درحال بارگذاری...

چه تعداد فوتون در جهان وجود دارد؟

0 790
پنجشنبه، ۲۹ آذر ۱۳۹۷، ۲۲:۰۹

با توجه به اینکه همه چیز از یک تکینگی شروع شده است، نباید جای تعجب باشد که تعداد فوتون‌های (photon) تولید شده توسط جهان محدود است.

جالب تر اینکه گروهی از دانشمندان کالج علوم Clemson در کارولینای جنوبی آمریکا به رهبری Marco Ajello موفق به شمارش آن‌ها شده اند. این گروه با مقاله‌ی چاپ شده در مجله معتبر Science گزارش می‌دهند که تعداد کل فوتون‌های تولید شده از بیگ بنگ (13/7 میلیارد سال پیش) برابر 4x1084 است.

Ajello و همکارانش با استفاده از داده‌های تلسکوپ فضایی پرتوی گامای فرمی NASA به این عدد رسیده اند. این تلسکوپ پرتوهای گاما و برهمکنش آن‌ها با غبارهای بین ستاره‌ای و تمام پرتوهای UV، مرئی و مادون قرمز منتشر شده از ستارگان را اندازه‌گیری می‌کند. محققان به سیگنال‌های پرتوی گاما 739 کهکشان حاوی سیاه‎چاله‌های غول‌پیکر معرف به بلیزر (blazar) علاقه خاصی داشتند.

با اندازه‌گیری سطح فوتون‌های پرتوی گاما موجود در جت‌های فوق سریع تولید شده توسط بلیزرها می‌توان چگالی غبار کیهانی اطراف در مکان خاص و در هر زمان خاص تاریخ را تخمین زد.

Ajello توضیح می‌دهد: «فوتون‌های اشعه گاما ممکن است در حال عبور از غبار بین ستاره‌ای جذب شوند. ما می‌توانیم با اندازه‌گیری تعداد فوتون‌های جذب شده ضخامت غبار و همچنین تابع زمانی بازه گسترده‌ای از طول موج‌های موجود را تعیین کنیم.»

بجز پرتوهای گاما این بازه با نام نور پس زمینه فرا کهکشانی (EBL) شناخته می‌شود و تاکنون تراکم آن به سختی تخمین زده می‌شد. در حال حاظر به کمک تلسکوپ Large Area فرمی محاسبات بسیار دقیق شده اند.

Vaidehi Paliya همکار Ajello می‌گوید: «ما با استفاده از بلیزرها در فاصله‌های مختلف از ما، اخترتاب کل در بازه زمانی مختلف را اندازه‌‌گیری کردیم. این اندازه‌گیری برای یک میلیارد سال پیش، دو میلیارد سال پیش و 6 میلیارد سال پیش تا لحظه شکل‌گیری ستاره‌ها انجام شد. با این کار EBL را بازسازی و تاریخچه‌ی دقیق‌تری از شکل‌گیری ستاره‌ها ارائه کردیم.»

این نتایج نه تنها ارزیابی دقیق‌تری از EBL ارائه داد، بلکه و تاریخچه‌ی کیهانی دقیقتری ارائه داد. Dieter Hartmann همکار دیگر این پروژه این کار را موفقیت بزرگی در این زمینه نامید و گفت: «شکل‌گیری ستاره یک چرخه کیهانی بزرگ و بازیافت انرژی، ماده و فلزات است. این موتور جهان است و بدون تکامل ستارگان، عناصر اساسی لازم برای حیات وجود نخواهد داشت.»

مورد دیگری که در این مطالعه مشخص شد این است که علیرغم تعداد زیاد فوتون‌های تولید شده از زمان شروع این جهان نقطه نسبتاً کم نوری بیش نیست.

Ajello و همکارانش محاسبه کردند که اگر نور خورشید و کهکشان راه شیری در نظر گرفته نشود، نوری که از سراسر کیهان به زمین می‌رسد برابر نور یک لامپ 60 واتی از فاصله 4 کیلومتری است.

مطالب مشابه:

دمای صفر مطلق چیست؟

نظرات

نظری داده نشده است.

نظر شما ارسال شد.