اندیشیدن تنها راه نجات

#مدل_استاندارد
جدول بالا، #ذرات بنیادی کشف شده تا به امروز است. تمام ماده موجود در جهان ما، از همین 17 ذره ساخته شده است. مگر اینکه در آینده ذرات دیگری نیز کشف شوند⚛

انفجار بزرگ، ماده تاریک و انرژی تاریک...

🔹 #انفجار #بزرگ

● اینشتین بر پایه پیش‌فرض‌های ذهنی خودش انتظار داشت که معادله‌ای که شکل دنیا را توجیه می‌کند، معادله‌ای ایستا باشد. ولی ادوین هابل با تلسکوپ کشف کرد که جهان در حال انبساط است ودیدگاه #اینشتین زیر سئوال رفت! اینشتین بعداً گفت که این کار بزرگ‌ترین اشتباه عمرم بود.

● اگر جهان در حال انبساط باشد پس باید این انبساط از یک نقطه آغاز شده باشد. اگر به زمان گذشته بازگردیم، به جایی می‌رسیم که همه #جرم دنیا در یک نقطه متمرکز شده‌اند و شروع به انبساط کرده‌اند.

● جرج گاموف، فیزیکدان اصالتاً روسی، پیش‌بینی کرد که اگر چنین انفجاری رخ داده‌باشد، باید آثار این انفجار در همه جهات به طور متقارن پراکنده شده‌باشد. پس باید بتوان آثار آن را همین الان هم روی زمین مشاهده کرد.

● گاموف پیش‌بینی کرد که باید آثار #بیگ_بنگ ، با تابشی با طول موج حدوداً 4 کلوین دیده شود. در سال 1965، دو مهندس جوان آزمایشگاه تلفن بل به اسم #پنزیاس و #ویلسون که آنتنی ساخته بودند در حال ردیابی امواج الکترومغناطیسی، تابشی را در طول موج 7/2 کلوین کشف کردند.

● آنها اول خیال کردند که علامتی از موجودات فضایی کشف کرده‌اند! اما بعد که مشخص شد که این تابش در تمام جهات و با شدتی تقریباً ثابت در حال ساطع‌شدن است، معلوم شد که این همان تابشی است که #گاموف پیش‌بینی کرده‌بود. به این ترتیب عملاً نظریه انفجار بزرگ و انبساط عالم تایید شد.

🔹 ماده تاریک

● حل‌های گوناگونی در معادله #نسبیت_عام صدق می‌کند. یکی از این حل‌ها، حل شوارتزشیلد است. حل #شوارتزشیلد توجیه کننده حرکت اجسام به دور یک جرم مرکزی است. مثلاً برای چرخش #زمین به دور #خورشید از حل شوارتزشیلد معادله نسبیت عام استفاده می‌شود. جوابی که برای مسیر حرکت زمین به دور خورشید از این روش به‌دست می‌آید عملاً با جوابی که از معادله #نیوتن می‌آید، یکی است.

● چون که جرم خورشید آن‌قدر کم است که جواب نیوتنی هم کافی است. اما وقتی جرم به اندازه کافی زیاد می‌شود دیگر معادله نیوتن نمی‌تواند حرکت را توجیه کند. مثلاً برای حرکت خورشید به دور مرکز کهکشان راه شیری، دیگر باید از معادله اینشتین استفاده کرد.

● وقتی سرعت حرکت یک جسم مثلاً یک #کهکشان به دور حرکت مرکز یک خوشه کهکشانی را اندازه می‌گیرند، عددی که به‌دست می‌آید، خیلی بیشتر از آن است که جرم آن خوشه کهکشانی بتواند چنین سرعتی را تأمین کند.

● پس باید ماده‌ای وجود داشته‌باشد که تأمین‌کننده این سرعت است ولی ما قادر به آشکارسازی این ماده نیستیم. برای همین به آن «ماده تاریک» می‌گویند. #ماده_تاریک یکی از موارد حل نشده نسبیت عام است.

🔹 انرژی تاریک

● مدل جهان با استفاده از نسبیت عام می گوید: «جهان حدود 13.8 میلیارد سال پیش با یک انفجار بزرگ اولیه آغاز شده‌بود. در آن زمان تمام محتویات عالم در یک نقطه بی‌نهایت کوچک و بی‌نهایت چگال متمرکز بود. این تراکم فضا-زمان را چنان خمیده بود که تمام آن در همان نقطه متمرکز بود. سپس انفجار بزرگ روی داد و محتویات عالم همراه خود فضا-زمان از هم جدا شدند. در ابتدا فقط تابش بود سپس ذرات شکل گرفتند و درحدود 300 هزار سال پس از انفجار بزرگ، اتم‌ها شکل گرفتند و به قول فیزیک‌دانان جهان شفاف شد. هرچه زمان گذشت جهان سردتر شد و ساختارهای بزرگ‌تری مثل ستاره‌ها و کهکشان‌ها شکل گرفتند. جاذبه گرانشی بین اجرام آنها را در کنار هم نگه‌داشت.»

● جهان هنوز هم به انبساط و سرد شدن ادامه می‌دهد. در اواخر قرن بیستم کیهان‌شناسان با واقعه‌ای حیرت‌آور روبه‌رو شدند. اندازه‌گیری‌ها نشان داد که جهان، «انبساط تند‌شونده» دارد❗️

● این حالت تنها زمانی پیش می‌آید که نیرویی بیشتر از #گرانش و در خلاف جهت آن در جهان وجود داشته باشد. اما منشا این نیروی اسرارآمیز چیست؟ هنوز هیچ‌کس نمی‌داند. برای همین به آن «انرژی تاریک» می‌گویند.

🔺 انرژی تاریک چیزی حدود 75 درصد محتویات عالم را تشکیل داده و ماده تاریک هم حدوداً 20 درصد عالم را و آن قسمت از ماده و انرژی را که بشر شناخته و در « #مدل_استاندارد ذرات بنیادی» آن را توضیح‌داده، همه‌اش 5 درصد عالم است. ماهیت ماده تاریک و انرژی تاریک هنوز دو راز بزرگ و فاش نشده فیزیک هستند...!
برگرفته از ایران ساینس⚛
نویسنده: مهدی صارمی فر