چه عواملی در میزان سرعت حرکت کهکشان‌ها در فضا تاثیر دارند؟

پاسخ اختصاصی به کانوت:

دانشجوی دکتری در موسسه نجوم دانشگاه توهوکو. شهر سندای. ژاپن - پژوهش‌گر در زمینه‌ی تشکیل و تکامل کهکشان‌ها و روش پردازش داده‌ها

1

پاسخ کوتاه پرسش شما گرانش است. از بین نیروهایی که ما تا به حال توانستیم تعریف کنیم، گرانش مهمترین نیرویی هست که می‌تواند در مقیاس‌های بزرگ هنوز موثر بماند. بیشتر نیروهای دیگر خیلی سریع ضعیف می‌شوند و سریع اثرشان محو می‌شود. بعد از گرانش نیروی الکترومغناطیسی بیشتر برد را دارد (نور) و در نهایت دو نیروی هسته‌ای قوی و ضعیف. برد موثر این دو مورد از داخل هسته اتم فراتر نمی‌رود! بگذارید برگردیم سر حرکت کهکشان‌ها که شما پرسیدید. فقط برای اینکه همین اول دگم‌گرایی را کنار بگذاریم بگذارید مانند سایر پاسخ‌ها بر این نکته تاکید کنم که ما تا به حال «حرکت» هیچ کهکشانی را ندیدیم. در داخل کهکشان شاهد حرکت ستارگان هستیم (در صد سال گذشته در حالی که یک مدار در فاصله ما از مرکز کهکشان ۲۲۰ میلیون سال به طول خواهند انجامید) و مخصوصاً حول چیزی که فکر می‌کنیم سیاهچاله مرکز کهکشان هست: در این فیلم از ویکی‌پدیا می‌توانید حرکت ستارگان به دور چیزی که فکر می‌کنیم ابرسیاهچاله‌ی مرکز کهکشان مان است را ببینید. در عکس زیر نیز می‌توانید مدارهایی که برای چند ستاره مرکزی کهکشان‌مان محاسبه شده است را ببینید. اما اگر پا به مقیاس‌های بزرگ‌تر از یک کهشان بگذاریم، ما هیچ حرکتی را مستقیماً مشاهده نکردیم.

 2

یکی از اصلی‌ترین ابزارهای ما برای سنجش حرکت اجسام قرمزگرایی (یا آبی‌گرایی) یک جسم است. داستان از این قرار است که وقتی منبع یک موج در حال نزدیک شدن به ناظر باشد، ناظر طول موج را کوتاه‌تر از مقدار تابش شده آن می‌بیند و برعکس وقتی که در حال دور شدن باشد طول موج بلندتر به نظر خواهد آمد. از آنجایی که در محدوده‌ی مرئی، طول موج‌های بلند برای رنگ قرمز هستند و طول موج‌های کوتاه برای رنگ آبی می‌گوییم قرمز یا آبی گرایی.

u10l3d3

حال جدا از طرز اندازه‌گیری حرکت اجسام در فضا، بر اساس مدل‌های رایج امروزی، کهکشان‌ها می‎توانند چند حرکت داشته باشند:

۱. حرکت به دور خودشون.

۲. حرکت در یک گروه کهکشانی.

۳. حرکت در یک خوشه کهکشانی.

۴. حرکت در یک ابرخوشه کهکشانی.

۵. حرکت به عنوان یک عضو از گیتی.

تنها روشی که مدل‌های ما تا به امروز توانسته‌اند حرکت‌های اول تا چهارم را‌ توضیح بدهند از طریق تعریف ماده تاریک بوده است. بدون فرض (خلق) ماده‌ی تاریک شما نمی‌توانید چیزی که ما فکر می‌کنیم حرکت کهکشان‌ها را نشان می‌دهد (قرمز یا آبی گرایی نور آنها) را با دانش امروز ما از گرانش و دینامیک توضیح بدهید. در پاسخ دیگری هم که مربوط به ماده تاریک بود سعی کردم این موضوع را مفصل‌تر بیان کنم و در حال نوشتن چند مقاله برای سایت هستیم که این موضوع را خیلی بنیادی توضیح بدیم برای علاقه‌مندان.

در لیست بالا یک حرکت دیگر باقی می‌ماند و آن حرکت کهکشان در گیتی است. وقتی به قرمزگرایی کهکشان‌ها نگاه می‌کنیم می‌بینیم که به طور منظم قرمز گرایی در کهکشان‌ها بیشتر و بیشتر می‌شود. مدل‌های امروز این قرمز‌گرایی را به خاطر انبساط گیتی می‌دانند. همانند بحث ماده تاریک، در بحث حرکت کهکشان‌ها در مقیاس گیتی نیز دانش امروزی ما و داده‌های ما در پیدا کردن پاسخ عاجز هستند و تنها راهی می‌توانیم چیزی که فکر می‌کنیم حرکت را نشان می‌دهد (قرمزگرایی) را توضیح بدهیم با خلق انرژی تاریک است. طرز خلق آن در مدل‌هایمان درست مانند ماده تاریک است (سرپوشی است برای بیان جهل ما در شناخت گیتی با دانش امروز).

پس این پرسش شما در نجوم هنوز یک پرسش کاملاً باز و بسیار بنیادین است و اخترشناسان سعی می‌کنند پاسخی برای آن پیدا کنند. در پایان باید بگویم که جایزه نوبل فیزیک در سال ۲۰۱۱ به یک گروهی داده شد که نشان دادند حرکت کهکشان‌های دور با فرض وجود انرژی تاریک سازگار است و توانستند بر اساس این سازگاری مقداری برای چگالی انرژی تاریک به ما بدهند. به زبان دیگر، کار این گروه، کمٓی کردن جهل ما نسبت به گیتی در مدل امروزی بود. آن‌ها به ما نشان دادند که مقدار خیلی زیادی از گیتی (فراموش نکنید که مفهوم گیتی نیز از مخلوقات خودمان است) را نمی‌شناسیم (تاریک است!): حدود نود و پنج درصد آن را. می‌بینید که چطور افزایش آگاهی به جهل خودمان، می‌تواند یک جایزه نوبل به ارمغان بیاورد. ابن یمین حدود هفتصد سال پیش خیلی زیبا گفته است: آن کس که نداند و بداند که نداند / لنگان خرک خویش به منزل برساند

  • محمد

    ممنون از شما، پاسخ جالب، جامع و کاملی بود .
    موفق و پایدار باشید

  • مهدی

    ممنونم

  • apple

    ส็็็็็็็็็็็็็็็็็็็็็็็็็༼ ຈل͜ຈ༽ส้้้้้้้้้้้้้้้้้้้้้้้

    thx

  • as

    هرکسی که این میخونه ببینه که ماده تاریک چیزی جز نیروی عظیم حرکتی که بعد از انفجار بیگ بنگ بوده نیست یعنی ماده تاریک یک ماده نیست بلکه یک نوع انرژی است که از چرخش کل هستی به وجود میاید

  • ای بابا، من هم می دونم که چیزی نمی دونم، پس چرا به من جایزه نوبل نمی دن؟!! اون شعری هم که نوشتید خیلی زیبا است، کامل ترش اینه:
    آن کس که بداند و بداند که بداند // اسب خرد از گنبد گردون بجهاند
    آن کس که بداند و نداند که بداند // بیدار کنیدش که بسی خفته نماند
    آن کس که نداند و بداند که نداند // لنگان خرک خویش به منزل برساند
    آن کس که نداند و نداند که نداند // در جهل مرکب ابدالدهر بماند

  • Moein

    برای شروع رشته ی نجوم(کینان شناسی)چقدر باید ریاضیموون خوب باشه؟

  • محمد

    با سلام کمک در مورد فرمول طول عرض جغرافیایی برای محاسبه اذان واوقات شرعی

تمام حقوق این سایت برای © 2017 پرسش و پاسخ محفوظ است. خدمتی از کانون نگارش و ترجمه کانوت
قدرت گرفته از وردپرس فارسی