مبدأ آفرینش

**رزیتا** · #1 10-25-2009

چگالی جهان

مقدمه

جهان در حال انبساط است، اما نیروهای جاذبه بین مواد، باعث کند شدن این انبساط می‌شوند. هر چه جرم جهان متراکم‌تر باشد، به همان اندازه چگالی آن زیادتر شده و انبساط آن کندتر می‌شود. جهانی که چگالی بالایی دارد ممکن است بالاخره بخاطر قدرت نیروهای جاذبه بین قسمتهای تشکیل دهنده‌اش ، منقبض شود. اگر جهان به اندازه کافی چگالی نداشته باشد، برای همیشه در حال انبساط خواهد بود.

سرنوشت نهایی جهان احتمالا به مقدار ماده سیاهی که در آن وجود دارد بستگی خواهد داشت. ماده سیاه ، (ماده‌ای است نامرئی که فقط توسط تأثیرات جاذبه‌اش قابل مشاهده می‌باشد.) ماهیت دقیق و پراکندگی ماده سیاه هنوز شناخته نشده است. اما ستاره شناسان پیش بینی می‌کنند که حدود 90 درصد جرم جهان احتمالا از این ماده تشکیل شده باشد، تصور می‌شود که مقداری از آن در حفره‌های سیاه ، مقداری بصورت ستاره‌های تاریک و مقداری در هاله‌های تیره‌ای که در اطراف کهکشانها هستند، وجود داشته باشد.

کشفهای تازه انرژی تاریک

تلسکوپ فضایی و ارزشمند هابل در کشفی جدید به شواهدی دست یافته است که ضمن تأیید نظریه‌های اولیه آلبرت اینشتین نشان می‌دهد نوعی انرژی مرموز و ناشناخته موسوم به انرژی تاریک حتی ‪ ۹‬میلیارد سال قبل وجود داشته و سبب گسترش ابعاد جهان شده است. آدام ریس محقق دانشگاه جانز هاپکینز و نیز موسسه تلسکوپهای فضایی سازمان ناسا اعلام کرد کشف جدید به حل معمای انرژی تاریک که یکی از اساسی‌ترین سوالات علم فیزیک محسوب می‌شود، کمک بزرگی می‌کند.

آلبرت اینشتین در نظریه‌های اولیه خود مطرح کرده بود که نیروی جاذبه بین مواد سبب می‌شود تعادل کیهان بر هم خورده و جهان منقبض شود و به همین جهت برای ایجاد تعادل نیروی ناشناخته دیگری باید در جهان وجود داشته باشد که وی آن را ثابت کیهانی (‪ (Cosmological Constant‬نامید. اینشتین بعدها این نظریه خود را پس گرفته و از آن به عنوان بزرگترین اشتباه عمر خود یاد کرد، اما دانشمندان سرانجام در سال ‪۱۹۹۸‬ موفق به مشاهده عملی شواهد این انرژی ناشناخته و پنهان شده و نظریات اولیه `اینشتین` را مجددا مطرح کردند.

به گفته ریس ، ویژگی ضد جاذبه انرژی تاریک همچنان در جهان هستی وجود داشته و سبب گسترش ابعاد جهان می‌شود و شواهد تازه بدست آمده تلسکوپ هابل نشان می‌دهد حتی ‪ ۹‬میلیارد سال قبل نیز جهان در اثر وجود همین انرژی در حال گسترش یافتن بوده است. عمر جهان در حدود ‪ ۱۳/۷‬میلیارد سال تخمین زده می‌شود. دانشمندان در این مطالعه ، ‪ ۲۴‬ستاره قدیمی را که همگی حدود ‪ ۹‬میلیارد سال قبل در انفجارهایی بسیار نورانی موسوم به `ابرنواختر`منفجر شده‌اند مورد بررسی قرار دادند.

به گفته محققان، این ستاره‌ها که هر کدام حدود ‪ ۱/۴‬برابر خورشید جرم داشته‌اند همگی در زمانی تقریبا مشابه منفجر شده و تمام جرم خود را به نور تبدیل کرده‌اند. دانشمندان با اندازه‌گیری نور شدید حاصل از این انفجارها که ‪۹‬ میلیارد سال قبل رخ داده و هم‌اکنون پس از طی کردن مسافت ‪ ۹‬میلیارد سال نوری به زمین رسیده، موفق شدند تاثیر `انرژی تاریک` بر گسترش جهان را در تمامی این مدت بسنجند.

نتایج این بررسی با تایید نظریه‌های مطرح شده در سال ‪ ۱۹۹۸‬مجددا بر وجود `انرژی تاریک` در جهان از میلیاردها سال قبل تاکنون تأیید کرد. به رغم شناسایی شواهد جدید از وجود `انرژی تاریک`، ماهیت این انرژی همچنان برای فیزیکدانان به شکل معما باقی مانده ‌است. اینشتین در زمان معرفی ثابت کیهانی و یا به عبارتی انرژی تاریک ، آن را یک ویژگی مربوط به فضای بیکران نامید. برخی دیگر از نظریه‌پردازان آن را حاصل یک میدان الکترومغناطیسی بسیار عظیم می‌دانند و برخی دیگر نیز آن را به نکات ناشناخته قانون جاذبه ارتباط می‌دهند.

انبساط 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 می‌شوند. هر چه جرم جهان متراکم تر باشد، به همان اندازه چگالی زیاد شده و انبساط آن کندتر می‌شود. جهانی که چگالی بالایی دارد، ممکن است بالاخره به خاطر قدرت نیروهای جاذبه بین قسمتهای تشکیل دهنده‌اش ، 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 می‌شود، چقدر است؟ این اندازه برابر 5 x 10-27Kg/m3 است که چگالی بحرانی می‌باشد. 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 تاریک 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 سیاره‌ها به دور خورشید همچنان ادامه داشت و اخترشناسان 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

**رزیتا** · #2 10-25-2009

آینده جهان

دید کلی

زمین ، سیاره آبی رنگ ما ، هنوز حدود پنج میلیارد سال دیگر به دور خورشید خواهد چرخید. آنگاه خورشید در آخرین روزهای عمر خودش همانند یک بادکنک کاملا باد کرده خواهد شد و به صورت یک ستاره عظیم و غول پیکر سرخ فام در خواهد آمد و دو سیاره داخلی منظومه خود ، یعنی عطارد و زهره را فرو می‌بلعد. زمین تا یک هزار درجه سانتیگراد حرارت خواهد یافت. تمام آثار حیات و زندگی ، مدتها قبل از آن از بین رفته تمامی آب اقیانوسها بخار شده است.

آینده زمین

اینکه آیا سیاره ما نیز در مبارزه مرگ خورشید کاملا منهدم می‌شود یا نه؟ هنوز مشخص نیست. اما قطعا هیچ موجود زنده‌ای روی کره زمین شاهد مرگ خورشید نخواهد بود. با وجود این ، مهلتی که به ما داده شده است، بسیار بسیار طولانی است و اگر بشریت تا پنج میلیون سال دیگر ، روی این سیاره دوام بیاورد، خورشید هزار برابر این زمان به زندگی خود ادامه خواهد داد.

عاقبت سایر نقاط جهان

اما تکلیف سایر نقاط دنیا ، نظیر سیارات و ستاره‌های دیگری که در کهکشان راه شیری وجود دارند و حتی کهکشانهای دیگر چه خواهد بود؟! امروزه باید اینطور فرض کنیم، که عالم ، تا ابد همچنان انبساط خواهد یافت. آنگاه در زمانی بسیار دور تمام ستارگان خاموش خواهند شد. دستگاههای منظومه‌ای و سیاره‌ای فرو خواهند پاشید و کهکشانها به صورت سیاهچاله‌های عظیمی در هم پیچیده خواهند شد. در فرضیه‌های جدیدتری ادعا شده است که پس از حدود 3X106 سال پروتونها (که ما آنها را به عنوان سنگ بناهای پایدار هسته می‌شناسیم) فرو خواهند پاشید.

از این طریق نوترونها هم که قادر نیستند به تنهایی به زندگی ادامه دهند و همچنین تمام هسته اتمها ، ستارگان و باقیمانده سیارات ناپدید می‌شوند. 3X106 سال البته زمانی بسیار طولانی و غیر قابل تصور است. برای نمونه جالب است بدانید که اگر افسانه‌ای را چنین تصور کنیم که هر 1000 سال یک بار ، پرنده‌ای کوچک بیاید تا با منقار خود سنگریزه‌ای به وزن یک گرم را جدا کرده و با خود ببرد، در زمان 3X106 سال این پرنده خواهد توانست همه کره زمین را با خود ببرد.

پس از دورانهای بسیار طولانی‌تر سیاهچاله‌ها نیز باید فرو بپاشند. چیزی که اگر به ظاهر غیر قابل تصور است، اما با تحقیقات دانشمندان امکان پذیر می‌نماید. بنابراین در آینده‌ای بسیار دور ، عملا دیگر هیچ ماده‌ای وجود نخواهد داشت. در آن زمان عالم رنگارنگ ما ، کهکشانها ، ستارگان ، سیاره‌ها و تمامی موجودات زنده خود ، صحرایی از بین رفته و انباشته از تشعشعات خواهد بود.

**رزیتا** · #3 10-25-2009

جهانهای موازی

دید کلی

آیا نسخه دومی از شما ، یک رونوشت از خود شما وجود دارد که همین الان مشغول خواندن این مقاله باشد؟

آیا شخصی دیگر با اینکه شما نیست، روی سیاره‌ای به نام زمین با کوههای مه گرفته ، مزارع حاصل خیز و شهرهای بی در و پیکر در منظومه خورشیدی که هشت سیاره دیگر نیز دارد، زندگی می‌کند؟

آیا زندگی این شخص از هر لحاظ درست عین زندگی شما بوده است؟

اگر جوابتان مثبت است، شاید در این لحظه او تصمیم بگیرد این مقاله را تا همین جا رها کند، در حالی که شما به خواندن مقاله تا انتها ادامه خواهید داد.

نظریه جهانهای موازی

اندیشه وجود یک خود دیگر نظیر آنچه که در بالا شرح آن رفت عجیب و غیر معقول به نظر می‌رسد، اما آنگونه که از قرائن بر می‌آید انگار مجبوریم آن را بپذیریم. زیرا مشاهدات نجومی از این اندیشه غیر مادی پشتیبانی می‌کنند. بنابر این پیش بینی ساده‌ترین و پر طرافدارترین الگوی کیهان شناسی که امروزه وجود دارد، این است که هر یک از ما یک جفت (همزاد) داریم که در کهکشانی که حدود 10280 متر دورتر از زمین قراردارد، زندگی می‌کنند.

این مسافت آنچنان زیاد است که بطور کامل خارج از هر گونه امکان بررسیهای نجومی است، اما این امر واقعیت وجود نسخه دوم ما را کمرنگ نمی‌کند. این مسافت بر اساس نظریه احتمالات مقدماتی برآورده شده و حتی فرضیات خیال پردازانه فیزیک نوین را نیز در بر نگرفته است.

فضای بیکران

اینکه فضا بیکران است و تقریبا بطور یکنواخت از ماده انباشته شده است، چیزی که مشاهدات هم آن را تأیید می‌کنند. در فضای بی کران حتی غیر محتمل‌ترین رویدادها نیز بالاخره در جایی ، اتفاق خواهند افتاد. در این فضا ، بینهایت سیاره مسکونی دیگر وجود دارد، که نه تنها یکی بلکه تعداد بیشماری از آنها مردمانی دارند که شکل ظاهری ، نام و خاطرات آنها دقیقا همان هاست که ما داریم. به ساکنانی که تمامی حالتهای ممکن ار گزینه‌های موجود در زندگی ما را تجربه می‌کنند. من و شما احتمالا هرگز خودهای دیگران را نخواهیم دید.

وسعت عالم

دورترین فاصله‌ای که ما قادر به دیدن آن هستیم، مسافتی است که نور در مدت 14 میلیارد سال که از انفجار بزرگ و آغاز انبساط عالم سپری شده است، طی می‌کند. دورترین اجرام مرئی هم اکنون حدود 4x1026 متر دور تر از زمین قرار دارند. این فاصله که عالم قابل مشاهده توسط ما را تعریف می‌کند. بطور مشابه ، عالمهای خودهای دیگر ما کراتی هستند به همین اندازه ، که مرکزشان روی سیاره محل سکونت آنهاست. چنین ترکیبی ساده‌ترین و سر راست‌ترین نمونه از جهانهای موازی است. هر جهان تنها بخشی کوچک از "جهان چند گانه" بزرگتر است.

جدال فیزیک و متا فیزیک

با این تعریف از جهان ممکن است شما تصور کنید که مفهوم جهان چند گانه تا ابد در محدوده قلمرو متا فیزیک باقی خواهد ماند. اما باید توجه داشت که مرز میان فیزیک و متا فیزیک را این مسأله که یک نظریه از لحاظ تجربه قابل آزمون است، یا خیر تعیین می‌کند نه این موضوع که فلان نظریه شامل اندیشه‌های غریب و ماهیتهای غیر قابل مشاهده است. مرزهای فیزیک به تدریج با گذر زمان فراتر رفته و اکنون مفاهیمی است بسیار انتزاعی تر نظیر زمین کروی ، میدان الکترو مغناطیسی نامرئی ، کند شدن گذر زمان در شرعتهای بالا ، برهمنهی کوانتومی ، فضای خمیده و سیاهچاله را در بر گرفته است. طی چند سال گذشته مفهوم جهان چند گانه نیز به این فهرست اضافه شده است.

پایه این اندیشه بر نظریاتی است که امتحان خود را به خوبی پس داده‌اند. نظریاتی همچون نسبیت و نظریه مکانیک کوانتومی ، افزون بر آن به دو قاعده اساسی علوم تجربی نیز وفادار است. که پیش بینی می‌کنند و می‌توانند آن را دستکاری نمایند.

انواع جهانهای موازی

دانشمندان تا کنون چهار نوع جهان موازی متفاوت را تشریح کرده‌اند. هم اکنون پرسش کلیدی وجود یا عدم جهان چند گانه نیست، بلکه سوال بر سر تعداد سطوحی است که چنین جهان می‌توان داشته باشد. یکی از نتایج متعدد مشاهدات کیهان شناسی اخیر این بوده است که جهانهای موازی دیگر مفهومی خیال پردازانه و انتزاعی صرف نیست. به نظر می‌رسد که اندازه فضا بینهایت است. اگر اینگونه باشد، بالاخره در جایی از این فضا هر چیزی که امکان پذیر باشد واقعیت خواهد یافت. اصلاً مهم نیست که امکان پذیری آن تا چه حد نامتحمل است.

فراسوی محدوده دید تلسکوپهای ما ، نواحی دیگری از فضا کاملا شبیه آنچه که پیرامون ماست وجود دارند، آن نواحی یکی از انواع جهانهای موازی هستند. دانشمندان حتی می‌توانند محاسبه کنند که این جهانها بطور متوسط چقدر با ما فاصله دارند و مهمتر از همه اینکه تمامی اینها فیزیک حقیقی و واقعی است. زمانی که کیهان شناسان با نظریاتی روبرو می‌شوند که از استحکام لازم برخوردار نیستند، نتیجه می‌گیرند که جهانهای دیگر می‌توانند ویژگیها و قوانین فیزیکی کاملا متفاوتی داشته باشند. وجود این جهانها بسیاری از جنبه‌های پرسش بنیادی در خصوص ماهیت زمان و قابل درک بودن جهان فیزیکی را پاسخ داد.