به نام حق

 بررسی چگونگی آغاز عالم بر اساس نظریه مهبانگ ( انفجار بزرگ ) نویسنده : سروش غفاری تاریخ نگارش

 مقاله : 12 / 8 / 1386 خورشیدی نظریه مهبانگ (بیگ بنگ) نظریه مهبانگ (بیگ بنگ) یک مدل کیهانشناسی از عالم است که بر بوجود آمدن گیتی در 13.5 میلیارد سال پیش از یک حالت بسیار داغ و چگال اشاره دارد. این نظریه از قانون هابل و اصل انتظام گیتی نتیجه میشود. مشاهدات اخترشناسان نشان میدهد که عالم از یک حالت نخستین با چگالی و دمای هنگفت انبساط یافته است. به طور کلی فیزیک دانان چیزی درباره پیش از مهبانگ نمیدانند. یکی از پیامدهای منطقی مهبانگ این است که شرایط جهان کنونی متفاوت از گذشته و آینده آن باشد. با استفاده از همین مدل ژرژ گاموف توانست در سال 1948 وجود تابش زمینه کیهانی ( ریز موجهای زمینه کیهانی) را پیشگویی کند. تابش زمینه کیهانی در دهه 1960 کشف شد و موجب شد که نظریه مهبانگ نسبت به رقیب اصلی خود ، "حالت ایستا " پیشی بگیرد. سرگذشت کلی کیهان بر پایه ی اندازه گیری انبساط جهان با به کار گیری ابرنواخترهای گونه ی Ia ، ‌اندازه گیری توده های ریز موج های زمینه ی کیهانی و اندازه گیری چگونگی ارتباط میان کهکشان ها، عمر جهان 0.2± 13.7 میلیارد سال برآورد شده است. جهان آغازین پر بود از چگالی انرژی بسیار زیاد و باور نکردنی و نیز فشار و دمای بسیار بالا که کاملا همگن بوده است. این گوی بسیار داغ، منبسط و سرد شد و به سمت طی کردن فازهای مختلف پیش رفت که شبیه به میعان گاز و یا یخ بستن آب هنگام سرد شدن بود ولی مرتبط با ذرات بنیادین. حدود 10^-38 ثانیه پس از آغاز، طی کردن یک فاز موجب شد که جهان رشدی بالا را در طی دوره ای با نام "تورم کیهانی" تجربه کند. پس از آن که تورم از ادامه باز ایستاد، اجزای ماده ی سازنده ی جهان به شکل نوعی پلاسما بودند و ذرات سازنده به طور نسبی حرکت می کردند. هنگامی که جهان رشد تا این اندازه را ادامه داد دما افت کرد. در یک دمای معین، طی یک گذار تا کنون ناشناخته با نام baryogenesis، کوارک ها و گلواُن ها ترکیب شدند و تبدیل به ذرات سنگین (باریون هایی ) مانند پروتون ها و نوترون ها شدند ، به گونه ای که عدم تقارن میان ماده و پادماده را در پی داشت. باز هم در دماهای پایین تر طی کردن فازهای دیگرعدم تقارن بیشتری را در پی داشتند و قانون های فیزیکی و ذرات بنیادین را به شکل کنونی آن ها درآوردند. پس از آن برخی از پروتون ها و نوترون ها ترکیب شدند تا دوتریوم ها و هلیوم نوکلئی های این جهان را در فرآیندی که Big Bang nucleosynthesis نامیده می شود ایجاد کنند. هنگامی که جهان سرد شد، رفته رفته ماده از حرکت نسبی باز ایستاد. پس از حدود 300.000 سال، الکترون ها و پروتون ها در اتم ها (اغلب هیدروژن) ترکیب شدند؛ از این رو پرتو (تابش) از ماده جدا شد و بی هیچ ممانعتی در فضا به راهش ادامه داد. این پرتوی باستانی همان "تابش زمینه کیهانی" است. در زمان های بعد ناحیه های چگال تر، مواد نزدیک را به شیوه ی گرانشی جذب کردند و بدین گونه چگالتر شدند و ابرهای گازی، کهکشان ها و ساختار های دیده شدنی جهان امروزی شکل گرفتند. جزئیات این فرآیند به مقدار و گونه ی ماده ی جهان وابسته است. سه گونه ی ممکن با نام های "ماده ی تاریک سرد"، "ماده ی تاریک داغ" و "ماده ی باریونی" شناخته شده هستند. بهترین اندازه گیری های انجام شده ( توسط WMAP ) نشان می دهد که شکل غالب ماده در جهان "ماده ی تاریک سرد" است. دو گونه ی دیگر کم تر از 20% از کل ماده ی جهان را تشکیل می دهند. به نظر می رسد که جهان امروز به تسلط یک شکل رازآلود از انرژی با نام "انرژی تاریک" درآمده است. کمابیش 70% از انرژی جهان امروزی از این گونه ی انرژی است. این بخش از ساختمان جهان با ویژگی های آشکار شده ی انبساط جهان شناسایی شده است. همه ی این مشاهده ها در مدل ΛCDM گنجانده شده اند که یک مدل ریاضی از مهبانگ با شش مشخصه است. رازها هنگامی بسته تر به نظر می آیند که به آغاز نزدیکتر می شویم، یعنی زمانی که انرژی های ذره از آن چه امروزه با آزمایش به دست می آید بسیار بیشتر بوده است. هم اکنون هیچ مدل فیزیکی قابل توجهی برای ده به توان منفی سی و سه ثانیه ی آغازین جهان نداریم. برای حل این مشکل به یک نظریه ی گرانش کوانتومی نیاز است. فهم این دوره از تاریخ جهان یکی از بزرگ ترین مساله های حل نشده ی فیزیک است. شواهد رصدی در کل گفته می شود که نظریه ی مهبانگ را سه ستون مشاهداتی استوار ساخته اند: 1. Hubble-type expansion که دامنه ی مشاهده ی آن گرایش به سرخ کهکشان هاست؛ 2. اندازه گیری های موشکافانه ی تابش زمینه کیهانی (ریز موج زمینه ی کیهانی) 3. فراوانی عنصرهای سبک قانون انبساط هابل مشاهده ی کهکشان ها و اختروَش ها (کوازار ها) ی دور نشان می دهد که طیف این اجرام انتقال به سرخ دارند یعنی نور گسیل شده از آن ها به طول موج های بلندتر منتقل شده است . هنگامی که سرعت این اجسام متناسب با فاصله ی آنها مطرح شد یک رابطه ی خطی شناخته شده با عنوان قانون هابل دیده شد: V = H d که در آن V سرعت ذاتی کهکشان یا یک شی دور دیگر است، d فاصله تا شی و H ثابت هابل است که توسط ردیاب WMAP برابر با 4±71 km/s/Mpc اندازه گیری شده است. مشاهده ی قانون هابل دو تفسیر ممکن دارد. یکی از آن دو می گوید که ما در کانون گسترش کهکشان ها هستیم، موقعیتی که ناهماهنگ با اصل کوپرنیک پذیرفته شده و مسلم است. تفسیر دوم می گوید که جهان در همه جا یکنواخت گسترش می یابد. پیش از آن که هابل مشاهده ها و موشکافی هایش را انجام دهد این گونه ی انبساط کیهانی به خوبی در زمینه ی نسبیت عام با زبان ریاضی گسترش یافته بود. تابش ریز موج های زمینه ی کیهانی نظریه ی مهبانگ وجود تابش زمینه ی کیهانی (CMB) را که آمیخته ای از فوتون های گسیل شده است را پیش بینی می کند. پیش از شکل گیری اتم ها، تابش در یک فرایند که پراکندگی Compton نام دارد، به طور پیوسته جذب و گسیل می شد: جهان آغازین برای آشکار کردن بسیار تیره است. به هر جهت، خنک شدن به دلیل انبساط جهان موجب شد که دما تا کمتر از 3000 کلوین کاهش یابد، دمایی که در آن الکترون ها و نوکلئی ها در هم آمیختند تا اتم ها را شکل دهند و پلاسمای بسیار کهن به یک گاز خنثی مبدل شد . از آن جا که جهان آغازین در تعادل گرمایی بود، تابش از این زمان گستره ی تابش یک جسم سیاه را داشته و تا به امروز آزادانه در فضا در حرکت است و نیز در حال گرایش به سرخ به دلیل انبساط کیهان. این عامل، دمای بالای گستره ی تابش جسم سیاه را کم می کند. این تابش باید در هر نقطه از جهان و از هر سو رویت پذیر باشد. در سال 1964 میلادی، Arno Penzias و Robert Wilson هنگام انجام، شماری از مشاهده های خطا یاب با به کار گیری یک گیرنده ی نوین ریز موج ها تابش زمینه ی کیهانی را یافتند. یافته ی آن ها تاییدی استوار برای پیشگویی های CMB به ارمغان آورد. – تابش همگن و سازگار با گستره ی تابش جسم سیاه در دمای 3 کلوین شناخته شد. – بنابراین، کفه ی ترازو به سود مهبانگ سنگین تر شد و نظریه ی مهبانگ استوارتر گردید. Penzias و Wilson جایزه ی نوبل را برای یافته شان به دست آوردند. ناسا، در سال 1989 میلادی، ماهواره ی کاوشگر زمینه ی کیهانی (COBE) را پرتاب کرد و نخستین یافته های آن در سال 1990 میلادی منتشر شد که سازگار با پیشگویی های مهبانگ، با توجه به CMB ، بودند. COBE تابشی معادل با تابش جسم سیاه در دمای 2.726 کلوین را یافت و همگن بودن CMB را مشاهده کرد. در دهه ی 90 میلادی، با کمک شمار بسیاری از آزمایش های انجام شده در زمین، ناهمگنی های CMB بیش از پیش بررسی شد و با کمک اندازه گیری مقدار زاویه ای نوعی ناهمگنی ها، جهان از نظر هندسی به گونه ای کمابیش تخت نشان داده شد. در آغاز سال 2003 میلادی، دست آورد های ماهواره ی ریز موج ویلکینسون (WMAP) منتشر شد و آنچه در آن زمان بیشترین مقدارهای دقیق برای برخی از مشخصه های انتظام گیتی بودند به انجام رسید. همچنین، این ماهواره چندین مدل تورم کیهانی معین را رد کرد، ولی در کل دست آورد ها سازگار با نظریه ی تورم بودند. فراوانی عنصرهای نخستین با به کار گیری نظریه ی مهبانگ، امکان محاسبه ی فراوانی هلیوم 4، هلیوم 3، دوتریوم و لیتیوم 7 در جهان نسبت به مقدار هیدروژن معمولی وجود دارد. همه ی فراوانی ها به یک مشخصه تکی بستگی دارند: نسبت فوتون ها به باریون ها (ذرات سنگین). نسبت های پیش بینی شده، بر حسب جرم (و نه تعداد) از این قرارند: Α) 0.25 برای He چهار نسبت به H B) ده به توان منفی سه برای H دو به H C) ده به توان منفی چهار برای He سه به H D) ده به توان منفی نه برای Li هفت به H فراوانی های اندازه گیری شده، همگی با آن هایی که از یک مقدار تکی از نسبت باریون به فوتون پیش بینی شدند سازگارند. این که نظریه ی مهبانگ تنها توضیح شناخته شده برای فراوانی های نسبی عنصرهای سبک است، گواهی استوار بر درستی این نظریه است. در حقیقت، هیچ مدرکی بیرون از نظریه ی مهبانگ وجود ندارد که، برای نمونه، جهان نورسته و جوان باید هلیوم بیشتری از دوتریوم یا دوتریوم بیشتری از He سه، و در نسبت های ثابت داشته باشد. پراکندگی و فرضیه ی تکامل کهکشانی مشاهده های موشکافانه از بررسی شکل و پراکندگی کهکشان ها و اختروَش ها (Quasars) گواهی استوار برای مهبانگ به ارمغان آورده اند. آمیزه ای از مشاهده ها و نظریه پیشنهاد می کنند که در آغاز اختروَش ها و کهکشان ها در حدود یک میلیارد سال پس از مهبانگ شکل گرفتند و پس از آن زمان ساختارهای بزرگ تر همچون خوشه ها و ابر خوشه های کهکشانی شکل می گیرند. گروه های ستارگان پیر می شوند، به گونه ای که کهکشان های دور (آن هایی که مشاهده ی آن ها زمانی که در جهان آغازین بودند انجام شده است) نا هماهنگ با کهکشان های نزدیک هستند. علاوه بر این، کهکشان هایی که نسبتا به تازگی شکل گرفتند به طور برجسته و آشکار متفاوت از کهکشان هایی هستند که در همان فاصله ها ولی کمی پس از مهبانگ شکل گرفتند. این مشاهده ها شناسه هایی استوار در برابر مدل "حالت ایستا" هستند. مشاهده های پراکندگی (توزیع) شکل گیری ستاره ها، کهکشان ها، اختروَش ها و نیز در مقیاس های بزرگتر با همانندسازی های شکل گیری ساختار مهبانگ در جهان سازگارند. ویژگی ها، پی آمدها و دشواری ها چندین مشکل در سرتاسر تاریخ نظریه ی مهبانگ به نظر میرسند. امروزه، برخی از آن ها نکته های جالب تاریخی هستند و در پی بهتر و کامل تر شدن نظریه به عنوان پی آمدی از مشاهده های بهتر برطرف شده اند. پی آمدهای دیگری، مانند "هاله ی نورانی cuspy" و مساله ی "کهکشان کوتوله ی ماده ی تاریک سرد" هنگامی که در پالایش نظریه از آنان نامی برده می شود خطری جدی به شمار نمی آیند. شمار کمی از هواداران کیهان شناسی های غیر استاندارد هستند که هنوز در این باره که " آیا مهبانگی وجود داشته است یا نه؟" دچار تردید هستند. آنان می گویند که چاره سازی های مساله های استاندارد در نظریه ی مهبانگ گرفتار ویرایش ها و پیوست های موردی و نه دارای کاربرد عمومی می شوند. بیشتر خرده گیری ها از بخش هایی از کیهان شناسی استاندارد که دربرگیرنده ی "ماده ی تاریک" ، "انرژی تاریک" و "تورم کیهانی" هستند انجام می شود. در هر حال، تا هنگامی که توضیح ها برای این ترکیب ها در مرزهای پژوهش در فیزیک هستند همگی با کمک مشاهده های nucleosynthesis مهبانگ، تابش زمینه ی کیهانی، ساختار بزرگ مقیاس عالم و ابرنواخترهای گونه ی Ia بررسی می شوند. نشانه های گرانشی این ترکیب ها به شکل نظری و مشاهداتی آشکار شده اند ولی هنوز با موفقیت با مدل استاندارد فیزیک ذرات نیامیخته اند. گرچه برخی از نمودهای نظریه به طور ناکافی به کمک فیزیک ذرات بنیادی شرح داده شدند،کمابیش همه ی اخترشناسان و فیزیکدانان می پذیرند که سازشی نزدیک میان نظریه ی مهبانگ و مشاهده ها، به گونه ای ناگسستنی بخش های بنیادین نظریه را استوار می سازند. عمر خوشه های کروی در میانه ی دهه ی 1990 میلادی، مشاهده های خوشه های کروی هماهنگ با مهبانگ ظاهر نشدند. شبیه سازی های رایانه ای که مشاهده های گروه های ستاره ای خوشه های کروی را مطابقت می دادند پیشنهاد کردند که آن ها در حدود 15 میلیارد سال عمر دارند که با 13.7 میلیارد سال عمر جهان ناسازگار بود. این پی آمد به طور کلی در سال های پایانی دهه ی 1990 میلادی، هنگامی که شبیه سازی های رایانه ای نوین تر، که تاثیر جرم های گم شده با توجه به بارهای ستاره ای را در بر داشتند و یک عمر بسیار جوان تر را برای خوشه های کروی نشان دادند، حل شد. هنوز هم برخی پرسش ها درباره ی درستی عمر خوشه های کروی مانده است، ولی این روشن است که آن ها از کهن سال ترین اشیای جهان هستند. ماده ی تاریک در هنگام دهه های 70 و 80 میلادی، مشاهده های گوناگون نشان دادند که ماده ی مرئی در جهان به اندازه ی کافی برای ارائه ی دلیل شدت ظاهری نیروهای گرانشی درونی و میان کهکشانی وجود ندارد. این نشان می دهد که بیش از 90 درصد از ماده در جهان غیر عادی (یا ماده ی غیر باریونی) است (ترجیحا ماده ی تاریک است). افزون بر این، با این پندار که همه جهان از ماده ی معمولی بوجود آمده، پیشگویی ها به شدت با مشاهده ها ناهماهنگ می شوند. اگرچه ماده ی تاریک در آغاز بسیار ستیز برانگیز بود ولی هم اکنون به طور گسترده به عنوان بخشی از کیهان شناسی استاندارد، با توجه به مشاهده ی یکسان نبودن نسبی تابش زمینه کیهانی در همه جا، پراکندگی های سرعت خوشه ی کهکشانی و اندازه گیری های اشعه ی X از خوشه های کهکشانی پذیرفته شده است. ماده ی تاریک تنها با جا پای گرانشیش یافته شد؛ هیچ ذره ای که شاید آن را دیده شدنی کند وجود ندارد. به هر حال، فیزیکدانان بسیاری از طرفداران این نظریه به شمار می آیند و پروژه های گوناگونی برای یافتن آن ها انجام خواهد شد. جهان آینده با توجه به نظریه ی مهبانگ پیش از مشاهده های انرژی تاریک، کیهان شناسان دو پیشبینی برای آینده ی جهان مطرح می کردند. اگر چگالی جرم جهان بیش از چگالی بحرانی باشد آنگاه بزرگی جهان به یک اندازه ی بیشینه می رسد و سپس آغاز به کوچک شدن می کند. بنابراین دوباره جهان چگال تر و داغ تر می شود. پایانی همانند آغاز ولی وارون آن! دیگر آن که چگالی جهان برابر یا کم تر از چگالی بحرانی باشد، انبساط کند می شود ولی هرگز از ادامه باز نمی ایستد. هنگامی که جهان به سوی چگالی کم تر پیش می رود ساخته شدن ستاره ها از ادامه باز می ایستد. دمای میانگین جهان به صفر مطلق نزدیک می شود. آنتروپی جهان تا نقطه ای که هیچ شکل سازمان یافته ای از انرژی نمی تواند از آن بیرون رود افزایش می یابد، پیشگویی ای که" مرگ گرمایی" نام دارد. علاوه بر این، اگر واپاشی پروتون وجود داشته باشد آنگاه هیدروژن، فرم غالب ماده ی باریونی در جهان امروز، ناپدید می شود و تنها تابش از خود بر جای می گذارد. مهبانگ به طور خلاصه با توجه به قانون هابل متوجه میشویم که کیهان زمانی بسیار چگالتر از حال بوده و اجرام نسبت به هم بسیار نزدیکتر بوده اند. اما خوشبختانه تنها مدرک برای این موضوع قانون هابل نیست: 1. جهان شامل جرم میباشد و گرانش تنها نیرویی است که در مقیاس های بزرگ فاصله تاثیرگذار میباشد و سعی در کشیدن اجرام به سمت هم دارد. این مشاهده نشان میدهد که یکی از 3حالت زیر درست میباشد: الف) کیهان سن محدودی دارد و گرانش هنوز زمان کافی برای فرو ریختن کیهان را پیدا نکرده است. ب) کیهان در اندازه محدود است و مرکزی وجود ندارد که همه جرم ها در آن فرو بریزند. پ) کیهان سریعتر از سرعت فرار خودش منبسط میشود. همه کهکشان ها آنقدر سرعت دارند که به جاذبه بینشان غلبه کنند. 2. آسمان شب تاریک است. این مساله به پارادکس اولمرت معروف است. اگر یک کیهان بیکران و نهایت داشته باشیم ، آسمان شب باید به روشنی آسمان روز باشد. میتوانیم این واقعیت را با ایستادن در جنگل و نگاه کردن به درختان مشابه بگیریم. اگر جنگل به اندازه کافی بزرگ باشد ، شما چیزی غیر از درخت مشاهده نخواهید کرد. در نتیجه یکی از 4 حالت زیر درست میباشد: الف) کیهان سن محدود دارد و نور فرصت کافی برای رسیدن از فاصله های دوردست را نداشته. ب) کیهان در اندازه محدود است و به اندازه کافی جرم برای پر کردن آسمان وجود ندارد. پ) کیهان با چنان سرعتی منبسط میشود که نور بر اثر جابجایی دوپلری در بازه امواج الکترومغناطیسی قابل مشاهده قرار نمیگیرد. ت) ستاره ها پدیده های تازه ای هستند و کیهان به تازگی شروع به تولید نور کرده. 3. کیهان در حال انبساط است که نشان میدهد: الف) کیهان سن محدودی دارد. ب) چون این واقعیت را میدانیم، نتیجه میگیریم که احتمال های 1-پ و 2-پ نادرست هستند. 4. تابش زمینه کیهانی وجود دارد که یک طیف کامل جسم سیاه در دمای 2.74 کلوین را نشان میدهد. این تابش با تقریب خوبی در همه جهات آسمان به یک شکل وجود دارد و تغییرات بسیار کمی در آن مشاهده شده است. وجود تابش زمینه کیهانی نشان دهنده آن است که زمانی همه کیهان دارای دمای یکسان بوده است. 5. فراوانی هلیوم : مقدار هلیوم در کل کیهان %25 کل جرم موجود است. اگر قرار بود هلیوم فقط در فرایندهای هسته ای ستاره ها تولید شود، این مقدار برابر %10 کل جرم موجود بود. یعنی زمانی یک شی هیدروژنی بسیار پر جرم و گداخته تبدیل به هیدروژن شده است. به طور خلاصه کیهان دارای سن محدودی میباشد. ممکن است از نظر اندازه محدود باشد و ممکن است نباشد. زمانی کل کیهان داغ، فشرده و در یک دما بود و از آنجا انفجار بزرگ شروع شد. مهبانگ شروع فضا و زمان میباشد. پرسیدن این سوال که"مهبانگ در کجا اتفاق افتاده؟" مثل این است که بگوییم شمال در قطب شمال کجاست؟ همه چیز در قطب شمال در جنوب قرار دارد. هر زمانی، بعد از مهبانگ معنا پیدا میکند، "مهبانگ" آغاز زمان است و قبل از آن معنا ندارد. این که بپرسیم مهبانگ در کجا اتفاق افتاده است هم سوالی بی معنا است، زیرا فضا در مهبانگ پدید آمده است. هیچ جایی قبل از مهبانگ وجود نداشته که بخواهیم آدرس وقوع پدیده را نسبت به آن بدهیم. به بیان دیگر، مهبانگ در همه جا اتفاق افتاده است و به همین خاطر تابش زمینه کیهانی در همه جا به یک شکل است. همه نقاط کیهان یک نقطه بودند و طبیعتا همه آنها دارای دمای یکسان بودند. کیهان، دارای یک مرکز نیست، چه بیکران باشد، چه نباشد.اگر به مثال معروف بادکنک برگردیم، روی سطح کیهان همه نقاط مثل هم هستند، گوشه و مرکزی برای بادکنک یا کیهان و جود ندارد. توجه داشته باشید که این گفته معنای وجود نداشتن بیرون کیهان را نیز میدهد. به صورت خلاصه : 1) مرکزی وجود ندارد. کیهان نسبت به هر نقطه ای درحال منبسط شدن میباشد. 2) قبل معنا ندارد. زمان از مهبانگ آغاز میشود. 3) کیهان داخل چیزی منبسط نمیشود. فضا از انبساط کیهان بوجود می آید منابع : 1. بخش انگلیسی زبان دانشنامه آزاد ویکیپدیا http://en.wikipedia.org 2. http://www.allaboutscience.org 3. بخش مقالات کیهان شناسی سایت ناسا http://map.gsfc.nasa.gov آرشیو 15/12/2005 4. شبکه فیزیک هوپا http://www.hupaa.com 5. بخش مقالات سایت آسمان پارس http://www.parssky.com 6. رابرت تی. دیکسون ، نجوم دینامیکی ، ترجمه: احمد خواجه نصیر طوسی ، نشر دانشگاهی ، 1382 کاری از گروه مهبانگ ( http://www.mahbang.ir)

زمان قبل از زمان ( رده بندي جهان ها در کيهان شناسي نوين وچگونگي رفع تناقض در يک شروع وابديت در جهان) آيا جهان آغازي داشته يا تا ابد انجام پذير است . يعني آيا جهان به سوي بي پاياني ( ابديت ) لااقل نسبت به گذشته حرکت مي کند؟ اين سوال بنيادي يک موضوع اصلي در فلسفه طبيعي قديم وقرون وسطي بوده است . فيلسوفانه کم وبيش از آن دور کرده بود تا اينکه بوسيله امانوئل کانت مقاله انتقادي عقل پاک ( سليم ) نوشته شد . اما با آن عقيده خوگرفته بودند وساکن بودن جهان در کيهان شناسي فيزيک مدرن هم در مباحث ما بين انفجار بزرگ وحالت ايستا در برخي دهه هاي قبل وکوششهاي معاصر در توضيح دادن مدلهاي انفجار بزرگ در حدود چارچوب کيهانشناسي کوانتومي مورد تجديد نظر قرار گرفت . اين مقاله دوهدف اصلي را در بردارد: اول تصويري واضح ومتمايز از تعبير هاي مختلف ( مهبانگ ) و( جهان ) پيشنهاد کرده است . همچنين رده بندي چند عالمي جهان وظيفه بندي کيهانشناختي هاي ابديت آغازين داشته . دوم با کمک اين تحليل نشان دادن چگونگي تصوير وحل فيزيکي گويا از جبنه فضايي ( جسماني ) در گفته کانت ( اولين تناقض عقل سليم ) ميسر مي شود . يعني چگونگي جهان ما در برخي نسبتها توانسته هم ؛آغاز وهم يک پايان وابديت وجود داشته باشد. بنابراين در تناقض است که امکان وجود داشته باشد ، يک زمان قبل از زمان يا شروع زمان در زمان                                                                               1. جهان با يابدون آغاز : اگر چه کيهانشناسي فيزيکي مدرن از قيد فلسفه سابق في نفسه بطور قابل ملاحظه اي رها بوده است . ولي هنوز با چند سوال بنيادي مشغول کننده استوار است . يکی از آنها مشکل محدوديت فضا زمان که نمي تواند غلبه کند نا محدود بودن فضا – زمان ، دلالتهاي فلسفه اي صحيح که بوسيله انها علم به راه حل درست اين مشکلات وموضوع انفجار بزرگ دست پيدا کند .( اين استنباط باعث مي شود به اين نتيجه برسيم که موضوع انفجار بزرگ درست به نظر برسد) تفکرات ما بربسياري مفاهيم مقدماتي صحيح استوار شده . که هميشه به اندازه کافي در علم عملي وقوانين تعميم يافته واضح نيستند . بنابراين اين دستيابي ها اغلب بازتابهاي جالبي از موضوع براي فلاسفه علم هستند . اما نوئل کانت در ( نقد عقل سليم ) بحث مي کند که ممکن است هر دواين موضوعات اثبات شود که جهان يک ؛از داشته واين ؛از ازلي بوده است ( اولين تناقض ) همانگونه که کانت اعتقاد داشت او قادر است خوداين تناقض به دليل اوليه غلبه کند بوسيله آن چيزي که او ( ايده متعالي )  transcendental  idealism  ناميد . اگر سوال موجوديت کيهاني هميشگي يا غيران . تقريبا بحث فلسفي  را از بين برده اين موضوع تا حدي حيرت آور است . کانت استدلالي کاملا سوال برانگيزدارد.                                            از قرن بيستم تا حال اين سوال براي باردوم در متن علوم طبيعي حياتي به شمار مي آيد ، که اين موضوع در گفتگوي بين انفجار بزرگ وحالت ايستا در مدلهاي کيهانشناسي فيزيکي مدرن . جايي که از سوي ديگر مدلهاي جايگزين جمع در زمان شروع مطلق تا فرض هاي متصور ديگر که انفجار بزرگ جهان ما تنها گذاري از حالت ابتدايي تري بوده است . که شايد بينهايت حوادث بدين شکل وجود دارد. نسبيت عام در مواردي با مقياسهاي زماني کوچک وچگالي انرژي بالا هستند نقص مي شوند. اين دليل اين است که کوانتوم کيهاني مورد نياز است . اما در مقابل چارچوب نسبيت عام که به کوانتوم کيهاني ، تئوري ريسماني وغيره دست پيدا مي کند . هنوز کاملا قابل تفکر بحث انگيز وتقريبا هنوز بدون هرگونه تجربه موفقي است .اگر چه ان بيشترين پيچيدگي وسطح خلوص دارد . اين موقعيت تا حدي مشابه مبحث پيش از سقراط از فلسفه طبيعي است . اين بيشترين دليل است که تحليل مفهومي وتحقيق فلسفي از فرضيات واستنباط هاي عام مي تواند اينجا مفيد باشد. هم در فيزيک وهم ماوراء فيزيک . اين مقاله داراي دوهدف بود. اول مقداري توضيحات مفهومي که به ساخت کيهانشناسي هايي در سطوح متفاوت وبه دور از اشتباه کمک مي کند که آنها درباره مشخص کردن تمايز مفاهيم انفجار بزرگ وجهان وپيشنهاد می کند طرحی را برای رده بندی چند عاملی دوم . راه حل ادراکی از «اولين تناقض مسئله عقل سليم کانت» در يک چارچوب از واقع گرايي  تا  فيزيکي وتفاوتي که بنا نهاده شد. برپايه دونوع زمان ( مقياس زمان ماکروسکوپي ، ميکروسکوپي) که پيشنهاد شد. که سازگار با تصورات کيهان شناسي مدرن جهان ما در برخي نسبتها مي تواند هردويعني يک آغاز  ويک هستي ازلي باشد. بنابراين در تناقض هستيم که جايي که وجود دارد زماني قبل از زمان يا آغازي از زمان در زمان .                                                 2- درکهاي متفاوت از انفجار بزرگ وچند عالمي ، انفجار بزرگ اصطلاح مبهمی است که منجر به بسياری سوءتفاهم و پيش داوری ها شده  وبايد فرقي بين چهار معني مختلف استدلالي گذارده شود:                         1- گرما ، چگالي . اولين شکل جهان ما هستند که عناصر سبک در آن شکل گرفته اند . 2- تکنيکي اوليه 3- آغاز مطلق از فضا، زمان وانرژي 4- آغاز جهان ما يعني ذرات اوليه – حالت خلاء وشايد فضا – زمان محلي آن . جهان ما سرچشمه گرفته از يک انفجار بزرگ در ديد اوليه از (1) که تقريبا غيرقابل بحث است ( 2) وابسته به کيهانشناسي محدود از تعميم دهي هاي ضد ونقيض است که قانونهاي شناخته شده اي از فيزيک دران شکسته شده است ( نقض شده مدلهاي متفاوتي از کوانتوم وکيهانشناسي ريسماني سعي مي کند غلبه کند براين محدوديتها (3) و(4) طبقه بندي تصورات متفاوت آنها . آنها هويت داده مي شوند بوسيله (3) ممکن است کيهانشناسي اوليه ناميده بشوند. آنها فرض مي کننديک لحظه بسيار اوليه را . دست کم اگر زمان نهايت مجرايي فيزيکي برخوردار باشد. يعني به طور پيوسته قابل تقسيم نيست . آنها تصريح شده اند به وسيله (4) کيهانشناسي هايي که ازلي هستندکه آنجا انواع مختلفي از آنها وجود دارد. هم در کيهانشناسي مدرن وهم در کلاسيک . حالت اوليه ( بدون تغييرات غير قابل جبران روي سطح مقياس بزرگ ، يک پويايي ( با تغيير تراکم ) ويک چرخش ( بامرحله گذار تند) وآنها يکي از دوحالت خطي يا زمان چرخه اي داشته بود.                                                               انتخاب (4) همچنين پذيرفتن امکان اينکه جهان ما هيچ کدام از دووجود ابدي را نداشته باشد.( خطي وزمان چرخه اي ). نه اينکه به وجود آمده درميان شروعي بيرون از نيستي يا بيرون از حالت بي نهايت، اما اينکه فضا وزمان غير بنيادي هستند وساده نشدني تا ابد، يا آنها يک زماني داشته بود، قبل از مهبانگ – مهبانگي از يک جهت شبيه (1) ، بعلاوه آنها جهانهايي ديگري هستند .                                                                                         اصطلاح « جهان » ( يا عالم ) مثل آنچه که امروز به کار مي رود . همچنان مبهم است . آنها تعداد زيادي مفاهيم مختلف از ( جهان ) هستند بويژه               1)هرچيز فيزيکي در هستي ، همواره ، هرجا                                            2) فضاي قابل مشاهده ، ما ساکن هستم ( حجم هابلHubble) ) تقريبا 27 ميليارد سال نوري در طول ) به اضافه هرچيزي که فعل وانفعال داشته باشد ( براي مثال به علت داشتن سرچشمه عمومي) يا هميشه يا لااقل چند ميليارد سال ديگر با اين ناحيه از فضا فعل وانفعال خواهد داشت .                                          3) هرسيستم بسيار بزرگ جهت اسباب فعل وانفعال که آن روي هم رفته ( يافضا بسيار وسيع يابراي زمانهاي طولاني ) جدا از ديگران است ، گاهي اوقات اين قبيل مجموعه بسته گسسته از جهت محلي علی و معلولی چند ـ حوزه جهان خوانده مي شوند، شامل مجموعه ا ي از همه خرده نواحي در فضا ـ زمان بسته وسيعتر ( جهان مانند يک کل ) ؛ که با این در چند عالمی درحه بسیار قوی در تضاد قرارداد به این معنی که دسته جهانهای گسسته (GENUINELY (  آنچه که به هيچ وجه علی و معنوی وابسته نمی باشد .                                                                   4)هرسيستم اين توانايي را خواهد داشت که بسيار بزرگ شود. غيره، ونيز اگر اين در حقيقت يک بازرمبش بوده است . هنگاميکه که اين سيستم ها در يک بي حرکتي بسيار کوتاهي هستند.                                                                     5)شاخه هاي ديگر تابع موج ( اگر هرگز رمبش هايي جهان نداشته باشد ) در يکتايي فيزيکهاي کوانتومي يعني تاريخچه هاي مختلف جهان يا جهانهاي کلاسيک مختلف آنگونه که در انطباق هستند                                          6) سيستمهاي کاملا جدا ازهم شامل جهانها در قالب يک مفاهيم . آنچه بود يا نبود شرايط مرزي يکسان ، ثابتها ، پارامترها . حالتهاي خلاء قوانين موثر انرژي پايين يا قوانين بنيادي فرض مي شود . به اين معنا که فيزيکهاي مختلف تحقق پيدا مي کند، در ساختارهاي رياضي        

مهبانگ وفیزیک ذرات  

يك گروه تحقيقاتي از دانشگاه ايالتي پن از محاسبات گرانشي كوانتومي استفاده كردند تا سر نخهائي در مورد زمان قبل از مهبانگ را پيدا كنند

 برای دسترسی به نقشه‌های اختفاهای خراشان انتهای مقاله را ببینید.

سیاره درخشان زهره (ناهید) در حالی که در آسمان شامگاهی بر فراز افق غرب ارتفاع می‌گیرد تا به بیشترین کشیدگی شرقی خود در خرداد امسال نزدیک شود در این شب‌ها از کنار خوشه پروین،‌ زیباترین خوشه ستاره‌ای آسمان، عبور می‌کند. زهره از قدر ۴- نورافکنی درخشان در ابتدای این شب‌ها در افق غرب و در صورت فلکی ثور است.

در شب‌های ۲۲ و ۲۳ فروردین زهره در فاصله کمتر از ۳ درجه‌ای خوشه پروین است و تا شب ۲۶ فروردین کماکان در فاصله نزدیک کمتر از ۵ درجه‌ای پروین، بین این خوشه و ستارگان رخ  ۷  مانند گاو (خوشه قلائص) قرار دارد؛ منظره‌ای کم نظیر برای رصد و عکاسی نجومی حتی با ساده‌ترین دوربین‌ها.

زهره هم‌چنان که از پروین فاصله می‌گیرد در شب پنجشنبه ۳۰ فروردین تماشاگر منظره‌ای دیدنی در افق غرب است. در شامگاه آن روز کمی پس از غروب خورشید هلال باریک ماه از مقابل گوشه‌ای از خوشه‌پروین می‌گذرد و اختفا یا مقارنه‌ای نزدیک (بسته به موقعیت جغرافیایی شما) رخ می‌دهد. در حالی که زهره نیز در فاصله ۱۰ درجه‌ای از ماه و پروین قرار دارد. برای جزییات بیشتر درباره این اختفا بخش آسمان در این ماه ماهنامه نجوم شماره ۱۶۸ و مقاله بهترین اختفاهای سال ۱۳۸۶ در شماره ۱۶۹ (فروردین ۱۳۸۶) را مطالعه کنید.

این منظره در حالی دیده می‌شود که دنباله‌دار کوتاه دوره انکه نیز به اوج روشنایی خود می‌رسد و فقط ۱۳ درجه پایین‌تر از ماه و پروین در جمع ستاره‌های کم فروغ حمل قرار دارد. احتملا انکه در این هنگام از قدر ۵ یا ۶ و مانند اغلب ملاقات‌های آن با خورشید بسیار محو و بدون دمی بارز و بزرگ اما نسبتا درخشان با دوربینی دوچشمی یا تلسکووی کوچک (و شاید در شرایط رصدی ایده‌آل با چشم برهنه) ديده شود.

اختفا/مقارنه ماه و پروين، افق غرب شامگاه ۳۰ فروردين

 

اما در شامگاه ۳۱ فروردین که در سراسر ایران علاقه‌مندان به نجوم آخرین بخشهای مراسم روز جهانی نجوم را برگزار می‌کنند هلال ماه به زهره می‌رسد و آن دو در فاصله زاویه‌ای حدود ۴ درجه‌ای یکدیگر به زیبایی در میان ستارگان ثور می‌درخشند؛ منظره‌ای به یاد ماندنی برای نجومی‌ترین روز سال (درباره روز نجوم و فعالیتهای آن در ایران در سایت انجمن نجوم ایران- شاخه‌آماتوری بخوانید).

وضعيت افق غرب در شامگاه ۳۱ فروردين

 

 

 

 

 

 

همام حسینی/نجوم
اختفای پروین با ماه، آن گونه که از چند شهر ایران دیده می شود. خط های بالایی مسیر عبور لبه بالایی ماه و خط های پایینی مسیر عبور لبه پایینی قرص ماه را از شهرهای مشخص شده نشان می دهد. برای اطلاعات بیشتر در مورد این اختفا مقاله آسمان در این ماه را در شماره اسفند ۸۵ماهنامه نجوم ببینید. تصویر قابل چاپ

 

اختفای خراشان ماه و ستاره‌های خوشه پروین

از شکل بالا که مسیر عبور ماه را از میان خوشه پروین از دید چند شهر ایران نشان می‌دهد، پیداست که اختفای ستاره‌هایی مثل کلائنو، مائیا و ۱۸-ثور (ستاره ۵.۶ بالای خوشه پروین) از برخی مناطق ایران به صورت خراشان دیده می‌شود. رصد اختفاهای خراشان به بررسی عوارض لبه ماه کمک می‌کند. نقشه‌های پایین به دقت محل‌هایی که اختفا‌های این سه ستاره‌ را به صورت خرشان می‌بینند نشان می‌دهند.

در نقشه‌ها سطح قرمز شده منطقه ای را نشان می‌دهد که ساکنان آنها اختفا را می‌بینند. خط‌های قرمز رنگ مرز این منطقه را نشان می‌دهند. مرز سمت راست نشان‌دهنده‌ی غروب ستاره است. یعنی اگر روی این مرز باشید شروع اختفا برای شما با غروب ستاره هم‌زمان است. رصدگرانی که روی مرزهای پایین و بالا رصد می‌کنند تماشاگر اختفای خراشان خواهند بود. می‌توانید نقشه را بزرگ کنید تا محل دقیقی را پیدا کنید که اختفا از آن‌جا خراشان دیده‌ می‌شود. 

 اختفای ستاره کلائنو

 

 اختفای ستاره مائیا

 

اختفای ستاره ۱۸-ثور

 

 

داده‌ها با ترتیب یک دهم درجه حساب شده‌اند و برای ترسیم خط‌ها از درون‌یابی خطی استفاده شده‌است. روی نمایش پونزها کلیک کنید تا اطلاعات کاملی را درباره شرایط اختفا در نقاط روی مرزهای خراشان به دست آورید. پونزها با فاصله یک درجه از هم چیده شده‌اند.

ادامه مطلب

سبز تنها رنگ حیات نیست!

محققان بخش تکنولوژی ناسا بر این باورند که در ۱۰ سال آینده دانشمندان قادر به مطالعه سیارات ناشناخته‌ای به اندازه زمین خواهند بود که در برخی از آن‌ها حيات گیاهی نیز وجود دارد که بسته به رنگ خود سیاره، زرد، نارنجی و یا قرمز است. آذين زنگويی «ن. کیانگ»(N. Kiang) از ناسا می‌گوید:"تشخیص محدوده این رنگ‌ها مهم است. رنگ فتوسنتز معمولا در ناحیه زرد، نارنجی و قرمز قرار دارد. برای مثال غیر ممکن است سیاره‌ای آبی رنگ پیدا کرد. ولی رنگ سبز نیز محتمل به نظر می‌رسد". «و. میدوز»(V. Meadows) می‌گوید:"آنچه در مورد این تحقیق اهمیت دارد این است که رشته‌‌‌های‌ مختلف‌ علمی‌ را در بر می‌گیرد تا بهترین مدل ممکن برای پیدا کردن طیف سیاراتی که شبیه زمین هستند را ارائه کند. این تحقیق به تمامی اطلاعات از قبیل فوتونی که یک سیاره در زمان حیات خود ساطع می‌کند تا عمق آب مورد نیاز یک گیاه، نیاز دارد و هیچ محققی از یک گروه خاص و به تنهایی قادر به حل این مسئله نخواهد بود". مرکز توجه محققان بر روی راه‌هایی است که گیاهان نور را جذب می‌کنند و از آن ماده‌ قندی‌ می‌سازند. منبع این نور از ستاره مرجع یا در نتیجه تاثیر فیلترهای گازی موجود در جو است. برای مثال، اُزُن پرتو فرابنفش را جذب می‌کند و به همین خاطر این پرتو به زمین نمی‌رسد. کیانگ توضیح می‌دهد:"آن‌ چه که مهم است، طیف تعداد ذرات نور است. بر روی زمین این ذرات در ناحیه قرمز قرار می‌گیرند و به همین خاطر گیاهان سبز هستند". بر روی زمین گیاهان نور آبی را به علت انرژی بالای آن و نور قرمز را به دلیل تعداد زیاد ذرات آن جذب می‌کنند. در نور خورشید نورهای قرمز و آبی بیش از حد نیاز انرژی ایجاد می‌کنند؛ به همین دلیل گیاهان بر روی زمین به انرژی بیشتر نیاز ندارند. بنابراین بیشتر نور سبز را منعکس می‌کنند و به همین خاطر سبز به نظر می‌آیند. سیاره‌ای مانند زمین که به دور ستاره‌ای به بزرگی و دمای خورشید می‌گردد، بیشتر تمایل به جذب نورهای آبی و قرمز و کمتر تمایل به جذب نور سبز را دارد. اما ممکن است در سیاره‌های دیگر طیف‌های نوری دیگری غالب باشند. در این صورت رنگی مانند قرمز ممکن است مورد نیاز نباشد و در این صورت این رنگ بیشتر بازتاب شده و در نتیجه سیاره قرمز به نظر می‌آید. عوامل موثر دیگر عبارت هستند از نقش لایه اُزُن، دی‌اکسید کربن، بخار آب، چگونگی واکنش‌های شیمیایی توسط پرتوهای ستاره‌ای، آمادگی ستاره برای تشعشع‌ ناگهانی‌ نيروی‌ خورشيد، میزان آب موجود در سیاره، میزان نوری که به سطح می‌رسد، گازهایی که توسط خود گیاهان ایجاد می‌شوند و ... . به همین دلیل مدل کامپیوتری پیشرفته‌ای مورد نیاز است. مدوز می‌گوید:"در سیاره‌ای که تنها توسط قسمت کوچکی از اُزُن محافظت می‌شود، باعث شگفتی است که حیات به هر شکلی وجود داشته باشد. تنها احتمال دارد که حیات در قسمتی که «مکان مناسب» باشد و در حدود ۳ متری زیر سطح قرار دارد، محافظت شود. برای سیاره‌ای که به دور ستاره‌ای خنک‌تر از خورشید ما می‌گردد، این مکان مناسب در ۹ متری زیر آب قرار دارد. در گذشته تصور بر این بود که اندک سیاره‌ای است که به دور ستاره‌ای بگردد. ولی امروزه با پیشرفت تلسکوپ‌ها تعداد زیادی از سیاره‌های بزرگ و هم اندازه‌ی مشتری کشف شده است. احتمال می‌رود که حیات به شکل باکتری بر روی این سیاره‌های عظیم وجود داشته باشد. نبع:مجله نجوم   ادامه مطلب

|+|

نوشته شده توسط اشکان در چهارشنبه 29 فروردین1386 و ساعت 20:43

آب در دنیای بیگانه

تلسکوپ فضایی هابل داده‌ای را ثبت کرده‌است که می‌تواند نشانه وجود بخار آب در جو یک سیاره فراخورشیدی کاملا شناخته‌شده باشد. این یافته تنها دوماه پس از شکست تلسکوپ فضایی اسپیتزر در یافتن آب بر سطح این سیاره بدست آمده است  دانشمندان موفق شده‌اند در جدیدترین تحلیل تصاویر تلسکوپ فضایی هابل، نشانه‌هایی بر وجود آب در جو یک سیاره فراخورشیدی بیابند. برخی اخترشناسان از این نتیجه استقبال کرده‌اند، درحالی‌که دیگران معتقدند نشانه‌های موجود چیزی فراتر از خطای اندازه‌گیری نیست.  این سیاره که HD 209458b نام دارد، 70% سیاره مشتری سنگینی دارد و به‌دلیل فاصله بسیار نزدیکی که با ستاره‌اش دارد، (9 برابر نزدیک‌تر از عطارد به خورشید)، بسیار داغ و سوخته است. این سیاره یکی از 14 سیاره فراخورشیدی کشف‌شده است که دقیقا از مقابل ستاره مادر عبور می‌کند و درپشت آن پنهان می‌شود و به‌همین دلیل، اخترشناسان توانسته‌اند داده‌های مداری دقیقی از این سیاره بدست آورند. دو ماه پیش، رصدهای دقیق تلسکوپ فضایی فروسرخ اسپیتزر نشان داد هیچ‌ نشانه‌ای از بخارآب در جو این سیاره دیده نمی‌شود. اما از آن‌جایی که مدل‌های سیارات فراخورشیدی پیش‌بینی می‌کنند مولکول بخارآب به‌مقدار فراوان در جو این سیارات وجود دارد، برخی سیاره‌شناسان احتمال داده بودند که علایم فروسرخ بخارآب در توده‌های غبار محو شده است. اما به‌نظر می‌رسد تلسکوپ فضایی هابل توانسته است بخارآب گم‌شده را نمایان کند. در یکی از عبورهای این سیاره از مقابل ستاره مادر، هابل توانست داده‌های کسوف جزیی ستاره را ثبت کند و با استفاده از آن، شعاع این سیاره را که 30% بزرگ‌تر از سیاره مشتری است، اندازه‌گیری کند. اما تراویس بارمن، اخترشناس رصدخانه لاول در فلگ‌استف آریزونا با تحلیل رایانه‌ای داده‌های این توانست نشانه‌هایی از بخارآب را آشکار کند. پرتوهایی که دوربین‌های هابل ثبت کرده‌اند، از لایه‌های خارجی جو این سیاره عبور کرده‌اند و ازآن‌جایی‌که ترکیب شیمیایی بخصوص جو سبب می‌شود شفافیت جو برای طول‌موج‌های مختلف نور متفاوت باشد، شدت طول‌موج‌های رسیده نیز باهم متفاوت است. بارمن توانست با مدل‌سازی‌های مختلف و ترکیب‌های مختلف شیمیایی، شفافیت جو را در نورهای مختلف بررسی کند و سازگارترین نتایج را با داده‌های هابل بدست آورد. این‌چنین او توانست به اطلاعاتی از ترکیب شیمیایی جو این سیاره دست یابد. نتایج رصد نشان می‌دهد مقدار اندک جذب نور در طول‌موج 0.9 میکرومتر نشانه‌ای بر وجود آب در جو سیاره است، زیرا آب چنین طول‌موجی را جذب می‌کند. به عقیده بارمن، این داده دلیلی محکم بر وجود آب در سیاره‌ای فراخورشیدی است. البته این کشف برای دوستداران حیات فرازمینی چندان خوشایند نیست، زیرا دمای سطح سیاره 1000 درجه سانتی‌گراد است و به‌سختی می‌توان حیاتی را در چنین شرایطی متصور شد. اما خبر این کشف با واکنش‌های مختلفی روبرو شده است. مارک سواین، از اعضای گروه تحقیقاتی اسپیتزر که پیش‌از این اعلام کرده بودند در این سیاره نشانه‌‌ای از آب وجود ندارد، معتقد است کشف بارمن می‌تواند در تعیین دقیق دمای سطح این سیاره بسیار موثر باشد؛ زیرا برای این‌که اسپیتزر بتواند پرتوهای نور جذب‌شده توسط مولکول‌های آب را شناسایی کند، مناطق داخلی‌تر این سیاره باید داغ‌تر از جو فوقانی باشند. اما اگر این سیاره دمای نسبتا یکنواختی داشته باشد، آن‌گاه اسپیتزر نمی‌تواند این نشانه‌ها را ثبت کند و در این‌صورت نیازی به وجود توده‌های غبار هم نخواهد بود. از سوی دیگر، دیوید چاربونیو، استاد دانشگاه هاروارد و از اعضای گروهی که برای اولین بار، این سیاره را با تلسکوپ فضایی هابل رصد کرده‌اند، می‌گوید نشانه‌های ثبت‌شده در هابل آن‌قدر اندک است که بیشتر به نویز و خطای ابزارهای هابل شباهت دارد تا یک داده علمی. به عقیده او تا زمانی که نشانه‌ها و علایم به‌مراتب قوی‌تری دیده نشود، این یافته نمی‌تواند دلیلی معتبر بر وجود آب در یک سیاره فراخورشیدی باشد.   منبع:آسمان پارس   ادامه مطلب

|+|

نوشته شده توسط اشکان در چهارشنبه 29 فروردین1386 و ساعت 20:39

ابرنواختری درخشان در کهکشان رُز ارغوانی

NGC ۵۵۸۴ تنها کهکشان خوشه‌ی سنبله که در غرب این خوشه واقع است از یازدهم اسفند به بعد دیگر تنها نیست! چون بزرگترین انفجار ستاره‌ای سال را نیز در بر دارد. این ابرنواختر جدید که با نام SN۲۰۰۷af شناخته می‌شود، ۷۵ میلیون سال نوری از ما فاصله دارد. کهکشان مارپیچی رُز ارغوانی(NGC ۵۵۸۴) کمی از راه‌ شیری ما کوچک‌تر است. کهشان‌ مارپیچی از یک دیسک تخت و یک برآمدگی مرکزی تشکیل شده است. در برآمدگی وسط معمولا ستاره‌های پیر و سیاهچاله‌های ابرپر‌جرم قرار دارند. ستاره‌های جوان‌تر که در دیسک واقع هستند، شکل و ویژگی‌های کهکشان‌ها را تعیین می‌کنند. در تصویر اخیر از این کهکشان دو بازوی اصلی آن مشخص است؛ اما بقیه بازوها نامشخص است. تکه‌ای درخشان در سطح دیسک پخش شده است که نمایان‌گر تشکیل ستاره‌ها در سرعت‌های بسیار زیاد است. آن‌چه در این تصویر چشم‌ها را به سوی خود جذب می‌کند قسمت درخشانی است که در تصویرهای قبلی آخر فوریه به صورت نقطه‌ای درخشان دیده شده بود. این جرم درخشان در سمت راست-پایین در هسته کهکشان واقع است و از خود هسته درخشان‌تر است. این جرم ابرنواختری است که از این پس آن‌ را با نام SN۲۰۰۷af می‌شناسیم و سی و دومین ابرنواختری است که در سال ۲۰۰۷ کشف شده است. مطالعات نشان داده است که جرم آن در حدود جرم خورشید است و مرگ بسیار پرمخاطره‌ای را داشته است. این جرم تاکنون درخشان‌ترین ابرنواختر شناخته شده سال است که شکارچی ژاپنی ابرنواخترها بنام «کیوچی ایتاگاکی»(Koichi Itagaki) آن‌ را در یازدهم اسفند ماه کشف کرد. او در هنگام رصد با تلسکوپ ۶۰ سانتی‌متری در میان صورت‌ فلکی سنبله، این جرم را ملاقات کرده است. او می‌گوید:"در حین رصد به جرمی برخوردم که قبلا آن را در آن ناحیه ندیده بودم. نور آن در ابتدا تقریبا ۷ بار از هسته ضعیف‌تر بود. کم کم نور آن زیاد شد و به قدر ۳/۱۳ رسید؛ به طوری‌که با تلسکوپ‌های آماتوری نیز قابل دیدن بود". رصد بعدی در ۱۴ اسفند با تلسکوپ (VLT) نشان داد که این جرم درخشان ابرنواختر نوع Ia بوده است. ماده از این ستاره مرده با سرعت ۱۵۰۰۰ کیلومتر بر ساعت به بیرون پرتاب می‌شود. اخترشناسان می‌گویند بررسی این ابرنواختر به علم اخترفیزیک کمک فراوان خواهد کرد. منبع:مجله نجوم   ادامه مطلب

|+|

نوشته شده توسط اشکان در پنجشنبه 16 فروردین1386 و ساعت 11:27

شکار انفجارات اشعه ی گاما بر روی زمین

چگونه رصد خانه های زمینی بدون اتلاف وقت موفق به رصد انفجارات اشعه گاما می شوند ؟  انفجارات اشعه گاما قوی ترین انفجار شناخته ی شده در کیهان است ، برای بدست آوردن اطلاعات مفید و علمی از این گونه انفجار ها باید بلافاصله بعد از انفجار به رصد این پدیده بپردازید . رصد خانه ی جنوب اروپا یکی از پیشتازان این زمینه است و به تازگی اطلاعاتی از چگونگی عملکرد این رصد خانه منتشر کرده است .در ابتدا ماهواره سویفت ناسا آسمان را برای پیدا کردن نشانه هایی از انفجارات اشعه گاما رد یابی می کند ، این نشانه ها بیشتر از سیاهچاله های تازه متولد شده گسیل می شوند .سپس مختصات این انفجار ها بوسیله اینترنت به بسیاری از رصد خانه های دنیا مخابره می شود و چند دقیقه ی بعد رصد خانه های دنیا مشغول مشاهده ی این پدیده هستند .در یکی از تازه ترین انفجارات گاما در 7 ژون سال 2006 رصد خانه ی VLT جنوب اروپا موفق شد 7 دقیقه پس از آشکار سازی این پدیده توسط سویفت آن را رصد کند .    منبع:آسمان پارس   ادامه مطلب

|+|

نوشته شده توسط اشکان در پنجشنبه 16 فروردین1386 و ساعت 11:26

  مقدمه:

تئوري بيگ بنگ بيان مي‌دارد كه دنيا در زمانهاي بسيار دور درحدود 6/13 ميليارد سال پيش در يك لحظه معين درون نقطه‌اي جاي داشت كه در آن انرژي و چگالي ذرات بي نهايت بود. براساس اين مدل  كيهانشناسي، هستي در يك انفجار شروع به خلاصي يافتن  از تراكم و دماي بيش از حد نمود، بدين صورت عالم لحظه به لحظه وسيعتر مي‌گشت و دما نيز به تبع آن رفته رفته كاهش مي‌يافت.بر طبق مدل بيگ بنگ در نخستين لحظات آفرينش، گراني (گرانش كوانتومي) تنها نيروي حاكم برجهان بود كه چگونگي آن به طور كامل توسط تئوري گراني‌اينشتين بدست مي‌آمد، تئوري بيگ بنگ اگر چه به خوبي نحوه تكامل هستي را نشان مي‌دهد اما مشاهدات نجومي جديد بالاخص در دهه هفتاد ميلادي تناقض عمده‌اي، با نظريه بيگ بنگ دارى و اساس  اين نظريه را زير سؤال مى برد كه در اين مبحث به آن مي‌پردازيم.

 مدل كيهانشناسي بيگ بنگ (مهبانگ)

تكيه بر چهار حقيقت قابل مشاهده

1-   حركت رو به بيرون كهكشانها.

اولين بار در سال 1929 ادوين هابل   ]  (1889-1953) ايالات متحده[ پي به حركت كهكشانها برد، ادوين هابل اين حركت رو به بيرون كهكشانها را همانند تركش‌هاي يك گلوله توپ مي‌دانست كه به سرعت به اطراف پخش شده و از يكديگر دور مي‌ شدند.

ادوين هابل    (1889-1953) 

او بر پايه همين استدلال لحظه پيدايش هستي را انفجار گونه پنداشت كه اجزاء آن كه همانا كهكشانها مي‌باشند روز به روز از يكديگر بيشتر دور ‌شده و هستي نيز بدنبال آن انبساط روز افزون مي‌يافت. هابل با اندازه گيري سرعت و مسافت كهكشان هاي همجاور به اين نتيجه رسيد كه كهكشانهاي نزديك به زمين از آن دور مي‌شوند. او اين نتيجه را براساس انتقال دو پلر‌ي بدست آورد (انتقال دو پلر‌ي بيان مي‌دارد كه هر گاه يك چشمه صوت در حال حركت به طرف ما بيايد رفته رفته طول موج  صوت كاهش يافته و فرکانس صوت بيشتر مي‌گردد به نحوي كه فركانس در لحظه رسيدن چشمه صوت به ما به بيشترين حد خود مي‌رسد و با دور شدن آن طول موج  افزايش و فركانس آن كاهش مي‌يابد بهمين خاطر با نزديك شدن يك آمبولانس آژيرزن صداي آژير رفته رفته تيز تر مي‌شود و با دور شدن آن صدا رفته رفته بم وبم تر مي‌شود ) انتقال دوپلري در كهكشانها و ستارگان دور دست نيز روي مي‌دهد و درنتيجه باعث مي‌شود كه در خطوط جذبي طيف آنها يك جابجائي به سمت قرمز طيف صورت بگيرد بدين معنا كه خطوط جذبي به سمت طول موجهاي بلندتر طيف مرئي متمايل مي‌شود.

 2- انتقال به سرخ امواج

 وقتي كه يك منبع نور داراي حركت باشد همانند منبع صدا بر اثر حركت يك زير و بمي در آن ايجاد مي‌شود بدين معنا كه اگر صدا با سرعت به طرف مانزديك شود طول موجهاي گسيل شده از آن منبع كوتاهتر و درنتيجه صدا زير تر به گوش ما مي‌رسد و در صورتيكه منبع صدا با سرعت از ما فاصله بگيرد طول موجهاي گسيل شده از آن منبع بلندتر و درنتيجه صدا به سمت بم شدن گرايش مي‌يابد. منبع نور نيز همانند منبع صدا يك جابه جا در رنگهاي آن درنتيجه نزديك شدن ياد و شدن از ناظر بوجود مي‌آيد. اگر يك منبع نور به سرعت به طرف ما حركت كند فركانس آن ا فزايش مي يابد (طول موج كاهش مي‌يابد)و در خطوط طيف مرئي آن يك انتقال به سمت رنگ آبي در آن آشكار  مي گردد و در صورت دور شدن منبع نور از ما در خطوط طيفي آن  انتقال به رنگهاي پائين طيف ايجاد خواهدشد يعني رنگ نور گسيل شده از منبع آن به سمت رنگ قرمز گرايش مي يابد بنابراين مي توان با توجه به مقدار انتقال به سرخ طيف جذبي منبع نور سرعت حركت آن منبع را بدست آورد.

3-دورشدن كهكشانها

هابل كشف كرد كه  رنگ بيشتر سحابيها گرايش به قرمز دارد او از اين موضوع توانست نتيجه بگيرد كه آنها باسرعت فوق العاده زيادي از ما دور مي‌شوند.

 اين تغيير در رنگ نور گسيل شده از اجرام آسماني (ستارگان وكهكشانها) انتقال به سرخ گفته مي‌شود.

اگر كهكشانها از يكديگر دور مي‌شوند بنابراين آنها مي‌بايست در گذشته بهم نزديكتر مي‌بودنند بر همين اساس در زمانهاي بسيار دور دنيا چگا لتر و متراكم تر از امروز بوده است. اگر اين حركت به عقب كهكشانها ادامه ‌دار باشد در يك لحظه مشخص تمام ماده تشكيل دهنده جهان در يك نقطه با تراكم بي‌نهايت بايد فشرده شده باشد. از سرعت انبساط عالم مي‌توان لحظه آغاز آفرينش و پيدايش ماده سازنده هستي را در حدود 10 تا 15 ميليارد  سال پيش تخمين زد( بايد توجه داشت عمر منظومه شمسي كه زمين ما نيز جزئي از آن است در حدود 5/4 ميليارد سال مي‌باشد) براساس مدل بيگ بنگ (مهبانگ) مي‌توان به خوبي چگونگي لحظات آغازين جهان را بررسي كرد طبق اين مدل شروع جهان بر اثر يك انفجار بود كه در آن لحظات آغازين دما و چگالي ذرات بي‌نهايت بالا بود، رفته رفته عالم نازك و منبسط مي شد و  دما نيزبه شدت كاهش مي يافت ، معادلات مربوط به تئوري گرانش انيشين به خوبي انبساط عالم را كه از مدل كيهانشناختي  مهبانگ (بيگ بنگ) استنتاج مي‌شود توصيف مي‌كند.

گرچه اين معادلات در سال 1917 ميلادي در نظريه نسبت عام پايه گذاري شد ولي  اينشتين انبساط عالم را كه يكي ازدست آوردهاي حل اين معادلات بود به طور آگاهانه كنار گذاشت( اينشتين بعدا"از آن به عنوان بزرگترين اشتباه خودياد كرد)   چند دهه بعد دانشمندان  جهان در حال گسترش را به عنوان زير بناي بحث‌هاي كيهانشناختي پذيرفتند. در مدل بيگ بنگ (مهبانگ) سخن از انفجار به ميان مي‌‌آيد اما ما هرگز نبايد توجه مان به مدلها انفجاري معمولي كه گاهي شاهد آن هستيم معطوف شود كه در آن قطعاتي از شي منفجر شده به فضاي اطراف پرتاب مي‌شود ، در لحظه آغاز هستي آنچنان كه از مدل بيگ بنگ (مهبانگ) مي‌توان نتيجه گرفت اين است كه فضا با حركت و گسترش خود موجب انبساط و گسترش عالم گرديد همانند لكه‌هاي كه روي يك بادكنك قرار گرفته است در اين صورت هر چه بادكنك بيشتر باد شود لكه‌ها از هم فاصله بيشتري پيدا مي‌كند.هرچه سرعت باد شدن بادكنك يا بالون بيشتر افزايش يابد سرعت دور شدن اين لكه ها نيز افزايش دو چندان مي‌يابد.

زمان

تعيين عمر زمين بوسيله راديواكتيو

 يك روش كاملاً مستقل براي تعيين سن زمين تعيين سن پرتوزايي سنگ معدن اورانيوم است برهمين اساس تحقيقات بعمل آمده در اين زمينه نشان مي‌دهد كه سن زمين در حدود 4 ميليارد سال است. (با خطاي يك ميليون سال در هر 10 ميليارد سال ) بنابراين انتخاب سن 10 تا 15 ميليارد سال براي عالم برطبق پيشگوئي مدل بيگ بنگ متحمل و قابل قبول مي‌باشد.  چرا كه اگر زمان لازم براي متراكم شدن كهكشان ها و اولين نسل ستارگان را 1 تا 2 ميليارد سال در نظر بگيريم و چگال شدن منظومه شمسي را نيز از پس مانده ستارگان اوليه درحدود 6/4 ميليارد سال بدا نيم ، مي‌توان عمر جهان  رابا دانستن زمان لازم براي تشكيل هسته‌ها در ستارگان وابر نواخترها كه منجر به تشكيل عناصر شيميايي امروزي شده است بدست آورد اين زمان در حدود همان زماني است كه مدل بيگ بنگ «‌مهبانگ» تخمين زده است.

تركيب شيميائي جهان

 به كمك مدل بيگ بنگ (مهبانگ) مي توان علت انبساط عالم و سن آن را به خوبي روشن ساخت و به سؤالاتي كه دراين زمينه مطرح مي‌شود به خوبي پاسخ داد سؤالي كه اينك مطرح مي‌ِشوداينست كه چرا تركيب شيميائي جهان تقريباً از 25 درصد هليوم و 75 درصد هيدروژن است.  اگر ماده تشكيل دهنده ستارگان يا سحابيها را مورد تجزيه و تحليل قرار دهيم دقيقا"  به همين نتيجه خواهيم رسيد جواب به اين سؤال متضمن تشريح ساختار اتمي جهان در لحظات اوليه شكل گيري آن است در اين راستا مدل بيگ بنگ توضيح قانع كننده و روشني ارائه مي‌دهد.  طبق اين مدل، دماي جهان زماني چنان بالا بود كه براي هيچ عنصر شيميائي مجال ظهور و پيدايش فراهم نگرديد و در اين ميان تنها عناصري توانستند خلق شوند كه تنها ازهسته‌اي ابتداي و ساختماني ساده برخوردار بودنند اين عناصر سبك و نو ظهور هيدروژن و هليوم مي‌باشند كه قادر بودنند در چنان حرارتي بوجود آيند.

ساير عناصر كه از هسته هاي سنگين‌تري نسبت به هيدروژن و هليوم برخوردار بودنند نمي‌توانستند در آن گرماي شديد ( ميلياردها ميليارد درجه سانتيگراد) لحظات اوليه تولد هستي ايجاد شوند و در صورت ساخته شدن در همان لحظه بر اثردماي فوق‌العاده شديد فنا و نابود مي‌شدنند. محاسبات انجام شده توسط هويل (Hoyle) و ديگران درسال 1964 كه توسط پي بلز(Peebles) در سال 1966 اصلاح گرديد و همچنين ساير تلاشهاي بعمل آمده در سال 1967 كه با همكاري فولر (Fowler) و هويل(Hoyle) صورت گرفت نشان مي‌دهد تشكيل هسته بر اثر همجوشي هسته‌ها سبك هيدروژن در حدود چنددقيقه پس از بيگ بنگ صورت گرفته است و همين امر موجب تبديل 25 درصد جرم عالم به عنصر هليوم شده است عنصري كه بعد از هيدروژن سبك ‌ترين عنصر در طبيعت است. ساير عناصر سنگين‌تر كه اكنون در عالم وجود دارد نظير كربن – اكسيژن –آهن –كلسيم – روي ... هم طي واكنش‌هاي هسته اي صورت گرفته در قلب ستارگان ساخته شده‌اند و بر اثر انفجار و متلاشي شدن اين ستارگان بعد از پايان يافتن سوختشان در فضاي بين ستاره‌اي به بيرون ريخته شده‌اند.

4- تابش زمينه ميكرو موج كيهاني

مهمترين آزمايشي كه تحقق آن منجر به تأئيد و تصديق تجربي و  علمي نظريه بيگ بنگ (مهبانگ) گرديد اثبات وجود « تابش زمينه كيهاني»‌بوده است كه سراسر پهنه عالم را ميلياردها سال تحت سيطره وجود خود قرار داده است. اين تابش كهن بقاياي همان عالم جواني است كه روزگاري دماي بي‌نهايت آن جايگاه خلقت ماده از انرژي بود گرچه وجود اين تابش زمينه ي كيهاني توسط فيزيكدانان در دهه چهل ميلادي پيش بيني شده بود اما تأئيد تجربي وآزمايشي آن تا 25 سال بطول انجاميد. تابش زمينه‌اي كيهاني اولين بار توسط گاموف و همزمان بطور مستقل توسط پي بلز (Peebls) در سال 1948 ميلادي پيش بيني شد هر دو دانشمند ديدگاه خود را در مورد اين تابش زمينه‌اي اينگونه بيان كردنند كه هنگاميكه هنوز چند ثانيه بيشتر از عمر عالم نگذشته بود نوع خاصي از تابش ناشي از فعل وانفعالات اوليه پيدايش در اولين لحظات آن توليد گرديد و سراسر فضا را به تسخير خود در آورد.  براساس اين نظريه وقتي كه دماي جهان سيصدهزارسال بعد از بيگ بنگ ( مهبانگ) به مرز  رسيد الكترونها با قرار گرفتن در گرداگرد هسته‌هاي تشكيل شده از پروتونها و نوترونها ، اولين اتم هاي هيدروژن و هليوم را خلق كردنند.در نخستين لحظات تولد هستي تابش (نور ) راه خود را از ماده جدا كرد واكنون بعد از  15 ميليارد سال كه از عمر عالم در حال انبساط و سرد شدن مي‌گذرد تابش اوليه از دمائي معادل  برخوردار شده است (دمايي نزديك به صفر مطلق يعني در حدود 271 درجه سانتي‌گراد زير صفر) در يكي از روزهاي سال 1965 ميلادي هنگامي كه دو دانشمند لابراتوار بل ، پنزياس و ويلسون مشغول نصب آنتن گيرنده _ فرستده‌ بودنند ( كار آن ايجاد و دريافت پيام بين پايگاه زميني و ماهواره بود)  با تعجب با يك تابش كهموج (ميكرو موج) زمينه‌ايي روبرو شدنند، وجود اين تابش نيز در سال 1989 با پرتاب ماهواره COBE نيز تأييد شد

،‌طيفي كه اين تابش از آن برخوردار بود به طرز شگفت انگيزي با طيف تابش پيش بيني شده از مدل بيگ بنگ مطابقت داشت. تابش زمينه‌اي كيهاني كه در حقيقت پژواكي از يك رويداد كهن مي‌باشد به طور كاملاً يك دست و يكنواختي در تمام جهان عالم پخش شده است ماهواره COBE كه با حساسيت يك در صدهزار يافته‌هاي خودرا به زمين مخابره مي‌نمود دماي اين تابش كيهاني را  محاسبه كرد (به انطباق عجيب اين عددباعدد پيش بيني شده توسط دانشمندان توجه نماييد) اينجاست كه پيشگوئي علم بعد از دو دهه تحقق مي‌يابد، گرچه از مدل بيگ بنگ (مهبانگ) به خوبي مي‌توان چگونگي بوجود آمدن هستي را به صورت كاملاً دقيق و علمي مورد بررسي قرار دارد و همچنين از علت دور شدن كهكشانها از يكديگر پي‌برد و برخي از موارد ديگر،  همگي موجبات بسط و گسترش اين نظريه را به صورت يك نظريه جامع فراهم آورده است، ولي اين نظريه با تمام ويژگيهاي منحصر به خود در پاسخ گوئي به برخي از سؤالات عاجز و ناتوان مانده است.

اينكه چگونه ستارگان و كهكشانها شكل گرفته‌اند و تنوع شكلي در كهكشانها چگونه ايجاد شده است  و چگونه ستارگان كهنسال و پير مي‌شوند.

مدل كيهانشناختي بيگ بنگ ( مهبانگ) در اوايل دهه نود در سطح جهاني به صورت چشم گيري توسعه وگسترش يافت و به خوبي مورد پذيرش افكار عمومي قرار گرفت.

 آشفتگي در جزيره بزرگ

مدل كيهانشناختي مهبانگ نحوه خلقت هستي  و روند تكاملي جهان اوليه را به صورت قانع كننده اي توضيح مي‌دهد. اما اين مدل نمي‌تواند توضيح مستدلي براي توجيه مشاهدات نجومي سالهاي 1970 تا 1980 ارائه دهد و تأييد بيش از پيش يافته هاي اين دهه توسط دانشمندان ديگر موجبات متزلزل شدن اين نظريه را فراهم آوردنند.

 1- مجذوب كننده تاريك(   Dark Attractors )

در طول سالهاي دهه هفتاد ميلادي برخي از اخترشناسان اقدام به تهيه نقشه‌اي از سرعت دوران كهكشانها نمودنند زيرا آنان در هنگام رصد برخي از كهكشانها به چرخش غير متعارف آنها مظنون شدند زيرا آنان بر اين عقيده بودنند كه قوانين فيزيك كلاسيك به اجرام آسماني دورتر از مركز كهكشان (بالاخص ستارگاني كه در بازوي كهكشان قرار دارند)اجازه نمي‌دهند كه از سرعتهاي فوق العاده زيادي برخوردار باشند( زيرا براساس قانون عكس مجذور فاصله(‌قانون گرانش) هر چه فاصله بين دو جسمي كه نيروي جاذبه بر هم وارد مي آوردند بيشتر باشد بزرگي نيروي وارده آنها بر يكديگر كمتر خواهد بود بنابراين جسمي كه دورتر است براي غلبه بر جاذبه جسم ديگر به نيروي گريز از مركز كمتري نياز دارد. برهمين اساس كم شدن سرعت دوران سيارات دورتر از زمين در حول خورشيد بخاطر اينست كه از جاذبه گرانشي كم خورشيد خارج نشوند)چون در اين صورت ستارگان دور دست در يك كهكشاان از حيطه جاذبه مركز كهكشان خارج مي‌شوند.

طبق عقيده دانشمندان كهكشان ها نيز بايد از قوانيني پيروي كنند كه منظومه خورشيدي  پيروي مي‌كند مثلاً در اين منظومه  عطارد كه سياره‌اي نزديك به مركز جرم منظومه خورشيدي است از سرعتي بسيار بيشتر از پلوتو كه سياره‌اي دورتر از مركز جرم قراردارد مي‌چرخد زيرا نيروي گرانشي وارد بر عطارد خيلي بيشتر از نيروي گرانشي است كه خورشيد برپلوتو وارد مي‌كند، حال اگر پلوتو از سرعت دوراني مساوي با سرعت چرخش عطارد حول خورشيد برخوردار مي‌بودآنگاه سياره موردنظر از جاذبه وارد از طرف خورشيد محروم مي‌شد و مسيري مستقيم در پيش مي‌گرفت و از منظومه خورشيد خارج مي‌گشت.هنگاميكه اخترشناسان انتقال به قرمز ستاره‌هاي خارجي‌تر كهكشان ها را ملاحظه كردنند ديدنند كه اين ستاره‌ها سريعتر از ستارگان داخلي‌تر كهكشان كه خيلي نزديك‌تر به جرم مركزي هستند مي‌چرخند اين اتفاق آنان را بسيار حيرت زده كرد زيرا اين موضوع در صورتي قابل درك مي‌باشد كه نوعي ماده ناديدني كه داراي جرم مي‌باشد در كهكشان وجود داشته باشد تا مجموع جرم اين ماده ديدني با جرم قابل مشاهده كهكشان كه شامل ستارگان مي‌باشند عدم گريز ستاره‌هاي بيروني كهكشان را بخاطر سرعت زياد چرخيد نشان توجيه كند.

دومين گواه اين ادعا مسير چرخش اجتماع، گروهي كهكشان هاست اين گروه هاي كهكشاني با سرعت‌هاي تقريباً يكنواخت  به دور يكديگر دوران مي نمايند. اين نكته نيز براساس واقعيت‌هاي قابل مشاهده غير قابل درك است زيرا قانون گرانش نيوتن اين اجازه را به كهكشان هاي  بيروني‌تر نمي دهد كه با سرعتي مساوي يا بيشتر از سرعت چرخش كهكشان هاي دروني‌تر حول مركز جرم، چرخش نمايند مگر اينكه ماده عظيمي در بين كهكشانها وجود داشته باشد كه جاذبه گرانشي آن باعث كنار هم نگه داشتن اين اجتماع كهكشاني و همچنين توجيه كننده سرعت دوران غير عادي كهكشان هاي بيروني تر باشد را بين و فورد در بين سالهاي 1970 تا 1980 ميلادي جرم ماده نامرئي را در حدود 10 برابر جرم مرئي و قابل مشاهده جهان تخمين زدنند آنان اين واقعيت را از طريق مطالعه برروي سرعت دوران بيش از دويست كهكشان به دست آوردنند. اين بدان معناست كه ما قادر به درك آن قسمت از جهان نيستم كه از نظر جرم 90 برابر جرم ستارگان و ذرات گرد وغبارتشكيل دهنده ي عالم مي‌باشد. به عبارت ديگر در حدود %90 از جرم ماده تشكيل دهنده عالم به حساب نيامده است در حقيقت ما هر آنچه راكه مي‌بينيم تنها ده درصد عالم است و در حدود نود درصد آن  از ديده ها پنهان مي‌باشد براساس اين واقعيت انكار ناپذير فيزيكدانان پيشنهاد كردنند كه بايد هاله‌اي سياه‌گرداگرد تمامي كهكشان هاي عالم را فراگرفته باشد كه در حدود ده برابر جرم جهان را تشكيل مي‌دهد آنان اين ماده مرموز را «‌ماده تاريك»    dark matter)) ناميدند كه وجود دارد ولي هيچگونه تابشي از خود ساطع نمي‌كند تا از طريق آن بتوان آن را ديد يا حتي به وجودش پي برد ، تصور اينكه  ما قادرنيستيم %90 دنيا را بينيم و آنرا حس كنيم حول انگيزه و شگفت‌آور به نظر مي آيد اين كه دراين دنياي نامرئي چه مي‌گذرد و از چه نوع ماده‌اي ساخته شده است جزء مجهولات عالم به حساب مي‌آيد.

2-مشكل افق( The Horizon Problem)

در سال 1969 تنها 4 سال بعد از كشف تابش ميكرو موج زمينه اخترشناسان به تحقيق درباره اين موضوع عجيب كه چرا تابش زمينه در همه جهات كاملاً يكنواخت است پرداختنند مشكل بود كه تابش زمينه در تمامي فاصله‌ها هموار باشد همين طور عالم خيلي بزرگتر از آنست كه نور بتواند در سراسر عمر بيگ بنگ آنرا طي كند و از يك نقطه در يك طرف جهان به نقطه‌اي در طرف ديگر برود متخصصين فيزيك نجومي موفق به نظاره  حاشيه عالم شدنند آنان به اين محدوده قابل مشاهده افق مي‌گويند اگر در يك جهت خاص به افق نظر بياندازيم و آنگاه نگاه را به سوئي ديگر از عالم معطوف نمائيم آنوقت خواهيم ديد كه در تمام جهات تابش زمينه به طور يكنواخت از دماي 735/2 درجه كلوين، برخوردار است. 

 تفاوت رنگ ها تنها بعلت چندين ميليونيوم درجه كلوين تفاوت دمااست(نقشه DMRاز جهان)

اين موضوع را چگونه مي‌توان توضيح داد كه ميلياردها سال پيش تمام نقاط هستي بدون اين كه با هم تماس داشته باشند اكنون در تمام جهات به طور يكسان از يكنواختي دما برخوردارند. افق كه اكنون 15 ميليارد سال نوري از هر سوئي امتداد يافته موجب شده است تابش زمينه نيز كه از حاشيه عالم به طرف ما مي‌آيد از هر سوئي نيز با ما درحدود 15 ميليارد سال نوري فاصله داشته باشد.تابشي كه عالم را فرا گرفته است دو سوي آن بايد از هم 30 ميليارد سال نوري فاصله داشته باشد . اگر جهان نزديك به 15ميلياردسال عمر دارد اين سؤال پيش مي آيد كه اين مناطق كه در اين مدت طولاني كاملاً جدا از هم بوده‌اند و هرگز در اين مدت با هم تماس نداشته‌اند چگونه از دماي يكنواختي برخوردارند. چرا كه افق‌هاي عالم با اختلاف مسافتي حدود سي‌ميليارد سال نوري كه با هم دارند امكان تبادل هيچگونه  سيگنالي را با هم نداشته‌اند چراكه در غير اين صورت اين سيگنال بايد سرعتي فراتر از سرعت نور داشته باشد و اين امر خلاف قانون نسبيت خاص اينيشين مي‌باشد كه در آن بيان شده است هيچ جسمي نمي‌تواند از سرعتي معادل سرعت نور برخوردار باشد.

 3-معماي صاف بودن(The Flatness Problem )

وقايع آغازين جهان بخصوص در چند ثانيه اوليه به بخوبي توسط نظريه بيگ بنگ توصيف مي شود ولي يك مشكل بزرگ ديگر در مسير اين نظريه قرار دارد و آن، مشكل صاف بودن است. عموماً از نتايج معادلات اينيشين سرنوشت جهان را مي‌توان در دو حالت پيش بيني كرد اول اينكه جهان همراه با تمام كائناتش براي هميشه و تا ابد دهر بسط مي‌يابدو هستي در يك سرماي بي نهايت  خاموش خواهد شد( Cold Death( ) (مدل باز) و ديگر اينكه انبساط عالم متوقف مي‌شود و ماده تشكيل دهنده هستي با بازگشت به نقطه آغازين در خود خرد خواهد شد( Big Crunch  ) (مدل بسته) در آن هنگام ماده به اندازه كافي بايد وجود داشته باشد تا نيروي گرانش بتواند ايفاي نقش كرده و از انبساط عالم جلوگيري نمايد.

چقدر ماده نياز است تا اين رويداد به وقوع بپيوندد؟ محاسبات انجام شده با دقت بسيار بالا مقدار ماده مورد نياز جهت متوقف شدن انبساط عالم را در حدود سه اتم هيدروژن در هر يارد مكعب مي‌دانند يا ماده در هر متر مكعب است.به اين مقدار ماده در واحد حجم كه نياز داشت. تا نيروي گرانش موجب توقف حركت كهكشان ها شود  جرم بحراني يا چگالي بحراني مي‌گويند(critical density )اگر جهان به اين جرم بحراني رسيد  كائنات با حركت در جهت عكس حركت كنوني خود گسترش يافته و در خود خرد و نابود مي‌شود  در آن لحظه چگالي به بي‌نهايت و گرماي آتشين به دماي باور نكردني خواهد رسيد (Hot Death ).

اماشق سوي هم وجود دارد كه د رآن نه جهان تا ابديت منبسط مي‌شود كه كائنات در سرماي سوزناك به خواب ابدي فرو رودو نه با برگشت برق‌آساي خود به عقب در يك نقطه با گرماي باور نكردني خرد و  متلاشي شود اين حالت نسبتاً متعادل بين سرنوشت فشردگي ابدي  و انبساط ابدي  است. اختر فيزيكدانان حرف يوناني امگا را براي تعيين تراكم جرم كيهاني در نظر گرفته بنابراين تصميم‌گيري آنها در مورد سرنوشت جهان براساس مشاهدات و چگالي بحراني صورت مي‌گيرد .

اگر مقدار امگا كمتر از يك شود در آن حالت مقدارتراكم جرم براي توقف انبساط كهكشان ها كم خواهد بود و حركت آنها همچنان درجهت دور شدن از يكديگر ادامه مي‌يابد اگر امگا بزرگتر از يك شود آن هنگام مقدار ماده براي بسته شدن عالم فراهم شده و جهان از انبساط باز مي‌ماند. در آن صورت حركت رو به عقب كهكشانها آغاز مي‌گردد. 

 از بالا به پائين        الف) جهان باز :  امگا<1  انحناى جهان منفى است  ب) جهان تخت : امگا = 1   پ)جهان بسته : امگا >1 انحناى جهان مثبت است

مشاهدات اخترشناسان نمي‌توانست به درستي حكم كند كه در صورت منحني بودند فضا آيا اين منحني باز خواهد بود يا بسته دليل ظاهري كه امروز جهان در حالت توازن وجود دارد آنست كه امگاي آن برابر يك است حاميان نظريه مهبانگ بخوبي توضيح مي‌دهند كه چگونه جهان به موقعيت امروزي خود رسيده است و چگونه دوره هاي متعددش را پشت سرگذارنده و كهكشانها به مانند امروزه پراكنده و پخش شده‌اند آنها حتي مي‌توانند خلقت دنيا را در دقيقه اول يا حتي در ثانيه و كمتر از آن بخوبي تشريح كنند.براساس مدل كيهانشناختي مهبانگ در زمان  ثانيه بعد از انفجار بزرگ جهان بي‌نهايت خرد و كوچك بود چنانچه عالم براحتي در درون يك پرتون جاي مي‌گرفت مواد ايجاد شده به سرعت منبسط شدند واين انبساط چنان  نيرو مندبود كه نيروي گرانش  قادر به متوقف كردن آن نبود. و تنها بخش كوچكي از بيشتر ماده توسط نيروي قوي گرانشي از منبسط شدن مداوم باز ايستاد كه از اين مقدار ماده همه ستارگان و كهكشانها بوجود ‌آمدنند.امروزه با توجه به تمامي ماده قابل رؤيت و كشف شده كيهاني 1/0 ماده مورد نياز جهت بسته شدن عالم در آن وجود دارد يعني براي اينكه حركت كهكشان ها و دور شدن آنها از هم متوقف شودو بدنبال آن حركت رو به عقب آنها آغاز گردد تا سرانجام همه عالم در يك نقطه متمركز و متلاشي گردد بايد مقدار امگا به بيشتراز يك برسد كه هم اكنون اين مقدار بسيار كمتر از اين است (حدود 1/0) هرچند كه مقدار زيادي از ماده هنوز به حساب نيامده يعني تقريباً نود درصدجهان هنوز ماهيت و چيستي آن ناشناخته و كشف نشده است.

 4-كوازارها يادگارهاي كيهاني

(كوازارها: كهكشانهاي جواني هستند كه بسيار فعالند و سياهچاله مركزي آن هنوز خيلي چيزهاي برد بلعيدن دارد كه بدين خاطر انرژي بسيار فراواني از  آن آزاد مي‌گردد)در سالهاي 1980 ميلادي يك سري از مشاهدات صورت گرفته توسط كيهان شناسان موجب شد تا حيرت و شگفتي جديدي در ميان اخترشناسان ايجاد شود و معماي ديگري بر معماهاي قديمي نظير صافي آسمان و مشكل افق ايجاد كند، آنها يك شي جديد آسماني را كشف كردنند كه در فاصله بسيار دوري از زمين قرار داشت و با سرعت بسيار زيادي از ما دور مي شد.آنها نام اين شي  ناشناخته را كه شبيه به ستاره‌اي بسيار درخشان بود اختر نما ناميدنند يك اختر نما مي‌تواند صد برابر پرنورتر از يك كهكشاني مانند كهكشان راه شيري باشد. يعني صد بار درخشند تر از يكصد ميليارد ستاره اما اندازه اين اخترنماها تنها به بزرگي يك منظومه مانند منظومه خورشيدي خودمان مي‌رسد اين اختر نماها كه در دورترين شعاع از دنيا قرار دارند با سرعتي نزديك به نود درصد سرعت نور از ما دور مي‌شوند. در آغاز براين باور بودنند كه اگ�