دمای کنونی جهان هستی، ۱۰ برابر گرم‌تر از گذشته است

فرادید | دانشمندان در یک مطالعه جدید که به تازگی در Astrophysical Journal به چاپ رسیده است، تاریخچه حرارتی کیهان در ۱۰ میلیارد سال گذشته را بررسی کرده اند.

به گزارش فرادید؛ این مطالعه نشان می‌دهد که میانگین دمای گاز در سراسر کیهان در آن مدت بیش از ۱۰ برابر افزایش یافته است و امروز به حدود ۲ میلیون درجه کلوین رسیده است. (تقریبا ۲.۲ میلیون درجه سانتیگراد) محققان به کمک این اندازه گیری‌های جدید، نظریه‌ی ابتدایی نحوه شکل گیری ساختار در مقیاس بزرگ در عالم را که توسط جیم پیبلز، برنده نوبل فیزیک سال ۲۰۱۹، ارائه شده است، به طور مستقیم تایید می‌کنند.

ساختار مقیاس بزرگ عالم به الگو‌های کیهانی کهکشان‌ها و خوشه‌های کهکشانی در مقیاس‌های بزرگ اشاره دارد که در اثر فروریزش گرانشی ماده تاریک و گاز ایجاد می‌شود. همزمان با تکامل جهان، گرانش، ماده تاریک و گاز موجود در فضا را به سمت کهکشان‌ها و خوشه‌های کهکشانی می‌کشد واین کشش به قدری شدید است که گاز دچار فشار و شوک شده و گرم میشود. به عبارت بهتر این یافته‌ها به دانشمندان نشان داد که چگونه میتوانند از طریق بررسی دمای عالم، پیشرفت ساختار کیهانی را ارزیابی کنند. محققان به کمک روش‌های جدید، دمای گاز دورتر از زمین را که به معنای بازگشت به زمان گذشته است، تخمین زده و آن‌ها را با گاز‌های نزدیک به زمین که نزدیک به زمان کنونی است مقایسه کرده اند. اکنون محققان تأیید کرده اند که عالم با گذشت زمان داغ‌تر می‌شود که علت آن فروریزش گرانشی ساختار کیهانی است و احتمالا این گرمایش ادامه خواهد داشت.

محققان برای درک چگونگی تغییر دمای عالم در طول زمان، از داده‌های مربوط به نور در کل فضا که توسط دو ماموریت Planck و Sloan Digital Sky Survey جمع آوری شده، استفاده کردند. آن‌ها داده‌های این دو ماموریت را با هم ترکیب کرده و فاصله گاز‌های داغ نزدیک و دور را از طریق اندازه گیری انتقال به سرخ ارزیابی کردند. انتقال به سرخ مفهومی است که فیزیکدانان برای تخمین سن کیهان در مشاهده اجرام دوردست استفاده می‌کنند. (انتقال به سرخ به معنی طولانی شدن طول موج‌های نور است. هرچه چیزی در کیهان دورتر باشد، طول موج نور آن نیز طولانی‌تر است) مفهوم انتقال به سرخ واقعا وجود دارد، زیرا نوری که از اجرام دورتر از زمین می‌بینیم دیرینه‌تر از نوری است که از اجرام نزدیک به زمین می‌بینیم. یعنی نور اجرام دور برای رسیدن به ما سفر طولانی تری را طی کرده است.

این واقعیت، همراه با روشی برای تخمین دما از نور، به محققان اجازه داد تا میانگین دمای گاز‌های موجود در کیهان اولیه (گاز‌هایی که اجرام دورتر را احاطه می‌کنند) اندازه گیری کنند و این میانگین را با میانگین دمای گاز‌های نزدیک به زمین مقایسه کنند. به گفته دانشمندان، این گاز‌ها در عالم امروز به دمای حدود ۲ میلیون درجه کلوین، در اطراف اجرام نزدیک به زمین می‌رسند و این حدود ۱۰ برابر دمای گاز‌های اطراف اجرام دورتر است. البته یادمان باشد کیهان به دلیل روند طبیعی شکل گیری کهکشان و ساختار‌ها در حال گرم شدن است و این موضوع ارتباطی با گرم شدن زمین ندارد. این‌ها اصلا به هم متصل نیستند و در مقیاس بسیار متفاوتی در حال رخ دادن هستند.

نظریه مِه‌بانگ یا بیگ بنگ مدل کیهان‌شناسی پذیرفته‌شده جهان، از کهن‌ترین دوران شناخته‌شده و تکامل آن در مقیاس بزرگ است. این نظریه بیان می‌کند که گیتی از یک وضعیت بسیار چگال (متراکم) نخستین آغاز شده و در گذر زمان انبساط یافته‌است.

براساس این تئوری جهان از انفجار یک نقطه بوجود آمده است. این تئوری اولین بار براساس مشاهدات ادوین هابل وهمکارانش مبنی بر دور شدن همه کهکشان‌های آسمان از کهکشان راه شیری بجز کهکشان‌های محلی مطرح شد.

این نظریه، آغاز کائنات را از یک هسته اتم در فضا و زمان صفر مى داند، زیرا آن هنگام هنوز فضا وزمان آغاز نشده بود. تصور بکنید که تمام کائنات در یک هسته اتم یاحتى کوچکتر از آن جاى داشت و در یک لحظه این فضا و زمان آغاز مى شود یعنى اینکه یک انفجار بزرگ که حاصل گرانش شدید ناشى از فشردگى بوده، شروع شد.

این واقعه بین سیزده تا پانزده میلیارد سال پیش رخ داده است، درحقیقت این حادثه از آن نقطه صفر شروع مى شود. قابل ذکر است که باوجودچنین فشردگى اى طبیعتاً دماى بسیار زیادى در لحظه کمى قبل از انفجار بزرگ حاکم بوده است. هنگامى که فضا وزمان شروع به بزرگ و باز شدن کرد، دما مدام رو به کاهش بوده به طورى که تخمین زده مى شود وقتى فقط یک ثانیه ازتشکیل کائنات مى گذشته است ده میلیارد کلوین نزول دما داشته ایم.

اگر در زمان به عقب برگردیم، به نقطه‌ای در گذشته می‌رسیم که در آن قوانین فیزیکی شناخته‌شده کارایی خود را از دست می‌دهند و نقطه تکینگی نام دارد. این نقطه، نقطه پیدایش گیتی است و بر اساس اندازه‌گیری‌های جدید، این لحظه تقریباً ۱۳٫۸ میلیارد سال پیش رخ داده‌است و از این رو سن گیتی ۱۳٫۸ میلیارد سال تخمین زده می‌شود.

پس از انبساط اولیه گیتی به اندازه کافی سرد شد که امکان پیدایش ذرات زیراتمی و بعد‌ها اتم‌های ساده، پدید آید. به هم پیوستن ابر‌های غول‌پیکر از عناصر اولیه بر اثر نیروی گرانش، باعث پیدایش ستارگان و کهکشان‌ها شد.