چگونگی پیدایش جهان از سوال‌هایی بوده که همیشه فکر انسان را مشغول کرده است. در علم نجوم تئوری‌های مختلفی درباره پیدایش جهان وجود دارد که بیگ‌بنگ یا مهبانگ مورد قبول‌ترین آن است. این تئوری از زمانی شروع می‌شود که ما به علت دمای فوق‌العاده زیاد آن زمان، نمی‌توانستیم وجود داشته باشیم. تئوری بیگ‌بنگ پذیرفته شده‌ترین نظریه درباره شروع و تکامل جهان است. در این تئوری گفته می‌شود حدود ۱۴ میلیارد سال پیش، جهان از یک ماده بسیار چگال که ابعاد آن تنها حدود چند میلیمتر بوده است تشکیل شده بود. در حدود یکصد سال پیش در سال‌های آغازین قرن بیستم، دانشمندان بسیاری در پی یافتن جوابی برای راز پیدایش جهان بودند؛ آیا جهان از زمان خاصی به وجود آمده یا اینکه جهان هیچگاه متولد نشده و همیشه وجود داشته است؟ نخستین پاسخ‌ها به این سوال در ۱۹۱۹ میلادی داده شد؛ زمانی که آلبرت اینشتین نظریه نسبیت عام خود را شرح داد؛ یکی از کسانی که به تئوری نسبیت عام اینشتین توجه کرد و آن را در مطالعات کیهان‌شناسی خود به کار برد کیهان‌شناس بلژیکی ژرژ لومتر بود. او روی این تئوری کار کرد و برای زمان نقطه آغازی قائل شد و آن را بیگ‌بنگ نام نهاد. او فرض کرد جهان از چیزی به وجود آمده است که او آن را اتم اولیه نامید. این اتم اولیه منفجر شده و به قطعات دیگر تبدیل می‌شود و آن ذرات یک بار دیگر به ذرات دیگر تفکیک می‌شوند تا اینکه اتم‌های تشکیل دهنده این جهان به وجود می‌آیند. تئوری لومتر بلافاصله همه‌گیر نشد. این تئوری هنوز ابهامات بسیاری داشت تا زمانی که ادوین هابل کهكشان‌هایی را که به سرعت در حال دور شدن از زمین بودند مشاهده کرد. این مشاهده تأییدی بر نظریه لومتر بود.
فرضیه لومتر درباره آغاز جهان با آن چیزی که امروز درباره آغاز جهان می‌دانیم متفاوت است. او معتقد بود نقطه آغازین جهان دارای ساختار مرکب بوده و بعداً به اجزای سازنده جهان تفکیک شده، اما امروزه دانشمندان معتقدند جهان در ابتدا بسیار ساده بوده و بعداً رشد پیدا کرده و پیچیده شده و توسعه یافته است.
ایده بیگ‌بنگ ابتدا به وسیله دانشمندی
روسی الاصل که در آمریکا متولد شده بود به نام جورج گاموف ارائه شد. در سال ۱۹۴۰ میلادی این دانشمند به همراه شاگرد خود رالف آلفر فرض کردند که جهان از یک انفجار بزرگ و فوق‌العاده گرم به نام بیگ‌بنگ آغاز شده است، سپس جهان از این ماده سوپ‌مانند که بعد از انفجار به جای مانده بود و مخلوطی از پروتون، نوترون، الکترون و اشعه‌های مختلف بود رشد پیدا کرد و رفته رفته سرد شد. عناصری که در ابتدا به وجود آمدند هیدروژن و هلیوم بودند و طبق گفته این دانشمند در نیم ساعت پس از انفجار بزرگ تمام عناصر موجود در عالم به دنبال هیدروژن و هلیوم خلق شدند. تئوری بیگ‌بنگ خوشایند بعضی از دانشمندان نبود. آنها می‌گفتند جهان همیشه بوده و برای آن نمی‌توان آغازی متصور بود. این نظرات باعث شده بود بعضی از دانشمندان دنبال کشف تاریخ جهان بگردند و تئوری‌اي ارائه دهند که در آن بیگ‌بنگ را نفی کنند. 2 دانشمند استرالیایی به نام‌هاي توماس گلد و هرمن باندی و دانشمندی انگلیسی به نام فرد هویل در رقابت با این نظریه در سال ۱۹۴۸ نظریه‌ای ارائه دادند که در آن گفته می‌شد جهان همیشه بوده است و همیشه به این حالت که اکنون هست وجود داشته و نظریه خود را تئوری حالت پایدار نامیدند. مشاهدات دانشمندان نشان می‌داد که جهان در حال توسعه یافتن و منبسط شدن است. آنها دیدند که کهکشان‌ها در حال دور شدن از یکدیگر هستند و چگالی جهان در حال کم شدن و برعکس حجم آن در حال افزایش است. با گذشت زمان و 2 برابر شدن فاصله بین کهکشان‌ها و جمع شدن مواد لازم، کهکشان جدیدی به وجود می‌آمد. برای به وجود آمدن کهکشانی جدید اگر در هر مایل مکعب 2 اتم به یکدیگر وصل شوند، در هر سال یک‌هزارم اونس ماده تشکیل می‌شود که برای به وجود آمدن یک کهکشان باید زمان بسیار بسیار طولانی طی شود. دانشمندان سر این موضوع بحث می‌کردند که دلیل این اتفاقات (انبساط جهان) چیست؟ نظریه بیگ‌بنگ درباره مواد تشکیل‌دهنده ستاره‌ها خیلی خوب توضیح می‌داد. این نظریه پیش‌بینی می‌کرد انرژی مورد نیاز ستارگان از انفجار هیدروژن به دست می‌آید و انرژی تولید شده از حاصل این انفجار به صورت نور به بیرون منتشر می‌شود.
در نتیجه ستاره‌ها با انفجار هیدروژن، انرژی مورد نیاز خود را تأمین می‌کنند و این فعل و انفعالات در ستاره‌ها باعث به وجود آمدن اکسیژن، کربن و دیگر عناصر مورد نیاز برای زندگی می‌شود. نظر و ایده دانشمندان امروزی نیز همین است که بسیاری از عناصر می‌توانند در ستاره‌ها به وجود بیایند.
کشمکش میان عقل و دل کیهان‌شناسان تا دهه ۱۹۶۰ ادامه داشت، اما در این دهه نیز مشاهدات دانشمندان نظریه بیگ‌بنگ را تأیید می‌کرد و سرانجام پروفسور استفان هاوکینگ نظریه بیگ‌بنگ را گسترش بخشید. او شرح داد که جهان از یک جسم بسیار بسیار چگال آغاز شده و شروع به گسترش و انبساط کرده است، البته پروفسور هاوکینگ برای گفته‌های خود از تئوری نسبیت عمومی استفاده کرد. برای آشنایی بیشتر با نظریات هاوکینگ در این باره می‌توانید به کتاب «تاریخچه زمان» ایشان که به فارسی هم ترجمه شده است مراجعه کنید. با تمام این صحبت‌ها بنیانگذار تئوری بیگ‌بنگ را
باید جورج گاموف دانست. حال بعد از پرداختن به تاریخچه‌ای مختصر از این تئوری خوب است درباره خود نظریه بیگ‌بنگ هم صحبت کنیم. اگر شما فیلم پیدایش جهان از ابتدا تاکنون را به صورت برعکس ببینید، خواهد دید که جهان در حال کوچک شدن و به هم نزدیک شدن است تا جایی که اجرام آسمانی با یکدیگر برخورد می‌کنند و یک کره کوچک با چگالی زیاد را می‌سازند. در ثانیه صفرم، قبل از انفجار بزرگ، کیهان خیلی داغ و غلیظ است و قوانین فیزیک هنوز قابل به کاربردن نیستند.
در ثانیه‌های ابتدایی تشکیل جهان، زمانی که فوتون‌ها با یکدیگر برخورد کردند و انرژی آنها به جرم تبدیل شد، پروتون، نوترون و الکترون تشکیل شدند و 4 نیرو هویت مستقل یافتند؛ نیروهای گرانشی، الکتریکی، هسته‌ای قوی و هسته‌ای ضعیف. به این نیروها، نیروهای بنیادی می‌گویند. در این زمان جهان همچنان مشغول سرد شدن بود. از ۱۰۲۳ میلیارد درجه به ۱۰ میلیارد درجه.
تقریباً ۳ دقیقه بعد از بیگ‌بنگ، زمانی که دمای جهان به حدود یک میلیارد درجه رسیده بود، پروتون و نوترون با یکدیگر ترکیب شدند و هسته هلیوم و لیتیوم را که سبک‌ترین عناصر هستند به وجود آوردند. مرحله عمده بعدی که رخ داده، تقریباً ۳۰۰ هزار سال بعد از بیگ‌بنگ بوده است، زمانی که دمای جهان چیزی حدود ۳ هزار درجه بوده است. در این دما الکترون قادر به ماندن در مدار هسته اتم می‌شود و اتم‌های خنثی به وجود می‌آیند. (اتم‌ها قبل از ترکیب با الکترون به دلیل وجود بار مثبت درون هسته اتم دارای بار مثبت بودند و بعد از ترکیب شدن با الکترون با بار منفی این بار مثبت خنثی شده و اتمی خنثی تشکیل شده است). اتم‌های هیدروژن و هلیوم، سرانجام سوخت ستارگان را به وجود می‌آورند. تا حالا کیهان کدر و مات و قابل رویت نبوده است و این به دلیل فزونی الکترون‌های رها شده است. هنگامی که بیشتر الکترون‌ها در مدار هسته قرار می‌گیرند کیهان شفاف‌تر شده و دیدن آن سوی کیهان ممکن می‌شود.
یک میلیارد سال بعد از بیگ‌بنگ، ستاره‌ها و کهکشان‌ها متولد می‌شوند و از آن زمان تا به امروز جهان شروع به بزرگ شدن و منبسط شدن و همچنین سرد شدن کرده و شرایط برای زندگی ما در این جهان مهیا شده است.
2 دلیل عالی برای اعتقاد ما به نظریه بیگ‌بنگ وجود دارد؛ نخستین و واضح‌ترین آنها این است که جهان در حال منبسط شدن و توسعه یافتن است. دوم اینکه این تئوری پیشگویی می‌کند ۲۵ درصد از جرم جهان باید از هلیوم باشد (هلیوم در همان دقایق اول بیگ‌بنگ به وجود آمد. ) و این فرض با مشاهدات ما از جهان تاکنون همخوانی داشته است. جهان چگونه به وجود آمد؟
ثانیه صفر
چگونگی پیدایش جهان از سوال‌هایی بوده که همیشه فکر انسان را مشغول کرده است. در علم نجوم تئوری‌های مختلفی درباره پیدایش جهان وجود دارد که بیگ‌بنگ یا مهبانگ مورد قبول‌ترین آن است. این تئوری از زمانی شروع می‌شود که ما به علت دمای فوق‌العاده زیاد آن زمان، نمی‌توانستیم وجود داشته باشیم. تئوری بیگ‌بنگ پذیرفته شده‌ترین نظریه درباره شروع و تکامل جهان است. در این تئوری گفته می‌شود حدود ۱۴ میلیارد سال پیش، جهان از یک ماده بسیار چگال که ابعاد آن تنها حدود چند میلیمتر بوده است تشکیل شده بود. در حدود یکصد سال پیش در سال‌های آغازین قرن بیستم، دانشمندان بسیاری در پی یافتن جوابی برای راز پیدایش جهان بودند؛ آیا جهان از زمان خاصی به وجود آمده یا اینکه جهان هیچگاه متولد نشده و همیشه وجود داشته است؟ نخستین پاسخ‌ها به این سوال در ۱۹۱۹ میلادی داده شد؛ زمانی که آلبرت اینشتین نظریه نسبیت عام خود را شرح داد؛ یکی از کسانی که به تئوری نسبیت عام اینشتین توجه کرد و آن را در مطالعات کیهان‌شناسی خود به کار برد کیهان‌شناس بلژیکی ژرژ لومتر بود. او روی این تئوری کار کرد و برای زمان نقطه آغازی قائل شد و آن را بیگ‌بنگ نام نهاد. او فرض کرد جهان از چیزی به وجود آمده است که او آن را اتم اولیه نامید. این اتم اولیه منفجر شده و به قطعات دیگر تبدیل می‌شود و آن ذرات یک بار دیگر به ذرات دیگر تفکیک می‌شوند تا اینکه اتم‌های تشکیل دهنده این جهان به وجود می‌آیند. تئوری لومتر بلافاصله همه‌گیر نشد. این تئوری هنوز ابهامات بسیاری داشت تا زمانی که ادوین هابل کهكشان‌هایی را که به سرعت در حال دور شدن از زمین بودند مشاهده کرد. این مشاهده تأییدی بر نظریه لومتر بود.
فرضیه لومتر درباره آغاز جهان با آن چیزی که امروز درباره آغاز جهان می‌دانیم متفاوت است. او معتقد بود نقطه آغازین جهان دارای ساختار مرکب بوده و بعداً به اجزای سازنده جهان تفکیک شده، اما امروزه دانشمندان معتقدند جهان در ابتدا بسیار ساده بوده و بعداً رشد پیدا کرده و پیچیده شده و توسعه یافته است.
ایده بیگ‌بنگ ابتدا به وسیله دانشمندی
روسی الاصل که در آمریکا متولد شده بود به نام جورج گاموف ارائه شد. در سال ۱۹۴۰ میلادی این دانشمند به همراه شاگرد خود رالف آلفر فرض کردند که جهان از یک انفجار بزرگ و فوق‌العاده گرم به نام بیگ‌بنگ آغاز شده است، سپس جهان از این ماده سوپ‌مانند که بعد از انفجار به جای مانده بود و مخلوطی از پروتون، نوترون، الکترون و اشعه‌های مختلف بود رشد پیدا کرد و رفته رفته سرد شد. عناصری که در ابتدا به وجود آمدند هیدروژن و هلیوم بودند و طبق گفته این دانشمند در نیم ساعت پس از انفجار بزرگ تمام عناصر موجود در عالم به دنبال هیدروژن و هلیوم خلق شدند. تئوری بیگ‌بنگ خوشایند بعضی از دانشمندان نبود. آنها می‌گفتند جهان همیشه بوده و برای آن نمی‌توان آغازی متصور بود. این نظرات باعث شده بود بعضی از دانشمندان دنبال کشف تاریخ جهان بگردند و تئوری‌اي ارائه دهند که در آن بیگ‌بنگ را نفی کنند. 2 دانشمند استرالیایی به نام‌هاي توماس گلد و هرمن باندی و دانشمندی انگلیسی به نام فرد هویل در رقابت با این نظریه در سال ۱۹۴۸ نظریه‌ای ارائه دادند که در آن گفته می‌شد جهان همیشه بوده است و همیشه به این حالت که اکنون هست وجود داشته و نظریه خود را تئوری حالت پایدار نامیدند. مشاهدات دانشمندان نشان می‌داد که جهان در حال توسعه یافتن و منبسط شدن است. آنها دیدند که کهکشان‌ها در حال دور شدن از یکدیگر هستند و چگالی جهان در حال کم شدن و برعکس حجم آن در حال افزایش است. با گذشت زمان و 2 برابر شدن فاصله بین کهکشان‌ها و جمع شدن مواد لازم، کهکشان جدیدی به وجود می‌آمد. برای به وجود آمدن کهکشانی جدید اگر در هر مایل مکعب 2 اتم به یکدیگر وصل شوند، در هر سال یک‌هزارم اونس ماده تشکیل می‌شود که برای به وجود آمدن یک کهکشان باید زمان بسیار بسیار طولانی طی شود. دانشمندان سر این موضوع بحث می‌کردند که دلیل این اتفاقات (انبساط جهان) چیست؟ نظریه بیگ‌بنگ درباره مواد تشکیل‌دهنده ستاره‌ها خیلی خوب توضیح می‌داد. این نظریه پیش‌بینی می‌کرد انرژی مورد نیاز ستارگان از انفجار هیدروژن به دست می‌آید و انرژی تولید شده از حاصل این انفجار به صورت نور به بیرون منتشر می‌شود.
در نتیجه ستاره‌ها با انفجار هیدروژن، انرژی مورد نیاز خود را تأمین می‌کنند و این فعل و انفعالات در ستاره‌ها باعث به وجود آمدن اکسیژن، کربن و دیگر عناصر مورد نیاز برای زندگی می‌شود. نظر و ایده دانشمندان امروزی نیز همین است که بسیاری از عناصر می‌توانند در ستاره‌ها به وجود بیایند.
کشمکش میان عقل و دل کیهان‌شناسان تا دهه ۱۹۶۰ ادامه داشت، اما در این دهه نیز مشاهدات دانشمندان نظریه بیگ‌بنگ را تأیید می‌کرد و سرانجام پروفسور استفان هاوکینگ نظریه بیگ‌بنگ را گسترش بخشید. او شرح داد که جهان از یک جسم بسیار بسیار چگال آغاز شده و شروع به گسترش و انبساط کرده است، البته پروفسور هاوکینگ برای گفته‌های خود از تئوری نسبیت عمومی استفاده کرد. برای آشنایی بیشتر با نظریات هاوکینگ در این باره می‌توانید به کتاب «تاریخچه زمان» ایشان که به فارسی هم ترجمه شده است مراجعه کنید. با تمام این صحبت‌ها بنیانگذار تئوری بیگ‌بنگ را
باید جورج گاموف دانست. حال بعد از پرداختن به تاریخچه‌ای مختصر از این تئوری خوب است درباره خود نظریه بیگ‌بنگ هم صحبت کنیم. اگر شما فیلم پیدایش جهان از ابتدا تاکنون را به صورت برعکس ببینید، خواهد دید که جهان در حال کوچک شدن و به هم نزدیک شدن است تا جایی که اجرام آسمانی با یکدیگر برخورد می‌کنند و یک کره کوچک با چگالی زیاد را می‌سازند. در ثانیه صفرم، قبل از انفجار بزرگ، کیهان خیلی داغ و غلیظ است و قوانین فیزیک هنوز قابل به کاربردن نیستند.
در ثانیه‌های ابتدایی تشکیل جهان، زمانی که فوتون‌ها با یکدیگر برخورد کردند و انرژی آنها به جرم تبدیل شد، پروتون، نوترون و الکترون تشکیل شدند و 4 نیرو هویت مستقل یافتند؛ نیروهای گرانشی، الکتریکی، هسته‌ای قوی و هسته‌ای ضعیف. به این نیروها، نیروهای بنیادی می‌گویند. در این زمان جهان همچنان مشغول سرد شدن بود. از ۱۰۲۳ میلیارد درجه به ۱۰ میلیارد درجه.
تقریباً ۳ دقیقه بعد از بیگ‌بنگ، زمانی که دمای جهان به حدود یک میلیارد درجه رسیده بود، پروتون و نوترون با یکدیگر ترکیب شدند و هسته هلیوم و لیتیوم را که سبک‌ترین عناصر هستند به وجود آوردند. مرحله عمده بعدی که رخ داده، تقریباً ۳۰۰ هزار سال بعد از بیگ‌بنگ بوده است، زمانی که دمای جهان چیزی حدود ۳ هزار درجه بوده است. در این دما الکترون قادر به ماندن در مدار هسته اتم می‌شود و اتم‌های خنثی به وجود می‌آیند. (اتم‌ها قبل از ترکیب با الکترون به دلیل وجود بار مثبت درون هسته اتم دارای بار مثبت بودند و بعد از ترکیب شدن با الکترون با بار منفی این بار مثبت خنثی شده و اتمی خنثی تشکیل شده است). اتم‌های هیدروژن و هلیوم، سرانجام سوخت ستارگان را به وجود می‌آورند. تا حالا کیهان کدر و مات و قابل رویت نبوده است و این به دلیل فزونی الکترون‌های رها شده است. هنگامی که بیشتر الکترون‌ها در مدار هسته قرار می‌گیرند کیهان شفاف‌تر شده و دیدن آن سوی کیهان ممکن می‌شود.
یک میلیارد سال بعد از بیگ‌بنگ، ستاره‌ها و کهکشان‌ها متولد می‌شوند و از آن زمان تا به امروز جهان شروع به بزرگ شدن و منبسط شدن و همچنین سرد شدن کرده و شرایط برای زندگی ما در این جهان مهیا شده است.
2 دلیل عالی برای اعتقاد ما به نظریه بیگ‌بنگ وجود دارد؛ نخستین و واضح‌ترین آنها این است که جهان در حال منبسط شدن و توسعه یافتن است. دوم اینکه این تئوری پیشگویی می‌کند ۲۵ درصد از جرم جهان باید از هلیوم باشد (هلیوم در همان دقایق اول بیگ‌بنگ به وجود آمد. ) و این فرض با مشاهدات ما از جهان تاکنون همخوانی داشته است. ارسال نظر
پربیننده