دانلود مستند فضایی با زیر نویس فارسی

شبکه کیهانی چیست و چه شباهتی با ساختار مغز انسان دارد؟+عکس

4
زمان مطالعه: 5 دقیقه

شبکه‌های پیچیده مانند شبکه کیهانی در حوزه علم جزو مفاهیمی محسوب می‌شوند که بررسی آن‌ها برای دانشمندان کاری چالش‌برانگیز است. شباهت‌های ساختاری شبکه‌های مختلف نشان می‌دهد که برخی از قواعد و قوانین کیهانی ممکن است به طور دقیق پویایی این شبکه‌ها را توصیف کنند، اگرچه ماهیت و منشا مشترک چنین قوانینی مبهم باقی مانده است.

به گفته دانشمندان، ساختار شبکه کیهانی بیانگر آن است که ترکیب مقیاس بزرگ فضا زمان در جهان در حال انبساط ما طرحی کاملا مبتنی بر قاعده با یک خوشه‌بندی مستحکم است، شبیه به بسیاری از شبکه‌های پیچیده مانند اینترنت، شبکه‌های اجتماعی یا بیولوژیکی. اما شبکه کیهانی چیست و ساختار جهان هستی چگونه است؟

شبکه کیهانی چیست؟

شبکه کیهانی نامی است که ستاره‌شناسان به ساختار جهان می‌دهند و متشکل از رشته‌های عظیم کهکشان‌هاست که توسط فضاهای خالی عظیمی از یکدیگر جدا شده‌اند. پاسخ این سوال را که چرا کیهان ما دارای چنین ساختار عجیب و غریب و شبکه مانندی است، باید در فرآیندهای چند صد هزار سال اول پس از بیگ بنگ یا انفجار بزرگ جستجو کرد.

با نگاه کردن به نقشه آسمان شب، به نظر می‌رسد ستارگان و کهکشان‌ها به شکلی کم و بیش تصادفی گسترش یافته‌اند؛ اما واقعا این‌گونه نیست. جهان مجموعه‌ای تصادفی از اجرام نبوده و ساختاری متشکل از کهکشان‌ها و گاز دارد که همان شبکه کیهانی است.

در همین رابطه بخوانید: افق کیهانی چیست

الگوی جهان هستی

این ویژگی‌ها روی هم رفته به جهان هستی ظاهری کف‌آلود بخشیده‌اند! با این حال، اگر بتوانیم به اندازه کافی دور شده و به آن نگاه کنیم، این الگو ناپدید می‌شود و به نظر می‌رسد که جهان یک تکه یکدست و همگن از کهکشان‌هاست. ستاره‌شناسان برای این همگنی نامی جالب برگزیده‌اند؛ «پایان عظمت»! البته در مقیاس‌های کوچک‌تر می‌توان مشاهده کرد که جهان در واقع ساختاری باشکوه دارد. حال این سوال پیش می‌آید که چنین ساختاری چگونه ایجاد شده است.

آغاز همه چیز با یک انفجار بزرگ

فضا، خود، دارای سطوحی از انرژی بوده که در نوسان هستند. جفت‌های فوق‌العاده کوچک ذرات و پادذرات خودبه‌خود به وجود می‌آیند و یکدیگر را از بین می‌برند؛ این به اصطلاح «جوش و خروش» در کیهان اولیه نیز اتفاق می‌افتاد. به طور معمول، این ذرات و پادذرات یکدیگر را نابود می‌کنند، اما انبساط سریع جهان اولیه مانع از وقوع چنین موضوعی شد. با انبساط کیهان، این نوسان‌ها نیز افزایش یافته و باعث اختلاف در چگالی جهان شدند.

از سویی مواد از طریق گرانش مواد را جذب می‌کنند؛ این تفاوت‌ها نشان می‌دهند چرا مواد در برخی مکان‌ها به هم چسبیده هستند و در بعضی دیگر نه، اما به طور کامل ساختار شبکه کیهانی را بیان نمی‌کنند. پس از دوره انفجار بزرگ، جهان پر از پلاسمای اولیه بود که به دلیل تفاوت‌های مذکور به هم چسبیده بودند.

با جمع شدن این ماده، فشاری ایجاد شد که با گرانش مقابله کرد و امواجی شبیه به امواج صوتی در مواد جهان پدید آورد؛ فیزیکدانان این امواج را «نوسان‌های صوتی باریون» (Baryon Acoustic Cscillations) می‌نامند.

رشته کیهانی
تصویر یک هنرمند از حلقه‌های تشکیل‌شده توسط نوسان‌های صوتی باریون

به بیان ساده، چنین امواجی از مواد طبیعی و ماده تاریک حاصل شده‌اند. ماده تاریک فقط از طریق گرانش با هر چیز دیگری برهمکنش می‌کند، بنابراین فشاری که باعث ایجاد این امواج می‌شود، روی آن تاثیر نمی‌گذارد، یعنی در مرکز موج می‌ماند و حرکت نمی‌کند؛ با این حال، مواد طبیعی به بیرون رانده می‌شوند. حدود ۴۰۰ هزار سال پس از بیگ بنگ، جهان به اندازه کافی سرد شده بود تا فشاری که مواد را به بیرون می‌راند از طریق فرآیندی به نام تجزیه فوتون ایجاد می‌گردد.

رشته‌ها و حفره‌های عظیم ذکرشده در شبکه کیهانی دارای ابعاد متفاوتی هستند و وسعت‌های مختلفی دارند که در ادامه به بزرگترین آن‌ها اشاره می‌کنیم.

در همین رابطه بخوانید: جهان موازی به زبان ساده

بزرگترین رشته و حفره کیهانی

بزرگ‌ترین رشته کهکشانی که بشر تا به امروز کشف کرده است، دیوار بزرگ هرکول-کرونا بوریالیس (Hercules–Corona Borealis Great Wall) نام دارد و با وسعت ۱۰ میلیارد سال نوری، چندین میلیارد کهکشان را در خود جای داده است. همچنین قطر بزرگترین فضای خالی یا حفره کیهانی رصدشده با نام کینان، بارگر و کاوی (KBC سرواژه Keenan, Barger, and Cowie) ۲ میلیارد سال نوری است که در بخشی از فضای خالی آن کهکشان راه شیری و سیاره زمین قرار دارد.

حال سوالی که پیش می‌آید این است که آیا این رشته‌ها و حفره‌های کیهانی و در نهایت کل شبکه کیهانی و جهان هستی با الگوی مشخصی گسترش یافته و منبسط می‌شوند؟

الگوی گسترش جهان هستی

پژوهش‌ها درباره امواج تشعشعات قدیمی کیهان نشان می‌دهد جهان هستی در تمام جهت‌ها به صورت ایزوتروپیک یا همسانگرد در حال گسترش است. در واقع کیهان در جهت یا جهت‌هایی معین گسترش نمی‌یابد، بلکه انبساط آن در همه جهت‌ها یکسان و همگن است.

در این میان یکی از نکات بسیار جالبی که دانشمندان به آن پی برده‌اند شباهت‌هایی است که بین ساختار کیهانی و مغز انسان وجود دارد.

شباهت سلول‌های عصبی مغز انسان و شبکه کیهانی

طی پژوهش‌هایی که محققان انجام داده‌اند شباهت‌هایی میان ساختارهای مغز انسان و شبکه کیهانی پیدا شده که بسیار جالب و تامل‌برانگیز است. بنابر دیدگاه دانشمندان این دو سامانه با اینکه از نظر اندازه بسیار متفاوتند، اما چندین شباهت مهم میان آن‌ها وجود دارد؛ این عوامل مشترک در واقع بین نورون‌ها یا سلول‌های عصبی مغز و شبکه‌های کیهانی دیده می‌شوند.

محققان این دو سامانه را از زوایای مختلف مورد بررسی قرار دادند و به ساختار، ریخت‌شناسی یا مورفولوژی، ظرفیت حافظه و سایر خصوصیات توجه کردند. بر این اساس، علی‌رغم ابعاد و فرآیندهای بسیار متفاوت این دو سامانه پیچیده، خودسازماندهی هر دوی آن‌ها احتمالا با اصول مشابهی از دینامیک یا پویایی شبکه شکل می‌گیرد.

یکی از نکات بسیار جالب توجه پژوهش دانشمندان، دیدن شبکه عصبی مغز به عنوان یک جهان است. این شبکه حدود ۶۹ میلیارد نورون یا سلول عصبی دارد، در حالی که جهان قابل مشاهده دارای شبکه‌ای متشکل از حداقل ۱۰۰ میلیارد کهکشان است.

شباهت سلولهای عصبی مغز و شبکه کیهانی و
مغز انسان (سمت چپ) و بخش شبیه‌سازی شده از کیهان (سمت راست)

شباهت دیگر مربوط به ماهیت شبکه عصبی مغز انسان و شبکه کیهانی مربوط می‌شود که هر دو شامل گره‌ها با رشته‌هایی به هم متصل هستند. با مطالعه میانگین تعداد اتصال‌ها در هر گره و خوشه‌بندی اتصال‌ها در گره‌ها، مشخص شد سطوح مشخصی در این اتصال‌ها وجود دارد که نشان می‌دهد هر دو شبکه در نتیجه اصول فیزیکی مشابه رشد کرده‌اند.

در همین رابطه بخوانید: نظریه نسبیت به زبان ساده

چنین شباهت‌هایی البته بسیار اعجاب‌انگیز است و انسان را به تفکر و تامل درباره جهان هستی و رابطه آن با خود وامی‌دارد. نظر شما در این مورد چیست؟ آیا این شباهت‌ها تصادفی هستند یا جهان هستی و مخلوقات بنا به دلایلی مشخص از الگوهای ساختاری مشابهی بهره می‌برند؟ دیدگاه‌های خود را در قسمت نظرات با ما در میان بگذارید و سوالاتتان را بپرسید؛ کارشناسان اسپاش به شما پاسخ می‌دهند.

منبع bigthink nature bigthink dailymail
با اشتراک گذاری مطلب از اسپاش حمایت کنید
https://espash.ir/?p=67527
مطالب پیشنهادی اسپاش
اشتراک در
اطلاع از
guest

4 نظرات
بیشترین رأی
تازه‌ترین قدیمی‌ترین
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها