افزايش سرعت و محاسبه انرژي پتانسيل گرانشي - برسي عمق ديد ما در كيهان

[MRT]

منحني قرمز مربوط به انرژي پتانسيل گرانشي كلاسيك پرتابه ولي منحني آبي مربوط به انرژي پتانسيل گرانشي نسبيتي پرتابه است ، چنين بر مي‌آيد كه روند انرژي پتانسيل گرانشي نسبيتي پرتابه تا سرعت 250.000 كيلومتر در ثانيه كاهشي بوده ولي بعد از آن ، روند انرژي افزايشي است . اين بار نمودارها را بر حسب زمان و مسافت رسم مي‌كنيم :

همانطور كه از نمودارهاي فوق مشخص است ، نمودارهاي انرژي پتانسيل گرانشي نسبيتي نسبت به سرعت ، زمان و مسافت يك مقدار كمينه ( مينيمم ) دارند . براي پيدا كردن اين مقدار ، لازم است مشتق معادله يا تابع بدست آمده براي انرژي پتانسيل گرانشي نسبيتي را بر حسب t بدست آوريم و آن را معادل صفر قرار داده و مقدار t را حساب كنيم :

اين مقدار براي t به صورت تقريبي و با رسم نمودار مشتق ( منحني قرمز رنگ زير ) بدست آمده است :

و مسلما براي مقدار سرعت خواهيم داشت :

كه تقريبا مقدار 245.000 كيلومتر در ثانيه بدست مي‌آيد . با اين تواصيف اينك ميتوانيم عمق ديد خود در كيهان را محاسبه كنيم .









عمق ديد ما در كيهان :


همانطور كه قبلا گفته شد نظريه انفجار بزرگ غير ممكن است ( مبحث : نظريه انفجار بزرگ محال است ) . حال اگر فرض كنيم انرژي و ذرات انفجار توان خروج و فرار از گويچه داغ ابتدايي را داشته‌اند ، مسلما شتاب تورم كيهان نمي‌توانسته بيشتر از c/s^2 بوده باشد و رابطه بدست آمده در مورد انرژي پتانسيل گرانشي نسبيتي در اين مبحث ، حاكم خواهد بود . همانطور كه از نمودار فوق بر مي‌آيد ، انرژي پتانسيل گرانشي نسبيتي اجرام در حال فرار با شتاب c/s^2 از يكديگر در سرعت 245.000 كيلومتر در ثانيه ، كمينه است ولي بعد از آن رو به افزايش مي‌گذارد كه در ابتدا چنين به نظر مي‌رسد كه افزايش سرعت در اين حد متوقف شده و سرعت ثابت شود و همچنين شتاب صفر شود . چون جهت افزايش سرعت نياز به انرژي جنبشي بسيار زيادي معادل انرژي پتانسيل گرانشي نسبيتي افزون شده داريم كه منبع تامين آن فعلا مجهول و نامعلوم است . همانطور كه مي‌دانيم مشاهدات فيزيكداني به نام هابل نشان داد كه كهكشانها با سرعت V در حال دور شدن از ما هستند كه از رابطه :

V=HX

به دست مي‌آيد كه در آن H ثابت هابل و X فاصله از زمين است . در واقع اين رابطه را براي هر نقطه از جهان مي‌توان بكار برد . به طور خلاصه به ازاي هر يك ميليون سال نوري فاصله از ما ، سرعت تقريبا 20 كيلومتر در ثانيه افزايش پيدا مي‌كند . دورترين فاصله اجرام سماوي از ما 12 ميليارد سال نوري تخمين زده ميشود يعني همان تصاوير فرا ژرف ارسالي توسط دوربين نقشه برداري هابل متعلق به ناسا . اينك با توجه به توضيحات ارايه شده عمق ديد در كيهان را محاسبه مي‌كنيم ، براي اينكار سرعت فرار 245.000 كيلومتر ( ماكزيمم سرعت فرار مجاز فعلي در كيهان ناشي از نظريه انفجار بزرگ و تئوري نسبيت ) را در 20 كيلومتر در ثانيه تقسيم مي‌كنيم و به عدد 12.25 ميليارد سال نوري فاصله مي‌رسيم و چنين تصور ميشود كه فراتر از اين حد يا مرز سرعت مجاز ، چيزي وجود نخواهد داشت ! ولي اگر در آينده اجرام سماوي فراتر از اين عمق ديد فعلي ما رويت شوند كه مسلما فاصله و سرعت بيشتري خواهند داشت ، نظريه انفجار بزرگ جهت توجيه تورم و انبساط كيهان خود به خود منتفي و مردود خواهد شد .

محمدرضا طباطبايي 19/3/88

http://www.ki2100.com/physics/E_U_r.htm