خورشید آنلاین
من باقیمانده ی خدا در زمین او و انتقام گیرنده ی از دشمنان او هستم ...

چگونگی به وجود آمدن کهکشانها
مقدمه
در کنار مسائلی که درعلم فیزیک مطرح می شود، باز هم سخن از انفجار بزرگ به گوش می رسد. انواع و اقسام نظریاتی که بر پایه ی نتایج بررسی های به دست آمده از جهان خارج و نیز ذرات زیر اتمی هر ساله مطرح گردیده و برخی تایید و بعضی دیگر حذف می شوند.
برای مثال از جمله نظریاتی که تا کنون مطرح گردیده و مبنای کار فیزیک دانان است، این است که، این انفجار در ماده ای فوق العاده چگال، با جرم بسیار و دمای بی نهایت صورت گرفته است. این نظریه تا حدودی می تواند درست باشد؛ اما در کنار آن مسائلی قدیمی همچون اینکه « در زمان انفجار و قبل و بعد از آن، قوانین فیزیک یک جور بوده یا نه ؟ » مطرح می شود.
در ابتدا برای بیان نظریه ای جدید، باید توجه داشت که، اثبات وجود انواع ذرات و انرژی ها کاری بسیار دشوار و بیهوده می باشد؛ چون ما می توانیم از وجود تنها یک ذره و یک نوع انرژی در اثبات انفجار بزرگ نهایت استفاده را ببریم.
این مقاله، سعی دارد علاوه بر اینکه نظریه ی انفجار بزرگ را با دلایل علمی کافی شرح دهد، پیدایش اتم های اولیه ی جهان و در طول آن پیدایش کهکشان ها اجرام آسمانی را در ابتدای پیدایش جهان مورد بررسی دهد.

قانون پایستگی جرم: جرم نه خود به خود به وجود می آید و نه خود به خود از بین می رود؛ بلکه از حالتی به حالت دیگر تبدیل می شود. (حالت ماده: جامد، مایع، گاز)
قانون پایستگی انرژی: انرژی نه خود به خود به وجود می آید و نه خود به خود از بین می رود؛ بلکه از حالتی به حالت دیگر تبدیل و یا از جسمی به جسم دیگر منتقل می شود.

انفجار بزرگ را از دیدی نزدیک تر نگاه کنیم:

در ابتدای پیدایش جهان، شاید بتوان از وجود عواملی مانند میدان مغناطیسی، اتم، نیروی گرانش و... صرف نظر کنیم؛ چون دلایل کافی برای اثبات وجود آن ها در اختیار نداریم و اگر آن ها را مطرح کنیم نتیجه ای جز ایجاد ابهام نخواهد داشت. اما نمی توانیم از وجود دو چیز صرف نظر کنیم: جرم و انرژی.
طبق قوانین پایستگی جرم و انرژی که در ابتدای بحث بیان گردید، این دو نه خود به خود به وجود می آیند و نه خود به خود از بین می روند؛ پس همیشه وجود داشته اند و وجود خواهند داشت.
حال بر اساس گفته های بالا، باید ذره ای را به عنوان ذره ی بنیادی جهان در نظر گرفت که فقط دارای جرم باشد.
ذره ای که ما پیشنهاد می کنیم نوترون است:

نوترون: این ذره از لحاظ بار الکتریکی خنثی است و تنها دارای جرمی به اندازه ی g 24- ^10 * 1.6749 می باشد.

پس با استناد به استدلالاتی که بیان گردید وجود نوترون در ابتدای پیدایش جهان امری اثبات شده می باشد.

خنثی بودن نوترون، به دلیل وجود دو ذره با بارهای مخالف هم دیگر در درون آن است :
1N = 1P + 1e
یعنی یک نوترون از یک الکترون و یک پروتون تشکیل شده است.

همین که جرم یک نوترون از مجموع جرم یک پروتون و یک الکترون بیشتر است، نکته ی بالا را اثبات می کند. جرم اضافی نوترون می تواند به علت وجود ذره یا ذرات دیگری در داخل آن باشد. (که برای این مقاله اهمیتی ندارند.)
حالا به بحث انرژی اولیه ی جهان می پردازیم. پیرو مقدمه ای که بیان گردید، دلیل و زمان کافی برای اثبات وجود صورت های مختلف انرژی در آغاز پیدایش جهان، در اختیار نیست؛ اما می توانیم در آبتدای پیدایش جهان در مورد یک نوع انرژی بحث کنیم: انرژی نورانی. چون در محیط های مختلف وجود دارد.

فوتون ها: (بسته های حاوی انرژی نورانی) بنا به نظریه ی کوانتومی، امواج به ظاهر پیوسته ی الکترو مغناطیسی، کوانتیده اند و از کوانتوم های گسسته ای به نام فوتون تشکیل شده اند. هر فوتون دارای انرژی مشخصی است، که مقدار آن به فرکانس بستگی دارد.
با نگاه به بحث هایی که مطرح شد، می بینیم که نوترون ها و فوتون ها در آغاز پیدایش جهان، در کنار یکدیگر قرار گرفتند.
با توجه به اصل برخورد، نکته ی زیر را در می یا بیم:
فوتون ها با برخورد به نوترون ها باعث افزایش انرژی درونی آن ها می شدند.

= +

E E
E > E
باید متذکر شد که شرایط خلا کامل در آغاز پیدایش جهان باعث مشد تا فوتون ها عمل انتقال انرژی را به بهترین شکل، با بالا ترین سرعت ممکن و بیشترین بازده انجام دهند.
این امر باعث می شد که نوترون ها با در کمتر از هزارم های ثانیه پله های تراز انرژی خود را طی نموده و به بالاترین ظرفیت خود برسند. پدیده ی افزایش انرژی درونی نوترون ها همچنین باعث بالا رفتن دما و متعاقبا منبسط شدن این ذرات نیز می شد.
تراز انرژی E

E


E


باید توجه داشت که:
E > E > E
با توجه به توضیحات فوق، بدین صورت ادامه می دهیم که، در کمتر از یک هزارم ثانیه تعداد نوترون هایی که انرژی درونی آن ها به بالاترین مقدار خود رسیده است، بیش از بیلیون بیلیون عدد می گردد.
انبساط بیش از حد نوترون ها تا جایی ادامه دارد که این ذرات متلاشی شوند. متلاشی شدن این بیلیون ها بیلیون نوترون به یکباره باعث به وقوع پیوستن انفجاری عظیم می گردد؛ که بعد از آن، دمای جهان دچار افت شدید شد و در پی این افت دما، سرعت انبساط نوترون ها شدیداً پایین آمد.

اتم ها اولیه چگونه تشکیل شدند؟
با متلاشی شدن نوترون ها، الکترون ها و پروتون های محبوس، آزاد می شوند.

+
الکترون و پروتون به دلیل دارا بودن بار الکتریکی، در اطراف خود میدان مغناطیسی ایجاد می کنند.
در این قسمت به چگونگی تشکیل ساده ترین اتم موجود در جهان می پردازیم:

ساده ترین اتم، اتم هیدروژن می باشد که عدد اتمی یک دارد و دارای یک پروتون و یک الکترون می باشد. این اتم در بررسی موضوعات علمی بسیار مورد علاقه بوده است.

براساس اصل دوبروی، در مورد ذرات دو حالت ذره ای و موجی در نظر گرفته می شود، که البته این خاصیت (موجی) بیشتر در دنیای میکروسکوپی مورد مطالعه است. به عنوان مثال، اگر ذره ای به جرم یک گرم که با سرعت معمولی در حرکت است را در نظر بگیریم، طول موج داده شده به این ذره آنقدر کوچک خواهد بود، که اصلاً قابل ملاحظه نیست؛ اما در مورد ذراتی مانند الکترون و پروتون (ذرات زیر اتمی)، این طول موج قابل ملاحظه است.
با توجه به این طول موج قابل ملاحظه، می توان شکل زیر را برای تشکیل اتم هیدروژن درنظر گرفت:


همانند شکل بالا بیلیون ها الکترون و پروتون، تک تک، به هم می پیوندند و بیلیون ها اتم ساده ی هیدروژن را تشکیل می دهند.بدین صورت اتم های بنیادی جهان تشکیل می شوند و حالتی پایدار را برای جهان پدید می آورند.

تشکیل کهکشان ها (انفجار دوم):

با گذشت زمان و با ازدیاد اتم های هیدروژن، بالاترین حجم گاز هیدروژن در جهان تشکیل شد.
این ابر رقیق هیدروژنی، رفته رفته متراکم شد و سبب به وجود آمدن یک ابَر ستاره ی غول پیکرگردید.
تراکم ابر هیدروژنی و تشکیل ابر ستاره

بعد از آنکه ستاره شکل می گیرد، بلافاصله حیاتی پایدار به دست می آورد. در همین زمان، واکنش های هسته ای در داخلی ترین هسته ی ستاره، هیدروژن را به هلیوم تبدیل می کند و انرژی آزاد می شود.
سرانجام همه ی هیدروژن درون ستاره به مصرف می رسد. از این به بعد، تغییراتی در لایه های درونی ستاره آغاز می شود؛ در حالی که واکنش های جدیدی از هلیوم شروع می شوند، لایه های بیرونی باد می کنند تا ستاره را به اندازه ی غول برسانند.
در اثر تغییرات زیاد ، ستاره به مرحله ی متغیر بودن می رسد. نهایتاً هیچ منبع ممکن برای آزاد سازی انرژی باقی نمی ماند. ستارگان کوچکتر، در اثر انقباض تبدیل به کوتوله های سفید می شوند. ستارگان بزرگتر به صورت ابرنواختر منفجر می شوند. ماده ی بیرون ریخته از یک ابرنواختر، بخشی از گاز بین ستاره ای را تشکیل می دهد که زادگاه اجرام دیگر است.

ستاره ای در مرحله ی آخر زندگیش

ابر ستاره ی تشکیل شده از ابر متراکم هیدروژنی، مراحل زندگی خود را مانند یک ستاره معمولی گذراند و رفته رفته به یک ابرنواختر تبدیل شد.
با انفجار این ابرنواختر بسیار غول پیکر، مواد اولیه ی سازنده ی کهکشان ها تامین گشت.
موادی که از این ابرنواختر منفجر شده بیرون ریخته می شوند، در مکان هایی خیلی دورتر از محل انفجار و یکدیگر تقریبا حالتی پایدار به خود می گیرند. این مواد حول مدار مرکزی ترین اتم خود شروع به چرخش می کنند. با تراکم این مواد حول این مدار کهکشان ها تشکیل گردیدند

منبع:




نوشته شده در تاریخ ۱۳۸٩/٦/۱٩ توسط محسن شفیع زاده
طبقه بندی:  
مرجع دریافت قالبها و ابزارهای مذهبی
By Ashoora.ir & Blog Skin