آيا كيهان در حال دوران است ? ( ابهامي جديد در تئوري انفجار بزرگ )

[Rez@ee]

زمين بيضوي :

تا قرن هفدهم ، زمين به شكل كره كامل فرض می‌شد . اين تصور از 2000 سال پيش تا آن زمان بر افكار تسلط داشت . ولي اسحاق نيوتن با توجه به چرخش زمين به دور خودش ( حركت وضعي زمين ) ، نتيجه متفاوتي بدست آورد . اسحاق نيوتن به متفاوت بودن سرعت سطح زمين در عرضهاي جغرافيايي مختلف پي‌برد . او با قوانين خود نشان داد كه هرچه چرخش سريعتر باشد ، اثر گريز از مركز بيشتر است ، يعني گرايش مواد به دور شدن از مركز دوران بيشتر می‌شود .

از آنجا كه سرعت زاويه‌اي در قطبها صفر است ، پس اثر گريز از مركز در قطبها تا استوا پيوسته افزايش می‌يابد . اين بدان معناست كه زمين در اطراف كمربند استوايي خود با شدت بيشتر رانده می‌شود . زمين مانند يك نارنگي در استوا برآمده و در قطبها فرورفته است . اسحاق نيوتن حتي فرورفتگي قطبها را حساب كرد و نتيجه گرفت كه می‌بايست در حدود 1.230 تمام قطر زمين باشد . اين عدد به عدد واقعي نزديك است .



تفاوتها :

امروزه اندازه‌گيريهاي دقيق نشان می‌دهد كه قطر استوايي زمين 43 كيلومتر از قطر قطبي آن بيشتر است . در واقع ، قطر استوايي زمين 12756 كيلومتر و قطر قطبي آن 12713 كيلومتر است .

در گذشته نه چندان دور ، نظر مشابهي براي كيهان وجود داشته است . يعني زماني انسانها بر اين عقيده و باور بوده‌اند كه كيهان نيز كروي شكل با حجم و چگالی ثابت است به طور مثال خود انیشتین به كیهان ایستا علاقمند بود و كیهان را اینگونه تصور می نمود و ثابت كیهانی را به این منظور وارد معادلات خود كرد . چون بعدها متوجه انبساط كیهان شده‌اند ، نظريه انفجار بزرگ ارايه شده و كيهان را شبيه به بادكنكي در حال باد شدن فرض مي‌كنند كه تمامي اجرام سماوي بر روي سطح آن واقع شده است یعنی شكل زیر:

اينك ميتوانيم به استناد مشاهدات و تجربيات عملي كه نسبت به سياره زمين ؛ منظومه شمسي و حتي كهكشانها داريم ، چنين پيش بيني كنيم كه كيهان نيز حول محورش در حال دوران است ، يعني همانند سياره زمين حركت وضعي دارد براي اينكه چرخش و يا دوران و حركت يك قانون جهان شمول به نظر ميرسد و خود كيهان نميتواند از اين قاعده كلي مستثني شود .

در واقع چنين به نظر ميرسد كه سرعت خطي كيهان در دو نقطه B1 و B2 صفر باشد . پس اثر گريز از مركز در نقاط B1 و B2 تا نقاط A1 و A2 پيوسته افزايش می‌يابد . اين بدين معناست كه كيهان در انتهاي قطرهاي بزرگ خود با شدت و سرعت بيشتر رانده می‌شود و اين پديده به نوبه خود باعث انبساط شتابدار عالم ميشود ، يعني با نزديك شدن به پيرامون عالم با توجه به افزايش محيط به سرعت خطي افزوده شده و سرعت انبساط نيز بيشتر خواهد بود . يعني تصاوير زير :

اینك سعی می كنیم وضعیت كل كیهان را از دو دیدگاه كلاسیك و مدرن برسی كنیم :

1- اگر كیهان را در سه بعد و از دیدگاه كلاسیك برسی كنیم اجرام موجود در كیهان در نقطه ای جرم مشترك خواهند داشت و وضعیت دو جرم مساوی در دو گوشه كیهان را برسی می كنیم :

F نیروی گرانش مابین یك جرم و مركز جرم مشترك آن دو جرم ، G ثابت جهانی گرانش ، M جرم مشترك دو جرم ، m , m1 , m2 جرم هر كدام از اجرام دو سوی كیهان ، r شعاع كیهان ، M مجموع دو جرم یعنی همان جرم مشترك دو جرم ، f نیروی جانب مركز ( گریز از مركز ) و v سرعت خطی اجرام در پیرامون كیهان است . اینك اگر نیروی جاذبه مابین اجرام و مركز جرم مشترك و همچنین نیروی گریز از مركز آنها مساوی باشد ، كیهان به حالت تعادل رسیده و ایستا میشود ولی همانطور كه میدانیم كیهان در حال انبساط مشاهده شده است كه در این صورت از نیروی جاذبه مابین اجرام و مركز جرم مشترك آنها كاسته میشود. به طور مثال اگر شعاع كیهان دو برابر شود نیروی جاذبه مابین اجرام و مركز جرم مشترك آنها به یك چهارم تقلیل پیدا می كند چون این نیرو با عكس مجذور فاصله ( شعاع كیهان ) رابطه دارد . ولی با دو برابر شدن شعاع كیهان ، نیروی گریز از مركز نصف میشود چون سرعت خطی اجرام ثابت می ماند و این نیروی گریز از مركز با عكس فاصله اجرام از مركز جرم مشترك رابطه دارد .

منحنی قرمز كاهش نیروی گریز از مركز و منحنی آبی كاهش نیروی جاذبه را به نسبت افزایش فاصله نشان می دهد و منحنی سبز تفاضل این دو را نشان می دهد كه به خوبی تورم شتابدار كیهان را نشان می دهد .
ولي همانطور كه در مبحث چگونگي پديدار شدن ميدان گرانش منفي [ نيروي ضد جاذبه ، انرژي تاريك ، توجيه حركت شتاب‌دار كهكشانها در كيهان ] توضيح داده شد ، نيروي گرانش منفي در پيرامون و خارج از كهكشانها ميتواند انبساط ديگري را در تمامي جهات كيهان اعمال كند كه تجميع اين دو نيرو باعث توسعه و انبساط شتابدار عالم از هر طرف شود . لازم به يادآوري است با توجه به اينكه حركت ( سرعت ) يك پديده نسبي است ، ما به خوبي متوجه اين دوران كيهان نمي‌شويم . ولي انبساط و توسعه شتابدار كيهان ، همواره براي ما مشهود است ، كه اين دو نظريه ارايه شده در كل ميتوانند انبساط شتابدار و فزاينده كيهان را كاملا توجيه و نظريه انفجار بزرگ را مردود كنند .


اینك دوران كیهان را از دیدگاه كیهان محدود ولی بی كران برسی می كنیم :

r شعاع كيهان است . در این حالت فاصله مابین دو جرم یعنی r معادل πr خواهد بود ( كمان آبی ) چون محیط این دایره برابر 2πr میباشد و میبایست به جای r در معادلات فوق πr را قرار دهیم و چون π یك مقدار ثابت است مسلما به همان نتایج قبلی خواهیم رسید .

اكثر كيهان شناسان معتقدند كه جهان حدود 13.7 ميليارد سال قبل ، از طريق انفجار بزرگ نقطه‌اي كوچك و بسيار داغ بوجود آمده است . بعد از انفجار اين نقطه ، ماده و انرژی همچنین فضا - زمان بوجود آمده است و ستاره‌ها و سياره‌ها و كهكشانها شكل گرفته‌اند .
اين مواد بوجود آمده با سرعت سرسام آور ناشي از انفجار از هم دور گرديده‌اند . زمانيكه انفجار رخ داده است نيروي جاذبه گرانش نيز بوجود آمده است . اين نيروي جاذبه باعث ميگردد كه سرعت دور شدن مواد از هم كمتر گردد و مثل حباب صابون گيتي در حال شكل گيري است ( بادكنك در حال باد شدن ) و زماني ميرسد كه گسترش عالم يا همان انبساط جهان كند شده و متوقف گردد و متعاقبا انقباض عالم صورت گيرد . اين روند ادامه مي‌يابد تا اينكه كل عالم دوباره بصورت نقطه داغ در آيد . چيزي كه نامعلوم جلوه ميكند اين است كه چه تعداد اين روند رخ داده است و ما در چندمين عالم زندگي ميكنيم ؟
در واقع با در نظر گرفتن نظريه كيهان در حال دوران ، تئوري فوق نيز مردود ميشود و كيهان تا روز قيامت در حال انبساط خواهد بود و هيچ انقباضي در مورد كل كيهان پيش بيني نمي‌شود .

خداوند كسي است [كه] خلق كرد هفت آسمانهايي [را] و از زمين همانندشان [را] ، نازل مي‌شود فرمان مابينشان براي اينكه بدانيد كه بدرستي خداوند براي هر چيزي قادري ( توانايي ) [است] و بدرستي خداوند احاطه كرده است به هر چيزي علمي ( دانشي ، آگاهي ) را . آيه 12 سوره طلاق