×

LingQをより快適にするためCookieを使用しています。サイトの訪問により同意したと見なされます cookie policy.


image

Arantik | Science and Technology, نظریه بیگ بنگ و انبساط جهان (2)

نظریه بیگ بنگ و انبساط جهان (2)

یکی از ایراداتی که به این نظریه وارد می‌کنن اینه که قانون اول ترمودینامیک رو نقض می‌کنه.

این قانون حرفش اینه که ماده یا انرژی نمی‌تونه از هیچ به وجود بیاد، یا اینکه نابود بشه و هیچ بشه.

طرفدارای بیگ‌بنگ جوابشون اینه که این نظریه کاری به این نداره که جهان

از هیچ به وجود اومده یا نه، بلکه فقط روی این موضوع تمرکز داره که چطور

از اون شرایط اولیه‌ای که داشته به اینجا رسیده، یعنی در واقع

فقط تکامل جهان رو توضیح میده نه خلقتشو.

از طرفی هم زمانی که به لحظات اولیه‌ی بعد از انفجار بزرگ برمی‌گردیم قوانین فعلی فیزیک

اونجا اعتباری ندارن، چون این قوانین بعد از انفجار بزرگ ایجاد شدن.

پس اینکه بگیم بیگ‌بنگ قانون اول ترمودینامیک رو نقض می‌کنه بی‌معنیه

چون اون موقع اصلا چنین قانونی وجود نداشته که بخواد نقض بشه.

ایراد دیگه‌ای که بهش وارد می‌کنن، اون نقاط مبهمشه.

یعنی با اینکه جواب خیلی از سوالا رو میده اما هنوزم ابهاماتی داره که راه‌حلی براشون نداریم.

مثلا اینکه چرا باید مقدار ذرات از پادذرات یه کم بیشتر باشه،

در نتیجه وقتی همدیگه رو نابود می‌کنن در نهایت یه مقداری از

ذرات باقی بمونه و جهان فعلی رو تشکیل بدن.

یا مثلا چیزایی مثل ماده‌ی تاریک و انرژی تاریک که فکر می‌کنیم باید

وجود داشته باشن اما هیچ راهی برای شناختشون نداریم.

یعنی معلوم نیست که آیا از اول، راه رو اشتباه اومدیم که به اینجا رسیدیم و

نمی‌تونیم جوابی برای اینا پیدا کنیم، یا اینکه راه رو درست اومدیم اما زمان

بیشتری لازمه تا بتونیم ماهیت ماده و انرژی تاریک رو کشف کنیم.

مساله‌ی بعدی اینه که بیگ‌بنگ پیش‌بینی می‌کنه که اون لحظات اولیه‌ی بعد از انفجار،

جهان با سرعتی خیلی بیشتر از سرعت نور منبسط شده.

در صورتی که نسبیت خاص میگه هیچ چیزی نمی‌تونه سریع‌تر از نور حرکت کنه.

جواب طرفدارای بیگ‌بنگ برای این مشکل اینه که وقتی که می‌گیم جهان

با سرعتی بالاتر از سرعت نور منبسط شده، یعنی فضا با این سرعت منبسط شده

نه اینکه ماده‌ی داخل این فضا با سرعتی بالاتر از سرعت نور حرکت کرده باشه.

برای انبساط خود فضا محدودیتی وجود نداره، چون ماده نیست.

غیر از اینا چند تا ایراد دیگه هم به نظریه‌ی بیگ‌بنگ

وارد می‌کنن که دیگه فرصت نمیشه همه‌شونو توی این ویدیو توضیح بدم.

حالا بریم سراغ چند تا از سوالاتی که این نظریه پیش میاره.

اولین سوال اینه که انبساط جهان تا کی قراره ادامه داشته باشه؟

در مورد اینکه سرنوشت نهایی جهان چی میشه نظرات مختلفی هست.

قبلا فکر می‌کردیم هرچی می‌گذره سرعت این انبساط، کمتر و کمتر میشه.

اما الان می‌دونیم که اتفاقا برعکس هرچی میگذره سرعتش بیشتر میشه،

یعنی جهان داره به صورت شتابدار منبسط میشه.

یکی از چیزایی که برای توضیح این انبساط شتابدار ارائه شد، مفهوم انرژی تاریک بود،

یعنی این انرژی ناشناخته داره باعث این اتفاق میشه.

قبل از فهمیدن این موضوع، نظر بعضی از دانشمندا این بود که این انبساط

همینطور ادامه پیدا می‌کنه تا اینکه به حداکثر مقدار خودش می‌رسه،

بعد دوباره شروع می‌کنه به جمع شدن تا اینکه در نهایت

برمی‌گرده به همون وضعیت اولیه‌اش.

این اتفاق معروفه به Big Crunch ، خرد شدن بزرگ، که تو فارسی بهش میگن مِه‌رُمب.

حالت دیگه‌ای که می‌تونست اتفاق بیفته این بود که این انبساط

همینطور کندتر و کندتر میشه اما هیچوقت متوقف نمیشه.

در نهایت تمام گازهای هیدروژن و هلیوم توسط ستاره‌ها سوخته میشن و

چیزی باقی نمی‌مونه جز سیاهچاله‌ها و ستاره‌های نوترونی و کوتوله‌های سفید.

در نتیجه دمای جهان کم‌کم نزدیک میشه به صفر مطلق

که به این اتفاق میگن Big Freeze، انجماد بزرگ.

یه ایده‌ی دیگه که معروفه به Big Bounce یا جهش بزرگ،

اینه که جهان دائما دچار انبساط و انقباض میشه، یعنی ممکنه قبل از جهان ما

جهان دیگه‌ای وجود داشته که بعد از اینکه تا ماکزیمم خودش منبسط شده

دچار انقباض شده، به فشرده‌ترین حالت رسیده بعد دوباره یه بیگ‌بنگ دیگه اتفاق افتاده و

یه جهان جدید شروع به انبساط کرده و این قضیه همینجوری پشت سر هم تکرار میشه.

اما بعد از اینکه پای انبساط شتابدار وسط اومد، قضیه خیلی پیچیده‌تر شد.

طبق قانون هابل، هرچی کهکشان‌ها فاصله‌شون

از ما بیشتر باشه، با سرعت بیشتری از ما دور میشن.

این باعث میشه که قسمت‌هایی از جهان که خیلی خیلی از ما فاصله دارن،

حتی با سرعت بالاتر از سرعت نور از ما دور بشن.

نتیجه‌ش این میشه که هرچقدر هم که بگذره،

نور این قسمت‌ها زمان کافی نداره تا به ما برسه.

یعنی ارتباط ما باهاشون عملا قطعه، هیچ راهی برای شناختنشون نداریم.

اون محدوده‌ای از جهان که توی این 13.8 میلیارد سال عمر جهان،

نورشون فرصت کافی داشته تا به ما برسه، معروفه به

جهان قابل‌مشاهده (Observable Universe).

می‌تونیم به صورت یه کره در نظر بگیریمش که مرکزش زمینه.

قطر جهان قابل مشاهده رو تقریبا 92 میلیارد سال نوری تخمین می‌زنن.

اینجا این سوال پیش میاد که چرا اندازه‌ی جهان قابل مشاهده از عمر کل جهان بیشتره؟

جواب این سوال هم دوباره برمی‌گرده به همون بحث

انبساط جهان با سرعت بالاتر از سرعت نور.

یعنی اگه قرار بود سرعت انبساط فضا هم محدود به سرعت نور باشه،

الان شعاع کل جهان باید کمتر از 13.8 میلیارد سال نوری می‌‌بود،

در صورتی که خیلی بیشتر از این حرفاست.

سوال جالب بعدی که پیش میاد اینه که اگه جهان ما از یه نقطه شروع شده،

این نقطه الان کجاست؟

یعنی می‌تونیم یه محل مشخصی رو به عنوان محل اتفاق افتادن

بیگ‌بنگ مشخص کنیم؟ جواب منفیه.

چون این فضایی که ما می‌شناسیم خودش محصول بیگ‌بنگه.

اینطور نبوده که بیگ‌بنگ یه انفجاری بوده باشه که داخل یه فضای خالی اتفاق افتاده.

اصلا بیرون از بیگ‌بنگ هیچ چیزی نبوده، نه فضا، نه زمان، نه هیچ چیز دیگه.

شاید این کلمه‌ی انفجار یه مقداری باعث اشتباه میشه چون در واقع

انفجاری به شکلی که روی زمین یا جاهای دیگه می‌بینیم در کار نبوده،

این جهان هستی بوده که با یه سرعت وحشتناکی

منبسط شده و همچنانم داره به این کار ادامه میده.

پس زمانی که جهان هستی مثلا اندازه‌ی یدونه توپ فوتبال بوده

تمام اون فضای داخل توپ میشه گفت محل اتفاق افتادن بیگ‌بنگ بوده.

الانم همونه فقط ابعادش خیلی بزرگتر شده، یعنی بیگ‌بنگ همه جا اتفاق افتاده،

چه اینجایی که منم، چه اونجایی که شمایید، چه هرجای دیگه‌ای توی جهان هستی.

ما داخل خود بیگ‌بنگیم!

بحث امروز یکی از اون بحث‌هایی بود که هرچی بیشتر

بهش فکر می‌کنی سوالاتی که توی ذهنت میاد بیشتر میشه.

وقتی که بدونیم دنیا چطوری به وجود اومده، چرا به وجود اومده،

چرا به این شکل فعلی رسیده، دنیاهای دیگه‌ای هم وجود دارن یا فقط همین یکیه،

وقتی که جواب اینا رو بدونیم خیلی چیزا توی زندگی ما تحت‌تاثیر قرار می‌گیره.

شاید بعضی‌ها نظرشون این باشه که وقتی که انقدر کم می‌دونیم،

انقدر اطلاعاتمون ناقصه، خب چه کاریه اصلا که اینقدر خودمون رو اذیت کنیم

به چیزایی فکر کنیم که قرار نیست ازشون سر در بیاریم.

به نظرم یه دلیل این طرز فکر، ترس از ناشناخته‌هاست که توی وجود همه‌مون هست،

من شخصا ترجیح میدم تا وقتی که هستم به این چیزا فکر کنم،

نظر دانشمندای مختلف رو بخونم، نیازی هم نیست

از همه چیز سر در بیارم، اصلا امکانش نیست.

کافیه از مسیر لذت ببریم به جای اینکه همه‌ش به فکر رسیدن به مقصد باشیم.

شما هم لطفا نظر خودتونو توی کامنت‌ها بنویسید،

لایک و کامنت شما کمک خیلی بزرگی می‌کنه به من، تا ویدیوی بعدی یادت باشه که

بدون هیچ ترسی سوال بپرس.


نظریه بیگ بنگ و انبساط جهان (2) The Big Bang theory and the expansion of the universe (2) La théorie du Big Bang et l'expansion de l'univers (2) Big Bang-teorin och universums expansion (2)

یکی از ایراداتی که به این نظریه وارد می‌کنن اینه که قانون اول ترمودینامیک رو نقض می‌کنه.

این قانون حرفش اینه که ماده یا انرژی نمی‌تونه از هیچ به وجود بیاد، یا اینکه نابود بشه و هیچ بشه.

طرفدارای بیگ‌بنگ جوابشون اینه که این نظریه کاری به این نداره که جهان

از هیچ به وجود اومده یا نه، بلکه فقط روی این موضوع تمرکز داره که چطور

از اون شرایط اولیه‌ای که داشته به اینجا رسیده، یعنی در واقع

فقط تکامل جهان رو توضیح میده نه خلقتشو.

از طرفی هم زمانی که به لحظات اولیه‌ی بعد از انفجار بزرگ برمی‌گردیم قوانین فعلی فیزیک

اونجا اعتباری ندارن، چون این قوانین بعد از انفجار بزرگ ایجاد شدن.

پس اینکه بگیم بیگ‌بنگ قانون اول ترمودینامیک رو نقض می‌کنه بی‌معنیه

چون اون موقع اصلا چنین قانونی وجود نداشته که بخواد نقض بشه.

ایراد دیگه‌ای که بهش وارد می‌کنن، اون نقاط مبهمشه.

یعنی با اینکه جواب خیلی از سوالا رو میده اما هنوزم ابهاماتی داره که راه‌حلی براشون نداریم.

مثلا اینکه چرا باید مقدار ذرات از پادذرات یه کم بیشتر باشه،

در نتیجه وقتی همدیگه رو نابود می‌کنن در نهایت یه مقداری از

ذرات باقی بمونه و جهان فعلی رو تشکیل بدن.

یا مثلا چیزایی مثل ماده‌ی تاریک و انرژی تاریک که فکر می‌کنیم باید

وجود داشته باشن اما هیچ راهی برای شناختشون نداریم.

یعنی معلوم نیست که آیا از اول، راه رو اشتباه اومدیم که به اینجا رسیدیم و

نمی‌تونیم جوابی برای اینا پیدا کنیم، یا اینکه راه رو درست اومدیم اما زمان

بیشتری لازمه تا بتونیم ماهیت ماده و انرژی تاریک رو کشف کنیم. More is needed to discover the nature of matter and dark energy.

مساله‌ی بعدی اینه که بیگ‌بنگ پیش‌بینی می‌کنه که اون لحظات اولیه‌ی بعد از انفجار، The next issue is that the Big Bang predicts that those initial moments after the explosion,

جهان با سرعتی خیلی بیشتر از سرعت نور منبسط شده. The universe is expanding at a speed much faster than the speed of light.

در صورتی که نسبیت خاص میگه هیچ چیزی نمی‌تونه سریع‌تر از نور حرکت کنه.

جواب طرفدارای بیگ‌بنگ برای این مشکل اینه که وقتی که می‌گیم جهان The answer of Big Bang fans for this problem is that when we say the world

با سرعتی بالاتر از سرعت نور منبسط شده، یعنی فضا با این سرعت منبسط شده It expanded at a speed higher than the speed of light, that is, space expanded at this speed

نه اینکه ماده‌ی داخل این فضا با سرعتی بالاتر از سرعت نور حرکت کرده باشه.

برای انبساط خود فضا محدودیتی وجود نداره، چون ماده نیست.

غیر از اینا چند تا ایراد دیگه هم به نظریه‌ی بیگ‌بنگ Apart from this, there are several other objections to the Big Bang theory

وارد می‌کنن که دیگه فرصت نمیشه همه‌شونو توی این ویدیو توضیح بدم. They say that I won't have time to explain them all in this video.

حالا بریم سراغ چند تا از سوالاتی که این نظریه پیش میاره. Now let's go to some of the questions that this theory raises.

اولین سوال اینه که انبساط جهان تا کی قراره ادامه داشته باشه؟ The first question is how long will the expansion of the world continue?

در مورد اینکه سرنوشت نهایی جهان چی میشه نظرات مختلفی هست. There are different opinions about what will be the final fate of the world.

قبلا فکر می‌کردیم هرچی می‌گذره سرعت این انبساط، کمتر و کمتر میشه. We used to think that whatever happens, the speed of this expansion becomes less and less.

اما الان می‌دونیم که اتفاقا برعکس هرچی میگذره سرعتش بیشتر میشه،

یعنی جهان داره به صورت شتابدار منبسط میشه.

یکی از چیزایی که برای توضیح این انبساط شتابدار ارائه شد، مفهوم انرژی تاریک بود،

یعنی این انرژی ناشناخته داره باعث این اتفاق میشه. This means that this unknown energy is causing this to happen.

قبل از فهمیدن این موضوع، نظر بعضی از دانشمندا این بود که این انبساط

همینطور ادامه پیدا می‌کنه تا اینکه به حداکثر مقدار خودش می‌رسه، It continues until it reaches its maximum value.

بعد دوباره شروع می‌کنه به جمع شدن تا اینکه در نهایت Then it starts to gather again until finally

برمی‌گرده به همون وضعیت اولیه‌اش. It returns to its original state.

این اتفاق معروفه به Big Crunch ، خرد شدن بزرگ، که تو فارسی بهش میگن مِه‌رُمب.

حالت دیگه‌ای که می‌تونست اتفاق بیفته این بود که این انبساط

همینطور کندتر و کندتر میشه اما هیچوقت متوقف نمیشه.

در نهایت تمام گازهای هیدروژن و هلیوم توسط ستاره‌ها سوخته میشن و

چیزی باقی نمی‌مونه جز سیاهچاله‌ها و ستاره‌های نوترونی و کوتوله‌های سفید.

در نتیجه دمای جهان کم‌کم نزدیک میشه به صفر مطلق

که به این اتفاق میگن Big Freeze، انجماد بزرگ.

یه ایده‌ی دیگه که معروفه به Big Bounce یا جهش بزرگ،

اینه که جهان دائما دچار انبساط و انقباض میشه، یعنی ممکنه قبل از جهان ما This is that the world is constantly expanding and contracting, which means it may be before our world

جهان دیگه‌ای وجود داشته که بعد از اینکه تا ماکزیمم خودش منبسط شده Another universe existed after it expanded to its maximum

دچار انقباض شده، به فشرده‌ترین حالت رسیده بعد دوباره یه بیگ‌بنگ دیگه اتفاق افتاده و It contracted, reached the most compressed state, and then another big bang happened

یه جهان جدید شروع به انبساط کرده و این قضیه همینجوری پشت سر هم تکرار میشه.

اما بعد از اینکه پای انبساط شتابدار وسط اومد، قضیه خیلی پیچیده‌تر شد.

طبق قانون هابل، هرچی کهکشان‌ها فاصله‌شون According to Hubble's law, whatever the galaxies are, their distance

از ما بیشتر باشه، با سرعت بیشتری از ما دور میشن.

این باعث میشه که قسمت‌هایی از جهان که خیلی خیلی از ما فاصله دارن،

حتی با سرعت بالاتر از سرعت نور از ما دور بشن.

نتیجه‌ش این میشه که هرچقدر هم که بگذره، The result is that no matter how much time passes,

نور این قسمت‌ها زمان کافی نداره تا به ما برسه.

یعنی ارتباط ما باهاشون عملا قطعه، هیچ راهی برای شناختنشون نداریم.

اون محدوده‌ای از جهان که توی این 13.8 میلیارد سال عمر جهان،

نورشون فرصت کافی داشته تا به ما برسه، معروفه به Their light has had enough time to reach us, it is known as

جهان قابل‌مشاهده (Observable Universe).

می‌تونیم به صورت یه کره در نظر بگیریمش که مرکزش زمینه.

قطر جهان قابل مشاهده رو تقریبا 92 میلیارد سال نوری تخمین می‌زنن.

اینجا این سوال پیش میاد که چرا اندازه‌ی جهان قابل مشاهده از عمر کل جهان بیشتره؟

جواب این سوال هم دوباره برمی‌گرده به همون بحث

انبساط جهان با سرعت بالاتر از سرعت نور.

یعنی اگه قرار بود سرعت انبساط فضا هم محدود به سرعت نور باشه،

الان شعاع کل جهان باید کمتر از 13.8 میلیارد سال نوری می‌‌بود،

در صورتی که خیلی بیشتر از این حرفاست.

سوال جالب بعدی که پیش میاد اینه که اگه جهان ما از یه نقطه شروع شده،

این نقطه الان کجاست؟

یعنی می‌تونیم یه محل مشخصی رو به عنوان محل اتفاق افتادن

بیگ‌بنگ مشخص کنیم؟ جواب منفیه.

چون این فضایی که ما می‌شناسیم خودش محصول بیگ‌بنگه.

اینطور نبوده که بیگ‌بنگ یه انفجاری بوده باشه که داخل یه فضای خالی اتفاق افتاده.

اصلا بیرون از بیگ‌بنگ هیچ چیزی نبوده، نه فضا، نه زمان، نه هیچ چیز دیگه.

شاید این کلمه‌ی انفجار یه مقداری باعث اشتباه میشه چون در واقع

انفجاری به شکلی که روی زمین یا جاهای دیگه می‌بینیم در کار نبوده،

این جهان هستی بوده که با یه سرعت وحشتناکی

منبسط شده و همچنانم داره به این کار ادامه میده.

پس زمانی که جهان هستی مثلا اندازه‌ی یدونه توپ فوتبال بوده

تمام اون فضای داخل توپ میشه گفت محل اتفاق افتادن بیگ‌بنگ بوده.

الانم همونه فقط ابعادش خیلی بزرگتر شده، یعنی بیگ‌بنگ همه جا اتفاق افتاده،

چه اینجایی که منم، چه اونجایی که شمایید، چه هرجای دیگه‌ای توی جهان هستی.

ما داخل خود بیگ‌بنگیم!

بحث امروز یکی از اون بحث‌هایی بود که هرچی بیشتر

بهش فکر می‌کنی سوالاتی که توی ذهنت میاد بیشتر میشه.

وقتی که بدونیم دنیا چطوری به وجود اومده، چرا به وجود اومده،

چرا به این شکل فعلی رسیده، دنیاهای دیگه‌ای هم وجود دارن یا فقط همین یکیه،

وقتی که جواب اینا رو بدونیم خیلی چیزا توی زندگی ما تحت‌تاثیر قرار می‌گیره.

شاید بعضی‌ها نظرشون این باشه که وقتی که انقدر کم می‌دونیم،

انقدر اطلاعاتمون ناقصه، خب چه کاریه اصلا که اینقدر خودمون رو اذیت کنیم

به چیزایی فکر کنیم که قرار نیست ازشون سر در بیاریم.

به نظرم یه دلیل این طرز فکر، ترس از ناشناخته‌هاست که توی وجود همه‌مون هست،

من شخصا ترجیح میدم تا وقتی که هستم به این چیزا فکر کنم،

نظر دانشمندای مختلف رو بخونم، نیازی هم نیست

از همه چیز سر در بیارم، اصلا امکانش نیست.

کافیه از مسیر لذت ببریم به جای اینکه همه‌ش به فکر رسیدن به مقصد باشیم.

شما هم لطفا نظر خودتونو توی کامنت‌ها بنویسید،

لایک و کامنت شما کمک خیلی بزرگی می‌کنه به من، تا ویدیوی بعدی یادت باشه که

بدون هیچ ترسی سوال بپرس.