فلسفه و تاریخ علم

بیگ بنگ و خاکستر ستارگان – قسمت دوم

تاریخچه بیگ بنگ
نوشته شده توسط عرفان کسرایی

در قسمت پیشین نشان دادیم که کار پنزیاس و ویلسون انسان را متوجه تابش زمینه کیهانی CMB ؛ یعنی تابشی با فرکانس حدود ۱۶۰ گیگاهرتز  کرد و  با این کشف بزرگ ؛ گام مهمی در تایید نظریه بیگ بنگ برداشته شد. حالا دیگر می شد سن کیهان را ۱۳/۸ میلیارد سال تخمین زد. به تدریج همه چیز نشان می داد نظریه بیگ بنگ درست است. اما نظریه های کیهان شناسی به همین مقدار محدود نماندند و در این قسمت خواهیم دید که چگونه مدل تورمی کیهان ؛ فهم تازه ای از کیهان به بشر عرضه کرد. مدل تورمی کیهان مستلزم این است که انبساط جهان اولیه با سرعتی بسیار بیشتر از سرعت نور صورت گرفته باشد. این نظریه  در سالهای اولیه ۱۹۸۰ توسط آلن گات Alan Guth مطرح شد. دانشمندی که  مدرس دانشگاه های پرینستون و کلمبیا بود نه در زمینه کیهانشناسی فعالیتی می کرد و نه حتی علاقه ای به کار در این زمینه داشت. اساسا این نشست و برخاست با تعدادی از همکارانش بود که توجه او را به کیهانشناسی جلب کرد و او را به آنجیی رساند که مدلی از کیهان در آغاز پیدایش عرضه کند. نظریه گات از زمانی صحبت می کند که در آن هر چهار نیروی گرانش؛ هسته ای ضعیف و هسته ای قوی و الکترومغناطیس ؛ یک نیروی واحد بوده اند و احتمالا تنها یک ذره وجود داشته است. حتی تصور آن نیز دشوار است که تمام جهان هستی فقط یک ذره بوده که تنها ۱۰ به توان منفی پنجاه سانتیمتر (به مراتب کمتر از قطر پروتون)  قطر داشته و دمای آن نیز ده به توان ۳۲ کلوین بوده است. جهان هستی طبق این نظریه در کسر بسیار بسیار کوچکی از ثانیه؛ یعنی از ده به توان منفی ۴۳ تا ده به توان منفی ۳۵ ثانیه سرد شده و به ده به توان ۲۷ کلوین کاهش یافته است. طبق محاسبات گات؛ قطر کیهان در این مرحله با ضریب ده به توان ۳۰ افزایش یافته است. رابرت جیمز دیکسون در کتاب نجوم دینامیکی ؛ مثال جالبی در این باره می آورد. او می گوید اگر جهان هستی در آغاز دوره تورم به اندازه یک توپ بسکتبال می بود؛ در پایان دوره تورم اندازه ای برابر با صدها برابر تمام دنیای مشاهده پذیر امروز می داشت. البته مساله اینجاست که در این مرحله جهان به اندازه یک توپ بسکتبال نبوده و در مقام مقایسه در اندازه یک پروتون بوده که تا اندازه مثلا یک گریپ فروت تورم و انبساط پیدا کرده است.
امروزه فیزیکدانان  همچنان در پی آنند که با کمک شتاب دهنده‌های بزرگ ذرات بتوانند شرایط جهان هستی در لحظات اولیه پیدایش را شبیه سازی کنند تا بتوان نظریه بیگ بنگ را قطعا تایید یا تصحیح کنند. هر چند که شواهد به سود اعتبار نظریه بیگ بنگ فراوان است اما هنوز نقاط مبهم بسیاری در ذهن دانشمندان وجود دارد. هر چه به زمان بیگ بنگ نزدیکتر می شویم اوضاع پیچیده تر و مبهم تر می شود. جهان هستی که امروزه مشاهده می کنیم نقطه ای تکینگی گرانشی با با چگالی و دمای بی‌نهایت بوده که در آن قوانین فیزیک و نظریه نسبیت عام به بن بست می خوردند. فهم آنچه که از لحظه آغازین پیدایش جهان هستی تا زمان پلانک یعنی  ثانیه  پس از بیگ بنگ رخ داده هنوز علامت سوال بزرگی است که پیش روی فیزیکدانان قرار دارد.

درباره نویسنده

عرفان کسرایی

کسرایی، عضو انجمن فلسفه علم آلمان و پژوهشگر مطالعات علم و فناوری در دانشگاه کاسل است
زمینه های پژوهشی او عبارتند از:
-فلسفه فیزیک؛ منطق مدلسازی در ریاضیات مهندسی
-ارتباطات علم و جامعه شناسی شبه علم در ایران
-تاریخ فیزیک مدرن در قرن بیستم

دیدگاه شما چیست