گسترش کائنات و انرژی تاریک

  • شروع کننده موضوع
  • #1

masoomeh

کاربر حرفه‌ای
ارسال‌ها
288
امتیاز
19
نام مرکز سمپاد
فرزانگان بندر عباس
شهر
بندرعباس
دانشگاه
دانشگاه تهران
رشته دانشگاه
مهندسي پليمر
نابه هنجاری دور از انتظار :
به نظر میرسد که سرعت انبساط کائنات در حال افزایش است یعنی انبساط به جای کاهش سرعت که پیشتر انتظار داشتیم در حال افزایش سرعت است در حقیقت به نظر میرسد که این سرعت امروزه 15 درصد بیشتر از سرعت در شش میلیارد سال پیش است.



یکی از نتایج جالب توجه نسبیت انیشتین وقتی نخستین بار مطرح شد این بود که کائنات باید در حال انبساط باشد این نه تنها نتیجه ای تعجب آور بود بلکه با در نظر گرفتن دانش آن زمان از کیهان این ایده حتی به نظر خود انیشتین هم بی معنی و نامعقول میرسید.پس انیشتین که لحظه ای حس اعتمادش را به نظریه اش از دست داده بود کاری را کرد که هر نظریه پرداز عاقلی همیشه انجام میدهد تا معادلات شورشی را هم خط آنچه که به نظر میرسد حقیقت دارد کند.او یک عامل من در آوردی به نام «ضریب کیهان شناسی» را به معادلاتش اضافه کرد تا از رسیدن به این نتیجه جلوگیری کند.در همان سال یک اختر شناس آمریکایی به نام ویستو سیلفر که در رصدخانه ی لوول آریزونا کار میکرد متوجه انتقال عظیمی به طرف سرخ در طیف تور ستاره های بازو های مارپیچی کهکشانها شد.این به معنای دور شدن آنها از زمین با سرعت های بسیار بالا بود اما هنوز نمیدانست که آنها چقدر دورند یا اینکه آیا متعلق به دیگر کهکشانها هستند یا خیر .
این اثبات را ادوین هابل به دست آورد که نوع خاصی از ستاره ها را به نام متغیر های قیفاووسیcepheid variablesدر میان آنها یافت که درخشش آنها و بنابراین فاصلیشان بستگی به دوره ی تپیدنشان دارد.
خصوصیتی که به راحتی قابل آشکار سازی میباشد.این کشف هابل را قادر ساخت که فاصله ی ستاره ها محاسبه کند وقتی مشخص شد که آن ستاره ها دورتر از ابعاد تصور شده برای راه شیری اند.هابل نتیجه گرفت که آنها به مجموعه ستارگان دیگر یعنی کهکشانهای دیگر تعلق دارد.
سپس هابل سرعت عقب رفتن 25 کهکشان را از روی انتقال به سرخ طیفشان محاسبه کرد و آنها را در نموداری در برابر فاصلیشان که به کمک ستاره های متغیر قیفاووسی به دست می آورد قرار داد.مشخص شد که این دو عامل با هم رابطه ی مستقیم خطی دارند.این اثبات انبساط کائنات بود و این که هر چه کهکشانی دورتر باشد با سرعت بیشتری از ما دور میشود(آخرین مقدار سرعت کائنات 70 کیلومتر در ثانیه در مگاپارسیک استو هر مگاپارسیک 3.26 میلیون سال نوری است :O)
شیب این خط خیلی زود به نام «ثابت هابل» معروف شد و از آن به بعد برای محاسبه ی فاصله ی کهکشانها استفاده شد.



این دااستان ادمه دارد...... :D
 
  • شروع کننده موضوع
  • #2

masoomeh

کاربر حرفه‌ای
ارسال‌ها
288
امتیاز
19
نام مرکز سمپاد
فرزانگان بندر عباس
شهر
بندرعباس
دانشگاه
دانشگاه تهران
رشته دانشگاه
مهندسي پليمر
گسترش کائنات و انرژی تاریک(قسمت دوم)

البته اختر شناسان براین باور بودند که انبساط کائنات باید کند شود یعنی شتابش در همه جا باید منفی باشد درست ماند اثر جاذبه ی گرانشی زمین که به تدریج سرعت مشتی سنگریزه که به هوا پرتاب شده اند را کاهش میدهد.این به دلیل کشش جاذبی همه ی کهکشانها و دیگر اجرامی است که فضای کیهان را اشغال کرده اند.
هابل از«ضریب کیهان شناختی»در معادلات انیشتین بی اطلاع بود اما انیشتین به محض اینکه از کارهای هابل مطلع شد سوار بر کشتی شد و به کالیفرنیا آمد تا او را ملاقات کند.انیشتین پس از مرور داده های هابل «ضریب کیهان شماختی را»را «بدترین اشتباه زندگیم» خواند اما نمیدانست که 85 سال دیگر همین «اشتباه» تنها تویح برای نمایش نیروی پادگرانشی(ضد گرانشی)که در طول فواصل زیاد عمل میکند میباشد که اخترشناسان در سال 1998 رصد کردند.این رصدها نشان داد که سرعت انبساط کائنات در عوض کند شدن تحت تاثیر نیروی گرانش اجرام کائنات در طی شش میلیارد سال گذشته در حال تند شدن بوده است.تنها توضیح برای این پدیده ضریب کیهان شناختی انیشتین است. اگر برای این فرضیه انیشتین نبود آنها نه چشمشان و نه به محاسباتشان برای نتیجه ی چنین رصدی اعتماد میکردند.





انرژی تاریک؛نیروی تازه کشف شده ی کیهان:




ستاره های متغیر قیفاووسی را فقط میتوان تل فاصله ی حدود 20 سال نوری در فضا کشف کرد.بنابراین هیچ راهی وجود نداشت که فاصله ی اجرام دورتر از این فاصله را به طور مستقیم تعیین کند.در حقیقت اختر شناسان برای اجرام دورتر از این محمدوده ثابت هابل را ضرب در سرعت دور شدن جرم میکردند تا فاصلیشان را محاسبه کنند.در اواخر سال 1998 دو گروه از اختر شناسان به صورت مستقل سعی کردند با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل مقدار ثابت هابل را با آشکار سازی نوعی از ابر نواختر ها به نام ابر نواختر نوع ia(type ia supernova) اصلاح کننند این نوع ابرنواختر فقط زمانی رخ میدهد که یک ستاره ی ریز نقش سفید آنقدر به یک غول سرخ نزدیک باشد(احتمال بسیار زیاددر یک منظومه ی دوتایی) که بتواند مدام از مواد غول سرخ ببلعد وقتی یک ریز نقش سفید به ننقطه ی اشباع برسد ناگهان به صورت ابر نواختری منفجر میشود چون نقطه ی اشباع برای همه ی ریز نقش های سفید یکسان است به این ترتیب ابر نواختر های نوع ia نیز همچون ستاره های متغیر قیفاووسی اند با این تفاوت که ابر نواختر ها را میتوان در فواصل بیشتری از کائنات نیز کشف کرد که قیفاووسی ها در آن فاصله قابل آشکار سازی نیستند هر دو گروه به بررسشی ابر نواختر های نوع ia پرداختند که 5 میلیارد سال نوری که حد رصدشان بود از زمین فاصله داشتند آنها در کمال شگفتی در یافتند که ابر نواختر ها بسیار کمنورتر از آنند که انتظار داشتند یعنی که آنها دورتر از آن چیزی بودند که بر اساس انتقال به سرخ طیفشان و ثابت هابل محاسبه شده بود. پس فاصله ای که از داده های ابرنواختریهای نوع ia به دست آمد بالای خط مستقیم داده های اصلیه هابل قرار میگرفت خطی که نشان دهندهی رابطه ی بین فاصله و سرعت دور شدن یا انتقال به سرخ نور کهکشانهای نزدیک بود این یعنی که سرعت انبساط کائنات در حال افزایش است که نتیجه ی اثر نیروی پاد گرانشی ناشناخته ای است که کهکشانها را از هم دور میکند درحالی که همواره چنین انتظار داشتیم که کشش گرانشی آنها را به سوی هم میکشاند و بنابراین سرعت انبساط کائنات باید کند شود !



این داستان هم ادامه دارد :D
 

Admin2

لنگر انداخته
عضو کادر مدیریت
مدیر کل
ارسال‌ها
7,635
امتیاز
37,264
نام مرکز سمپاد
علامه حلی
شهر
تهران
سال فارغ التحصیلی
1389
پاسخ : گسترش کائنات و انرژی تاریک(قسمت اول)

دو تاپیک رو ترکیب کردم. لطفا قسمت های بعدی رو در ادامه این تاپیک بزنید.
 
  • شروع کننده موضوع
  • #4

masoomeh

کاربر حرفه‌ای
ارسال‌ها
288
امتیاز
19
نام مرکز سمپاد
فرزانگان بندر عباس
شهر
بندرعباس
دانشگاه
دانشگاه تهران
رشته دانشگاه
مهندسي پليمر
گسترش کائنات و انرژی تاریک(قسمت سوم)

طبیعتا نخستین اقدام غریزی اختر شناسان این بود که داده ها را زیر سوال ببرند و حدس بزنند که غبار میان کهکشانی نور ابر نواختر را کاسته و موجب بروز خطا در داده ها شده است.تنها راه برای حل و فصل این مسئله فقط کشف آشکار سازی ابر نواختر های نوع Ia دورتر از 5 میلیارد سال نوری بود.این کار به کمک شانسی فوق العاده ،تلسکوپ فضایی هابل،و یک اختر شناس ژاپنی ممکن شد.


بازگشت به 10 میلیارد سال گذشته:



از 18 تا 28 دسامبر 1995 ،تلسکوپ فضایی هابل 342 تصویر در نورهای آبی،قرمز و فرو سرخ از حجم بسیار کوچکی از فضا به اندازه ی دانه نمکی که در طول بازو نگه دشته باشید تهیه کرد محل تصویر،کاسه ی صورت فلکی دب اکبر انتخاب شده چون تقریبا عمود بر صفحه ی کهکشان راه شیری و دور از نور و غبار قرص کهکشان میباشد. در این تصویر 1500 کهکشان از فاصله ی 5 میلیون سال نوری تا لبه های کائنات ثبت شده اند.ترکیب این تصاویر،فوق العاده ترین تصویر رنگی از کائنات را خلق کرد که بسیاری از جوایز عکاسی بین المللی را هم کسب کرده است.سه سال بعد دوباره همان تصویر در همان سه نور و از همان منطقه از آسمان تکرار شد که تا 10 میلیارد سال نوری به عقب نگاه کرد.در همین حال یک اختر شناس ژاپنی نرم افزاری برای کامپیوتر نوشت که میتونست دو تصویر از یک محدوده ی فضا را با هم مقایسه کند.همه چیز از دو تصویر را حذف کند مگر نوری را که در یک تصویر ثبت شده و در تصویر دیگر ثبت نشده باشد وقتی این دو تصویر هابل در معرض تجزیه و تحلیل این نرم افزار گذاشته شد،چیزی که از دو تصویر باقی ماند،نقطه ای نورانی در مرکز یکی از کهکشانها بود که در یکی از تصاویر وجود نداشت.بررسی های طیفی تصاویر نشان داد که این نقطه ی نورانی یک ابر نواختر نوع Ia بود که با سرعتی بسیار بالاتر از حد انتظار از ما دور میشود.نور این نقطه بسیار درخشان تر از آنچه انتظار میرفت بود.پس ثابت شد که غبار میان کهکشانی مسئول نابه هنجاری در سرعت ابر نواختر های نوع Ia که در فاصله ی 5 میلیارد سال کشف شده بود نمیباشد این درست همان چیزی بود که اختر شناسان برای حل و فصل موضوع سرعت انبساط کائنات به دنبالش بودند.در نتیجه به نظر میرسد که سرعت انبساط کائنات در حال افزایش است،یعنی بر خلاف انتظار ،انبساط به جای شتابی منفی شتابی مثبت دارد.در حقیقت به نظر میرسد که این سرعت امروزه 15 درصد بیشتر از سرعت انبساط مائنات در 6 میلیارد سال پیش است!





این داستان هم باز ادامه داره..... :D
 

mira

کاربر فوق‌حرفه‌ای
ارسال‌ها
983
امتیاز
284
نام مرکز سمپاد
شهید هاشمی نژاد 1
شهر
مشهد
مدال المپیاد
المپیاد نجوم
دانشگاه
دانشگاه تحصیلات تکمیلی در ع
رشته دانشگاه
فیزیک
پاسخ : گسترش کائنات و انرژی تاریک(قسمت اول)

بسیار عالیه. ادامه بدین. اینم یه +. ازاین به بعد هم لطفا در تاپبک های جداگانه بنویسین ولی مشخص کنین که ادامه است. بازم تاپیک های نجومی ایجاد کنین.
در ضمن مطالبی که ایشون گفتند و محاسبات آن ها بسیار برای المپیاد مهمه پس اونایی که به المپیاد علاقه دارن دقت داشته باشن.
پاینده باشید
 
بالا