VIP همه چیز درباره نجوم (نجوم چیست؟)

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

منطقهٔ فرانپتونی
کمربند کویپر
نوشتار اصلی: کمربند کویپر

پراکندگی اجرام کمربند کویپر (سبز رنگ) و اجرام دیسک پراکنده (نارنجی رنگ) در منظومهٔ شمسی
کمربند کویپر منطقه‌ای از فضا است که پیرامون خورشید و فراتر از نپتون واقع شده‌است و دارای اجسام کوچک یخی است. این منطقه به افتخار جرارد کویپر (ستاره‌شناس هلندی–آمریکایی) نام‌گذاری شده‌است و شامل صدها میلیون جسم فضایی است که پنداشته می‌شود بقایای سیارات بیرونی هنگام تشکیل آن‌ها هستند. برخی از دنباله‌دارها از کمربند کویپر سرچشمه می‌گیرند.[۷۵]

کمربند کویپر کمربندی شبیه به یک بیضی یا دایره است و حدود ۴٫۵ تا ۷٫۵ میلیارد کیلومتر (۳۰ تا ۵۰ واحد نجومی) از خورشید فاصله دارد و شکل‌گیری آن مانند شکل‌گیری کمربند سیارک‌ها بوده‌است. کمربند سیارک‌ها عمدتاً از فلز و سنگ ساخته شده‌است، اما اجسام کمربند کویپر تقریباً یا به‌طور کامل از تکه‌های یخی مواد مختلف ساخته شده‌اند. علاوه بر آب یخ‌زده، این اجرام از آمونیاک (NH۳) و هیدروکربن‌های مختلف (CnH۲n+2) از جمله متان ساخته شده‌اند. اگرچه دانشمندان بخش کوچکی از اجسام کمربند کویپر را کشف کرده‌اند، اما بر این باورند که بیش از ۷۰٬۰۰۰ جسم فضایی در این منطقه وجود دارد. برخی از اشیاء این کمربند مانند پلوتو که بزرگ‌ترین جسم این منطقه است، بزرگ هستند. جرم سیارک ۵۰۰۰۰ بیش از نیمی از جرم پلوتو است و اندازهٔ ماکی‌ماکی و هائومیا بسیار نزدیک به اندازهٔ پلوتو است. برخی از اجسام کمربند کویپر از جمله پلوتو و هائومیا دارای ماه هستند.[۷۶]

پلوتو
نوشتار اصلی: پلوتو

مقایسهٔ بزرگ‌ترین اجسام شناخته‌شدهٔ فرانپتونی در منظومهٔ شمسی
پلوتو سیارهٔ کوتولهٔ بزرگی در کمربند کویپر است که قبلاً به عنوان بیرونی‌ترین و کوچک‌ترین سیارهٔ منظومهٔ شمسی در نظر گرفته می‌شد. در ماه اوت سال ۲۰۰۶، اتحادیهٔ بین‌المللی اخترشناسی با طبقه‌بندی اجرام آسمانی، پلوتو را از فهرست سیارات حذف‌کرد و در طبقهٔ سیارات کوتوله قرار داد. پلوتو از گازهایی مانند نیتروژن و کربن دی‌اکسید به صورت یخ ساخته شده‌است.[۷۷] دورهٔ چرخش این سیارهٔ کوتوله ۱۵۳٫۲۹۲۸- روز و تناوب مداری آن ۲۴۷ سال و ۲۴۸٫۲۵ روز به طول می‌انجامد.[۷۸]

بیش‌ترین دمای سطحی پلوتو °۲۲۳- سانتی‌گراد و کم‌ترین دمای سطحی آن °۲۳۳- سانتی‌گراد است.[۷۹] شمار ماه‌های پلوتو ۵ است. این پنج ماه عبارتند از: شارون، اس/۲۰۱۲ پی ۱، نیکس، اس/۲۰۱۱ پی ۱ و هیدرا است. شارون یک ماه بزرگ است و حجم آن بیش از نصف حجم پلوتو است. فاصلهٔ میان پلوتو و شارون ۱۹٬۶۴۰ کیلومتر (۱۲٬۲۰۰ مایل) و کمتر از فاصلهٔ پرواز میان لندن و سیدنی است. تناوب مداری این ماه به دور پلوتو ۶٫۴ روز به طول می‌انجامد.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

هائومیا
نوشتار اصلی: هائومیا

نگارهٔ هنری از مقایسهٔ هائومیا با شماری اجسام دیگر:
ردیف بالا از راست به چپ: تیر، مریخ
ردیف پایین از راست به چپ: هائومیا، پلوتو، ماه
هائومیا یک سیارهٔ کوتولهٔ غیرمعمولی با ابعاد ۱٬۰۰۰×۱٬۵۲۰×۱٬۹۶۰ کیلومتر (۶۲۰×۹۴۰×۱٬۲۲۰ مایل) است که از سنگ ساخته‌شده و یک لایهٔ نازک یخی روی آن را پوشش داده‌است. در سپتامبر ۲۰۰۸، اتحادیهٔ بین‌المللی اخترشناسی هائومیا را به عنوان پنجمین سیارهٔ کوتوله و چهارمین پلوتوئید به رسمیت شناخت.[۸۱] دورهٔ چرخش هائومیا ۳٫۹۱۵۴ ساعت[۸۲] و تناوب مداری آن ۲۸۳ سال و ۱۴/۶۱ روز است.[۸۳]

شمار ماه‌های هائومیا ۲ است. این دو ماه عبارتند از: هایاکا و ناماکا است. هایاکا از ناماکا بزرگ‌تر است و قطر آن حدود ۳۱۰ کیلومتر (۱۹۳ مایل) است. این ماه با هر بار گردش کامل پیرامون هائومیا در ۴۹ روز، مسافتی حدود ۴۹٬۵۰۰ کیلومتر (۳۰٬۷۵۸ مایل) را می‌پیماید. این ماه توسط گروه اخترشناسی مایکل براون در ۲۶ ژانویهٔ ۲۰۰۵ کشف‌شد. قطر ناماکا حدود ۱۷۰ کیلومتر (۱۰۶ مایل) و تناوب مداری آن ۳۴٫۷ روز است و در این مدت مسافتی حدود ۳۹٬۳۰۰ کیلومتر (۲۴٬۴۲۰ مایل) را می‌پیماید. این ماه نیز مانند هایاکا، توسط گروه براون اما در ۳۰ ژوئن ۲۰۰۵ کشف‌شد.[۸۴]

ماکی‌ماکی
نوشتار اصلی: ماکی‌ماکی

برداشتی هنرمندانه از سطح ماکی‌ماکی
ماکی‌ماکی یک سیارهٔ کوتوله است که قطر آن برابر با ۱٬۵۰۰ کیلومتر (۹۰۰ مایل) است و رنگ آن مایل به قرمز است.[۸۵] دورهٔ چرخش ماکی‌ماکی ۷/۷۷۱ ساعت (۰٫۰۰۳ ساعت)[۸۶] و تناوب مداری آن ۳۱۰ سال است.[۸۷]

تلسکوپ فضایی اسپیتزر با قابلیت‌های فروسرخ، ماکی‌ماکی را مورد مطالعه قرار داد و نشان داد که احتمالاً متان در جو این سیارهٔ کوتوله وجود دارد.[۸۸] در آوریل ۲۰۱۱، ماکی‌ماکی میان زمین و ستاره‌ای بسیار دوردست قرار گرفت و از آن‌جا گذشت و ستاره‌شناسان با استفاده هفت تلسکوپ به مطالعه و بررسی دربارهٔ چگونگی تغییر نور ستاره پرداختند. خوزه لوئیس اورتیز مورنو در اینباره می‌گوید: «ماکی‌ماکی از مقابل ستاره گذشت و به جای این‌که محوشدن و روشن‌شدن ستاره به تدریج صورت گیرد، ستاره ناپدید و دوباره به‌طور ناگهانی پدیدار شد. معنای این چنین است که ماکی‌ماکی جو قابل توجهی ندارد.»[۸۹] ماکی‌ماکی هیچ ماهی ندارد.[۹۰] این کمبود، اندازه‌گیری جرم ماکی‌ماکی را سخت‌تر می‌کند، هر چند قطر آن مشخص‌شده و دو سوم پلوتو است.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

دیسک پراکنده
نوشتار اصلی: دیسک پراکنده (منظومه شمسی)

پراکندگی اجسام کمربند کویپر و دیسک پراکنده در فضا (برای وضوح بیشتر روی نگاره کلیک کنید)
اشیاء دیسک پراکنده در واقع همان اشیاء کمربند کویپر هستند که خروج از مرکز مداری آن‌ها زیاد است. اوج این اجسام بیش از ۶۰ واحد نجومی و حضیض آن‌ها میان ۳۰ تا ۴۸ واحد نجومی است. این اجرام احتمالاً در اثر تعامل‌های گرانشی سیارات غول‌پیکر در اوایل تشکیل منظومهٔ شمسی به منطقهٔ دیسک پراکنده پرتاب شدند. پنداشته می‌شود که شمار کنونی اجرام دیسک پراکنده تنها در حدود ۱ درصد از آن چیزی است که در اوایل تشکیل منظومهٔ شمسی بود. تعاملات گرانشی اجرام دیسک پراکنده با نپتون می‌تواند نیم‌قطر بزرگ این اجرام را بسیار افزایش دهد. تاکنون بیش از ۱۵۰ جسم دیسک پراکنده و قنطورس شناخته شده‌است.[۹۲]

اریس
نوشتار اصلی: اریس

طراحی هنرمندانه از اریس (وسط) و ماه آن دیسنومیا (بالای اریس). جسم درخشان بالا سمت چپ خورشید است.
اریس با قطر ۲٬۴۰۰ و ۱۰۰± کیلومتر (طبق برآورد تلسکوپ فضایی هابل)[۹۳] بزرگ‌ترین سیارهٔ کوتولهٔ منظومهٔ شمسی است و اندازهٔ آن ۱۰۵ درصد اندازهٔ پلوتو است (بر سر جنجال و اختلاف).[۹۴] دورهٔ چرخش اریس ۲۵٫۹ ساعت[۹۵] و تناوب مداری آن ۵۶۰ سال و ۸۴٫۰۰۷۵ روز است.[۹۶]

اریس جو قابل توجهی ندارد[۹۷] و دمای سطحی آن حدود °۲۱۷- سانتی‌گراد تا °۲۴۳- سانتی‌گراد است.[۹۸] دیسنومیا تنها ماه اریس است و در سال ۲۰۰۵ توسط مایکل براون و گروهی از دانشمندان، مدتی پس از کشف اریس کشف‌شد. قطر دیسنومیا تنها ۱۰۰ تا ۲۵۰ کیلومتر و کوچکتر از ایالت ماساچوست است. دانشمندان مطمئن نیستند که دیسنومیا از چه چیزی ساخته‌شده، اما بر این باورند که از آب منجمد ساخته شده‌است. ستاره‌شناسان برای شناسایی پلوتو و اریس از دیسنومیا استفاده می‌کنند؛ آن‌ها می‌دانستند که اریس از پلوتو بزرگتر است، اما نمی‌دانستند که جرم اریس از پلوتو بیشتر است. آن‌ها می‌توانند جرم جسم را با استفاده از ماه آن اندازه‌گیری کنند؛ به‌طوری‌که فاصلهٔ میان جسم و ماه آن و مدت زمان گردش ماه به دور جسم را اندازه‌گیری می‌کنند. با استفاده از این روش، ستاره‌شناسان دریافتند که جرم اریس ۲۷ درصد بیشتر از پلوتو است.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

دورترین مناطق
سدنا
نوشتار اصلی: سدنا ۹۰۳۷۷

مدار بسیار عجیب سدنا (قرمز رنگ)
سدنا دورترین جسم مشاهده‌شده در منظومهٔ شمسی است که در سال ۲۰۰۳ در رصدخانهٔ پالومار در کالیفرنیا کشف‌شد.[۱۰۰] فاصلهٔ این جسم از خورشید دو برابر فاصلهٔ هر جسم دیگری در منظومهٔ شمسی از خورشید است و سه برابر دورتر از پلوتو یا نپتون است. تناوب مداری این جسم ۱۰٬۵۰۰ سال به طول می‌انجامد.[۱۰۱] اوج سدنا ۱۵۰ میلیارد کیلومتر (۱۰۰۰ واحد نجومی) و حضیض آن ۱۱٬۴۰۰٬۰۰۰٬۰۰۰ کیلومتر (۷۶ واحد نجومی) است.[۱۰۲]

مدار سدنا به شدت بیضی‌شکل است و به سیارات منظومهٔ شمسی بسیار نزدیک است. این جسم اکنون ۱۳٬۵۰۰٬۰۰۰٬۰۰۰ کیلومتر (۹۰ واحد نجومی) با خورشید فاصله دارد. ابر اورت بسیار دورتر از مدار سدنا است، اما دانشمندان بر این باورند که سدنا مدرکی است که نشان می‌دهد ابر اورت بیش از آنچه که می‌پنداشتند، به سوی خورشید گسترش یافته‌است و سدنا را عضوی از ابر اورت می‌دانند. قطر سدنا حدود ۱٬۸۰۰ کیلومتر است.[۱۰۱]

ابر اورت
نوشتار اصلی: ابر اورت

فاصلهٔ ابر اورت از منظومهٔ شمسی
ابر اُئورت (به انگلیسی: Oort cloud)؛ یک ابر بزرگ کروی‌شکل است و دانشمندان برای تعیین اندازهٔ آن اختلاف نظر دارند. عده‌ای بر این باورند که این ابر از ۲٬۰۰۰ تا ۵٬۰۰۰ واحد نجومی دورتر از خورشید آغاز می‌شود و تا ۵۰٬۰۰۰ واحد نجومی ادامه می‌یابد. برخی نیز می‌پندارند که تا ۱۰۰٬۰۰۰ واحد نجومی دورتر از خورشید ادامه می‌یابد. فرضیهٔ وجود ابر اورت در سال ۱۹۵۰ توسط یان اورت پیشنهاد شد و نام ابر اورت به افتخار یان اورت نام‌گذاری شده‌است. اگرچه وجود ابر اورت با مشاهدهٔ مستقیم اثبات نشده‌است، اما وجود آن در جوامع علمی پذیرفته شده‌است. این ابر شامل اشیاء یخی ساخته‌شده از آمونیاک، آب و متان است.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

دنباله‌دارها
نوشتار اصلی: دنباله‌دار

دنباله‌دار هالی استثنایی است و بر خلاف این که دورهٔ مداری کوتاهی دارد، از ابر اورت سرچشمه گرفته‌است.[۱۰۴]
یک گلولهٔ برفی کیهانی است که از گازهای منجمد، سنگ و گرد و غبار ساخته‌شده و تقریباً به اندازهٔ یک شهر کوچک است.[۱۰۵] دنباله‌دارها، غیر دوره‌ای و دوره‌ای هستند. دنباله‌دارهای غیر دوره‌ای که از ابر اورت می‌آیند، گرانش محدود به خورشید ندارند و مدار آن‌ها به شکل سهمی است و تنها یک بار خورشید را می‌بینند و هرگز دوباره بازنمی‌گردند.[۱۰۶] دنباله‌دارهای دوره‌ای نیز شامل دنباله‌دارهای بلند مدت (بسیار بیشتر از ۲۰۰ سال) و کوتاه مدت است که به ترتیب از ابر اورت و کمربند کویپر سرچشمه می‌گیرند.[۱۰۷]

ویژگی‌ها و رفتار دنباله‌دارهایی که از ابر اورت می‌آیند با دنباله‌دارهایی که از کمربند کویپر می‌آیند، متفاوت است. به‌طور کلی، دو تفاوت میان این دنباله‌دارها وجود دارد: نخست این که ویژگی‌های دینامیکی آن‌ها متفاوت است. دوم این که دنباله‌دارهایی که از ابر اورت سرچشمه می‌گیرند، دارای دوره‌های بلند و دنباله‌دارهایی که از کمربند کویپر سرچشمه می‌گیرند، دارای دوره‌های کوتاه (۲۰ تا ۲۰۰ سال) هستند و ویژگی‌های مداری آن‌ها نیز متفاوت است. دو خانوادهٔ بزرگ از دنباله‌دارهای کوتاه مدت وجود دارد: نخست خانوادهٔ برجیس با دورهٔ کمتر از ۲۰ سال و دوم خانوادهٔ هالی با دورهٔ ۲۰ تا ۲۰۰ سال.[۱۰۷]

تفاوت‌های دینامیکی این دو گروه ناشی از تأثیر اجسام دیگر است. اجسام ابر اورت توسط رویدادهایی که فراتر از منظومهٔ خورشیدی رخ می‌دهد، آشفته می‌شوند. اما دنباله‌دارهای کمربند کویپر به‌طور مستقیم توسط هیچ ستاره‌ای به جز خورشید نمی‌توانند آشفته شوند. اگر خورشید از کنار ستارهٔ دیگری (یا یک ابر بزرگ مولکولی) بگذرد، دنباله‌دارها در مداری بیضی‌شکل و به سمت منظومهٔ خورشیدی به گردش درمی‌آیند. اما سیارهٔ نپتون که بسیار نزدیک به کمربند کویپر است، نقش مهمی در ثبات مدار اجسام کمربند یا برعکس هل دادن اجسام به دورتر از مدار پیشین خود دارند.[۱۰۷]

ترکیبات شیمیایی دنباله‌دارهای بلند مدت و کوتاه مدت مشابه است، اگرچه ترکیبات سازندهٔ دنباله‌دارهای بلند مدت تمایل بیشتری به فرار دارند. دلیل این تفاوت می‌تواند سرچشمه‌گیری از ابر اورت یا کمربند کویپر باشد. در واقع در طول شکل‌گیری منظومهٔ خورشیدی، اجسام کوچک در بخش‌های درونی دیسک و در نزدیکی سیارات غول‌پیکر ساخته‌شدند. سپس این اجسام توسط نیروهای گرانشی از منظومهٔ خورشیدی خارج‌شدند و آن اجسامی که به‌طور کامل فرار کردند، ابر اورت را تشکیل دادند. آن دسته از اجسامی که نتوانستند فرار کنند و هیچ تعامل گرانشی با سیارات نداشتند، به عنوان اجسام کمربند کویپر باقی‌ماندند.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

مرزها و گذر از منظومهٔ شمسی
نوشتار اصلی: سیاره‌های دورتر از نپتون

نقشهٔ اتم‌های خنثی پرانرژی هلیوهیث و هلیوپاز توسط فضاپیمای کاوشگر مرز میان‌ستاره‌ای
منظومهٔ شمسی تا جایی گسترش می‌یابد که دیگر تحت تأثیر خورشید (نفوذ نور خورشید، گرانش خورشیدی، میدان مغناطیسی خورشید و باد خورشیدی) نباشد. هر چه قدر از خورشید دور می‌شویم، نور آن کم‌تر می‌شود؛ اما هیچ مرزی وجود ندارد که در آن نور خورشید نفوذ نداشته‌باشد یا در آن‌جا ضعیف‌تر شود. گرانش خورشیدی هم مانند نور آن حد و مرزی ندارد و هر چه قدر از خورشید دور می‌شویم، گرانش آن ضعیف‌تر می‌شود. دانشمندان بر این باورند که باد خورشیدی نوعی خلأ است، اما اثرات گاز و گرد و غبار در آن وجود دارد.[۱۰۸]

هلیوسفر منطقهٔ‌ای است که میدان مغناطیسی خورشید و پروتون‌ها و الکترون‌های بادهای خورشیدی را در بر می‌گیرد. باد خورشیدی تا بیرون از منظومهٔ شمسی جریان می‌یابد و وارد فضای میان‌ستاره‌ای می‌شود و سرعتش را از دست می‌دهد. منطقه‌ای که سرعت بادهای خورشیدی در آن کاهش می‌یابد، هلیوهیث نام‌دارد. هلیوپاز مرز بیرونی هلیوهیث است و هم‌چنین مرز بیرونی منظومهٔ شمسی در نظر گرفته می‌شود و برآورد شده‌است که میان ۱۱۰ تا ۱۷۰ واحد نجومی از خورشید فاصله دارد.[۱۰۹]

فضاپیماهای کاسینی-هویگنس و اکسپلورر که به ترتیب در مدار زحل و زمین بودند، نشان‌دادند که هلیوسفر در واقع یک کره است. وویجر ۱ و ۲ به ترتیب در سال‌های ۲۰۰۴ و ۲۰۰۷ از فاصلهٔ ۹۴–۸۴ واحد نجومی از خورشید گذشتند و اکنون در جهات مختلف در حال سفر به خارج از منظومهٔ شمسی هستند.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

بزرگ‌ترین اجرام
نوشتار اصلی: فهرست اجرام منظومه شمسی بر پایه اندازه
بزرگ‌ترین اجرام منظومهٔ شمسی

خورشید مشتری زحل اورانوس نپتون زمین زهره یا ناهید

مریخ گانیمد تیتان عطارد کالیستو آیو ماه

اروپا تریتون اریس پلوتون تیتانیا رئا اوبرون

یاپتوس ماکی‌ماکی شارون سدنا ۹۰۳۷۷ اومبریل آریل دیونه

bgcolor=black

تتیس هائومیا سرس سیارک ۲۲۹۷۶۲ سیارک ۲۲۵۰۸۸ ارکوس ۹۰۴۸۲ سیارک ۸۴۵۲۲

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

مه‌بانگ

«بیگ بنگ» و «انفجار بزرگ» به اینجا تغییر مسیر دارند. برای گروه موسیقی، بیگ بنگ (گروه موسیقی) را ببینید. برای مجموعه تلویزیونی کمدی، تئوری بیگ بنگ را ببینید. برای دیگر کاربردهای انفجار بزرگ، انفجار بزرگ (ابهام‌زدایی) را ببینید.
نوشتاری از مجموعه‌ی
کیهان‌شناسی فیزیکی

• گیتی
• سن جهان
• گاه‌شمار مه‌بانگ

جهان اولیه[نمایش]
جهان منبسط‌شونده[نمایش]
تشکیل ساختار[نمایش]
آینده جهان[نمایش]
اجزا[نمایش]
تاریخچه نظریات کیهان‌شناختی[نمایش]
آزمایش‌ها[نمایش]
دانشمندان[نمایش]
اثرات اجتماعی[نمایش]

• 
  درگاه اخترشناسی

• ن
• ب
• و

برطبق نظریه مه‌بانگ، جهان از یک وضعیت بسیار چگال و داغ شروع به انبساط نمود و همچنان در حال انبساط است.
نظریه مِه‌بانگ یا بیگ بنگ مدل کیهان‌شناسی پذیرفته‌شده جهان، از کهن‌ترین دوران شناخته‌شده و تکامل آن در مقیاس بزرگ است.[۱][۲][۳] این نظریه بیان می‌کند که گیتی از یک وضعیت بسیار چگال (متراکم) نخستین آغاز شده و در گذر زمان انبساط یافته‌است[۴][۵] این نظریه طیف گسترده‌ای از پدیده‌های مشاهده‌شده را به خوبی توضیح می‌دهد. از جمله این پدیده‌ها می‌توان به فراوانی عناصر سبک اولیه، تابش زمینه کیهانی، ساختار بزرگ مقیاس و قانون هابل اشاره نمود.[۶] اگر در زمان به عقب برگردیم، به نقطه‌ای در گذشته می‌رسیم که در آن قوانین فیزیکی شناخته‌شده کارایی خود را از دست می‌دهند و نقطه تکینگی نام دارد. این نقطه، نقطه پیدایش گیتی است و بر اساس اندازه‌گیری‌های جدید، این لحظه تقریباً ۱۳٫۸ میلیارد سال پیش رخ داده‌است و از این رو سن گیتی ۱۳٫۸ میلیارد سال تخمین زده می‌شود.[۷] پس از انبساط اولیه گیتی به اندازه کافی سرد شد که امکان پیدایش ذرات زیراتمی و بعدها اتمهای ساده، پدید آید. به هم پیوستن ابرهای غول‌پیکر از عناصر اولیه بر اثر نیروی گرانش، باعث پیدایش ستارگان و کهکشانها شد.

از زمانی که ژرژ لومتر، کشیش و اخترشناس بلژیکی، برای نخستین بار در سال ۱۹۲۷ متوجه شد که انبساط جهان را می‌توان در زمان رو به عقب دنبال نمود تا به نقطه اولیه رسید، تاکنون دانشمندان متعددی بر پایه ایده انبساط جهان نظریه‌پردازی کرده‌اند. اگرچه در ابتدا جامعه علمی به دو دسته طرفداران نظریه مه‌بانگ و نظریه حالت پایدار تقسیم می‌شد، اما شواهد تجربی کشف‌شده در گذر زمان، درستی نظریه مه‌بانگ را تأیید می‌کنند.[۸] در سال ۱۹۲۹، ادوین هابل با بررسی پدیده انتقال به سرخ در کهکشانها به این نتیجه دست یافت که کهکشانها در حال دور شدن از یکدیگر هستند. این کشف مهمی بود که با فرضیه جهان در حال انبساط سازگار بود. در سال ۱۹۶۴ تابش زمینه کیهانی کشف شد، که مدرکی کلیدی در تأیید مدل مه‌بانگ محسوب می‌شد، زیرا این نظریه وجود تابش پس‌زمینه در سراسر جهان را پیش از کشف آن پیش‌بینی کرده‌بود. به تازگی، بررسی انتقال به سرخ در ابرنواخترها نشان داد که سرعت انبساط گیتی نیز در حال افزایش است. دلیل افرایش سرعت انبساط گیتی، وجود انرژی تاریک است.[۹] با استفاده از قوانین فیزیکی شناخته‌شده می‌توان جزئیات ویژگی‌های جهان را در گذشته تا حالت نخستین چگالی و دمای بسیار بالا محاسبه نمود.[۱۰][۱۱][۱۲] مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونین (CFA) می‌گوید: سناریوی مه‌بانگ دربارهٔ منشأ جهان هستی کاملاً ساکت است.[۱۳]

محتویات

• ۱ بررسی کلی
• ۲ گاه‌شمار مه‌بانگ
  • ۲.۱ نقطه تکینگی
  • ۲.۲ تورم کیهانی و باریون‌زایی
  • ۲.۳ سرد شدن
  • ۲.۴ تشکیل ساختار
  • ۲.۵ انبساط شتاب‌دار کیهانی
• ۳ پیش‌فرض‌های نظریه مه‌بانگ
  • ۳.۱ انبساط فضا
  • ۳.۲ افق‌ها
• ۴ تاریخچه
  • ۴.۱ واژه‌شناسی
  • ۴.۲ شکل‌گیری نظریه مه‌بانگ
• ۵ شواهد تجربی نظریه مه‌بانگ
  • ۵.۱ قانون هابل و انبساط فضا
  • ۵.۲ تابش زمینه کیهانی
  • ۵.۳ فراوانی عناصر نخستین
  • ۵.۴ توزیع و تکامل کهکشانها
  • ۵.۵ ابرهای گازی نخستین
  • ۵.۶ سایر شواهد
• ۶ مسائل و مشکلات مرتبط در فیزیک
  • ۶.۱ عدم تقارن باریون
  • ۶.۲ انرژی تاریک
  • ۶.۳ ماده تاریک
  • ۶.۴ مسئله افق
  • ۶.۵ مسئله تک قطبی مغناطیسی
  • ۶.۶ مسئله تخت بودن جهان
• ۷ آینده جهان بنا بر نظریه مه‌بانگ
• ۸ گمانه‌زنی‌های فراتر از مه‌بانگ
• ۹ برداشت‌های دینی و فلسفی از مه‌بانگ
• ۱۰ جستارهای وابسته
• ۱۱ منابع
• ۱۲ یادداشت‌ها
• ۱۳ پیوند به بیرون
• ۱۴ برای مطالعهٔ بیشتر

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

بررسی کلی

تاریخ گیتی - اینطور فرض می‌شود که امواج گرانشی برآمده از تورم کیهانی (انبساط بسیار سریع بلافاصله پس از مه‌بانگ) هستند.[۱۴][۱۵][۱۶][۱۷]
ادوین هابل، اخترشناس آمریکایی مشاهده نمود که میان فاصله ما تا کهکشان‌های دوردست و میزان انتقال به سرخ آن‌ها رابـ ـطه محکمی وجود دارد. این مشاهده این‌گونه تفسیر شد که تمام کهکشان‌ها در حال دور شدن از ما هستند و سرعت دورشدن آن‌ها با فاصله‌شان از ما متناسب است: بدون توجه به جهتشان، هر چه دورتر باشند، سرعت دور شدنشان نیز بیشتر است.[۱۸] اما اگر اصل کوپرنیکی(زمین در مرکز گیتی نیست) را بپذیریم، تنها توضیح ممکن این است که تمام نواحی قابل مشاهده فضا در حال دور شدن از تمام نواحی دیگر هستند. پس امروزه می‌دانیم که فاصله میان کهکشان‌ها همواره در حال افزایش بوده‌است، و این یعنی در گذشته آن‌ها به هم نزدیک‌تر بوده‌اند. انبساط دائمی گیتی بدین معنی است که گیتی در گذشته فشرده‌تر و داغ‌تر بوده‌است.

شتاب‌دهنده‌های بزرگ ذرات می‌توانند شرایطی که در زمان بسیار اندکی پس از پیدایش گیتی بر آن حاکم بوده‌اند را شبیه‌سازی کنند و با استفاده از آن‌ها می‌توان جزئیات مدل مه‌بانگ را تأیید یا اصلاح نمود. هرچند که این شتاب‌دهنده‌ها قادر به شبیه‌سازی شرایط گیتی در ابتدایی‌ترین لحظات پس از مه‌بانگ نیستند و این نخستین لحظه‌های پیدایش گیتی هنوز به خوبی درک نشده و پژوهش و گمانه‌زنی در این زمینه همچنان در جریان است.

نخستین ذرات زیر اتمی پروتون‌ها، نوترونها و الکترون‌ها بودند. اگرچه هسته‌های اتم‌های ساده در جریان هسته‌زایی مه‌بانگ و در سه دقیقه نخست عمر گیتی شکل گرفتند، اما تشکیل اتم‌های خنثی، هزاران سال طول کشید. بیشتر اتم‌هایی که توسط مه‌بانگ ایجاد شدند هیدروژن، به همراه هلیم و لیتیم بودند. ابرهای غول‌پیکر گازی متشکل از این عناصر اولیه از طریق گرانش به هم پیوستند تا ستاره‌ها و کهکشان‌ها را پدیدآورند و عناصر سنگین‌تر نیز در درون ستاره‌ها یا در حین انفجارهای ابرنواختری شکل گرفتند.

نظریه مه‌بانگ، توضیح کاملی برای طیف گسترده‌ای از پدیده‌های مشاهده شده، از جمله فراوانی عناصر سبک، تابش زمینه کیهانی، ساختار بزرگ مقیاس و قانون هابل ارائه می‌دهد.[۶] چارچوب مدل مه‌بانگ بر نظریه نسبیت عام اینشتین و همچنین فرضهایی چون یکنواختی و همچنین همسانگرد بودن فضا استوار است. معادلات حاکم بر آن توسط الکساندر فریدمان فرمول‌بندی شدند و البته راه‌حل‌های مشابهی نیز توسط ویلم دو سیتر ارائه شد. از آن زمان تاکنون دانشمندان اخترفیزیک مشاهدات تجربی و نظریات جدیدی را به مدل مهبانگ افزوده‌اند وشکل پارامتری‌شده آن در مدل لامبدا-سی‌دی‌ام، چارچوب پژوهش‌های نظری کیهان‌شناسی امروزی را تشکیل می‌دهد. مدل لامبدا-سی‌دی‌ام مدل استاندارد کیهان‌شناسی مه‌بانگ است و ساده‌ترین مدلی است که توضیحات نسبتاً خوبی برای بسیاری از پدیده‌ها ارائه می‌دهد.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

گاه‌شمار مه‌بانگ
نوشتار اصلی: گاه‌شمار مه‌بانگ
نقطه تکینگی
نوشتار(های) وابسته: تکینگی گرانشی و دوره پلانک
اگر با در نظر داشتن نظریه نسبیت عام، انبساط گیتی را در جهت معکوس در زمان دنبال کنیم، جهان به‌طور پیوسته منقبض خواهد شد و دمای آن افزایش می‌یابد تا سرانجام به نقطه‌ای در گذشته متناهی با چگالی و دمای بی‌نهایت برسد.[۱۹] این نقطه یک نقطه تکینگی گرانشی است و نشان می‌دهد که نظریه نسبیت عام و سایر قوانین فیزیک در این نقطه با شکست مواجه می‌شوند و قابل استفاده در مورد این نقطه از زمان نیستند. اینکه با برونیابی تا چه اندازه می‌توانیم به این نقطه نزدیک شویم جای بحث دارد اما قطعاً نمی‌توانیم از پایان دوره پلانک به این نقطه نزدیکتر شویم. گاهی این نقطه تکینگی، با نام مه‌بانگ خوانده می‌شود.[۲۰] اما واژه مه‌بانگ برای اشاره به خود حالت داغ و متراکم اولیه نیز به کار می‌رود.[۲۱]هیچ اجماعی در مورد اینکه چه بازه‌ای از زمان مه‌بانگ نامیده شود، وجود ندارد. برای برخی از نویسنده‌ها این زمان تنها شامل لحظه اولیه می‌شود و برای برخی شامل کل تاریخ جهان. معمولاً حداقل چند دقیقه اول (که طی آن هلیم تشکیل می‌شود) را جز مه‌بانگ می‌دانند.[۲۲] (هسته‌زایی مهبانگ)که می‌توان آن را تولد گیتی دانست. براساس اندازه‌گیری انبساط با استفاده از روش‌های ابرنواخترهای نوع Ia، اندازه‌گیری‌های نوسانات دما در تابش زمینه کیهانی و اندازه‌گیری‌های توابع همبستگی کهکشان‌ها[نیازمند منبع]، سن کنونی جهان ۰٫۰۳۷±۱۳٫۷۹۸ میلیارد سال تخمین زده‌شده‌است.[۲۳] همخوانی نتایج حاصل از این سه روش مستقل اندازه‌گیری، تأییدی محکم بر مدل لامبدا-سی دی ام است که جزئیات محتوای گیتی را توصیف می‌کند.

تورم کیهانی و باریون‌زایی
نوشتار‌های اصلی: تورم کیهانی و باریون‌زایی
گمانه‌زنی‌های نظری بسیاری در مورد لحظات نخستین مه‌بانگ صورت گرفته‌است. در مدل‌های رایج، گیتی در این لحظات به‌طور همگن و همسانگرد از انرژی با چگالی بسیار زیاد و دماها و فشارهای بسیار بالا تشکیل شده بود و با سرعت بسیار زیادی در حال انبساط و سرد شدن بود. تقریباً −۳۷۱۰ ثانیه پس از شروع انبساط، یک گذار فاز باعث تورم کیهانی شد که طی آن جهان رشدی نمایی داشت.[۲۴] پس از توقف تورم، جهان متشکل از یک پلاسمای کوارک-گلوئون و همچنین همه ذرات بنیادی دیگر بود.[۲۵] دما به اندازه‌ای بالا بود که حرکات تصادفی ذرات در سرعتهای نسبیتی انجام می‌گرفت و همه انواع جفتهای ماده-پادماده در برخوردها دائماً ایجاد و نابود می‌شدند.[۴] در نقطه‌ای از زمان، واکنشی ناشناخته به نام باریون زایی (به انگلیسی: Baryogenesis) باعث نقض پایستگی عدد باریونی شد و در نتیجه آن تعداد کوارک‌ها و لپتون‌ها نسبت به پادکوارک‌ها و پادلپتون‌ها به میزان بسیار بسیار اندکی افزایش یافت (به اندازه یک در سی میلیون). این افزایش اندک مسبب برتری ماده بر ضد ماده در جهان کنونی است.