پدیده دوپلر در کهکشان

[javid]

پدیده دوپلر در کهکشان
پس از روشن شدن انبساط ابر کهکشانها ، اسلیفر (Slipher) اخترشناس آمریکایی تغییر مکان سرخ را در خطوط طیف کهکشانی مشاهده نموده بود. این پدیده که در فیزیک موسوم به اثر دوپلر می‌باشد، هنگامی که فاصله بین منبع نور ناظر در حال افزایش است، مشاهده می‌گردد. در نتیجه باید فرض نمود که کهکشانهای دور یا منابع نور که از زمین مشاهده می‌گردند، از سیاره ما دور می‌شوند. به دنبال کار فریدمن (Fridman) یکی دیگر از اخترشناسان آمریکایی ادوین هابل (Edwin Habble) ثابت نمود که هر چه فاصله یک کهکشان دورتر باشد، تغییر مکان با فاصله نسبت مستقیم دارد. این مطلب از دیدگاه اثر دوپلر چنین مفهومی را در بر دارد. که فاصله کهکشانهای دور از یکدیگر و فاصله آنها از زمین در حال افزایش است و هر چه فاصله کهکشان زیادتر باشد، سرعت دور شدن آن بیشتر می‌گردد. بر مبنای چنین طرحی که حرکت کهکشانها را بوسیله اثر دوپلر توضیح می‌دهد.

عوامل تردید در نظریه انبساط ابر کهکشان
میزان تغییر مکان در این حالت برای خطوط مختلف طیف یکسان نیست. در عین حال مشاهدات نشان می‌دهند تغییر مکان سرخ در طیف کهکشانی به گونه‌ای است که برای خطوط مختلف یک طیف تغییر فرکانس مقدار ثابت نمی‌باشد، بلکه بطور دقیق نسبت این تغییرات به فرکانس ثابت است. به نظر می‌آید چنین توضیحی به عنوان استدلال مستحکمی در تأیید اثر دوپلر می‌باشد.

حال به نابودی فوتونها در ابر کهکشان برمی‌گردیم: اگر تغییر مکان خطوط طیف به فرکانس بستگی نداشته باشد، در آن صورت این تغییر مکان باید در فرکانس نسبتا پایین‌تر (نظیر امواج رادیویی) مشخص‌تر باشد.

عمر اجرام آسمانی
به موجب فرضیه انبساط ابر کهکشان ، دوره انبساط 10 تا 20 بیلیون سال به درازا کشیده است. در دورانی واقعا به نظر می‌رسید که طول مدت برآورده شده برای انبساط با عمر اجرام آسمانی مطابقت نمی‌کند، ولی عقیده پذیرفته شده کنونی این است که عمر کلیه اجرام آسمانی شناخته شده در حدود 10 بیلیون سال است. با این وجود برآوردهایی حاکی از این که دوره انبساط حدود 20 بیلیون سال به درازا کشیده بر اساس فرضیه جهان همگن ایزوتروپیک پی ‌ریزی شده است. اگر این مطلب از دیدگاه نظریه عمومی‌تری بررسی شود. این زمان می‌تواند بطور محسوسی افزایش یابد.

موانع انبساط ابر کهکشان
باید توجه داشت جهان همگن ، ایزوتروپیک تغییراتی را مجاز می‌دارد که بوسیله آن مدت انبساط می‌تواند افزایش یابد. اکثر تعبیرهایی که از این فرضیه به عمل آمده گویای آن است که در مراحل اولیه انبساط ، نیروی گرانشی متقابل توده‌ها وارد عمل می‌شوند و به عنوان مانعی برای جریان انبساط می‌باشد. ولی با ادامه انبساط جاذبه گرانشی کم می‌شود، در حالی که نیروی دافعه (که در شرایط خاصی بوسیله معادلات نظریه عام نسبیت مجاز می‌باشد) دست به کار می‌شود. کاملا امکان دارد در نقطه‌ای نیروی جاذبه و دافعه باهم برابر شوند‌، بعد نیروی دافعه غالب می‌گردد و سرانجام انبساط کند شده ، شتاب پیدا می‌کند.
حال فرض کنیم، چنین حالتی در ابر کهکشان وجود داشته باشد و ما در مرحله انبساط شتاب‌دار به سر ببریم. در آن صورت می‌توان فرض نمود که در گذشته سرعت این عمل کمتر بوده و از سوی دیگر جهان را نیز می‌توان جوان‌تر فرض نمود.