از مه‌بانگ تا امروز؛ نگاهی به مراحل زندگی عالم

چگونگی پیدایش جهان هستی و کائنات و نیز زمان آغاز به حیات بشر در زمین سوال‌هایی است که همواره ذهن انسان را به خود مشغول کرده است. دانشمندان و فیلسوفان بسیاری در طول تاریخ به مطالعه و تحقیق در این باره پرداخته‌اند که در ادامه به شرح خلاصه‌ای از مهمترین وقایع تاریخ کیهان بر پایه مطالعات ثبت شده به دست کیهان شناسان پرداخته شده. بر اساس معتبرترین نظریه موجود، مه‌بانگ آغاز کیهان بوده و مراحل زندگی عالم از آن لحظه شروع می‌شود.

 

مقدمه

خط سیر و مراحل زندگی عالم

در ابتدا هیچ نبود. سپس حدود 13.7 میلیارد سال پیش عالم به‌وجود آمد. ما هنوز شرایط دقیقی که آن لحظه وجود داشته را نمی‌دانیم. و نمی‌دانیم که آیا قبل از آن هم، زمان وجود داشته یا نه. اما محققان با رصدهای تلسکوپی و مدل‌های فیزیک ذرات توانسته‌اند خط سِیر رخدادهای مهم در طی دوران زندگی کیهان را کنار هم بگذارند. عالمی که ما می‌شناسیم با مه‌بانگ آغاز شد و مراحل زندگی عالم گام‌به‌گام پیش رفت. اکنون نگاهی به مهمترین لحظات تاریخ عالم از طفولیت تا مرگ احتمالی می‌اندازیم.

 

مه‌بانگ

جهان با مه‌بانگ متولد شد

شان کارول (Sean Carroll)، فیزیکدان نظری موسسه تکنولوژی کالیفرنیا می‌گوید: همه چیز از مه‌بانگ شروع شد؛ مه‌بانگ لحظه‌ای از زمان است و نباید با نقطه‌ای در فضا اشتباه گرفته شود. مخصوصاً، مه‌بانگ لحظه‌ای است که خود زمان آغاز شد و از آن لحظه به بعد شمارش لحظات شروع شد.

کارول می‌گوید: برخلاف اسمش (که بعضی آن را اشتباهاً به فارسی انفجار بزرگ می‌نامند)، مه‌بانگ واقعا انفجار نبوده بلکه دوره‌ای بود که عالم فوق‌العاده داغ و چگال بوده و سپس ناگهان فضا شروع به انبساط در همه جهات کرده است. گرچه مدل مه‌بانگ بیان می‌کند که عالم نقطه‌ای بی‌نهایت کوچک و بی‌نهایت چگال بوده است، اما این نوع بیان، روشی برای گفتن این است که، نمیدانیم آنجا چه می‌گذشته. بی‌نهایت ریاضی در پرسش‌های فیزیکی بی‌معنی می‌شود. بنابراین مه‌بانگ نقطه‌ای است که درک فعلی ما از عالم در آن نقطه هم می‌پاشد.

 

عصر تورم کیهانی

عصر تورم کیهانی

حقه بعدی عالم این بود که به سرعت، خیلی رشد کند. در ۰.۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۱ ثانیه (بین ممیز و یک، سی صفر قرار دارد) پس از مه‌بانگ، اندازه کیهان می‌توانسته به شکل نمایی منبسط شود و بین بخشهایی از عالم که قبلا در کنار هم بودند، فاصله زیادی ایجاد کند. این دوران را که عصر تورم می‌نامند، فرضی است اما کیهان‌شناس‌ها این ایده را می‌پسندند. زیرا می‌تواند توجیه کند که چرا نقاطی از عالم که بسیار از هم دور هستند، بسیار به هم شبیه هستند. در سال 1393، گروهی فکر کردند که علایمی از این انبساط را در نور عالم اولیه پیدا کرده‌اند. اما بعدا مشخص شد که این علایم چیزی جز غبار میان‌ستاره‌ای  نبوده که آنها را به اشتباه انداخته.

 

 پلاسمای کوارک-گلوآن

پلاسمای کوارک گلوآن

تنها چند میلی‌ثانیه بعد از آغاز زمان، عالم اولیه بسیار داغ بود، صحبت از دمایی در حد ۴ تا ۶ بیلیون (روش عددنویسی فارسی برای اعداد بزرگ به ترتیب: میلیون، میلیارد، بیلیون، بیلیارد است) درجه سلسیوس است. در چنین دمایی، ذرات بنیادی که کوارک (Quark) نامیده می‌شوند و معمولا به صورت فشرده در داخل پروتون‌ها و نوترون‌ها قرار گرفته‌اند، آزادانه حرکت می‌کنند. ذره بنیادی دیگری به نام گلوآن (Gluon) که حامل نیروی بنیادیی به نام نیروی قوی است، با کوارک‌ها مخلوط شده و سوپی بنیادین را درست می‌کنند که در سراسر عالم جاری می‌شود. محققان موفق شده‌اند تا این شرایط را با شتاب‌دهنده‌های ذرات شبیه‌سازی کنند. اما دستیابی به این حالت فقط کسری از ثانیه دوام داشته.

 

دوران اولیه

دوران اولیه عالم

چند هزارم ثانیه بعد از مه‌بانگ اتفاقات زیادی رخ دادند. با انبساط کیهان، دمای آن کاهش یافت و شرایط به قدر کافی ملایم شد تا ذرات بنیادی کوارک برای تشکیل پروتون‌ها و نوترون‌های به یکدیگر نزدیک شوند. یک ثانیه پس از مه‌بانگ چگالی کیهان به قدری کم شد که ذرات بنیادی نوترینو که سبک‌ترین و کم فعل‌وانفعال‌ترین ذرات بنیادی هستند، توانستند بدون برخورد با چیزی حرکت کنند و چیزی را که “پس‌زمینه نوترینوی کیهانی” (Cosmic Neutrino Background) نامیده شده را بوجود آورند. دانشمندان هنوز در پی یافتن آن هستند.

 

اولین اتم‌ها

بوجود آمدن اولین اتمها

در سه دقیقه ابتدایی زندگی عالم، نوترون‌ها و پروتون‌ها در طی عمل جوش هسته‌ای (فیوژن) با یکدیگر، ایزوتوپی از هیدروژن به نام دوتریوم را به همراه هلیوم و مقدار اندکی از سبک‌ترین عنصر بعدی یعنی لیتیوم به وجود آوردند. این ‌ها چیزی جز هسته اتمها نبودند و دمای فراوان مانع حضور الکترون‌ها در اطراف هسته‌ها می‌شد. اما زمانی که دما کاهش یافت، این روند نیز متوقف شد. درنهایت ۳۸۰ هزار سال پس از مه‌بانگ دمای جهان به حدی پایین آمد که هسته‌های هیدروژن و هلیوم توانستند با الکترون‌های آزاد ترکیب شوند و اولین اتم‌های خنثی را بوجود آورند. فوتون‌ها که تا پیش از این در حین حرکت با الکترون‌ها برخورد می‌کردند، پس از این قادر به حرکت آزاد در فضا شده و “پس‌زمینه مایکروویو کیهانی” (Cosmic Microwave Background) را به وجود آوردند. این پس‌زمینه اثری از آن دوران است که در سال 1344 برای اولین بار مشاهده شد.

 

دوران تاریک

دوران تاریک کیهان عالم

در عالم به مدتی طولانی، چیزی نور تابش نمی‌کرد. این دوره که حدود 100 میلیون سال به درازا کشید را دوران تاریک کیهانی می‌نامند. مطالعه این دوران به دلیل عدم وجود نور فوق‌العاده سخت است، چرا که تقریبا تمامی دانش ستاره‌شناس‌ها از نور تابش شده از ستاره‌هاست. بدون وجود ستاره‌ها، به سختی می‌توان دانست که در آن زمان چه گذشته است.

 

اولین ستاره‌ها

بوجود آمدن اولین ستاره

در حدود ۱۸۰ میلیون سال پس از مه‌بانگ، در ادامه مراحل زندگی عالم، هیدروژن و هلیوم شروع به رمبش داخل کره‌های عظیمی کردند که موجب شد دمایی دوزخی در هسته‌ی این کره‌ها بوجود آید و اولین ستاره‌ها به‌وجود آمدند. عالم وارد دوره‌ای به نام “سپیده‌دم کیهانی” (Cosmic Dawn) یا “یونیزاسیون مجدد” (Reionization) شد. از آن‌جایی که تابش فوتون‌های داغ از ستاره‌ها و کهکشان‌های اولیه موجب تجزیه اتمهای هیدروژن خنثی موجود در فضای میان‌ستاره‌ای به پروتون‌ها و الکترون‌ها شد، که به این عمل یونیزاسیون می‌گویند، این دوره یونیزاسیون مجدد هم نامیده می‌شود. هنوز مشخص نیست که یونیزاسیون مجدد، چقدر طول کشیده. چون این اتفاق در دوران ابتدایی عالم رخ داده، علایم و سیگنال‌های آن توسط گاز و غبارهای مراحل بعدی پوشانده شده. بنابراین بهترین تخمین دانشمندان این است که این روند حدود 500 میلیون سال پس از مه‌بانگ متوقف شده.

 

ساختار‌های بزرگ-مقیاس

ساختارهای بزرگ مقیاس

در این مرحله است که عالم شروع به کار می‌کند، یا حداقل شروع به کاری می‌کند که امروزه ما آن را می‌شناسیم. کهکشان‌های کوچک اولیه شروع به ترکیب با یکدیگر و تشکیل کهکشان‌های بزرگ‌تر می‌کنند. حدود یک میلیارد سال پس از مه‌بانگ در مرکز این کهکشان‌ها، سیاه‌چاله‌های ابرسنگین (SuperMassive Black Hole) تشکیل شدند. اختروش‌های (Quasar) درخشان که نورشان از فاصله 12 میلیارد سال نوری قابل مشاهده است روشن شدند.

 

دوران میان‌سالی کیهان

دوران میانسالی کیهان عالم

در طی چندین میلیارد سال بعدی عالم به رشد خود ادامه داد. قسمت‌هایی از عالم اولیه که چگالی بیشتری داشتند، ماده بیشتری را به خود جذب کردند. این مناطق به آهستگی بزرگ شدند و به خوشه‌های کهکشانی و بندهای طویلی از گاز و غبار تبدیل شدند که امروزه به صورت تارعنکبوتی کیهانی (Filamentary Cosmic Web) مشاهده می‌شود.

 

تولد منظومه شمسی

تولد منظومه شمسی

حدود 4.5 میلیارد سال پیش در کهکشانی خاص، ابری از گاز به ستاره‌ای زرد با منظومه‌ای از حلقه‌ها به دورش رُمبید. این حلقه‌ها در هشت سیاره، تعداد زیادی دنباله‌دار و سیارک و سیاره کوتوله و قمر در هم ترکیب شدند و منظومه شمسی آشنای ما را شکل دادند. سیاره سوم این منظومه علاوه بر این کارها، توانست مقدار انبوهی آب پس از این مراحل نگه‌داری کند یا اینکه بعدا توسط دنباله‌دارها این آب و یخ به زمین آورده شد.

 

زمین و بشریت

تولد حیات روی زمین

بر روی سومین سیاره، در فاصله زمانی ۳.۸ تا ۳.۵ میلیارد سال پیش (بسته به اینکه از کدام دانشمند بپرسید) اولین میکروب‌ها پدیدار شدند. پس از مدتی میکروب‌های ریز و فوق‌العاده ساده مورد نظر رفته‌رفته به هیولا‌های دریایی و دایناسور‌های عظیم برگ‌خوار تکامل یافتند. پیشرفت موجودات زنده زمین تا جایی ادامه یافت که حدود ۲۰۰ هزار سال پیش، موجودات دوپایی پدیدار شدند که به دنبال کشف چگونگی شکل‌گیری کیهان تا به امروز آرام و قرار نداشته‌اند.

 

پایان (شاید هم نه)

پایان کیهان عالم

البته اینجا پایان همه‌چیز نیست. فیزیک‌دان‌ها هنوز درست نمی‌دانند برای آینده عالم چه برنامه‌ای وجود دارد. این که عالم با مهبانگ آغاز شده و مرحله به مرحله مراحل زندگی عالم به پیش رفته و در انتها کار به کجا خواهد انجامید. این موضوع به جزئیات انرژی تاریک بستگی دارد که نیرویی مرموز و در حال گسستن کیهان است و هنوز خواص آن را به درستی نمی‌دانیم.

در یکی از آینده‌های ممکنی که برای عالم پیش‌بینی شده، عالم تا ابد به انبساط ادامه خواهد داد تا همه ستاره‌های کهکشان‌ها سوختشان به پایان برسد، حتی سیاه‌چاله ها تبخیر شوند و چیزی از آنها نماند و کیهانی مرده برجای خواهد ماند. یا اینکه گرانش بر نیروی منبسط کننده‌ی انرژی تاریک غلبه می‌کند و همه مواد را دوباره در فرآیندی معکوسِ مه‌بانگ به نام مه‌خرد (Big Crunch) کنار هم گرد خواهد آورد. و یا اینکه انرژی تاریک چنان به انبساط عالم شتاب می‌دهد که در پدیده‌ای به نام مه‌دَرِش (Big Rip) کیهان خودش را از هم خواهد درید.

 


برای حفظ امانت لازم به ذکر است که اصل این متن در باشگاه خبرنگاران جوان منتشر شده. قصد داشتم این مطلب را هم بر طبق روال خبرهای منتشره در سایت اورانوس که با اصلاح و ویرایش خبر در راستای رفع مشکلات متنی و گنگ بودن ترجمه خبرگزاری‌ها انجام می‌شد منتشر کنم. اما متن با منبع اصلی تفاوت‌های زیادی داشت که حتی در بعضی موارد منجر به غلط بودن مطالب آن می‌شد. لذا متن را مجدداً از سایت اصلی دوباره ترجمه کردم. می‌توانید با مقایسه متن انگلیسی با این دو ترجمه، خود نسبت به آنها قضاوت کنید. بی‌شک در ترجمه من هم اشکلاتی وجود دارد که از اظهارنظر افراد صاحب نظر با کمال میل استقبال می‌کنم.

ستاره‌شناس آماتور، معلم نجوم، فیزیک‌دان و کارشناس رایانه

دیدگاهتان را بنویسید