VIP همه چیز درباره تاریخ جهان «تاریخ جهان چگونه است؟»

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

مقاله ای از دانشنامه رشد
__________________________


عمر کائنات


دید کلی
طبق نظریه انفجار بزرگ ، جهان آغازی داشته است. این آغاز که همان لحظه انفجار اولیه بوده است، بطور دقیق معلوم نیست کی بوده است. ستاره‌ها و کهکشانهایی با میلیاردها سال نوری فاصله توسط تلسکوپها رویت شده اند. پس مسلما باید اندازه گیری فاصله کهکشانها بسیار مشکل می‌باشد. تمامی شک و تردیدها پیرامون برآورد عمر عالم ، ناشی از شک و تردیدهایی است که در اندازه گیری این فاصله‌ها وجود دارد. امروزه برای اندازه گیری سن کائنات ، از سه روش مختلف استفاده می‌شود. که هرسه تقریباً به نتیجه مشابهی می‌رسند.
تعیین عمر کائنات با حرکت کهکشانها
حرکت فرار کهکشانها برای ما به منزله یک ساعت شنی کیهانی ، برای تاریخ بندی کائنات است. سرعت دور شدن این کهکشانها متناسب با فاصله‌ای است که از ما دارند. بنابراین چنانچه فاصله کهکشانی دو برابر فاصله کهکشان دیگر باشد، کهکشان دورتر با سرعتی دوبرابر سرعت کهکشان نزدیک از ما دور می‌شود. با قبول نظریه انفجار بزرگ ، جریان زمان را به لحظه ای بر می گردانیم که همه کهکشانها کنار هم جمع بودند. این لحظه که می‌توان آنرا زمان صفر نقطه مرجع ساعت کیهانی ما خواهد بود.
سن پیرترین ستارگان
عالم ما در درون خود ، اجسامی مثل زمین و ستاره‌های کهنسال دارد که می‌توان سن آنها را معلوم کرد. این سن باید مساوی یا کمتر از سن کائنات باشد، زیرا نمی‌توان کائناتی را فرض کرد که اشیا درون آن عمر بیشتری از خود داشته باشند. در این روش فرض کنیم که نخستین ستارگان بلافاصله پس از ولادت کائنات متولد شده‌اند. برای اندازه گیری عمر آنها به مساله انرژی متوسل می‌شویم. نور ستارگان حاصل از سوختن ذخیره هسته‌ای آنهاست. این سوختن از هیدروژن و هلیوم آغاز شده و به سوختن اتم‌های سنگین می‌رسد.

ستارگان تا زمانیکه ذخیره سوختی داشته باشند، باقی می‌مانند، سپس با تمام شدن این ذخیره تغییر ساختار داده و می‌میرند. همه ستارگان به یک اندازه عمر نمی‌کنند. ستاره‌های حجیم و درخشان عمر کوتاهتری دارند. ستارگان بصورت گروهی به دنیا می‌آیند (خوشه). هر خوشه در زمان تولد خود شامل طیف گسترده‌ای از انواع ستارگان است. بنابراین سن هر خوشه را می‌توان از سن ستارگان سالخورده‌اش حدس زد. در کهکشان ما ستارگانی با 14 تا 16میلیارد سال سن وجود دارند که می‌توان گفت عمر کائنات هم در همین حدود است.
سن قدیمیترین ذرات
بعضی اتمها ناپایدارند و مدتی عمر کرده ، سپس به انواع دیگر اتمها تبدیل می‌شوند. معروفترین آنها کربن 14 است که نیمه عمر آن 6000 سال می‌باشد، یعنی پس از این مدت ، مقدار آن نصف خواهد شد. با استفاده از این کربن می‌توان سن هر جسمی را که دارای کربن 14 می‌باشد، تعیین کرد. ولی این 6000 سال در مقایسه با مقیاس جهانی استفاده کنیم.
عناصر مورد استفاده در سنجش عمر کائنات

• اورانیوم با دو ایزوتوپ اورانیوم 235 با نیمه عمر یک میلیارد سال و اورانیوم 238 با نیمه عمر 5/6 میلیارد سال ، می‌تواند مورد مناسبی برای این سنجش باشد.

• چون اورانیوم 235 بسیار سریعتر از اورانیوم 238 از بین می‌رود، تناسب تعداد ذرات اورانیوم 235 به ذرات اورانیوم 238 پیوسته کاهش می‌یابد. بنابراین فراوانی نسبی این دو ایزوتوپ ، نوعی ساعت شنی جهانی است که گذر زمان را ثبت می‌کند.

• هسته‌هایی با عمر طولانی:
  نیم عمر 20 میلیارد سال – رنیوم 187 با نیم عمر 50 میلیارد سال – ساماریوم 132 با نیم عمر 60 میلیارد سال؛ با اندازه گیری فراوانی این هسته‌ها می‌توانیم تقویم نسبتا خوبی از رویدادهای گذشته تنظیم کنیم.
  

این روش به ما امکان می‌دهد که با استفاده از نمونه‌های صخره‌ای عمر زمین ، منظومه شمسی نسبت دهیم. به ترکیبی که گذشت می‌بینیم که کهکشانها ، ستارگان ، و اتمها ، سن کائنات را حدود 15 میلیارد سال تخمین می‌زنند.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

مقاله ای از دانشنامه رشد
__________________________


جهان اولیه


دید کلی
عالم در ابتدا ، چگونه به نظر می‌آمد؟ برای آگاهی از چگونگی اولین ثانیه‌ها و یا بهتر بگوییم اولین اجزا اثر ثانیه‌ها ، پس از انفجار اولیه باید به فیزیکدانهای متخصص در امر فیزیک که در مورد تشعشعات و ماده در شرایط کاملا سخت و غیر عادی ، تحقیق و تجربه می‌کنند مراجعه کرد. این دانشمندان در محاسبات خود با اعداد بسیار بزرگ و نیز اعداد بسیار کوچک که می‌توان آنها را با توانها مبنای 10 نشان داد سر و کار دارند. همانطور که می‌دانیم، از پرتوها ذره‌هایی که به اندازه کافی انرژی دارند (به عبارت دیگر فوتونها)، می‌توان "ماده" و از ماده پرتو ایجاد کرد. با این یاد آوری ، اکنون در نظر داریم با زبانی کاملا ساده نظریات و تصوراتی را که در حال حاضر در مورد اولین ثانیه‌ها و سالهای جوانی عالم و کائنات وجود دارند، بیان کنیم.

لحظه انفجار بزرگ

تاریخ کیهان
تاریخ کیهان ، معمولا به 8 مقطع کاملا متفاوت و غیر مساوی تقسیم می‌شود.

• مرحله اول (صفر تا 24-10 ثانیه): این مسأله هنوز برای ما کاملا مشخص نیست که در اولین ثانیه‌ها چه چیزی تبدیل به گلوله آتشین شده ، که کیهان باید از مبدأ آن ایجاد می‌گردید. هیچ معادله و یا فرمولهای اندازه‌گیری ، برای درجه حرارات بسیار بالا و غیر قابل تصوری که در این زمان حاکم بوده در دست نمی‌باشد.
  
  
• مرحله دوم (43-10 تا 23-10 ثانیه): اولین سنگ بنای ماده ـ مثلا کوارکها و الکترونها و پادذره‌های ـ از برخورد با یکدیگر بوجود می‌آیند. تعدادی از این سنگ بناها دوباره با یکدیگر بوجود می‌آیند و به صورت تشعشع فرد می‌باشند. در لحظه‌های بسیار بسیار اولیه ، ذرات فوق سنگین "X" نیز می‌توانسته‌اند، بوجود آمده باشند. این ذرات دارای این ویژگی هستند که هنگام فروپاشی ، ماده بیشتری نسبت به ضد ماده ، مثلا کوارکهای بیشتری نسبت به آنتی کوارکها ، ایجاد کنند. ذرات X که فقط در همان اولین اجزاء بسیار کوچک ثانیه‌ها وجود داشته‌اند برای ما میراث مهمی به جا گذارده‌اند. که عبارتند از:

افززنی ماده در برابر ضد ماده

• مرحله سوم (42-10 تا 6-10 ثانیه): کیهان از مخلوط کوارکها ، فوتونها و سایر ذرات دیگر تشکیل شده که متقابلا به ایجاد و انهدام یکدیگر مشغول بوده و ضمنا خیلی سریع در حال از دست داده حرارت هستند.
  
  
• مرحله چهارم (6-10 تا 3-10 ثانیه): تقریبا تمام کوارکها به صورت پرتو ذرات به انرژی تبدیل می‌شوند. کوارکهای بیشتری نسبت به ضد کوارکها وجود دارند. برخی از کوارکها برای خود جفتی پیدا نکرده‌اند و به صورت اضافی می‌مانند. هر 3 کوارک با یکدیگر یک پروتون یا نوترون می‌سازند. سنگ بناهای هسته اتمهای آینده اکنون ایجاد شده‌اند.
  
  
• مرحله پنجم (3-10 تا 100 ثانیه ): الکترونها و ضد الکترونها (یوزیترونها) در برخورد با یکدیگر به اشعه تبدیل می‌شوند، تعدادی الکترون باقی می‌ماند. زیرا که ماده بیشتری نسبت به ضد ماده وجود دارد. این الکترونها مبدأ مدارهای اتمی را می‌سازند.
  
  
• مرحله ششم (100 ثانیه تا 30 ثانیه): در درجه حرارتهایی که امروزه می‌توان در مرکز ستارگان یافت، اولین هسته‌های اتمهای سبک و به ویژه هسته‌های بسیار پایدار هلیوم در اثر همجوشی هسته‌ای (فوزیون) ساخته می‌شوند. هسته اتمهای سنگین از قبیل اتم آهن یا کربن ، در این مرحله هنوز ایحاد نمی‌شوند. در اغاز عملا فقط در هیدروژن و هلیوم.
  
  
• مرحله هفتم (از 30 دقیقه تا 1 میلیون سال پس از خلقت): پس از گذشت حدود 300000 سال ، گوی آتشین آن قدر حرارت از دست داده که هسته اتمها و الکترونها می‌توانند در درجه حرارتی حدود 3000 درجه سانتیگراد به یکدیگر بپیوندند و بدون اینکه دوباره فورا از هم بپاشند، اتمها را تشکیل می‌دهند. در نتیجه آن مخلوط ذره‌ای که قبلا نامرئی بود، اکنون قابل مشاهده می‌شود. ابتدا در این مرحله است که امکانات و توانایی ستارشناسان به کار می‌آید.
  
  آنها وقتی که با تلسکوپهای عظیم و پیشرفته خود به فاصله دور و در نتیجه به تاریخ اولیه کیهان می‌نگرند. دیوار آتشین مشاهده می‌کنند، که با 3000 درجه سانتیگراد حرارت ، دور تا دور کیهان را فرا گرفته است. البته دیوار با چنان سرعتی در حال دور شدن از ماست که پرتوهای منتشره از آن برای ما نامرئی نیستند، بلکه فقط طول موج یکسان به سمت ما ارسال می‌شود.
  
  
• مرحله هشتم (از یک میلیون سال پس از خلقت تا امروز): از کهکشان راه شیری ، ستارگان و سیارات به وجود می‌آیند. در داخل ستارگان ، هسته اتمهای سنگین از تبدیل اکسیژن و آهن تولید می‌شوند که بعدها در انفجارات ستاره‌ای آزاد می‌گردند و برای ساخت ستارگان ، سیارات و حیات جدید به کار می‌آیند.

عاقبت کره زمین چه خواهد شد؟
سیاره آبی رنگ ما ، تا 5 میلیارد سال دیگر به دور خورشید می‌چرخد. آنگاه خورشید در آخرین روزهای عمر خود مانند یک بادکنک کاملا باد کرده شده به صورت یک ستاره عظیم و غول پیکر سرخ فام در می‌آید. و دو سیاره داخلی منظومه خود ، عطارد (یا تیر کوچکترین سیاره منظومه شمسی که قطر آن 4840 کیلومتر و 1.5 برابر ماه است و هر 88 روز یک بار دور خورشید می چرخد) و زهره (ناهید به اندازه زمین و نزدیکترین سیاره به زمین و هر 225 روز یکبار به دور خورشید می‌چرخد) را فرو می‌بلعد.

زمین تا 1000 درجه سانتیگراد گرم می‌شود. تمام آثار زندگی و حیات در ما قبل از بین رفته و تمام آب اقیانوسها بخار شده است. اینکه آیا سیاره ما نیز در مبارزه با مرگ خورشید کاملا منهدم می‌شود یا نه ، هنوز معلوم نیست، ولی قطعا هیچ موجود زنده‌ای شاهد مرگ خورشید نخواهد شد. با وجود این مهلتی که به ما داده شده بسیار بسیار طولانی است. اگر بشریت تا 5 میلیون سال بر روی این سیاره دوام بیاورد، خورشید هزار برابر این زمان به زندگی خود ادامه خواهد داد.