فیزیک
• ناحیه ما در جهان یعنی فرا کهکشان در حال گسترش است و هر چه فاصله کهکشان از ما بیشتر باشد، سرعت دور شدن آن بیشتر است. ولی مطالعات نظریه نسبیت دنیای منقبض شوندهای را نیز مجاز میدارد.
• آیا چنین واقعیتی که فرا کهکشان در حال انبساط است و منقبض نمیگردد دارای اهمیت خاصی است؟
• اگر فرا کهکشان در حال انقباض بود چه چیز در دنیای خارجی تغییر میکرد؟
تناقض فتومتریک در فضا
اگر فرا کهکشان در حال انقباض باشد ابتدا به نظر میآید که هیچ اتفاق مهمی رخ نمیدهد. احتمالا هیچکس جز اخترشناسان که شاهد تغییر مکان بنفش میباشند متوجه تغییر نمیشوند، زیرا فاصله کهکشانها از زمین میلیونها و میلیونها سال نوری است. مسئله بسیار پیچیدهتر از این است. اکنون سوالی را مطرح مینماییم که ممکن است ساده به نظر آید. چرا شبها تاریک است؟ این مسئله سهم مهمی در گسترش ادراک علمی جهان داشته و در اخترشناسی به عنوان تناقض فتومتریک مورد توجه قرار میگیرد.
آیا آسمان سرد است؟
مسئله بدین قرار است، چون ستارگان در سراسر جهان پخش شدهاند (توزیع ستارگان) و تقریبا تابش نور همه آنها یک اندازه است، چه آنها در کهکشانها تجمع یافته باشند و چه تجمع نیافته باشند. باید تمام کرات آسمان را با قرص درخشان خود پوشانده باشند، زیرا فرا کهکشانها دارای بیلیونها بیلیون ستاره است. به بیان دیگر هر منطقه جهان باید از نظر درخشندگی مانند قرص خورشید باشد. زیرا در حالت تابش ظاهری به فاصله بستگی پیدا نمیکند. جریان شدیدی از نور خیره کننده باید به زمین سرازیر شود و دمای این تابش حدود 6000 درجه است که تقریبا 200000 برابر تابش خورشید است.
حذف تناقض فتومتریک
در گذشته سعی میشد که تناقض فوتومتریک را به جذب نور به وسیله ماده بین ستارهای نسبت دهند. ولی در سال 1937 اخترشناس روسی واسیلی فسنکف (Vasili Fesenkev) ثابت نمود که چنین توضیحی صحیح نیست. زیرا ماده بین ستارهای به میزانی که نور را پخش میکند، آنرا جذب نمینماید، یعنی مسئله باز هم پیچیدهتر است. نظریه فرا کهکشان در حال انبساط تنها نظریهای است که خود به خود تناقض فتومتریک را از میان بر میدارد.
چرا آسمان در شب تاریک است؟
وقتی که کهکشانها از یکدیگر دور میشوند در طیف آنها تغییر مکان سرخ مشاهده میگردد و مفهومش این است که بسامد و در نتیجه انرژی هر فوتون کاهش مییابد (همان طور که میدانیم تغییر مکان سرخ عبارت است از تغییر مکان تابش الکترومغناطیسی به ناحیه بسامد پایینتر). هر چه موج بلندتر باشد، انرژی تابشی کمتر بوده و فاصله کهکشان بیشتر خواهد بود و هر چه تغییر مکان سرخ باشد، انرژی هر فوتون فرودی که به سوی ما میآید کمتر میگردد.
از این گذشته فاصله بین زمین و کهکشان دور شونده که پیوسته در حال افزایش است، موجب میگردد که هر فوتون نسبت به فوتون قبلی فاصله بیشتری را بپیماید. در نتیجه این واقعیت ، فوتونها به تعدادی که منبع خارج میشوند، به گیرنده نمیرسند. بدین جهت تعداد فوتونهایی که در واحد زمان به زمین میرسند کمتر میگردد و در نتیجه میزان انرژی که در واحد زمان به زمین میرسند کمتر میگردد. در نتیجه میزان انرژی که در واحد زمان تولید میشود نیز کاهش مییابد. بدین ترتیب تغییر مکان سرخ نشانه ضعیف شدن تابش هر کهکشان است. تشعشات نه تنها به ناحیه فرکانس پایین تغییر مکان مییابند بلکه مقداری از انرژی خود را نیز از دست میدهند و به همین جهت آسمان در شب تاریک است.
انقباض در فراکهکشان
اگر انقباض فراکهکشان برای بیلیونها سال ادامه پیدا کند، ما شاهد تغییر مکان بنفش خواهیم بود نه سر
• ناحیه ما در جهان یعنی فرا کهکشان در حال گسترش است و هر چه فاصله کهکشان از ما بیشتر باشد، سرعت دور شدن آن بیشتر است. ولی مطالعات نظریه نسبیت دنیای منقبض شوندهای را نیز مجاز میدارد.
• آیا چنین واقعیتی که فرا کهکشان در حال انبساط است و منقبض نمیگردد دارای اهمیت خاصی است؟
• اگر فرا کهکشان در حال انقباض بود چه چیز در دنیای خارجی تغییر میکرد؟
تناقض فتومتریک در فضا
اگر فرا کهکشان در حال انقباض باشد ابتدا به نظر میآید که هیچ اتفاق مهمی رخ نمیدهد. احتمالا هیچکس جز اخترشناسان که شاهد تغییر مکان بنفش میباشند متوجه تغییر نمیشوند، زیرا فاصله کهکشانها از زمین میلیونها و میلیونها سال نوری است. مسئله بسیار پیچیدهتر از این است. اکنون سوالی را مطرح مینماییم که ممکن است ساده به نظر آید. چرا شبها تاریک است؟ این مسئله سهم مهمی در گسترش ادراک علمی جهان داشته و در اخترشناسی به عنوان تناقض فتومتریک مورد توجه قرار میگیرد.
آیا آسمان سرد است؟
مسئله بدین قرار است، چون ستارگان در سراسر جهان پخش شدهاند (توزیع ستارگان) و تقریبا تابش نور همه آنها یک اندازه است، چه آنها در کهکشانها تجمع یافته باشند و چه تجمع نیافته باشند. باید تمام کرات آسمان را با قرص درخشان خود پوشانده باشند، زیرا فرا کهکشانها دارای بیلیونها بیلیون ستاره است. به بیان دیگر هر منطقه جهان باید از نظر درخشندگی مانند قرص خورشید باشد. زیرا در حالت تابش ظاهری به فاصله بستگی پیدا نمیکند. جریان شدیدی از نور خیره کننده باید به زمین سرازیر شود و دمای این تابش حدود 6000 درجه است که تقریبا 200000 برابر تابش خورشید است.
حذف تناقض فتومتریک
در گذشته سعی میشد که تناقض فوتومتریک را به جذب نور به وسیله ماده بین ستارهای نسبت دهند. ولی در سال 1937 اخترشناس روسی واسیلی فسنکف (Vasili Fesenkev) ثابت نمود که چنین توضیحی صحیح نیست. زیرا ماده بین ستارهای به میزانی که نور را پخش میکند، آنرا جذب نمینماید، یعنی مسئله باز هم پیچیدهتر است. نظریه فرا کهکشان در حال انبساط تنها نظریهای است که خود به خود تناقض فتومتریک را از میان بر میدارد.
چرا آسمان در شب تاریک است؟
وقتی که کهکشانها از یکدیگر دور میشوند در طیف آنها تغییر مکان سرخ مشاهده میگردد و مفهومش این است که بسامد و در نتیجه انرژی هر فوتون کاهش مییابد (همان طور که میدانیم تغییر مکان سرخ عبارت است از تغییر مکان تابش الکترومغناطیسی به ناحیه بسامد پایینتر). هر چه موج بلندتر باشد، انرژی تابشی کمتر بوده و فاصله کهکشان بیشتر خواهد بود و هر چه تغییر مکان سرخ باشد، انرژی هر فوتون فرودی که به سوی ما میآید کمتر میگردد.
از این گذشته فاصله بین زمین و کهکشان دور شونده که پیوسته در حال افزایش است، موجب میگردد که هر فوتون نسبت به فوتون قبلی فاصله بیشتری را بپیماید. در نتیجه این واقعیت ، فوتونها به تعدادی که منبع خارج میشوند، به گیرنده نمیرسند. بدین جهت تعداد فوتونهایی که در واحد زمان به زمین میرسند کمتر میگردد و در نتیجه میزان انرژی که در واحد زمان به زمین میرسند کمتر میگردد. در نتیجه میزان انرژی که در واحد زمان تولید میشود نیز کاهش مییابد. بدین ترتیب تغییر مکان سرخ نشانه ضعیف شدن تابش هر کهکشان است. تشعشات نه تنها به ناحیه فرکانس پایین تغییر مکان مییابند بلکه مقداری از انرژی خود را نیز از دست میدهند و به همین جهت آسمان در شب تاریک است.
انقباض در فراکهکشان
اگر انقباض فراکهکشان برای بیلیونها سال ادامه پیدا کند، ما شاهد تغییر مکان بنفش خواهیم بود نه سر
