مه‌بانگ: تفاوت میان نسخه‌ها

[[پرونده:Universe expansion2.png|241px|بندانگشتی|برطبق نظریهنظریهٔ مه‌بانگ، جهان از یک وضعیت بسیار چگال و داغ شروع به انبساط نمود و همچنان در حال انبساط است.]]

بنا بر این نظریه بیان می‌کند که گیتی از یک وضعیت بسیار چگال (متراکم) نخستین آغاز شده و در گذر زمان [[انبساط جهان|انبساط]] یافته‌است<ref name=HTUW>{{Cite serial |title=How the Universe Works#Season 3|How The Universe Works 3|episode=First Second of the Big Bang |network=Discovery Science |سال=2014}}</ref><ref>{{یادکرد وب|عنوان=Big-bang model|ترجمه عنوان=مدل مه بانگ|زبان = en|نشانی=http://www.britannica.com/EBchecked/topic/64893/big-bang-model|پیوند=[[دانشنامه بریتانیکا|Encyclopedia Britannica]]|بازبینی=11 February 2015}}</ref>

اگر در زمان به عقب برگردیم، به نقطه‌ای در گذشته می‌رسیم که در آن قوانین فیزیکی شناخته‌شده کارایی خود را از دست می‌دهند و [[تکینگی گرانشی|نقطه تکینگی]] نام دارد. این نقطه، نقطهنقطهٔ پیدایش گیتی است و بر اساس اندازه‌گیری‌های جدید، این لحظه تقریباً ۱۳٫۸ میلیارد سال پیش رخ داده‌است و از این رو [[سن جهان|سن گیتی]] ۱۳٫۸ میلیارد سال تخمین زده می‌شود.<ref name="esa">{{یادکرد وب

از زمانی که [[ژرژ لومتر]]، کشیش و اخترشناس بلژیکی، برای نخستین بار در سال ۱۹۲۷ متوجه شد که انبساط جهان را می‌توان در زمان رو به عقب دنبال نمود تا به نقطه اولیه رسید، تاکنون دانشمندان متعددی بر پایه ایدهایدهٔ انبساط جهان نظریه‌پردازی کرده‌اند. اگرچه در ابتدا جامعهجامعهٔ علمی به دو دسته طرفداران نظریه مه‌بانگ و [[نظریه حالت پایدار]] تقسیم می‌شد، اما [[شواهد تجربی]] کشف‌شده در گذر زمان، درستی نظریه مه‌بانگ را تأیید می‌کنند.<ref>{{یادکرد کتاب

در سال ۱۹۲۹، [[ادوین هابل]] با بررسی پدیدهپدیدهٔ [[انتقال به سرخ]] در کهکشان‌ها به این نتیجه دست یافت که کهکشان‌ها در حال دور شدن از یکدیگر هستند. این کشف مهمی بود که با فرضیهفرضیهٔ جهان دررو حالبه انبساط سازگار بود. در سال ۱۹۶۴ [[تابش زمینه کیهانی]] کشف شد، که مدرکی کلیدی در تأیید مدل مه‌بانگ محسوب می‌شد، زیرا این نظریه وجود تابش پس‌زمینه در سراسر جهان را پیش از کشف آن پیش‌بینی کرده‌بود. به تازگی، بررسی انتقال به سرخ در ابرنواخترها نشان داد که [[جهان شتاب‌دار|سرعت انبساط گیتی]] نیز دررو حالبه افزایش است. دلیل افرایش سرعت انبساط گیتی، وجود [[انرژی تاریک]] است.<ref name="peebles">{{یادکرد ژورنال|نام=Peebles, P. J. E. and Ratra, Bharat |زبان = en|عنوان=The cosmological constant and dark energy|سال=2003|ژورنال=Reviews of Modern Physics|arxiv=astro-ph/0207347|دوره=75|شماره=2|صفحه=559–606|doi = 10.1103/RevModPhys.75.559|bibcode=2003RvMP...75..559P}}</ref>

[[ادوین هابل]]، اخترشناس آمریکایی مشاهده نمود که میان فاصله ما تا کهکشان‌های دوردست و میزان [[انتقال به سرخ]] آن‌ها رابطهرابطهٔ محکمی وجود دارد. این مشاهده این‌گونه تفسیر شد که تمام کهکشان‌ها در حال دور شدن از ما هستند و سرعت دورشدن آن‌ها با فاصله‌شان از ما متناسب است: بدونصرف توجهنظر بهاز جهتشان، هر چه دورتر باشند، سرعت دور شدنشان نیز بیشتر است.<ref name="hubble">{{یادکرد ژورنال

اما اگر [[اصل کوپرنیکی]]([[زمین]] در مرکز [[گیتی]] نیست) را بپذیریم، تنها توضیح ممکن این است که تمام نواحی قابل مشاهدهمشاهدهٔ فضا در حال دور شدن از تمام نواحی دیگر هستند. پس امروزه می‌دانیم که فاصلهفاصلهٔ میان کهکشان‌ها همواره در حال افزایش بوده‌است، و این یعنی در گذشته آن‌ها به هم نزدیک‌تر بوده‌اند. انبساط دائمی گیتی بدین معنی است که گیتی در گذشته فشرده‌تر و داغ‌تر بوده‌است.

این نقطه یک نقطهنقطهٔ [[تکینگی گرانشی]] است و نشان می‌دهد که [[نظریه نسبیت]] عام و سایر [[قانون (فیزیک)|قوانین فیزیک]] در این نقطه با شکست مواجه می‌شوند و قابل استفاده در مورد این نقطه از زمان نیستند. اینکه با برونیابی تا چه اندازه می‌توانیم به این نقطه نزدیک شویم جای بحث دارد اما قطعاً نمی‌توانیم از پایان [[دوره پلانک]] به این نقطه نزدیکتر شویم. گاهی این نقطه [[تکینگی]]، با نام مه‌بانگ خوانده می‌شود.<ref>{{یادکرد کتاب

ردیف‌های مستقلی از شواهد تجربی از [[ابرنواختر نوع Ia|ابر نو اخترهای نوع Ia]] و [[تابش زمینه کیهانی]] بر این واقعیت دلالت دارند که گیتی امروزه توسط گونه اسرارآمیزی از انرژی به نام [[انرژی تاریک]] تسخیر شده‌است که ظاهراً در تمام فضا پخش شده‌است. مشاهدات پیشنهاد می‌دهند که ۷۳٪ از کل چگالی انرژی گیتی از انرژی تاریک تشکیل شده‌است. به احتمال زیاد، هنگامی که گیتی بسیار جوان بود از انرژی تاریک آکنده بوده‌است. البته فضا بسیار کمتر و همه جیزچیز به یکدیگر نزدیک تر بود. نیروی گرانش تفوق داشت و به آرامی روند انبساط را کند می‌کرد. اما در گذر چند میلیارد سال، فراوانی رو به افزایش انرژی تاریک باعث شتاب گرفتن [[قانون هابل|انبساط کیهانی]] شد. انرژی تاریک در ساده‌ترین شکل به عنوان [[ثابت کیهانی]] در [[معادلات میدان اینشتین]] در نظریه [[نسبیت عام]] فرمول‌بندی می‌شود. اما جزئیات [[معادله حالت]] آن و ارتباطش با [[مدل استاندارد (ذرات بنیادی)|مدل استاندارد ذرات]] کماکان مورد پژوهش نظری و تجربی است.<ref name="peebles">{{یادکرد ژورنال

مدل کیهان‌شناسی [[لامبدا-سی دی ام|لامبدا سی دی ام]] می‌تواند با قدرتدقت بالایی سراسر دوره تکامل کیهان پس از دوره [[تورم کیهانی]] را مدلسازی کند. این مدل از چارچوب‌های مستقل [[مکانیک کوانتوم]] و نسبیت عام انیشتین بهره می‌گیرد. چنانچهچنانکه پیشتر عنوان شد، هیچ مدلی قادر به توصیف کنش‌های قبل از ۱۰^−۱۵ ثانیهثانیهٔ اول نیست. ظاهراً یک نظریه وحدت یافته [[گرانش کوانتومی]] برای فایق آمدن بر این محدودیت لازم است. درک اولین دوره‌های تاریخ گیتی در حال حاضرهنوز یکی از بزرگترین [[فهرست مسئله‌های حل‌نشده در فیزیک|مسائل حل نشده فیزیک]] است.

نظریهنظریهٔ مه‌بانگ بر دو فرض اساسی استوار است: جهان شمول بودن قوانین فیزیکی و [[اصل کیهان‌شناختی]]. اصل کیهان شناختی بیان می‌کند که در مقیاس بزرگ جهان [[همگن]] و [[همسانگرد]] است.

در ابتدا این ایده‌ها به عنوان اصل پذیرفته‌شده بودند، اما امروزه تلاش‌هایی برای آزمودن درستی آن‌ها در جریان است. مثلاً این مشاهده که بیشترین انحراف از [[ثابت ساختار ریز]] در قسمت عمده‌ای از [[سن جهان|عمر جهان]] در حد ۱۰^−۵ است، آزمونی برای فرض نخست به‌شمار می‌رود.<ref>{{یادکرد ژورنال

اگر گیتی در مقیاس‌های بزرگ و وقتی از روی زمین مشاهده شود، همسانگرد باشد، [[اصل کیهان‌شناختی]] را می‌توان از اصل ساده‌تری به نام [[اصل کوپرنیکی]] نتیجهاستقراء گرفتکرد. بنا بر اصل کوپرنیکی، هیچ نقطهنقطهٔ مشاهدهمشاهدهٔ برتر و ویژه‌ای وجود ندارد. تا امروز اصل کیهان‌شناختی از طریق مشاهدات [[تابش زمینه کیهانی]] تا حد ۱۰^−۵، تأیید شده‌است. بنا بر اندازه‌گیری‌های انجام شده، جهان در مقیاس‌های بزرگ در سطح ۱۰٪ یکنواخت است.<ref>{{یادکرد ژورنال