منو
 کاربر Online
425 کاربر online

کائنات باز

تازه کردن چاپ
علوم طبیعت > فیزیک > نجوم و اختر فیزیک > کیهان شناسی
(cached)

نظریات آغاز و پایان

نظریه‌های مختلفی درباره پیدایش جهان ارائه شده است، ولی مقبولترین نظریه ، نظریه انفجار بزرگ است که می‌گوید، جهان حدود 15 میلیارد سال پیش بر اثر انفجاری عظیم بوجود آمد. جهان در آغاز بسیار کوچک ، درخشان ، داغ و متراکم بود، اما از آن زمان تا کنون در حال انبساط و گسترش بوده است. در مورد پایان جهان هم نظریه‌های مختلفی وجود دارد:


  • برخی معتقدند جهان برای همیشه در حال گسترش و انبساط خواهد بود. کائناتی را که همیشه در حال انبساط باشد، کائنات باز می‌نامند.

  • به عقیده برخی دیگر ، هنگامی که جهان به اندازه معین رسید، انبساط آن متوقف شده و در همان حال ثابت می‌ماند.

  • گروه دیگر می‌گویند جهان سرانجام از انبساط باز می‌ایستد و انقباض و فروپاشی درونی آن آغاز می‌گردد. طبق این نظریه فروپاشی بزرگ همان مراحل انفجار بزرگ را در جهت عکس طی خواهد کرد تا به یک نقطه واحد تبدیل شود. جهانی با این خصوصیات را کائنات بسته می‌گویند.



تصویر

تقابل دو نیرو

  • کائنات در حال انبساط و گسترش است، ولی نیرویی وجود دارد که در مقابل این انبساط قرار می‌گیرد، آن نیرو ، گرانش است. بدلیل وجود نیروی گرانشی است که ماده ، ماده را جذب می‌کند. پس مواد تشکیل دهنده کائنات می خواهند همدیگر را جذب کنند، لذا گرایش کل کائنات بر آن است که روی خود فرو افتد و منقبض شود. آیا در این صورت نظر گروه سوم تایید می شود و کائنات فرو می پاشد؟

  • پاسخ این سؤال بطور دقیق مشخص نیست. در اینجا با تقابل دو نیرو مواجهیم. یکی نیروی گرانشی و دیگری نیروی حاصل از انفجار بزرگ. هر کدام قویتر باشد، سرنوشت کائنات را رقم می‌زند. اگر نیروی گرانشی به اندازه کافی نیرومند باشد، جریان دور شدن کهکشانها از یکدیگر روزی متوقف خواهد شد. آنها جهت خود را معکوس خواهند کرد و در یک حرکت انقباضی رو بسوی یکدیگر خواهند گذاشت. درجه حرارت و چگالی افزایش خواهد یافت و کائنات با طی روندی معکوس مراحل عظیم انفجار بزرگ را تجربه خواهد کرد و کائنات بسته خواهد بود.

  • اگر دو نیرو باهم برابر باشند، نظریه گروه دوم حاکم خواهد بود و جهان ثابت خواهد ماند ولی اگر نیروی حاصل از انفجار بزرگ قویتر از نیروی گرانشی باشد، جهان همچنان به انبساط خود ادامه خواهد داد، کهکشانها از یکدیگر دورتر خواهند شد و کائنات ما کائناتی باز خواهد بود.

چگالی جهان

  • با وجود خلا فضای بین ستاره‌ای بنظر می‌رسد جرم جهان ما کمتر از آن باشد که بتواند در آینده منقبض شود. آینده ما چگونه است؟ یک حریق بزرگ تازه یا شاید پیشروی به سمت سرمای بیشتر و فضای خالی بیشتر؟ برای پاسخگویی به این سؤال ، باید نیروی گرانشی کائنات یا معادل آن چگالی ماده موجود در کائنات را حساب کنیم.

  • جهان در حال انبساط است و نیروهای جاذبه بین مواد باعث کند شدن این انبساط می شوند. هرچه جرم جهان متراکم تر باشد ، به همان اندازه چگالی زیاد شده و انبساط آن کندتر می شود. جهانی که چگالی بالایی دارد ، ممکن است بالاخره به خاطر قدرت نیروهای جاذبه بین قسمتهای تشکیل دهنده اش ، منقبض شود و جهان بسته بماند (کائنات بسته).

  • اگر جهان به اندازه کافی چگالی نداشته باشد، برای همیشه در حال انبساط و بصورت جهان باز خواهد بود.(کائنات باز)

چگالی بحرانی

  • اندازه کافی که برای چگالی گفته می شود، چقدر است؟ این اندازه برابر 5 x 10-27Kg/m3 است که چگالی بحرانی می باشد. چگالی بحرانی معیاری است برای تعیین باز یا بسته بودن جهان.

  • اگر چگالی جهان از چگالی بحرانی بیشتر باشد، جهان ، جهان بسته خواهد بود.

  • اگر چگالی جهان از چگالی بحرانی کمتر باشد، جهان ، جهان باز خواهد بود.

اندازه گیری چگالی جهان

  • حال ببینیم چگالی جهان را چگونه اندازه بگیریم؟ چگالی کمیت یک ماده در واحد حجم معین است. حجم مورد نظر در مورد کائنات باید بسیار بزرگ باشد. حجمی شاید به اندازه یک ابرخوشه. برای محاسبه ماده موجود در این حجم ، جرم کهکشانها را باهم جمع می‌کنیم. این کار در مورد مواد مرئی که به سمت ما نور می‌فرستند، میسر است ولی در مورد ماده‌ای که نمی‌بینیم، نمی‌توانیم جرم آن را حدس بزنیم. موادی مثل ستارگان و سیاره‌های مرده ، سیاره‌هایی که دور از هر منشأ نوری قرار دارند، صورتهای احتمالی ماده که هنوز نمی‌شناسیم، ماده سیاه و ... .

  • اسحاق نیوتن می‌گوید: ماده ، چه نورانی چه تاریک ، شناخته شده یا ناشناخته ، از طریق نیروی گرانشی خود را به ما نشان می‌دهد. فرض کنیم خورشید نور افشانی نمی‌کرد در این صورت نمی‌توانستیم آن را ببینیم ولی حرکت سیاره ها به دور خورشید همچنان ادامه داشت و اختر شناسان می‌توانستند بدون آنکه قادر به دیدن خورشید باشند، بوجود آن پی ببرند و با دنبال کردن حرکات زمین نسبت به ستارگان ، جرم آن را اندازه بگیرند.
  • اخترشناسان با بهره گیری از روشهای مشابه می‌توانند چگالی کل کائنات را اندازه بگیرند. نتیجه اندازه گیری آنها در کل فضای قابل مشاهده بطور میانگین حدود یک سوم اتم در حجم یک متر مکعب فضا است. به لحاظ نظری برای اینکه حرکت کهکشانها در آینده متوقف یا معکوس شود، این چگالی باید بیش از ده اتم در هر متر مکعب باشد. با توجه به واقعیات مشهود چنین امری بعید به نظر می‌رسد، ولی چون ابزار دقیق اندازه گیری نداریم، نمی‌توانیم این امکان را کاملا منتفی بشماریم، ولی اگر چنین باشد، کائنات باز خواهد بود.

  • نسبت فراوانی هیدروژن سنگین (دوتریوم) به هیدروژن سبک از فرضیه کائنات باز حمایت می‌کند. پس سبک بودن کائنات و فراوانی دوتریوم نشان می‌دهد که کائنات تا ابد منبسط خواهد شد.

روی دیگر سکه

در بحث فوق ما فرض کردیم می‌توانیم چگالی همه حفره‌های سیاه را که بصورت ستاره‌های تاریک یا هاله‌های تیره هستند، محاسبه کنیم. ضمنا ما برای نوترینوها جرم در نظر نگرفتیم. ممکن است این ذرات جرمی هر چند بسیار بسیار اندک داشته باشند ولی به دلیل تعداد بیشمار آنها این جرم می‌تواند نتیجه محاسبات ما را معکوس کند.

مباحث مرتبط با عنوان



تعداد بازدید ها: 11359


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..