اندازه اتم با انبساط جهان افزايش مي يابد

Atom's size increases by Expanding of Universe
حسين جوادي

مشاهدات كيهاني هابل نشان مي دهد كه جهان نسبت به زمان منبسط مي شود. در اين مورد رابطه ي هابل نشان مي دهد كه سرعت كهكشانها به فاصله انها نسبت به ناظر بستگي دارد كه به صورت زير ارائه شده است :

u(t)=k(t)x(t)



كه در آن u(t) سرعت k(t) ثابت هابل x(t) فاصله بين ناظر و كهكشان است و همگي تابع زمان هستند .

رابطه هابل يك مفهوم سئوال بر انگيز است و سئوال اين است كه آيا انيساط جهان تاثيري روي اندازه اتمها دارد؟

به عبارت ديگر فرض كنيم فاصله زمين از دو كهكشان الف و ب، به صورت زير باشد :

d1 and d2 and d1>d2


آيا اندازه اتمها در دو كهكشان الف و ب نسبت به زمين يكسان است؟

اجازه دهيد يك نگاه جديد به جهان بيندازيم :

با توجه به نظريه سي. پي. اچ. انبساط جهان روي همه ي اجسام موجود در جهان اثر دارد و اندازه كهكشانها و ستارگان و اتمها با انبساط جهان افزايش مي يابد. همچنين هنگاميكه اندازه اتمها افزايش مي يابد، طول موج تابشي توسط اتمها به سمت سرخ جابجا مي شود .

در ادامه مي خواهم اين پديده را توضيح دهم : با توجه به نسبيت عام اينشتين، بيگ بنگ از انفجار يك توده يگانه (يا گاز بسيار داغ و عجيب ) با فشار نامحدود، چگالي نامحدود با انحناي نامحدود فضا زمان ايجاد شده است. اين شرايطي كه نسبيت براي زمان قبل از بيگ بنگ ترسيم مي كند، قابل پذيرش نيست .

با توجه به نظريه سي. پي. اچ. بيگ بنگ بر اثر انفجار يك سياه چاله مطلق ايجاد شده كه آن سياه چاله نيز از نيروي محظ تشكيل شده بود و در انجا انرژي و جرم وجود نداشت.

فرض كنيم بيگ بنگ در لحظه صفر و حجم جهان در آن لحظه به صورت زير بود :

t=0. volume=V


نخست ذرات نيرو روي يكديگر كار انجام داده و انرژي توليد مي كنند. انرژي به ذرات زير اتمي تبديل شده و آنگاه اتمها شكل مي گيرند.

سپس حجم جهان شروع به افزايش مي كند. با افزايش حجم جهان، چگالي جهان كاهش مي يابد و با توجه به قوانين شناخته شده فيزيك بر اثر كاهش چگالي جهان فاصله بين اجرام افزايش يافته و كنش نيروها كه تابع فاصله هستند نيز كاهش مي يابد .

فرض كنيد اتم الف در فاصله د از مركز مركز انفجار باشد در آن صورت حجم اتم تابع حجم جهان است و مي توان نوشت :

V(atom)=k V(universe), that V(univerese) is volume of universe of center of explosion to atom's situation.


اما حجم جهان به زمان بستگي دارد يعني :

V(uninverse)=V(t)

So, V(atom)=kV(t)


با توجه به نسبيت در جهان هيچ دستگاه مرجع مطلقي وجود ندارد، بنابراين هر ناظري خود را در مركز انفجار مشاهده خواهد كرد.

فرض كنيم يك ناظر بر سطح زمين ايستاده و مشاهده مي كند جهان در حال انبساط است و سرعت فرار اجسام تابع فاصله است كه توسط رابطه هابل مشخص مي شود :

u(t)=k(t)x(t)


اما ناظر چگونه سرعت فرار كهكشانها را اندازه مي گيرد؟ اين ناظر چگونه متوجه شتاب كهكشان مي شود؟

تنها بر اثر جابجايي به سمت سرخ گرانش. اما جابجايي به سمت سرخ گرانش تابع سرعت كهكشان و حجم اتمهاي موجود در آن است.

كهكشان بتدريج دور مي شود و فاصله آن با ناظر افزايش مي يابد. بنابراين حجم كهكشان و حجم اتمهاي موجود در آن افزايش مي يابد و اين نيز نشان مي دهد كه كهكشان داراي شتاب است.

بنابراين براي توجيه درست انبساط جهان بايد يك پارامتر در رابطه هابل منظور گردد كه مربوط به افزايش حجم اتها است. زيرا رابطه هابل با فرض ثابت بودن حجم اتمها ارائه شده است .

بعضي اجسام (مانند كوسارها) با سرعتي نزديك به سرعت نور يا فراتر از آن در حال فرار هستند. زيرا هنگاميكه فاصله بين ناظر و و جسم افزايش مي يابد، حجم اتمها نيز افزايش مي يابد و امواج الكترومغناطيسي كه از فضا مي يايد، بيشتر به طرف سرخ جابجا مي شود و در نتيجه سرعت نسبي آن با ناظر افزايش مي يابد تا جاييكه ديگر مشاهده نمي شود و وارد جهان غير قابل مشاهده خواهد شد.