دسته: جهان

گستره کیهان قابل مشاهده حدود ۹۰ میلیارد سال نوری است

کیهان ۲۵۰ برابر بزرگتر از گستره‌ی قابل مشاهده توسط هابل است. کیهان حدود ۱۴ میلیارد سال قدمت دارد، پس در نگاه اول می‌توان گفت اگر چیزی دورتر از ۱۴ میلیارد سال نوری باشد قابل مشاهده نخواهد بود. اما این زیاد هم درست نیست. از آنجا که کیهان در حال گسترش است، دورترین اجرام قابل مشاهده بسیار دورتر از ۱۴ میلیارد سال نوری می‌باشند. در حقیقت، فوتون‌های تابش‌های پس زمینه کیهانی حدود ۴۵ میلیارد سال نوری را طی کرده‌اند تا به ما برسند. پس گستره‌ی کیهان قابل مشاهده حدود ۹۰ میلیارد سال نوری است.

هرچند این رقم بسیار بزرگی است اما کیهان هستی قطعا بسیار بزرگتر است. امروز به لطف آنالیز آماری جالب توجهی که توسط میهران واردانیان و تعدادی از دوستانش در دانشگاه آکسفورد انجام شده است ما جواب را میدانیم. مشخصاً ما نمی‌توانیم ابعاد کیهان را مستقیماً اندازه بگیریم اما کیهان شناسان مدل های مختلفی را ارائه داده‌اند که برای اندازه‌گیری ابعاد کیهان بکار می‌آید.

تخمین اندازه‌ی کیهان بر مبنای چند فاکتور و بخصوص اندازه‌ی انحنای کیهان است که می‌تواند مانند کره بسته باشد، تخت باشد و یا باز باشد. اگر میزان انحنای کیهان را اندازه بگیریم، میتوان حدود اندازه کیهان را تخمین زد. یکی از راه های اندازه گیری انحنای کیهان این است که اندازه ظاهری یک جرم دوردست را با اندازه واقعی آن که از روش‌های دیگر بدست آمده مقایسه کنیم. اگر اندازه‌ی ظاهری بزرگتر از اندازه واقعی باشد پس کیهان بسته است، اگر اندازه‌ی ظاهری و واقعی یکی باشد پس کیهان تخت است و اگر اندازه ظاهری کوچکتر باشد نتیجه می‌گیریم کیهان باز است.

ستاره‌شناسان از امواج اولیه کیهان که در قالب امواج مایکروویو پس زمینه کیهانی منجمد شده‌اند استفاده می‌کنند. اندازه این امواج که نوسانات صوتی باریونیک خوانده می‌شوند توسط رصدخانه‌های فضایی نظیر WMAP اندازه‌گیری می‌شود. یک شاخص دیگر میزان درخشش ابرنواختر های نوع ۱A در کهکشان‌های دوردست می‌باشد. اما هنگامی که کیهان‌شناسان این داده ها را بررسی می‌کنند، مدل‌های مختلف هر کدام انحنا و اندازه‌ی متفاوتی را برای کیهان بدست می‌دهند.

واردانیان و دوستانش راهی پیدا کردند تا میانگین تمام داده‌های موجود را با یک روش آماری که مدل میانگین‌یابی بایزیان نامیده می‌شود پیدا کنند. آن‌ها می‌گویند که انحناء کیهان بسیار نزدیک به صفر است پس به احتمال زیاد کیهان تخت می‌باشد. یک کیهان تخت نامحدود نیز می‌باشد که با داده‌های آنان مطابقت دارد. و نیز نشان دادند که ابعاد کیهان حداقل ۲۵۰ برابر حجم هابل است. (منظور از حجم هابل همان کیهان قابل مشاهده می‌باشد) هرچند ۲۵۰ برابر عدد بزرگی است، اما تخمین‌های قبلی از گستره کیهان حتی از آن هم بزرگتر بود.

(بیشتر…)

بیشتر

برخورد کهکشان راه‌شیری و کهکشان آندرومدا

پیش‌بینی می‌شود حدود چهار میلیارد سال آینده، کهکشان آندرومدا (زن برزنجیر) و کهکشان راه‌شیری که بزرگترین کهکشان‌های گروه محلی هستند با یکدیگر برخورد کنند. البته بعید است ستاره‌های این کهکشان‌ها با هم برخورد کنند چون فاصله‌ی خالی بین ستاره‌ها زیاد است.

کهکشان زن برزنجیر یا آندرومدا، نزدیک‌ترین کهکشان به کهکشان راه‌شیری است. اگر برخوردی میان این دو کهکشان عظیم صورت بگیرد، برخورد آن‌ها همچون عبور سایه‌هایی از درون یکدیگر خواهند بود. این برخورد بیش از آنکه برخوردی بین ستاره‌ها و سیاره‌ها باشد، زورآزمایی عظیمی است بین سیاهچاله‌های مرکزی این دو کهکشان. سرانجام، این دو سیاهچاله با هم یکی می‌شوند و کهکشان بیضوی جدیدی شکل می‌گیرد. (بیشتر…)

بیشتر

اندازه ستاره نوترونی

قطر یک ستاره نوترونی در حد چند ده کیلومتر است ولی با توجه به اینکه فقط از نوترون تشکیل شده است چگالی آن در حدی است که هر قاشق از آن حدود ۵٫۵ میلیارد تن جرم دارد. ستاره نوترونی متراکم‌ترین نوع ستاره‌ی شناخته شده می‌باشد. این مقدار حدود ۹۰۰ برابر هرم بزرگ جیزه مصر می‌باشد. در تصویر تخیلی زیر اندازه‌ی یک ستاره نوترونی با ونکوور کانادا مقایسه شده است.

مقایسه اندازه یک ستاره نوترونی با ونکوور کانادا

(بیشتر…)

بیشتر

اگر بتوانید یک کاغذ را ۱۰۳ بار تا بزنید ضخامت کاغذ تا شده از جهان مرئی بیشتر خواهد شد

ضخامت کاغذ A4 حدود ۵۰ میکرون است یعنی ۰٫۰۵ میلیمتر. اگر ۲۰ برگه‌ی کاغذ را روی هم قرار دهید ضخامت آن به یک میلیمتر می‌رسد. اما تا زدن کاغذ مسئله‌ای جداست. هر بار که کاغذ را از وسط تا می‌زنید ضخامت آن دو برابر می‌شود. اولین باری که کاغذ تا می‌خورد ضخامت آن به ۰٫۱ میلیمتر می‌رسد. بار دوم به ۰٫۲ میلیمتر و بار هشتم ضخامت کاغذ به ۱۲٫۸ میلیمتر خواهد رسید.

رکورد تا زدن ضخاکت کاغذ

رکورد تا زدن کاغذ ۱۲ بار می‌باشد که حدود یک دهه پیش توسط یک یک دانش آموز دبیرستانی آمریکایی به نام بریتنی گالیوان به ثبت رسید. قبل از اینکه وی این رکورد را به ثبت برساند رکورد تا زدن کاغذ ۷ بار بود و گمان می‌رفت از لحاظ ریاضی غیر ممکن باشد که بیشتر از این مقدار تا زده شود. در ادامه برخی از این اعداد شگفت‌انگیز مربوط به تا زدن کاغذ را بررسی می‌کنیم.

  • سه بار تا زدن کاغذ ضخامتی برابر یک سوزن خواهد داشت.
  • ۱۰ بار تا زدن کاغذ ضخامتی برابر یک دست ایجاد خواهد کرد.
  • ۲۳ بار تا زدن کاغذ از وسط ضخامت یک کیلومتر را ایجاد خواهد نمود.
  • اگر بتوانید کاغذ را ۳۰ بار تا بزنید به فضا می‌رسید و ارتفاع کاغذ شما به ۱۰۰ کیلومتر می‌رسد.
  • ادامه تا زدن تا ۴۲ بار ضخامت کاغذ شما را به ماه خواهد رساند.
  • اگر ۸۱ بار کاغذ را تا بزنید به فاصله‌ی ۱۲۷۷۸۶ سال نوری می‌رسید که بیشتر از شعاع کهکشان اندرومدا می‌باشد.
  • و در نهایت ۱۰۳ بار تا زدن کاغذ شما را از جهان مرئی بیرون خواهد کرد. قطر جهان مرئی حدود ۹۳ میلیارد سال نوری است.
(بیشتر…)
بیشتر

بزرگ ترین کهکشان کشف شده: کهکشان ۱۱۰۱

کهکشان ۱۱۰۱ کهکشانی بسیار بزرگ است که در وسط خوشهٔ ای ۲۰۲۹ (Abell 2029) قرار گرفته‌است. طولش به ۶ میلیون سال نوری می‌رسد، درحالی که طول کهکشان راه شیری یکصد هزار سال نوری است. در واقع کهکشان ۱۱۰۱ حدود شصت برابر راه شیری است و بزرگ ترین کهکشان کشف شده‌ی جهان به حساب می‌آید. در تصویری که مشاهده می‌کنید کهکشان IC 1101 با کهکشان M87، کهکشان اندرومدا و کهکشان راه شیری مقایسه شده است.

کهکشان 1101 بزرگ ترین کهکشان جهان

فاصله‌ی کهکشان ۱۱۰۱ از زمین حدود ۱ میلیارد سال نوری است. این کهکشان مملو از ستاره‌های غنی از فلز است که برخی از آن‌ها سن‌شان هفت میلیارد سال از خورشید بیشتر است و باعث می‌شوند رنگ کهکشان زرد طلایی به نظر برسد. این کهکشان یک منبع امواج رادیویی روشن در مرکز خود دارد که مربوط به سیاهچاله کلان جرم آن می‌باشد. (بیشتر…)

بیشتر

نزدیک ترین سیاهچاله چقدر از زمین فاصله دارد؟

سیاهچاله‌ها یکی از بزرگ‌ترین رازهای جهان هستند. این اجرام آخرین مرحله از چرخه‌ی عمر یک ستاره بوده و زمانی تشکیل می‌شوند که یک ستاره تحت اثر جاذبه‌ی خودش می‌رمبد. در ابتدا دانشمندان گمان می‌کردند نزدیک ترین سیاهچاله به زمین، سیاهچاله‌ای است که در مرکز کهکشان راه‌شیری قرار دارد. این سیاهچاله که یک سیاهچاله‌ی کلان‌جرم می‌باشد ۲۷ هزار سال نوری از زمین فاصله دارد. اما اگر از کلان‌جرم بودن سیاهچاله صرفنظر کنیم و سیاهچاله‌های با جرم ستاره‌ای را هم در نظر بگیریم نزدیک ترین سیاهچاله به ما یک سیاهچاله با نام V4641 Sgr می‌باشد که ۱۶۰۰ سال نوری با زمین فاصله داشته و در بازوی برج قوس کهکشان راه‌شیری قرار دارد. دلیل اینکه این سیاهچاله دیده می‌شود ستاره‌ای است که به دور آن می‌چرخد. گازهای این ستاره به طور دائم توسط این سیاهچاله جذب می‌شوند. این گازها از خود تشعشعاتی ساطع می‌کنند که توسط تلسکوپ‌های زمین قابل اکتشاف هستند. (بیشتر…)

بیشتر

بزرگترین سیاهچاله جهان

سیاهچاله‌های کلان‌جرم حدود یک میلیون تا یک میلیارد برابر خورشید جرم دارند و در مرکز کهکشان‌ها یافته می‌شوند. در جهان مرئی حدود ۱۰۰ میلیارد کهکشان وجود دارد که هر کدام از آن‌ها حدود ۱۰۰ میلیون سیاهچاله‌ی با جرم ستاره‌ای دارند ولی سیاهچاله‌های کلان‌جرم در مرکز کهکشان‌ها یافته می‌شوند پس حدود ۱۰۰ میلیارد سیاهچاله‌ی کلان‌جرم در جهان مرئی وجود دارد. نزدیک‌ترین سیاهچاله‌ی کلان‌جرم در مرکز کهکشان راه شیری قرار دارد که حدود ۲۸ هزار سال نوری با ما فاصله دارد. بزرگترین سیاهچاله کلان جرمی که اخیراً کشف شده است مربوط به کهکشان NGC 4889 است که افق رویداد آن ۱۳۰ میلیارد کیلومتر می‌باشد یعنی ۱۵ برابر فاصله‌ی مدار نپتون تا خورشید. جرم این سیاهچاله ۲۱ میلیارد برابر جرم خورشید ما می‌باشد. (بیشتر…)

بیشتر

آیا کل جهان در حال انبساط است؟

جهان در حال انبساط است و کهکشان‌ها در حال دور شدن از ما هستند. انرژی تاریک مسئول منبسط کردن جهان است ولی این انبساط در مورد داخل کهکشان‌ها و منظومه‌ها، اشیا و اتم‌ها صادق نیست. این بدین خاطر است که وقتی اشیاء به هم نزدیک باشند انرژی بین آن‌ها (مثلاً جاذبه یا نیروهای بین اتمی) آن‌ها را به هم جذب کرده و اجازه‌ی انبساط آن‌ها را نمی‌دهد. مثلاً جاذبه در حال نزدیک کردن کهکشان راه شیری و کهکشان آندرومدا به یکدیگر است و این دو کهکشان ۴ میلیارد سال دیگر با یکدیگر برخورد خواهند کرد.

اما انرژی تاریک در حال قوی شدن است و روزی در آینده‌ی بی‌نهایت دور فرا خواهد رسید که سیستم‌های ستاره‌ای را هم از یگدیگر دور کرده و حتی اتم‌ها را نیز از هم بگسلد. این نظریه با نام نظریه‌ی مِه گسست (Big Rip) شناخته می‌شود. (بیشتر…)

بیشتر

قطر و ضخامت کهکشان راه شیری چقدر است؟

قطر کهکشان راه شیری ۱۰۰ هزار سال نوری است که در مقایسه با کهکشان‌های دیگر کوچک به نظر می‌رسد. به عنوان مثال قطر کهکشان M87 برابر ۹۸۰ هزار سال نوری و قطر کهکشان هرکول A برابر ۱٫۵ میلیون سال نوری است. همچنین ضخامت کهکشان راه شیری به طور متوسط ۲۰۰۰ سال نوری برآورد می‌شود. (بیشتر…)

بیشتر

اولین عکس کیهان

اولین عکس کیهان

جهان هستی ۳۸۰ هزار سال پس از بیگ بنگ. اگر کیهان را کودکی ۵ ساله بدانیم این عکس یک ساعت پس از تولد جهان است و شما یک ثانیه در آن عمر می کنید. این عکس از ۹ سال اسکن ریزموج به جا مانده از بیگ بنگ در فضا گرفته شده است و یکی از بهترین شواهد نظریه‌ی مهبانگ (بیگ بنگ) می‌باشد. این امواج اسکن شده در واقع قدیمی‌ترین نور موجود در کیهان هستند چون قبل از آن تراکم ماده به حدی زیاد بوده است که نور قادر به عبور از بین آن نبوده و در واقع جهان قبل از آن مات بوده است. (بیشتر…)

بیشتر