مقدمه ای بر نظریه 

یکی از مهم ترین اتفاقات این دنیا و شاید مهم ترین آن انفجار بزرگ و یا همان بیگ بنگ (البته این یک نظریه است) است. ایده و تئوری مهبانگ (انفجار بزرگ) با نگرش بر ساختار کیهان ایجاد شد و تحقیق روی ان در سال 1912 میلادی (1291 ه.ش) توسط وستو اسلیفر  آغاز شد .

در ابتدا یک جسم بسیار چگال و داغ با حجم صفر و جرم بینهایت وجود داشت.به دلایل نا معلوم(این یکی از بزرگ ترین سوال های بی پاسخ علم فیزیک است)منفجر شد.این انفجار در میلیارد ها سال پیش و حتی قبل از آفرینش انسان رخ داده است.بر طبق این نظریه بر اساس این انفجار زمان و سه بعد مکان در یک لحظه شروع شده اند. 

جالب ترین نکته این جاست که ما هم اکنون دربازه انفجار هستیم.برای درک بهتر این بحث یک مثال میزنم.یک نارنجک را در نظر بگیرید:حدود چهل ترکش دارد که بعد از انفجار در زمان بسیار کم تقریبا چند ثانیه با سرعت بسیار زیاد به اطراف پرتاب می شوند.حال زمین یکی از ترکش ها و نقطه (۰و۰) همان نارنجک.به نوعی می توان گفت ما مانند ترکش نارنجکی هستیم که بعد از انفجار در حال پرتاب شدنیم با این تفاوت که بازه انفجار از چند ثانیه به میلیارد ها سال (و  همین طور ادامه دارد) گسترش یافته و انرژی پرتاب بینهایت است. یعنی که ما در هر ثانیه با سرعت و شتاب بالایی از مکان (۰و۰) در حال دور شدن هستیم.(هم اکنون)  

 اثبات نظریه مهبانگ

نتایج 3 رصد مهم طی قرن گذشته به ستاره شناسان کمک کرد تا اطمینان حاصل کنند که جهان با بیگ بنگ آغاز شده است . اولین آنها این است که جهان در حال انبساط است – بدین معنی که فضای میان کهکشان ها در حال بزرگ و بزرگتر شدن است - این مشاهده منجر به این حدس شد که قبل ازانبساط همه چیز در جایی کنار هم قرار داشته است . دوم اینکه این نظریه به خوبی قادر به توضیح فراوانی هلیم و دتریم ( ایزوتوب هیدروژن ) در جهان است . دما و چگالی و محیط منبسط شونده جهان اولیه شرایط خوبی برای تولید این هسته‌ها با فراوانی که امروز شاهد آن هستیم می‌باشد . دلیل سوم اینکه ستاره شان موفق به رصد تابش پس زمینه کیهانی – نابش بس از انفجار اولیه - از هر سمت کیهان شده اند . تابش پس زمینه کیهانی دلیل قاطعی بر تایید آغازی این چنین – با یک انفجار- برای جهان است . آفای استفان هاوکینگ در این مورد می‌گوید : این اکتشاف بی نظیر ، اکتشاف قرن است . 

شرح گام به گام تاریخ کیهان از دید نظریهٔ "مهبانگ"  

مرحله نخست ( صفر تا10 به توان 43- ثانیه) این مساله هنوز برایمان کاملا روشن نیست که در این نخستین اجزای ثانیه‌ها چه چیزی تبدیل به گلوله آتشینی شد که کیهان باید بعدا از آن ایجاد گردد . هیچ معادله اندازه گیری برای دمای بسیار بالا و تصورناپذیری که در این زمان حاکم بود در دست نمی‌باشد.

مرحله دوم ( از10 به توان 43- تا 10 به توان 32- ثانیه ( نخستین سنگ بناهای ماده مثلا کوارک ها و الکترون ها و پاد ذره‌های آنها از برخورد پرتوها با یکدیگر به وجود می‌آیند. بخشی از این سنگ بناها دوباره با یکدیگر برخورد می کنند و به صورت تشعشع فرو می پاشند. در لحظه‌های بسیار بسیار اولیه ذره‌های فرا سنگین - x نیز می‌توانسته اند به وجود آمده باشند. این ذره‌ها دارای این ویژگی هستند که هنگام فروپاشی ماده بیشتری نسبت به پاد ماده و مثلا کوارک های بیشتری نسبت به آنتی کوارک ها ایجاد می کنند. ذره‌های x که تنها در همان نخستین اجزای بسیار کوچک ثانیه‌ها وجود داشتند برای ما میراث مهمی به جا گذاردند که عبارت بود از : " افزونی ماده در برابر پاد ماده "

مرحله سوم ( از10 به توان 32- ثانیه تا 10 به توان 6- ثانیه ( کیهان از مخلوطی از کوارک ها - لپتون ها - فوتون ها و ذره‌های دیگر تشکیل شده که متقابلا به ایجاد و نابودی یکدیگر مشغول بوده و همچنین خیلی سریع در حال از دست دادن دما هستند.

مرحله چهارم ( از 10 به توان 6- ثانیه تا 10 به توان 3- ثانیه ( کمابیش همگی کوارک ها و پاد کوارک ها به صورت پرتو ذره‌ها به انرژی تبدیل می‌شوند. کوارک های جدید دیگر نمی‌توانند در دماهای رو به کاهش به وجود آیند ولی از آن جایی که کوارک های بیشتری نسبت به پاد کوارک ها وجود دارند برخی از کوارک ها برای خود جفتی پیدا نکرده و به صورت اضافه باقی می مانند. هر 3 کوارک با یکدیگر یک پروتون با یک نوترون می سازند. سنگ بناهای هسته اتم های آینده اکنون ایجاد شده اند.

مرحله پنجم( از 10 به توان 3- ثانیه تا 100 ثانیه ( الکترون ها و پاد الکترون ها در برخورد با یکدیگر به اشعه تبدیل می‌شوند. شماری از الکترون ها باقی می ماند زیرا که ماده بیشتری نسبت به پاد ماده وجود دارد. این الکترون ها بعدا مدارهای اتمی را می سازند.

مرحله ششم ( از 100 ثانیه تا 30 دقیقه ( در دماهایی که امروزه می‌توان در مرکز ستارگان یافت نخستین هسته‌های اتم های سبک و به ویژه هسته‌های بسیار پایدار هلیم در اثر همجوشی هسته‌ای ساخته می‌شوند. هسته اتم های سنگین از قبیل اتم آهن یا کربن در این مرحله هنوز ایجاد نمی‌شوند. در آغاز آفرینش عملا تنها دو عنصر بنیادی که از همه سبکتر بودند وجود داشتند : هلیم و هیدروژن.

مرحله هفتم ( از 30 دقیقه تا 1 میلیون سال پس از آفرینش ) پس از گذشت حدود 300000 سال گوی آتشین آنقدر دما از دست داده که هسته اتم ها و الکترون ها می‌توانند در دمایی در حدود 3000 درجه سانتی گراد به یکدیگر بپیوندند و بدون اینکه دوباره بی درنگ از هم بپاشند اتم ها را تشکیل دهند . در نتیجه آن مخلوط ذره‌ای که قبلا نا مرئی بود اکنون قابل دیدن می‌شود.

مرحله هشتم ( از یک میلیون سال پس از آفرینش تا امروز ( از ابرهای هیدروژنی دستگاههای راه شیری، ستارگان و سیاره‌ها به وجود می‌آیند. در درون ستارگان هسته اتم های سنگین از قبیل اکسیژن و آهن تولید می‌شوند. که بعد ها در انفجارهای ستاره‌ای آزاد می‌گردند و برای ساخت ستارگان و سیاره‌ها و زندگی جدید به کار می‌آیند.

مشخصات جهان    

توجه شود که ارقام فوق تقریبی است، اما نتیجه ای که از آنها می خوهیم بگیریم، عمیقتر از اهمیت درستی یا نادرستی ارقام فوق است

 T=13.7x1012 years =4.3x1020 s    :  عمر جهان(Age of universe) 

   R=1.6x1026 m            :           شعاع جهان(Radius of universe) 

    V=17.1x1078m3     :             حجم جهان (Volume of universe) 

    D=10-18 kg/m3     :              چگالی چهان(Density of universe)  

 M= 17.1x1060 kg    :                     جرم جهان(Mass of universe)