گرانش چه ربطی به انفجار بزرگ (مه‌بانگ) دارد؟

امتیازدهی
جاذبه به مراتب بیشتر از کشش زیر پاهای شماست. منبع: Comstock Images/Getty Images
نکات کلیدی 

• جاذبه نقش حیاتی در شکل‌گیری جهان ایفا می‌کند و بر تشکیل و رفتار اجسام آسمانی تأثیر می‌گذارد. 

• درک جاذبه برای توضیح پدیده‌هایی مانند بیگ‌بنگ، گسترش جهان و تشکیل کهکشان‌ها و ستاره‌ها ضروری است. 

• دانشمندان همچنان به مطالعه خواص بنیادی جاذبه ادامه می‌دهند تا درک خود از کیهان را عمیق‌تر کنند. 

یک دلقک به روی صحنه می‌آید. ممکن است یک تپانچه کابویی از غلاف بیرون بکشد. شاید یک بادکنک را بترکاند. به‌هرحال، نتیجه‌گیری غیرقابل اجتناب است: شلوار او پایین می‌افتد. کودکان با صدای بلند می‌خندند، اما این بیشتر از یک شوخی ساده است. این در عمل یکی از چهار نیروی بنیادی طبیعت است. 

بله، این جاذبه (gravity) است — نیرویی که آن‌قدر ثابت و همه‌جا حاضر است که ما به ندرت متوجه آن می‌شویم. اما بدون جاذبه، جهان به شکل کنونی خود نمی‌توانست وجود داشته باشد. به همین ترتیب، جاذبه نقش اصلی را در نظریه بیگ‌بنگ ایفا می‌کند، رویداد عظیم گسترشی که از آن میلیاردها کهکشان جهان پدید آمده‌اند.

بر اساس قانون جاذبه جهانی آیزاک نیوتن، جاذبه نیرویی جاذب است که بر هر ذره ماده در جهان عمل می‌کند. قدرت این جاذبه به فاصله و جرم بستگی دارد. اگر دو ذره گرد و غبار کیهانی به اندازه کافی نزدیک باشند، به سمت یکدیگر جذب خواهند شد. در عین حال، نیروی جاذبه یک سیاره می‌تواند بر اجسامی که در فاصله‌های بسیار دورتر قرار دارند، تأثیر بگذارد. 

در اوایل قرن بیستم، آلبرت اینشتین فیزیک‌دان بر یافته‌های نیوتن تکیه کرد و نظریه نسبیت عام خود را ارائه داد که، در کنار دیگر موارد، جاذبه را نه به عنوان یک نیرو، بلکه به عنوان یک انحراف در شکل فضا-زمان توضیح داد. یک جسم به‌ویژه بزرگ، مانند یک ستاره، زمان و فضای اطراف خود را خم می‌کند. زمان به‌طور قابل‌توجهی در نزدیکی چنین جسمی کندتر می‌گذرد و مسیر مستقیم امواج نور در حال حرکت را منحرف می‌کند. جاذبه ساختار جهان را تعیین می‌کند، از نحوه تشکیل اجسام کیهانی تا نحوه گردش آن‌ها به دور سیارات یا ستاره‌های بزرگ‌تر.

اینشتین همچنین پیش‌بینی کرد که جهان به عنوان یک تکینگی (singularity) آغاز شده است: نقطه‌ای با حجم صفر و چگالی بی‌نهایت که همه ماده‌های جهان را در خود جای داده است. سپس بیگ‌بنگ (مه‌بانگ) رخ داد و همه آن ماده را به قدری شدید گسترش داد که بر نیروی جاذبه که به سمت داخل عمل می‌کرد، غلبه کرد. اینشتین همچنین پیش‌بینی کرد که به لطف امواج گرانشی (یا تغییرات در میدان جاذبه) می‌توانیم وجود جاذبه را در آن لحظات اولیه اثبات کنیم. همه گاز و گرد و غباری که در نتیجه این رویداد به وجود آمد، در نهایت به دلیل جاذبه به جهانی که امروز می‌شناسیم، تبدیل شد.

جاذبه به همراه ا الکترومغناطیس، نیروی (هسته‌ای) قوی و نیروی (هسته‌ای) ضعیف یکی از چهار نیروی طبیعت است. همه این نیروها در نظریه بیگ‌بنگ دخیل هستند. علاوه بر این، نظریه‌های پیشگامانه اینشتین درباره ماهیت جاذبه، برای درک ما از جهانی که او با نظریه نسبیت عام خود ارائه داد، مرکزی و اساسی بودند.

پس به یاد داشته باشید: جاذبه تنها نیرویی نیست که باعث می‌شود شلوار یک دلقک پایین بیفتد. این یک جنبه کلیدی از جهان است که به بیگ‌بنگ برمی‌گردد. 

سؤالات متداول 

نظریه جاذبه چگونه به درک ما از بیگ‌بنگ کمک می‌کند؟ 

نظریه جاذبه توضیح می‌دهد که چگونه گسترش سریع اولیه جهان و تشکیل کهکشان‌ها و دیگر ساختارها از طریق تعاملات جاذب بین ماده و انرژی رخ داده است. 

برخی از حوزه‌های تحقیقاتی کنونی در مورد رابطه بین جاذبه و بیگ‌بنگ چیست؟ 

حوزه‌های تحقیقاتی کنونی شامل بررسی نقش ماده تاریک و انرژی تاریک در شکل‌گیری تکامل جهان، و همچنین تحقیق در مورد ارتباطات ممکن بین جاذبه و مکانیک کوانتومی در انرژی‌های بسیار بالا است.

نویسنده: Robert Lamb

مترجم: فؤاد پورفائز

منبع: howstuffworks.com

این مطلب را به اشتراک بگذارید
اشتراک در
اطلاع از
guest
0 نظرات
قدیمی‌ترین
تازه‌ترین بیشترین رأی
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها

این مطلب توسط خانه علم، مرکز اختصاصی ترویج علم دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان برای شما آماده شده است.

دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان را بیشتر بشناسیم

دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان (IASBS) که در سال 1371 توسط دکتر یوسف ثبوتی، چهره ماندگار فیزیک ایران، و دکتر محمدرضا خواجه‌پور بنیان‌گذاری شد، یکی از برجسته‌ترین مراکز آموزش عالی کشور در حوزه علوم پایه محسوب می‌شود. این دانشگاه با تمرکز ویژه بر تحصیلات تکمیلی، فضایی پویا برای پژوهش و آموزش در سطح بین‌المللی فراهم کرده است. هدف اصلی IASBS، دستیابی به مرجعیت علمی، انجام پژوهش‌های کاربردی، و تربیت دانشجویانی با دانش عمیق و مهارت‌های نوآورانه است. همکاری‌های گسترده با مراکز علمی داخلی و خارجی، مشارکت فعال در پروژه‌های تحقیقاتی بین‌المللی و انتشار مقالات در مجلات معتبر، از دستاوردهای ارزشمند این دانشگاه به شمار می‌آیند که آن را در ردیف برترین دانشگاه‌های کشور قرار می‌دهد.

این دانشگاه با برخورداری از دانشکده‌های فیزیک، شیمی، ریاضی، علوم زیستی، علوم زمین، و علوم کامپیوتر و فناوری اطلاعات، مجموعه‌ای از رشته‌های تخصصی را ارائه می‌دهد. پژوهشکده‌هایی مانند پژوهشکده تغییر اقلیم و گرمایش زمین و پژوهشکده فناوری‌های نوین، بسترهای مناسبی برای تحقیق و نوآوری فراهم کرده‌اند. نسبت استاد به دانشجو 1 به 9 و حضور تمام‌وقت اساتید و دانشجویان در محیط علمی، تجربه آموزشی منحصربه‌فردی را رقم زده است. فضای باز و بدون دیوار، فعالیت 24 ساعته، و جو صمیمی میان اعضای دانشگاه، دانشگاه تحصیلات تکمیلی را به محیطی الهام‌بخش برای تحصیل و پژوهش تبدیل کرده است. این دانشگاه با کسب رتبه‌های برتر در رتبه‌بندی‌های ملی و بین‌المللی، جایگاه خود را به عنوان یکی از برترین مراکز علمی کشور تثبیت کرده است.

برخی از شاخصه‌های دانشگاه تحصیلات تکمیلی