مطابق با تئوري بيگ بنگ، ميلياردها سال پيش كل جهان از يك منطقه با حجم صفر و تراكم نامحدود گسترش يافت. سپس، اين منطقه در كمتر از يك ثانيه از نظر اندازه صدها برابر شد. در طول اين اولين لحظات، جهان با انرژي اي كه بيشتر آن در شكل گرماي شديد بود پر شد. هنگامي كه جهان بزرگ و سرد مي شود، مقداري از اين انرژي به ماده تغيير شكل مي دهد.
موقعي كه ما درباره بلوك هاي سازنده ماده صحبت مي كنيم، معمولاً روي اتم ها تمركز مي كنيم. اتم ها حاوي هسته اي هستند كه شامل دست كم يك زير اتم با بار مثبت به نام پروتون است. هسته همچنين ممكن است حاوي يك يا بيشتر ذرات با بار خنثي به نام نوترون ها باشد. ذرات با بار منفي به نام الكترون ها هم هسته را محاصره كرده اند و به سرعت درداخل محدوده يك پوسته انرژي در اطراف هسته حركت مي كند.
اما اتم ها در اولين صحنه هاي بيگ بنگ، نمي توانستند تشكيل شوند. چراكه جهان خيلي متراكم و داغ بود. در حقيقت، در اولين لحظات اولين ثانيه بيگ بنگ، حتي پروتون ها و نوترون ها نمي توانستند تشكيل شوند. تئوري هاي بيگ بنگ باور دارند كه جهان پر از ذرات زير اتمي بود. ذرات اوليه و با هيچ جرمي به نام كوارك ها كه به هم پيوستند تا ذرات بزرگ تري مثل پروتون ها يا نوترون ها را به وجود آورند.
دانشمندان نيرويي را كه کوارک ها را با هم نگه مي دارد تا ذراتي بزرگ تر را تشكيل دهد نيروي هسته اي قوي مي نامند. اين نيرو به قدري قوي است كه در شرايط عادي، ما به هيچ وجه نمي توانيم كوراك ها را مشاهده كنيم. اين به خاطر اين است كه كوارك ها به قدري محكم به هم مي پيوندند كه ما نمي توانيم آنها را به آساني از هم جدا كنيم. براي سال هاي زيادي، تنها راه اثبات اين كه كوارك ها وجود دارند مدل هاي رياضي درباره جهان بود. مدل هايي كه لازمه اش وجود ذراتي مثل كوارك ها بود.
امروزه دانشمندان تلاش مي كنند تا ذراتي مثل پروتون ها و نوترون ها را بگيرند و آنها را به كوارك ها و گلوئون ها تجزيه كنند. كوارك ها و گلوئون ها براي تنها كسري از يك ثانيه پيش از فاسد شدن جدا مي مانند، اما اين به قدر كافي براي دانشمندان بلند است تا آنها را با استفاده از تجهيزات قوي مشاهده كنند.
بيگ بنگ در آزمايشگاه
دانشمندان بعضي از بزرگ ترين ماشين هاي جهان را مورد استفاده قرار مي دهند تا درباره بعضي از كوچك ترين ذراتي كه ما مي شناسيم مطالعه كنند. ابزارهايي كه آنها مورد استفاده قرار مي دهند بي نهايت پيچيده و دقيق است. اين متدها و ابزارها به دانشمندان اجازه مي دهد تا نگاهي به ابتداي جهان بيندازند.
روش كار آنها هم ظريف و هم ابتدايي است. آنها ذرات زيراتمي را واقعاً سخت به يكديگر مي كوبند و به قطعاتي كه به جا مانده نگاه مي كنند. براي انجام اين كار، آنها بايد ماشين هاي قدرتمندي به نام شتاب دهنده ذرات را مورد استفاده قرار دهند.
شتاب دهنده ذرات پرتوهاي مخالف ذرات زيراتمي مثل پروتون ها (پروتون و آنتي پروتون) را به سوي يكديگر پرتاب مي كنند. بعضي از شتاب دهنده ها مدور هستند، درحالي كه بقيه خطي هستند. آنها مي توانند خيلي بزرگ باشند. شتاب دهنده ها بانك هاي مغناطيسي را مورد استفاده قرار مي دهند تا به پرتوهاي پروتون شتاب دهند در همين حال آنها از ميان لوله هايي ريز حركت مي كنند. هنگامي كه پرتوهاي پروتون به سرعت مشخصي مي رسند، شتاب دهنده آنها را به داخل يك مسير برخورد هدايت مي كند. موقعي كه ذرات به هم برخورد مي كنند، آنها به بخش هاي تشكيل دهنده، مثل كوراك ها تجزيه مي شوند.
تاآن جا كه دانشمندان مي دانند كوارك ها تنها در تركيبات دو، سه يا پنج تايي به هم متصل مي شوند. تركيبات مختلف كوارك به هم متصل مي شوند وانواع مختلف ماده را به وجود مي آورد.
اين ذرات زيراتمي در كسرهايي از ثانيه فاسد مي شود. دانشمندان تنها با استفاده از رايانه هاي قدرتمند مي توانند به آشكار كردن حضور يك كوارك اميدوار باشند. در سال 2006 يك گروه از دانشمندان دانشگاه كاليفرنيا، تشخيص يك تاپ كوارك را گزارش كردند كه پرجرم ترين كوارك ميان شش نوع كوارك است. گروه، يك شتاب دهنده ذره را مورد استفاده قرار داده بودند تا باعث به وجود آمدن برخورد بين يك پروتون و يك آنتي پروتون شود. آنها يك كوارك را پيش از اين كه فاسد شود آشكار كردند.
آيا تمام اينها به اين معني است كه دانشمندان مي توانند بيگ بنگ را بازآفريني كنند. نه كاملاً. به جايش، دانشمندان اميدوارند كه بتوانند شرايط اولين لحضات جهان را شبيه سازي كنند. با مطالعه اين شرايط دانشمندان ممكن است بيشتر درباره اين كه جهان ما چگونه گسترش يافته بياموزند. اما آنها نمي توانند دوره گسترش جهان را كه ما بيگ بنگ مي ناميم بازآفريني كنند.
منبع: http://science.howstuffworks.com/dictionary/astronomy-terms/recreate-big-bang.htm
| < قبلی | بعدی > |
|---|
