کمتر کسی را می‌توان یافت که تاکنون به چگونگی آغاز جهان فکر نکرده باشد؛ اینکه عالم هستی چه زمانی ایجاد شد و این اتفاق چگونه رخ داد. نظریه بیگ بنگ یا انفجار بزرگ به همین موضوع می‌پردازد؛ نامی که احتمالا تاکنون بارها آن را شنیده‌اید و شاید درباره‌اش مطالبی هم خوانده‌اید. امروزه دانشمندان بر این موضوع اتفاق نظر دارند که کیهان ما طی یک انفجار عظیم یا همان بیگ بنگ ایجاد شده است.
نظریه بیگ بنگ چیست؟
انفجار بزرگ چیست و بیگ بنگ چه مراحلی دارد؟ نظریه بیگ بنگ یا مه بانگ توضیح اصلی برای چگونگی شروع جهان است و می‌گوید یک انفجار بزرگ نه تنها اکثریت ماده، بلکه قوانین فیزیکی حاکم بر کیهان در حال انبساط ما را به وجود آورده است. برای بیان بیگ بنگ به زبان ساده، باید گفت جهانی که می‌شناسیم ابتدا از یک نقطه آغازین بسیار داغ و بینهایت متراکم شروع و سپس منبسط شده و گسترش یافته است؛ اول با سرعت‌هایی بسیار بالا و غیرقابل تصور و سپس با سرعتی قابل اندازه‌گیری.
به عبارتی دیگر، نظریه بیگ بنگ می‌گوید تمام مواد فعلی و گذشته در کیهان در یک زمان مشخص به وجود آمده‌اند. در این زمان، همه مواد به شکل یک توپ بسیار کوچک با چگالی بینهایت و گرمای شدید به نام تکینگی فشرده شد؛ ناگهان این تکینگی شروع به انبساط کرد و کیهانی را به وجود آورد که اکنون آن را با نام جهان قابل مشاهده می‌شناسیم.
مطابق نظریه بیگ بنگ، جهان پس از انبساط اولیه به اندازه‌ای سرد شد تا ذرات زیراتمی و بعدا اتم‌های ساده تشکیل شوند، سپس ابرهای غول‌پیکر این عناصر اولیه از طریق گرانش، به هم پیوسته و ستاره‌ها و کهکشان‌ها شکل گرفتند. اما بیگ بنگ چند سال پیش اتفاق افتاد؟ همه این‌ها تقریبا ۱۳.۸ میلیارد سال پیش آغاز شد و در نتیجه این عدد به عنوان سن جهان در نظر گرفته می‌شود.
در همین رابطه بخوانید: جهان موازی چیست و آیا جهان‌های موازی وجود دارند؟
این نظریه نه تنها منشا همه مواد شناخته‌شده، قوانین فیزیک و ساختار مقیاس بزرگ جهان را توضیح می‌دهد، بلکه انبساط کیهان و طیف وسیعی از پدیده‌های دیگر را نیز تشریح می‌کند. حال، سوالی که مطرح می‌شود این است که نظریه بیگ بنگ از ابتدا چگونه مطرح شد؟
نظریه بیگ بنگ از کیست؟
ژرژ لومتر (Georges Lemaître)، اخترشناس بلژیکی، برای اولین بار در سال ۱۹۲۷ اعلام کرد یک جهان در حال انبساط را می‌توان در زمان ردیابی کرد و به نقطه‌ای معین رسید که او آن را «اتم اولیه» می‌نامد؛ بدین ترتیب نظریه بیگ بنگ شکل گرفت. ادوین هابل (Edwin Hubble)، دانشمند آمریکایی، نیز دو سال بعد از طریق تجزیه‌وتحلیل انتقال به سرخ‌های کهکشانی (Galactic Redshifts) تایید کرد که کهکشان‌ها از هم دور می‌شوند و جهان در حال گسترش است.
در حال حاضر طیف گسترده‌ای از شواهد تجربی تا حد زیادی از نظریه انفجار بزرگ حمایت می‌کنند و اکنون این تئوری به طور جهانی پذیرفته شده است. البته باید در نظر داشت اخترشناسان با فناوری‌های موجود هنوز نمی‌توانند تولد کیهان را رصد کنند و بسیاری از آنچه در مورد انفجار بزرگ می‌دانند از فرمول‌ها و مدل‌های ریاضی به دست آمده است. با این حال، ستاره‌شناسان می‌توانند پژواک انبساط را از طریق پدیده‌ای موسوم به تابش زمینه کیهانی (CMB) مشاهده کنند.
شما عزیزان می‌توانید مستند زیبا و آموزنده بیگ بنگ با عنوان «جهان چگونه آغاز شد» را از لینک زیر تهیه کنید.
دانشمندان بر چه اساسی نظریه انفجار بزرگ یا مه بانگ را مطرح کرده‌اند؟
اخترشناسان از طریق آزمایش اصول نظری، آزمایش‌های مربوط به شتاب‌دهنده‌های ذرات و حالت‌های پرانرژی و همچنین مطالعه اعماق کیهان، جدول زمانی رویدادهایی را ایجاد کرده‌اند که با انفجار بزرگ آغاز و به وضعیت کنونی تکامل کیهانی منجر شده است.
با این حال، نخستین زمان‌های کیهان که مربوط به اولین ثانیه‌های پس از انفجار بزرگ می‌شود، موضوع گمانه‌زنی‌های گسترده‌ای است. با توجه به اینکه قوانین فیزیک آن‌طور که ما می‌شناسیم نمی‌توانستند در آن زمان وجود داشته باشند، درک اینکه رشد جهان چگونه پیش می‌رفت، دشوار است.
تا اینجا در مورد تئوری بیگ بنگ توضیحاتی ارائه دادیم، اما سوال مهمی که در مورد آن در ذهن می‌آید این است که پیش از بیگ بنگ چه چیزی وجود داشته است؟
قبل از بیگ بنگ
یکی از سوالات اساسی اخترشناسان در مورد قبل از بیگ بنگ است. با وجود اینکه این موضوع همچنان به عنوان یک راز باقی مانده است، اما دانشمندان حدس و گمان‌هایی را در این باره مطرح می‌کنند. می‌دانیم برای اینکه چیزی وجود داشته باشد، باید ماده یا جزء در دسترس باشد و برای اینکه آن‌ها در دسترس باشند، می‌بایست چیز دیگری وجود داشته باشد. حال سوال این است موادی که بیگ بنگ را به وجود آوردند از کجا آمده‌اند و در ابتدای امر چگونه ایجاد شدند؟
اولین ذرات ماده با عمر طولانی، پروتون‌ها و نوترون‌ها بودند که با هم هسته اتم را می‌سازند و حدود یک ده هزارم ثانیه پس از انفجار بزرگ به وجود آمدند. آنچه اکنون می‌دانیم این است که قبل از آن نقطه، واقعا هیچ ماده‌ای به معنای آشنای کلمه وجود نداشت! برخی کیهان‌شناسان بر این باورند که یک جهان خالی تاریک و سرد مانند جهان ما می‌تواند منبع انفجار بزرگ باشد، گرچه شاید چنین فرضیه‌ای عجیب به نظر برسد! در هر حال، علی‌رغم بحث‌های مختلفی که پیرامون این موضوع صورت گرفته، پاسخ آن همچنان مبهم مانده است.
اما با وجود اینکه بیگ بنگ در میان دانشمندان بیشترین مقبولیت را دارد، نظریه‌های دیگری نیز در مورد پیدایش جهان هستند که طرفدارانی دارند.
در همین رابطه بخوانید: کرم چاله به زبان ساده
نظریه‌های دیگر آغاز جهان و رد نظریه بیگ بنگ
به جز انفجار بزرگ یا همان مه بانگ، دو تئوری مهم دیگر نیز در مورد نحوه پیدایش کیهان بیش از سایر نظریه‌ها مطرحند؛ انبساط ابدی (Eternal Inflation) و جهان نوسان‌کننده (Oscillating Universe). انبساط یا تورم ابدی یک مدل فرضی بوده که نتیجه یا بسط نظریه بیگ بنگ است و پاول استاینهارت (Paul Steinhardt)، فیزیکدان آمریکایی، اولین بار آن را در سال ۱۹۸۳ معرفی کرد.
بر اساس تئوری تورم ابدی، مرحله انبساط جهان برای همیشه در سراسر کیهان و یا حداقل در برخی نواحی آن ادامه دارد. از آنجایی که این نواحی به طور تصاعدی و به سرعت منبسط می‌شوند، بیشتر حجم جهان در هر زمان معین در حال انبساط است؛ بنابراین تورم ابدی یک چند جهانی بینهایت فرضی ایجاد می‌کند که در آن تنها حجم کوچکی از یک فراکتال (Fractal) به انبساط پایان می‌دهد.
نظریه جهان نوسان‌کننده نیز یک مدل کیهانی است که هر دو تئوری بیگ بنگ و بیگ کرانچ را به عنوان بخشی از یک رویداد چرخه‌ای ترکیب می‌کند. یعنی اگر این نظریه درست باشد، جهانی که در آن زندگی می‌کنیم بین دو انفجار بزرگ قرار گرفته است.
نکاتی جالب درباره بیگ بنگ
در نظریه بیگ بنگ ماده چگونه از هیچ به وجود آمده است؟ اولین ذرات ماده با عمر طولانی، پروتون‌ها و نوترون‌ها بودند که با هم هسته اتم را تشکیل می‌دهند. این‌ها حدود یک ده هزارم ثانیه پس از انفجار بزرگ به وجود آمدند و قبل از آن هیچ ماده‌ای به معنای آشنای کلمه وجود نداشت.
برخی کیهان‌شناسان با بیان اینکه ماده نمی‌تواند از «هیچ» به وجود بیاید بر این باورند که یک جهان خالی تاریک و سرد مانند آنچه در آینده دور برای کیهان ما رخ خواهد داد، می‌تواند منبع انفجار بزرگ باشد. این دانشمندان برای همین جهانی که ما در آن زندگی می‌کنیم چنین تصوری دارند و معتقدند جهان کنونی در نهایت و پس از نابودی آخرین ستاره، وارد دوره‌ای بینهایت تاریک و طولانی خواهد شد.
کیهان چگونه پایان خواهد یافت؟ در آینده‌ای بسیار دور بقایای ستاره‌های سرد معروف به کوتوله‌های سیاه شروع به انفجار در قالب ابرنواختر خواهند کرد که آخرین آتش‌بازی تمام دوران را رقم می‌زنند! این نتیجه یک مطالعه جدید است که نشان می‌دهد قبل از اینکه همه چیز برای همیشه تاریک شود، جهان آخرین جنب و جوش خود را تجربه خواهد کرد.
دانشمندان بر اساس مشهورترین نظریه پایان کیهان موسوم به بیگ ریپ (Big Rip) یا مه گسست معتقدند جهان ۲۲ میلیارد سال دیگر به پایان می‌رسد. اگر می‌خواهید در خصوص نظریه‌های مشهور پایان جهان بیشتر بدانید، مقاله ما را درباره مه گسست مطالعه کنید.
فضا به کجا ختم می‌شود و آیا محققان پایانی برای آن متصورند؟ دانشمندان معتقدند پایانی برای فضا وجود ندارد. با این حال، ما فقط می‌توانیم حجم مشخصی از هر آنچه را که در کیهان وجود دارد، ببینیم. از آنجایی که کیهان ۱۳.۸ میلیارد سال سن دارد، نور کهکشانی فرضی که در فاصله‌ای بیش از این از ما قرار دارد زمان کافی برای رسیدن به زمین را نداشته است؛ بنابراین ما هیچ راهی جهت آگاهی از وجود چنین کهکشانی نداریم.
شما درباره بیگ بنگ و سایر نظریه‌های آغاز جهان چه فکر می‌کنید؟ مواد ایجادکننده بیگ بنگ از ابتدا چگونه ایجاد شده‌اند؟ آیا جهانی پیش از جهان ما وجود داشته و مواد اولیه انفجار بزرگ را به وجود آورده است؟ دیدگاه‌های خود را در قسمت نظرات مطرح کنید و سوالاتتان را بپرسید؛ کارشناسان اسپاش به شما پاسخ می‌دهند.