| بخشی از یک سری در |
| کیهان شناسی جسمی |
|---|
 |
جهان اولیه[نمایش] |
گسترش · آینده[نمایش] |
اجزاء · ساختار[نمایش] |
| [نمایش] |
کیهان شناسی فیزیکی شاخه ای از کیهان شناسی است که به بررسی ساختارها و پویایی های بزرگترین مقیاس جهان و سؤالات اساسی در مورد منشأ ، ساختار ، تکامل و سرنوشت نهایی مربوط می شود. [1] کیهان شناسی به عنوان یک علم سرچشمه با اصل Copernican است ، که دلالت بر این دارد که اجسام آسمانی از قوانین بدنی یکسان با آنهایی که در روی زمین هستند پیروی می کنند و مکانیک نیوتنی ، که برای اولین بار اجازه درک این قوانین فیزیکی را می داد. کیهانشناسی فیزیکی، آن را به عنوان در حال حاضر درک، با توسعه در سال 1915 از آغاز آلبرت انیشتین S 'تئوری عمومی نسبیت ، به دنبال اکتشافات بزرگ مشاهداتی در دهه 1920: اول ، ادوین هابل کشف کرد که جهان تعداد زیادی از کهکشان های خارجی فراتر از کهکشان راه شیری را شامل می شود . سپس ، کار Vesto Slipher و دیگران نشان داد که جهان درحال گسترش است . این پیشرفت ها باعث می شود که در مورد منشاء جهان گمانه زنی شود و تأسیس تئوری بیگ بنگ ، توسط ژرژ لمیتر ، به عنوان الگوی پیشرو کیهان شناسی. برخی از محققان هنوز تعداد کمی از کیهان شناسی های جایگزین را طرفداری می کنند . [2] با این حال ، بیشتر کیهان شناسان قبول دارند که نظریه بیگ بنگ به بهترین وجه مشاهدات را توضیح می دهد.
پیشرفت های چشمگیر در کیهان شناسی مشاهده از دهه 1990 ، از جمله زمینه مایکروویو کیهانی ، بررسی ابرنواخترهای دوردست و بررسیهای تغییر رنگ قرمز کهکشان ، منجر به ایجاد یک مدل استاندارد از کیهان شناسی شده است . این مدل به جهان نیاز دارد تا حاوی مقادیر زیادی از ماده تاریک و انرژی تاریک باشد که در حال حاضر ماهیت آن به خوبی درک نشده است ، اما این مدل پیش بینی های مفصلی را ارائه می دهد که با بسیاری از مشاهدات متنوع مطابقت دارد. [3]
کیهان شناسی به شدت به کار بسیاری از مناطق مختلف تحقیق در فیزیک نظری و کاربردی توجه دارد . مناطق مربوط به کیهان شناسی شامل آزمایش های فیزیک ذرات و تئوری ، اخترفیزیک نظری و مشاهده ای ، نسبیت عام ، مکانیک کوانتومی و فیزیک پلاسما است .
فهرست
تاریخچه موضوع [ ویرایش ]
این جعبه:
-13 -
-
-12 -
-
-11 -
-
-10 -
-
-9 -
-
-8 -
-
-7 -
-
-6 -
-
-5 -
-
-4 -
-
-3 -
-
-2 -
-
-1 -
-
0 -
←
←
←
←
←
←
←
←
←
←
←
←
←
←
←
←
←
( میلیارد سال پیش )
( همچنین به: جدول زمانی انسان و جدول زمانی زندگی مراجعه کنید .)
همچنین ببینید: جدول زمانی کیهان شناسی و لیست کیهان شناسان
کیهان شناسی مدرن در طول مسیرهای پشت سر هم نظریه و مشاهده توسعه یافته است. در سال 1916 ، آلبرت انیشتین نظریه خود را در مورد نسبیت عام منتشر کرد ، که توصیف یکپارچه ای از گرانش به عنوان یک ویژگی هندسی فضا و زمان ارائه می داد. [4] در آن زمان ، انیشتین به یک جهان ایستا اعتقاد داشت ، اما فهمید که فرمول اولیه او از این تئوری اجازه آن را نمی دهد. [5] به این دلیل است که توده های توزیع شده در سراسر جهان به صورت گرانشی جذب می شوند و به مرور زمان به سمت یکدیگر حرکت می کنند. [6]با این حال ، او فهمید که معادلات وی اجازه ایجاد یک اصطلاح ثابت را می دهد که می تواند نیروی جذابیت گرانش را در مقیاس کیهانی خنثی کند. انیشتین اولین مقاله خود را در مورد کیهان شناسی نسبی گرایانه در سال 1917 منتشر کرد ، که در آن وی این ثابت کیهان شناسی را به معادلات میدانی خود اضافه کرد تا آنها را مجبور کند از یک جهان استاتیک الگو بگیرند. [7] مدل انیشتین یک جهان استاتیک را توصیف می کند. فضای محدود و محدود نیست (مشابه سطح کره ، که دارای محدوده محدود و بدون حاشیه است). با این حال ، این مدل به اصطلاح انیشتین برای آشفتگی های ناپایدار ناپایدار است - سرانجام شروع به گسترش یا انقباض می کند. [5]بعداً فهمید که مدل انیشتین فقط یکی از مجموعه های بزرگتر از امکانات است که همه با نسبیت عام و اصل کیهان شناسی سازگار است. راه حلهای کیهان شناختی نسبیت عام توسط الکساندر فریدمن در اوایل دهه 1920 یافت. [8] معادلات وی عالم Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker را توصیف می کند ، که ممکن است گسترش یابد یا منقبض شود و هندسه آن ممکن است باز ، مسطح یا بسته باشد.
تاریخ جهان : امواج گرانشی فرض می شوند که ناشی از تورم کیهانی ، انبساط سریعتر از نور ، درست بعد از انفجار بزرگ است [9] [10] [11]
در 1910s، وستو اسلیفر (و بعد از کارل ویلهلم Wirtz ) تفسیر انتقال به قرمز از سحابی های مارپیچی به عنوان یک شیفت داپلر که نشان داد که آنها از زمین عقب شد. [12] [13] اما تعیین فاصله بین اشیاء نجومی دشوار است. یک راه این است که اندازه فیزیکی یک جسم را با اندازه زاویه ای آن مقایسه کنید ، اما برای انجام این کار باید اندازه فیزیکی فرض شود. روش دیگر اندازه گیری میزان روشنایی یک شی و فرض درخشندگی ذاتی است که از آن فاصله می توان با استفاده از قانون مربع معکوس تعیین کرد .. به دلیل دشواری در استفاده از این روشها ، آنها نفهمیدند که سحابی ها واقعاً کهکشان هایی هستند که در خارج از راه شیری خود ما هستند و نه در مورد پیامدهای کیهان شناسی حدس می زنند. در سال 1927 ، کشیش کاتولیک رومی بلژیک ، ژرژ لمائرت به طور مستقل معادلات فریدمن-لماجر - روبرتسون-واکر را استخراج کرد و بر اساس رکود سحابی های مارپیچی پیشنهاد کرد که جهان با "انفجار" یک " اتم مقدماتی " آغاز شد . 14] - که بعداً آن را مهبانگ نامید . در سال 1929 ، ادوین هابل یک مبنای مشاهده ای برای نظریه Lemaître فراهم کرد. هابل نشان داد که سحابی های مارپیچی با تعیین مسافت های خود با استفاده از اندازه گیری میزان درخشش ستاره های متغیر Cepheid کهکشان بودند . او رابطه ای بین تغییر شکل مجدد یک کهکشان و فاصله آن را کشف کرد. وی این را به عنوان شواهدی تعبیر كرد كه كهكشانها از هر جهت با سرعت متناسب با فاصله خود از زمین در حال برگشت هستند. [15] این واقعیت اکنون به عنوان قانون هابل شناخته شده است ، اگرچه عامل عددی که هابل در مورد سرعت و روند مغلوب مربوط به سرعت مغلطه مشاهده کرد ، به دلیل عدم آگاهی از انواع متغیرهای سفیید ، توسط یک عدد ده خاموش بود.
با توجه به اصل کیهان شناختی ، قانون هابل پیشنهاد کرد که جهان درحال گسترش است. دو توضیح اصلی برای گسترش پیشنهاد شد. یکی از نظریه های Big Bang Lemaître بود که توسط جورج گامو حمایت و توسعه یافت. توضیح دیگر فرد هویل را حالت پایدار مدل که در آن ماده جدیدی است که به عنوان کهکشان حرکت به دور از یکدیگر. در این مدل ، جهان در هر مقطع زمانی تقریباً یکسان است. [16] [17]
برای چند سال ، پشتیبانی از این تئوری ها به طور مساوی تقسیم شد. با این حال ، شواهد مشاهده ای شروع به حمایت از این ایده کردند که جهان از یک حالت متراکم و داغ تکامل یافته است. کشف پس زمینه مایکروویو کیهانی در سال 1965 به حمایت جدی از مدل بیگ بنگ [17] پرداخت و از آنجا که اندازه گیری دقیق پس زمینه مایکروویو کیهانی توسط کاوشگر زمینه کیهانی در اوایل دهه 1990 ، تعداد کمی از کیهان شناسان به طور جدی نظریه های دیگری را ارائه داده اند منشأ و تکامل کیهان. یکی از پیامدهای این امر این است که در نسبیت عادی استاندارد ، جهان با یکتایی شروع می شود ، همانطور که راجر پنروز و استفان هاوکینگ در دهه 1960 نشان دادند. [18]
یک دیدگاه جایگزین برای گسترش مدل بیگ بنگ ، نشان می دهد که جهان هیچ آغاز یا تکینگی نداشته و سن جهان بی نهایت است ، ارائه شده است. [19] [20] [21]
منبع
در این وبلاگ به ریاضیات و کاربردهای آن و تحقیقات در آنها پرداخته می شود. مطالب در این وبلاگ ترجمه سطحی و اولیه است و کامل نیست.در صورتی سوال یا نظری در زمینه ریاضیات دارید مطرح نمایید .در صورت امکان به آن می پردازم. من دوست دارم برای یافتن پاسخ به سوالات و حل پروژه های علمی با دیگران همکاری نمایم.در صورتی که شما هم بامن هم عقیده هستید با من تماس بگیرید.