انفجار بزرگ

نظریه انفجار بزرگ در حال حاضر مهمترین توضیح ارائه شده درباره منشأ جهان می باشد که بطور گسترده پذیرفته شده است. انفجار بزرگ ، بسیار پر انرژی و پر حرارت بود و در ثانیه های اولیه پس از انفجار فقط تشعشع و ذرات زیر اتمی گوناگون در جهان وجود داشتند. تشعشعات باقیمانده از این انفجار هنوز به صورت امواج ضعیف مایکروویو در آسمان وجود داشته ، از زمین قابل ردیابی هستند. به این امواج  زمینه کیهانی گفته می شود.

در اواخر دهه 1920، ادوین هابل به بررسی نور دریافتی از ستارگان کهکشانهای دوردست پرداخت.او متوجه شد که طول موجهای این نور بلندتر از میزان مورد انتظار است. این پدیده که قرمز گرایی نام دارد، نشان داد که کهکشانها با سرعت زیادی در حال دور شدن از زمین هستند.

هرچه ما بیشتر به عمق کیهان نظاره می کنیم در واقع بیشتر به عمق زمان گذشته می نگریم. یک ستاره را که در فاصله 10 سال نوری قرار دارد به همان صورتی می بینیم که 10 سال قبل بوده است. دورترین اجسامی را که انسان می تواند با تلسکوپهای بزرگ نجومی نظاره کند کوازارها هستند که عبارت است از عضوی از گروههای گوناگون ستاره مانند که دارای پرتوهای قرمز استثنایی می باشند و غالبا" از خود فرکانسهای رادیویی و نیز امواج نوری قابل دیدن منتشر می کنند.

آنها در واقع کهکشانهای کاملا" جوانی هستند که در مراحل اولیه شکل گیری به سر می برند. حال اگر انسان نگاهش را در سمت دلخواهی به دورتر و بازهم دورتر متوجه کند باید به مرزی برسد که در آنجا آغاز خلقت را مشاهده کند و بخ عبارت دیگر آن گاز داغ اولیه را ببیند که تمام کهکشانها ، ستارگان ، سیارات و موجودات از آن ایجاد شده اند. بنابراین میبایست پیرامون ما را پیوسته پوسته کاملا" درخشانی در دوردست احاطه میکرد و آسمان هم میبایست شبها همچون روز روشن میشد اما این دیوار آتشین با سرعت زیادی از ما دور می شود زیرا که عالم لحظه به لحظه انبساط می یابد.

سرعت دور شدن به قدری زیاد است که نور این پوسته دارای طول موج بلند تری می شود که ما آن را فقط به صورت تشعشعات و امواج رادیویی دریافت می کنیم. وجود این پرتوها را می توان با رادیو تلسکوپها به سادگی اثبات کرد این تشعشعات تکیه گاهی مهم برای اثبات فرضیه انفجار اولیه می باشد.

تشعشع مایکروویو زمینه کیهانی بهترین دلیل اثبات نظریه انفجار بزرگ می باشد. این تشعشع بسیار ضعیف بوده و طول موج بسیار بلندی دارد. این مشخصات ، کشف ادوین هابل را که گفته بود جهان در حال انبساط است، تأیید می کند. این تشعشع همچنین نظریه جورج گاموف را تأیید می کند.

او پیش بینی کرده بود که در صورت وجود آغازی برای جهان، تشعشعاتی که به ما می رسند بایستی از دورترین نقانط آن که با سرعتی زیاد در حال دور شدن هستند، باشند. چنین تشعشعاتی به شدت مستعد قرمزگرایی ( میزان گرایش نور اجسام دور شونده به سمت قسمت قرمز رنگ طیف الکترومغناطیسی) بوده و بنابر این انتظار میرود که دارای طول موجهای بلند باشند.

با مطالعه کهکشانهای دور شواهد بیشتری در اثبات نظریه انفجار بزرگ بدست آمده است. بعضی از این کهکشانها 13 میلیارد سال نوری با ما فاصله دارند ، یعنی 13 میلیارد سال طول میکشد تا ما نور آنها را ببینیم. حال ما این کهکشانها را به همان شکلی که 2 میلیارد سال بعد از انفجار بزرگ بوده اند، مشاهده می کنیم. این واقعیت که آنها فشرده تر از کهکشانهای نزدیکتر بنظر میرسند نشان میدهد که حجم جهان زمانی کوپکتر و متراکمتر بوده و حال با گذشت زمان این حجم در حال افزایش است.

دانشمندان با امید به کشف منشأ جهان ، تلاش می کنند تا شرایطی را که بلافاصله بعد ازانفجار بزرگ وجود داشت ، بازسازی کنند. برای اینکار ، آنها دو اشعه از ذرات بنیادی را در جهات متضاد ، حول دستگاهی به نام شتاب دهنده می فرستند این دو اشعه وقتی به سرعت نورمیرسند، به هم برخورد میکنند که از انرژی حاصل از این برخورد ذرات جدیدی بوجود می آیند این ذرات ردی از خود در محفظه حباب ( وسیله ای که در آن ذرات بنیادی از میان هیدروژن مایع عبور و با عث جوشیدن آن شده و ردی از حباب از خود بر جای می گذارند) باقی میگذارند ودانشمندان می توانند آنها را ببینند. نتایج این آزمایش حقایق بسیاری از آغاز جهان در اختیار مامی گذارد، زیرا انرژی آزاد شده از تصادم ذرات بنیادی شبیه به انرژی ذراتی است که در لحظات اولیه انفجار بزرگ حاصل شده است.