نقد بیگ باونس

در ابتدا توضیحی ساده از قانون دوم ترمودینامیک:اگه دو جسم گرم و سرد کنار هم قرار داشته باشند، گرما از جسم اول به جسم دوم انتقال پیدا میکند و این انتقال گرما تا ایجاد تعادل گرمایی دو جسم ادامه دارد و امکانش نیست خود به خود عکس این اتفاق انجام بشود.....
   
به این جریان، گرایش به تعادل هم میگویند، یعنی اگه اجسام را اگر به حال خود بزاریم به سمت  تعادل پیش می روند. تعادل گرمایی و مکانیکی، حالت طبیعی اجسام است این قانون را بعضی اوقات به عنوان گرایش به بی‌نظمی نام میبرند. زیرا: به دلیل این که حالت منظم مولکول ‌های انرژی غیر متحمل ترین حالتشان و حالت غیر منظم آنها قابل تحمل ترین حالت آنها است. بنابراین:پخش بودن انرژی و اختلال آن محتمل‌ تر و طبیعی‌تر از تراکم آنها در یک نقطه است، چون جهت گرایش به بی‌نظمی به معنای گفته شده، برابر است.
خوب است بدانیم که تعادل به معنی آرامش درونی نیست، بلکه، در درون هر سیستم پیوسته حرکت گرمایی شدیدی در جریان است، بنابراین، هر جسم فیزیکی که درون آن قرار دارد، در حال تغییر است، یعنی حالت متقابل مولکول های آن در هر لحظه با لحظه قبل متفاوت می باشد.

و نتیجه گیری از قانون دوم ترمودینامیک درباره دنیا
مفهوم کلی این قانون می گوید:نظم جهان بی وقفه کم می شود و دنیا رو به تغییرات بازگشت ناپذیر است زیرا اگر بخواهد به نظم اولش برگردد باید بی نظمی هارا به نظم تبدیل کند که این نکته با قانون دوم ترمودینامیک در تضاد است.فیزیک دانان از مفهوم ریاضی به نام <<آنتروپی>>استفاده می کنند تا با آن میزان بی نظمی را به صورت "مقداری" درک کنند و آزمایش ها نشان داده آنتروپی یک سیستم هرگز کم نمی شود و رو به افزایش است.اگر ارتباط سیستمی با محیط اطراف خود قطع شود و سیستم خارج ارتباطی نداشته باشد میزان آنتروپی از طریق تمام دگرگونی های حادث شونده در آن به حدی بالا می رود که دیگر امکان بیشتر شدن و ادامه آن نباشد و پس از آن دیگر اتفاقی نمی افتد و جهان به وضع تعادل ترمودینامیکی خود رسیده است.تا زمانی که در منظومه و سیستمی نقش محدود و تابع شرایط حکومت می کند که مدام و به اجبار به سوی حالت بی نظمی و در نهایت به سوی تعادل ترمودینامیکی خود می رود بنابراین فقط می توان دو نتیجه گرفت:
الف)چنین سیستمی در لحظه ای که به حالت ترمودینامیکی خود می رسد،می میرد.فیزیک دانان به این حالت مرگ گرمایی می گویند سیستم می گویند.
ب)چنین سیستمی نمی تواند همیشه موجود بوده باشد[ازلی]باشد.پس در لحظه ای از گذشته بوجود آمده و ازلی نیست.
این قانون می گوید هرگز مواد باقی مانده ستارگان مرده و انرژی های اتلاف شده هرگز دوباره به طور کامل مجتمع و فعال نمی شود،زیرا آن انرژی که در ابتدا ستاره را فعال می کرده در زمانی بسیار طولانی به صورت نور در فضای لایتناهی پخش و پراکنده شده و قسمتی از آن نیز در سیاهچاله ها گم شده و هرگز قابل برگشت نیست.در مجموع انرژی کاربرد خود را از دست داده است.
طبق قانون دوم ترمودینامیک:روزی میرسد که تمام اجسام به درجه حرارت پست و در حد صفر می رسند در این مرحله ماده به طور کامل و  مطلق نابود میشود زیرا ماده از ذات خود دارای حرکت جوهری است از این رو قانون دوم ترمودینامیک نابودی ماده را به طور مطلق ثابت می کند.در این روز دیگر انرژی قابل مصرف نیست و دیگر زندگی نخواهد بود. اگر در این حالت جهان را ازلی بدانیم هم اکنون در زمان بی نهایت هستیم و باید به تعادل ترمودینامیکی خود رسیده باشیم که می بینیم این طور نیست پس جهان ازلی نبوده نیست و نخواهد بود.زیرا انرژی رو به اتلاف است و قابل برگشت نیست که استفاده مجدد از آن بشود.اگر جهان ازلیست چرا به تعادل ترمودینامیکی نرسیدیم و انرژی هرگز قابل برگشت برای استفاده مجدد نیست؟

آیا جهان آغازی دارد؟
ایده های جهان نوسانی، توسط ملحدانی مانند مرحوم کارل سیگبن و ایزاک آسیموف معروف شده است صرفا برای جلوگیری از مفهوم  آغاز داشتن جهان می باشد،و این گونه خود را از  خالق جهان فراری دهند.اما همانطور که در بالا توضیح داده شده است، در قوانین ترمودینامیک به خصوص قانون دوم ترمودینامیک این استدلال تخیلی و غیر علمی را رد می کند.حتی یک جهان نوسانی نمی تواند به قوانین ترمودینامیک غلبه کند.اگر جهان نوسانی باشد هر یک از چرخه های فرضی قابل استفاده نیاز به تزریق انرژی بیشتر دارد چون قانون دوم ترمودینامیک قابلیت کاربرد مجدد انرژی را سلب کرده.این به این معنی است که هر چرخه از چرخه قبلی بزرگتر و طولانی تر است، بنابراین به دنبال عقبگرد در زمان چرخه کوچک تر و کوچک تر خواهد بود.حتی مدل جهان نوسانی نمی تواند اثبات کننده بی نهایت باشد و خود این مدل هم نیازمند آغاز خواهد بود.
The second law states that there exists a useful state variable called entropy S. The change in entropy delta S is equal to the heat transfer delta Q divided by the temperature T.  delta S = delta Q / T  For a given physical process, the combined entropy of the system and the environment remains a constant if the process can be reversed. If we denote the initial and final states of the system by "i" and "f":  Sf = Si (reversible process)  An example of a reversible process is ideally forcing a flow through a constricted pipe. Ideal means no boundary layer losses. As the flow moves through the constriction, the pressure, temperature and velocity change
ترجمه مطلب:قانون دوم میگوید که وجود دارد مفید دولت متغیر به نام آنتروپی S. تغییر در آنتروپی دلتا S برابر است با انتقال حرارت دلتا Q تقسیم بر متوسط T.  دلتا S = delta Q / T . برای یک فرآیند فیزیکی ترکیب آنتروپی سیستم و محیط زیست باقی می ماند ثابت اگر این روند معکوس می شود. اگر ما معنی اولیه و نهایی متحده از این سیستم توسط "i" و "f":  Sf = Si (فرایند برگشت پذیر) . یک مثال از یک فرایند برگشت پذیر است ایده آل برای وادار کردن یک جریان از طریق یک پرشیب لوله. ایده آل به معنی لایه مرزی ضرر و زیان است. به عنوان جریان حرکت را از طریق انقباض فشار متوسط و سرعت تغییر(منظور تزریق انرژی است که در بالا این مورد را بحث کردیم و اثبات کردیم که این مدل نیازمند آغاز است).
به نقل از ناسا:
https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/thermo2.html

سرعت گریز چیست؟
سرعت گریز حداقل سرعتی است که برای گریز از نیروی جاذبه ی هر مکانی لازم است.به مثال سرعت گریز برای کره ی زمین برابر با 11/23 کیلو متر/ثانیه می باشد.یعنی اگر موشکی را با این سرعت شلیک شلیک کنیم،می تواند بر نیروی جاذبه ی زمین غلبه کند، و به فضا صعود کند .اما اگر سرعت موشک از این مقدار کمتر باشد ، مسافت معینی را طی می کند،سپس متوقف می شود ،و بعد از آن به خاطر غلبه ی نیروی جاذبه سقوط می کند و به سوی زمین بر می گردد.هر ستاره ، سیاره ویا قمر مصنوعی سرعت گریز خاص به خود دارد.آیا سرعت گسترش کیهانی به سرعت گریز می رسد؟آیا از نیروی جاذبه کیهانی کمتر است یا بیشتر؟این موضوع به چگالی کنونی جهان بستگی دارد؛اگر این چگالی به حد( چگالی بحرانی یا حساس) برسد ،در آنصورت نیروی جاذبه ی موجود در جهان، برای جلوگیری از گسترش جهان در آینده کافی است،اما اگر از این مقدار کمتر باشد،جهان همچنان به گسترش خود ادامه خواهد داد.
If the universe bounced once, a natural question is whether it will again. But not all bounce theories suggest we are destined to cycle forever through contractions and expansions—for example, even if our universe bounced before, we have no indication so far that it is heading for another contraction. The dark energy thought to make up the largest chunk of the cosmos’ total mass–energy budget seems to be pulling our universe apart at an ever-accelerating rate. What is truly in store for the future is a very open question—about as open, in fact, as the issue of how it all got started.
ترجمه:"اگر جهان منعکس هنگامی که یک سوال  این است که آیا آن دوباره به حالت طبیعی منقبض می شود و به حالت اولیه بر می گردد؟اما نه همه گزاف گویی نظریه(بیگ باونس) نشان می دهد ما به مقصد به چرخه برای همیشه از طریق انقباض و انبساط را در پایان شاهد خواهیم بود (اما)برای مثال حتی اگر جهان ما منعکس قبل از ما هیچ نشانه ای تا کنون که این عنوان برای یکی دیگر از انقباض شاهد نبودیم و مدرکی هم در دست نیست.انرژی تاریک فکر را بزرگترین تکه از کیهان کل جرم ،انرژی در جهان به نظر می رسد کشیدن جهان ما از هم جدا در حال شتاب گرفتن هستند با قدرت بیشتر از قبل."
به نقل از ژورنال ساینتفیک امریکن در باب فرضیه بیگ باونس
https://www.scientificamerican.com/article/did-the-universe-boot-up-with-a-big-bounce/

توضیح بیشتر
انقباض عالم بستگی مقدار چگال دنیا دارد ،حال آیا میانگین چگالی جهان به حد چگالی بحرانی میرسد؟!دانشمندان چگالی بحرانی را توانستند  محاسبه کنند ،ومتوجه شدند که برابر با 1030×740 گرم/سانتیمتر مکعب است. حالا این به چه معناست؟؟یعنی اگر ماده ای تو جهان وجود داشته باشد که میانگین چگالی آن به اندازه سه اتم هیدروژن تو هر متر مکعب باشد،درونش صورت چگالی جهان به حد چگالی بحرانی حتما میرسد.و حتی دانشمندان به محاسبه  چگالی جهان پرداختند فهمیدند که چندین برابر چگالی بحرانی است و نه تنها نشانه ای از انقباض نیست بلکه سرعت گریز بیشتر هم می شود!!همچنین، بسیاری از شواهد نشان می دهد که مقدار جرم بیش از حد ،مورد نظر است و قدرت جاذبه برای متوقف کردن گسترش جهان کافی نیست و حتی شواهدی وجود دارد که اثبات می کند جهان یک سیستم بسته نیست بلکه یک سیستم "باز" است.با توجه به بهترین تخمین )حتی اعطای فرض های قدیمی زمین)، جهان هنوز فقط نیمی از حجم لازم برای انقباض دوباره را داراست. این شامل ترکیبی از کل ماده نورانی و ماده غیر نورانی (که در هاله کهکشان)، و همچنین هرمقدار ممکن از نوترینوها به کل مقدار  میباشد. سوم: برخی شواهد برای جهان "باز" تاکید می کند که از تعداد نور شیشه رنگی خم لنزهای گرانشی است. چهارم: همچنین، تجزیه و تحلیل ابرنواختر نوع" Ia" نشان می دهد که نرخ انبساط جهان است که  حتی برای انقباض شدن دنیا در یک یک سیستم بسته اندازه کافی  نیست.در ضمن، این حجم کم نیز یک مشکل عمده برای "تورم"نسخه شیک در حال حاضر، نظریه انفجار بزرگ، به عنوان این پیش بینی چگالی جرم را درست در آستانه سقوط-یک جهان با هندسه تخت بیان می کنددر نهایت، هیچ مکانیزم شناخته شده ای به گزاف گویی درباره بیگ گرانچ اجازه نمی دهد .

 همانطور که پروفسور بئاتریس تینسلی از دانشگاه ییل توضیح داد، حتی اگر ریاضیات می گوید که جهان نوسانی است، هیچ مکانیزم فیزیکی شناخته شده ای برای بازگشت فاجعه آمیز از بیگ بنگ وجود ندارد .
Tinsley, B., 1975. From Big Bang to Eternity? Natural History Magazine.
 کاغذ خاموش و جهان واقعی از فیزیک، این مدل شروع ازانفجار بزرگ، گسترش، سقوط، و این پایان همه چیز است.و ضمن اینکه تمام مدل های تناوبی در سال 2012 رد شدند و اشکالات آنان به بیگ باونس هم وارد است
منبع:
https://www.newscientist.com/article/mg21328474-400-why-physicists-cant-avoid-a-creation-event/

آیا گرانش متفاوت عمل می کند؟
Does Gravity Work Differently? Until dark energy, physicists were convinced that gravity should be causing the expansion rate of the universe to slow When I throw my keys up in the air, the gravity of the Earth makes them slow down and return to me," said Mario Livio, a theoretical physicist at the Space Telescope Science Institute (STScI) in Maryland, said during the Decade of Dark Energy Symposium, held in 2008. But by studying the light from distant supernovae, astronomers saw that the supernovae's host galaxies are flying away from each other at increasing speed .The observation that the universe's expansion rate is actually speeding up, Livio said, is as if "the keys suddenly went straight up toward the ceiling So far, one of the biggest challenges for dark energy researchers is marrying observations to theory. We have two known, totally unsatisfactory explanations," said Michael Turner, a cosmologist at the University of Chicago. One possibility is there is no dark energy, and gravity works differently than scientists think
ترجمه: آیا گرانش متفاوت عمل می کند؟ تا زمانی که انرژی تاریک(کشف شود) فیزیکدانان معتقد بودند که گرانش باید باعث گسترش(مانع) از جهان به سرعت باشد.
"وقتی که من به کلیدی را به هوا پرتاب کنم با جاذبه زمین باعث می شود آنها را آهسته و در بازگشت به من گفت:" ماریو Livio یک فیزیکدان نظری در موسسه علوم تلسکوپ فضایی (STScI) در مریلند گفت: در طول این دهه از انرژی تاریک و همایش های برگزار شده در سال 2008 است.اما با مطالعه نور از دور ابرنواختر ستاره شناسان را دیدم که ابرنواخترها میزبان کهکشان ها در حال پرواز به دور از هر یک از دیگر در افزایش سرعت.مشاهده است که انبساط جهان رای است که در واقع سرعت بالا و Livio گفته است که اگر "کلید به طور ناگهانی رفت و مستقیم به سمت سقف."تاکنون یکی از بزرگترین چالش ها برای انرژی تاریک محققان در حال ازدواج با مشاهدات به تئوری."ما دو شناخته شده کاملا رضایتبخش توضیحات" میکائیل تارنر کیهان شناسی در دانشگاه شیکاگو است گفت:یک احتمال این است که وجود انرژی تاریک و جاذبه کار می کند متفاوت از دانشمندان فکر می کنند.
به نقل از ژورنال "نشنال جئوگرافیک "
http://news.nationalgeographic.com/news/2011/10/111004-nobel-prize-physics-universe-expansion-what-is-dark-energy-science/
نکته: مشاهدات و تاثیرات انرژی تاریک نه فرضیه پردازی است و نه نظریه ،بلکه اثبات و قبول شده است بر خلاف فرضیه بیگ باونس که هیچ مشاهده قوی و ریاضی اثبات شده ندارد.

نظریه‌ی مه‌ رمب یا فشردگی بزرگ:
احتمالا نظریه‌ی مه‌رمب (The big crunch) یکی از فراگیرترین نظریه‌ها در مورد احتمال پایان جهان هستی است. در مقیاس کیهانی و به زبان ساده اگر بخواهیم این نظریه را توضیح دهیم باید بگوییم هر چیزی که به سمت بالا پرتاب می‌شود ناگزیر روزی پایین خواهد افتاد. بر اساس این تئوری جهانی که امروزه در حال انبساط است، زمانی هم شروع به انقباض خواهد کرد و فرض ما این است که چگالی کل جهان و گرانش حاصل از‌ آن روزی به اندازه‌ی خواهد شد که زمینه برای کند شدن روند انبساط و شروع روند تدریجی انقباض فراهم شود.اگر در عمل این اتفاق رخ دهد، همه‌ی اجرامی که با سرعت‌های غیر قابل تصور در حال دور شدن از هم هستند باید کندتر شده و دوباره به سمت هم شروع به حرکت کرده و در نهایت با سرعت بسیار بالا به هم برخورد کنند. از نظر منطقی همه‌ی کاینات دوباره در همان نقطه‌ای جمع می‌شوند که انفجار بزرگ در آن نقطه انجام شده بود که این نقطه در واقع یک نقطه‌ی بی‌نهایت ریز و در عین حال چگال بوده است. خیلی شگفت‌انگیز به نظر می‌رسد! در مورد این نظریه دو ایراد وجود دارد که مورد اصلی این است که این نظریه‌ جهان را به صورت محدود و بسته در نظر می‌گیرد و دغدغه‌های اخیر ما در مورد ذاتکوانتومی جهان (به ویژه گرانش کوانتومی) را بی پاسخ می‌گذارد.

نویسنده: دوست عزیزم سینا حیدری