ابهامات در مورد جهان

فیزیكدان ها به طور سنتی عالم هستی را با بهره گیری از چهار بعد ترسیم و تفسیر می كنند سه بعد فضایی آشنا و دیگری بعد زمان

۱- جهان هستی در چند بعد خلاصه می شود ؟

۲- جهان چگونه شكل گرفت ؟

۳ _ دلیل انباشتگی ماده در عالم چیست

۴ _ نحوه شكل گیری كهكشان ها چگونه بوده است؟

۵_ ماده تاریك سرد چیست؟

۶ _ آیا تمامی باریون ها در درون كهكشان ها شكل گرفته اند؟

۷- انرژی تاریك چیست ؟

۸- چگالی عالم چقدر است؟

جهان هستی در چند بعد خلاصه می شود ؟

فیزیكدان ها به طور سنتی عالم هستی را با بهره گیری از چهار بعد ترسیم و تفسیر می كنند: سه بعد فضایی آشنا و دیگری بعد زمان. اكنون آنها به این مطلب می اندیشند كه احتمالاً باید چند بعد فضایی دیگر را به سیستم كنونی بیفزایند. آنان نمی دانند كه چرا نیروی جاذبه گرانشی به شدت از سه نیروی بنیادین دیگر یعنی الكترومغناطیس، نیروی قوی و نیروی ضعیف، ضعیف تر است. دو فیزیكدان به نام های لیزا راندال و رامان ساندرام از تفسیری ارائه كرده اند كه بر طبق آن بعد دیگری به ابعاد كنونی اضافه می شود.در مدلی كه آن دو ارائه دادند ما در دنیای پنج بعدی زندگی می كنیم و ذرات گراویتون كه حامل نیروی گرانشی هستند، در بعدی دیگر واقع اند.اختلافی كوچك در بعد پنجم، میان این دو جهان، موجب كاهش چشمگیر نیروی گرانشی می شود. نظریه پردازان تئوری ریسمان حتی از این هم فراتر می روند. آنها چهار نیروی بنیادین فیزیك را در یك مدل یازده بعدی یكپارچه می سازند، كه در آن، حلقه های بسیار كوچك و قطعات ریسمانی، بنیادی ترین ذرات هستند.اما حتی خوش بین ترین نظریه پردازان تئوری ریسمان نیز تردید دارند كه در آینده نزدیك بتوانند این ریسمان ها را مشاهده كنند.نظریه مذكور پیش بینی می كند كه این ریسمان ها ۱۰۰ میلیون میلیارد برابر كوچكتر از ریزترین ذرات زیراتمی هستند. (منظور ذراتی است كه توسط نیرومندترین شتاب دهنده های ذرات ایجاد شده اند.)اما در این بین شواهد دال بر بعد پنجم می تواند بسیار زودتر به دست ما برسد. راندال و ساندرام پیش بینی می كنند كه شتابدهنده بزرگ هادرون، واقع در جنوا كه قرار است در سال ۲۰۰۷ شروع به كار كند می تواند انرژی كافی را برای نفوذ یك گراویتون به دنیای ما فراهم سازد

۲- جهان چگونه شكل گرفت ؟

میان كیهان شناسان بر سر زمان شكل گیری عالم قابل رویت، این اجماع وجود دارد كه جهانی كه ما می توانیم ببینیم، زائیده رویدادی است كه بین ۱۳ تا ۱۴ میلیارد سال پیش اتفاق افتاده است.در مدت یك میكرو ثانیه پس از واقعه مذكور، عالم آشامه ای (سوپی) بی اندازه داغ بوده كه حاوی كوارك ها و دیگر ذرات عجیب بوده است.در همان اثنا كه این سوپ داغ در حال خنك تر شدن بود، كوارك ها متراكم شدند و موجبات تشكیل پروتون ها و نوترون ها و همین طور ذراتی از این دست منجمله هادرون ها و مزون ها را فراهم كردند.هنگامی كه جهان هستی در زمانی معادل یك ثانیه به بلوغی خاص رسیده بود، دیگر به جز نوترون ها، پروتون ها، فوتون ها، الكترون ها و نوترینوها چیز دیگری وجود نداشت.مجموعه ای از واكنش های هسته ای در دویست ثانیه بعدی، موجبات تشكیل هسته سه عنصر اولیه را كه كوچكترین عناصر هستند فراهم ساخت.امواج صوتی حاصل از پژواك مهبانگ كه در شرف محو شدن بود در درون سیال بی اندازه داغ و چگال جهان، كه هنوز در نخستین دوره رشد خود بود، مانند موج درون یك دریاچه انتشار می یافت.یك گروه متراكم از الكترون های آزاد با بار منفی كه توسط پروتون ها (كه بار مثبت دارند) كشیده می شدند، با جزر و مد این سیال همراه می شدند، در این مسیر فوتون ها در برخورد با ذرات باردار مذكور، جمع آوری و محصور می شوند.در آن هنگام كه جهان سیصد و هشتاد هزار سالگی خویش را پشت سر گذاشته بود به اندازه كافی سرد شده بود كه اتم ها برای شكل گیری مجال پیدا كنند.این اتفاق موجب شد كه فوتون های محصور، آزاد شوند و آنگاه روشنایی جهانی هستی را فرا گرفت.فوتون های رها شده حامل اطلاعات در رابطه با نوسانات چگالی و دما در عالم نوپا در قالب الگویی از تغییرات درخشندگی بودند.ستاره شناسان به این تابش باستانی كه از دوران های نخستین حیات عالم بر جای مانده است (كه البته نخستین بار توسط پنزیاس و ویلسون مشاهده گردید)، عبارت ریزموج پس زمینه ای كیهانی اطلاق می كنند.آلن گات (۱۹۲۵ م) در حالی كه در اواخر دهه ۷۰ میلادی به درك حیرت انگیزی نائل شد كه چنین بود: چه می شد اگر جهانی كه امروز برای ما رویت پذیر است به شكل حباب بسیار كوچك و در عین حال فوق العاده یكنواختی پدیدار شده باشد و به ناگاه با چنان سرعتی منبسط شده كه فرصتی برای تغییر و دگرگونی نیافته است.

نظریه تورم گات نه تنها یكنواختی موجود در تابش زمینه كیهانی به میزان یك واحد از صد هزار را توضیح می دهد بلكه این فرض را مطرح می كند كه وضعیت توده ای مورد نظر خود برخاسته از نوسانات كوانتومی واقع شده در طول مدت تورم است. نوسانات بسیار كوچك در عالم نوپا به وسیله نیروی گرانشی تقویت شده است تا توده های بزرگی را كه امروزه مشاهده می كنیم تشكیل بدهد.هیچكس بر این امر وقوف كامل ندارد كه چه چیزی موجبات پیشروی این تورم را فراهم كرده است.فیزیكدان ها لیست طویلی از مدل ها را برای عالم در حال انبساط پیشنهاد كرده اند ولی اغلب این راه حل ها پایه و اساس كاملاً فیزیكی ندارند و برای سهولت كار از یك سری ملاحظات و حذفیات ریاضی نیز در آنها استفاده شده است. هنوز نظریه ای كامل در این مورد در اختیار نداریم.

۳ _ دلیل انباشتگی ماده در عالم چیست؟

اگر جهان كاملاً متقارن می بود هیچ سیاره، ذره و یا بشری وجود نمی داشت، زیرا در چنین حالتی، عالم هستی دقیقاً به یك میزان توسط ذره ها و پادذره ها آكنده می گشت و آن گاه ذره ها و پادذره ها به سرعت منهدم می شدند و حاصل آن انتشار پرتو گاما می بود. چنین جهانی مملو از تشعشعات و فاقد هرگونه اتم می بود.در هر حال، هیچ پادماده ای واقعاً در جهان حضور ندارد كه البته توضیح چنین مطلبی برای نظریه پردازان مشكل است.انبساط و تورمی كه مدنظر گات است می بایست تامین كننده مقادیر یكسانی از ماده و پادماده باشد.اكنون این سئوال پیش می آید كه ماده چگونه توانسته از انهدام، جان سالم به در برد؟ این احتمال وجود دارد كه پاد ماده هنوز در جهان باقی باشد لكن مقیم نقطه ای از عالم است كه آنقدر از ما دور است كه نمی توان آن را مشاهده كرد.احتمال دیگر این است كه فرض كنیم عالم كاملاً متقارن است اما همین جهان متقارن پس از روی دادن انفجار بزرگ (مهبانگ) از اتفاقی به نام «فاجعه انهدام» احتراز كرده باشد و می توان برای استدلال چنین بیان كرد كه علت این امر تمایل (اندك) قوانین فیزیك به سمت ماده است. همین اندك رجحان موجود، موجب خلق مقدار اندكی ماده اضافی شده است و جهانی كه امروز می بینیم توسط همان بقایا ایجاد شده است.

---