که بزرگ شدن جهان از کجا و چه زمانی آغاز شده است؟ برای توجیه بزرگ شدن جهان نظریه «مهبانگ» -(انفجار بزرگ-((Big Bang) مطرح شد که بر پایه آن جهان از انفجار یک توده فوق العاده متراکم و با حجم ناچیز آغاز شدهاست.
پس از آنکه شتاب جهان مطرح شد، باید یک دلیل منطقی برای توجیه آن ارائه میشد. همچنانکه میدانید طبق قوانین فیزیک شتاب ناشی از اعمال نیرو یا انتقال انرژی صورت میگیرد. بنابراین باید نیرویی به جهان اعمال شود یا انرژی وجود داشته باشد تا بتواند شتاب جهان را توجیه کند. براین پایه بحث انرژی تاریک یا Dark Energy مطرح شد که هنوز سرچشمه و چرایی آن ناشناختهاست. البته در این زمینه نظریههای گوناگونی مطرح شدهاست، اما هیچ کدام نتوانسته پاسخی پذیرفتنی به آن بدهد.
چکیده
در این مقاله ابتدا به تعریف CPH که همه مادههای جهان از آن تشکیل شدهاند میپردازیم سپس راجع به نخستین لحظات پیدایش کیهان صحبت میکنیم که چگونه پس از انفجار بزرگ کیهان تشکیل شد و چگونه هلیم و دتریم از طریق همجوشی با یکدیگر هیدروژن که عنصر اصلی تشکیل ستارگان وسیارات هست را بوجود آوردند سپس نگاهی به مقادیر تقریبی مشخصات کیهان پرداخته وبا توجه به انبساط همیشگی کیهان , فراوانی هلیم و دتریم و تابش پس زمینه کیهانی حادثه انفجار بزرگ را اثبات میکنیم و در آخر میبینیم که کیهان همواره در حال انبساط خواهد بود.نام
در زبان پارسی «مه» یعنی «بزرگ» و بانگ به معنای صدای بلند است.تاریخچه
ایده و تئوری مهبانگ (انفجار بزرگ) با نگرش بر ساختار کیهان ایجاد شد. در سال ۱۹۱۲ میلادی (۱۲۹۱ ه. ش) توسط وستو اسلیفر اینتحقیق آغاز شد.
نظریه CPH و انرژی تاریک
طبق نظریه CPH همه ذرات موجود در جهان از CPH تشکیل شدهاند و CPH همواره با مقدار سرعت ثابت حرکت میکنند و هنگامیکه یکدیگر را جذب میکنند مقداری از این سرعت ثابت به حرکت دورانی تبدیل میشود که آن را اسپین مینامند به طوری که طبق نظریه CPH پس از مهبانگ CPHها به همه اطراف جهان پراکنده شدند که با سرعت ثابت Vc>c به حرکت خود ادامه میدادند. بتدریج CPHها یکدیگر را جذب کردند و به انرژی تبدیل شدند و انرژی نیز به ماده و پاد ماده تبدیل شد. بتدریج غبارهای آسمانی تشکیل گردید و ستارگان و کهکشانها پدید آمدند.از آنجایی که همه اجسام و ذرات موجود در جهان از CPH تشکیل شدهاند و این CHPها در ساختمان ماده دارای حرکت دورانی یا اسپین هستند، لذا هر انفجاری که در جهان صورت گیرد، مقداری از حرکت دورانی یا اسپین CPHها به حرکت انتقالی تبدیل میشود. چون بیشتر ماده موجود در جهان در ستارگان در حال انفجار است، لذا بطور مداوم حرکت دورانی CPHها به حرکت انتقالی تبدیل میشود و این امر موجب انبساط و در عین حال شتاب جهان میشود.
نگاهی به چگونگی ایجاد و گسترش کیهان
همه چیز در حال گردش است. زمین به گرد خورشید میچرخد و ماه به گرد زمین. زمین و همه سیارهها ی منظومه خورشیدی نیز به دور ستاره بزرگ خورشید میچرخند. منظومه خورشیدی ما که در یکی از بازوهای کهکشان راه شیری قرار دارد به گرد هسته مرکزی راه شیری میچرخد. کهکشان راه شیری در خوشهای به نام گروه محلی قرار دارد. همگی کهکشانهای گروه محلی نیز به دور مرکز گروه محلی میچرخند.از گرد هم آمدن گروهها و خوشههای بسیاری همچون گروه محلی، مجموعه بسیار بزرگ تری به نام «ابر خوشه» تشکیل میشود. جهانی که ما در آن زندگی میکنیم از میلیونها ابر خوشه تشکیل شدهاست. اکنون میخواهیم از زمین کوچکمان که در این جهان بزرگ، حتی به اندازه یک نقطه کوچک هم نیست بیرون رویم و به سوی نخستین لحظههای تشکیل کیهان برویم.
بیش از ۱۳ میلیارد سال پیش همه انرژیهای دنیا، یعنی همه آن چیزی که هم اکنون وجود دارد به صورت اصلیترین ماده تشکیل دهنده انرژی در یک نقطه وجود داشت. (در طول مقاله واژههای کیهان و عالم به کار برده شدهاست که هر دو به یک معنا است.) این نقطه با انفجاری بزرگ گسست و انرژی خود را به هر سو پخش کرد.
این لحظه را «مهبانگ» -(انفجار بزرگ –((Big Bang) میگویند. پس از انفجار بزرگ همه انرژیهای جهان که در یک نقطه جمع شده بود به هر سو پخش و گسترده شد که اکنون نیز ادامه دارد. به زبان ساده جهان از زمان مهبانگ تا اکنون در حال انبساط (باز شدن) ات. پس از دو دقیقه با همجوشی پروتونها و نوترونها، دوتریوم درست شد. پس از سه دقیقه، هلیم از همجوشی دوتریوم، پروتونها و نوترونها پدیدار شد. در آن هنگام چگالی جرمی ماده از چگالی ماده معادل انرژی فوتونها کمتر بودهاست، در حالی که هم اکنون چگالی جرمی ماده از چگالی ماده معادل انرژی فوتونها بیشتر است. در آغاز ساخته شدن کیهان نوترونها، پروتونها و الکترونها تنها سهم ناچیزی از مقدار ماده را داشتند و این فوتونها بودهاند که انحنای فضا- زمان را به وجود میآوردند.
صدهزار سال پس از تشکیل عالم، دمای کیهان هشت هزار کلوین بود در حالی که نهصد هزار سال بعد دمای جهان به سه هزار درجه کلوین کاهش یافت. در این زمان به دلیل افت دما و خنکی نسبی ای که به وجود آمده بود پروتونها و الکترونها با
یکدیگر درهم آمیخته شدند تا این که اتمهای خنثای هیدروژن را به وجود آوردند. کیهان در این زمان (یک میلیون سالگی) برای نخستین بار شفاف شد که با وقوع شفافیت فوتونهای زمینه میکرو موجی کیهانی در تمام عالم گسترش یافتند. در این هنگام بخشهایی از کیهان که مقداری از میانگین چگال تر بودند تبدیل به خوشهها، ابرخوشهها و کهکشانها شدند و بخشهای کوچک و کم تراکم تر باقیمانده تبدیل به فضای میان ابرخوشهها شدند.
طی یک دوره چند میلیون ساله ابرهای گازی به وجود آمدند که هسته آغازین تشکیل ستارگان بودند. کهکشان راه شیری در یک ابر چرخنده کم سرعت از هیدروژن و هلیوم که در حدود ۱۰۰ کیلو پارسک (۳۲۶ سال نوری) پهنا دارد تشکیل شد. البته هنوز معلوم نیست که کهکشان ما از یک ابر بزرگ گازی تشکیل شده یا آن که شماری از ابرهای کوچک که با یکدیگر درهم آمیخته شدهاند. در راه تکمیل و گسترش کیهان در مرکز کهکشان راه شیری دو مرکز بسیار پرانرژی که سیاه چاله هستند به وجود آمد که به نوعی نقطه تعادل و جاذبه گردشی کهکشان است.
بیش از ۵/۴ میلیارد سال پیش منظومه خورشیدی ما در درون یکی از ابرهای گازی کهکشان راه شیری زاده شد. در آغاز بخشهایی از این ابر بزرگ شروع به متراکم شدن کرد و بر اثر کشش گرانشی فشرده شد تا به صورت یک توده کروی شکل درآمد. پس از صد هزار سال خورشید به صورت یک کره بسیار کوچک زاده شد. خورشید کوچک پیاپی داغ تر و گرم تر میشد و به سرعت به گرد خود میچرخید و از خود ماده در فضا رها میکرد. پس از مدتی خورشید به دوران بلوغ خود رسید. در این دوره نخستین انفجارهای هستهای خورشید آغاز شد که سبب درخشش این ستاره بزرگ میشد. خورشید از آغاز پیدایش خود تاکنون پیاپی در حال تبدیل ماده به انرژی است.
حلقههایی از موادی که از خورشید جدا میشدند کم کم به صورت اجرام کوچکی درآمدند و پس از مدتی بر اثر گرانش بسیار بالای خورشید در مدارهایی متفاوت شروع به چرخیدن کردند. این اجرام که تودههای کوچک چرخانی در میان تودههای بزرگی از گاز و غبار بودند پس از طی چندین میلیون سال تبدیل به سیارههای بزرگ و کوچکی شدند که امروزه به نه نام مختلف همچنان به دور خورشید بزرگ در حال گردش هستند.
هر نه سیاره منظومه خورشیدی در نه مدار مختلف و در فاصلههای معینی از خورشید قرار دارند که به ترتیب از اولین سیاره نزدیک به خورشید عبارتند از «تیر (عطارد)، ناهید (زهره)، زمین، بهرام (مریخ)، برجیس (مشتری)، کیوان (زحل)، اورانوس، نپتون و پلوتو یوهان کپلر قانونهای سه گانهای را کشف و برای حرکت سیارهها وضع کردهاست که شامل مواد زیر است:
1. همه سیارهها در یک مدار بیضی شکل به گرد خورشید میچرخند
2. هر سیارهای که در گردش خود نزدیک به خورشید میرسد، سرعتش بیشتر میشود
3. بین مسافت و دوری سیاره از خورشید با زمانی که مدار خود را میپیماید، نسبت خاصی برقرار است
جهان پهناور ما همچون بادکنکی که در حال باد شدن است مدام در حال بزرگ شدن است و هر روز بر پهنای آن افزوده میشود. بر طبق قانون هابل کهکشانهای دوردست با سرعتی به تناسب دوریشان از ما فاصله میگیرند، بنابراین کیهان به طور یکنواخت در حال انبساط است. البته بایستی بدانید که کهکشانها خود در حال انبساط و بزرگ شدن نیستند بلکه این فضا- زمان است که باز میشود و کهکشانها را با خود میبرد.
بر پایه این قانون اگر کیهان باز باشد، انبساط تا بی نهایت ادامه دارد و اگر بسته باشد انبساط متوقف شده و کیهان شروع به رمبش (انقباض) میکند. چون گرانش از سرعت انبساط عالم میکاهد ممکن است که روزی پیروز شود و موجب توقف گسترش
کیهان و در نتیجه فروریختن کیهان در خود شود. برای درک بهتر آن نمونهای میآوریم: سرعت گریز از زمین ۴/۱۱ کیلومتر بر ثانیهاست. حال اگر موشکی با سرعت کمتر بخواهد از جو زمین خارج شود گرانش زمین این اجازه را به او نمیدهد و موشک به سوی زمین باز میگردد.
پس اگر سرعت سبی دو کهکشان از سرعت گریزشان کمتر باشد روزی انبساط پایان یافته و کیهان آغاز به انقباض میکند و اگرسرعت گریزشان بیشتر باشد انبساط عالم ادامه خواهد داشت. برای رسیدن به پاسخی قطعی درباره رنوشت کیهان ما، در آغاز بایستی به چگونگی پیدایش آن پی برد. هم اکنون گروهی از دانشمندان فیزیک در حال بررسی زمان صفر انفجار بزرگ از راه «نظریه ریسمانها» هستند. نظریه ریسمانها فرضیهای نوین است که هنوز به صورت تجربی ثابت نشدهاست.
بر طبق این نظریه، کیهان در ردهای بنیادی تر از رشتهها یا ریسمانهایی ساخته شده که با فرکانسهای مختلف ارتعاش میکنند. پژوهش درباره ماهیت انفجار بزرگ به ظاهر تنها از طریق نظریه ریسمانها امکان دارد اما زمان پاسخ به چنین پرسشی سخت و دشوار که بزرگترین معمای عالم است مشخص نیست.
نظریه مهبانگ (انفجار بزرگ)
شرح گام به گام تاریخ کیهان از دید نظریه «مهبانگ»: آشکار است برای آگاهی از چگونگی نخستین ثانیهها و یا بهتر بگوییم نخستین اجزای ثانیههای پس از انفجار آغازین نباید از ستاره شناسان پرسید بلکه در این مورد باید به فیزیکدانهای متخصص در امر فیزیک ذرهای مراجعه کرد که در مورد تشعشعات و ماده در شرایط کاملا سخت و غیر عادی جستجو و تجربه میکنند. تاریخ کیهان معمولاً به ۸ مقطع کاملا متفاوت و نا مساوی بخش میشود:مرحله نخست (صفر تا۱۰ به توان ۴۳- ثانیه) این مساله هنوز برایمان کاملا روشن نیست که در این نخستین اجزای ثانیهها چه چیزی تبدیل به گلوله آتشینی شد که کیهان باید بعداً از آن ایجاد گردد. هیچ معادله اندازه گیری برای دمای بسیار بالا و تصورناپذیری که در این زمان حاکم بود در دست نمیباشد.
مرحله دوم ( از۱۰ به توان ۴۳- تا ۱۰ به توان ۳۲- ثانیه )نخستین سنگ بناهای ماده مثلا کوارکها و الکترونها و پاد ذرههای آنها از برخورد پرتوها با یکدیگر به وجود میآیند. بخشی از این سنگ بناها دوباره با یکدیگر برخورد میکنند و به صورت تشعشع فرو میپاشند. در لحظههای بسیار بسیار اولیه ذرههای فرا سنگین - x نیز میتوانستهاند به وجود آمده باشند. این ذرهها دارای این ویژگی هستند که هنگام فروپاشی ماده بیشتری نسبت به پاد ماده و مثلا کوارکهای بیشتری نسبت به آنتی کوارکها ایجاد میکنند. ذرههای x که تنها در همان نخستین اجزای بسیار کوچک ثانیهها وجود داشتند برای ما میراث مهمی به جا گذاردند که عبارت بود از: «افزونی ماده در برابر پاد ماده»
مرحله سوم (از۱۰ به توان ۳۲- ثانیه تا ۱۰ به توان ۶- ثانیه (کیهان از مخلوطی از کوارکها - لپتونها - فوتونها و ذرههای دیگر تشکیل شده که متقابلا به ایجاد و نابودی یکدیگر مشغول بوده و همچنین خیلی سریع در حال از دست دادن دما هستند.
مرحله چهارم (از ۱۰ به توان ۶- ثانیه تا ۱۰ به توان ۳- ثانیه (کمابیش همگی کوارکها و پاد کوارکها به صورت پرتو ذرهها به انرژی تبدیل میشوند. کوارکهای جدید دیگر نمیتوانند در دماهای رو به کاهش به وجود آیند ولی از آن جایی که کوارکهای بیشتری نسبت به پاد کوارکها وجود دارند برخی از کوارکها برای خود جفتی پیدا نکرده و به صورت اضافه باقی میمانند. هر ۳ کوارک با یکدیگر یک پروتون با یک نوترون میسازند. سنگ بناهای هسته اتمهای آینده اکنون ایجاد شدهاند.
مرحله پنجم (از ۱۰ به توان ۳- ثانیه تا ۱۰۰ ثانیه ) الکترونها و پاد الکترونها در برخورد با یکدیگر به اشعه تبدیل میشوند. شماری از الکترونها باقی میماند زیرا که ماده بیشتری نسبت به پاد ماده وجود دارد. این الکترونها بعداً مدارهای اتمی را میسازند.
مرحله ششم (از ۱۰۰ ثانیه تا ۳۰ دقیقه )در دماهایی که امروزه میتوان در مرکز ستارگان یافت نخستین هستههای اتمهای سبک و به ویژه هستههای بسیار پایدار هلیم در اثر همجوشی هستهای ساخته میشوند. هسته اتمهای سنگین از قبیل اتم آهن یا کربن در این مرحله هنوز ایجاد نمیشوند. در آغاز آفرینش عملاً تنها دو عنصر بنیادی که از همه سبکتر بودند وجود داشتند: هلیم و هیدروژن
مرحله هفتم (از ۳۰ دقیقه تا ۱ میلیون سال پس از آفرینش) پس از گذشت حدود ۳۰۰۰۰۰ سال گوی آتشین آنقدر دما از دست داده که هسته اتمها و الکترونها میتوانند در دمایی در حدود ۳۰۰۰ درجه سانتی گراد به یکدیگر بپیوندند و بدون اینکه دوباره بی درنگ از هم بپاشند اتمها را تشکیل دهند. در نتیجه آن مخلوط ذرهای که قبلا نا مرئی بود اکنون قابل دیدن میشود.
مرحله هشتم (از یک میلیون سال پس از آفرینش تا امروز ) از ابرهای هیدروژنی کهکشانها، ستارگان و سیارهها به وجود میآیند. در درون ستارگان هسته اتمهای سنگین از قبیل اکسیژن و آهن تولید میشوند. که بعدها در انفجارهای ستارهای آزاد میگردند و برای ساخت ستارگان و سیارهها و زندگی جدید به کار میآیند.
عناصر پیدایش زندگی زمینی
برای زمین با توجه به گوناگونی زندگی که در آن وجود دارد ۳ چیز از اهمیت ویژهای برخوردار بودهاست:از همان ابتدای خلقت همیشه ماده بیشتری نسبت به ضد ماده وجود داشته و بنابراین همواره ماده برای ما باقی میماند. در مرحله ششم هیدروژن به وجود آمد این ماده که سبکترین عنصر شیمیایی میباشد سنگ بنای اصلی کهکشانها و سیارهها میباشد. هیدروژن همچنین سنگ بنای اصلی موجودات زندهای است که بعداً روی زمین به وجود آمدند و احتمالا روی میلیاردها سیاره دیگر نیز وجود دارند
در مرکز ستارگان نخستین هسته اتمهای سنگین از قبیل اکسیژن و یا کربن یعنی سنگ بناهای اصلی مورد نیاز برای زندگی به وجود آمدند
اجزای سازنده کیهان
تنها حدود ۴ درصد کیهان از ماده، به شکلی که ما میشناسیم تشکیل شدهاست، یعنی ماده معمولی که ما میشناسیم و در آزمایشگاه وجود دارد، تنها ۴درصد همه عالم را میسازد. ۲۳درصد کیهان را ماده تاریک سرد تشکیل داده که دانشمندان دادههای خیلی کمی درباره اش دارند و ۷۳ درصد مانده را انرژی تاریک شگفت انگیز تشکیل میدهد که تقریبا تنها چیزی که در موردش میدانیم، این است که وجود دارد!شواهد در دفاع از نظریه مهبانگ
نتایج ۳ رصد مهم طی قرن گذشته به ستاره شناسان کمک کرد تا اطمینان حاصل کنند که جهان با بیگ بنگ آغاز شدهاست. اولین آنها این است که جهان در حال انبساط است – بدین معنی که فضای میان کهکشانها در حال بزرگ و بزرگتر شدن است - این مشاهده منجر به این حدس شد که قبل ازانبساط همه چیز در جایی کنار هم قرار داشتهاست. دوم اینکه این نظریه به خوبی قادر به توضیح فراوانی هلیم و دتریم (ایزوتوب هیدروژن) در جهان است.دما و چگالی و محیط منبسط شونده جهان اولیه شرایط خوبی برای تولید این هستهها با فراوانی که امروز شاهد آن هستیم میباشد. دلیل سوم اینکه ستاره شان موفق به رصد تابش پس زمینه کیهانی – نابش بس از انفجار اولیه - از هر سمت کیهان شدهاند. تابش پس زمینه کیهانی دلیل قاطعی بر تایید آغازی این چنین – با یک انفجار- برای جهان است. آفای استفان هاوکینگ در این مورد میگوید: این اکتشاف بی نظیر، اکتشاف قرن است.
نام موضوع : مِهبانگ(نظریه بیگ بنگ)
دسته : هوافضا