فضا-زمان قبل از بیگ بنگ
ارسال شده: دوشنبه ۷ خرداد ۱۳۸۶, ۱:۱۸ ب.ظ
يك گروه تحقيقاتي از دانشگاه ايالتي پن از محاسبات گرانشي كوانتومي استفاده كردند تا سر نخهائي در مورد زمان قبل از مهبانگ را پيدا كنند
[External Link Removed for Guests]
بر اساس فرضيه نسبيت عام انيشتين ، انفجار بزرگ آغاز هستي را رقم زده است. انفجار بزرگ رويدادي بزرگ بود كه نه تنها ماده بلكه فضا- زمان را بوجود آورد. در حاليكه فرضيه هاي كلاسيك هيچگونه سر نخي در مورد هستي قبل از اين رخداد را ارائه نمي دهند ، يك گروه تحقيقاتي از دانشگاه ايالتي پن از محاسبات گرانشي كوانتومي استفاده كردند تا سر نخهائي در مورد زمان قبل از مهبانگ را پيدا كنند. آبهي اشتكار ، مدير موسسه فيزيك و هندسه گرانشي از همين دانشگاه مي گويد" مي توان ازنسبيت عام براي توضيح كيهان در زمانيكه ماده آنقدر چگال شد كه هيچ معادله اي نمي تواند آن را توضيح دهد استفاده كرد. ما براي نگاه به وراي اين زمان و نقطه نياز به معادلات و ابزار كوانتومي داشتيم كه در زمان انيشتين در دسترس نبود." وي با همكاري پژوهشگران ديگر مدلي را تهيه كردند كه با دنبال كردن ردپاي مهبانگ و عبور از ميان آن به كيهان در حال چروكيده شدني بر مي خورد كه فيزيكي مشابه كيهان ما داشت.
اين گروه در تحقيق خود نشان دادند كه قبل از مهبانگ يك كيهان در حال منقبض شدن وجود داشت كه هندسه فضا-زمان آن مشابه كيهان در حال انبساط ما بود.زمانيكه نيروهاي گرانشي كيهان قبلي را به داخل مي كشاند ، به نقطه اي رسيد كه خواص كوانتومي فضا-زمان باعث مي شوند گرانش حالتي دافعه داشته باشد نه جاذبه. اشتكار مي گويد" ما با استفاده از اصلاحات كوانتمي معادلات كيهانشناسي انيشتين نشان داديم كه بجاي يك انفجار بزرگ كلاسيك ، درحقيقت يك "واگشت كوانتومي" وجود داشته است. سناريوي واگشت كوانتمي بسيار واقع گرايانه بنظر مي رسد.
در حاليكه ايده كلي وجود يك كيهان ديگر قبل از مهبانگ قبلا پيشنهاد شده بود ، اين نخستين توضيح رياضي است كه بطور روشمندي وجود يک كيهان ماقبل مهبانگ را تثبيت مي كند.
دیدگاه نظریه سی. پی. اچ
لازم به ذکر است که فروپاشی جهان و انفجار مجدد آن بر اثر تراکم شدید ماده و به حداکثر رسیدن اسپین سی. پی. اچ. ها مطلبی است که در نظریه سی. پی. اچ. تقریباً نوزده سال پیش بیان شده است
علاوه بر آن اختلاف نظریه سی. پی. اچ. با تحقیقات اخیر در این است که در نظریه سی. پی. اچ. معادله انفجار بصورت زیر ارائه شده است.
gradVc=0 in all inertial frames and any space
[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]
اطلاعات در مورد مهبانگ و درون سياه چاله ها
با توجه به نظريه بيگ بنگ، جهان در 14 بيليون سال پيش از يک توده فوق العاده داغ و چگال آغاز شده است. پس از آن جهان به طور مداوم شروع به گسترش کرده و در حال سرد شدن است. و تمام جهان سرشار از نورهاي ساطع شده از مهبانگ است. نوري که اکنون به ما مي رسد، حدود 14 بيليون سال در راه بوده است. بنابراين به ما اين امکان را مي دهد که ازدل زمان عبور کرده و نگاهي به گذشته بيندازيم و دوران ابتدايي عالم را ببينيم
نگاهي به اطلاعات و ارقام مي تواند کمک کند تا پرده از برخي اسرار جهان بر داريم
عمر جهان
Age of universe
Universe is 13.7 billion years old
T=13.7x1012 years =4.3x1020 s
شعاع جهان
R=1.6x1026 m
حجم جهان
Volume of universe
V=17.1x1078m3
چگالي چهان
Density of universe
D=10-18 kg/m3
جرم جهان
Mass of universe
M=(density)x(volume), so;
M= 17.1x1060 kg
توجه شود که ارقام فوق تقريبي است، اما نتيجه اي که از آنها مي خوهيم بگيريم، عميقتر از اهميت درستي يا نادرستي ارقام فوق است
و هنگاميه جهان در هم فرو خواهد ريخت
براي يک لحظه شتاب جهان و انبساط جهان را فراموش کنيد. حالا فرض کنيد جهان در حال فرو ريختن در خود است. چه اتفاقي خواهد افتاد؟
در اين حالت تمام شواهد نشان مي دهد که جهان در حال انقباض است.نخست نور دريافتي از ستارگان به طرف آبي جابجا مي شوند.فاصله بين اجسام در حال کاهش است.
بنابراين فاصله بين زمين و ماه کاهش مي يابد، ماه به زمين وصل مي شود. زمين و ساير سيارات در خورشيد سقوط مي کنند. فشار گرانش افزايش مي يابد. خورشيد وستاره ي آلفا قنطورس (نزديکترين ستاره به خورسيد) يکديگر را جذب مي کنند. فاصله ها به سرعت کاهش مي يابد. حجم جهان کاهش مي يابد و شدت گرانش و فشار آن افزايش مي يابد
چه اتفاقي براي اتمها مي افتد؟
شعاع مدار اتمها کاهش مي يابد. الکترونها در هسته سقوط مي کنند. بنابراين تنها هسته ها باقي مي مانند. همچنين ممکن است حجم هسته ها نيز کاهش يابد. اما ما هيچگونه شاهدي بر اين امر نداريم. لذا اجازه بدهيد با توجه به چگالي هسته بحث را ادامه دهيم
چگالي هسته
2x1017 kg/m3
فرض کنيم جهان کاملاً درهم فرو ريزد. بنابراين با توجه به چگالي هسته حجم جهان را حساب مي کنيم
حجم جهان
Vo=M/D=8.5x1043 m3
آنگاه شعاع جهان برابر خواهد شد با
Ro=2.7x1014 m
و اين يک سياه چاله ي مطلق است
سياه چاله مطلق
با توجه به نظريه سي. پي. اچ. همه چيز از سي. پي. اچ. ساخته شده است. همچنين هسته ها نيز از سي. پي. اچ. ساخته شده اند. سي. پي. اچ. ها در هسته اتم اسپين دارند و در کنار يکديگر حرکت مي کنند. سي. پي. اچ. داراي اسپين و حرکت انتقالي است. بطوريکه
gradVc=0 in all inertial frames and any space
فرض کنيم يک سي. پي. اچ. داراي سرعت انتقالي و اسپين v, sهنگاميکه سرعت انتقالي آن به سمت صفر ميل مي کند، اسپين آن به ماکزيمم مي رسد. هنگاميکه فشار گرانش خيلي افزايش يابد، فاصله بين سي. پي. اچ. ها کاهش مي يابد. هيچ جسم يا ذره اي حتي نور و ساير امواج الکترمغناطيسي نمي تواند از ميدان گرانش آن بگريزد. شکل زير
[External Link Removed for Guests]
در اين حالت سرعت انتقالي سي. پي. اچ. نزديک به صفر است. مهبانگ (بيگ بنگ ) از سياه چاله اي نظير آن بوجود آمده است.
با توجه به معادله زير ما مي توانيم درک خوبي از مهبانگ داشته باشيم
[External Link Removed for Guests]
فرض کنيم شدت گرانش به قدري باشد که اسپين سي. پي. اچ. ها در سطح يک سياه چاله به حداکثر ممکن برسند، يعني سرعت انتقالي آنها بسمت صفر ميل کند. چنين سياه چاله اي يک سياه چاله ي مطلق است. در اين حالت سياه چاله حالت بحراني خواهد داشت و با افزايش شدت ميدان گرانشي آن، سي. پي اچ. از نيروي خارجي تبعيت نمي کند و سياه چاله ي مطلق منفجر مي شود
[External Link Removed for Guests]
در لحظات اوليه سي. پي. اچ. ها با سرعت
Vc
مي گريزند و اثر گرانش در همه جا گسترش مي يابد. با توجه به اينکه شعاع جهان در اين حالت از رابطه زير به دست مي آيد
Ro<<2.7x1014 m
و با توجه به سرعت سي. پي. اچ. جهان در چند ثانيه شديداً منبسط مي شود. اما در آنجا ماده و انرژي وجود ندارد. در اين وضعيت تنها سي. پي. اچ. است که با سرعت انتقالي
Vc
در فضا منتشر مي شود. اما سي. پي . اچ. ها با يکديگر داراي کنش متقابل هستند و يکديگر را جذب مي کنند. سي. پي. اچ. ها اسپين مي گيرند و کوانتوم هاي کوچک انرژي شکل مي گيرند. آنگاه امواج الکترومغناطيسي ظاهر مي شوند. اين مرحله در يک مدت زمان بسيار طولاني اتفاق مي افتد. بتدريج انرژي در مدت هاي کوتاه تري توليد مي شود. و مقدار زيادي کوانتوم هاي بزرگ انرژي ظاهر مي شود
حال به مرکز انفجار توجه فرماييد. مرکز سياه چاله مطلق نظير مرکز ساير اجسام بزرگ است و فشار گرانش در آنجا تقريباً صفر است. بنابراين هنگاميکه جهان (سياه چاله مطلق) منفجر مي شود، مرکز آن تحت فشار شديد از همه ي اطراف قرار مي گيرد. شکل زير
[External Link Removed for Guests]
در ثانيه اول انفجار کنش و واکنش ها در مرکز جهان بسيار شديد است. مقادير متنابهي انرژي تشکيل مي شود و به ماده و پاد ماده تبديل مي شوند. بتدريج گرد وعبار و اجسام ظاهر مي شوند. با انبساط جهان اندازه اتمها نيزافزايش مي يابد.
و اين تاريخ واقعي جهان ما است
[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]
بر اساس فرضيه نسبيت عام انيشتين ، انفجار بزرگ آغاز هستي را رقم زده است. انفجار بزرگ رويدادي بزرگ بود كه نه تنها ماده بلكه فضا- زمان را بوجود آورد. در حاليكه فرضيه هاي كلاسيك هيچگونه سر نخي در مورد هستي قبل از اين رخداد را ارائه نمي دهند ، يك گروه تحقيقاتي از دانشگاه ايالتي پن از محاسبات گرانشي كوانتومي استفاده كردند تا سر نخهائي در مورد زمان قبل از مهبانگ را پيدا كنند. آبهي اشتكار ، مدير موسسه فيزيك و هندسه گرانشي از همين دانشگاه مي گويد" مي توان ازنسبيت عام براي توضيح كيهان در زمانيكه ماده آنقدر چگال شد كه هيچ معادله اي نمي تواند آن را توضيح دهد استفاده كرد. ما براي نگاه به وراي اين زمان و نقطه نياز به معادلات و ابزار كوانتومي داشتيم كه در زمان انيشتين در دسترس نبود." وي با همكاري پژوهشگران ديگر مدلي را تهيه كردند كه با دنبال كردن ردپاي مهبانگ و عبور از ميان آن به كيهان در حال چروكيده شدني بر مي خورد كه فيزيكي مشابه كيهان ما داشت.
اين گروه در تحقيق خود نشان دادند كه قبل از مهبانگ يك كيهان در حال منقبض شدن وجود داشت كه هندسه فضا-زمان آن مشابه كيهان در حال انبساط ما بود.زمانيكه نيروهاي گرانشي كيهان قبلي را به داخل مي كشاند ، به نقطه اي رسيد كه خواص كوانتومي فضا-زمان باعث مي شوند گرانش حالتي دافعه داشته باشد نه جاذبه. اشتكار مي گويد" ما با استفاده از اصلاحات كوانتمي معادلات كيهانشناسي انيشتين نشان داديم كه بجاي يك انفجار بزرگ كلاسيك ، درحقيقت يك "واگشت كوانتومي" وجود داشته است. سناريوي واگشت كوانتمي بسيار واقع گرايانه بنظر مي رسد.
در حاليكه ايده كلي وجود يك كيهان ديگر قبل از مهبانگ قبلا پيشنهاد شده بود ، اين نخستين توضيح رياضي است كه بطور روشمندي وجود يک كيهان ماقبل مهبانگ را تثبيت مي كند.
دیدگاه نظریه سی. پی. اچ
لازم به ذکر است که فروپاشی جهان و انفجار مجدد آن بر اثر تراکم شدید ماده و به حداکثر رسیدن اسپین سی. پی. اچ. ها مطلبی است که در نظریه سی. پی. اچ. تقریباً نوزده سال پیش بیان شده است
علاوه بر آن اختلاف نظریه سی. پی. اچ. با تحقیقات اخیر در این است که در نظریه سی. پی. اچ. معادله انفجار بصورت زیر ارائه شده است.
gradVc=0 in all inertial frames and any space
[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]
اطلاعات در مورد مهبانگ و درون سياه چاله ها
با توجه به نظريه بيگ بنگ، جهان در 14 بيليون سال پيش از يک توده فوق العاده داغ و چگال آغاز شده است. پس از آن جهان به طور مداوم شروع به گسترش کرده و در حال سرد شدن است. و تمام جهان سرشار از نورهاي ساطع شده از مهبانگ است. نوري که اکنون به ما مي رسد، حدود 14 بيليون سال در راه بوده است. بنابراين به ما اين امکان را مي دهد که ازدل زمان عبور کرده و نگاهي به گذشته بيندازيم و دوران ابتدايي عالم را ببينيم
نگاهي به اطلاعات و ارقام مي تواند کمک کند تا پرده از برخي اسرار جهان بر داريم
عمر جهان
Age of universe
Universe is 13.7 billion years old
T=13.7x1012 years =4.3x1020 s
شعاع جهان
R=1.6x1026 m
حجم جهان
Volume of universe
V=17.1x1078m3
چگالي چهان
Density of universe
D=10-18 kg/m3
جرم جهان
Mass of universe
M=(density)x(volume), so;
M= 17.1x1060 kg
توجه شود که ارقام فوق تقريبي است، اما نتيجه اي که از آنها مي خوهيم بگيريم، عميقتر از اهميت درستي يا نادرستي ارقام فوق است
و هنگاميه جهان در هم فرو خواهد ريخت
براي يک لحظه شتاب جهان و انبساط جهان را فراموش کنيد. حالا فرض کنيد جهان در حال فرو ريختن در خود است. چه اتفاقي خواهد افتاد؟
در اين حالت تمام شواهد نشان مي دهد که جهان در حال انقباض است.نخست نور دريافتي از ستارگان به طرف آبي جابجا مي شوند.فاصله بين اجسام در حال کاهش است.
بنابراين فاصله بين زمين و ماه کاهش مي يابد، ماه به زمين وصل مي شود. زمين و ساير سيارات در خورشيد سقوط مي کنند. فشار گرانش افزايش مي يابد. خورشيد وستاره ي آلفا قنطورس (نزديکترين ستاره به خورسيد) يکديگر را جذب مي کنند. فاصله ها به سرعت کاهش مي يابد. حجم جهان کاهش مي يابد و شدت گرانش و فشار آن افزايش مي يابد
چه اتفاقي براي اتمها مي افتد؟
شعاع مدار اتمها کاهش مي يابد. الکترونها در هسته سقوط مي کنند. بنابراين تنها هسته ها باقي مي مانند. همچنين ممکن است حجم هسته ها نيز کاهش يابد. اما ما هيچگونه شاهدي بر اين امر نداريم. لذا اجازه بدهيد با توجه به چگالي هسته بحث را ادامه دهيم
چگالي هسته
2x1017 kg/m3
فرض کنيم جهان کاملاً درهم فرو ريزد. بنابراين با توجه به چگالي هسته حجم جهان را حساب مي کنيم
حجم جهان
Vo=M/D=8.5x1043 m3
آنگاه شعاع جهان برابر خواهد شد با
Ro=2.7x1014 m
و اين يک سياه چاله ي مطلق است
سياه چاله مطلق
با توجه به نظريه سي. پي. اچ. همه چيز از سي. پي. اچ. ساخته شده است. همچنين هسته ها نيز از سي. پي. اچ. ساخته شده اند. سي. پي. اچ. ها در هسته اتم اسپين دارند و در کنار يکديگر حرکت مي کنند. سي. پي. اچ. داراي اسپين و حرکت انتقالي است. بطوريکه
gradVc=0 in all inertial frames and any space
فرض کنيم يک سي. پي. اچ. داراي سرعت انتقالي و اسپين v, sهنگاميکه سرعت انتقالي آن به سمت صفر ميل مي کند، اسپين آن به ماکزيمم مي رسد. هنگاميکه فشار گرانش خيلي افزايش يابد، فاصله بين سي. پي. اچ. ها کاهش مي يابد. هيچ جسم يا ذره اي حتي نور و ساير امواج الکترمغناطيسي نمي تواند از ميدان گرانش آن بگريزد. شکل زير
[External Link Removed for Guests]
در اين حالت سرعت انتقالي سي. پي. اچ. نزديک به صفر است. مهبانگ (بيگ بنگ ) از سياه چاله اي نظير آن بوجود آمده است.
با توجه به معادله زير ما مي توانيم درک خوبي از مهبانگ داشته باشيم
[External Link Removed for Guests]
فرض کنيم شدت گرانش به قدري باشد که اسپين سي. پي. اچ. ها در سطح يک سياه چاله به حداکثر ممکن برسند، يعني سرعت انتقالي آنها بسمت صفر ميل کند. چنين سياه چاله اي يک سياه چاله ي مطلق است. در اين حالت سياه چاله حالت بحراني خواهد داشت و با افزايش شدت ميدان گرانشي آن، سي. پي اچ. از نيروي خارجي تبعيت نمي کند و سياه چاله ي مطلق منفجر مي شود
[External Link Removed for Guests]
در لحظات اوليه سي. پي. اچ. ها با سرعت
Vc
مي گريزند و اثر گرانش در همه جا گسترش مي يابد. با توجه به اينکه شعاع جهان در اين حالت از رابطه زير به دست مي آيد
Ro<<2.7x1014 m
و با توجه به سرعت سي. پي. اچ. جهان در چند ثانيه شديداً منبسط مي شود. اما در آنجا ماده و انرژي وجود ندارد. در اين وضعيت تنها سي. پي. اچ. است که با سرعت انتقالي
Vc
در فضا منتشر مي شود. اما سي. پي . اچ. ها با يکديگر داراي کنش متقابل هستند و يکديگر را جذب مي کنند. سي. پي. اچ. ها اسپين مي گيرند و کوانتوم هاي کوچک انرژي شکل مي گيرند. آنگاه امواج الکترومغناطيسي ظاهر مي شوند. اين مرحله در يک مدت زمان بسيار طولاني اتفاق مي افتد. بتدريج انرژي در مدت هاي کوتاه تري توليد مي شود. و مقدار زيادي کوانتوم هاي بزرگ انرژي ظاهر مي شود
حال به مرکز انفجار توجه فرماييد. مرکز سياه چاله مطلق نظير مرکز ساير اجسام بزرگ است و فشار گرانش در آنجا تقريباً صفر است. بنابراين هنگاميکه جهان (سياه چاله مطلق) منفجر مي شود، مرکز آن تحت فشار شديد از همه ي اطراف قرار مي گيرد. شکل زير
[External Link Removed for Guests]
در ثانيه اول انفجار کنش و واکنش ها در مرکز جهان بسيار شديد است. مقادير متنابهي انرژي تشکيل مي شود و به ماده و پاد ماده تبديل مي شوند. بتدريج گرد وعبار و اجسام ظاهر مي شوند. با انبساط جهان اندازه اتمها نيزافزايش مي يابد.
و اين تاريخ واقعي جهان ما است
[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]
ظاهرا اين نظريه ساختار جهان را توضيح مي دهد 
بگو آدرس دقيق اين تار کجاس (درستش تاره چون خيلي باريکه از اتم هم باريکتره)
