1. جمهوری اسلامی افغانستان وزارت تحصیلات عالی ریاست پوهنتون هرات پوهنحی ساینس دیپارتمنت فیزیک سمینار پایان تحصیلی دوره لیسانس کیهان شناسی(کهکشانها، کهکشانهای مارپیچی) Cosmology (Galaxies, Spiral Galaxies) تهیه کننده: محمد آصف برخیا استاد رهنما: پوهیالی مینا احمدی سال تحصیلی1394 خورشیدی 4/23/2018 1

2. مقدمه کیهان شناسی چیست؟ اصول کیهان شناسی نظریه انفجار بزرگ انبساط کیهان میکروموج زمینه کیهان مراحل تکامل کیهان کهکشانها تشکیل کهکشانها تعیین فاصله بین کهکشانها فهرست تصادم کهکشانها طول عمر کهکشانها مجموعه های کیهانی طبقه بندی کهکشانها کهکشانهای مارپیچی بخش های عمومی کهکشانهای مارپیچی مسئله پیچیش منحنی چرخش کهکشانها نتیجه گیری 4/23/2018 2

3.  مقدمات کیهان شناسی تعریف کیهان شناسی و اصول کیهان شناسی، با تیوری انفجار بزرگ مورد بررسی گرفته شده است.  کهکشانها انواع، گروه ها و مجموعه ها، فواصل، چگونگی تشکیل، تصادم کهکشانها و... بصورت عمومی مورد مطالعه قرار داده شده است.  کهکشانهای مارپیچی این بخش سمینارمطالب مربوطه به کهکشانهای مارپیچی را به صورت کلی در بر دارد. مقدمه 4/23/2018 3

4. o کیهان شناسی یا cosmology از دو کلمه یونانی cosmos (کیهان یا نظام عالم) و logy (علم) گرفته شده است. پس کیهان شناسی عبارت از علمیست که به مطالعه ای عالم می پردازد. موضوعاتی مربوط به مبدا آفرینش، سیرتکاملی جهان را به وسیله ای ستاره شناسی، فلسفه و دین بررسی میکند. o کیهان شناسی به گذشته، حال و آینده عالم می پردازد. o کیهان شناسی تمام چیزهای موجود در عالم را شامل می شود. چه مرئی باشد چه نباشد؛ چه کشف شده باشد یا نشده باشد. کیهان شناسی چیست؟ 4/23/2018 4

5. جهان همسانگرد( Isotrope ) است. یعنی مشاهدات در هر جهت به یک نتیجه میرسند. هیچ نقطه ای در جهان ارجح نیست. جهان متجانس( Homogen ) است. درابعاد بزرگتراز 100 میگا پارسک می توانیم جهان را متجانس در نظر بگیریم. اصول کیهان شناسی 4/23/2018 5

6. آنچه که ادوین هابل مشاهده نموده بود نشان میداد که جهان در حال انبساط است. اگر این انبساط جهان بر عکس شود به یک نقطه ای برخواهد گشت که نقطه آغازی کیهان نامیده میشود. کیهان به اندازه حبابی حتی کوچکتر از کوچکترین قسمت اتم بود. در این زمان چهار قوه ای بنیادی طبیعت برکیهان حاکم بود. در اثر جدا شدن قوه جاذبه از سه قوه دیگر کیهان به یکبارگی در اثر یک تورم عظیم تجزیه گردید به پلازما و تشعشعات. نظریه انفجار بزرگ 4/23/2018 6

7. انبساط کیهان 4/23/2018 7

8. 8 انبساط کیهان

9. 4/23/2018 9 میکرو موج زمینه کیهانی

10. 4/23/2018 10 میکرو موج زمینه کیهانی

11. مراحل تکامل کیهان 4/23/2018 11 تکامل کیهان طی هشت دوره ای متفاوت اتفاق افتاده است. جزئیات تکامل کیهان توسط انتقال به سرخ میکرو موج کیهانی تا 300000 سال عمر کیهان قابل تشخیص است اما قبل تر از آنرا نمیتواند اشکار سازی نماید. اگر آشکارسازهای نوترونویی ساخته شود قادر خواهد بود وضعیت کیهان را در زمانهای خیلی نزدیک به انفجار بزرگ رد یابی نماید.

12. نام کهکشان به انگلیسی( Galaxy ) برگرفته شده از ریشه ای یونانی آن Galaxias به معنی شیری است و کهکشان راه شیری ( Milk Way Galaxy ) ریشه ی این نام میباشد. کهکشانها ساختار های بزرگ و با اندازه های مرزی و مشخص هستند که از ستاره ها، بقایای ستاره نماها ( شبه ستاره ها )، ماده ای تاریک، گاز و گرد و غبارهای میان ستاره ای که با قوه های جاذبه به گرد هم آمده اند، تشکیل یافته اند. کهکشانها 4/23/2018 12

13. امکان شکل گیری کهکشانها بخاطر انفجار آمبارات سومیان در اتحاد جماهیر شوروی سابق، درحدود سالهای دهه ای 1950 بیان نموده بود. کهکشانها برعلاوه تراکم مواد بیرون کهکشان، ممکن است بیشتر بخاطر خروج مواد از نواحی متراکم تشکیل شده باشند. شکل گیری کهکشانها در یک جهان با حالت بایدار برای اینکه مقدار زیاد مواد تجمع نماید و باعث تراکم هسته ای شود، در اطرف این هسته ها میتواند کهکشانها تشکیل شوند در صورتیکه جهان پایدار باشد. تشکیل کهکشانها در یک جهان رو به تکامل تشکیل کهکشانها در جهان رو به تکامل درگذشته ی دور ممکن است و احتمالا تشکیل آنها بر این اساس در زمان حاضر قابل توضیح نیست. 4/23/2018 13 تشکیل کهکشانها

14. برخی از کهکشانها تا اندازه ای به یکدیگر نزدیک میشوند که قوه ی جاذبه دو سویه آنها اشیا موجود در کهکشانها دیگر را به پیرامون خود میکشد و این ماجرا باعث بوجود آمدن مجموعه های بنام دنباله های کششی میگردد. نزدیکی بیش از اندازه کهکشانها ممکن است، باعث تصادم آنهاگردیده و به دنبال این رخداد یک دگرگونی بنیادی در شکل ظاهری آنها رخ دهد. تصادم کهکشانها 4/23/2018 14 طبق یک پیش بینی ممکن است کهکشان ما ( راه شیری ) وکهکشان اندرومدا ( Andromeda ) یا M31 بعد از 4 میلیارد سال دیگر باهم تصادم نمایند و تشکیل یک کهکشان بیضوی غول پیکر را دهند.

15. تعیین فاصله بین کهکشانها 4/23/2018 15

16. تعیین طول عمر کهکشانها مبتنی بر تعیین عمر ستاره ها، سیارات، عناصر تشکیل دهنده ای سیارات و ستارگان می باشد. ارقام جدول زیر به هیچ وجه تعیین کننده تاریخ خلقت نیست، اما دید ما نسبت به تحولات عالم را تعیین می نمایند. انتقال به سرخ نور کهکشانها نیز راه محاسبه است. طول عمر کهکشانها 4/23/2018 16 اتمهای رادیو اکتیو زمین سیارات خورشید ستارگان یا کواکب ستارگان دوگانه گروه ستارگان کهکشانی بازو های کهکشانی گروه های کهکشانی تفاوت میان کهکشانهای دور و نزدیک تمایل بسوی سرخ

17. درکیهان مجموعه های بسیار بزرگی از کهکشانهای که نسبتا به هم نزدیکتر اند، وجود دارند که بنام مجموعه های کیهانی گفته میشوند.  گروه ه ها: مجموعه کیهانی که حدودا 30 کهکشان را شامل میشوند.  خوشه های کهکشانی: مجموعه های بزرگی که حدود 1000 کهکشان (چندین گروه) را شامل میشوند.  ابر خوشه ها: این مجموعه های کیهانی چندین برابر خوشه های کهکشانی می باشند. مجموعه های کیهانی 4/23/2018 17

18. ادوین هابل با توجه به شکل ظاهری نبولوز های بیرون از کهکشان ما، آنهارا به شرح زیر طبقه بندی نموده است. طبقه بندی کهکشانها 4/23/2018 18  طبقات E0 تا E7 کهکشانها بیضوی شکل  طبقه SO کهکشانهای خیلی هامن شده  طبقه S کهکشانهای مارپیچی عادی  طبقه SB کهکشانهای مارپیچی میله یی  طبقه ای IR نبولوز های نا منظم

19. نام کهکشانهای مارپیچی به انگلیسی ( Spiral Galaxies ) از شکل مارپیچ آنها گرفته شده است. بسیاری از کهشانهای که توسط دانشمندان مشاهده شده اند، کهشکانهای مارپیچی هستند. این مجموعه ای پیچیده از ستاره ها، گازها و اغلب از ستارگان و اشکال زیبا تشکیل شده است. کهکشانهای مارپیچی معمولی به چهار نوع So, Sa, Sb, Sc دسته بندی شده است. کهکشانهای مارپیچی میله ای نیز به صورت SBa, SBb, SBc طبقه شده است. کهکشانهای مارپیچی 4/23/2018 19

20. 4/23/2018 20 طبقه بندی کهکشانهای مارپیچی

21. کهکشانهای مارپیچی بصورت عموم شامل قسمت های ذیل اند. دیسکها: بطورکلی شامل ستاره های غنی از فلزات و فضای میان ستاره ای سرد است.  دیسک نازک  دیسک ضخیم برآمدگی‌ها ( Bulge ): گروه عظیم‌الجثه و بسیار فشرده ای ستارگان هستند. نوارها: حدود 50 در صد کل کهکشان است. هسته: قسمت های مرکزی با کثافت بالا. هاله: کثافت کمی از ستارگان را در بر دارد بخشهای عمومی کهکشانهای مارپیچی 4/23/2018 21

22. از آنجا که کهکشانهای مارپیچی مکان های متداولی در عالم هستند، طبیعی است که بپرسیم چه چیزی این ساختارهای مارپیچی را ایجاد کرده است و این که آیا بازو های مارپیچی نسبت به عمر کهکشان عمر طولانی دارند یا اینکه موقتی و زود گذر هستند. بازو های ماده که از یک مجموعه مشخص از ستاره ها و ابر ها گازی شکل قابل تشخیص یافته اند، الزاما در یک مقیاس زمانی که در مقایسه با عمر کهکشان کوتاه است، پیچیده خواهندشد. این پدیده مساله ی پیچیش نام دارد. 4/23/2018 22 مسئله پیچیش دیسک کهکشان مارپیچی در نقاط مختلف با سرعت های متفاوت می چرخند ( به استثنای مناطق نزدیک به مرکز )

23. یک ابزار مستقیم برای تعیین توزیع تمامی مواد، هم درخشان و هم تاریک، منحنی چرخش ( Rotation Curve ) کهکشان است. قله دوتایی به دلیل این که یک بخش از دیسک به سمت ناظر می چرخد، سبب انتقال به آبی می شود و بخش دیگر دیسک که از ناظر دور می شود انتقال به سرخ را نشان می دهد. منحنی چرخش کهکشانها 4/23/2018 23

24. کهشان شناسی به معنی بیرون کردن نظم و زیبایی از درون بی نظمیست. زیبایی کیهان شناسی در این است که انسانها با علاقه ای زیاد به آن میپر دازند. زیرا تمام تحقیقات کیهانی بر اساس سوالات بزرگ چون آیا این هستی خالق نیز دار؟ مسئولیت ما در این جهان پهناور چیست؟ آیا ما تنها موجودات هوشمندی این عالم هستیم یانه؟ و...صورت میگیرند. گرچه مطالعات در کیهان زمانگیر و پرهزینه خواهد بود اما بسیار ارزشمند است. چون نگاه عمیق و دقیق به خلقت، پله بزرگیست برای شناختن خالق این هستی. کیهان شناسی فیزیکی، جز بسیاربزرگی از علم فیزیک است که تقریبا تمام شاخه های فیزیک در آن بکار گرفته میشود. بنا براین تدریس این بخش از فیزیک در پوهنتونهای ما راه موفقی خواهد بود برای جذب ذهن های برتر در رشته فیزیک. نتیجه گیری 4/23/2018 24

25. i.روشن امانت الله، فزیک نجومی اصول نظری مطالعه ستارگان خصایص فزیکی، انواع، شمارش، فواصل، گروه ها، کهکشانها، سال چاپ 1348 ، انتشارات دانشگاه تهران. صص 121-125، 127-144، 145-159، 184-198. ii.کنت اس. کرین، فیزیک جدید، رهبر منیژه، معلمی بهرام، چاپ هفتم 1392 وزارت علوم و تحقیقات فناوری، مرکز نشر دانشگاهی، صص 698-684 ، 717-721 iii.هاروت مارتین، مفاهیم اختر فیزیک، عطارد سعید، خالصه دکتر بهرام، چاپ دوم، 1386 انتشارات فردوسی دانشگاه مشهد، صص 63 -71، 476 - 472 ، 499 - 496 ، 516 - 510 ، 617 - 614 iv. http://www.ned.ipac.Caltech.eduhttp://www.ned.ipac.Caltech.edu v.http://www.space.comhttp://www.space.com vi.http://www.nasa.govhttp://www.nasa.gov vii.http://www.Bigbangpage.comhttp://www.Bigbangpage.com منابع 4/23/201825

26. 4/23/201826