[FONT=tahoma, Arial, Helvetica]تئوری بیگ بنگ چیره ترین تئوری علمی ای است که در مورد منشاً کائنات وجود دارد. تئوری بیگ بنگ می گوید کائنات چیزی بین 10 تا 20 میلیارد سال قبل (دانشمندان هنوز در حال تلاش برای یافتن این زمان با دقت بیشتر هستند) توسط یک انفجار کیهانی که باعث پرتاب شدن ذرات به جهات مختلف شد بوجود آمد.
یک روحانی بلژیکی به نام جورج لماتره (Georges Lematre) در سال 1927 برای اولین بار پیشنهاد کرد که کائنات از انفجار اتمهای اولیه پدید آمده است. ادعای وی وقتی جدی تر گرفته شد که ستاره شناسان توانستند خطوط قرمزی در سحاب هایی که در فاصله بسیار زیادی از زمین قرار دارند مشاهده کنند. سالها بعد ادوین هابل (Edwin Hubble) با مشاهده اینکه فاصله بین کهکشانها بصورت متناسب با فاصله ای که از یکدیگر دارند در حال زیاد شدن است به قوام تئوری لماتره افزود و آنرا بطور جدی تر مطرح کرد.
بیگ بنگ سر انجام وقتی بصورت بسیار جدی تر مطرح شد که توانست جواب قانع کننده ای برای اینکه چرا اجرام آسمانی در حال دور شدن از ما هستند بدهد. این تئوری همچنین وجود تشعشات کیهانی (cosmic background radiation) را که در واقع همان نورهایی است که از این انفجار بزرگ باقیمانده توجیه می کند. تئوری بیگ بنگ وقتی که این تشعشات در سال 1964 توسط رابرت ویلسون (Robert Wilson) و آرنو پنزیاس (Arno Penzias) کشف شدند و این دو دانشمند بخاطر این کشف خود جایزه نوبل را بردند از طرف جامعه علمی جهان تایید شد.
به دلیل تازه بودن فن آوری فضاپیمایی، کیهان شناسی در دوران های سنتی خود به عنوان علمی که فقط جنبه تئوری برای تئوریهای خود دارد به تمسخر گرفته میشد اما دستاوردهای اخیر بشری اجازه آزمایش های دقیق روی تئوریهای مختلف کیهانشناسی و فیزیکی را به دانشمندان این رشته میدهند. سازمان ناسا در سال 1990 سفینه ای با نام مستعار (COBE) تخفیف یافته از (Cosmic Background Explorer) را به فضا پرتاب کرد تا با اندازه گیری تشعشاتی که از آنها یاد شد تئوری بیگ بنگ را آزمایش کند و ناسا اعلام کرد که تئوری بیگ بنگ سخت ترین آزمایش های ممکن را با موفقیت رد کرده است. این سفینه طیف نوری این تشعشات را با دقت بسیار زیاد مورد بررسی قرار داد و صحت تئوری بیگ بنگ را چنان تایید کرد که دانشمندان حتی از دقت این اطلاعات میتوانند مانند سرعت نور شروع به واحد گذاری در اندازه گیریهای دیگر کنند.
همانطور که بطور مختصر اشاره شد برای تئوری بیگ بنگ علاوه بر مشاهدات و آزمایش ها دو استدلال اساسی وجود دارد.
1 - مشاهده امواج مایکرویو که به سراسر کائنات سرایت کرده اند و از وقتی که کائنات رو به سردی رفت تا وقتی که کاملا شفاف بود در حال سیر در فضا بوده اند.
2 - فاصله بین کهکشان ها در فضا در حال افزایش است و این نشان میدهد که این کهکشان ها در لحظه ای قبل تر از حال، فاصله کمتری نسبت به یکدیگر داشته اند، و در نتیجه اگر زمان را به عقب برگردانیم، این کهکشانها به هم نزدیک و نزدیکتر میشوند تا جایی که به یک نقطه میرسند و اگر زمان را به حال خود رها کنیم حالت انفجار بزرگ ( Big Bang ) را خواهیم دید.
شایان ذکر است در سالهای اخیر عده ای ادعا کرده اند که سرعت این دور شدن بین کهکشان ها در حال افزایش است و این نشان میدهد که دلیل این گسترده شدن نمیتواند یک انفجار باشد، اما این افراد هنوز نتوانسته اند با ارائه اسناد و مدارک و دلایل کافی علمی تئوری بیگ بنگ را بطور جدی زیر سوال ببرند.
بیگ بنگ بعنوان ابتدای کائنات شناخته میشود، تمام کائنات شامل انرژیها و مواد آن در یک ذره کوچکتر از هسته یک اتم گنجانده شده بوده است به زمانی که کائنات در این حالت بوده است زمان یگانگی میگویند. بیگ بنگ علاوه بر ابتدای کائنات، بعنوان ابتدای زمان و فضا در تعریف فیزیکی آن مطرح است. بعد از یک انفجار بزرگ که باعث تریلیونها درجه حرارت شد موادی که بی نهایت چگال بودند (جرم بالا و حجم کم داشتند) در کسر بسیار کوچکی از یک ثانیه در جهات مختلف به اطراف پاشیده شدند.
این مواد بسیار چگال بودند و بصورت سنگهای آسمانی بسیار داغ به اطراف پرتاب شدند. این انفجار ناگهانی باعث بوجود آمدن تمام نمونه های درون اتمی (فوتون ها، الکترون ها، هسته ها و...) شدند که باعث ایجاد ماده و انرژی و زمان و فضا شد و این اتفاق برابر با زمانی بود که ساعت کائنات شروع به کار کرد.
اتفاقاتی که بعد از بیگ بنگ افتاد و زمان دقیق آنها همچون زمان بوجود آمدن عناصر شیمیایی، تشعشعات مایکروویوی که راجع به آنها سخت گفتیم و.. همه بصورت زیر مرتب میشوند:[/FONT]
[FONT=tahoma, Arial, Helvetica] [/FONT]
[FONT=tahoma, Arial, Helvetica] بلافاصله بعد از بیگ بنگ اندازه کائنات از اندازه هسته یک اتم به چیزی در حدود 10 به توان 35 متر افزایش پیدا میکند. به این اتفاق "Inflationary Epoch" گفته میشود. این حجم حاصله از بیگ بنگ بصورت کاملا قرینه از طرفین دیده میشود.
از 10 به توان -35 ثانیه تا 10 به توان -43 ثانیه ثانیه پس از بیگ بنگ که به "Plank Epoch" معروف است. در این بازه زمانی حرارت ذرات حدود 10 به توان 32 تا 10 به توان 27 درجه کالوین تخمین زده میشود.
از 10 به توان -35 تا 10 به توان -12 ثانیه پس از بیگ بنگ که به "Grand Unification Epoch " معروف است. در این بازه زمانی حرارت ذرات حدود 10 به توان 27 تا 10 به توان 15 درجه کالوین تخمین زده میشود. ذرات شروع به سرد شدن میکنند.
از 10 به توان -12 تا 10 به توان -6 ثانیه پس از بیگ بنگ که به "Electroweak Epoch" معروف است. در این بازه زمانی حرارت ذرات حدود 10 به توان 15 تا 10 به توان 13 درجه کالوین تخمین زده میشود. ذرات شروع به سرد شدن میکنند و کائنات شکل میگیرد
3 ثانیه بعد از بیگ بنگ، عناصر اولیه شروع به شکل گیری میکنند. اولین چیزی که پدید می آید هسته هیدروژن است. بعد از پدید آمدن هسته های هیدروژن باهم پیوند خردند و هلیوم پدید آوردند. به این پدیده "Nucleosynthesis" گفته میشود.
10,000 سال بعد از بیگ بنگ دوران تشعشعات مایکروویو که از آنها یاد شد. بیشتر کائنات در این زمان همچنان بصورت امواج (نوعی از انرژی) بود. این امواج شامل امواج اشعه ایکس و رادیویی و فرابنفش میشدند
300,000 سال بعد از بیگ بنگ دوران چیرگی ماده بر انرژی (از لحاظ تکثر). در این دوران امواج به طول موجهای بیشتری رسیدند (هرچه طول موج بیشتر باشد مقدار انرژی یک موج کمتر است) و دما حدود 10 هزار درجه کلوین بود. اتمهای لیتیوم در این دوران در حال شکل گیری بودند و الکترونهایی که با هسته های هیدروژن و هلیوم پیوند خوردند نمونه های اتمی پایداری را تشکیل داده بودند.
300 میلیون سال بعد از بیگ بنگ ستاره ها و کهکشانها شروع به شکل گرفتن میکنند. کائنات تا این زمان بصورت یک ابر بسیار بزرگ از گاز بود تا اینکه در این دوران قسمتهای نامتوازن این ابر بزرگ از گاز شروع به جذب مواد بیشتر کرد و این امر باعث شد این بسته های گازی چگال و چگالتر از گذشته شوند. سر انجام ستاره ها شروع به انفجار کردند (به پایان رسیدن عمر یک ستاره و پایان آنرا سوپرنوا مینامند Supernova پدیده بسیار جالب دیگریست که توضیح آن خارج از این نوشتار است.) و تولد ستاره های جدید شد که مجموعه کثیری از این ستاره ها ایجاد کهکشانها را باعث شد. پدید آمدن این کهکشانهای اولیه حدود 12 تا 15 سال قبل از پدید آمدن منظومه شمسی و کهکشان راه شیری ما بود. کائنات از آن دوران تابحال در حال ایجاد کردن کهکشانها و ستاره ها همچون ستاره ما (خورشید) است.
[/FONT]
یک روحانی بلژیکی به نام جورج لماتره (Georges Lematre) در سال 1927 برای اولین بار پیشنهاد کرد که کائنات از انفجار اتمهای اولیه پدید آمده است. ادعای وی وقتی جدی تر گرفته شد که ستاره شناسان توانستند خطوط قرمزی در سحاب هایی که در فاصله بسیار زیادی از زمین قرار دارند مشاهده کنند. سالها بعد ادوین هابل (Edwin Hubble) با مشاهده اینکه فاصله بین کهکشانها بصورت متناسب با فاصله ای که از یکدیگر دارند در حال زیاد شدن است به قوام تئوری لماتره افزود و آنرا بطور جدی تر مطرح کرد.
بیگ بنگ سر انجام وقتی بصورت بسیار جدی تر مطرح شد که توانست جواب قانع کننده ای برای اینکه چرا اجرام آسمانی در حال دور شدن از ما هستند بدهد. این تئوری همچنین وجود تشعشات کیهانی (cosmic background radiation) را که در واقع همان نورهایی است که از این انفجار بزرگ باقیمانده توجیه می کند. تئوری بیگ بنگ وقتی که این تشعشات در سال 1964 توسط رابرت ویلسون (Robert Wilson) و آرنو پنزیاس (Arno Penzias) کشف شدند و این دو دانشمند بخاطر این کشف خود جایزه نوبل را بردند از طرف جامعه علمی جهان تایید شد.
به دلیل تازه بودن فن آوری فضاپیمایی، کیهان شناسی در دوران های سنتی خود به عنوان علمی که فقط جنبه تئوری برای تئوریهای خود دارد به تمسخر گرفته میشد اما دستاوردهای اخیر بشری اجازه آزمایش های دقیق روی تئوریهای مختلف کیهانشناسی و فیزیکی را به دانشمندان این رشته میدهند. سازمان ناسا در سال 1990 سفینه ای با نام مستعار (COBE) تخفیف یافته از (Cosmic Background Explorer) را به فضا پرتاب کرد تا با اندازه گیری تشعشاتی که از آنها یاد شد تئوری بیگ بنگ را آزمایش کند و ناسا اعلام کرد که تئوری بیگ بنگ سخت ترین آزمایش های ممکن را با موفقیت رد کرده است. این سفینه طیف نوری این تشعشات را با دقت بسیار زیاد مورد بررسی قرار داد و صحت تئوری بیگ بنگ را چنان تایید کرد که دانشمندان حتی از دقت این اطلاعات میتوانند مانند سرعت نور شروع به واحد گذاری در اندازه گیریهای دیگر کنند.
همانطور که بطور مختصر اشاره شد برای تئوری بیگ بنگ علاوه بر مشاهدات و آزمایش ها دو استدلال اساسی وجود دارد.
1 - مشاهده امواج مایکرویو که به سراسر کائنات سرایت کرده اند و از وقتی که کائنات رو به سردی رفت تا وقتی که کاملا شفاف بود در حال سیر در فضا بوده اند.
2 - فاصله بین کهکشان ها در فضا در حال افزایش است و این نشان میدهد که این کهکشان ها در لحظه ای قبل تر از حال، فاصله کمتری نسبت به یکدیگر داشته اند، و در نتیجه اگر زمان را به عقب برگردانیم، این کهکشانها به هم نزدیک و نزدیکتر میشوند تا جایی که به یک نقطه میرسند و اگر زمان را به حال خود رها کنیم حالت انفجار بزرگ ( Big Bang ) را خواهیم دید.
شایان ذکر است در سالهای اخیر عده ای ادعا کرده اند که سرعت این دور شدن بین کهکشان ها در حال افزایش است و این نشان میدهد که دلیل این گسترده شدن نمیتواند یک انفجار باشد، اما این افراد هنوز نتوانسته اند با ارائه اسناد و مدارک و دلایل کافی علمی تئوری بیگ بنگ را بطور جدی زیر سوال ببرند.
بیگ بنگ بعنوان ابتدای کائنات شناخته میشود، تمام کائنات شامل انرژیها و مواد آن در یک ذره کوچکتر از هسته یک اتم گنجانده شده بوده است به زمانی که کائنات در این حالت بوده است زمان یگانگی میگویند. بیگ بنگ علاوه بر ابتدای کائنات، بعنوان ابتدای زمان و فضا در تعریف فیزیکی آن مطرح است. بعد از یک انفجار بزرگ که باعث تریلیونها درجه حرارت شد موادی که بی نهایت چگال بودند (جرم بالا و حجم کم داشتند) در کسر بسیار کوچکی از یک ثانیه در جهات مختلف به اطراف پاشیده شدند.
این مواد بسیار چگال بودند و بصورت سنگهای آسمانی بسیار داغ به اطراف پرتاب شدند. این انفجار ناگهانی باعث بوجود آمدن تمام نمونه های درون اتمی (فوتون ها، الکترون ها، هسته ها و...) شدند که باعث ایجاد ماده و انرژی و زمان و فضا شد و این اتفاق برابر با زمانی بود که ساعت کائنات شروع به کار کرد.
اتفاقاتی که بعد از بیگ بنگ افتاد و زمان دقیق آنها همچون زمان بوجود آمدن عناصر شیمیایی، تشعشعات مایکروویوی که راجع به آنها سخت گفتیم و.. همه بصورت زیر مرتب میشوند:[/FONT]
[FONT=tahoma, Arial, Helvetica] [/FONT]
[FONT=tahoma, Arial, Helvetica] بلافاصله بعد از بیگ بنگ اندازه کائنات از اندازه هسته یک اتم به چیزی در حدود 10 به توان 35 متر افزایش پیدا میکند. به این اتفاق "Inflationary Epoch" گفته میشود. این حجم حاصله از بیگ بنگ بصورت کاملا قرینه از طرفین دیده میشود.
از 10 به توان -35 ثانیه تا 10 به توان -43 ثانیه ثانیه پس از بیگ بنگ که به "Plank Epoch" معروف است. در این بازه زمانی حرارت ذرات حدود 10 به توان 32 تا 10 به توان 27 درجه کالوین تخمین زده میشود.
از 10 به توان -35 تا 10 به توان -12 ثانیه پس از بیگ بنگ که به "Grand Unification Epoch " معروف است. در این بازه زمانی حرارت ذرات حدود 10 به توان 27 تا 10 به توان 15 درجه کالوین تخمین زده میشود. ذرات شروع به سرد شدن میکنند.
از 10 به توان -12 تا 10 به توان -6 ثانیه پس از بیگ بنگ که به "Electroweak Epoch" معروف است. در این بازه زمانی حرارت ذرات حدود 10 به توان 15 تا 10 به توان 13 درجه کالوین تخمین زده میشود. ذرات شروع به سرد شدن میکنند و کائنات شکل میگیرد
3 ثانیه بعد از بیگ بنگ، عناصر اولیه شروع به شکل گیری میکنند. اولین چیزی که پدید می آید هسته هیدروژن است. بعد از پدید آمدن هسته های هیدروژن باهم پیوند خردند و هلیوم پدید آوردند. به این پدیده "Nucleosynthesis" گفته میشود.
10,000 سال بعد از بیگ بنگ دوران تشعشعات مایکروویو که از آنها یاد شد. بیشتر کائنات در این زمان همچنان بصورت امواج (نوعی از انرژی) بود. این امواج شامل امواج اشعه ایکس و رادیویی و فرابنفش میشدند
300,000 سال بعد از بیگ بنگ دوران چیرگی ماده بر انرژی (از لحاظ تکثر). در این دوران امواج به طول موجهای بیشتری رسیدند (هرچه طول موج بیشتر باشد مقدار انرژی یک موج کمتر است) و دما حدود 10 هزار درجه کلوین بود. اتمهای لیتیوم در این دوران در حال شکل گیری بودند و الکترونهایی که با هسته های هیدروژن و هلیوم پیوند خوردند نمونه های اتمی پایداری را تشکیل داده بودند.
300 میلیون سال بعد از بیگ بنگ ستاره ها و کهکشانها شروع به شکل گرفتن میکنند. کائنات تا این زمان بصورت یک ابر بسیار بزرگ از گاز بود تا اینکه در این دوران قسمتهای نامتوازن این ابر بزرگ از گاز شروع به جذب مواد بیشتر کرد و این امر باعث شد این بسته های گازی چگال و چگالتر از گذشته شوند. سر انجام ستاره ها شروع به انفجار کردند (به پایان رسیدن عمر یک ستاره و پایان آنرا سوپرنوا مینامند Supernova پدیده بسیار جالب دیگریست که توضیح آن خارج از این نوشتار است.) و تولد ستاره های جدید شد که مجموعه کثیری از این ستاره ها ایجاد کهکشانها را باعث شد. پدید آمدن این کهکشانهای اولیه حدود 12 تا 15 سال قبل از پدید آمدن منظومه شمسی و کهکشان راه شیری ما بود. کائنات از آن دوران تابحال در حال ایجاد کردن کهکشانها و ستاره ها همچون ستاره ما (خورشید) است.
[/FONT]
