تحقیق مقاله تئوری بیگ بنگ

تئوری بیگ بنگ(مهبانگ) برجسته ترین تئوری علمی است که تاکنون در مورد پیدایش جهان ارائه شده است. طبق این نظریه جهان هستی بین 10 تا 20 بیلیون سال پیش با انفجاری که تمام مواد تشکیل دهنده جهان را به همه سو پرتاب کرد بوجود آمده است.فرضیه بیگ بنگ در ابتدا بدلیل توضیح در مورد علت دور شدن سریع کهکشانها از ما مطرح شد. این فرضیه همچنین وجود تشعشعات کیهانی (تشعشعات ناشی از این انفجار)را حدس زده.

تئوری بیگ بنگ در ابتدا توسط کشیش بلژیکی به نام Georgs Lemaitre در سال1927 بیان شد.فرضیه او بعد از مشاهده ی تغییر red shift (خطوط طیف قرمز که برای اندازه گیری فاصله ستارگان از زمین به کار میرود) در سحابی های دور دست ( توده های عظیم گازی) توسط ستاره شناسان ،به عنوان مدل مبنی بر فرضیه ی نسبیت برای جهان مطرح شد. اما فرضیه بیگ بنگ زمانی قاطعانه مورد تایید قرار گرفت که این تشعشعات در سال 1964 توسط Arno Penzias وRobert Wilson کشف شد. که بعدها این 2 نفربه علت همین کشف  خود برنده جایزه نوبل شدند. این تئوری اگر چه بطور وسیعی مورد پذیرش قرار گرفته است لیکن ممکن است هرگز به اثبات نرسد چرا که هنوز برخی سوالات در مورد آن همچنان بی جواب مانده است.

نظریه کیهان شناختى بیگ بنگ و چالشهای آن

  مقدمه:

تئوری بیگ بنگ بیان می‌دارد که دنیا در زمان های بسیار دور درحدود 6/13 میلیارد سال پیش در یک لحظه معین درون نقطه‌ای جای داشت که در آن انرژی و چگالی ذرات بی نهایت بود. براساس این مدل  کیهانشناسی، هستی در یک انفجار شروع به خلاصی یافتن  از تراکم و دمای بیش از حد نمود، بدین صورت عالم لحظه به لحظه وسیعتر می‌گشت و دما نیز به تبع آن رفته رفته کاهش می‌یافت.بر طبق مدل بیگ بنگ در نخستین لحظات آفرینش، گرانی (گرانش کوانتومی) تنها نیروی حاکم برجهان بود که چگونگی آن به طور کامل توسط تئوری گرانی‌اینشتین بدست می‌آمد، تئوری بیگ بنگ اگر چه به خوبی نحوه تکامل هستی را نشان می‌دهد اما مشاهدات نجومی جدید بالاخص در دهه هفتاد میلادی تناقض عمده‌ای، با نظریه بیگ بنگ دارى و اساس  این نظریه را زیر سؤال مى برد که در این مبحث به آن می‌پردازیم.

  مدل کیهان شناسی بیگ بنگ (مهبانگ)

 تکیه بر چهار حقیقت قابل مشاهده

1-   حرکت رو به بیرون کهکشانها.

اولین بار در سال 1929 ادوین هابل   ]  (1889-1953) ایالات متحده[ پی به حرکت کهکشانها برد، ادوین هابل این حرکت رو به بیرون کهکشانها را همانند ترکش‌های یک گلوله توپ می‌دانست که به سرعت به اطراف پخش شده و از یکدیگر دور می‌ شدند.

                                                    ادوین هابل    (1889-1953) 

او بر پایه همین استدلال لحظه پیدایش هستی را انفجار گونه پنداشت که اجزاء آن که همانا کهکشانها می‌باشند روز به روز از یکدیگر بیشتر دور ‌شده و هستی نیز بدنبال آن انبساط روز افزون می‌یافت. هابل با اندازه گیری سرعت و مسافت کهکشان های همجاور به این نتیجه رسید که کهکشانهای نزدیک به زمین از آن دور می‌شوند. او این نتیجه را براساس انتقال دو پلر‌ی بدست آورد (انتقال دو پلر‌ی بیان می‌دارد که هر گاه یک چشمه صوت در حال حرکت به طرف ما بیاید رفته رفته طول موج  صوت کاهش یافته و فرکانس صوت بیشتر می‌گردد به نحوی که فرکانس در لحظه رسیدن چشمه صوت به ما به بیشترین حد خود می‌رسد و با دور شدن آن طول موج  افزایش و فرکانس آن کاهش می‌یابد بهمین خاطر با نزدیک شدن یک آمبولانس آژیرزن صدای آژیر رفته رفته تیز تر می‌شود و با دور شدن آن صدا رفته رفته بم وبم تر می‌شود ) انتقال دوپلری در کهکشانها و ستارگان دور دست نیز روی می‌دهد و درنتیجه باعث می‌شود که در خطوط جذبی طیف آنها یک جابجائی به سمت قرمز طیف صورت بگیرد بدین معنا که خطوط جذبی به سمت طول موجهای بلندتر طیف مرئی متمایل می‌شود.

 2- انتقال به سرخ امواج

 وقتی که یک منبع نور دارای حرکت باشد همانند منبع صدا بر اثر حرکت یک زیر و بمی در آن ایجاد می‌شود بدین معنا که اگر صدا با سرعت به طرف مانزدیک شود طول موجهای گسیل شده از آن منبع کوتاهتر و درنتیجه صدا زیر تر به گوش ما می‌رسد و در صورتیکه منبع صدا با سرعت از ما فاصله بگیرد طول موجهای گسیل شده از آن منبع بلندتر و درنتیجه صدا به سمت بم شدن گرایش می‌یابد. منبع نور نیز همانند منبع صدا یک جابه جا در رنگهای آن درنتیجه نزدیک شدن یاد و شدن از ناظر بوجود می‌آید. اگر یک منبع نور به سرعت به طرف ما حرکت کند فرکانس آن ا فزایش می یابد (طول موج کاهش می‌یابد)و در خطوط طیف مرئی آن یک انتقال به سمت رنگ آبی در آن آشکار  می گردد و در صورت دور شدن منبع نور از ما در خطوط طیفی آن  انتقال به رنگهای پائین طیف ایجاد خواهدشد یعنی رنگ نور گسیل شده از منبع آن به سمت رنگ قرمز گرایش می یابد بنابراین می توان با توجه به مقدار انتقال به سرخ طیف جذبی منبع نور سرعت حرکت آن منبع را بدست آورد.

3-دورشدن کهکشان ها

 هابل کشف کرد که  رنگ بیشتر سحابیها گرایش به قرمز دارد او از این موضوع توانست نتیجه بگیرد که آنها باسرعت فوق العاده زیادی از ما دور می‌شوند.

 این تغییر در رنگ نور گسیل شده از اجرام آسمانی (ستارگان وکهکشانها) انتقال به سرخ گفته می‌شود.

اگر کهکشان ها از یکدیگر دور می‌شوند بنابراین آنها می‌بایست در گذشته بهم نزدیکتر می‌بودنند بر همین اساس در زمانهای بسیار دور دنیا چگا لتر و متراکم تر از امروز بوده است. اگر این حرکت به عقب کهکشانها ادامه ‌دار باشد در یک لحظه مشخص تمام ماده تشکیل دهنده جهان در یک نقطه با تراکم بی‌نهایت باید فشرده شده باشد. از سرعت انبساط عالم می‌توان لحظه آغاز آفرینش و پیدایش ماده سازنده هستی را در حدود 10 تا 15 میلیارد  سال پیش تخمین زد( باید توجه داشت عمر منظومه شمسی که زمین ما نیز جزئی از آن است در حدود 5/4 میلیارد سال می‌باشد) براساس مدل بیگ بنگ (مهبانگ) می‌توان به خوبی چگونگی لحظات آغازین جهان را بررسی کرد طبق این مدل شروع جهان بر اثر یک انفجار بود که در آن لحظات آغازین دما و چگالی ذرات بی‌نهایت بالا بود، رفته رفته عالم نازک و منبسط می شد و  دما نیزبه شدت کاهش می یافت ، معادلات مربوط به تئوری گرانش انیشین به خوبی انبساط عالم را که از مدل کیهانشناختی  مهبانگ (بیگ بنگ) استنتاج می‌شود توصیف می‌کند.