۱۰ معمای بزرگ عالم ( قسمت دوم ) ۳) ماده چطور انباشته و به کهکشان ها تبدیل شد؟

۳) ماده چطور انباشته و به کهکشان ها تبدیل شد؟

۱۰ معمای بزرگ عالم ( قسمت دوم )

۳) ماده چطور انباشته و به کهکشان ها تبدیل شد؟

درست پس از بیگ بنگ، عالم با توده گرم و درخشانی از گاز انباشته شده بود. پس از فقط چند صد میلیون سال، بخشی از این گازها کنار هم انباشته و به نخستین کهکشان ها تبدیل شد. اما این شکل گیری کهکشان ها چطور آغاز شد؟

چه می دانیم؟

امروز میتوانیم کهکشان هایی را رصد کنیم که کمتر از ۵۰۰ میلیون سال پس از بیگ بنگ شکل گرفته اند. برای اینکه نور آنها به ما برسد، زمانی چنان طولانی گذشته است که وقتی برای دیدنشان به اعماق فضا نگاه می کینم حتما در حال نگاه کردن به گذشته عالم هستیم و این به ما امکان می دهد که اجرام آسمانی گذشته را در زمانی درست پس از تولد عالم ببینیم.
به لطف این رصد ها ، اخترشناسان اکنون درباره ی چگونگی آغاز شکل گیری کهکشان ها نظریاتی دارند. آنها اکنون بطور کلی می دانند که کهکشان های کوچک چطور با یکدیگر برخورد می کنند و به تدریج به کهکشان های بزرگ تری که امروز می شناسم، تبدیل می شوند. آنچه به درستی روشن نیست، این است که چرا باید گازهایی که در عالم انباشته بودد در وهله نخست بر هم انباشته شوند و کهکشان ها را بسازند. اخترشناسان اغلب بر دو عامل مهم تمرکز می کنند، نخست افت و خیزهای چگالی این گاز در نتیجه بیگ بنگ است. این افت و خیزها نشان می دهند که گاز بی شک همگن نبوده، یعنی چگالی گاز در بخش هایی از آن بیشتر از بخش های دیگر بوده است . دانشمندان بر این باورند که گاز در نواحی چگال تر با سرعت بیشتری شروع به منقبض شدن کرده است و در مرحله ای دیگر کهکشان ها از همان جا شکل گرفته اند. هر چند محاسبات نشان می دهند که این چگالی برای شکل گیری کهکشان ها کافی نبوده است. در نتیجه عامل دوم یعنی ماده تاریک وارد صحنه می شود.

رفتار ماده تاریک ( یعنی ماده ای فرضی که فقط از روی گرانش با ماده معمولی بر هم کنش دارد. ) با ماده معمولی متفاوت است. شبیه سازی ها نشان می دهند که ماده تاریک به سرعت انباشته و به رشته های بلندی تبدیل می شود که مانند تار عنکبوت عالم را آکنده است. شاید همین رشته ها گرانش اضافی لازم برای شکل گیری کهکشان ها را فراهم کرده باشند، به ویژه جاهایی که با یکدیگر تقاطعی دارند.
رصدهای جدید تلسکوپ هابل نشان می دهد که توزیع کهکشان هایی که امروز می بینیم تقریبا همان توزیع رشته های ماده تاریک است که براساس شبیه سازی ها به آن می رسیم و این نشانه ای از نقش ماده تاریک در شکل گیری کهکشان هاست. تصویر بالا بخشی از این شبیه سازی را نشان می دهد. هر چند پرسش بزرگتر این است که این ماده تاریک چیست همچنین نقش دیگر واسطه ها مانند سیاه چاله ها هم اینجا ناشناخته است.

آیا ممکن است به پاسخ برسیم؟

تلسکوپ های پیشرفته در فضا و روی زمین باید به زودی به ما امکان بدهند که تا زمان پیدایش نخستین کهکشان ها به عقب بازگردیم. این امکان به همراه دانش جدید درباره ماده تاریک ممکن است این معما را حل کند.

۴) عالم از چه چیزی ساخته شده است؟

آشکار است که عالم پر از ستاره ، سیاره و سحابی های گازی است. هر چند بسیاری از محاسبات نشان از وجود چیز دیگری دارند که نمی توانیم آن را ببینیم. این ماده ناشناخته چیست؟

****
عکس:توزیع ماده تاریک در عالم که با توجه به تاثیر آن بر نور محاسبه شده است.
http://bigbangpage.com/…/uploads/2013/06/dark_matter_map.jpg
****

چه می دانیم؟

کهکشان ها در اندازه های مختلف ( در نتیجه با گرانش های متفاوت ) با سرعت های مشخصی به دور خود بچرخند تا از هم نپاشند اما تعداد ستاره های آنها با توجه به نوری که از آنها تابش می شود بسیار کمتر از آن است که سرعتشان ( و بنابراین گرانششان ) را توجیه کند. گرانش اجرام آسمانی پر جرم، نور کهکشان های دور دست را که از کنارشان می گذرد خمیده می کند، اما این نور اغلب پیش از انتظار ما خمیده می شود که نشان می دهد جرمی بزرگتر و نامرئی بر آن اثر می گذارد. اخترشناسان بر این باورند که ماده تاریک نامرئی مسئول این نیروی گرانش گمشده است. افزون بر این، عالم با سرعتی فزاینده در حال انبساط است که شاید عامل آن هم نیروی دافعه ای باشد که با نام انرژی تاریک از آن یاد می شود.
می توانیم به کمک فرمول مشهور اینشتین ( E= mc2 ) این انرژی را که باید در عالم حاضر باشد به جرم تفسیر کنیم. این تفسیر به ما نشان می دهد چه بخشی از عالم را ماده تاریک و انرژی تاریک تشکیل داده است. اما همچنان دانش ما درباره این اجزا کم است. نوترینوها و ویمپ ها ذرات سنگین با بر همکنش ضعیف از نامزدهای ماده تاریک هستند، انرژی تاریک خیلی راز آمیز تر است.

آیا ممکن است به پاسخ برسیم؟

دانشمندان آشکارسازهایی را در اعماق زمین می سازند تا بتوانند ویمپ ها و دیگر ذرات نامزد ماده تاریک را که شاید سازنده گرانش اضافی حاضر در عالم باشند، شکار کنند. علت اینکه آشکارسازها را در اعماق زمین می سازند این است که تداخل دیگر ذرات آمده از فضا جلوگیری کنند.
موضوع انرژی تاریک پیچیده تر است، هیچ نظریه قابل اعتنایی درباره ی ترکیب این انرژی وجود ندارد. جست و جو به دنبال آن هم بسیار سخت است. زیرا سنجش چگونگی شتاب گرفتن انبساط عالم سخت است.

ادامه دارد »»»

قسمت اول
https://www.facebook.com/God.VS.Science1/posts/405532482978180