تاریخچه ی:
جهان بزرگ مقیاس
!دید کلی
در میان مردم ((هندوستان)) و ((چین)) ، ضرب المثلی وچود دارد که میگوید ، دنیا فقط تا جایی است که بشر بتواند پای پیاده آن را درنوردد. به زبان ستاره شناسان میتوان گفت که ((ابعاد جهان|جهان)) ، فقط تا جایی است که ((تلسکوپ|تلسکوپهای)) ما می توانند آن را ببینند. جهان مشاهده شده ، بخشی از کل جهان است که هزاران میلیون ((پارسک)) در فضا ، و هزارن میلیون سال در زمان را در بر گرفته است. برای مشاهده ساختمان بزرگ مقیاس ، محتوا و تکامل جهان از تجهیزات عظیم و روشهای ماهرانهای استفاده میشود.
!روشهای مطالعه ((ساختار جهان|ساختمان جهان))
*تجسس در جهان با همه وسعتش هدف علم ((کیهان شناسی)) (Cosmo logy)است. نیل به ساختمان بزرگ مقیاس جهان ، میتواند از طریق تجربی (کیهان شناسی مشاهدهای) ، یا عملی ((«مدلهای کیهان شناسی|مدلهای نظری جهان»انجام گیرد. روش تجربی ، بر دادههای مشاهدهای تکیه دارد و ساختمان واقعی جهان را در نظر قرار میدهد. لیکن تجربه عملی با جهان در سطح وسیع تا اندازه زیادی محدود است.
*روش عقلی ، کلیه ساختمانهای ممکن برای جهان ، یعنی مدلهای کیهانشناختی را کاوش میکند. ممکن بودن ، منطقی بودن را میرساند ، یعنی هیچ تناقضی با««قوانین بنیادی فیزیک| قوانین فیزیکی)) و دادههای مشاهدهای در آن یافت نشود. ((ریاضیات)) تا حد زیادی استنتاجهای منطقی را تسهیل می کند و دادههای مشاهدهای ،عوامل راهگشایی برای مدلهای نظری هستند. فقط یک جهان واقعی وجود دارد که ما تا تلسکوپهای خود مشاهده میکنیم و در جوار آن انبوهی از مدلهای نظری وجود دارد. از آنجا که دادههای مشاهدهای قابل اطمینان در مورد جهان در دید وسیع ، کمیاب است به دشواری میتوان یک مدل خاصی را با جهان واقعی تطابق داد.
!خصوصیات مشاهدهای
دادههای مشاهدهای با مکان ، ((شدت نور|شدت تابش)) ، طیف و قطبی بودن کهکشانها و بویژه با درخشانترین کهکشانها در خوشهها سروکار دارد. تابندگی درخشانترین کهکشانها در خوشههای فنی را میتوان تا فواصل بسیار بزرگ ، ((اندازه گیری)) کرد. اگر این کار را انجام دهیم خواهیم دید که تابندگی آنها ، تقریبا مساوی است. از این دو ویژگی ، برای ((اندازه گیری فواصل کهکشانها|خوشههای کهکشانها)) استفاده میشود.
یک خصیصه مشاهدهای دیگر کهکشانهای دور ، جابجایی خطوط طیفی آنها به سمت ((طول موج|طول موجهای)) آزمایشگاهی است. ((انتقال به سرخ|انتقال به قرمز خطوط طیفی)) ، در نتیجه گریز کهکشانها به وجود میآید. فضا در حضور ((ماده)) و میدان ، ((انحنا فضا|انحنا)) مییابد و تقریبا فضای مسطح در ((نسبیت خاص)) ، فقط در یک حجم کوچک ، و نه در کل مسیر ((باریکه نور)) از یک کهکشان دوردست ، مجاز است.
!((قانون هابل))
برای درخشندهترین کهکشانهای خوشهها ، یک رابطه تجربی بین دو کمیت مشاهده شده m و z وجود دارد ، که نخستین بار توسط ((هابل)) کشف شد. m قدر ظاهر کهکشانها و z کمیت بدون بعدی است که به صورت نسبت ((جابجایی خطوط طیفی)) حاصل از کهکشانها به طول موج آزمایشگاهی تعریف میشود. چون m ، مقیاسی برای فاصله است ، لذا رابطه تجربی کشف شده توسط هابل یک تناسب بین فاصله r یک خوشه کهکشانی و انتقال به قرمز (z) آن ، یا سرعت ((فرار کهکشانی|فرار کهکشانها)) ، نشان میدهد.
v=zc=H_0r
این رابطه ساده که بین فواصل خوشههای کهکشانها و سرعتهای فرار آنها وجود دارد ، قانون هابل خوانده میشود ، که در آن H_0 ثابت هابل خوانده میشود که مقیاسی از((انبساط جهان)) است.
!گستره قانون هابل
قانون هابل برای فواصلی که به حد کافی بزرگ باشند ، معتبر است. از این رو میتوان از اثرات محلی چشم پوشی کرد. لیکن فاصله را نمیتوان تا جایی بزرگ کرد که تاثیرات ((نسبیت|نسبیتی)) ، قابل اغماض باشند. انحراف انتقال به قرمزهای بسیار بزرگ از قانون ساده هابل ، اهمیت زیادی دارد. زیرا انحرافات تعیین خواهند کرد که کدامیک از ((مدلهای کیهان شناسی)) پیشنهادی ، بهترین مدل است.
!((ثابت هابل))
ثابت H_0 که در قانون هابل مشاهده میشود ، به ثابت هابل معروف است ، که مقیاس ((انبساط جهان)) را نشان میدهد. عکس ثابت هابل ، دارای بعد زمان است و ((زمان هابل)) خوانده میشود. چنانچه سرعت گریز در تمام مدت ((تکامل جهان)) ثابت بوده باشد ، زمان هابل باید نشان دهنده ((عمر جهان)) باشد. لذا برایH_0=55Km\SMpc زمان هابل مساوی 18x10^9 سال است. اما در نتیجه ((گرانش خودی)) ، انبساط جهان دارای ((سرعت منفی)) است. اگر چنین باشد ثابت هابل در گذشته ، بزرگتر بوده و زمان هابل ، کوتاهتر از زمانی است که از روی سرعت ثابت انبساط به دست آید. بر اساس ((مدل فریدمان|مدلهای فریدمان)) و ((انفجار بزرگ|نظریه انفجار بزرگ)) ، انبساط جهان تقریبا10x109 سال پیش آغاز شده است.
!مباحث مرتبط با عنوان
*((ابعاد جهان))
*((انتقال به سرخ))
*((اندازه گیری فواصل کهکشانها))
*((انفجار بزرگ))
*((انبساط جهان))
*((جابجایی خطوط طیفی))
*((خوشه بندی کهکشان))
*((ساختار جهان))
*((فرار کهکشانی))
*((قانون هابل))
*((ثابت هابل))
*((کیهان شناسی))
*((عمر جهان))
*((«مدلهای کیهان شناسی))
*((نسبیت))