بهزاد جواهری
تئوری بیگ بنگ(مهبانگ) برجسته ترین تئوری علمی است که تاکنون در مورد پیدایش جهان ارائه شده است. به طور تخمینی انفجار بزرگ در حدود 15 میلیارد سال گذشته رخ داد. با اینکه بشر سالیان سال است که در جستجوی درک پیداش جهان است اما تنها در طی 50 سال گذشته توانسته است که به پاسخ برخی از سوالات در باره پیدایش جهان و عالم گیتی دست یابد.
در طول این سالیان تمدنهای مختلف با به وجود اوردن گونه های مختلف کیهان شناسی سعی بر ان داشته اند که فلسفه هستی و پدیده های که در طبیعت و اسمان تاریک رخ میدهد را روشن سازند. به طور قابل ملاحظه بعضی از عقاید مطرح شده از بعضی جهات به واقعیات نزدیک بوده اند.
نظریه انفجار بزرگ در ابتدا توسط کشیش بلژیکی به نام Georgs Lemaitre در سال1927 بیان شد.فرضیه او بعد از مشاهده ی تغییر red shift (خطوط طیف قرمز که برای اندازه گیری فاصله ستارگان از زمین به کار میرود) در سحابی های دور دست ( توده های عظیم گازی) توسط ستاره شناسان ،به عنوان مدل مبنی بر فرضیه ی نسبیت برای جهان مطرح شد. اما فرضیه بیگ بنگ زمانی قاطعانه مورد تایید قرار گرفت که این تشعشعات در سال 1964 توسط Arno Penzias وRobert Wilson کشف شد. که بعدها این 2 نفربه علت همین کشف خود برنده جایزه نوبل شدند.
به طور تخمینی 15 بیلیون سال پیش تمامی مواد و همچنین فضا در یک حجم کوچک و بسیار داغ فشرده شدند
ودر کمتر از یک ثانیه شروع به انبساط کردند که این انبساط همچنان ادامه دارد.
اما قبل از انفجار بزرگ چه اتفاقی روی داده بود؟ تا به حال کسی جواب این سوال را نمی داند اما نظریات گوناگونی در این باره وجود دارد.به عقیده برخی لکه اولیه به وسیله نوسانات کوانتوم در خلاء به وجود امد برخی دیگر بر این باورند که لکه اولیه در اثر اتفاقاتی که در کیهانی دیگر روی داده به وجود امده.عده ای دیگر بر این باورند که کیهان خودش را در طول تریلیونها سال بازسازی می کند و هر بار که دو تا از ابعاد با هم برخورد می کنند انفجار بزرگ رخ می دهد و البته نظریات دیگری هم وجود دارد.
سعی ما در اینجا این است که تا جایی که علم امروزی قادر به آن است وقایعی را که منجر به پیدایش حیات شد را مختصر و با زبانی ساده بیان کنم.
اولین 3 دقیقه
در ثانیه 0 : در حال حاضر قبل از انفجار بزرگ کیهان خیلی داغ و غلیظ است. قوانین فیزیک هنوز قابل کاربرد نیستند. در این لحظه حداقل 10 بعد برای شکل دادن به کیهان به وجود می آیند. از این ابعاد تنها 4 بعد به وجود خود ادامه می دهند که ما انها را می شناسیم: 3 بعد فضا و یک بعد زمان.
در نتیجه روی دادن انفجار بزرگ فضا منبسط شده و سپس خنک می گردد در این زمان نطفه حوادث مهمی بسته می شود که به اختصار آنها را مرور می کنیم....
ثانیه : 0.0000000000000000000000000000000000000000001 (10-43)
گرانش یا جاذبه که یکی از 4 نیروی بنیادیست پدیدار می گردد.
ثانیه : 0.0000000000000000000000000000000001 (10-34)
ماده تشکیل می شود قطعات ساختاری مانند ذرات کوارک لپتون فوتون و نوترون به کیهان سرازیر می شوند. قابل یاد آوریست که در این لحظه کیهان به اندازه یک هندوانه می باشد.
ثانیه : 0.000006 (10-6)
کوارک ها به همدیگر می پیوندند در نتیجه پروتون و نوترون به وجود می آیند. پروتون و نوترون که هر کدام از 3 کوارک تشکیل شده اند ذرات اصلی در هسته تمامی اتمها می باشند.
در دقیقه 3: در ابتدا به دلیلی که هنوز هم برای دانشمندان معلوم نیست یک الکترون به وجود آمد این الکترون با جذب انرژی با یک الکترون دیگر ترکیب شد و یک پروتون به وجود آورد این الکترون و پروتون با هم دیگر سایر اجزای اتم از قبیل پوزیترون، میون و ... را پدید آوردند و بدین ترتیب اولین عنصر ( هیدروژن) تشکیل شد.
هیدروژن های تشکیل شده با پدیده های هم جوشی باعث به وجود آمدن عناصر سنگین تر از قبیل هلیم و لیتیم (که سبکترین عناصر می باشند) شدند. ترکیب شدن این عناصر جرمی را تشکیل داد که به تدریج با آزاد کردن انرژی به اجرام کوچک تر تجزیه میشد ( این فرآیندها چند صد میلیارد سال طول کشیده است) اما یکی از این اجرام بسیار سنگین به علت فراوانی انرژری درونی حاصل از هم جوشی و شکافت هسته ای به یک باره منفجر شد و اجزای کوچک تری با ثبات اتمی بیشتر نسبت به جرم اولیه پدید آمدند.
بعد از 300 هزار سال:
میانگین دما به 3000 درجه کاهش یافته است (برابر با 5000 درجه فارنهایت). الکترونها قادر به ماندن در مدار هسته هستند . اتمهای هیدروژن و هلیوم سر انجام سوخت ستارگان را به وجود می آورند.
بعد از یک ملیون سال:
تا این زمان کیهان کدر و مات بوده است وغیر قابل رویت و این به دلیل فزونی الکترونهای رها شده است هنگامی که بیشتر الکترونها در مدار هسته قرار میگیرند کیهان شفافتر شده و دیدن آنسوی کیهان ممکن می شود . زمان زیادی طول خواهد کشید تا کسی برای دیدن در پیرامون باشد......
نزدیک شدن به یک میلیارد سال
در این زمان کیهان که هنوز در مراحل اولیه گسترش است از ابرهای غول پیکر هیدروژن و هلیوم که به طور نا برابری در فضا هستند تشکیل شده است .اما رخداد شگرفی در شرف وقوع است. پدیده ای بهت انگیز و با عظمت در پیچیدگی و سادگیش....
000 400 سال بعد از انفجار بزرگ کیهان شفاف می شود. ذرات بوجود امده از انفجار بزرگ ( الکترون، پروتون و نوترون ) با همدیگر ترکیب شده و اتمها را بوجود می اورند ( بیشتر هیدروژن و مقداری هلیوم و مقدار کمتری لتیوم ).
به این دلیل که اتمها از نظر بار خنثی می باشند ( بر خلاف الکترون که بار منفی و پروتون که بار مثبت دارد) انها در حرکت ذرات نور ( فو تونها ) که حالا می تواند مسافت طولانی را طی کند دخالت نمی کنند. امروزه اولین فوتونها از ان زمان را هنوز می توان به عنوان ارتعاشات امواج ریز کیهانی مشاهده نمود.
چند بیلیون سال بعد:
به وجود امدن خوشه های کهکشانی:
نوسانات کوانتوم بسیار کوچک و مادون اتمی در.00000000000000000000000000000001 ثانیه به وجود امده در انفجار بزرگ باعث به وجود آوردن امواجی ناهموارمی شود که با انبساط کیهان بزرگتر می شود. این امواج ناهموار به طور تخمینی کوچکترین آنها جرمی برابر با 500 ترلیون خورشید را دارا بود. این امواج ناهموار منشاء خوشه های کهکشانی هستند که ما امروزه می بینیم.
به وجود آمدن کهکشانها:
جاذبه گرانشی به تدریج بی نظمی هایی را در تراکم ( چگالی ) مواد تشدید می کند. در نتیجه نواحی از فضا با تراکم بیشتر به وجود امده امروزه ما این نواحی از فضا را کهکشان می نامیم.
پیدایش اولین ستارگان:
اتمهای هیدروژن و هلیم در مناطق موضعی با تراکم بیشتر متمرکز شده اند این جاذبه گرانشی است که سرانجام منجر به وجود امدن مناطقی با تراکم شدید فشار زیاد و درجه حرارت بسیار زیاد می شود در نتیجه هسته اتمهای هیدروژن با همدیگر ترکیب می شوند. این باعث می شود که هیدروژن به هلیوم تبدیل شده و بخشی از جرم اولیه به انرژی تبدیل گردد. منظور از انرژی در اینجا گرما و نور می باشد. بدین گونه اولین ستارگان بوجود امدند.
پیدایش ارکانی از حیات:
اولین ستارگان هزاران مرتبه از خورشید ما سنگین تر هستند. طول عمر آنها نیز از خورشید کمتر می باشد زیرا هیدروژن خود را تنها در طی چندین میلیون سال مصرف می کنند. موقعی که ذخیره هیدروژن آنها تمام شود این اولین ستارگان در فرایند فروپاشی قرار می گیرند در نتیجه این فروپاشی واکنشهای هسته ای دیگری روی می دهد که باعث به وجود امدن عناصر سنگین تر مانند کربن نیتروژن اکسیژن و ... می شود. لازم به یاداوری است که وجود این عناصر برای ادامه حیات لازم است و بدون آنها حیات موجودات زنده ممکن نیست. وجود این عناصر باعث انفجار ستارگان شده و سوپرنوا یا ابرنواختر به وجود می اورد. انفجار ستارگان همچنین ذرات سنگینی را که نامبرده شد به فضای کهکشانی پراکنده می کند.
پیدایش دومین نسل از ستارگان:
امواج شوکی از سوپرنوا منجر به فروپاشی ابرهای مجاور که از گاز تشکیل شده اند می شود. ستارگانی مانند خورشید که از دومین نسل به وجود آمده ستارگان می باشد بدین ترتیب به وجود آمده اند. ستارگان به وجود آمده در مقایسه با نسل اول جرم کمتر و عمر بیشتری دارند ( عمرآنها بیلیونها سال است در مقایسه با نسل اول که میلیونها سال عمر کردند ) ستارگانی که امروز می بینیم همگی از این نسل هستند.
کهکشان ما راه شیری می باشد که احتمالا" از 400 بیلیون ستاره تشکیل شده است که به طور تقریبی 100هزاز سال نوری قطر دارد ( 1 سال نوری تقریبا" برابر با 6 تریلیون مایل است ) عقیده برخی بر آن است که کهکشان راه شیری در حدود 8 بیلیون سال پیش به وجود آمد در حالی که برخی دیگر تاریخ پیدایش ان را 14 بیلیون سال پیش می دانند. این کهکشان از مجموعه ای از کهکشانهای کوچکتر تشکیل شد.
خورشید: (یکی از ستارگان) 2 میلیون بار بزرگتر از زمین است و تقریبا" در وسط کهکشان قرار دارد. خورشید هر 250 میلیون سال یک بار بدور مرکز کهکشان دور می زند.
کهکشانها شامل چند بیلیون تا چند تریلیون ستاره می باشد. ساختار مارپیچی که در کهکشانهای زیادی یافت می شود به وسیله جاذبه گرانشی که مناطقی با تراکم زیاد را می سازند به وجود می اید. ستارگان به دور مرکز کهکشان می گردند اما این چرخش سریعتر از چرخش قسمتهای مارپیچی می باشد در نتیجه به داخل یا بیرون این مناطق که غلظت و تراکم بیشتری دارند متناوب عبور می کنند.
چرا کهکشانها همانند یک ورقه یا بشقاب هستند؟ شکل کهکشانها که همانند دیسک یا بشقاب هستند به وسیله فعل و انفعال ( کنش و واکنش ) 2 نیرو به وجود می آیند:
1) جاذبه گرانشی مواد را در مرکز متمرکز می کند.
2) انرژی چرخشی ( نیروی حرکتی ) باعث می شود که ماده از محور حرکت دور شود.
خوشه های کهکشانی شامل چندین دو هزار جین کهکشان می باشد. این سوال مطرح می شود که ایا در سیاره های دیگر حیات وجود دارد؟ تا کنون علم به شواهدی در این زمینه دست نیافته است. برای جستجوی حیات در ماورای زمین در دهه های اینده علم به وسیله اسپتروسکوپی به دنبال اثری از حیات که همانا موادی مانند اکسیژن می باشد در اتمسفر سیارگان دیگر خواهد بود. بعضی از محققین بر این باورند که وجود حیات در ستارگان نزدیک به مرکز پر ازدحام کهکشان به دلیل تشعشعات بسیار زیاد و برخورد های ستاره های دنباله دار غیر محتمل است. همچنین محققین بر این باورند که حیات در ستارگان بسیار دور به دلیل کمیابی مواد سنگین ( کربن نیتروژن و اکسیژن ) غیر ممکن است.
4.5 بیلیون سال پیش:
پیدایش سیستم خورشیدی: محتمل این است که امواج شوکی از سوپر نواهای مجاور محرک آغاز فرایند فروپاشی گرانشی (بعضی از آن به عنوان چگالش یا تغلیظ نام می برند ) باشند این فرایند باعث ایجاد سیستم خورشیدی از ابرهای گاز هیدروژن به نام نبولا ( توده های عظیم گاز و گرما بین فواصل ستارگان ) می شود. نبولا متشکل از عناصر سنگین که به جا مانده از انفجار سوپر نواها می باشد، است. با انقباض این نبولا ها، چرخشی به شکل دیسکی چرخشی به نظر می رسید ( دلایل همانند دلایلی است که برای توضیح دیسک مانند بودن کهکشانها اورده شدند). بیشترین تراکم جرم در مرکز بود که منجر به پیدایش خورشید گردید. خرده های باقی مانده هم به زمین و سایر سیاره ها تبدیل گشتند.
پیدایش ماه: زمانی که ریزه های باقی مانده به سیارگان تبدیل می شدند شیئی به اندازه مریخ به زمین برخورد کرد. این شیء خودش در زمین فرو رفت اما بخشهایی از لایه های بیرونی زمین بخار شد و به فضا پس زده شد . قسمتی از این مواد پس زده شده بعدا" به زمین برگشت در حالیکه باقیمانده مواد با همدیگر ترکیب شده و ماه را به وجود آوردند. سپس سطح زمین سرد گردید و ذرات زمین ( مقدمتا" اهن و مگنزیوم ) متمایل به فرو رفتن به لایه های عمیق بودند در حالیکه ذرات سبکتر ( مقدمتا" اکسیژن و سیلیکون ) به سوی سطح شناور گشتند. در بهضی جاها انها یکپارچه و سفت شده و به پوسته زمین تبدیل شدند. این پوسته در مناطق اقیانوس به اندازه نصف دوجین و در مناطق قاره ای یک دو جین ضخامت دارد.
حرکت لایه های زیرین صخره های گداخته باعث راندگی مناطق شناور در بالا در طی چندین بیلیون سال اینده گردید. این لایه ها با همدیگر برخورد کرده و به طرف زیرین یکدیگر رانده می شوند.
رشته کو هها از2 طریق به وجود می آیند:
پیدایش رشته کوهها :
1)قسمت نازک پوسته زمین (بستر اقیانوس) که به زیر پایین قاره ها رانده می شود، ذوب شده و مانند حبابی بالا می آید و به سمت قسمت بالایی پوسته با فشار رانده می شود ( پیدایش رشته اتشفشانهای ساحلی ) و 2) بخشهای قاره ایی پوسته با همدیگر برخورد می کنند ( پیدایش رشته کوههای هیمالیا)
Collision and subduction
تراکم سنگهای معدنی فلزی در رگ سنگها:
مواد معدنی یا آلی داغ که به شکافهای سرد پوسته نفوذ می کنند باعث جدایی ذرات از همدیگر بر اساس درجه حرارتی که در آن کریستالیزه می شوند می گردد. این منجر به تغلیظ سنگهای معدنی در رگ سنگها می شود.
پیدایش حیات در زمین
ميليون ها سال پيش زمين فاقد هر گونه حيات بود. بسياري از زيست شناسان اعتقاد دارند حيات نخستين بار در اقيانوسها تشکيل شده است. براي توجيه اين مطلب نظريه الگوي سوپ بنيادين ارایه شده است. بر اساس اين نظريه به يک باره در اقيانوسهاي زمين مقدار زيادي مواد آلي پدید آمده است. به عنوان مثال آمونياک ( NH3 )، متان ( CH4) ، گازهاي نيتروژن، هيدروژن و بخار آب. اين گازها و مواد با هم در واکنش هاي شيميايي ساده شرکت ميکرده اند و مواد پيچيده تري به وجود مي آورده اند. این واکنش های ساده شیمییای به کمک انرژي رعد وبرق و يا اشعه ي کيهاني انجام می شده است زيرا زمين در آن زمان لايه ي محافظ اوزون را نداشت و همه ي اشعه هاي فرابنفش و کيهاني مستقيما به سطح زمين مي رسيد. موادی مانند سيانيد ها و آلدئيدها تشکیل شدند. این مواد که در مراحل بعد اين واکنش ها منجر به توليد اسيد هاي آمينه ايزومر ( هم خانواده از نظر شيميايي) ميشدند واين اسيد هاي آمينه، زمينه را براي سنتز پروتئين ها فراهم مي کردند. برای آزمایش درستی الگوی سوپ بنیادین دانشمندی به نام استانلي ميلر در نيمه ي قرن بيستم این الگو را آزمايش نمود. او براي اين منظور محيطي بسته به وجود آورد و از مواد اوليه اي مانند گازهاي هيدروژن، نيتروژن، آمونياک، متان و بخارآب استفاده کرد. وي براي شبيه سازي رعد و برق از جرقه اکتريکي استفاده کرد. پس از چند روز ترکيبات متعددي را در اين دستگاه به وجود آمدند که مشتمل بر اسيد هاي آمينه ساده مانند گليسين و... بودند. استانی میلر نتیجه گرفت که الگوي سوپ بنيادين مي تواند چگونگي تشکيل حيات را در زمين توضيح بدهد. اما ایراداتی بر اين نظريه وارد است که منجر به اصلاح آن و تغيير نام آن به مدل حباب شد.
در این مدل گفته می شود که مواد تشکیل شده (اسیدهای آمینه) با هم واکنش کرده و پروتئین ها را به وجود آورده اند اما در آن زمان زمین فاقد لایه ی محافظتی اوزون بود و بنابراین اشعه ی ماورای بنفش می توانست همه ی مواد تولید شده و همچنین همه ی متان و آمونیاک موجود در جو را نابود کند.
نظریه ی حباب برای توجیه حیات
مواد آلی به وجود آمده در حبابهای زیر دریا که حاصل فوران های آتش فشانی بود محبوس می شدند. سپس جریان آب این حبابها را به سطح آب می آورد و این حبابها ضمن ترکیدن و آزاد شدن از رعد وبرق انرژی کافی برای سایر واکنش ها می گرفتند. این مواد پر انرژی با هم دیگر ترکیب شده و به زیر آب دریا می رفتند. به این ترتیب می توان گفت که بعد از پیدایش آمینو اسید ها حیات به واقع تشکیل شد.
رشد و توسعه حیات در کره زمین
حیات تک سلولی. حیات چند سلولی و به وجود آمدن گیاهان و جانوران دیگر
تئوری بیگ بنگ(مهبانگ) برجسته ترین تئوری علمی است که تاکنون در مورد پیدایش جهان ارائه شده است. به طور تخمینی انفجار بزرگ در حدود 15 میلیارد سال گذشته رخ داد. با اینکه بشر سالیان سال است که در جستجوی درک پیداش جهان است اما تنها در طی 50 سال گذشته توانسته است که به پاسخ برخی از سوالات در باره پیدایش جهان و عالم گیتی دست یابد.
در طول این سالیان تمدنهای مختلف با به وجود اوردن گونه های مختلف کیهان شناسی سعی بر ان داشته اند که فلسفه هستی و پدیده های که در طبیعت و اسمان تاریک رخ میدهد را روشن سازند. به طور قابل ملاحظه بعضی از عقاید مطرح شده از بعضی جهات به واقعیات نزدیک بوده اند.
نظریه انفجار بزرگ در ابتدا توسط کشیش بلژیکی به نام Georgs Lemaitre در سال1927 بیان شد.فرضیه او بعد از مشاهده ی تغییر red shift (خطوط طیف قرمز که برای اندازه گیری فاصله ستارگان از زمین به کار میرود) در سحابی های دور دست ( توده های عظیم گازی) توسط ستاره شناسان ،به عنوان مدل مبنی بر فرضیه ی نسبیت برای جهان مطرح شد. اما فرضیه بیگ بنگ زمانی قاطعانه مورد تایید قرار گرفت که این تشعشعات در سال 1964 توسط Arno Penzias وRobert Wilson کشف شد. که بعدها این 2 نفربه علت همین کشف خود برنده جایزه نوبل شدند.
به طور تخمینی 15 بیلیون سال پیش تمامی مواد و همچنین فضا در یک حجم کوچک و بسیار داغ فشرده شدند
ودر کمتر از یک ثانیه شروع به انبساط کردند که این انبساط همچنان ادامه دارد.
اما قبل از انفجار بزرگ چه اتفاقی روی داده بود؟ تا به حال کسی جواب این سوال را نمی داند اما نظریات گوناگونی در این باره وجود دارد.به عقیده برخی لکه اولیه به وسیله نوسانات کوانتوم در خلاء به وجود امد برخی دیگر بر این باورند که لکه اولیه در اثر اتفاقاتی که در کیهانی دیگر روی داده به وجود امده.عده ای دیگر بر این باورند که کیهان خودش را در طول تریلیونها سال بازسازی می کند و هر بار که دو تا از ابعاد با هم برخورد می کنند انفجار بزرگ رخ می دهد و البته نظریات دیگری هم وجود دارد.
سعی ما در اینجا این است که تا جایی که علم امروزی قادر به آن است وقایعی را که منجر به پیدایش حیات شد را مختصر و با زبانی ساده بیان کنم.
اولین 3 دقیقه
در ثانیه 0 : در حال حاضر قبل از انفجار بزرگ کیهان خیلی داغ و غلیظ است. قوانین فیزیک هنوز قابل کاربرد نیستند. در این لحظه حداقل 10 بعد برای شکل دادن به کیهان به وجود می آیند. از این ابعاد تنها 4 بعد به وجود خود ادامه می دهند که ما انها را می شناسیم: 3 بعد فضا و یک بعد زمان.
در نتیجه روی دادن انفجار بزرگ فضا منبسط شده و سپس خنک می گردد در این زمان نطفه حوادث مهمی بسته می شود که به اختصار آنها را مرور می کنیم....
ثانیه : 0.0000000000000000000000000000000000000000001 (10-43)
گرانش یا جاذبه که یکی از 4 نیروی بنیادیست پدیدار می گردد.
ثانیه : 0.0000000000000000000000000000000001 (10-34)
ماده تشکیل می شود قطعات ساختاری مانند ذرات کوارک لپتون فوتون و نوترون به کیهان سرازیر می شوند. قابل یاد آوریست که در این لحظه کیهان به اندازه یک هندوانه می باشد.
ثانیه : 0.000006 (10-6)
کوارک ها به همدیگر می پیوندند در نتیجه پروتون و نوترون به وجود می آیند. پروتون و نوترون که هر کدام از 3 کوارک تشکیل شده اند ذرات اصلی در هسته تمامی اتمها می باشند.
در دقیقه 3: در ابتدا به دلیلی که هنوز هم برای دانشمندان معلوم نیست یک الکترون به وجود آمد این الکترون با جذب انرژی با یک الکترون دیگر ترکیب شد و یک پروتون به وجود آورد این الکترون و پروتون با هم دیگر سایر اجزای اتم از قبیل پوزیترون، میون و ... را پدید آوردند و بدین ترتیب اولین عنصر ( هیدروژن) تشکیل شد.
هیدروژن های تشکیل شده با پدیده های هم جوشی باعث به وجود آمدن عناصر سنگین تر از قبیل هلیم و لیتیم (که سبکترین عناصر می باشند) شدند. ترکیب شدن این عناصر جرمی را تشکیل داد که به تدریج با آزاد کردن انرژی به اجرام کوچک تر تجزیه میشد ( این فرآیندها چند صد میلیارد سال طول کشیده است) اما یکی از این اجرام بسیار سنگین به علت فراوانی انرژری درونی حاصل از هم جوشی و شکافت هسته ای به یک باره منفجر شد و اجزای کوچک تری با ثبات اتمی بیشتر نسبت به جرم اولیه پدید آمدند.
بعد از 300 هزار سال:
میانگین دما به 3000 درجه کاهش یافته است (برابر با 5000 درجه فارنهایت). الکترونها قادر به ماندن در مدار هسته هستند . اتمهای هیدروژن و هلیوم سر انجام سوخت ستارگان را به وجود می آورند.
بعد از یک ملیون سال:
تا این زمان کیهان کدر و مات بوده است وغیر قابل رویت و این به دلیل فزونی الکترونهای رها شده است هنگامی که بیشتر الکترونها در مدار هسته قرار میگیرند کیهان شفافتر شده و دیدن آنسوی کیهان ممکن می شود . زمان زیادی طول خواهد کشید تا کسی برای دیدن در پیرامون باشد......
نزدیک شدن به یک میلیارد سال
در این زمان کیهان که هنوز در مراحل اولیه گسترش است از ابرهای غول پیکر هیدروژن و هلیوم که به طور نا برابری در فضا هستند تشکیل شده است .اما رخداد شگرفی در شرف وقوع است. پدیده ای بهت انگیز و با عظمت در پیچیدگی و سادگیش....
000 400 سال بعد از انفجار بزرگ کیهان شفاف می شود. ذرات بوجود امده از انفجار بزرگ ( الکترون، پروتون و نوترون ) با همدیگر ترکیب شده و اتمها را بوجود می اورند ( بیشتر هیدروژن و مقداری هلیوم و مقدار کمتری لتیوم ).
به این دلیل که اتمها از نظر بار خنثی می باشند ( بر خلاف الکترون که بار منفی و پروتون که بار مثبت دارد) انها در حرکت ذرات نور ( فو تونها ) که حالا می تواند مسافت طولانی را طی کند دخالت نمی کنند. امروزه اولین فوتونها از ان زمان را هنوز می توان به عنوان ارتعاشات امواج ریز کیهانی مشاهده نمود.
چند بیلیون سال بعد:
به وجود امدن خوشه های کهکشانی:
نوسانات کوانتوم بسیار کوچک و مادون اتمی در.00000000000000000000000000000001 ثانیه به وجود امده در انفجار بزرگ باعث به وجود آوردن امواجی ناهموارمی شود که با انبساط کیهان بزرگتر می شود. این امواج ناهموار به طور تخمینی کوچکترین آنها جرمی برابر با 500 ترلیون خورشید را دارا بود. این امواج ناهموار منشاء خوشه های کهکشانی هستند که ما امروزه می بینیم.
به وجود آمدن کهکشانها:
جاذبه گرانشی به تدریج بی نظمی هایی را در تراکم ( چگالی ) مواد تشدید می کند. در نتیجه نواحی از فضا با تراکم بیشتر به وجود امده امروزه ما این نواحی از فضا را کهکشان می نامیم.
پیدایش اولین ستارگان:
اتمهای هیدروژن و هلیم در مناطق موضعی با تراکم بیشتر متمرکز شده اند این جاذبه گرانشی است که سرانجام منجر به وجود امدن مناطقی با تراکم شدید فشار زیاد و درجه حرارت بسیار زیاد می شود در نتیجه هسته اتمهای هیدروژن با همدیگر ترکیب می شوند. این باعث می شود که هیدروژن به هلیوم تبدیل شده و بخشی از جرم اولیه به انرژی تبدیل گردد. منظور از انرژی در اینجا گرما و نور می باشد. بدین گونه اولین ستارگان بوجود امدند.
پیدایش ارکانی از حیات:
اولین ستارگان هزاران مرتبه از خورشید ما سنگین تر هستند. طول عمر آنها نیز از خورشید کمتر می باشد زیرا هیدروژن خود را تنها در طی چندین میلیون سال مصرف می کنند. موقعی که ذخیره هیدروژن آنها تمام شود این اولین ستارگان در فرایند فروپاشی قرار می گیرند در نتیجه این فروپاشی واکنشهای هسته ای دیگری روی می دهد که باعث به وجود امدن عناصر سنگین تر مانند کربن نیتروژن اکسیژن و ... می شود. لازم به یاداوری است که وجود این عناصر برای ادامه حیات لازم است و بدون آنها حیات موجودات زنده ممکن نیست. وجود این عناصر باعث انفجار ستارگان شده و سوپرنوا یا ابرنواختر به وجود می اورد. انفجار ستارگان همچنین ذرات سنگینی را که نامبرده شد به فضای کهکشانی پراکنده می کند.
پیدایش دومین نسل از ستارگان:
امواج شوکی از سوپرنوا منجر به فروپاشی ابرهای مجاور که از گاز تشکیل شده اند می شود. ستارگانی مانند خورشید که از دومین نسل به وجود آمده ستارگان می باشد بدین ترتیب به وجود آمده اند. ستارگان به وجود آمده در مقایسه با نسل اول جرم کمتر و عمر بیشتری دارند ( عمرآنها بیلیونها سال است در مقایسه با نسل اول که میلیونها سال عمر کردند ) ستارگانی که امروز می بینیم همگی از این نسل هستند.
کهکشان ما راه شیری می باشد که احتمالا" از 400 بیلیون ستاره تشکیل شده است که به طور تقریبی 100هزاز سال نوری قطر دارد ( 1 سال نوری تقریبا" برابر با 6 تریلیون مایل است ) عقیده برخی بر آن است که کهکشان راه شیری در حدود 8 بیلیون سال پیش به وجود آمد در حالی که برخی دیگر تاریخ پیدایش ان را 14 بیلیون سال پیش می دانند. این کهکشان از مجموعه ای از کهکشانهای کوچکتر تشکیل شد.
خورشید: (یکی از ستارگان) 2 میلیون بار بزرگتر از زمین است و تقریبا" در وسط کهکشان قرار دارد. خورشید هر 250 میلیون سال یک بار بدور مرکز کهکشان دور می زند.
کهکشانها شامل چند بیلیون تا چند تریلیون ستاره می باشد. ساختار مارپیچی که در کهکشانهای زیادی یافت می شود به وسیله جاذبه گرانشی که مناطقی با تراکم زیاد را می سازند به وجود می اید. ستارگان به دور مرکز کهکشان می گردند اما این چرخش سریعتر از چرخش قسمتهای مارپیچی می باشد در نتیجه به داخل یا بیرون این مناطق که غلظت و تراکم بیشتری دارند متناوب عبور می کنند.
چرا کهکشانها همانند یک ورقه یا بشقاب هستند؟ شکل کهکشانها که همانند دیسک یا بشقاب هستند به وسیله فعل و انفعال ( کنش و واکنش ) 2 نیرو به وجود می آیند:
1) جاذبه گرانشی مواد را در مرکز متمرکز می کند.
2) انرژی چرخشی ( نیروی حرکتی ) باعث می شود که ماده از محور حرکت دور شود.
خوشه های کهکشانی شامل چندین دو هزار جین کهکشان می باشد. این سوال مطرح می شود که ایا در سیاره های دیگر حیات وجود دارد؟ تا کنون علم به شواهدی در این زمینه دست نیافته است. برای جستجوی حیات در ماورای زمین در دهه های اینده علم به وسیله اسپتروسکوپی به دنبال اثری از حیات که همانا موادی مانند اکسیژن می باشد در اتمسفر سیارگان دیگر خواهد بود. بعضی از محققین بر این باورند که وجود حیات در ستارگان نزدیک به مرکز پر ازدحام کهکشان به دلیل تشعشعات بسیار زیاد و برخورد های ستاره های دنباله دار غیر محتمل است. همچنین محققین بر این باورند که حیات در ستارگان بسیار دور به دلیل کمیابی مواد سنگین ( کربن نیتروژن و اکسیژن ) غیر ممکن است.
4.5 بیلیون سال پیش:
پیدایش سیستم خورشیدی: محتمل این است که امواج شوکی از سوپر نواهای مجاور محرک آغاز فرایند فروپاشی گرانشی (بعضی از آن به عنوان چگالش یا تغلیظ نام می برند ) باشند این فرایند باعث ایجاد سیستم خورشیدی از ابرهای گاز هیدروژن به نام نبولا ( توده های عظیم گاز و گرما بین فواصل ستارگان ) می شود. نبولا متشکل از عناصر سنگین که به جا مانده از انفجار سوپر نواها می باشد، است. با انقباض این نبولا ها، چرخشی به شکل دیسکی چرخشی به نظر می رسید ( دلایل همانند دلایلی است که برای توضیح دیسک مانند بودن کهکشانها اورده شدند). بیشترین تراکم جرم در مرکز بود که منجر به پیدایش خورشید گردید. خرده های باقی مانده هم به زمین و سایر سیاره ها تبدیل گشتند.
پیدایش ماه: زمانی که ریزه های باقی مانده به سیارگان تبدیل می شدند شیئی به اندازه مریخ به زمین برخورد کرد. این شیء خودش در زمین فرو رفت اما بخشهایی از لایه های بیرونی زمین بخار شد و به فضا پس زده شد . قسمتی از این مواد پس زده شده بعدا" به زمین برگشت در حالیکه باقیمانده مواد با همدیگر ترکیب شده و ماه را به وجود آوردند. سپس سطح زمین سرد گردید و ذرات زمین ( مقدمتا" اهن و مگنزیوم ) متمایل به فرو رفتن به لایه های عمیق بودند در حالیکه ذرات سبکتر ( مقدمتا" اکسیژن و سیلیکون ) به سوی سطح شناور گشتند. در بهضی جاها انها یکپارچه و سفت شده و به پوسته زمین تبدیل شدند. این پوسته در مناطق اقیانوس به اندازه نصف دوجین و در مناطق قاره ای یک دو جین ضخامت دارد.
حرکت لایه های زیرین صخره های گداخته باعث راندگی مناطق شناور در بالا در طی چندین بیلیون سال اینده گردید. این لایه ها با همدیگر برخورد کرده و به طرف زیرین یکدیگر رانده می شوند.
رشته کو هها از2 طریق به وجود می آیند:
پیدایش رشته کوهها :
1)قسمت نازک پوسته زمین (بستر اقیانوس) که به زیر پایین قاره ها رانده می شود، ذوب شده و مانند حبابی بالا می آید و به سمت قسمت بالایی پوسته با فشار رانده می شود ( پیدایش رشته اتشفشانهای ساحلی ) و 2) بخشهای قاره ایی پوسته با همدیگر برخورد می کنند ( پیدایش رشته کوههای هیمالیا)
Collision and subduction
تراکم سنگهای معدنی فلزی در رگ سنگها:
مواد معدنی یا آلی داغ که به شکافهای سرد پوسته نفوذ می کنند باعث جدایی ذرات از همدیگر بر اساس درجه حرارتی که در آن کریستالیزه می شوند می گردد. این منجر به تغلیظ سنگهای معدنی در رگ سنگها می شود.
پیدایش حیات در زمین
ميليون ها سال پيش زمين فاقد هر گونه حيات بود. بسياري از زيست شناسان اعتقاد دارند حيات نخستين بار در اقيانوسها تشکيل شده است. براي توجيه اين مطلب نظريه الگوي سوپ بنيادين ارایه شده است. بر اساس اين نظريه به يک باره در اقيانوسهاي زمين مقدار زيادي مواد آلي پدید آمده است. به عنوان مثال آمونياک ( NH3 )، متان ( CH4) ، گازهاي نيتروژن، هيدروژن و بخار آب. اين گازها و مواد با هم در واکنش هاي شيميايي ساده شرکت ميکرده اند و مواد پيچيده تري به وجود مي آورده اند. این واکنش های ساده شیمییای به کمک انرژي رعد وبرق و يا اشعه ي کيهاني انجام می شده است زيرا زمين در آن زمان لايه ي محافظ اوزون را نداشت و همه ي اشعه هاي فرابنفش و کيهاني مستقيما به سطح زمين مي رسيد. موادی مانند سيانيد ها و آلدئيدها تشکیل شدند. این مواد که در مراحل بعد اين واکنش ها منجر به توليد اسيد هاي آمينه ايزومر ( هم خانواده از نظر شيميايي) ميشدند واين اسيد هاي آمينه، زمينه را براي سنتز پروتئين ها فراهم مي کردند. برای آزمایش درستی الگوی سوپ بنیادین دانشمندی به نام استانلي ميلر در نيمه ي قرن بيستم این الگو را آزمايش نمود. او براي اين منظور محيطي بسته به وجود آورد و از مواد اوليه اي مانند گازهاي هيدروژن، نيتروژن، آمونياک، متان و بخارآب استفاده کرد. وي براي شبيه سازي رعد و برق از جرقه اکتريکي استفاده کرد. پس از چند روز ترکيبات متعددي را در اين دستگاه به وجود آمدند که مشتمل بر اسيد هاي آمينه ساده مانند گليسين و... بودند. استانی میلر نتیجه گرفت که الگوي سوپ بنيادين مي تواند چگونگي تشکيل حيات را در زمين توضيح بدهد. اما ایراداتی بر اين نظريه وارد است که منجر به اصلاح آن و تغيير نام آن به مدل حباب شد.
در این مدل گفته می شود که مواد تشکیل شده (اسیدهای آمینه) با هم واکنش کرده و پروتئین ها را به وجود آورده اند اما در آن زمان زمین فاقد لایه ی محافظتی اوزون بود و بنابراین اشعه ی ماورای بنفش می توانست همه ی مواد تولید شده و همچنین همه ی متان و آمونیاک موجود در جو را نابود کند.
نظریه ی حباب برای توجیه حیات
مواد آلی به وجود آمده در حبابهای زیر دریا که حاصل فوران های آتش فشانی بود محبوس می شدند. سپس جریان آب این حبابها را به سطح آب می آورد و این حبابها ضمن ترکیدن و آزاد شدن از رعد وبرق انرژی کافی برای سایر واکنش ها می گرفتند. این مواد پر انرژی با هم دیگر ترکیب شده و به زیر آب دریا می رفتند. به این ترتیب می توان گفت که بعد از پیدایش آمینو اسید ها حیات به واقع تشکیل شد.
رشد و توسعه حیات در کره زمین
حیات تک سلولی. حیات چند سلولی و به وجود آمدن گیاهان و جانوران دیگر
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر