تاریخ پیدایش جهان
(بخش نخست)
فهرست مندرجات
- اولین ٣ دقیقه
- در دقیقه ٣
- بعد از ٣٠٠ هزار سال
- بعد از یک میلیون سال
- نزدیک شدن به‌یک میلیارد سال
- چند بیلیون سال بعد
- ۴/۵ بیلیون سال پیش
- يادداشت‌ها
- پی‌نوشت‌ها
- جُستارهای وابسته
- سرچشمه‌ها
تئوری بیگ بنگ (مهبانگ) برجسته‌ترین تئوری علمی است که تاکنون در مورد پیدایش جهان ارائه شده است. به‌طور تخمینی انفجار بزرگ در حدود ۱۵ میلیارد سال گذشته رخ داد. با اینکه بشر سالیان سال است که در جستجوی درک پیداش جهان است اما تنها در طی ۵٠ سال گذشته توانسته است که به‌پاسخ برخی از سوالات در باره پیدایش جهان و عالم گیتی دست یابد.
در طول این سالیان تمدن‌های مختلف با به‌وجود آوردن گونه‌های مختلف کیهان‌شناسی سعی بر آن داشته‌اند که فلسفه هستی و پدیده‌های که در طبیعت و آسمان تاریک رخ می‌دهد را روشن سازند. به‌طور قابل ملاحظه بعضی از عقاید مطرح شده از بعضی جهات به‌واقعیات نزدیک بوده‌اند.
نظریه انفجار بزرگ در ابتدا توسط کشیش بلژیکی به‌نام Georgs Lemaitre در سال ۱۹٢٧ بیان شد. فرضیه او بعد از مشاهده‌ی تغییر red shift (خطوط طیف قرمز که برای اندازه‌گیری فاصله ستارگان از زمین به‌کار می‌رود) در سحابی‌های دور دست ( توده‌های عظیم گازی) توسط ستاره‌شناسان، به‌عنوان مدل مبنی بر فرضیه‌ی نسبیت برای جهان مطرح شد. اما فرضیه بیگ بنگ زمانی قاطعانه مورد تایید قرار گرفت که این تشعشعات در سال ۱۹٦۴ توسط Arno Penzias و Robert Wilson کشف شد. که بعدها این ٢ نفر به‌علت همین کشف خود برنده جایزه نوبل شدند.
به‌طور تخمینی ۱۵ بیلیون سال پیش تمامی مواد و همچنین فضا در یک حجم کوچک و بسیار داغ فشرده شدند و در کمتر از یک ثانیه شروع به‌انبساط کردند که این انبساط همچنان ادامه دارد.
اما قبل از انفجار بزرگ چه اتفاقی روی داده بود؟ تا به‌حال کسی جواب این سوال را نمی‌داند. اما نظریات گوناگونی در این باره وجود دارد. به‌عقیده برخی لکه اولیه به‌وسیله نوسانات کوانتوم در خلاء به‌وجود آمد برخی دیگر بر این باورند که لکه اولیه در اثر اتفاقاتی که در کیهانی دیگر روی داده به‌وجود آمده. عده‌ای دیگر بر این باورند که کیهان خودش را در طول تریلیون‌ها سال بازسازی می‌کند و هر بار که دو تا از ابعاد با هم برخورد می‌کنند انفجار بزرگ رخ می‌دهد و البته نظریات دیگری هم وجود دارد.
سعی ما در اینجا این است که تا جایی که علم امروزی قادر به‌آن است وقایعی را که منجر به پیدایش حیات شد را مختصر و با زبانی ساده بیان کنم.
[↑] اولین ٣ دقیقه
در ثانیه صفر: در حال حاضر قبل از انفجار بزرگ کیهان خیلی داغ و غلیظ است. قوانین فیزیک هنوز قابل کاربرد نیستند. در این لحظه حداقل ۱٠ بعد برای شکل دادن به‌کیهان به‌وجود می‌آیند. از این ابعاد تنها ۴ بعد به‌وجود خود ادامه می‌دهند که ما آنها را می‌شناسیم: ٣ بعد فضا و یک بعد زمان.
در نتیجه روی دادن انفجار بزرگ فضا منبسط شده و سپس خنک می‌گردد در این زمان نطفه حوادث مهمی بسته می‌شود که به‌اختصار آنها را مرور می‌کنیم...
ثانیه: (۱٠-۴٣) ٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠۱/٠
گرانش یا جاذبه که یکی از ۴ نیروی بنیادیست پدیدار می‌گردد.
ثانیه: (۱٠-٣۴) ٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠۱/٠
ماده تشکیل می‌شود قطعات ساختاری مانند ذرات کوارک لپتون فوتون و نوترون به‌کیهان سرازیر می‌شوند. قابل یادآوری ست که در این لحظه کیهان به‌اندازه یک هندوانه می‌باشد.
ثانیه: (۱٠-٦) ٠٠٠٠٠٦/٠
کوارک‌ها به‌همدیگر می‌پیوندند در نتیجه پروتون و نوترون به‌وجود می‌آیند. پروتون و نوترون که هر کدام از ٣ کوارک تشکیل شده‌اند ذرات اصلی در هسته تمامی اتمها می‌باشند.
[↑] در دقیقه ٣:
در ابتدا به‌دلیلی که هنوز هم برای دانشمندان معلوم نیست یک الکترون به‌وجود آمد این الکترون با جذب انرژی با یک الکترون دیگر ترکیب شد و یک پروتون به‌وجود آورد این الکترون و پروتون با هم دیگر سایر اجزای اتم از قبیل پوزیترون، میون و ... را پدید آوردند و بدین ترتیب اولین عنصر (هیدروژن) تشکیل شد.
هیدروژن‌های تشکیل شده با پدیده‌های هم جوشی باعث به‌وجود آمدن عناصر سنگین تر از قبیل هلیم و لیتیم (که سبکترین عناصر می‌باشند) شدند. ترکیب شدن این عناصر جرمی را تشکیل داد که به‌تدریج با آزاد کردن انرژی به‌اجرام کوچک تر تجزیه میشد (این فرآیندها چند صد میلیارد سال طول کشیده است) اما یکی از این اجرام بسیار سنگین به‌علت فراوانی انرژری درونی حاصل از هم جوشی و شکافت هسته ای به‌یک باره منفجر شد و اجزای کوچک تری با ثبات اتمی بیشتر نسبت به‌جرم اولیه پدید آمدند.
[↑] بعد از ٣٠٠ هزار سال:
میانگین دما به ٣٠٠٠ درجه کاهش یافته است (برابر با ۵٠٠٠ درجه فارنهایت). الکترون‌ها قادر به ماندن در مدار هسته هستند. اتم‌های هیدروژن و هلیوم سر انجام سوخت ستارگان را به‌وجود می‌آورند.
[↑] بعد از یک میلیون سال:
تا این زمان کیهان کدر و مات بوده است و غیر قابل رویت و این به‌دلیل فزونی الکترون‌های رها شده است. هنگامی که بیشتر الکترون‌ها در مدار هسته قرار می‌گیرند کیهان شفاف‌تر شده و دیدن آن‌سوی کیهان ممکن می‌شود. زمان زیادی طول خواهد کشید تا کسی برای دیدن در پیرامون باشد...
[↑] نزدیک شدن به‌یک میلیارد سال
در این زمان کیهان که هنوز در مراحل اولیه گسترش است از ابرهای غول‌پیکر هیدروژن و هلیوم که به‌طور نا برابری در فضا هستند تشکیل شده است. اما رخداد شگرفی در شرف وقوع است. پدیده‌ای بهت‌انگیز و با عظمت در پیچیدگی و سادگیش...
[↑] چند بیلیون سال بعد:
به‌وجود آمدن خوشه‌های کهکشانی: نوسانات کوانتوم بسیار کوچک و مادون اتمی در ٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠۱/٠ ثانیه به‌وجود آمده در انفجار بزرگ باعث به‌وجود آوردن امواجی ناهموار می‌شود که با انبساط کیهان بزرگتر می‌شود. این امواج ناهموار به‌طور تخمینی کوچکترین آنها جرمی برابر با ۵٠٠ ترلیون خورشید را دارا بود. این امواج ناهموار منشأ خوشه‌های کهکشانی هستند که ما امروزه می‌بینیم.
به‌وجود آمدن کهکشان‌ها: جاذبه گرانشی به‌تدریج بی‌نظمی‌هایی را در تراکم (چگالی) مواد تشدید می‌کند. در نتیجه نواحی از فضا با تراکم بیشتر به‌وجود آمده امروزه ما این نواحی از فضا را کهکشان می‌نامیم.
پیدایش اولین ستارگان: اتم‌های هیدروژن و هلیم در مناطق موضعی با تراکم بیشتر متمرکز شده‌اند این جاذبه گرانشی است که سرانجام منجر به‌وجود آمدن مناطقی با تراکم شدید فشار زیاد و درجه حرارت بسیار زیاد می‌شود در نتیجه هسته اتم‌های هیدروژن با همدیگر ترکیب می‌شوند. این باعث می‌شود که هیدروژن به‌هلیوم تبدیل شده و بخشی از جرم اولیه به‌انرژی تبدیل گردد. منظور از انرژی در اینجا گرما و نور می‌باشد. بدین‌گونه اولین ستارگان به‌وجود آمدند.
پیدایش ارکانی از حیات: اولین ستارگان هزاران مرتبه از خورشید ما سنگین‌تر هستند. طول عمر آنها نیز از خورشید کمتر می‌باشد زیرا هیدروژن خود را تنها در طی چندین میلیون سال مصرف می‌کنند. موقعی که ذخیره هیدروژن آنها تمام شود این اولین ستارگان در فرایند فروپاشی قرار می‌گیرند در نتیجه این فروپاشی واکنش‌های هسته‌ای دیگری روی می‌دهد که باعث به‌وجود آمدن عناصر سنگین‌تر مانند کربن نیتروژن اکسیژن و ... می‌شود. لازم به‌یادآوری است که وجود این عناصر برای ادامه حیات لازم است و بدون آنها حیات موجودات زنده ممکن نیست. وجود این عناصر باعث انفجار ستارگان شده و سوپرنوا یا ابر نواختر به‌وجود می‌آورد. انفجار ستارگان همچنین ذرات سنگینی را که نامبرده شد به‌فضای کهکشانی پراکنده می‌کند.
پیدایش دومین نسل از ستارگان: امواج شوکی از سوپرنوا منجر به‌فروپاشی ابرهای مجاور که از گاز تشکیل شده‌اند می‌شود. ستارگانی مانند خورشید که از دومین نسل به‌وجود آمده ستارگان می‌باشد بدین ترتیب به‌وجود آمده‌اند. ستارگان به‌وجود آمده در مقایسه با نسل اول جرم کمتر و عمر بیشتری دارند (عمر آنها بیلیون‌ها سال است در مقایسه با نسل اول که میلیون‌ها سال عمر کردند) ستارگانی که امروز می‌بینیم همگی از این نسل هستند.
کهکشان ما راه شیری می‌باشد که احتمالاً از ۴٠٠ بیلیون ستاره تشکیل شده است که به‌طور تقریبی ۱٠٠ هزاز سال نوری قطر دارد (۱ سال نوری تقریباً برابر با ٦ تریلیون مایل است) عقیده برخی بر آن است که کهکشان راه شیری در حدود ٨ بیلیون سال پیش به‌وجود آمد در حالی که برخی دیگر تاریخ پیدایش ان را ۱۴ بیلیون سال پیش می‌دانند. این کهکشان از مجموعه‌ای از کهکشان‌های کوچک‌تر تشکیل شد.
خورشید: (یکی از ستارگان) ٢ میلیون بار بزرگتر از زمین است و تقریباً در وسط کهکشان قرار دارد. خورشید هر ٢۵٠ میلیون سال یک‌بار بدور مرکز کهکشان دور می‌زند.
کهکشان‌ها شامل چند بیلیون تا چند تریلیون ستاره می‌باشد. ساختار مارپیچی که در کهکشان‌های زیادی یافت می‌شود به‌وسیله جاذبه گرانشی که مناطقی با تراکم زیاد را می‌سازند به‌وجود می‌آید. ستارگان به‌دور مرکز کهکشان می‌گردند اما این چرخش سریع‌تر از چرخش قسمت‌های مارپیچی می‌باشد در نتیجه به‌داخل یا بیرون این مناطق که غلظت و تراکم بیشتری دارند متناوب عبور می‌کنند.
چرا کهکشان‌ها همانند یک ورقه یا بشقاب هستند؟ شکل کهکشان‌ها که همانند دیسک یا بشقاب هستند به‌وسیله فعل و انفعال (کنش و واکنش) ٢ نیرو به‌وجود می‌آیند:
- ۱) جاذبه گرانشی مواد را در مرکز متمرکز می‌کند.
٢) انرژی چرخشی (نیروی حرکتی) باعث می‌شود که ماده از محور حرکت دور شود.
خوشه‌های کهکشانی شامل چندین دو هزار جین کهکشان می‌باشد. این سوال مطرح می‌شود که ایا در سیاره‌های دیگر حیات وجود دارد؟ تا کنون علم به‌شواهدی در این زمینه دست نیافته است. برای جستجوی حیات در ماورای زمین در دهه‌های آینده علم به‌وسیله اسپتروسکوپی به‌دنبال اثری از حیات که همانا موادی مانند اکسیژن می‌باشد در اتمسفر سیارگان دیگر خواهد بود. بعضی از محققین بر این باورند که وجود حیات در ستارگان نزدیک به‌مرکز پر ازدحام کهکشان به‌دلیل تشعشعات بسیار زیاد و برخورد‌های ستاره‌های دنباله‌دار غیر محتمل است. همچنین محققین بر این باورند که حیات در ستارگان بسیار دور به‌دلیل کمیابی مواد سنگین (کربن نیتروژن و اکسیژن) غیر ممکن است.
[↑] ۴/۵ بیلیون سال پیش:
پیدایش سیستم خورشیدی: محتمل این است که امواج شوکی از سوپر نواهای مجاور محرک آغاز فرایند فروپاشی گرانشی (بعضی از آن به‌عنوان چگالش یا تغلیظ نام می‌برند) باشند این فرایند باعث ایجاد سیستم خورشیدی از ابرهای گاز هیدروژن به‌نام نبولا (توده‌های عظیم گاز و گرما بین فواصل ستارگان) می‌شود. نبولا متشکل از عناصر سنگین که به‌جا مانده از انفجار سوپر نواها می‌باشد، است. با انقباض این نبولا‌ها، چرخشی به‌شکل دیسکی چرخشی به‌نظر می‌رسید (دلایل همانند دلایلی است که برای توضیح دیسک مانند بودن کهکشان‌ها آورده شدند). بیشترین تراکم جرم در مرکز بود که منجر به‌پیدایش خورشید گردید. خرده‌های باقی مانده هم به‌زمین و سایر سیاره‌ها تبدیل گشتند.
پیدایش ماه: زمانی که ریزه‌های باقی مانده به‌سیارگان تبدیل می‌شدند شیئی به‌اندازه مریخ به‌زمین برخورد کرد. این شیء خودش در زمین فرو رفت اما بخش‌هایی از لایه‌های بیرونی زمین بخار شد و به‌فضا پس زده شد. قسمتی از این مواد پس زده شده بعداً به‌زمین برگشت در حالی که باقی‌مانده مواد با همدیگر ترکیب شده و ماه را به‌وجود آوردند. سپس سطح زمین سرد گردید و ذرات زمین (مقدمتاً آهن و مگنزیوم) متمایل به‌فرو رفتن به‌لایه‌های عمیق بودند در حالی که ذرات سبکتر (مقدمتاً اکسیژن و سیلیکون) به‌سوی سطح شناور گشتند. در بهضی جاها آنها یک‌پارچه و سفت شده و به‌پوسته زمین تبدیل شدند. این پوسته در مناطق اقیانوس به‌اندازه نصف دوجین و در مناطق قاره‌ای یک دو جین ضخامت دارد.
حرکت لایه‌های زیرین صخره‌های گداخته باعث راندگی مناطق شناور در بالا در طی چندین بیلیون سال آینده گردید. این لایه‌ها با همدیگر برخورد کرده و به‌طرف زیرین یکدیگر رانده می‌شوند.
پیدایش رشته کوه‌ها: رشته کوه‌ها از ٢ طریق به‌وجود می‌آیند:
- ۱)قسمت نازک پوسته زمین (بستر اقیانوس) که به‌زیر پایین قاره‌ها رانده می‌شود، ذوب شده و مانند حبابی بالا می‌آید و به‌سمت قسمت بالایی پوسته با فشـار رانده می‌شـود (پیدایش رشـته آتشـفشان‌های سـاحلی) و
٢) بخش‌های قاره‌ایی پوسته با همدیگر برخورد می‌کنند (پیدایش رشته کوه‌های هیمالیا)
تراکم سنگ‌های معدنی فلزی در رگ سنگ‌ها: مواد معدنی یا آلی داغ که به‌شکاف‌های سرد پوسته نفوذ می‌کنند باعث جدایی ذرات از همدیگر بر اساس درجه حرارتی که در آن کریستالیزه می‌شوند می‌گردد. این منجر به‌تغلیظ سنگ‌های معدنی در رگ سنگ‌ها می‌شود.[۱]
[↑] يادداشت‌ها
يادداشت ۱: اين مقاله علمی توسط آقای بهزاد جواهری، دانشمند ارجمند ايرانی، به رشتۀ تحرير درآمده است که به تقاضای مهدیزاده کابلی، ايشان نسخۀ کامل مقاله‌ی خود را زير عنوان "پيدايش جهان" به دانشنامهی آريانا ارسال داشتند.
[↑] پی‌نوشت‌ها
[۱]- بهزاد جواهری، تاریخ پیدایش جهان (قسمت اول)، سایت بی‌خدایان
[↑] جُستارهای وابسته
□
□
□
[↑] سرچشمه‌ها
□ سایت بی‌خدایان
[برگشت به بالا]