ستارگان و كهكشان ها
زمانيكه توده هاى بزرگى از مواد به صورت گازها و گردوغبارها توسط نيروى گرانش منقبض ميشوند و بر اثر آن واكنش هاى هسته اى در دل اين توده منقبض شونده شروع به فعاليت ميكند ستاره ها متولد ميشوند .ستاره ها انواع مختلفى دارند برخى از آن ها كوچك ، برخى متوسط ، برخى نيز غول پيكرند .ستارگان غول پيكر خيلى سريع سوخت خود را به اتمام مى رسانند. و منفجر مى شوند .اما ستارگانى مانند خورشيد عمر زيادترى دارند. و ميلياردها سال با قدرت زندگى مى كنند.سوخت عمده ستارگان ئيدروژن است.وقتى كه در مركز ستارگان هسته هاى ئيدروژن به هم پيوند مى خورند و هسته هاى هليم را مى سازند ستاره ملتهب شده و مى درخشد . در جهان ميلياردها ، ميليارد ستاره وجود دارد.اما اين ستاره گان مجموعه هاى عظيمى را تشكيل داده اند.ه به آن ها كهكشان مى گويند.كهكشان ها انواع مختلفى دارند ما در كهكشان راه شيرى بسر مى بريم وقتى شب به آسمان نگاه مى كنيم در واقع از پهلو كهكشان راه شيرى را مى بينيم براى همين بصورت راه روشن بنظر مى رسد. كهكشان راه شيرى از نوع كهكشان هاى مار پيچى است. چون بصورت قرص تخت مى باشد كه بازوهاى به صورت مارپيچ از آن خارج شده است.
منظومه شمسى ما در يكى از بازوهاى آن قرار دارد. طول كهكشان راه شيرى صد هزار سال نورى و ضخامت آن بيست هزار سال نورى است.و بيش از صدو بيست ميليارد ستاره به گرد مركز آن در حال چرخش هستند .
كهكشان راه شيرى در آسمان تنها نيست بلكه ميلياردها كهكشان در مجموعه هايى به گرد هم مى گردند. كهكشان ما هم در مجموعه ى 24 تايى به نام كهكشان هاى گروه محلى به گرد يكديگر مى گردند اما اين خوشه هاى كهكشانى يك اجتماع بزرگ كهكشانى را بوجود آوردند كه به آن ابر خوشه ى كهكشانى ميگويند.اين ابر كهكشانى در حال انبساط است.

سياهچاله چيست؟
ستارگانى كه از خورشيد ما بزرگتر هستند مثلاً 5 / 2 برابر خورشيد جرم دارند خيلى زود عمر خود را سپرى مى كنند و بر اثر گرانش به سختى فشرده ميشوند.
و سپس با يك انفجار شديد مقدارى از ماده ى خارجى خود را به بيرون پرتاب مى كنند. اما نيروى گرانش باقى مانده ى ستاره را همچنان فشرده تر مى كند، بحدى كه نه تنها اتم ها درهم فرو مى ريزند.بلكه هسته ى اتم ها نيزدرهم مى شكنند وآن وقت چيزى نمى تواند از در هم پيچيدن اين ستاره توسط گرانش جلوگيرى كند. در نتيجه ، اين ستاره به يك نقطه ى فوق چگال فرو مى رود. و هر چيز يكه حتى نور به دام آن بيافتد ديگر قادر نيست از آن بگريزد . چنين خصوصيتى باعث ميشودكه سياهچاله ها در آسمان ديده نشوند.
نظريه ى انفجار بزرگ
اين نظريه در جواب اين سئوال كه جهان چگونه بوجود آمده است و بعد از آن چگونه تاكنون تداوم پيدا كرده است? ميگويد:
جهان از يك نقطه ى كه حجمى برابر صفر داشت, و بى نهايت داغ و بى نهايت چگال بود شكل كرفته است . بدين صورت كه اين نقطه با يك انفجار بزرگ شروع به ا نبساط نموده فضا ، زمان وماده را بوجود آورد .
با آغاز انفجار انبوهى از ذرات وضد ذرات از فوتون هاى پر انرژى بوجود آمدند وقتى دما به قدر كافى سقوط كرد برخى ازذرات مثل كوارك ها والكترون ها توانستند موجوديت حفظ كنند سپس پروتون هاونوترون ها از كوارك ها شكل گرفتند چون دما به هزار ميليون درجه كلوين نزول كرد بسيارى از پروتون ها ونوترون ها باهم گداختند و هسته هاى هليوم را بوجود آوردندوقتى بيشتر نوترون ها مصرف شدند پروتون هاى باقى مانده هسته هاى ئيدروژن را بوجود آوردند پس از گذشت 700هزار از آغاز انفجار دما به 50هزار درجه كلوين رسيد اين فرصتى بود كه الكترون ها بتوانند دور هسته هاى هليوم و ئيدروژن به پرواز در بيايند تا اتم هاى هليوم و ئيدروژن را بوجود بياورند .اما بنا بر دلايلى در شرايط اوليه جهان بجز اتم هاى هليم و ئيدروژن اتم هاى ديگر نمى توانستند بوجود بيايند فقط مقدار نا چيزى از اتم هاى ليتيم ،برليم و بور بوجود آمدند عناصر سنگين تر به مرور زمان در دل ستارگان غول پيكر شكل گرفتند و بعد از انفجار اين ستارگان عناصر سنگين تر در فضا پراكنده شدند تا مقدمه تشكيل ستارگان و سيارات ديگر را فراهم آورند. بدين صورت حياتى مثل حيات كره زمين شكل بگيرد.
جهان اوليه توانست 75 درصد ئيدروژن و 25 درصد هليم را بصورت ابرهاى از گاز بوجود آورد كه اين ابر ها در گستره فضا انبساط پيدا كرده و جهان را پر كرده بودند اما پس از گذشت هزار ميليون سال از آغاز انفجار نيروى گرانش اين ابرها را در انبوهه هايى گرد هم ميآورده تا باعث شكل گيرى ستارگان و كهكشان ها شود اين نظريه گرچه مى تواند بسيارى از مسائل مربوط به كيهان را بخوبى توضيح دهد، اما خود با مشكلات عديده اى روبرو شده است كه برخى از آن ها عبارتند از :
1ـ تئورى انفجار بزرگ نمى تواند توضيح منطقى در باره چگونگى بوجود آمدن كهكشان ها و ستارگان ارائه دهد زيرا انفجار اوليه بايد با چنان سرعتى ماده را بخارج پرتاب كرده باشد كه كهكشان ها و ستارگان فرصت تشكيل نداشته باشند، بلكه منشاْ كهكشان ها مى تواند انبوهه هائى از يك سوپ داغ اوليه برگردد كه اجزاى آن از ذرات زير اتمى مانند كوارك ها تشكيل يافته باشد.
2ـ چرا جهان با اين وسعت و فراخى جلوه يكسان دارد و از همه جهات و از تمام نقاط فضا يكجور ديده ميشود اين در حالى است كه گفته ميشود عمر جهان 15 تا 18 ميليارد سال است پس در اين مدت طبق نظريه انفجار بزرگ كهكشان ها چگونه توانستند با هم تبادل گرمايى ايجاد كنند .
نظريه جهان متورّم
اين نظريه را دانشمندى بنام آلن گوث فيزيكدان نظرى از امريكا در پاسخ به مشكلات نظريه انفجار بزرگ در سال 1981 ارائه كرد.
طبق اين نظريه در ابتداى جهان نقاط پر انرژى با گرماى بسيار شديد وجود داشته است كه در كسرى از ثانيه دچار انبساط عظيمى شدند كه اندازه جهان در اين مدت ناچيز 1030 برابر شد .و سپس به سرعت دماى آن افت كرد و در آن تغيير حالت رخ داد اين تغيير حالت با بر خاستن حباب ها همراه بوده است كه هر كدام از اين حباب ها مثل بادكنك رشد كردند و به انبساط خود ادامه دادند و حباب هاى متعددى را بوجود آوردند. مانند ، كترى پر از آب كه مى جوشد و در روى آن حباب تشكيل مى شود اين تشكيل حباب ها (گذر از مايه به گاز ) تغيير حالتى نظير حالت گوث است . زمانيكه اين تغيير حالت در جهان اوليه با بر خاستن حباب ها رخ داد جهان در حالت انفجار بزرگ با انبساطى نسبتاً يكنواخت قرار گرفت .
اين نظريه اولين انديشه نو در كيهان شناسى در چند دهه اخير است. ظهور اين نظريه مسائلى را به ميان كشيد كه برخى از آن ها هنوز بدرستى حل نشده است.
نظريه ى حالت پايدار
طرفداران اين نظريه عقيده دارند كه جهان هم در زمان بى تغيير است وهم در فضا يكنواخت و نوعى حالت پايدار بر جهان حكمفرماست.در عين حال جهان در حال انبساط است ،وماده هرلحظه خلق ميشود وجاى خالى كهكشان هاى درحال انبساط را اشغال مى كند.در واقع كهكشان ها شكل ميگيرند،دور ميشوند و مى ميرند وجاى خالى آن ها دوباره توسط كهكشان هاى ديگر اشغال مى شود و اين روند هميشه برقرار است .چنين جهانى تا ابد ادامه دارد.
اما اين نظريه ى امروز توجه كمتر كسى را به خود جلب مى كند چون شواهد و مدارك موجود چنين جهانى را رد مى كند.و ما در جهان در حال توسعه بسر مى بريم.
جهان باز يا بسته
همه دلايل و شواهد نشان مى دهد كه جهان بسرعت در حال انبساط است در اين زمينه فرقى نمى كند كه ما نظريه متعارف انفجار بزرگ را بپذيريم ويا نظريه جهان تورمى را اما اين انبساط تا كى ادامه خواهد يافت؟ آيا روزى متوقف خواهد شد؟ يا تا ابد ادامه خواهد يافت؟ اينها سئوالاتى هستند كه در صورتى ما قادر به جواب دادن آن هستيم كه اولاً ميزان ماده را در جهان هستى بدانيم ثانياً سرعت گريز يا سرعت دور شدن كهكشان ها را بتوانيم محاسبه كنيم. چنين حالتى شبيه موشكى است كه از زمين پرتاب مى شود اگر سرعت موشك پائين تر از سرعت بحرانى باشد بالاخره با كَنده شدن سرعت به طرف زمين برمى گردد و اگر سرعت موشك بيشتر ازسرعت بحرانى باشد از قيد جاذبه ى زمين خارج مى شود و ديگر به زمين بر نمى گردد سرعت گريز نيز به اندازه جرم سياره بستگى دارد هر جرم سياره بيشتر باشد بايد سرعت گريز يا دور شدن نيز بيشتر شود تا بتواند از گرانش سياره فرار كند.
اگر جرم جهان به اندازه اى باشد كه بتواند نيروى گرانشى توليد كند كه سرعت فرار كهكشان ها را متوقف سازد جهان ما بسته است. در اين صورت تمام جهان هستى بعد از توقفى كوتاه حركت به سوى هم را آغاز مى كنند. بالاخره با گذشت زمان، اجرام هستى لحظه به لحظه به هم نزديكتر شده و روى هم انباشته مى شود وبر اثر گرانش در يك نقطه ى بسيارفشرده، در هم مى پيچند.
بدين صورت جهان هستى در يك آوار بزرگ خاموش مى شود اما آيا اين نقطه ى بسيار چگال دوباره منفجر مى شود تا جهان ديگر شكل بگيرد يا خير؟ برخى از دانشمندان مثل فريدمن ( 1922 ) معتقد هستند كه جهان سيكل انبساط و انقباض را به طور مداوم طى مى كند اما چنين نظرى حرف وحديث هاى زيادى را در پى داشته است. اما اگر جرم (ماده) جهان پائين تر از چگالى بحرانى باشد در اين صورت جهان الى ا لابد منبسط خواهد شد كهكشان ها آنقدر از هم دور مى شوند كه مشاهده ى آن ها ازهمديگر غير ممكن است .همانطور كه كهكشان ها از هم دور مى شوند ستارگان يكى پس از ديگرى عمر خود را سپرى كرده وخاموش مى شود و در مركزكهكشان ها روى هم انباشته شده و بصورت سياهچاله هاى پرجرم در مى آيند و با گذشت زمان بسيار طولانى ( 29 10) ما ديگر در فضاى بسيارگسترده بجز سياهچاله هاى پر جرم چيزى نخواهيم داشت كه آن ها هم پس از حدود ( 10100 ) سال با تشعشع انرژى بصورت امواج كم كم كوچكتر شده و محو مى شوند ودر نهايت چيزى جز فضاى پر از امواج بى نهايت منبسط و سرد نخواهيم داشت .به چنين جهاني، جهان باز مى گويند. در اين كه آيا جهان بسته است يا باز، دانشمندان دچار مشكلات و مسائل زيادى هستند كه تاكنون بدون جواب مانده است. گرچه زمانى تصور مى شد كه جهان ممكن است بسته باشد. اما امروز مدارك و شواهد براى يك جهان باز بيشتر است و در آينده اين وضعيت ممكن است تغيير كند.