آسمان نیشابور

البته در مورد اینکه خورشید که به یک ستاره غول سرخ مبدل شده زمین را هم می سوزاند یا نه اختلاف نظر های زیادی وجود دارد. در بعضی از طرح ها تغییر در چگالی خورشید به علت انبساط آن باعث می گردد تا زمین از خورشید دور شود و در نتیجه از دسترس نابودی خورشید دور بماند. در یک طرح دیگر پوسته بیرونی خورشید که حالا به صورت یک حباب شده، زمین را می پوشاند. در این مرحله اصطکاک بیشتر سرعت زمین را کند ساخته و باعث می گردد تا با چرخش به درون خورشید سقوط کند.

خوب پی آمد این سناریو هر طوری که باشد، اما با قاطعیت می توان گفت که در پنج میلیارد سال بعد از امروز زمین کاملأ سوخته و زغال می گردد و در اخیر نابود میشود.

پایان خورشید – 7.5 میلیارد تا 1 تریلیون سال

وقتی خورشید به یک غول سرخ مبدل شد، این مرحله فقط آغاز پایان عمر اوست. با تمام شدن هیدروژن خورشید به مصرف هیلیوم رو می آورد و سپس به کاربن و در نهایت به مصرف اکسیژن. در این مرحله خورشید ما دیگر گرانش لازم را ندارد تا پروسه همجوشی را اامه دهد. آنگاه خاموش شده و به بیرون پخش می شود تا یک سحابهی سیاره نما را تشکیل دهد؛ درست همانند سحابی حلقه که در آسمان شب دیده می شود.

هسته آن عمر خود را بصورت یک کوتوله سفید ادامه می دهد. (کوتوله سفید در واقع هسته یک ستاره نابود شده است که انرژی لازم را برای همجوشی در هسته خود ندارد و نه آنقدر داغ اند که به حد یک ستاره بدرخشند و نه آنقدر سرد که به یک سیاره مبدل شود) البته کوتوله سفید مقدار زیاد جرم خود را حفظ نموده، ولی قطر آن بزرگتر از زمین نخواهد بود. خورشیدی داغ که زمانی در هسته خود گرما تولید می کرد به تدریج سرد می شود و در نتیجه حرارت یا دمای آن با دمای فضا یکسان می شود و از حالت کوتوله سفید به تدریج به یک کوتوله سیاه سرد تبدیل می شود و به صورت یک تکه مواد در فضای تاریک حرکت می کند.

حتی کهنه ترین کوتوله سفید چند هزار درجه کلووین حرارت دارد و کائنات هم تا هنوز آنقدر عمر نکرده تا شاهد پیدایش یک کوتوله سیاه باشد. ولی اگر عمر خورشید را یک میلیارد سال یا بیشتر از آن در نظر بگیریم، بلاخره روزی به یک کوتوله سیاه تبدیل می شود.

پایان منظومه شمسی

بعد از میلیارد ها سال حتی اگر خورشید هم بمیرد، بعضی از ستاره ها هنوز باقی میمانند. شاید زمین هم نابود نشده باشد، اما مشتری و زحل و دیگر سیارات بیرونی، ساکنین کمر بند کویپر برای دوره های طولانی در مدار خود باقی میمانند.

بر اساس یک تحقیق تازه نشر شده در مجله ساینس، اخترشناسان یک صفحه از مواد فلزی را کشف نمودند که بدور یک کوتوله سفید در گردش است. به دنبال این کشف، پژوهشگران آن را شبیه سازی نمودند و سیارات فرضی را بدور یک ستاره در حال مرگ چیدند و دیدند که مرگ ستاره بر ثبات و نظم منظومه ستاره ای خرابی شدیدی ایجاد نمود. تغییرات در جرم یک ستاره باعث می شود تا سیارات با هم برخورد کنند و مدار شان تغییر کند و در نتیجه شماری از سیارات به سوی ستاره مادر سقوط نموده و تعداد دیگر به فضای بین ستاره ای پرتاب می شوند.

وقتی این همه فعل و انفعالات گرانشی تمام شد تنها چیزی که از منظومه شمسی ما باقی میماند هماند کوته سفید و صفحه شکسته سیاره ی در اطراف اش که با سرعت در گردش است. باقی هر چه که بود در فضای بین ستاره ای ناپدید می شود.

پایان کیهان شناسی – 3 تریلیون سال بعد از اکنون

کائنات همانند یک ماشین زمان طبیعی عمل می کند. از آنجائیکه نور همیشه در حرکت است، می توانیم به اجرام دور نگاه کنیم و ببینیم که در گذشته این اجرام چگونه بوده اند. اگر به دور ترین نقطه مرئی کائنات بنگرید نوری را می بینید که میلیارد ها سال قبل یعنی فقط چند لحظه بعد از انفجار بزرگ یا بیگ بنگ تابیده است.

البته این مسئله قابل استفاده است ولی یک مشکل وجود دارد. نیروی مرموز انرژی تاریک که باعث انبساط کائنات می شود کهکشان های دور را هرچه سریعتر از ما دور می سازد. در نهایت این کهکشان ها از افق دید ما هم گذشته و به نظر میرسند که سریعتر از سرعت نور از ما دور می شوند. در این مرحله نوری این کهکشان ها به ما نمی رسند. هر کهکشانی که از افق دید ما عبور کند از نظر ناپدید می شود و روزی همه کهکشان ها از نظر ناپدید می شوند.

بر اساس یک تحقیق تازه توسط لورنس کراوس و روبرت شیرر، اگر در 3 تریلیون سال بعد از امروز اخترشناسی به آسمان شب نگاه کند، به جز از کهکشان خود دیگر چیزی را در آسمان نخواهد دید.

این انبساط در حال سرعت، پیامد دیگری هم دارد. تابش پس زمینه کیهانی که برای کشف شواهد انفجار بزرگ یا بینگ بنگ توسط کیهان شناسان بکار می رود، محو می گردد. نه تنها این اتفاق بلکه فراوانی مواد کیمیاوی (شیمی) که با مقدار گفته شده در نظریه بیگ بنگ برابر است، توسط نسل های بعدی ستاره ها پنهان می شود.

در نتیجه، سه تریلیون سال بعد از امروز، هیچ اثری از بیگ بنگ باقی نمی ماند. هیچ نشانه ای برای کیهانشاسان آینده وجود نخواهد داشت تا بفهمند که کائنات از یک نقطه آغاز شده و به تدریج انبساط نموده است. کائنات در نظر آنها ایستا و بدون تغییر خواهد بود.

پایان راه شیری

برخورد کهکشان. تنها کاری که باید کرد با استفاده از یک تلسکوپ به آسمان نگاه کنید و سرنوشت کهکشان خودمان را ببینید. در تمام جهت ها می توانیم تعامل و برخورد میان گرانش کهکشان های مختلف را ببینیم. در قدم اول رویارویی دو کهکشان بسیار شدید و سخت است؛ یعنی کهکشان ها از هم دریده شده و مواد خود را پخش می کنند و در نتیجه نوار یا دریف عظیمی از ستاره ها را تشکیل می دهند. سیاه چاله بسیار بزرگ ساکت آن در مرکز از نو زنده شده و به صورت هسته کهکشانی با خوردن مواد جدید در اطراف خود فعالیت می کند.

کهکشان اندرومدا که قرار است دو میلیارد سال بعد با کهکشان راه شیری برخورد کند به سوی ما در حرکت است. هر دو کهکشان با هم برخورد می کنند و بعد از هم جدا می شوند. باز با هم برخورد می کنند و باز... تا اینکه یک کهکشان بزرگ بنام راه شیری اندرومدا (Melkomedia) را تشکیل دهند. سیاه چاله هر دو به دور هم در گردش می باشند و در نهایت با هم یکجا می شوند و یک سیاه چاله بسیار بزرگ را می سازند.

موقعیت ما (منظومه شمسی) هم در کهکشان تغییر می کند؛ به احتمال زیاد ما به قسمت های بیرونی هاله کهکشان کوچ می کنیم و فاصله مان تا مرکز کهکشان حدود 100 هزار سال نوری خواهد بود. از آنجائیکه خورشید ما هنوز هم زنده خواهد بود، شاید بعضی از گونه های حیات در زمین زنده باشند و این رویداد را متوجه شوند.

پروسه کامل برخورد و یکجا شدن هر دو کهکشان حدود 7 میلیارد سال را در بر می گیرد.

اما این هم پایان کهکشان ما نیست، بلکه بصورت یک جزیره تنها همراه با ستاره ها بدور مرکز اش در فضا در گردش می باشد. طی یک مدت طولانی یعنی حدود 10¹⁹ تا 10²⁰ سال بعد کهکشان ما میمیرد و ستاره های باقیمانده آن به فضای بین کهکشانی پراکنده می شوند.

اندیشیدن در مورد زمان قبل از بیگ بنگ

قبل از بیگ بنگ چی اتفاق افتاد؟ برای این پرسش همیشه یک پاسخ قانع کننده وجود داشته " چیزی قبل از بیگ بنگ وجود نداشته". همه چیز با بیگ بنگ یا انفجار بزرگ آغاز شد. اما پاسخ درست به گفته یکتن از دانشمندان بنام شون کارول "ما این را نمی دانیم". اما حالا آقای کارول و همچنان چندین دانشمند و اخترشناس دیگر احتمال وجود زمان قبل از بیگ بنگ و تئوری های تناوبی دیگر در مورد چگونگی پیدایش کائنات را در نظر گرفته اند.  آقای کارول در جریان یک گفتگو در نشست انجمن اخترشناسی امریکا در سنت لویس میسوری "تحقیقات قضاوتی ای" را مطرح نمود. 

 

به گفته او " اخترشناس بودن در زمان حاضر خیلی جالب است، زیرا در عصر حاضر هم خوشبخت و هم مصیب زده ایم و این عصر طلایی است، اما مشکل این است که نمونه موجود از کائنات هیچ درکی به ما نمی دهد.

اولأ، مشکل موجودی است. یعنی 95 درصد کائنات محاسبه نشده. ظاهرأ اخترشناسان این مشکل را با اختراع ماده تاریک و انرژی تاریک، حل نموده اند. اما فقط بخاطر اینکه ماده را برای مطابقت دادن با اطلاعات (داده ها)  "اختراع نموده ایم" بدین معنی نیست که ماهیت کائنات را شناخته ایم.

    

اما حیرت بزرگ دیگر در مورد کائنات، اطلاعات بدست آمده از کاوشگر ناهمسانگردی ریز موج ویلکنسون (WMAP) می باشد که در حال مطالعه ریز موج های پس زمینه کیهانی یا "پژواک" بیگ بنگ است.

این سفینه کاوشگر با تصاویر برداری از مراحل اولیه کائنات، نشان داد که کائنات در آن زمان چقدر داغ، چگال و آرام بود (آنتروپی یا کهولت ضعیف داشت). ما تا هنوز نمی دانیم که چرا این گونه بود. این خود حیرت بزرگتری نسبت به مشکل موجودی یا محاسبه کائنات است، زیرا کائنات ما طبیعی به نظر نمی رسد. وضعیت آنتروپی های ضعیف، همراه با شرایط اولیه احتمالی که به ایجاد کائناتی، نظیر کائنات ما منجر گردید، بسیار نادر است. زیرا اکثریت عمده آنتروپی بالاتر دارند و نه ضعیف.

(انتروپی بردار زمان است یعنی یک شاخص اساسی زمان. از دیدگاه انرژی آزاد، انتروپی با گرمایی که برای انجام کار در دسترس نیست، ارتباط دارد.انتروپی اندازهٔ بی‌نظمی سیستم یا ماده‌ای است که در حال بررسی است. انتروپی معیاری از اشتباهات تصادفی است که در هنگام انتقال یک سیگنال به وجود می‌آید. بنابراین می‌تواند معیاری از بازدهی سیستم ارسال پیام باشد. بر گرفته از ویکی پدیا)

به گفته کارول یکی از پدیده های حیران کننده در مورد کائنات، این است که همه چیز تغییر می کند و این تغییرات در یک جهت پایدار از گذشته به آینده در سراسر کائنات می باشد. ما آن را تیر یا پیکان زمان نامیده ایم. این تیر از قانون دوم ترمودینامیک، که نیازمند آنتروپی می باشد. قانون اظهار می دارد که سیستم های بسته بطور ثابت با گذشت زمان از حالت منظم به بی نظمی تغییر می کنند. این قانون در فیزیک و اخترشناسی اساسی می باشند.

یکی از پرسش های بزرگ در مورد شرایط اولیه کائنات این است که چرا آنتروپی این قدر ضعیف آغاز شد؟ آنتروپی نزدیک به بیگ بنگ عامل همه چیز در مورد تیر زمان است. زندگی و مرگ، حافظه، جریان زمان. رویداد ها درست اتفاق افتاده و نمی تواند، معکوس گردد.

هر زمانی که یک تخم مرغ را می شکنید یا یک پیاله آب را می ریزانید، شما در واقع کیهان شناسی انجام می دهید. پس برای اینکه بتوان به پرسش ها در مورد کائنات و تیر زمان پاسخ داد، شاید مجبور گردیم تا زمان یا اتفاقات قبل از بیگ بنگ را هم در نظر بگیریم.

آقای کارل اصرار دارد که اینها مسایل مهمی اند که باید در مورد آنها فکر کرد. به گفته او، سرگذشت کائنات باید با مفهوم باشد. وقتی چیز های داریم که حیرت برانگیز به نظر میرسند، در آنصورت بخاطر درک این معما به جستجوی یک میکانیزم مهمی می پردازیم. کائنات با کهولت ضعیف سر نخ خوبی است که باید بر سر آن کار کرد.

در حال حاضر نمونه یا مدل خوبی از کائنات نداریم و تئوری های موجود هم به این پرسش پاسخ داده نمی توانند. قانون نسبت عام پیش بینی می کند که کائنات با یک تکینگی آغاز شده، اما هیچ چیز را تا بعد از بیگ بنگ ثابت نمی تواند.

تئوری تورم، که یک دوره انبساط بسیار سریع (نمایی) کائنات را در جریان لحظات نخستین پیشنهاد می کند، نیز کمکی نمی تواند. به قول آقای کارل برعکس مشکل آنتروپی را بدتر می سازد. تورم نیازمند یک تئوری در مورد شرایط نخستین است.

نمونه های دیگری از کائنات نیز وجود دارند، اما آقای کارل طرفدار نظریه چندین کائنات است که کائنات های "نوزاد" را ایجاد می کنند. او می گوید تمام قصه شاید به جهان مرئی ما خلاصه نشود و اگر ما یک بخشی از کائنات بزرگ هستیم، پس شرایط تعادل کهولت یا آنتروپی بزرگتر وجود ندارد و آنتروپی هم به وسیله کائنات های شبیه کائنات خودمان بوجود می آید.

 

آقای کارل تحقیقات تازه ای را که همراه با تیم اش با بررسی مجدد اطلاعات (داده های) ناهمسانگردی ریز موج ویلکنسون انجام داده در میان می گذارد. کارل و تیم او می گوید که بر اساس اطلاعات کائنات ها همه "غیر متعادل" یا متمایل به یک طرف اند.

اندازه گیری های کاوشگر نشان می دهد که نوسان در پس زمینه ریز موج حدود 10 درصد در یک قسمت آسمان نسبت به قسمت دیگر آن بیشتر است.

یک توضیح در مورد " کائنات سنگین در یک پهلو" درصورتی وجود دارد که این نوسانات نشاندهنده یک ساختار باقی مانده از کائنات های تولید شده توسط کائنات ما باشد.

کارل می گوید به تمام این موضوع می توان با درک گرانش کوانتومی کمک کرد. " نوسان کوانتومی می تواند کائنات های جدید ایجاد کند. اگر نوسانات دمایی در یک فضای آرام می تواند به ایجاد کائنات های نوزاد منجر گردد، در آنصورت این کائنات ها باید آنتروپی خود را داشته باشند که می توانند باعث ایجاد کائنات های دیگر گردند.

کارل با تأکید بر این مسئله می گوید که در حال حاضر هر تحقیق روی این موضوعات بصورت کلی گمانی زنی پنداشته می شود و " هیچ کدام بصورت قطعی تائید نشده اند". حتی حاضرم شرط ببندم که همه اشتباه اند، ولی امیدوارم که ده سال بعد بازگردم و به شما بگویم که ما این معما را حل کردیم.

خطرات ابرنواخترها

 زندگی هر ستاره ابر غول دارای بیش از 10 جرم خورشیدی در انفجاری عظیم به نام ابرنواختر پایان می یابد. این انفجار آنچنان پر انرژی است که شاید از کهکشان کاملی با میلیاردها ستاره، درخشنده تر شود. شاید تا مدتی از دید ناظر زمینی این ابر نواختر به صورت ستاره تازه و خیلی درخشان به نظر برسد. اگر از این انفجار، هسته ای با 4/1 الی 3 جرم خورشیدی بجای ماند، هسته کوچک می شود

 و ستاره نوترونی تشکیل می دهد. اگر جرم هسته از 3 جرم خورشیدی بیشتر باشد، جاذبه آن را وا می دارد که بیشتر منقبض شود تا حفره سیاه تشکیل بدهد.

برای نمونه به شکل 1 که سحابی خرچنگ است و از انفجار یک ابرنواختر پدید آمده توجه کنید .  

 

 

شکل 1) 

 

 انرژی ابرنواختر : انرژیی که از انفجار هر ابرنواختر آزاد می شود، می تواند دهها هزار سیاره نظیر زمین را ویران کند. همگی ابرنواختر ها ویرانگر نیستند، ولی این انفجارها عناصر بوجود آمده در درون ستارگان را در فضای میان ستاره ای منتشر می کنند تا در انجا به ستارگان و سیارات تازه تبدیل شوند. اتم های کربن که بخشی از مولکولهای تشکیل دهنده اکثر غذاها و بدنمان هستند، برای نخستین بار در داخل ستارگان ایجاد شده اند.

اگر چه ابر نواختر ها حوادث نادری هستند .آنها خیلی قوی هستند و می توانند بر زندگی روی سیاراتی که نزدیک ستارگان دور می زنند تاثیر بگذارند . در حقیقت انفجارات ابر نو اختر ها در مدت ها قبل ممکن است بر روی  آب و هوای زمین و تحول زندگی تاثیر گذارده باشند .اگر ابرنواختری حدود 50 سای نوری اتفاق بیافتد بشر اجبار داردکه سطح را رهاکرده ودر زیر زمین حداقل برای چند دهه زندگی کند .انفجار پرتوهای گاما و ذرات پر انرژی از انفجار ابرنواختر ها میتواند اشکال زندگی بسیاری را بکشد و موجب ضرر و زیان ژنتیکی در دیگران شود .تنها راه جلوکیری از این تابش جابجایی جمعیت در داخل تونل های زیرسطح زمین خواهد بود. ابته اگر یک ابر نو اختر صورت بگیرد ما فرصت کافی برای حفر تونل را نداریم .

حتی اگر ما به مدت طولانی در تونل ها برای رادیواکتیو روی سطح زمین زنده بمانیم نبایستی زمین را دوست داشته باشیم هنگامی که در القاء متقابل ژنتیکی که توسط رادیو اکتیویته می توانست زندگی گیاه و حیوان را به طور جدی اصلاح کند.غذا های اساسی بشر شیر کره تخم مرغ گندم سیب زمینی کاهو و گوشت و سبزیجات و... که در شکل های مختلف می باشند .غذا های دریایی صرفاً از اقیانوس به عمل می آید و زندگی گیاهی که باید همچنین اصلاح شود یا توسط انفجار ابرنواختر محلی صدمه ببیند حتی اگر زندگی سطحی تابش را نگه دارد آن به لایه های بالاتر ظریف جو مان که باید آب و هوا را یه طور بر جسته اصلاح کند صدمه می زند . ابرنواختر های محلی پیشنهاد شده اند به عنوان یک علت ممکن برای تغییرات آب و هوای اتفاقی و خاموشی ها در گذشتۀ کرۀ زمین . امکان دارد که هرچند صد میلیون سال یک ابر نو اختر نزدیک به زمین اتفاق بیافتد.چنین انفجاری پیشنهاد شده است به عنوان یک بیان نظری از خاموشی دایناسور ها.

پس ما به نظر میرسد که برای لحظه ای نسبتاً امن باشیم . هیچ ستاره ای داخل 50 سال نوری شناخته نشده است که یک غول سنگین قابل انفجاری مانند یک ابرنواختر باشد . یک داوطلب، ستارۀ متغییر ویژه اتاکارینا(eta carina) می باشد که به طور ضعیفی درک شده است اما بعضی از ستاره شناسان پیشنهاد می کنند که آن یک ستارۀ سنگینی که در حال کاهش بسته اش می باشدو به فرو ریزش نهائی اش در چند میلیون سال آینده نزدیک می شود .در فاصلۀ 3700 سال نوری ما بایستی صدائی داشته باشیم ، اگر چه از قرار معلوم جایگاه مطمئنی است .البته ، یک کوتلۀ سفید ، در حال سرد شدن لبه حد چاندراسکار را میبیند که می تواند فرو ریزش کند و یک انفجار ابرنواختر نوع 1 را تولید کند .حتی یک کوتولۀ نزدیک کاماً ضعیف خواهد بود و بنابر این بایستی بدون هیچ توجهی وجود داشته باشد تا اینکه فرو ریزش کند .

 

شکل 2 )

 شکل2و 3 ) سی بی کارینا یک محل برجسته ای از شکل گیری ستاره است . گاز به توسط تعدادی از ستارگان روشن داغ تحریک شده است که یکی از آنها خود اتای کارینا ظاهراً سنگین ومتغیر  است.بعضی از ستاره شناسان گمان می کنند که آن در چند میلیون سال آینده ابرنواختر خواهد شد.