فیزیک ستارگان درقرآن

ستاره شناسان به کمک سه نشانه‌ی اساسی به مهبانگ هدایت شده اند. اوّلین و چشمگیرترین نشانه ها این است که کل عالم در حال انبساط است. همان طور که اشاره شد ادوین هابل در سال 1929 (1308 هـ. ش) کشف کرد که اجزای عمده‌ی سازنده‌ی عالم ـ‌کهکشان‌ها ـ مانند کهکشان خودمان ـ شبیه به ترکش‌های گلوله‌ی انفجاری کیهانی در لحظه‌ی‌پس از انفجار عظیمش، در حال گریختن از یکدیگرند.

اگر عالم در حال انبساط است، یک نتیجه اجتناب ناپذیر می نماید:عالم باید در گذشته کوچک‌تر بوده باشد. باید لحظه ای بوده باشد که این انفجار آغاز شده است: لحظه‌ی زایش عالم. اهمیّت واقعی کشف هابل در همین جاست. هر چند عالم قدیمی است، اما از ازل وجود نداشته است. اگر در خیال، این انفجار را به عقب برگردانیم، مانند فیلمی که به عقب بر می گردد، ستاره شناسان می توانند پی ببرند که عالم در پانزده میلیارد سال پیش، از بطن یک انفجار غول آسا، زاده شد.

اوّلین شاهدی که نظریه‌ی مهبانگ راتأییدمی کند، وجود تابش زمینه‌ی کیهانی، یعنی «پس ـ تاب» سرد شده آتشگوی مهبانگ است. عجب این که، این پس تاب هنوز هم برهر رخنه‌ی فضا، پس از گذشت پانزده میلیارد سال از آن رویداد نفوذ می کند. این آتشگوی که اکنون تا دمای 2/726 درجه‌ی کلوین (حدود ـc 273) سرد شده است، به صورت امواج رادیویی موج کوتاه، یا میکروموج، تجلّی پیدا می کند.

هر چند که تابش زمینه‌ی کیهانی، 99 درصد تمامی انرژی نورانی را در برمی گیرد که هم اکنون در عالم جاری است. اما این امر تا سال 1965 معلوم نشده بود، و کاملاً از روی تصادف به آن پی بردند. «آرنو پنزیاس»‌و «رابرت ویلسون»، دو ستاره شناس جوانی که در آزمایشگاه «بل» در نیوجرسی کار می کردند،به خاطر این کشف، مشترکاً جایزه‌ی نوبل سال 1978 در رشته‌ی فیزیک را از آن خود کردند.

 

در آغاز…

واپسین تکه از شواهدی که نوید دهنده‌ی نظریه‌ی مهبانگ است، عبارت ست از این دلیل که حدود 25 درصد جرم عالم به‌صورت عنصرهلیم است. هرچند که اکثر عناصر، مانند کربن و آهن را، حاصل هیدروژن می دانند که بر اثر واکنش هسته ای در داخل ستارگان به وجود می‌آیند، اما طول عمر عالم کافی نبوده است تا ستارگان فرصت داشته باشند چنین مقدار‌زیادی هلیم بسازند. موجّه ترین توضیح برای این موضوع عجیب و غریب این است که در زمانی که در گذشته تمامی عالم از یک مرحله‌ی چگال داغ عبور کرد که طی آن بر اثر واکنش‌های هسته‌ای قسمت اعظم هلیم از هیدروژن ساخته شد. محاسبات نشان می‌دهند که در این مرحله (یافاز) ـ یعنی مهبانگ داغ ـ تقریباً 25 درصد جرم عالم، به طوری که مشاهده شده،به هلیم تبدیل شده است.

گیورگی (ژرژ) گاموف، فیزیکدان آمریکایی روس تبار، نخستین کسی بود که پی برد این مهبانگ یک مهبانگ داغ بوده است. علّت داغ بودن مهبانگ همان است که هوای داخل تلمبه‌ی دوچرخه در هنگام متراکم شدن، گرم می شود. در سال‌های 1940، گاموف با بهره گیری از فیزیک هسته ای، یعنی فیزیک ماده در دمای میلیون‌ها و میلیاردها درجه، به خاطر فهم آنچه که در چند دقیقه‌ی اوّل پیدایش عالم در آن پیش آمده، دقیقاً همین کار را انجام داد. گاموف به فیزیکدانان نشان داده است که چگونه به لحظه های اولیه مهبانگ «بنگرند». فیزیکدانان امروزی، به پیروی از وی، دانش خود را درباره‌ی ماده در دمایِ تریلیون‌ها درجه و حتی بیشتر به کار می بندند، که از آزمایش‌هایشان در شتابگرهای غول پیکر ذرات استنتاج کرده اند. اما، در حالی که گاموف در چند و چون، چند دقیقه پس از مهبانگ کند و کاو کرد، آنان شرایط نخستین هزارم‌های یک ثانیه‌ی اوّل و پیش از آن را با اطمینان پیش بینی می کنند. میراث گاموف این است: ما اکنون پی می‌بریم که پاسخ این پرسش غایی که منشأ عالم کجاست، فقط به کمک فیزیک ذرات انرژی بالا داده می شود.

عالم اوّلیه پاتیل جوشانی مملو از تابش الکترومغناطیسی، به شکل بسته های کوچک انرژی به نام فوتون، و ذرات میکروسکوپی مادّه بود. با اُفت دما، چون انرژی موجود برای ساختن ذرات از فوتون روبه کاهش نهاد، مخلوط ذراتی که بر عالم تسلط داشت، دستخوش تغییری بی وقفه شد….

اما در زمانی که یک هزارم ثانیه از عمر عالم می گذشت و دما به حدود هزار میلیارد درجه اُفت کرده بود، عالم پراز ذرات عجیب و غریبی بود که امروزه می توان به طور زودگذری آنها را در شتابگرهای ذرات تولید کرد. کوارک‌ها، اجزای تشکیل دهنده‌ی ذرات آشنای نوترون و پروتون از آن جمله اند.

 

بعد از آن که حدود یک هزارم ثانیه از عمر عالم گذشت. ذرات آشنا:فوتون‌ها، الکترون‌ها، پوزیترون‌ها و نوترینوها بر آن مسلط شدند. کوارک‌ها به صورت سه تایی کنار هم قرار گرفتند تا نوترون‌ها و پروتون‌ها ساخته شوند.

رویداد مهم بعدی در تاریخ عالم وقتی اتفاق افتاد که عالم حدود صد ثانیه عمر داشت و دمای آن فقط به یک میلیارد درجه افت کرده بود. پروتون‌ها و نوترون‌ها اکنون چندان آهسته حرکت می کردند که مدتی طولانی درمجاورت یکدیگر توقف کنند تا چسب هسته آنها محکم شود. همین نیروست که پروتون‌ها و نوترون‌ها را در هسته‌ی اتم به یکدیگر می چسباند. بدین‌سان دوران «سنتز هسته ای» آغاز شد، در این دوره، هسته های اتمی سبک تشکیل شدند. این هسته ها شامل هلیم، دوّمین اتم سبک موجود در طبیعت، با دو پروتون و دو نوترون ، همراه با سایر عناصر سبکی چون «لیتیم» بودند….

رویداد مهم بعدی در حیات اوّلیه عالم عبارت بود از تشکیل اتم‌ها در حدود سیصد‌‌هزار سال پس از مهبانگ، وقتی دمای عالم تا سی‌هزار درجه افت کرده بود، که تقریباً معادل دمای سطح خورشید است، سرانجام به اندازه‌ی کافی سرد شده بود که اتم‌ها بتوانند تشکیل شوند….

و اما دوران واپسین پراکندگی، اهمیتش در این است که لحظه ای را مشخص کرده است که ماده و تابش مسیرهای جداگانه ای پیمودند. تا آن زمان، فوتون‌ها ذرات ماده را به همان سرعتی از هم جدا می کردند که این ذرات می توانستند، به هم نزدیک شوند. فقط وقتی ماده سرانجام از قید استبداد تابش رها شد، تحت گرانش شروع به توده شدن کرد و کهکشان‌ها را شکل داد…3

ملاحظه فرمودید که تمام کائنات اعم از زمین و ماه و خورشید و منظومه شمسی و کهکشان راه شیری و میلیاردها کهکشان وستاره و سیاره و قمر دیگر در آغاز آفرینش همه به هم فشرده بودند. به طوری که در-43 10 ثانیه بعد از انفجار بزرگ تمام کائنات درگلوله‌ی کوچکی جای داشته که تجسم آن در ذهن آدمی مشکل است. قطر این گلوله-32 10 سانتی متر بوده است. یعنی میلیاردها میلیاردها میلیاردها بار کوچک‌تر از هسته‌ی یک اتم. وزن مخصوص و درجه‌ی حرارت این گلوله غیر قابل تصور است. به طور مثال حرارت آن-32 10 درجه بوده یعنی عدد یک و به دنبال آن سی و دو صفر. اما چه چیزی قبل از این لحظه‌ی آفرینش رخ داده است؟ به نظر می رسد که علم قادر به توصیف یا حتی تصور چیزی منطقی، در عمیق ترین مفهوم کلمه، در لحظه‌ی ابتدایی نیست. هنگامی که هنوز زمان در صفر مطلق بوده و هنوز هیچ چیزی رخ نداده بوده است. در واقع فیزیکدانان تا همین لحظه‌ی-43 10 ثانیه پیش می روند، نه فراتر از آن وبه «دیوار پلانک»‌معروف برخورد می کنند که از پشت آن خبر ندارند.4

در اینجا یکبار دیگر آیه‌ی فوق را مرور می کنیم:

… انّ السّموات والارض کانتا رتقاً ففتقناهما

… آسمان‌ها و زمین بهم پیوسته بودند ما آنجا را از هم شکافتیم….

 

نویسنده: سیّد محمد حسین امیدیانی

تنظیم: گروه دین و اندیشه تبیان

/ 2 نظر / 35 بازدید
راحیل

لحظه ابتدایی..."هنگامی که هنوز زمان در صفر مطلق بوده و هنوز هیچ چیزی رخ نداده بوده است. در واقع فیزیکدانان تا همین لحظه‌ی-43 10 ثانیه پیش می روند، نه فراتر از آن وبه «دیوار پلانک»‌معروف برخورد می کنند که از پشت آن خبر ندارند." خیلی پست جذابی بود.کاش پست های "قرآن و فیزیک"رو مرتب می گذاشتید یعنی مثلا ماهی یکبار لااقل. لذت بردیم.[گل][گل]