تئوري ريسمان به ما چه مي گويد ؟

تئوري ريسمان به ما مي گويدكه هر آنچه كه وجود دارد

 از رشته هايي يك بعدي كه ريسمان ناميده مي شود

 ساخته مي شوند . اين ريسمان ها قادر اند تا در

 فركانس هاي متفاوت به نوسان به بپردازند . هر

 فركانس خاص موجب به وجود آمدن يك ذره ي خاص

 مي شود . مقياس و جرم ذره به نوع نوسان بستگي

 دارد . همچنين تئوري ريسمان به ما مي گويد كه نمي

 توان هيچ تفاوت اندازه گيري را نمي توان بين ريسمان

 هايي كه به دور ابعاد كوچكتر پيچيده اند با ريسمان

 هايي كه در ابعاد بزرگتر حركت مي كنند نمي توان

 يافت . جالب است كه اين ذرات دقيقا با نوسان است

 كه طيف ريسمان ناميده مي شود .

تئوري ريسمان در ابتدا براي شرح بوزون ها ( حاملان

 نيرو ) به ويژه هادرون ها كه ذراتي سنگين در حمل

 نيروي قوي هسته اي هستند ارائه شده بود . از جهتي

 اين تئوري به راحتي مي توانست تئوري ميدان هاي

 كوانتومي كه در رابطه با به وجود آمدن ذرات و واكنش

 هاي بين آنها را شرح دهد دانشمندان بر آن شدند تا به

 وسيله ي اين تئوري تئوري گرانش كوانتومي را تعريف

 كنند . به همين دليل آن را يك گزينه براي نظريه ي همه

 چيز دانستند . براي اين كه اين تئوري كامل شود مي

 بايست فرميون ها نيز به آن وارد مي شدند با ورود اين

 ها تئوري با نام ابر ريسمان به وجود آمد كه در مقالات

 بعدي آن را شرح خواهيم داد .

 كه در حدود  10 ^ -35 مي باشد كه با تكنولوژي ها

 كنوني اصلا قابل تصور هم نيست .

سپندارمذگان

NGC 1132 و كهكشان‌های كوتوله‌‌ای كه آن را احاطه كرده‌اند

 به احتمال زیاد بقایای گروهی از كهكشان‌ها هستند كه

 در گذشته نه چندان دور با یكدیگر تركیب شده‌اند و

 اكنون یك مجموع فسیل را تشكیل می‌دهند.

NGC 1132 در فاصله تقریبا 320 میلیون سال نوری در صورت فلكی

 نهر، متعلق به دسته كهكشان‌های بیضوی غول‌پیكر است. و به احتمال

 زیاد یك تجمع عظیم كهكشانی این فسیل كیهانی را پدید آورده است. در

 این تجمع، برخورد پی در پی كهكشان‌ها یك كهكشان بزرگ و

 درخشنده بیضوی به وجود آورده كه از كهكشان‌های معولی نوع

 بیضوی درخشنده‌تر است.

در نور مرئی،‌1132 NGC یك كهكشان بیضوی منفرد و دور

 افتاده به نظر می‌رسد. اما،‌ مطالعات نشان می‌دهد كه

 1132 NGC در هاله‌ای از ماده تاریك قرار دارد كه مقدارش

 با ماده تاریك خوشه‌هایی كه ده‌‌ها یا صدها كهكشان

 دارند قابل مقایسه است. همچنین،‌1132 NGC‌ تابش قوی

 پرتو X دارد كه منبع آن حجم زیادی از گاز داغ است. این

 حجم گاز غالبا در كهكشان‌های خوشه‌‌ای یافت

 می‌شود. تابش پرتو X در1132 NGC به محدوده‌‌ای از فضا

 گسترش می‌یابد كه 10 بار وسیع تر از شعاع كهكشان

 در نور مرئی (120000 سال نوری)‌ است. این شواهد

 نشان می‌دهند كه 1132 NGC نه یك كهكشان منفرد كه

 یك كهكشان خوشه‌‌ای است.

منشاء این گروه فسیل شده هنوز ناشناخته است. محتمل‌ترین توضیح این

 است كه یك كهكشان به طور افسارگسیخته هر آنچه اطراف خود بوده

 را بلعیده و حاصل نهایی این بلعیدن، گروه فسیل شده است. توضیح

 دیگر این است كه شاید این گروه پدیده‌های كمیابی باشند كه در جایی یا

 در زمانی تشكیل شده‌اند كه رشد كهكشان‌های با اندازه متوسط تا حدی

 متوقف شده و تنها یك كهكشان بزرگ شكل گرفته است.

در این تصویری كه تلسكوپ فضایی هابل آن را تهیه

 كرده،‌ هزاران خوشه كروی و قدیمی از كهكشان‌ها

 1132 NGC را احاطه كرده‌اند. این كهكشان‌ها احتمالا

 بازمانده كهكشان‌هایی هستند كه 1132 NGC آنها را

 بلعیده است. در زمینه عكس كهكشان‌های بسیار دور

 هم دیده می‌شوند. دانشمندان با استفاده از

 تلسكوپ‌های فضایی محیط اطراف كهكشان‌هایی مانند

 1132 NGC را مطالعه می‌كنند تا با تحلیل خواصشان

 چگونگی تشكیل آنها را دریابند.

كهكشان‌های بیضوی ظاهری یكنواخت و هموار دارند. صدها میلیون تا

 صدها تریلیون ستاره دارند و شكلشان از تقریبا كروی تا بیضوی

 بسیار كشیده متغیر است. درخشش زردفام این كهكشان‌ها نشان سن

 زیادشان است. از آنجا كه كهكشان‌های بیضوی گاز سرد زیادی

 ندارند، نمی‌توانند بیش از این ستاره تولید كنند.

بسیاری از كهكشان‌ها، از جمله كهكشان راه شیری،‌ در گروه‌هایی قرار

 دارند كه به دام گرانش یكدیگر افتاده‌اند. گاهی گرانش باعث می‌شود

 كهكشان‌ها با یكدیگر برخورد كنند و حتی در قالب یك كهكشان منفرد با

 هم تركیب شوند.

شواهد محكمی وجود دارد كه نشان می‌دهد‌ راه شیری هم یك

 كهكشان‌‌‌خوار بوده كه در طی عمر خود تعداد زیادی از كهكشان‌های

 كوچكتر را بلعیده و ستاره‌هایشان را از آن خود كرده است.

منبع: اسا

ژوئيه سال ۱۰۵۴ میلادی به ناگاه ستاره‌اي در آسمان و در محدوده صورت فلکی ثور منفجر شد و روشنايي آن به‌قدري افزايش يافت كه رصدگران چینی روشنايي این ستاره را نورانی‌تر از قدر منفي ۶ برآورد كردند و توانستند آن را به مدت ۲۳ روز در آسمان روز و با حضور خورشید رصد کنند. براساس مشاهدات آن‌ها، اين ستاره‌ی ميهمان در شمال شرقي ستاره قدر سومی زتا ثور (شاخ گاو) می‌درخشید و به مدت ۲ سال نیز در آسمان شب با چشم برهنه دیده می‌شد.

مراحل زندگي يک ستاره

این گونه ستارهای نوظهور در آسمان که امروزه با نام ابرنواختر شناخته می‌شوند، حاصل انفجاری است كه در مراحل پایانی عمر ستارگان بسیار پرجرم بر اثر اتمام مواد قابل تبدیل به عناصر پرجرم تر رخ می‌دهد. این ستارگان عمری در حد چند میلیون سال دارند. در آخرين مرحله از زندگي يك غول سرخ، انفجاری هولناک رخ می‌دهد که بادهایی با سرعت ۲۲ هزار کیلومتر بر ساعت را به فضای میان ستاره‌ای روانه می‌سازد. در مرحله‌ي بعدي از زندگي ستاره، در هسته تنها آهن باقی می‌ماند. این عنصر به خاطر خاصیت جذب زیاد انرژی، موجب رمبش و درهم فروریزش ستاره می‌شود. (برای مقایسه، فرض کنید کره زمین با شعاع ۶۳۷۸ كيلومتر به کره‌ای به شعاع ۲۰ کیلومتر تبدیل شود!).

حدود ۷۰۰ سال پس از انفجار اين ابرنواختر، منجمی به نام «جان بویس» با تلسکوپ کوچک خود سحابی کم نوری را در این منطقه کشف کرد. پس از او «شارل مسیه» منجم فرانسوی به گمان کشف یک دنباله‌دار متوجه این جرم شد. وی پس از رصدهای متوالی متوجه ماهیت غیر دنباله‌داری آن شد و این سحابی را با نام M۱ به عنوان اولین جرم فهرست معروف خود قرار داد. البته آن زمان، در اروپا هیچ نوع مدرکی براي ابرنواختر ۱۰۵۴ وجود نداشت.

در سال ۱۸۴۴ میلادی «لرد راس» با تلسکوپ ۳۶ اینچ بازتابی در «بیر کستل» طرحی از این سحابی کشید و به خاطر شباهت این جرم به خرچنگ، با نام «سحابی خرچنگ» شناخته شد.

سحابي خرچنگ، آن طور که در عکاسی‌های دقیق و به کمک ابزار بسیار قوی ثبت می‌شود.

در سال ۱۹۱۲ ميلادي «جی سی دونکان» از رصدخانه «مونت ویلسون» با مقایسه عکس‌هایی که در مدت ۱۱ سال از این جرم گرفته شده بود، متوجه انبساط لایه‌های گازی این سحابی شد و تخمین زد که انبساط این سحابی از ۹۰۰ سال پیش شروع شده است؛ همزمان با وی «نات کوندمارک»، متوجه ارتباطی بین موقعیت آسمانی این سحابی و ستاره نوظهور در سال ۱۰۵۴ شد، این دو پژوهش اطلاعات ما را در مورد ماهیت ابرنواخترها و انبساط لایه‌های گازی سحابی‌های ابرنواختری دگرگون کرد.

در سال ۱۹۴۸ ميلادي به کمک اخترشناسي رادیویی کشف شد که سحابی خرچنگ منبع قوی امواج رادیویی در آسمان است. چند سال بعد دانشمدان متوجه گسیل پرتوهای پرانرژی ایکس از جانب این سحابی شدند. در سال ۱۹۶۸ ميلادي تپ‌های متناوبی توسط رادیو تلسکوپ‌ها برای اولین بار از مرکز سحابی خرچنگ دریافت شد که با فرکانس ۳۰ بار در ثانیه دریافت می‌شد، که بر آن نام «پالسار» یا تپ‌اختر را نهادند. بر اساس مطالعات بعدی مشخص شد، که ستاره مرکزی گوی بسیار متراکی از نوترون‌ها است (ستاره نوتروني)، که با تلسکوپ‌ها نیز به صورت ستاره‌ای متغیر از قدر میانگین ۱۷ دیده می‌شود.

محل سحابي خرچنگ در کنار ستاره‌ي زتا ثور

سحابی خرچنگ (M۱، NGC ۱۹۵۲) یکی از اجرام مشهور در آسمان شب است که معمولاً نام آن در کنار اجرامی همچون سحابی شکارچی، خوشه M ۱۳، کهکشان آندرومدا و سحابی حلقه (M ۵۷) قرار می‌گیرد. این جرم با تلسکوپ‌های متوسط و دوربین‌های دو‌چشمی معمولی به خوبی دیده می‌شود. اگر برای اولین بار می‌خواهید این جرم را رصد کنید، انتظار دیدن توده‌ای از ابر رنگی به شکل کاملاً بارز خرچنگ را نداشته باشید! مشخصات رنگی آن معمولاً با ابزارهای عکاسی ثبت می‌شوند، ولی اگر در آسمانی بدون آلودگی نوری و تاریک رصد کنید، می توانید حتی در تلسکوپی ۴ اینچ شبح خاکستری رنگ محوی را ببینید که با کمی دقت لبه‌های آن نیز دیده می‌شود. تلسکوپ ۵ اینچ شکل زیبای این سحابی را درون میدان دید خود آشکار می‌کند در حالی که با تلسکوپی ۱۲ اینچ می‌توانید لکه‌های روشنی را روی این جرم تشخیص دهید که دیدن این جزئیات با توجه به توانایی رصدگر و ابزار رصدی و همچنین وضعیت دید در آسمان بالای سر متفاوت است. در رصد این سحابی توجه داشته باشید که ستاره‌های نزدیک و درخشان را بیرون میدان ديد ابزار خود قرار دهید تا سحابي خرچنگ زیبایی‌های بیشتری را برای شما نمایان سازد.

نمای سحابی خرچنگ در تلسکوپ 6 اینچ و بزرگنمایی 50 برابر

مشخصات جرم هفته:

میل: ۱۱ درجه و ۰۱ دقيقه‌ي و ۵۹ ثانيه قوسي

قدر ظاهری: ۴/۸

اندازه ظاهری به دقیقه قوسی: ۶ دقيقه‌ي قوسي

صورت فلکي: ثور

فاصله از خورشید: ۶۳۰۰ سال نوري

کیهان شناسی که علم مطالعه آغاز، شکل گیری و تکامل عالم است هنوز نمی داند ۹۹% عالم را چه چیز تشکیل داده است. به نظر می رسد جز غیر قابل مشاهده ای قسمت اعظم عالم را تشکیل داده است که قابل شناسایی نیست

این ماده وقعا چیست؟ چگونه آن را بشناسیم؟

اثبات وجود ماده تاریک:

ماده تاریک معمای کیهان

جاذبه دلیل وجود ماده تاریک.
وجود یک پدیده را از دو روش می توان اثبات کرد: مشاهده مستقیم پدیده یا مشاهده تاثیر آن بر پدیده هایی که راحت تر مشاهده می شوند.
این مطلب که در آسمان شب چیزهایی هست که به راحتی دیده نمی شود و همیشه مورد توجه بوده است. هنگام استفاده از تلسکوپ یا رادیو تلسکوپ فقط اشیایی رصد می شوند که از خود نور یا امواج رادیویی ساتع می کنند. اما هر پدیده ای این خصوصیات را ندارد حتی سیاره خودمان زمین نیز به علت تاریکی بیش از حد قابل مشاهده نیست.

اولین مدرک. خوشه های کهکشانی.

مقدار قابل توجهی ماده در بررسی خوشه های کهکشانی وجود دارد که ما نمی توانیم به آسانی آنها را ببینیم. خوشه های که از تجمع چند صد تا چند هزار کهکشان یا کهکشان های تک در فضا بوجود آمده اند. در دهه ۱۹۳۰، zwicky، Smith، دو خوشه تقریبا نزدیک به هم Coma و Virgo را از لحاط کهکشان های تشکیل دهنده و سرعت خوشه ها مورد بررسی قرار دادند، و سرعتی که بدست آوردند چیزی بین ۱۰ تا ۱۰۰ برابر مقداری بود که انتظار داشتند.

معنی این چیست؟ در یک گروه از کهکشان ها مثل خوشه تنها نیروی موثر بر کهکشان ها گرانش است و این گرانش اثر کششی کهکشان ها بر یکدیگر است که باعث بالا رفتن سرعت آنها می شود.
سرعت می تواند مقدار ماده موجود در کهکشان را به دو طریق مشخص کند:
۱) جرم بیشتر کهکشان باعث می شود نیروی شتاب دهنده به کهکشان نیز بیشتر شود.
۲) اگر شتاب یک کهکشان خیلی زیاد باشد می تواند از میدان جاذبه خوشه خارج شود. اگر شتاب کهکشان بیش از سرعت فرار باشد، خوشه را ترک خواهد کرد.
به این ترتیب همه کهکشان ها سرعتی پایین تر از سرعت فرار (گریز) خواهند داشت. و با این نگرش می توان جرم کل خوشه را حدس زد که مقدار قابل توجهی از میزان مشاهده شده است. با این حال این نظریه به علت اینکه مبنی بر مشاهده بود و مشاهدات غالبا با اشتباه همراهند مدت طولانی مورد توجه قرار نگرفت.
هنگامی که چیزی به وسعت یک خوشه کهکشانی نگاه می کنید با اینکه ممکن است سرعت ها زیاد باشند در مقابل وسعت خوشه ها چیزی به حساب نمی آیند پس مشاهده مداوم یک خوشه در طی چندین سال تصویر یکسانی از آن بدست می دهد. ما نمی توانیم کهکشان هایی را که بدون الگو حرکت می کنند با دقت ببینیم. پس یک کهکشان با سرعت زیاد ممکن است از خوشه جدا شده باشد یا اصلا متعلق به خوشه نباشد. حتی ممکن است بعضی از کهکشان ها فقط مقابل کهکشان های دیگر در راستای خط دید آنها باشند. با این حساب این کهکشان گمراه کننده خواهد بود.

دلیل محکمتر: منحنی حرکت انتقالی کهکشان ها.

دلایل قابل اعتماد تری در دهه ۱۹۷۰ در پی اندازه گیری منحنی های دوران کهکشان ها ارایه شد. علت قابل اعتماد تر بودن آنها این است که اطلاعات موثق تری در مورد تعداد یشتری کهکشان دست می دهند.
از گذشته می دانستیم که کهکشان ها حول مرکز شان دوران دارند درست شبیه به چرخش سیارات به دور خورشید و مانند سیارات از قوانین کپلر پیروی می کنند. این قوانین می گویند سرعت چرخشی حول یک مرکز فقط به فاصله از مرکز و جرم موجود در مدار بستگی دارد.
پس با پیدا کردن سرعت چرخش یک کهکشان می توانیم جرم موجود در کهکشان را محاسبه کنیم. همان طور که در کناره های کهکشان میزان نور به سرعت کم می شود انتظار می رود سرعت چرخش نیز پایین بیاید ولی این اتفاق نمی افتد و سرعت در همان میزانی که محاسبه شده بود ثابت می ماند و این مطلب آشکارا نشان می دهد در کناره های کهکشان جرمی وجود دارد که ما نمی بینیم. این آزمایش در مورد چندین کهکشان حلزونی - از جمله کهکشان راه شیری خودمان - انجام شده و هر بار به همین نتیجه رسیده است. و این محکمترین و بهترین اثبات برای وجود ماده تاریک است.

چه میزان ماده تاریک وجود دارد؟

کیهان شناسان میزان موجود در عالم را با پارامتری به نام امگا مورد بحث قرار می دهند. در یک عالم بسته یعنی عالمی که جرم آن در حدی است که عاقبت در خود فرو می ریزد امگا بیش از ۱ تعریف می شود. در یک عالم باز یعنی عالمی که تا ابد اجزای آن در حال دور شدن از یکدیگر هستند امگا کمتر از ۱ است و یک عالم مسطح به طور ایده آل امگایی برابر ۱ خواهد داشت.
میزان ماده قابل مشاهده موجود در عالم در حدود ۰.۰۵ = امگا است و به هیچ وجه بیش از آن نمی باشند. نظریه پردازان مایلند امگای عالم را چیزی ۱ در حدود در نظر بگیرند به آن معنی که ماده تاریک ۰.۹۵ = امگا یا ۹۵% عالم را تشکیل داده است.
اما در صورتی که واقع بینانه تر نگاه کنیم می بینیم که دانشمندان دلیلی برای بیشتر بودن اندازه امگا از ۰.۴ ندارند با این حساب میزان ماده تاریک ۰.۳۵ امگا خواهد بود که ۸۸% جرم عالم است.
می بینیم که ۸۸% عالممان کاملا ناشناخته است!
چه چیز ماده تاریک را تشکیل داده است؟
حدس و گمان های زیادی در باره جنس ماده تاریک وجود دارد.

▪ ماده معمول

ماده تاریک ممکن است از چیزهای معمولی مثل جنس سیارات تشکیل شده باشد،

۱) سیارات.
ماده تاریک ممکن است از چیزهای معمولی مثل جنس سیارات تشکیل شده باشد، ولی سیاراتی مثل زمین به اندازه کافی جرم ندارند، پس ممکن است ژوپیترها تشکیل دهنده ماده تاریک باشند.
اما این نظریه چندین مشکل دارد، اول اینکه ما فرض کرده ایم سیارات فقط در اطراف ستارگان شکل گرفته اند، بنا بر این ستارگان به میزان بسیار کمی جرم آن ها را بالا می برند. با این حساب امگا = ۰.۰۰۵ خواهد بود که برای تشکیل دادن ۸۸% جرم عالم کافی نیست.
دومین و مهمترین مشکل از ترکیب هسته ای مهبانگ (big bang nacleosynthesis) ناشی می شود. در لحظه تولد عالم وقتی مهبانگ رخ داد عالم ماده ای بسیار گرم تشکیل شده از انواع ذرات بود، در حالی که عالم بزرک و بزرگتر و به سردی می گرایید ذرات ماده معمول مثل الکترون، نوترون و پروتون ها نیز سرد می شدند و اتمهای مواد موجود در عالم را تشکیل می دادند. غالب این اتمها مربوط به هلیوم و هیدروژن هستند.
BBN یک تئوری موفق است که نه تنها هیدروژن و هلیوم را به عنوان بیشترین عناصر جهان معرفی می کند بلکه نسبت آنها را نیز به درستی بیان می کند.
اما مسئله ای وجود دارد. مقدار هر ماده ای که تشکیل می شود به میزان ماده معمول تشکیل دهنده اتم (ماده بارنوییک) بستگی دارد و BBNمقدار این ماده را برای عالم کنونی چیزی در حدود امگا = ۰.۱ پیش بینی می کند.
باید توجه کرد که این میزان ماده بارنوییک برای مواد قابل مشاهده در عالم ما زیاد است در نتیجه مقداری ماده معمول تاریک (از جمله سیارات و ستارگان سوخته) وجود دارد اما این مواد نمی توانند توجیه کننده سرعت خوشه و منحنی دوران آنها باشند.

۲) ستارگان تاریک - ژوپیترها، کوتوبه های قهوه ای، کوتوله های سفید
ماده معمول دیگری که می تواند تشکیل دهنده ماده تاریک باشد ستارگانی هستند که جرم کافی برای سوختن و درخشان شدن ندارند- کوتوله های قهوه ای - یا ژوپیترها - ژوپیترها کوتوله هایی به مراتب (حدود ۱۰ برابر) سنگین تر هستند و به صورت ستارگان بسیار کوچک و کم نور فعالیت دارند. اما این احتمالات مثل سیارات در مقابل BBN با مشکل مواجه می شوند و باز باریون کافی وجود ندارد. احتمال این نیز می رود که نظریه BBNاشتباه باشد ولی چون این نظریه تا کنون بسیار موفق بوده است به دنبال انتخاب های دیگری برای ماده تاریک هستیم.

▪ ماده عجیب.

ماده تاریک هرچه که هست، مهمترین علت نیروهای گرانشی در این عالم است و حداقل باید سهم کوچکی در ساختار کنونی عالم داشته باشد

این ماده آنقدر ها هم عجیب نیست فقط ماده ای است که الکترون، نوترون و پروتون ندارد. بسیاری از چنین ذرات شناخته شده اند و چند مورد از آن ها در حد تئوری هستند تا بتوان مشکل ماده تاریک را حل کرد.

۱) نوترینوها:
نوترینوها ذرات بدون جرمی هستند که وجودشان ثابت شده و لی دلایلی وجود دارد که نشان داده گاهی اوقات جرم بسیار کوچکی دارند. در عالم مقدار بسیار زیادی از این ذرات وجود دارد، با این حال حتی یک جرم بسیار کوچک تر برای ماده تاریک پر اهمیت است. جرمی به اندازه ۵۰۰۰/۱ جرم الکترون، امگایی به اندازه ۱ بدست می دهد.

۲) ویمپ ها (WIMPs)
بیشتر انتخاب های ماده عجیت در دسته ویمپ ها - Weakly Interaching massive particles - قرار می گیرند. ویمپ ها دسته ای از ذرات سنگین هستند که به سختی با ذرات دیگر واکنش می دهند از این ذرات می توان در تراسنیو ها و آکسیون ها را نام برد.
تغییرات جاذبه
آخرین احتمال این است که ما هنوز جاذبه و گرانش را به درستی نشناخته باشیم. ممکن است جاذبه در مقیاس های بزرگ مثل کهکشان ها نسبت به مقیاس های کوچک که می شناسیم متفاوت باشد. با اینکه چنین احتمالی بعید به نظر می رسد ولی نباید حتی به عنوان یک احتمال کنار گذاشته شود.

نتیجه گیری:

ستاره شناسان هنگام رصد کهکشان ها دریافتند که مقدار بسیار زیادی ماده در عالم وجود دارد و کهکشان ها اتفاقی و نا مرتب در عالم جا نگرفته اند بلکه به صورت خوشه ها و ابر خوشه درمیان رشته ها و دیواره هایی جا گرفته اند که در بین شان تهی گاهها وجود دارند.
ماده تاریک هرچه که هست، مهمترین علت نیروهای گرانشی در این عالم است و حداقل باید سهم کوچکی در ساختار کنونی عالم داشته باشد.
در صورتی که ماده تاریک از ذرات سبک نوترینو تشکیل شده باشد می تواند فواصل بسیار بزرگ را پوشش دهد یعنی در فواصل بین رشته ها و دیواره ها قرار می گیرد این نوع ماده HDM یا ماده تاریک داغ نام دارد.
اما در صورتی که ماده تاریک از ذرات سنگین مثل WIMPs تشکیل شده باشد، ذراتش نسبتا به آرامی حرکت می کنند و می توانند مقیاس های کوچکتری مثل فواصل کهکشانی را پوشش دهند این نوع ماده CDM یا ماده تاریک سرد نام دارد. هر دو نوع ماده یعنی HDM و CDM مشکلاتی دارند از جمله اینکه CDM نی تواند ساختارهایی با مقیاس های بزرگ و HDM نمی تواند مقیاس های کوچک را تحت پوشش قرار دهد. با این حساب فرض می کنیم کهکشان ها در میان ماده مخلوط یاMDM شکل گرفته اند.

خوشه های ستاره ای عبارتند از گروهی از ستارگان

همانند از نظر سن و ترکیبات که از یک ابر بین ستاره ای

و تقریبا همزمان به وجود آمده ونیروی گرانش آنها را در

کنار هم قرار داده است.

"خوشه های باز "(که معمولا خوشه های کهکشانی

نامیده می شوند)چندین تا چند هزار ستاره نسبتا جوان

که به صورت گروهی باز و  درخشنده وداغ وآبی هستند.

پراکنده ترین خوشه باز ستاره ای به نام "مجتمع ستاره

ای "خوانده میشود.خوشه پروین در صورت فلکی ثور یک

خوشه نسبتا متراکم است.

"خوشه های کروی عبارتند از توده ای از ستارگان در

فضایی نسبتا کروی که تعداد آنها تا چندین میلیون هم

می رسد و در اوایل شکل گیری کهکشان به وجود آمده

اند.ستارگان خوشه های کروی معمولا مسن به صورت

غول و ابر غول بوده و در بین آنها خیلی کم  گازهای بین

ستاره ای یافت می شود.اکثر خوشه های کروی از

زمین بسیار دور هستند.درخشنده ترین آنها باچشم

معمولی به صورت یک ستاره مات به نظر می آید.

دانشمندان به تازگی دریافته اند که کوازار (اخترنما) ها هنگامی شکل می گیرند که سیاه چاله های ابر پرجرم واقع در مرکز کهکشان ها، به طور فعال از مواد اطرافشان تغذيه می کنند. حال این پرشس مطرح است که موارد مورد مصرف سیاه چاله ها از کجا می آیند؟ و چه چیز سبب انفجار و درخشش کوازار ها می شود؟

تحقیقاتی که به تازگی توسط دو اخترشناس دانشگاه هاوایی به نام های های فو  و  آلن استاکتون صورت گرفته حاکی از ارائه پاسخی برای پرسش های مطرح شده می باشد. هنگامی که یک کهکشان غنی از گاز با کهکشانی غول برخورد می کند، مقادیر زیادی گاز تازه هیدروژن و هلیوم  مستقیما به داخل سیاه چاله ابر پرجرم مرکزی کهکشان رانده می شود. سپس این مواد گرم شده، با یکدیگر کنش کرده و در نهایت در سراسر طيف های الکترومغناطيسى  می درخشند.در همین حال انفجار هایی که در اطراف قرص بر افزایشی سیاه چاله رخ می دهند، موارد را دوباره به بیرون می رانند.

پیش از این نیز اخترشناسان بر این عقیده بودند که در فرایند هایی مشابه چنین مکانیزمی حاکم است،اما نمی دانستند که این میزان سوخت گاز از کجا حاصل می شود.در نهایت محققان با بهره گیری از تلکسوپ فضایی هابل و تلسکوپ های غولپیکر موناکی واقع در ایالت هاوایی توانستند مولکول های شیمایی سازنده موادی که به داخل کوازار های دور سقوط می کردند را مورد مطالعه و آنالیز قرار دهند.

آنها دریافتند که این گاز ها در واقع همان هیدروژن و هلیوم خالص بودند. چنین گاز هایی از زمان انفجار بزرگ تا کنون همچنان تازه و دست نخورده باقی مانده اند و با بسیاری از مواد آلوده به عناصر سنگینی همچون کربن و اکسیژن ،که ستارگان را تشکیل می دهند و یا در اطراف کهکشان غول وجود دارند، متفاوت هستند.در حقیقت سیاه چاله های ابر پرچرم واقع در قلب کهکشان های برخوردی از موادی پاکیزه و آری از هر گونه آلودگی تغذیه می کنند!

این تفاوت حاکی از آن است که گاز هایی که به داخل سیاه چاله مرکزی کهکشان سقوط می کنند، از منبعی خارجی سرچشمه می گیرند.این منبع بیرونی می تواند کهکشانی دیگر باشد که در حال پیوستنبه کهکشان اصلی است (فرایند برخورد و کهکشان).این مواد داخل می شوند و دوباره خارج می گردند.در همین حال نیرو ها و انرژی های بسیار عظیمی که در این فرایند نقش دارند، مواد داخل سیاه چاله را به بیرون می رانند.گستره این رانش گاهی به هزاران سال نوری نیز می رسد.

در کهکشان های برخوردی در طی میلیون ها سال ،گرانش بسیار زیاد سبب می شود تا دو کهکشان مستقل به سوی یکدیگر کشیده شوند و در نهایت با یکدیگر برخورد کنند.این پروسه از تحول کهکشانی شباهت زیادی با فرایند شکل گیری کهکشان راه شیری در طی میلیارد ها سال دارد.

جهان چگونه زاده شد ؟

به حکم ایزد یزدان سالها قبل به عبارتی میلیارد ها سال قبل ا نفجار عظیم در اسمان اول رخ داد که حاصل ان ستاره ها وسیاراتی است که امروز ما انهارا می بینیم و رمین ابی رنگ و ماه سفید فام ما هم جزئی از این انفجار بزرگ است.این نظریه در عالم علم به تئوری Big Bang مشهور است.

اسمان همزاد ققنوس

کمی به عقب بر می گردیم به عالم افسانه ها به سوی ققنوس .موجودی که از خاکستر خود دوباره متولد می شد .ایا می توانیم اجرام اسمانی را نیز ققنوس بنامیم ؟

هر ستاره ای که نابود میشود ندای تولد اجرامی جدیدرا می دهد مانند منضومه ی شمسی که کمی قبل تر از چهار ملیارد سال قبل از توده ی عظیمی از غبار و گاز به وجود امد. ان توده در تمام طول حیاط جهان وجود داشته است شاید شاید

ده تا پانزده ملیار د سال از عمر ان توده میگذشت که فرو پاشی ان اغاز گردید .

شاید دلیل ان ضربه و فشاری قوی بود سوالی دیگر. منبع این فشار ناشی از ضربه کجا بود؟ واما دلیل ان ا نفجار ا بر نواختری بود که نزدیک این توده ی عظیم و مرموز ما بود.

كهكشانى كه ما در آن هستيم (كهكشان راه شيرى) حدود ده ميليارد سال پيش به وجود آمده است البته اگر قبول كنيم كه بيك بنگ سيزده ميلياردسال پيش رخ داده است.

اما كهكشانها انواع مختلفى دارند كه عبارت است از: نامنظم، بيضوى و مارپيچى. ازموادي كه در اطراف كهكشانها باقى مانده بودند بازوهاى كهكشانى شكل گرفتند اما چون فشردگى مواد را در آن قسمت فضا وجود داشت ونيز كهكشانهاى شكل گرفته بسيار نزديك به هم بودند طبيعتاً برخوردها هم زياد بوده است بطوري كه دوكهكشان با هم ادغام شده و يك كهكشان بزرگتر تشكيل مى دادند يا سبب ساز بازوهاى كهكشانى بزرگتر مى شدند. اين اثرات در بحث انتقال به سمت قرمز يا رد شيفت مى گنجند.

اين انفجار چقدر طول كشيد؟

براى لحظه انفجار بزرگ عدد 10⁴³ را در نظر مى گيرند و بعد از آن لحظه، حادثه شروع مى شود كه حتى هنوز به هزارم ثانيه هم نرسيده، تغييرات در حال رخ دادن بوده است.

عالم در ابتدا چگونه به نظر مي آمد؟

آشكار است براي آگاهي از چگونگي اولين ثانيه ها و يا بهتر بگوييم اولين اجزاي ثانيه هاي پس از انفجار اوليه نبايد از ستاره شناسان پرسيد بلكه در اين مورد بايد به فيزيكدان هاي متخصص در امر فيزيك ذره اي مراجعه كرد كه در مورد تشعشعات و ماده در شرايط كاملا سخت و غير عادي تحقيق مي كنند و تجربه مي كنند. تاريخ كيهان معمولا به 8 مقطع كاملا متفاوت و غير مساوي تقسيم مي شود :

مرحله اول - صفر تا 43- 10 ثانيه

اين مساله هنوز برايمان كاملا روشن نيست كه در اين اولين اجزاي ثانيه ها چه چيزي تبديل به گلوله آتشيني شد كه كيهان بايد بعدا از آن ايجاد گردد . هيچ معادله و يا فرمول هاي اندازه گيري براي درجه حرارت بسيار بالا و غير قابل تصوري كه در اين زمان حاكم بود در دست نمي باشد.

مرحله دوم- 43- 10 تا 32- 10 ثانيه

اولين سنگ بناهاي ماده مثلا كوارك ها و الكترون ها و پاد ذره هاي آنها از برخورد پرتوها با يكديگر به وجود مي آيند. قسمتي از اين سنگ بناها دوباره با يكديگر برخورد مي كنند و به صورت تشعشع فرو مي پاشند. در لحظه هاي بسيار بسيار اوليه ذرات فوق سنگين نيز مي توانسته اند به وجود آمده باشند. اين ذرات داراي اين ويژگي هستند كه هنگام فروپاشي ماده بيشتري نسبت به ضد ماده و مثلا كوارك هاي بيشتري نسبت به آنتي كوارك ها ايجاد مي كنند. ذرات كه فقط در همان اولين اجزاي بسيار كوچك ثانيه ها وجود داشتند براي ما ميراث مهمي به جا گذاردند كه عبارت بود از : افزوني ماده در برابر ضد ماده

مرحله سوم- از 32- 10 ثانيه تا 6- 10 ثانيه

كيهان از مخلوطي از كوارك ها ، لپتون ها ، فوتون ها و ساير ذرات ديگر تشكيل شده كه متقابلا به ايجاد و انهدام يكديگر مشغول بوده و ضمنا خيلي سريع در حال از دست دادن حرارت هستند.

مرحله چهارم- از 6- 10 ثانيه تا 3- 10ثانيه

تقريبا تمام كوارك ها و ضد كوارك ها به صورت پرتو ذره ها به انرژي تبديل مي شوند. كوارك هاي جديد ديگر نمي توانند در درجه حرارت هاي رو به كاهش به وجود آيند ولي از آن جايي كه كوارك هاي بيشتري نسبت به ضد كوارك ها وجود دارند برخي از كوارك ها براي خود جفتي پيدا نكرده و به صورت اضافه باقي مي مانند. هر 3 كوارك با يكديگر يك پروتون با يك نوترون مي سازند. سنگ بناهاي هسته اتم هاي آينده اكنون ايجاد شده اند.

مرحله پنجم - از 3- 10 ثانيه تا 100 ثانيه

الكترون ها و ضد الكترون ها در برخورد با يكديگر به اشعه تبديل مي شوند. تعدادي الكترون باقي مي ماند زيرا كه ماده بيشتري نسبت به ضد ماده وجود دارد. اين الكترون ها بعدا مدارهاي اتمي را مي سازند.

مرحله ششم - از 100 ثانيه تا 30 دقيقه

در درجه حرارت هايي كه امروزه مي توان در مركز ستارگان يافت اولين هسته هاي اتم هاي سبك و به ويژه هسته هاي بسيار پايدار هليم در اثر همجوشي هسته اي ساخته مي شوند. هسته اتم هاي سنگين از قبيل اتم آهن يا كربن در اين مرحله هنوز ايجاد نمي شوند. در آغاز خلقت عملا فقط دو عنصر بنيادي كه از همه سبكتر بودند وجود داشتند : هليم و هيدروژن

مرحله هفتم - از 30 دقيقه تا 1 ميليون سال پس از خلقت

پس از گذشت حدود 300000 سال گوي آتشين آنقدر حرارت از دست داده كه هسته اتم ها و الكترون ها مي توانند در درجه حرارتي در حدود 3000 درجه سانتي گراد به يكديگر بپيوندند و بدون اينكه دوباره فورا از هم بپاشند اتم ها را تشكيل دهند . در نتيجه آن مخلوط ذره اي كه قبلا نامرئي بود اكنون قابل ديدن مي شود.

مرحله هشتم - از يك ميليون سال پس از خلقت تا امروز

از ابرهاي هيدروژني دستگاههاي راه شيري ستارگان و سيارات به وجود مي آيند. در داخل ستارگان هسته اتم هاي سنگين از قبيل اكسيژن و آهن توليد مي شوند كه بعد ها در انفجارات ستاره اي آزاد مي گردند و براي ساخت ستارگان و سيارات و حيات جديد به كار مي آيند.

عناصر اصلي حيات زميني چه زماني پديدار شد؟

و يا كربن يعني سنگ بناهاي اصلي لازم و ضروري براي زندگي و حيات بوجود آمدند.براي زمين با توجه به گوناگوني حيات كه در آن وجود دارد 3 چيز از اهميت خاصي برخوردار بوده است:
از همان ابتداي خلقت هميشه ماده بيشتري نسبت به ضد ماده وجود داشته و بنابراين همواره ماده براي ما باقي مي ماند.

در مرحله ششم هيدروژن به وجود آمد اين ماده كه سبك ترين عنصر شيميايي مي باشد سنگ بناي اصلي كهكشانه ها و سيارات مي باشد. هيدروژن همچنين سنگ بناي اصلي موجودات زنده اي است كه بعدا روي زمين به وجود آمدند و احتمالا روي ميلياردها سياره ديگر نيز وجود دارند. در مركز ستارگان اوليه هسته اتم هاي سنگين از قبيل اكسيژن

پیشگویان بسیاری درباره پاین جهان پیشگویی هایی کرده اند. در تاریخ

 بشری  این نوع پیشگویی های عوامانه فراوان دیده می شود

  در برخی از این پیشگویی ها ،فقط و فقط بشر نابود می شود ،در

برخی دیگر بشر همراهبا تمام جهان هستی نابود می شود

 .در برخی از اینها، نابودی به آرامی صورت می گیرد و در بعضی دیگر این

 نابودی خونین و خشونت بار است.اما اینها همه پیشگویی هایی

عوامانه و فاقد سندیت علمی می باشد؛ نظریه های فیزیک چیز

 دیگری در این باره می گوید.

 نظریه دانشمندانی همچون آلبرت انیشتین و ایزاک آسیمف نظریه ی

ادواری است؛ در این نظریه جهان به نوعی خاص ابدی است.

 طبق این نظریه آغاز جهان در لحظه ی انفجار بزرگ بوده. تا اینجای

نظریه با مشاهدات جور در می آید ، اما ادامه نظریه می گوید

 گرانش موجود در جهان باعث کند شدن انبساط جهان می شود

و بالاخره این انبساط متوقف شده و تبدیل به انقباض بزرگ می شود.

 بعد از انقباض بزرگ و جمع شدن کل ماده موجود جهان در یک نقطه

دو باره  انفجاری بزرگ رخ می دهد و جهاناز نو متولد می شود و

دوباره انقباضی بزرگ رخ می دهد. به عبارت دیگر سیکل

  تولد و مرگ تا ابد در این جهان ادامه دارد .

 اما بررسی به صورت علمی فراتر از حدس و گمان است. انرژی های

 جهان به طور عمده از سه بخش تشکیل شده است:

1-   انرژی هایی که به خاطر وجود ماده در جهان وجود دارد ؛ این نوع انرژی را می توان با معادله

معروف هم ارزی جرم و انرژی انیشتین محاسبه کرد.

2-   انرژی جنبشی کل جهان ؛ این نوع انرژی هم با داشتن جرم و

سرعت کهکشان ها قابل محاسبه  است.

3-   انرژی جاذبه ای ما بین ذرات؛ این انرژی نیز با داشتن جرم، فاصله و سرعت های نسبی قابل محاسبه است  .

اگر مجموع انرژی های جهان صفر باشد انبساط جهان بالا خره روزی

می ایستد و جهان در همان حال باقی خواهد ماند.

 در این صورت مرگی سرد و قطعی در انتظار ماست؛ چرا که جهان

دچار مرگ حرارتیخواهد شد. مرگ حرارتی یعنی این که

 آخرین ستارگان  خاموش خواهند شد ،تمام منظومه های

 سیاره ای و ستاره ای ، سیستم های دوتایی و چندتایی از هم

خواهند پاشید و تمام انرژی های موجود در

 جهان از نوع غیر قابل مصرف خواهد شد. اما این تمام ماجرا نیست.

در جهان حدوداً بعد از 6*10^30

 سال تمام پروتون ها از هم

خواهند پاشید ،نوترونها هم که به تنهایی

 قادر به حفظ هسته اتم ها نیستند و نمی توانند آنها را نگه دارند. بنا

براین آخرین اجسام نیز از هم خواهند پاشید .

  بر طبق مکانیک کوانتمی آخرین سیاه چاله های باقیمانده  نیز

تبخیر و به انرژی تبدیل خواهندشد.

 در واقع پایان جهان و آنچه در آینده ی بسیار دور در انتظار ماست ،

غباری سرد و رقیق و جهانیبی کران و مرده و آکنده از

تشعشعات کشنده خواهد بود، صحرایی کاملاً  مرده و بدون هر گونه

تحرک و فعالیتی خواهد بود.

 اگر مجموع انرژی های جهان مثبت باشد ،جهان به انبساط خود

ادامه خواهد داد. احتمال این که چنین جهان منبسط و پر انرژیی

 به طور کامل توسط یک سیاه چاله بلعیده شود بسیار بسیار اندک

خواهد بود.

 ولی اگر بخشی یا تمامی این جهان گرفتار سیاه چاله گردد ،آنگاه

سیاه چاله نیز دارای انرژی مثبت

خواهد بود. در این جهان تمامی اتفاقاتی که در جهان نوع قبل- که

مجموع انرژی هایش صفر است_رخ داده بود دوباره رخ خواهد

 داد اما همراه با یک اتفاق وحشتناک دیگر ؛ در جهان انبساط یابنده

 بعد از مدت های بسیار طولانی کهکشانها آنقدر از هم دور خواهند

شد که ما عملاً هیچکدام را نخواهیم دید.

 رصد گران آینده بسیار دور خود را در جهان تنها خواهند یافت. به نظر

می رسد آینده ما آینده ای سرد و تاریک و ترسناک خواهد بود.

اما احتمال دیگری هم وجود دارد:

اگر مجموع انرژی های جهان منفی باشد جهان پس از مدتی شروع

به انقباض خواهد کرد . در این

صورت آینده ما آینده ای دردناک خواهد بود . نور ستارگان به جای قرمز

به طرف آبی متمایل خواهدشد، در این صورت به آسمان

 نور و انرژی بیشتری داده خواهد شد و آسمان شب همچون آسمان

روز روشن خواهد بود .

 به تدریج کهکشانها و ستارگان به هم نزدیکتر خواهد شد و در نهایت

زمین و تمام سیارات در هر منظومه ای بخار خواهند شد

 و سرسختترین حیاتها از بین خواهد رفت . نیرویی که مسبب

 این اتفاقات خواهد بود بسیار قوی است ، پس نمی توان در مقابل

این نیرو مقاومت کرد.

امروزه پیشرفتهای بسیاری در زمینه محاسبه مجموع انرژی های کل

کیهان صورت گرفته ولی این هنوز

پروژه ای در دست تحقیق است و ما برای این کار هنوز در اول راه

قرار داریم.

سخن آخر:

به هر صورت جهان ما بر یکی از دو قسم است ؛ یا جهانی است که

سیکل تولد و مرگ تا ابد در این

جهان ادامه دارد. ما در چنین جهان بسته ای هرگز از وجود جهان

های دیگر باخبر نخواهیم شد . در چنین

جهانی دست یافتن به فنا ناپذیری در چنین جهانی غیر ممکن

است . یا جهانی باز بوده که در این صورت

مرگی سرد و قطعی در انتظار ماست .

اگر ما در باره ی هر یک از حالات فوق اطلاعات بیشتری به دست

آوریم قادر خواهیم بود که روز نهایی

را بسیار به عقب بیاندازیم . چرا تلاش و مبارزه نکنیم ؟ اگرچه ممکن

است درنهایت مجبور به اعتراف به

شکست در مقابل پایان ناگزیر باشیم ، ولی به هیچ وجه مجبور نیستیم

پیش از امتحان تمامی راه های مبارزه و

فرار در مقابل چنگال گریز ناپذیر ، به چنین شکستی اعتراف کنیم.

یکی از اولین مناطقی که شما ممکن است مایل باشید

در آسمان شب مورد شناسایی قرار دهید منطقة البروج

وخط مرکزی آن یعنی دایرة البروج است که در درون نوار

آن زمین و ماه و خورشید و سیارات عبور می نمایند.

ضمن این که کره زمین گردش سالانه را در مدار خود

انجام می دهد به نظر می رسد که خورشید مسیری را

نسبت به آسمان پشت سر خود می پیماید. این مسیر

ظاهری را اصطلاحا دایرة البروج یا دایره گرفتگی گویند و

سطحی شامل ۸ درجه شمال و جنوب آن را منطقة

البروج می گویند.از آنجا که تمام سیارات (به جز پلوتو)کم

و بیش در صفحه ای هم خوان با زمین حرکت می کنند 

لذا همه دردرون نوار دابرة البروج هستند.

در حدود قرن پنجم قبل از میلاد اختر گویان بابلی

و شاید‌ یونانی) دایرة البروج را به ۱۲ قسمت که

هر کدام حدود ۳۰درجه اند تقسیم و هر یک را با نام یک

صورت فلکی شناسایی می کردند.نام تمام ۱۲ برج به

جز یکی(صورت فلکی میزان ) از اسامی جانداران گرفته

شده و به همین دلیل  نام منطقة البروج در اصل "دایره

حیوانات"بوده است.

.

بیشتر ستارگان دارای حداقل یک همدم هستند که در این صورت

آنها را جفتی (دوتایی) سه تایی یا سامانه های چندتایی

برحسب تعدادشان می نامند.این ستارگان از نظر دیدن از درون

دور بین دو چشمی و تلسکوپهای کوچک بسیار قشنگ و جالب

هستند.سامانه های ستاره ای چندتایی فیزیکی با نیروی گرانش

با هم در ارتباطند و ستارگان درون آنها به دور هم می چرخند.

سامانه های ستاره ای چندتایی اپتیکی با هم ارتباطی ندارند و 

اغلب باهم دارای فواصل زیادی هستند و فقط به این لحاظ که از

نظر ما در یک راستا قرار می گیرند ظاهرا به هم نزدیک به نظر

می رسند.بعضی از سامانه های چندتایی فیزیکی به نام

"دوتایی های اسپکتروسکوپیگ" خوانده می شوند اینها چنان به

هم نزدیکند که نمی شود آنها را از هم تفکیک کرد.حضور بیش از

یک ستاره رادر یک نقطه را فقط از طریق طیف نور ساطع شده از

مجموعه می توان درک کرد.نوع دیگر ستارگان دوتایی به نام

"دوتایی گرفتی" نامیده میشوند.در چنین سامانه ای یک ستاره

به طور متناوب باعث گرفتگی دیگری می گردد.این حالت وقتی

اتفاق می افتد که یکی در مدار خود از مقابل دیگری عبور

می کندو باعث کم شدن نور ستاره برای چند ساعتی میشود.

انفجار بزرگ يا مه بانگ امروزه يكي از مقبول ترين نظريات درباره

جهان و آغازش است كه مي گويد جهان و تمامي مواد موجود در آن طي

يك انفجار بسيار عظيم به وجود آمده است .البته اختلاف نظر در باره

جزئيات اين نظريه زياد است؛ مثلاً اين كه آيا انفجار بزرگ از يك

تكينگي( فشردگي ماده  تا حدي كه حجم آن صفر شود) به وجود آمده

است يا نه .ولي اكثريت قاطع روي يك چيز متفق القول اند، و آن اين كه

اين انفجار واقعاً روي داده است .

نظريه انفجار بزرگ براي اولين بار به طور رسمي توسط يك كشيش

بلژيكي به نام كانون لوتمر به جهان علم ارائه گرديد. البته قبل از او

هم سر و صداهايي در اين باره وجود داشت .مستند ترين آنها در

قرآن مجيد است. خداوند در سوره انبياء آيه 30 مي فرمايد :

<آيا كافران نديدند كه آسمان ها و زمين يكپارچه( بسته) بودند و ما آنها

را از هم جدا ساختيم( بشكافتيم) و از آب هر چيزي را زنده گردانديم پس

چرا باز به خدا ايمان نمي آورند>

آغاز نظريه انفجار بزرگ كشف ارزشمند كريستين دوپلر بلژيكي در

اواسط قرن نوزدهم درباره امواج صوتي و الكترومغناطيس و يا هر

نوع موج ديگري بود. وي كشف كرد كه چرا وقتي جسمي صدا دار

به ما نزديك مي شود، صداي آن زيرتر و وقتي از ما دور مي شود،

صداي آن

بمتر مي شود. علت اين امر اين است كه وقتي منبع موجي كه امواجي با

طول موج ثابت منتشر مي كند، به ما نزديك تر مي شود طول موج

امواجش كوتاه تر و فركانس آن بيشتر و در نتيجه انرژي امواج نيز بيشتر

مي شود، و همچنين اگر منبع مذكور از ما دور شود طول موج امواجش

بلند تر، فركانس آن كمتر و در نتيجه انرژي امواج كمتر مي شود .

اين پديده به اثر دوپلر معروف است. اين كشف بسيار ارزشمند مي-

توانست به دانشمندان كمك كند تا سرعت اجرام سماوي دور از ما

را بسنجند ،از ستاره ها گرفته تا كهكشان ها.

در سال 1920 دانشمندان توانسته بودند سرعت وجهت تمامي

كهكشانهاي شناخته شده آن زمان را بسنجند؛ آنها متوجه پديده اي

جالب توجه ،مهم و سوال بر انگيز شدند و آن اين كه اكثر قريب به

اتفاق كهكشان ها از ما و از همديگر دور مي شوند. اين يعني جهان

در حال انبساط است و اين انبساط يعني اين كه جهان امسال از جهان

سال قبل بزرگتر است و جهان سال قبل از جهان 5 هزار سال پيش

بزرگتر است. به عبارت رياضي اندازه جهان تابعي از سن آن است.

حال اگر در زمان به عقب برگرديم جهان لحظه به لحظه كوچكتر مي

شود ؛تا جايي كه به لحظه اي مي رسيم كه اندازه جهان حتي از هسته

يك اتم هيدروژن كوچكتر مي شود .

اين دليل براي آغاز نظريه انفجار بزرگ كافي است، اما تنها دليل

موجود نيست، دلايل ثابت كننده ديگري نيز وجود دارد كه حكم

يك تاييديه را براي انفجار بزرگ دارند . يكي از آن دلايل چنين

است:

جهان در آغاز دماي بسيار زيادي داشت دمايي معادل تيرليون ها

درجه كلوين. اين دماي فوقعلاده زياد مستلزم تابش پر انرژي نيز

هست. همزمان با شروع انبساط و كاهش يافتن چگالي جهان، دماي

جهان نيز كم

مي شد. هر چه جهان بزرگ تر مي شد دمايش نيز كاهش مي يافت. اين

كاهش دما باعث كاهش انرژي تابش مي شد. اين روند حتي امروز نيز

وجود دارد اما بسيار كند شده است. امروزه جهان بسيار سردتر از گذشته

شده است. البته هنوز جاهاي داغي مانند ستارگان وجود دارد اما جهان

روي هم رفته بسيار سرد تر شده است. به موجب اين گفته اكنون ما بايد

تابشي با طول موج مشخص و ثابت و از همه جهات، يكسان را دريافت

كنيم كه همين طور هم هست؛ اين تابش ها براي اولين بار در سال 1965

توسط دو دانشمند به نامهاي پنزيانس و ويلسون كشف شد. آنها با آنتن

مخصوصي كه براي اين كار ساخته بودند اين تابش را رصد كردند. اين

تابش در طول موج مايكرو ويو و نشانگر دمايي در حدود 7/2 كلوين

است. البته اين تابش مايكرو ويو به درد پخت و پز نمي خورد . شايد

تعجب آور باشد ولي بخشي از برفكي كه هنگام قطع امواج آنتن تلوزيون

ديده مي شود مربوط به همين تابش هاست. البته قسمت اعظم اين تابش ها

در جو جذب مي شود و فقط بخشي از آن به ما مي رسد كه پنزيانس و

ويلسون آنها را دريافت كرده اند. امروزه براي بررسي دقيق تر اين تابش ها

ماهواره كوبه را به فضا فرستاده اند. اين ماهواره نشان داد كه اين تابش ها

اختلاف دمايي حدود چند ميليونيم درجه كلوين را نشان مي دهد كه

حاصل افت و خيزهاي كوچك كوانتومي است. كشف اين اختلاف دماي

كوچك كه دانشمندان سالها به دنبال آن بودند باعث اعطاي نوبل فيزيك

2006

 به دو كيهان شناس به نامهاي جان مدر و جو رج اسموت شد.

اما علاوه بر اين دلايل دليل ديگري هم وجود دارد:

نظريه نسبيت انيشتين مستقلاً پيشبيني مي كرد كه جهان( فضا- زمان) هنگام

تكينگي انفجار بزرگ به وجود آمده و پايان آن- اگر تمامي جهان در هم

فرو نشيند- در موقع  تكينگي انقباض بزرگ خواهد بود. اگر فقط بخشي

يا ناحيه اي از فضا- زمان در هم فرو نشيند ؛مثلاً يك ستاره در خود

فرونشيند و به يك سياه چاله تبديل شود، عمر فضا- زمان براي آن ناحيه از

فضا- زمان به پايان مي رسد .هر ماده اي كه درون آن سقوط كند ،تنها اثر

گرانشي جرم آن در بيرون احساس خواهد شد. اگر آثار كوانتومي را به

حساب آوريم ،جرم يا انرژي آن سرانجام به فضا- زمان باز مي گردد و

سياه چاله با هر تكينگي بالاخره بخار شده و ناپديد مي شود.   

دید نوین ما نسبت به سیاه چاله با دید گذشته ما نسبت به سیاه چاله کاملاً متفاوت است. در فیزیک نیوتنی زمان بدون اعتنا نسبت به اطراف به جلو پیش می رفت و هیچ محدودیتی برایش وجود نداشت و هیچ عاملی نمی توانست در آن تغییر ایجاد کند. انیشتین با رد این گفته نظریه ای جدید ارائه داد که در آن زمان با مکان گره خورده و محدود است و هر عاملی که باعث تغییر در مکان یا زمان بشود باعث تغییر در دیگری نیز می شود. این گفته بعدها به وسیله ی دو ساعت اتمی دقیق در خلال آزمایشی دقیق اثبات شد. اما گرانش عاملی است که باعث تغییر در مکان می شود پس باید در زمان نیز تغییر ایجاد کند و این دقیقاً همان چیزی است که در جهان واقعی اتفاق می افتد:

فرض کنیم شما دو دوست دارید و هر سه نفر شما یک نوع ساعت دارید که دقیقاً با هم تنظیم شده اند و هر سه ساعت مال یک کارخانه هستند. حال اگر شما به ساحل دریای آزاد بروید و یک سال آنجا بمانید. یکی از آن دو دوستتان به عمیق ترین گودال اقیانوس برود و یک سال آنجا بماند و دیگری به ایستگاه فضایی برود و یکسال آنجا بماند و بعد از یک سال همه برگردید در یک مکان و ساعتهای تان را نگاه کنید خواهید دید که به وقت شما! ساعت دوازده و صفر دقیقه و صفر ثانیه است در حالی که به وقت آن دوستتان که در گودال اقیانوس بود ساعت یازده و پنجاه و نه دقیقه و پنجاه و نه ثانیه است و به وقت آن دوستتان که در ایستگاه فضایی بود ساعت دوازده و صفر دقیقه و یک ثانیه است!! علت این اختلاف زمانی ،اختلاف در بزرگی میدان گرانشی بود که شما و دوستانتان تجربه می کردید. آن دوستتان که در کف اقیانوس بود به دلیل نزدیکی به مرکز زمین در میدان گرانشی  قوی تری نسبت به شما قرار گرفته بود و شما در میدان گرانشی قوی تری نسبت به آن دوستتان که در ایستگاه بود قرار داشتید. بنابراین طبق نظریه انیشتین زمان برای کف اقیانوس کندتر از ساحل دریای آزاد، و برای ساحل دریای آزاد کندتر از ایستگاه فضایی می گذرد. البته من در این مثال راجع به زمان ها اغراق کرده ام زیرا برای میدان گرانشی کوچکی مثل زمین این اختلاف برابر چند میلیونیوم ثانیه است. اما برای کسی که اطراف سیاه چاله زندگی می کند(البته اگر بتواند!) وضع کاملاً فرق می کند:

بیایید فرض کنیم که فضانوردی داوطلب شده است تا به صورت آزمایشی اطراف یک سیاه چاله چرخ بزند. اگر به اندازه کافی به سیاه چاله نزدیک بشود اتفاق عجیبی برای فضا نورد می افتد. پزشکانی که در روی سطح زمین مراقب وضع جسمانی او هستند خواهند دید که ضربان قلب فضا نورد ما هر 20 دقیقه یک بار میزند و در عوض فضانورد ما خواهد دید که هر72 ثانیه یک روزنامه در روی زمین منتشر می شود. هر هفته پنج بار انتخابات ریاست جمهوری ایران برگزار می شود و نهایتاً پس از چهار هفته اقامت در فضا تمام دوستان او در زمین می میرند. حال اگر شخص درون سیاه چاله بیافتد وضع از این هم پیچیده تر میشود. ناظری که از بیرون نظاره گر این اتفاق است خواهد دید که یک بار پلک زدن فضانورد چند هزار سال طول  می کشد.نکته عجیبتر اینکه شخص در راه سقوط به درون سیاه چاله از دید ناظر خارجی ، کش می یابد ، پاره می شود، یونیده می شود و به ذرات زیر اتمی تجزیه می شود و کلاً به مرگی دردناک دچار می شود. حالا می پرسید کجای این عجیب بود؟ به شما می گویم! معادلات  همزمان نشان می دهد که خود شخص چیزی بسیار متفاوت از این تجربه می کند و بدون هیچ احساس دردی به سیاه چاله سقوط می کند!

 نکته ی جالب دیگری که راجع به سیاه چاله ها وجود دارد این است که می توان از سیاه چاله به عنوان وسایل سفر در زمان و مکان استفاده کرد. اگر شما با نظریه ی فضا-زمان انیشتین آشنا باشید، حتماً مثال صفحه لاستیکی و توپ را شنیده اید. که در آن صفحه ی لاستیکی بیانگر فضا زمان، توپ نماد جسم و خمیدگی اطراف توپ نماد بزرگی میدان گرانشی اطراف جسم است. در جسم سنگینی مثل خورشید انحنای ایجاد شده در فضا-زمان بارها بیشتر از انحنای ایجاد شده توسط زمین است. جسمی فشرده و سنگین مثل سیاه چاله چنان انحنایی در فضا-زمان ایجاد میکند که تقریباً شبیه چاهی بسیار عمیق عمل می کند. گاه اوقات این انحنا به قدری زیاد است که عملاً این چاه به چاهی بی انتها تبدیل می شود و انتهای دیگر آن از جای دیگری از فضا-زمان بیرون میزند که به آن سفید چاله می گویند. در این صورت هرچه درون سیاه چاله ی دارای سفید چاله بیافتد در مکان و زمان دیگری توسط سفید چاله بیرون می ریزد و عملاً می توان از چنین سیاه چاله هایی، به عنوان پلهای ارتباطی بین دو مکان و زمان متفاوت استفاده کرد.

البته سفید چاله ها در حد یک نظریه اند وجودشان نه از نظر ریاضی ثابت شده و نه از نظر فیزیک.

اما نظریه ای دیگر راجع به سیاه چاله ها، آنها را پلهای ارتباطی بین دو جهان موازی توصیف می کند. احتمالاً نام جهان های موازی به گوش تان خورده. جهان های موازی جهانهایی هستند که هرگز از وجود هم با خبر نمی شوند( در موازات هم قرار دارند) اما اتفاقاتی کاملاً مشابه در آنها اتفاق می افتد. مثلاً در هر جهان موازی یک نیوتن وجود دارد که کتاب اصول ریاضی را منتشر کرده باشد و حالا می گویند سیاه چاله ها پلهای ارتباطی بین دو جهان موازی هستند. البته خود نظریه ی جهانهای موازی از نظر ریاضی نظریه ی ضعیفی است و بیشتر در فیلمهای تخیلی دیده می شود تا کتابهای علمی.

اما نکته جالب دیگر در باره سیاه چاله ها این است که سیاهچاله ها چندان هم سیاه نیستند!!: دانشمندی به نام استیون هاوکینگ که به احتمال قوی نام او به گوش تان خورده، با بهره گیری از مکانیک کوانتم توانست نشان دهد که سیاهچاله ها دارای دما هستند و بخار می شوند(انرژی ساطع می کنند). هرچه جرم سیاهچاله بیشتر باشد آهنگ تابش انرژی آن کمتر است. نکته جالبتر فرمول دمای سیاهچاله است. در فرمولی که هاوکینگ برای دمای سیاهچاله نوشته است از ثوابتی چون ثابت پلانک (h) از دنیای پیچیده مکانیک کوانتم، ثابت سرعت نور در خلا (c) از دنیای پر پیچ و خم معادلات انیشتین، ثابت بولتزمان (k) از دنیای ترمودینامیک، و نهایتاً ثابت جهانی گرانش(G) از دنیای فیزیک نیوتن استفاده شده است. چنین ثوابتی ،مخصوصاً ثابت گرانش و ثابت پلانک، به ندرت گرد هم می آیند.

 **********

اما اینها همه فقط بخشی از عجایب سیاهچاله ها بود. همان طور که قبلاً گفتم فیزیک امروزی با اینهمه ادعا هنوز نتوانسته به طور کامل از راز سیاهچاله ها پرده بردارد و هنوز علامت های سوال بسیاری راجع به سیاه چاله ها وجود دارد. اما تا همینجا که راجع به سیاهچاله ها دانسته ایم فهمیده ایم که آنها اجرامی فوقالعاده عجیب هستند، آری آنها چاههای کیهانی عمیقی هستند که چندان هم سیاه نیستند.

دگر شارسان از بر کوهسار/ سرای درنگ است و جای شمار

(گفتار زال در شاهنامه فردوسی)

خورشید در حركت سالانه خود، در آخر پاییز به پایین‌ترین نقطه افق جنوب شرقی می‌رسد كه موجب كوتاه شدن طول روز و افزایش زمان تاریكی شب می‌شود. اما از آغاز زمستان یا انقلاب زمستانی، خورشید مجدداً به سوی شمال شرقی باز می‌گردد كه نتیجه آن افزایش روشنایی روز و كاهش شب است.

این واقعه را مردم باستان، زمان زایش دوباره خورشید می‌دانستند و این شب برای آنان گرامی و فرخنده بود. امروزه هم همچنان شب تولد خورشید با نام شب یلدا یا شب چله در میان ایرانیان گرامی داشته می‌شود و همچون پیشینیان، سراسر شب را به انتظار طلوع خورشید بیدار می‌مانند و جشن و مهمانی می‌آرایند

البته امروزه برخی به اشتباه بر این گمانند كه مراسم شب چله برای رفع نحوست بلندترین شب سال است. در حالیكه در باورهای ایرانی هیچ روز و شبی، نحس و بد یوم شناخته نمی‌شده است.

در آیین میترا، نخستین روز زمستان با نام «خوره روز» (خورشید روز) نخستین روز سال نو نیز بشمار می‌آمده است و امروزه كاركرد خود را در تقویم میلادی كه ادامه گاهشماری میترایی است، ادامه می‌دهد. منسوب داشتن میلاد به میلاد مسیح، تنها پیشینه‌ای چند صد ساله دارد و پیش از آن آنگونه كه ابوریحان بیرونی در آثارالباقیه نقل كرده است، منظور از میلاد، میلاد مهر یا خورشید است.

امروزه می‌توان تولد خورشید را آنگونه كه پیشینیان ما به نظاره می‌نشسته‌اند، تماشا كرد: در دوران باستان بناهایی برای سنجش رسیدن خورشید به مواضع سالانه و استخراج تقویم ساخته می‌شده كه یكی از مهمترین آنها چهارتاقی نیاسر كاشان است كه فعلاً تنها بنای سالم باقی‌مانده در این زمینه در ایران است. پژوهش‌های نگارنده كه در سال 1380 منتشر شد (نظام گاهشماری در چارتاقی‌های ایران)، نشان می‌دهد كه این بنا بگونه‌ای طراحی و ساخته شده است كه می‌توان زمان رسیدن خورشید به برخی از مواضع سالانه و نیز نقطه انقلاب زمستانی و آغاز سال نو میترایی را با دقت تماشا و تشخیص داد.

در چارتاقی نیاسر کاشان سازوکاری اندیشیده و ساخته شده است که چند هنگام سالیانه را بتوان با دیدار طلوع خورشید از میان روزنه‌های تشکیل شده در میان اضلاع داخلی پایه‌های بنا تشخیص داد. این چارتاقی، تنها نمونه سالم‌ باقی‌مانده از میان ده‌ها چارتاقی ایران است که پس از حدود دو هزار سال، همچنان کاربری تقویمی و رصدی خود را تا به امروز حفظ کرده است و می‌توان از جمله در آغاز زمستان و آغاز تابستان به مشاهده طلوع خورشید از میان روزنه‌های ویژه آن پرداخت. در بسیاری از تقویم‌های آفتابی دیگر که این نگارنده آنها را معرفی کرده است، این امکان تنها با دیدار سایه‌های خورشید بامدادی فرا دست می‌آید؛ اما در چارتاقی نیاسر علاوه بر سنجش دقیق زمان از طریق سایه‌های ایجاد ‌شده در میان پایه‌های چندگانه داخلی بنا که در حکم یک آفتاب‌سنج دقیق هستند؛ می‌توان قرص خورشید را نیز از روزنه ویژه‌ای که رو به سوی محل طلوع خورشید در انقلاب زمستانی و انقلاب تابستانی دارد، تماشا کرد. برآمدن باشکوه خورشید از این روزنه‌ها، علاوه بر اثبات انجام محاسبات نجومی در ساخت این بنا، ما را به یاد روزگارانی می‌اندازد که به گمان در چنین هنگامی، آیین‌هایی ویژه در آنجا برگزار می‌شده است. گردهمایی‌‌هایی که گویا با آیین نیایش زروانی که ریشه‌ای ژرف با خورشید و پدیده‌های کیهانی داشته، در پیوند بوده است.

در نزدیکی چارتاقی نیاسر، نمونه‌ای از یک ساعت آفتابی کهن نیز وجود داشته است که متأسفانه در سالیان اخیر منهدم شده است. این ساعت همراه با چارتاقی، مجموعه‌ای کامل از ابزارهای زمان‌سنجی را فراهم کرده بوده‌اند.   

برگرفته از وبگاه پژوهش های ایرانی: http://www.ghiasabadi.com/niasar.html

ميليارد ها سال بعد كهكشان خانگي ما با همسايه ي بزرگ و نزديك خود برخورد خواهد كرد كه باعث ايجاد منظره اي بي همتا در اين گوشه  از جهان پهناور خواهد شد.

 سحابي بزرگ (Great Nebula)در صورت فلكي آندرومدا يكي از حيرت آور ترين اجرامي است كه حتي با چشم غيرمسلح درآسمان نيمكره ي شمالي زمين ديده مي شود.در شرايط مناسب،اين كهكشان به صورت لكه اي مه آلود با اندازه ي تقريبي نصف ماه بدر در 20 درجه اي كهكشان راه شيري جاي گرفته است. طبق اطلاعات بدست آمده از عهد باستان، اين كهكشان براي اولين بار در قرن دهم پس از ميلاد توسط منجم ايراني، عبدالرحمان صوفي رازي، ديده شد كه  او اين جرم را در كتاب صور الكواكب خود، ابر كوچك ناميد كه در جلوي دهانه ي صورت فلكي حوت قرار داشت.

اكنون ما مي دانيم كه اين بيضي مه آلود، در حقيقت يك كهكشان مارپيچي بزرگ است. كهكشان آندرومدا يا Messier 31  زادگاه ميليارد ها ستاره با حدود 2.5 ميليون سال نوري فاصله از كهكشان ما، در حقيقت دورترين جرمي است كه مي توانيد با چشم غيرمسلح ببينيد .اما نوري كه ما اكنون از اين كهكشان مي بينيم سفرخود را در دوران  انسانهاي نخستين به سمت  ما آغاز كرده است .

اين ابر كوچك نوراني در حالي كه ما را به گذشته متصل مي كند، همزمان ما را به آينده خود نيز علاقه مند مي كند. حقيقتا، سرنوشت راه شيري و شايد خود زمين با اين كهكشان گره خورده باشد. شواهد نجومي اخير ثابت كرده كه اين دو كهكشان مارپيچي بزرگ در آينده به هم برخورد خواهند كرد كه باعث به هم پيوستن اين دو كاهكشان در زماني حتي قبل ازتبديل شدن خورشيد به يك غول سرخ مي شود.

* روند ‌تصادم

 كشف متغيرهاي قيفاووسي در M31   ادوين هابل را توانا ساخت تا بتواند فاصله ي  زياد اين كهكشان مارپيچي كه خواهر راه شيري نيز ناميده مي شود را با ما، تخمين زده و با استفاده از آن چندي بعد نظريه ي جهان در حال انبساط را اعلام كند. اما آندرومدا همراه تعدادي كهكشان هاي كوچكتر در گروه محلي خودمان از اين قانون هابل پيروي نمي كنند. گر چه كهكشان هاي دورتر با سرعتهايي كه بستگي به فاصله شان دارند از ما دور مي شوند، آندرومدا و تعدادي از همسايگان ما به سمت ما در حال حركتند. بعد از اصلاحات در مورد حركت انتقالي خورشيد به دور مركز كهكشان، كهكشان آندرومدا با سرعتي تقريباً برابر 120 كيلومتر بر ثانيه به سمت راه شيري در حركت است.

شرح تصویر:كهكشان مارپيچي بزرگ M31 عظمت خود را در عكس هاي نجومي نشان مي دهد. اما در آينده ي دور با چشم غير مسلح مي توان تا حدودي ازجزئياتي كه دراين عكس نمايان است را ديد.راه شيري وآندرومدا با هم برگروه محلي تسلط دارند.گروهي با بيش از45كهكشان شناخته شده .

رويارويي نزديك:در بالا 4 مدار ممكن براي آندرومدا و راه شيري كشيده شده است كه هر كدام نظريات متفاوتي در مورد سرعت شعاعي و مماسي آندرومدا، جرم دو كهكشان و مركز جرم دو كهكشان مي دهد. اما هيچ شكي نيست كه اين دو جرم در حال نزديك شدن به هم هستند و به طور حتم يك رويارويي نزديك رادر3 ميليارد سال آينده خواهند داشت.حتي اگر آنها همديگر را از مسير خارج كنند در عبور بعدي به هم برخورد خواهند كرد.

Franz Kahn  و Lodewijk Woltjer در سال 1959 اين اوضاع غير منتظره را درك كردند و با پيشنهادي شجاعانه اعلام كردند كه شايد آندرومدا و راه شيري از لحاظ گرانشي به هم مرتبط هستند،كه باعث ايجاد يك سيستم دوتايي كهكشاني

شده است. آنها اعلام كردندكه اين دوكهكشان بعد ازانفجاربزرگ خيلي نزديك به هم شكل گرفته اند وبر اثرانبساط كيهاني ازهم جداشده اند.اين دو جرم پرستاره درحقيقت به خاطروابستگي متقابل گرانشي كه دارند شروع به حركت به سمت يكديگركرده اند.

اگر اين كهكشانها مداري با گريز از مركز زياد مانند مدار يك دنباله دار داشته باشند، ستاره شناسان مي توانند با استفاده از فاصله و سرعت M31 در طي  13.7ميليارد سال عمر جهان مدار حركت و از همه مهمتر جرم كل را حساب كنند.

اين ايده ها و محاسبات را با نام استدلال زمان بندي مي شناسند و اطلاعاتي از قبيل مجموع جرم حدود 4.7 تريليون جرم خورشيدي را بدست مي دهد. Kahn و Woltjer مدعي بودند كه بايد منبع جرم ديگري اطراف كهكشان ها باشد، در حالي كه ستارگان، گازها و گرد وغبارها فقط10درصداز اين مقدارراشامل مي شوند.اين اولين اثبات براي وجود ماده سياه درگروه محلي ماست.تخمين هاي Kahn و Woltjer كه بر اساس استدلال زمان بندي بود، بسيار نزديك به مقادير امروزي هستند كه نشان دهنده ي حدود 3 تريليون جرم خورشيدي است كه از تجزيه و تحليل حركت كهكشان هاي در حال چرخش پيرامون راه شيري و M31 به دست آمده است.

ستاره شناسان امروزي مي توانند استدلال زمان بندي را يك گام به جلو بياورند. آندرومدا در حال نزديك شدن است، اما چه موقع برخورد خواهد كرد؟ راه حل مداري ( كه مداري با گريز از مركز زياد را متصور است) برخوردي در 3 ميليارد سال آينده از هم اكنون را پيش بيني مي كند. شايد به نظر بسيار دور باشد اما بايد گفت كه اين پديده قبل از يك پديده ي قريب الوقوع ديگر اتفاق مي افتد، مرگ خورشيد ما. خورشيد يك كوتوله با رده طيفي G2 مي باشد كه عمري معمولي تقريبا برابر با 10 ميليارد سال دارد. بايد گفت كه خورشيد هم اكنون 5 ميليارد ساله است و فقط 5 ميليارد سال ديگر مانده تا مانند يك غول سرخ متورم شده و زمين را بسوزاند.اما زمين سوخته را فراموش كنيد. چه طور است به چيز بزرگتري مانند برخورد راه شيري و آندرومدا بپردازيم؟ 

شرح تصویر - بالا: برخورد ميان دو كهكشان امروزه به دليل انبساط جهان كه كهكشان ها را از هم دور مي كند، بسيار نادر است. مام همان طور كه اين عكس از NGC 4676 از تلسكوپ فضايي هابل نشان مي دهد، بر هم كنش هاي متقابل گرانشي دو كهكشان مي تواند بر نيروي انبساط جهان فائق شود و دو كهكشان را در يك برخورد سهمگين به يكديگر پيوند دهد. اين برخورد كه در 300 ميليون سال نوري زمين و در صورت فلكي غراب اتفاق افتاده نشان دهنده ي دنباله هاي كشندي مشخصي است.

هنگامي كه راه شيري به آندرومدا ملحق شود، مركز كهكشان جديد بسيار شبيه به مركز Arp 220  درصورت فلكي مار مي شودكه دراين عكس از هابل نشان داده شده است. بيش از200 خوشه ي ستاره اي جوان كه از الحاق دو كهكشان به وجود آمده اند مانند لكه هاي سفيد- آبي در اين كهكشان الحاقي در 250 ميليون سال نوري از ما ديده مي شود.

پايين: نتيجه ي برخورد راه شيري با آندرومدا يك كهكشان بيضوي است كه بسيار شبيه به كهكشان‌NGC 5128 خواهد بود. اين عكس كه با تلسكوپ چهار متري Blanco در چين گرفته شده است توسط كامپيوتر پردازش شده تا جزئيات نمايان شود، مخصوصاً مسير سياه و قوس هاي كشندي آبي باقي مانده از اين كهكشان كوچك.

ستاره شناسان نميتوانند زمان اين برخورد بزرگ را با دقت محاسبه كنند، اما سرانجام اين اتفاق خواهد افتاد. فرضيه مدار غير عادي و برخورد، همگي بستگي به حركت غير قابل پيش بيني يا سرعت مماسي كهكشان آندرومدا دارد. اگرM31 حركت مماسي قابل پيش بيني داشته باشد، دو كهكشان ممكن است با فاصله ي چند صد هزار سال نوري از كنار هم بگذرند. اما از دست دادن انرژي مداري هنگام رويارويي نزديك باعث اين برخورد در چند ميليارد سال آينده خواهد شد.

از ابتداي استدلال زمان بندي ستاره شناسان توانسته اند حركت كهكشان هاي گروه محلي را مدل سازي كنند. هنگامي كه گرانش ديگر اعضاي گروه محلي و نيز اثرات كشندي گروه هايديگر نزديك خود را در نظر بگيرند، سرعت مماسي آندرومدا را چيزي بين 0 تا 150 كيلومتر بر ثانيه تخمين مي زنند كه برابر حركتي از 0 تا 42 ميكرو ثانيه ي قوسي در آسمان در هر سال مي شود. ماموريت طيف سنجي ناسا يا ماموريت Gala در سازمان فضايي اروپا ممكن است بتوانند اين حركت را در هر ده سال نمايان كنند. اما هم اكنون اين موضوع ناشناخته است. عجالتاً برخورد روبرو بين راه شيري و آندرومدا واقعه اي مشخص است كه قبل از فنا شدن زمين انجام خواهد گرفت.

*برخورد کهکشانها

 برخورد راه شيري و آندرومدا يك شگفتي بزرگ است كه ستاره شناسان را متوجه الحاق كهكشان ها در دور و نزديك كرده است. در حال حاضر اين پديده يك واقعه ي معمولي نيست.تقريباً يكي در صدها كهكشان بزرگ در جهان هاي نزديك است كه در يك برخورد بزرگ شركت كند. اما اگر به عقب تر نگاهي بياندازيم،  تعداد برخورد ها به طور چشمگيري افزايش مي يابد. در عكس لكه هايي از گاز و ماده ي سياه منقبض شده توسط افت و خيز چگالي نخستين، در ابتدا با هم تلفيق شده و ساختارهاي بزرگتري مي سازند كه سرانجام تبديل به كهكشان مي شوند، فرايند برخورد و ملحق شدن هستند كه مكانيسم تولد و يا تكامل آنها را تشكيل مي دهند.

شرح تصویر: دنباله هاي كشندي در كهكشان هاي الحاقي NGC4038 و NGC 4039 كه تا صدها و هزار ها سال كشيده شده اند.اختر شناسان اين مجموعه را با نام شاخك مي شناسند به خاطر شباهت زياد دنباله هاي كشندي به شاخك هاي حشرات. هر دو كهكشان بسيار شبيه به راه شيري و آندرومدا هستند.

ادغام راه شيري و آندرومدا فقط گام ديگري است در فرايند مداوم شكل گرفتن ساختار هاي جديد. در حقيقت، در حالي كه ما برخورد كهكشان ها را مخرب مي شماريم، بهتر است اين پديده به صورت يك دگرگوني نشان داده شود. شبيه سازي هاي كامپيوتري نشان مي دهند كه الحاق دو كهكشان مارپيچي به ناچار منجر به تبديل شدن به يك كهكشان بيضوي است. گرچه هنوز بحث هاي زيادي در مورد اين كه همه ي كهكشان هاي بيضوي از اين راه شكل مي گيرند وجود دارد، اما بعضي از آنها از اين قانون پيروي مي كنند.

 اخترشناسان شيفته ي بحث در مورد برخورد كهكشان ها و اثرات آنها در تكامل كهكشان ها و كيهان شده اند.در اوايل سال1970، مطالعات گوناگون نشان دادكه رشته هاي ستارگان نزديك به جفت هاي كهكشان ها ناشي از برهمكنش هاي كشندي گرانشي آنها است.دو برادربنام هاي Alar Toomre از MIT  و Juri Toomre ازدانشگاه کلرادو که تحقيقات اوليه اي در اين باره انجام دادند و كمك شاياني به پيشرفت اين تحقيقات كردند ، اين ساختارها را دنباله های كشندي و پل ناميدند.

كار آنها نشان مي دهد كه اين رشته ها چگونه شكل مي گيرند. در يك كهكشان مارپيچي منفرد، نيروي گرانشي مركزي سعي در اين دارد كه ستارگان را در مدار هايي به شكل دايره اطراف خود نگه دارد تا بتواند شكل صفحه اي خود را حفظ كند. اما موقعي كه دو كهكشان نزديك هم مي آيند، نيروي كشندي آنها بسيار زياد مي شود كه مي تواند نيروي مركزي را خنثي كند. در نتيجه ستارگان در دو سر مخالف كهكشان ها مانندسنگهايي كه  ازميليارد ها قلاب سنگ رها مي شوند به سمت بيرون  پرتاب  مي شوند. جزئيات برخورد به جهت دو كهكشان هنگام برخورد بستگي دارد. اما عموماً حاصل برخورد يك الگوي كهكشاني مارپيچي با دو بازوي باز است.

در مدل ها، كهكشان هايي كه فقط شامل ستارگان هستند بسيار زود به هم ملحق مي شوند( با يك گردش) و به شكل يك كهكشان بيضوي درمي آيند.شايد غير قابل تصور باشد،اما ستارگان منفرد در اين الحاق به هم برخورد نمي كنند چون كه اندازه ي

ستارگان نسبت به فاصله ي آنها از هم بسيار كوچك است. دو كهكشان كه از كنار هم مي گذرند مانند دو روح هستند كه در شب از كنار هم عبور مي كنند. بر هم كنش نيروي گرانشي حاصل از دو كهكشان  به طوري گسترش مي يابد كه  دو كهكشان  نهايتاً  به هم مي پيوندند.

شرح تصاویر : عكس هاي تلسكوپ فضايي هابل اين موضوع را كه چگونه برخورد ها باعث رمبش ابر هاي گازي مي شود را آشكار مي كند كه باعث ايجاد ستارگان آبي و داغ بي شماري به صورت خوشه ها مي شود .

اما حدود 10 % از جرم يك كهكشان مارپيچي واقعي به حالت گاز است كه اين كسر در اوايل تشكيل كهكشان بيشتر است. هنگامي كه مدل ساز ها گاز را به شبيه سازي هاي خود اضافه كردند، فهميدند كه بلافاصله اين گاز ها به سمت هسته ي كهكشان الحاقي كشيده مي شوند و باعث به وجود آمدن ستارگان يكي پس از ديگري مي شوند.

اسناد،بسيارشبيه به انفجار ستارگان دركهكشان هاي ملحق شونده ي Arp 220 در صورت فلكي مار است.

كهكشان هاي بزرگتر همچنين داراي يك سياه چاله ي بسيار چگال در مركزشان مي باشند. طي الحاق دو كهكشان، دو سياهچاله به سمت مركز كهكشان بيضوي تازه شكل گرفته كشيده مي شوند و باعث به وجود آمدن يك دوتايي بسيار نزديك مي شوند كه باعث از دست دادن انرژي مداري و فرستاده شدن ستارگان به مدارهاي بلندتر مي شود.

هنگامي كه دو سياه چاله به فاصله ي يك سال نوري هم مي رسند ، شروع به ملحق شدن از طريق گسيل امواج گرانشي مي كنند.

گاز هاي كشيده شده به داخل سياهچاله ي عظيم الجثه، تشكيل صفحه اي يكپارچه را مي دهد كه به طور باور نكردني شروع به درخشيدن مي كند كه مانند يك كوازار درخشان يا يك هسته ي فعال معمولي به نظر مي رسد. تمام اين پديده هاي جذاب هنگام برخورد آندرومدا با راه شيري اتفاق مي افتدوخورشيدبايد ازهمه ي آنها جان سالم به در ببرد.

براي گشتن به دنبال جزئيات بيشتر در مورد اين نمايشنامه، ما مجبوريم كه يك مدل بسازيم. در يك دهه ي گذشته Chris Mihos ، Lars Hernquist و من مدل ساده اي از اجزاي سيستم راه شيري-آندرومدا كه نمايانگر جرم آن ستارگان و ماده ي سياه بودند ساختيم. هدف ما تحقيق در مورد خواص دنباله ي كشندي بود. اين مدل شامل فاصله، سرعت شعاعي و جهت دو كهكشان و همچنين سرعت مماسي 20 كيلومتر در ثانيه در جهت گردش كهكشاني بود. اين شرايط كه اجازه ي رويارويي نزديكي كه باعث ايجاد دنباله ي كشندي بود  را مي داد.

در طي سالها ، من هر گاه كه ابر كامپيوتر هاي جديد در دسترس بودند روي اين مدل كار كرده ام. ظاهراً به عنوان آزماينده مسئله كه مي توانستم به ماشين ها و برنامه هاي جديد دسترسي داشته باشم. اما بيشتر براي سرگرمي خودم بود. شبيه سازي ها از حدود 30 هزار جزء در اواسط 1990 به 300 ميليون جزء رشد كرده اند كه در محاسبات اين مقاله به كار گرفته شده است. همچنين من نمايشي را از روي مدلمان طراحي كردم كه از منظر زمين است.

*چگونگی برخورد

 در حالي كه خورشيد به گردش خود دور هسته ي كهكشان ادامه مي دهد، و همچنان كه كهكشان ما به M31  نزديك مي شود، آسمان شب ما دائما به اجزاي كوچك تر قسمت مي شود. در حالي كه گردش خورشيد تقريبا شبيه دايره است ، شكل  معروف راه شيري  به طور قابل توجهي  تغيير  نمي كند. اما ابر كوچك صوفي تبديل به ابر بزرگ خواهد شد، و هر تماشا گر

آسمان از نماي بسته ي كهكشان ديگري كه آسمان را در بر گرفته لذت خواهد برد. شكل و بافت آندرومدا مانند راه شيري خواهد بود اما برآمدگي آن و بازوهاي مارپيچي آن به وضوح ديده خواهد شد.

هنگامي كه در 3 ميليارد سال بعد دو كهكشان هم پوشاني مي كنند، آندرومدا از نگاه ما  از لبه و به صورت كج ديده مي شود و تشكيل يك اشتراك از دو كهكشان مانند راه شيري راه در آسمان ما مي دهد. سپس آندرومدا دور خواهد شد؛ اما نيروي كشندي قوي باعث ايجاد يك الگوي دو بازويي مارپيچي با دنباله هاي كشندي طولاني مي شود. مانند آن چيزي كه ما در NGC 4038 و NGC4039 در صورت فلكي غراب مي بينيم. كشيدن هاله ي سياه راه شيري، انرژي مداري آندرومدا را كم مي كند و دور شدن آندرومدا را به چند صد هزار سال نوري محدود مي كند.M31 دوباره به سمت ماحركت خواهد كرد و اين دفعه در عرض چند صد ميليون سال به ما مي رسد. اين بار برخورد رو به رو خواهد بود و دو كهكشان رويارويي هاي بسيار نزديك و سريعي با هم خواهند داشت كه 100 ميليون سال به طول مي انجامد كه سرانجام به يك الحاق و تبديل به يك كهكشان بيضوي مي انجامد. كه توسط يك پوشش خوب و مواج و دو دنباله ي كشندي بلند احاطه شده است.

دقيقاً بعد از اولين رويارويي،نيروي گرانشي مركب باعث آشفته شدن مدار خورشيد مي شود كه سبب فرو رفتن خورشيد به سمت قلب كهكشان مي شود. آسمان شب ما دائماً در حال نوسان بين نگاه دور دو كهكشان مارپيچي تعامل كننده و آسماني متراكم و پر از ستارگان روشن خواهد بود در حالي كه ما در حال صعود به برآمدگي راه شيري هستيم.

شبيه سازي هاي ماشامل گاز هانمي شوداما نسخه ي مشابهي كه شامل تركيبي ازگازوستارگان است هم اكنون درمركزآسمان نماي برخوردهاي كيهاني زمين وفضا درنيويورك درحال نمايش است.برخورد دوديسك گازي به ناچارمنجربه انفجارستاره اي مي شود كه شمار ابر نواختر ها را از حدود 2 عدد در هر قرن به يكي در هر سال مي رساند. در حالي كه خورشيد از مركز كهكشان الحاقي مي گذرد ناظران مي توانند شاهد انفجار ساليانه ي ستارگان باشند كه مي تواند بسيار بيشتر از نورانيت ديگر ستارگان باشد. احتمال كمي هم وجود داردكه يك سوپرنوا(ابرنواختر)درنزديكي زمين منفجرشودوباعث به خطرانداختن حيات باقيمانده تاآن موقع بشود.

برخورد كهكشاني باعث ايجاد يك سياه چاله دو تايي بسيار نزديك مي شود كه در نهايت اعضاي آن با هم تركيب مي شوند. اما بر اساس محاسبات انجام شده سفر دروني آنها ممكن است ميليون ها سال طول بكشد تا به اين سرنوشت دچار شوند. با مدار جديد

خورشيد، ستاره ي ما ممكن است از فاصله ي دوري از دوتايي بگذرد و تصويري را از افق حادثه ي سياه چاله و شايد رشد ديسك تازه متولد شده به ما بدهد. حقيقتاً منظره ي جالبي براي تماشا خواهد بود اما ممكن است كه بسيار نزديك و تهديد آميز باشد.

گرانش دو هيولاي دوقلو ممكن است خورشيد را از كهكشان خارج كند و به جايي ببرد كه بتواند تنها وآرام در فضاي بين كهكشاني بميرد.افق اتفاق دريك سياه چاله ي بسيارچگال ممكن است به اندازه ي منظومه ي شمسي خودمان باشد اما شانس كمي وجود دارد كه خورشيد در امتداد مرز يكي از اين كرانه ها قرار بگيرد. در اين صورت تمام نشانه ها تمدن بشري به فراموشي سپرده خواهد شد و تنها يك اثر از ما باقي مي ماند: امواجي ناگهاني از تشعشعات گرانشي كه در كيهان با سرعت نور پخش مي شود. در زماني كه علم آزادانه با دين تركيب شده بود، او مشتاقانه در مورد اين جهان پهناور و جايگاه ما در آن فكر مي كرد: در اين آفريده ي بزرگ آسماني، انحلال يك جهان، مانند جهان ما، و يا انحلال تمام سيستم جهان، ممكن است براي خالق بزرگ طبيعت بيشتر از اتفاقات عادي در زندگي با ما نباشد، و در هر حالت، اين روزهاي نحس ممكن است مانند هر تولديامرگ هريك ازمابرروي زمين مكرر باشد.اين ايده مفهومي بسيارخوشحال كننده در خود دارد.اين كه من هيچگاه نمي توانم بر فراز ستارگان نگاه كنم بدون اينكه در شگفت باشم كه چرا تمام جهان ستاره شناس نمي شوند.حتي فكر كردن در مورد مرگ زمين بسيار غم انگيز است، اما ستاره شناس بريتانيايي Thomas Wright  در قرن 18 طور ديگري فكر مي كرد.

شرح تصاویر : مولف و همكارانش توانسته اند شبيه سازي از برخورد آندرومدا و راه شيري طراحي كنند. اين فريم ها تعامل دو كهكشان را در 44 ميليون سال نشان مي دهد. كهكشان ها به يك ديگر مي رسند و تشكيل دنباله و پل هاي كشندي را مي دهند. آنها سپس از يك ديگر جدا مي شوند تا خود را براي برخورد دوم و الحاق آماده كنند. نتيجه بصورت يك كهكشان بيضوي احاطه شده توسط لايه ها و امواج است. هر فريم ناحيه اي به اندازه ي عرض 1 ميليون سال نوري و ارتفاع 590 هزار سال نوري را نشان مي دهد.

علم بر این اعتقاد است که جهان در حال انبساط است و این انبساط 13.7 بیلیون سال پیش در عالم آغازشده است. مدارک زیادی برای تائید این نظریه وجود دارد، مانند: دور شدن کهکشان ها از ما، تابش زمینه کیهانی و وجود هیدروژن و هلیوم در جهان.

اما چه چیزی قبل از انفجار بزرگ رخ داده است؟ نظر به اینکه تمام مواد و انرژی در نقطه ای که جرم و چگالی در آن بینهایت بوده و همه به هم پیچیده بودند، تصور مشاهده قبل از این زمان و اینکه چه رخ داده است بسیار مشکل است.

مارتین بوجووالد و چند تن دیگر از کیهان شناسان از دانشگاه ایالت پن، تصور وقایع قبل از مهبانگ را امکان پذیر می دانند، تفکرات و ایده های او به صورت مقاله ای در مجله معتبر Nature Physics به چاپ رسیده است.

به عقیده او با استفاده از تکنیک های ریاضی با نام حلقه گرانش کوانتمی، که ترکیبی از نسبیت و مکانیک کوانتمی است می توان دیدی متفاوت نسبت به دوران اولیه جهان پیدا کرد. به اینصورت که نقطه آغاز که بینهایت کوچک و چگال بوده را می توان، در یک توپ که شامل مقداری چگالی و جرم است فشرده کرد.

محققان بر این باورند که قبل از وقوع مهبانگ، جهان درون این توپ کوچک متلاشی شده است و سپس، دوباره  دچار انبساطی شدید و قوی شده است. بر طبق این تئوری هندسه فضا زمان جهان قبل از مهبانگ بسیار شبیه به جهان امروز ما بوده است.