پاسخ به:نجوم و اختر شناسی
سه شنبه 17 بهمن 1391 5:24 PM
|
قسمت دوم |
|
اساس دریافت ذهنی ما ازتكامل جهان ، مدل انفجار بزرگ است كه برپایه نظریه نسبیت عام انیشتن و رصدهای ادوین هابل در مورد گسترش جهان مطرح شد . اثر متقابل تئوری و رصد دراینجا اهمیت خاصی دارد .درحقیقت كیهان شناسان توانسته اند باوزن كردن كهكشانها وخوشه های كهكشانی شواهد محكمی برای اینگونه ناشناخته ماده فراهم كنند.امروزه ماده باریونی اشكال مختلفی به خود می گیرد- ازابرهای سازنده ستارگان گرفته تاسیاهچاله ها .گرچه بررسی واكنشهای هسته ای انفجار بزرگ ، به ما اجازه می دهد شرح ومقدار نسبتاًدقیی از زمانهای پیشین كه ساختار جهان ساده تر بودبدست آوریم.اماآمارگیری دقیق از موادباریونی در جهان امروزی هنوز نیمه تمام مانده است .مثلاً میزان فراوانی دوتریم –ایزوتوپی ناپایدار وسنگین از هیدروژن كه تنها در انفجار بزرگ بوجود آمد – به چگالی كلی ماده باریونی كیهانی بستگی دارد.با انداره گیری مقدار دوتریم درابرهای گازی نخستین و به مددنظریه واكن هسته ای انفجاربزرگ،كیهان شناسان نتیجه گرفته اندكه ماده معمولی تنها چهاردرصد ازچگالی بحرانی را تشكیل می دهد.كه البته این ازمقدار ماده ا ی كه درستارگان دیده می شود، بسیار كمتر است .اندازه گیری مقادیر CMBR نیز نتایج مشابهی را نشان می دهند. منجمان براین باورنددكه ماده عادی غیر قابل رؤیت كه حدو سه چهارم محتوای كل ماده ی باریونی را تشكیل می دهد، به وفور وبه صورت گاز گرم درمیان كهكشانها قرار دارد.دركل مقدار ماده – باریونی وغیرباریونی كه بیشتر آن نیز تاریك است – هشت برابر بیشتر از ماده باریونی است. تصویری گرافیكی كه از حضور ماده تاریك تهیه شده ، از رصدهای خوشه های كهكشانی ای كه در اثر گرانش ، نور كهكشان های دور دست تراز خودشان را منحرف وتشدیدی می كنند. بدست آمده است .منجمان همچنین توانسته اند مقادیر چشمگیری از ماده غیر قابل رؤیت رابااندازه گرفتن سرعت های ستارگان درمیان كهكشانها وسرعت كهكشانها درمیان خوشه های كهكشانی،شناسایی كنند.بدون وجود ماده ی تاریك غیرقابل رؤیت،این اجرام پرسرعت باید مدتها پیش متفرق می شدند.همچنین اندازه گیری دمای گازمیان خوشه هاكه چندمیلیون درجه دمادارند، اشعه ایكس ساطع می كنند و بیشترماده معمولی میان كهكشانی را تشكیل می دهند،می تواندعمق پتانسیل گرانشی بوجود آمده دراثر ماده ی تاریك راتعیین كند.بعلاوه مقدار گاز میان یك خوشه كهكشانی رامی توان بوسیله انحراف كوچكی كه درتشعشع مایكروویوپس زمینه كیهانی( CMBR) بوجود می آورد،بدست آورد. ● ساختار جهان در مقیاس بزرگ جهان امروزساختارهای فراوانی رادرخودجای می دهد،ازخوشه ها وابرخوشه ها گرفته تا پهنه ها، فضاهای خالی ورشته های ماده موجود درخلاء . فن آوری لازم برای این نقشه برداری بوسیله طیف نگارهای جدیدی تامین می شود كه م توانند میل به قرمزصدها كهكشان رادرآن واحدتعیین كنند.عظیم ترین این پروژه ها نقش۲ dFGRS است كه با درنظر گرفتن حدود ۲۵۰ هزار میل به قرمزرسم شده وهمچنین نقشه برداری S DSS كه شمارمیل به قرمزآن درحدود پروژه اول است اما قصددارد تا سال ۲۰۰۵ این مقداررا به هفتصدهزار افزایش دهد.مااكنون می دانیم كه نظامهاییبه بزرگی ۳۰۰ میلیون سال نوری وجوددارندكه بزرگترین ساختارهای جهان محسوب می شوند. ساختارهایی كه بوسیله كهكشان ها رسم شده اندعلاوه برنشان دادن نحوه توزیع ماده تاریك،راهی غیرمستقیم برای بررسی اولین لحظات جهان فراهم می كند. این بررسی از تئوری جهان نخستین حاصل می شود.این تئوری شرایط شكل گیری اولیه ی ساختارها رامشخص می كند.ماده تاریك سرد (كه بسیار آهسته تراز نورحركت می كندوتنها دربرابر نیروهای گرانشی عكس العمل نشان می دهد ) وناهمگنی های كوچك درتوزیع ، ( كه ازنوسانات كوانتومی درحین تورم به وجودمی آیند.) این شرایط را تشكیل می دهند . هنگامی كه جهان ده هزار ساله بود ، تشدید گرانش برآمدگیهای كوچك درماده تاریك سردشروع شد .كه این تشدیدسرانجام به نظامهایی كه ماامروزه رصد می كنیم انجامید.كلیه آزمودن رابطه میان این موقعیتهای ابتدایی ونقشه كنونی كهكشانهاشبیه سازی های كامپیوترنیست.منجمان خواص جهان هایی را كه با توجه به پارامترهای كیهان شناختی و موقعیتهای آغازین متفاوت ، شبیه سازی شده اند محاسبه می كنند وباآنچه دردنیای واقعی رصد می شودمقایسه می كنند.این شبیه سازی ها باهم مغایرت دارندوباتوجه به پیش بینی هایی برای چند جها ن متفاوت انجام میشوند. برای مثال برای جهانی كه تنها حاوی ماده تاریك داغ است (نوتونیوهایی كه باسرعتی نزدیك سرعت نور حركت می كنند ) یا جهانی كه فقط از ماده معمولی ( باریونی) تشكیل شده ویا دنیایی با چگالی بحرانی تحت تاثیر ماده تاریك سرد. البته مدلهای تخت شامل ماده تاریك سرد فراوان وحتی انرژی تاریك بیشتربه خوبی با ساختار مقیاس بزرگ جهان كه امروزه نقشه برداری شده قابل مقایسه هستند .آزمایش دیگری كه برای بررسی تئوریهای پیدایش جهان انجام می شود از رصدآغاز پیدایش كهكشانهانتیجه می شود . درمدل حاوی ماده تاریك سردساختارها به صورت سلسه مراتبی شكل می گیرند . در این سلسه مراتب كهكشانهای آغازین درمیل به قرمز ۶یا۷ ظاهر می شوند وكهكشانهایی مانند راه شیری با میل به قرمزدر حدود۱یا۲ سپس پیدایش كهكشانها با خوشه هایی درمیل به قرمزیك یاكمتروابرخوشه هایی كه اخیراًبه هم پیوسته اند ، ادامه پیدا می كند.درحالیكه رصد قطعی كهكشانها ی اولیه درانتظار پرتاب تلسكوپ فضایی جیمزوب است ، این زنجیره تكاملی بارصد قسمتی از جهان كه میل به قرمز زیادی دارد مطابقت می كند. كشف تشعشع مایكروویوكیهانی در سال ۱۹۶۴ بوسیله آرنوپنزیاس ورابرت ویلسون مسیر كیهان شناسی راتغییر داد.این پدیده برداشت كلی ای به كیهان شناسی ارائه كرد.وقتی كه جهان ۴۰۰ هزارساله و۳/۱ میلیاردبار چگالی ترازامروز بود.این تابش باقیمانده از انفجار بزرگ ثابت می كندكه جهان،آغازی داغ داشته است.كشفی كه درسال۱۹۹۲ توسط كاوشگر تشعشعات كیهانی ( COBE ****) صورت گرفت تقریباً به اهمیت كشف وجود این تشعشات بود.دمای CMBR (كه به طور متوسط ۷/۲ درجه بیشتر ازصفر مطلق است )درپهنای آسمان با تفاوت حدوداً ۰۰۱/۰ تغییر می كند.این عدم تقارن های كوچك مدارك محكمی برای ناهمگنی های چگالی ای است،كه احتمالاًساختارهای امروزی جهان را شكل داده اند. وسیله به كار رفته در COBE كه تفاوتهای كوچك دمایی را شناسایی كرد، تنها می توانست پدیده هایی راتفكیك كندكه در پهنه آسمان بیشتراز حدود ۷ درجه پهنا داشتند- اجزایی معادل بزرگترین ساختارهای قابل رؤیت درجهان امروز- . عدم تقارن هادرمقیاس های زاویه ای كه باواحد دقیقه قوسی اندازه گیری شده اند ،اطلاعاتی در مورد نوسانات چگالی كه كهكشانها وخوشه های كهكشانی راپراكنده كرده اند، فراهم می كنند.علاوه براین می توان با مطالعه این پدیده وبررسی خصوصیات جهان نوزادبوسیله ابزارهایی باقدرت تفكیك بالاتر از COBE نظریه تورم رامورد آزمایش قرار دادوپارامترهای كیهانی شناختی ای مانند تقعر جهان وچگالی ماده ی معمولی وتاریك را اندازه گیری كرد. نقاط داغ وسردآسمان نقشه برداری شده با مایكروویو علاوه براینكه به برآمدگی آغازینی كه امروزه بوسیله تورم منتقل شده بستگی دارند،بلكه با پارامترهای مهمی از كیهان شناسی نیزرابطه دارند.پی بردن به این حقیقت باعث بوجود آمدن جوش و خروش زیادی برای فعالیتهای تجربی شده . بیش از بیست آزمایش زمینی و هوایی از زمان COBE تا بحال برای بررسی CMBR صورت گرفته است.این تلاشها به تجربه ماهواره ای دیگری انجامید كه تاكنون سرتاسر آسمان مایكرویو راباقدرت تفكیك ۳۰ برابر وحساسیت ۱۰۰ برابر COBE نقشه برداری می كند.این پروژه كه فضا پیمای نوعی ذره بنیادی باجرم بسیاركم كه تصور می شد قسمت اعظم ماده تاریك را شكل می دهدواحتمالاً آن قسمت از نوترینوهایی كه در انفجار پدید آمدند۱/۰ تا۵ درصد از چگالی بحرانی را تشكیل می دهند. پژوهشی مایكروویو WMAP نام دارد ، اكنون بابه پایان رساندن اولین سال ماموریت چهارساله اش نقشه ای تماشایی از جهان نوزاد تهیه كرده ،شگفتی ای كه WMAP برای كیهان شناسان به ارمغان آورد این بودكه هیچ چیز شگفت آور نبود! وبا محاسبات قبلی تطابق خوبی داشت ، هرچند معلوم شدپیدایش ستارگان زودتراز آنچه پیش بینی شده بود شروع شده – تنها ۲۰۰ میلیون سال بعد از انفجار بزرگ WMAP موقعیت جهانی كه قبلاً پیش بینی شده بود راتحكیم كرد.جهانی ۵/۱۳ میلیارد ساله شامل یك سوم تا یك دوم ماده وانرژی تاریك و۴ درصد ماده معمولی (باریونی).این پروژه همچنین مقداربدست آمده برای ثابت هابل توسط پروژه كلیدی هابل( HSTKP)راتایید می كند. نتایج WMAP باایده كلی تورم سازگاری دارند ولی تورم نظریه ای با گونه های متعدد است وبادرست انگاشتن یكی از آنها ، دقت بی سابقه ی WMAP عصر جدیدی را برای نظریه پردازان كیهان شناسی شروع می كند. |
کریمی که جهان پاینده دارد تواند حجتی را زنده دارد
دانلود پروژه و کارآموزی و کارافرینی
