چۆنیەتی پێوانەکردنی تەمەنی گەردوون و چییەتی پێکهاتەکانی (بەشی یەکەم)

Thursday, 01.27.2022, 0:18

3146 بینراوە


بەشی یەکەم: پێوانەکردنی تەمەنی گەردوون و شێوازەکانی


مەبەست لە تەمەنی گەردوون، دیارکردنی ئەو کاتەیە کە گەردوون پێیدا تێپەڕیووە لە دەمی سەرهەڵدانییەوە، یاخۆ لە تەقینەوەی مەزنەوە (Big Bang)، تا دەگاتە ئەمڕۆکە.
زۆربەی هەرە زۆری تۆژینەوە و پێوانەکانی گەردوونناسان، تەمەنێکی نێزیکەی 13.8 ملیار ساڵیمان پێ دەدەن. دەشێ لێرەدا ڕاستەوخۆ ئەو پرسیارەمان بۆ دروست ببێت: زاناکان چۆن ئەم تەمەنە بەدەست دەهێنن و شێواز و کەرستەکانی پێوانەکردنەکان چین؟
بۆ پێوانەی تەمەنی گەردوون لەم چاخەی پێشکەوتنی زانستدا، گەلەک شێوازی جیاجیا هەن، بەڵام هەوڵ دەدەین بەکورتی تەنیا ئاماژە بە چوار جۆریان بدەین؛
یەکەم: لەڕێی پێوانەی ڕێژەی فرەوانبوونی گەردوون.
دووەم: لەڕێی پێوانەی تیشکە پاشخانی شەپۆلی مایکرۆیی گەردوونی.
سێیەم: بە گەڕان بەدوای ئەستێرە هەرە کۆنەکان.
چوارەم: بە گشتژمێری بەرەو دواوە گەڕانەوە بۆ تەقینەوەی مەزن.

پێوانەی ڕێژەی فرەوانبوونی گەردوون:

ڕێژەی فرەوانبوونی گەردوون لە ساڵی 1929دا دیارکراوە لە لایەن زانای ئەمریکایی ناودار ئیدوین هابڵ (Edwin Hubble)، کاتێک چاودێری تەنەکانی بۆشایی ئاسمانی دەکرد، فرەوانبوونی گەردوونی بۆ بەدەر دەکەوێت. گەیشتن بەم زانیارییە فرە گرینگە، لەڕێی تۆژینەوەکانی بوو دەربارەی ڕەنگی شەبەنگی تیشکی گەلەستێرەکان، ئەو تیشکانەی کە لادانی هەر هەموویان بەرەو ڕەنگی سوور بوو (کاریگەری دۆپلەر - Doppler effect). ئەم کاریگەرییە لەوەدا بەدەر دەکەوێت کە گشت ئەو شتانەی لە چاودێرانەوە دوور دەکەونەوە (ئێمەین لەم نموونەیەدا) لادانی تیشکەکەیان بەرەو سوورە، ئەوانەشی بەرەو ڕوومان دێن، نێزیک دەبنەوە لە ڕەنگی شین.
هابڵ گەیشتە ئەو دەرنجامەی کە گەردوون فرەوان دەبێت و گەلەستێرەکان ماوەیەکی یەکجار زۆرە بەردەوامن لە لێک دوورکەوتنەوە. بەڵام پێویستە بزانین بەو شێوەیە نییە، دوورکەوتنەوەی گەلەستێرەکان بێت لە خاڵێکی دیارکراوی چەقێکەوە، بەوەی ئەگەر ئێمە لە گەلەستێرەیەکی دیکەشدا بین، هەر هەمان دوورکەوتنەوەی هەموو گەلەستێرەکان دەبینین لێمانەوە. هەرچەندە ئەمە یەکێک بوو لە دۆزەوە فرە مەزنەکانی مێژووی گەردوونناسی، بەڵام داهێنانەکانی هابڵ بەوەندەش نەوەستا، پاش ئەو تێبینیکردنەی فرەوانبوونی گەردوون، بۆی ڕوون بووەوە ڕێژەی دوورکەوتنەوەی گەلەستێرەکانیش لە یەکدییەوە پێوەندییەکی ڕاستەوانەیە، واتە خێرایی دوورکەوتنەوەیان زیاتر دەبێ بە زێدەبوونی دووری گەلەستێرەکان لەگەڵ ئەو گەلەستێرەیەی تێیدا چاودێرییان دەکەین. بۆ تێگەیشتنێکی پتر، فرەوانبوونەکەی گەردوون نەگۆڕە و لە هەموو شوێنێکدا هەمان خێرایی هەیە، بەڵام بۆ ئێمە لە گەلەستێرەی (ڕێی شیریی)دا کە لە گەلەستێرەکانی دیکە دەڕوانین، خێراییان بۆمان جیاواز بەدەر دەکەوێت. بە جۆرێک ئەو گەلەستێرەیەی 100 ملیۆن ساڵی تیشک لێمانەوە دوورە، خێرایی دوورکەوتنەوەکەی 10 هێندەی ئەو گەلەستێرەیەیە 10 ملیۆن ساڵی تیشک لێمانەوە دوورە، هاوکات 10 جاران خاوترە لە گەلەستێرەیەک کە 1000 ساڵی تیشک دوورە لێمانەوە.
بە پێوانەکردنی ئاست و بڕی لادانی شەبەنگ و دووری نێوان گەلەستێرەکان، هابڵ توانی ڕێژەیەک بۆ خێرایی فرەوانبوون بدۆزێتەوە کە ناونرا بە نەگۆڕی هابڵ (Hubble constant). لێرەدا پێویستە جەخت لەسەر ئەوە بکەینەوە، ئەم نەگۆڕە تەنیا ژمارەیەک نییە بۆ خێرایی گەلەستێرەکان، بگرە دەربڕینێکە بۆ کشانی خودی شوێن، یان شانەی بۆشایی (کاتشوێن)، هەروەها دەکارین وەک ئەنجامگرییەک بەکاری بهێنین بۆ دیارکردنی تەمەنی گەردوون.
بۆ لێکۆڵینەوەکانیان هابڵ و زاناکانی پاش خۆی، پشتیان دەبەست بەو ئەستێرانەی پێیان دەگوترێت، گۆڕەکە سیفیدییەکان (Cepheid variables)، ئەوانەی گەلەک گەرم و زەبەلاحن (نێزیکەی 200 هێندەی خۆر)، تریسکانەوە و کپبوونیان بەگوێرەی کاتێکی دیارکراو دەگۆڕێت و دەکرێ بەچاکی بپێورێن. بە دانانی نەخشەی تایبەتی و بەراوردکردنی خوولی گۆڕانەکانی تریسکەی ئەم چەشنە ئەستێرانە، زاناکان دەتوانن دووریان لێمانەوە ژمێرە بکەن، دەرەنجام ئەو زانیارییانە بەکار بهێنن بۆ زانینی ڕێژەی فرەوانبوونی گەردوون. 
ئێمە ئەمڕۆکە دەزانین خێرایی فرەوانبوونی گەردوون چەندە، هاوکات دووری نێوان گەلەستێرەکانیشمان پێوانەکردووە. بە بوونی ئەم دوو زانیارییە دەکارین، ژمێرەی کاتی خایەنراو بۆ گەردوون ئەنجام بدەین، لەو دەمەوە دووری نێوان گەلەستێرەکان سفڕ بووە (سەرەتای گەردوون)، تا گەیشتۆتە ئەم شێوە و قەبارەیەی ئێستەی.
بەم شێوازە، فیزیازانان گەیشتوونەتە تەمەنێکی نێزیکەی 13.4 ملیار ساڵ بۆ گەردوون.
چۆنەتی ژمێرەکردنەکە:
بەگوێرەی تەقینەوەی مەزن، گشت تەنەکان بە زەوی و ئەستێرەکان سەرەتا لە یەک تاکە خاڵدا کۆ ببوونەوە (تاکایەتی Singularity).
ئێستەش دەبێ بزانین، ئەستێرەیەک خێراییەکەی 73 کیلۆمەترە لە چرکەیەکدا، چەند کاتی ویستووە تا لە سفڕەوە، ملیۆنێک فەرسەخی گەردوونی (Parsec) لێمان دوور بکەوێتەوە؟
نەگۆڕی هابڵ = 73 کلم/چرکە بۆ هەر ملیۆن فەرسەخێک
1 فەرسەخ = 3.26 ساڵی تیشک
1 ساڵی تیشک = 9.4 تريليۆن كيلومەتر
ملیۆنێک فەرسەخ = 3.1 * 10^19 کیلۆمەتر
دووری = لێکدانی خێرایی و کات (D = V*T)
پاش گۆڕینی چرکە بۆ ساڵ
3.1 * 10^19کم/(73 کم/چرکە) = 13.4 ملیار ساڵ.


پێوانەی تیشکە پاشخانی مایکرۆیی:

لەمەدا پشت دەبەسترێت بە تۆژینەوە لە تایبەتمەندییەکانی ئەو تیشکەی پێی دەگوترێت، تیشکە پاشخانی شەپۆلە مایکرۆیی گەردوونی (Cosmic Microwave Background radiation)، بەکورتی بە (CMB) دەناسرێت. ئەمە لە شەپۆلی کارۆموگناتیسی پێک دێت بە پلەی گەرمییەکی یەکجار نزمی 2.7 پلە لە سەرووی سفڕی ڕەها (سفڕی ڕەها دەکاتە -273 پلەی سەدی)، تا ڕادەیەکی زۆریش هەمان چڕی هەیە و بەیەکسانی بە هەموو لایەکانی گەردووندا بڵاو بۆتەوە، بەڵگەیەکی یەکجار بەهێزە بۆ ڕوودانی تەقینەوەی مەزن. ئەو تیشکە بە پێکهاتەکەی کە جێماوە و دەرەنجامی تەقینەوەکەیە، بوونەکەی پێش سەردەمی دروستبوونی ئەستێرە و گەلەستێرەکان دەکەوێ، تەواو بەو شێوەیەیە کە پێشبینی دەکرا. بۆیە لێکۆڵینەوە لە چڕی و پلەی گەرمی و درێژی لەرەکەی، یارمەتیمان دەدات بۆ تێگەیشتن لە سەرەتای گەردوون و خێرایی فرەوانبوونەکەی، پاشان دیارکردنی تەمەن و کاتی سەرهەڵدانی.
لە ساڵی 2002 لە لایەن ئاژانسی ئەمریکایی بۆشایی ئاسمان ناسا (NASA)، مانگی دەسکردی ویڵکنسۆنی شەپۆلە مایکرۆییەکانی خاوەن تایبەتمەندی جۆراوجۆر WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) هەڵدرا، بەهۆی پێوانەکردنی ئەو تیشکەی پاشخانی مایکرۆیی و کۆمەڵێک دۆزەوە و داهێنانی دیکە، تەمەنی 13.772 ملیار ساڵی بۆ گەردوون دیار کرا (بە بوونی 59 ملیۆن ساڵ پتر، یان کەمتر وەک ڕێژەیەک بۆ هەڵە). بەپێی تۆژینەوە و ئەزموونەکانی مانگی دەستکردی پلانکی (Planck satellite) سەربە ئاژانسی ئەوروپایی بۆشایی ئاسمان (European Space Agency)، لەسەر هەمان تیشک، تەمەنی نێزیکەی 13.82 ملیار ساڵی درایە گەردوون. 

بە گەڕان بەدوای کۆنترین ئەستێرە:

دۆزینەوەی دوورترین ئەستێرەکان، شێوازێکی دیکەی پێوانەکردنی تەمەنی گەردوونە. گەرچی گەلەستێرەکان لە شێوە و پێکهاتەیاندا وەک یەک نەبن، بەڵام زۆربەیان تەمەنیان لێک نێزیکە، بە دۆزینەوەی کۆنترین ئەستێرە، دەکارین تەمەنی گەلەستێرەکانیان دیار بکەین. بۆیە ئەو دەمەی دەڕوانینە گەلەستێرە فرە دوورەکان، ئەوا بەچاکی لە لێکچوونی ڕەنگ و شەبەنگیان لەگەڵ گەلەستێرە نێزیکەکان تێدەگەین، ئەمەش دەبێتە بەڵگە بۆ لەخۆگرتنیان لە کۆمەڵێک ئەستێرەی کۆنی هاوشێوە. کۆی ئەم زانیارییانە بەرەو ئەوەمان دەبات بڵێین، دەشێ هەموو گەلەستێرەکان لە یەک کاتدا سەریان هەڵدابێ، لە پێکهێنانی ئەسێرەکانیشیان هاوسەردەم بووبن، واتە ئەو جیاوازییانەی لە نێوانیاندا هەن، بۆ شێوازی پێکەوەنانی ئەستێڕەکانیان دەگەڕێتەوە، نەک بۆ تەمەنیان.
بە تۆژینەوە لە کۆبوونەوەی کۆمەڵێک ئەستێرە کە ژمارەیان خۆی لە ملیۆنێک دەدات و پێیان دەگوترێت، هێشووە گۆییەکان (Globular clusters)، زاناکان دەکارن تەمەنی کۆنترین ئەستێرەی گەردوون دەستنیشان بکەن. ئەم ئەستێرانە تەمەنیان لێک نێزیکە و هەموویان لە سات و سەردەمێکی دیارکراودا هاتوونەتە چێبوون، چڕی و پێکەوەبوونی ئەو ئەستێرانە گەلەک زۆرە لە چەقی هێشووەکانیاندا. 
خوولی ژیانی هەر ئەستێرەیەک دەوەستێتە سەر بارستاییەکەی، ئەو ئەستێرەیەی بارستایی گەورە بێت، ئەوا بریسکە و ڕۆشنایی پترە لەوانەی بارستاییان کەمە، چونکە خێراتر هایدرۆجینەکانیان دەسووتێن. ئەستێرەکانی هێندەی خۆرەکەمانن، بڕی سووتەمەنی چەقەکەیان تا ئەو ڕادەیەیە بەدرێژایی نێزیکەی 10 ملیار ساڵ بەردەوام بن لە بەرهەمهێنانی وزە و درەوشانەوەیان. ئەستێرەیەکیش بارستاییەکەی دوو جاران لە خۆر مەزنتر بێت، سووتەمەنییەکەی تەنیا بەشی 800 ملیۆن ساڵێک دەکات، بەڵام ئەستێرەیەکی 10 هێندە گەورەتر و بە بریسکەیەکی هەزار جاران بەهێزتر لەوەی خۆر، سووتەمەنییەکەی بە ماوەیەکی کەم کە خۆی لە 20 ملیۆن ساڵ دەدات تەواو دەبێ. لە کاتێکدا ئەو ئەستێرەیەی بارستاییەکەی یەکسانە بە نیوەی بارستایی خۆر، گەلەک لەسەرخۆ و بەسستی وزەکەی لەدەست دەدات، بۆیە تەمەنەکەی دەگاتە 20 ملیار ساڵ و پتریش.
پێشتر ئاماژەمان پێی دا هەموو ئەستێرەکانی لە هێشووێکدان هاوتەمەنن و لەیەک کاتدا سەریان هەڵداوە، بەمەش دەتوانین وەک کاتژمێرێکی گەردوونی بەکاریان بهێنین. هێشووە ئەستێرەیەک کە تەمەنەکەی زیاتر بوو لە 10 ملیار ساڵ، واتاکەی ئەوەیە هایدرۆجینەکەی چەندان جار لەوەی خۆر کەمترە، هاوکات پێمان دەڵێت هیچ ئەستێرەیەک لەو هێشووەدا نییە درەوشانەوەکەی هەزار هێندەی خۆر بەتینتر بێت.
تا ئێستە کۆنترین هێشووی گۆیی دۆزرابێتەوە، ئەستێرەی تێدایە بە بارستاییەکی کەمتر لە 0.7ی بارستایی خۆرەکەمان، ئەمانە ڕۆشناییان زۆر کەمترە لە خۆر، ئەمەشە خەمڵاندنی تەمەنێکی نێوان 11 تا 18 ملیار ساڵمان پێ دەدەن، دەرەنجام ئەگەر ناوەڕاستی ئەو دوو ژمارەیە وەربگرین، دیسانەوە خۆی لە نێزیکەی 14 ملیار ساڵێک دەدات. نەبوونی پێوانەیەکی ورد لەڕێی ئەم شێوازە، هۆکارەکەی سەختی دیارکردنی دوورییەکی تەواوی هێشووە ئەستێرەکان و بڕی ناجێگیری بریسکەیان و دەستنیشان کردنی بارستاییانە. سەرەڕای هەموو ئەوانەش سەرچاوەیەکی دیکەی ناوردیی، دەشێ بۆ نەبوونی زانیاری پێوست دەربارەی وردەکاریی دروستبوون و پەرەسەندنی ئەستێرەکان بگەڕێتەوە. 
لەم دواییانەدا دوورترین ئەستێرەی دۆزراوە تەمەنەکەی 13.2 ملیار ساڵ دەبوو.

گشتژمێری پێچەوانە:

گشتژمێری پێچەوانە و گەڕانەوە بۆ تەقینەوەی مەزن، لە بنچینەوە هاوشێوەی یەکەمین شێوازە و دەوەستێتە سەر نەگۆڕی هابڵ (H0)، بەڵام لە ڕوێکی دیکی جیاوازەوە. زاناکان نەگۆڕی هابڵ بۆ فرەوانبوونی گەردوون بەکار دەهێنن، بۆ گەڕانەوە و گەیشتن بە سەردەمی تەقینەوەی مەزن، ئەمیش بە لێکۆڵێنەوە و پێوانەکردنی پێکهاتە و چڕی گەردوون. ئەگەر گەردوون ڕووتەخت و زۆرترین بڕی لە ماددە پێک هاتبێ، ئەوا تەمەنەکەی یەکسان دەبێت بە دوو لەسەر سێی نەگۆڕی هابڵ (2/3 H0)، کاتێکیش چڕی گەردوون زۆر کەم بێت، ئەوا تەمەنە هەڵگەڕاوەکەی دەکاتە یەک لەسەر نەگۆڕی هابڵ (1/H0). ئەوە دەمەشی بیردۆزی ڕێژەیی گشتی ئەینشتاین هەموار دەکرێ بۆ ئەوەی نەگۆڕی گەردوونی بۆ زێدە بکرێت، تەمەنەکەی گەردوون زۆر لەوە درێژتر دەبێتەوە.
پێویستە بزانین، بەها و بڕی نەگۆڕی هابڵ ئاوا بەئاسایی یەکسان نییە بە هەڵگێڕانەوەی تەمەنی گەردوون، گەرچی یەکەی پێوانەکردنەکە ئاماژەش بێت بۆ کات، بەڵکوو دەبێ ڕێژەی فرەوانبوونەکە، گشت شێوەکانی ماددە و وزە لە پێکهاتەی گەردوون لەخۆ بگرێت وەک: ماددەی سروشتی، ماددەی تاریک، وزەی تاریک، نیۆترۆنەکان، تیشکەکان و چەمانەوە شوێنەکییەکان. بەو واتایەی، گریمان دوو گەردوونمان هەبێ بەهەمان ڕێژەی فرەوانبوونی ئێستەیان، بەڵام بە بوونی پێکهاتە و وزەی جیاجیا، ئەوا هەریەکەیان دەبێتە خاوەن مێژووێک لە فرەوانبوونی لەپێشینەی تایبەت بەخۆی، بەمەش تەمەنیان جیاواز دەبێ لەگەڵ یەکدی.
ژمارەیەک لە زانای گەردوونناسی، بە چەندان ڕێباز و کەرستەی بوارە جۆراوجۆرەکان لە هەوڵەکانیان بەردەوامن، بۆ ژمێرەکردنێکی گەلەک وردی نەگۆڕی هابڵ. باشترین خەمڵاندن بۆ ئەم نەگۆڕە لەنێوان 50 تا 100 کیلۆمەتر لە چرکەیەکدا دەبێت بۆ هەر میگافەرسەخێک. بە بەکارهێنانی یەکە پێوانەییە ئاساییەکان، زاناکان پێیان وایە یەک لەسەر نەگۆڕی هابڵ خۆی لە 10 بۆ 20 ملیار ساڵێک دەدات. بە بەراوردکرنی ئەو دوو تەمەنە، کێشەیەکی گەورە دەێتە کایەوە ئەگەر زاناکان بەهای 10 ملیار ساڵی بۆ (1/H0) بەڕاست بزانن، چونکە ئەو کاتە تەمەنی گەردوون کورتتر دەبێ لە تەمەنی کۆنترین ئەستێرەکانی. ئەمەش دژکارییەک دروست دەکات، بەوەی یان دەبێ بیردۆزی تەقینەوەی مەزن هەڵە بێت، یانیش پێویستە لەسەرمان بیردۆزی ڕێژەیی گشتی چاک بکەینەوە، بە زێدەکردنی نەگۆڕی گەردوونی بۆی. زاناکان وای بۆ دەچن، ئەم گرفتە ئەو دەمە چارەسەر دەبێ کە پێوانەکانمان باشتر و وردتر ببن، بەوەی ئەگەر تەمەنە درێژەکەی کە زاناکان دەستنیشانیان کرد ڕاست دەربچێت، هاوکات تەمەنە کورتەکە بۆ هێشووە گۆییەکان لەبار بێت، دواجار دەبێتە هۆی ئەوەی هەموو شتەکان زۆر بەچاکی لەگەڵ بیردۆزی تەقینەوەی مەزن بگونجێن.
بە لێک گرێدانی ئەو پێوانەکردنانە تەمەنی گەردوون بە سەرهەڵدانی کات و شوێنەکەیەوە نێزیکەی 13.7 ملیار ساڵە، ئەمەش ژمارەیەکی لۆژیکییە، لەبەرئەوەی تا ئێستە هیچ تەنێک نەدۆزراوەتەوە بەو تەمەنە لە گەردوونەکەماندا (گەلەستێرە، ئەستێرە، گڕگرتووە مەزنەکان و هی دیکە).
لێرەدا پێویستە ئاماژە بەوە بدەین، لەگەڵ ئەو هەموو تۆژینەوە و پشکنینە بە هەوڵ و ماندووبوونی نەپساوەی زاناکان، هەروەها چاکسازی و پێشکەوتنی کەرستە و ئامرازی پێوانەکردنەکان، لەپێناو بەدەست هێنانی تەمەنێکی ورد بۆ گەردوون، بەڵام دیسانەوە لە زانستدا ڕاستییە ڕاهاکان بوونیان نییە، بگرە هەمیشە زانست بۆ ئەوە کار دەکات، نێزیک ببێتەوە لە باشترین ئەو ڕاڤانەی کە توانراوە پێی بگات بۆ گەردوون و دیاردەکانی، تا پێشکێشی مرۆڤایەتی بکات.