رمزگشایی از عجیب‌ترین و پیچیده‌ترین معما‌های علم نجوم
جهان چطور به وجود آمده است؟
درباره شکل‌گیری عالم نظریات متفاوتی وجود دارد، اما قوی‌ترین نظریه که شواهد رصدی هم برای آن پیدا شده نظریه انفجار بزرگ یا همان بیگ بنگ است. طبق این نظریه، جهان فعلی ما از انفجار ذره بسیار کوچک‌تر از کوچک‌ترین ذرات بنیادی به‌وجود آمد. منظور از انفجار در این‌جا یک انبساط بسیار سریع و عظیم است. از این ذره همه ذرات بنیادی به وجود آمدند و به تدریج از مرکز آن دور شدند و با انبساط زیاد گاز‌های داغ موجود کهکشان‌ها و ستاره‌های درون‌شان شکل گرفتند. با سردتر شدن مواد اطراف ستاره‌ها، سیارات شکل گرفتند و به دام گرانش ستاره‌ها افتادند و شروع به چرخش دور آن‌ها کردند. البته همه این موارد میلیون‌ها سال طول کشید و هر مرحله توضیحات مفصلی دارد، اما این جا به اختصار به آن اشاره کردیم. این انفجار باعث انبساط جهان به صورت بادکنکی می‌شود البته نیروی دیگری که در این انبساط و کند شدن سرعت انبساط آن تاثیر دارد، نیروی جاذبه است. تشعشعات باقی مانده از این انفجار هنوز به صورت امواج ضعیف مایکروویو در آسمان وجود دارد و از زمین قابل ردیابی هستند. به این امواج مایکروویو پس زمینه کیهان گفته می‌شود. در اواخر دهه ۱۹۲۰، ادوین هابل ستاره‌شناس آمریکایی به بررسی نور دریافتی از ستارگان کهکشان‌های دور دست پرداخت. او متوجه شد که کهکشان‌ها با سرعت زیادی در حال دور شدن از زمین هستند. امروز می‌دانیم علاوه بر این که انبساط عالم خیلی سریع است شتاب هم دارد یعنی سرعت گسترش مدام در حال افزایش است یعنی هرچه ما بیشتر به عمق کیهان نظاره می‌کنیم در واقع بیشتر به عمق زمان گذشته می‌نگریم. این نظریه می‌تواند به طور دقیق توضیح دهد که در کسری از ثانیه بعد از انفجار بزرگ چطور نخستین ذرات بنیادی شکل گرفتند و چطور اتم‌ها و عناصر مختلف پیدا شدند. این نظریه دمای کیهان در مراحل مختلف عمرش را شرح می‌دهد و می‌گوید اولین ستاره‌ها چطور تشکیل شدند و برای پیدایش و حضور چهار نیروی اصلی شامل گرانش، الکترومغناطیسی، هسته ضعیف و هسته‌ای قوی استدلال دارد و هم اکنون معتبرترین چیزی است که درباره عالم و تحولش می‌دانیم.
آیا در کیهان موجود هوشمند دیگری وجود دارد؟
«سنگواره‌های روی زمین نشان می‌دهند که حدود سه و نیم میلیارد سال پیش شکلی از حیات روی زمین وجود داشته است. این شاید فقط پانصد میلیون سال بعد از زمانی است که زمین آن قدر پایدار و خنک شد که بتواند پذیرای حیات باشد، اما تکامل حیات در عالم می‌توانست در شرایط عادی هفت میلیارد سال طول بکشد. اگر احتمال ظهور حیات در سیاره‌ای فرضی این قدر کم است چرا در زمین در مدتی در حدود یک چهاردهم فرصتی که داشت، رخ داد؟ ظهور سریع حیات در زمین نشان می‌دهد که احتمال ظهور خلق الساعه حیات در شرایط مناسب بسیار زیاد است» این بخشی از نوشته‌های «استیون هاوکینگ» درباره شکل‌گیری حیات در زمین است. او معتقد است زمان زیادی برای شکل‌گیری دی. ان.ای و پیدایش حیات پیچیده لازم است حتی بیش از زمانی که در زمین حیات شکل گرفته است. در سال‌های اخیر شاهد کشف سیارات فراخورشیدی زیادی بودیم، سیاراتی خارج از منظومه شمسی که دور ستاره دیگری می‌چرخند و از نظر شکل، اندازه و دما شبیه زمین هستند. این سیارات از نظر دانشمندان مهم‌ترین گزینه‌ها برای بررسی احتمال وجود حیات هستند. البته به یاد داشته باشید که این سیارات کشف شده فقط در کهکشان خودمان هستند. در حالی که می‌دانیم میلیارد‌ها کهکشان در عالم وجود دارد و در هر کهکشان به طور متوسط ۱۰۰ میلیارد ستاره وجود دارد و ممکن است هر یک از این ستاره‌ها سیاراتی در اطراف خود داشته باشند که شرایط حیات در آن‌ها مهیا باشد. با توجه به تعداد زیاد ستاره‌ها و سیارات در کیهان این که شرایط حیات در جای دیگری فراهم باشد و اولین جانداران شکل بگیرند اصلا غیر ممکن نیست که در جایی از این کیهان بزرگ حیات وجود داشته باشد، اما مسئله اصلی این است که وقتی از حیات حرف می‌زنیم منظورمان حیات اولیه و تک سلولی است یا حیات هوشمند؟ برای شکل‌گیری حیات هوشمند زمان زیاد و شرایطی خاص لازم است. فعلا در این باره چیزی نمی‌دانیم و باید منتظر باشیم ببینیم پیشرفت‌های سریع علم چه اطلاعات تازه‌ای برای مان خواهد داشت.
چرا آسمان آبی است و مثلا صورتی یا سبز نیست؟
به نظر شما چرا آسمان باید آبی دیده بشود در حالی که می‌دانیم نور خورشید سفید است؟ پاسخ خیلی سخت نیست! جو زمین پر از گاز‌ها و ذرات مختلفی مثل غبار است. این ذرات در حرکت هستند و با هم برخورد می‌کنند و در جهت‌های مختلف و با شدت‌های متفاوت پراکنده می‌شوند. نور خورشید یا همان نور سفید، ترکیبی از هفت رنگ مختلف است. شبیه همان چیزی که وقتی رنگین کمان تشکیل می‌شود، می‌توان دید. این رنگ‌ها عبارتند از قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی و بنفش. نور آبی طول موج‌های کوتاه‌تری نسبت به بقیه رنگ‌ها دارد. وقتی نور خورشید با ذرات غبار در جو زمین برخورد می‌کند و از آن‌ها می‌گذرد، رنگ آبی از طیف نور خورشید بیش از دیگر رنگ‌ها پراکنده می‌شود. طول موج و فرکانس یا همان بسامد، ویژگی‌های مربوط به موج هستند و از آن جایی که نور هم نوعی موج است، این ویژگی‌ها را دارد. فیزیک دانی انگلیسی به نام «لرد ریلی» تخمین زده بود که نور آبی ۱۰ برابر سریع‌تر از نور قرمز در هوا پراکنده می‌شود و مسئله آبی بودن آسمان را با همین دلیل توضیح داد. بعد از آن، این پدیده به پراکندگی ریلی مشهور شد. در واقع آسمان در سیاره ما بی رنگ است، اما این ذرات موجود در جو هستند که باعث پراکنده شدن نور سفید خورشید و ایجاد رنگ آبی می‌شوند؛ بنابراین وقتی شب می‌شود و خورشید در آسمان نیست، ما تاریکی بیرون از جو زمین را در آسمان می‌بینیم. حالا اگر سیاره‌ای وجود نداشته باشد یا مقدار وجود ذرات غبار در آن زیاد نباشد، آسمان آبی رنگی هم نخواهیم داشت چه در روز و چه در شب!
آن‌چه شب هادر آسمان می‌بینیم، سیاره است یا ستاره؟
ستاره‌ها و سیاره‌ها از نظر ماهیت تفاوت‌های اساسی با هم دارند، اما برای خیلی‌ها این سوال پیش می‌آید که چه طور می‌شود فرق ستاره‌ها و سیاره‌ها را در آسمان شب فهمید. ستاره‌ها خودشان منبع نور و انرژی هستند، ولی سیارات از خود نوری ندارند و نور ستاره‌ها را بازتاب می‌کنند، اما برای این که بشود ستاره‌ها و سیارات را از هم تشخیص دهید باید چند نکته را به خاطر داشته باشید. اول این که دقت کنید ببینید که جرم نورانی که در آسمان شب می‌بینید، چشمک می‌زند یعنی نورش کم و زیاد می‌شود یا نه. اگر آسمان به اندازه کافی تاریک باشد، این روش خوبی برای پیدا کردن ستاره‌هاست. ستاره‌ها چشمک زن هستند در حالی که نوری که سیارات بازتاب می‌کنند، نسبتا یکنواخت است. نکته بعدی این است که ستاره‌ها در طول شب حرکتی به دور ستاره قطبی دارند و حرکت‌شان دایره‌ای و بسیار کم است، اما سیارات تقریبا در مسیری مستقیم حرکت می‌کنند. ماهواره‌ها نیز در آسمان حرکت می‌کنند، اما حرکت‌شان بسیار سریع‌تر از سیارات است. برای تشخیص حرکت یک سیاره نسبت به پس‌زمینه ستارگان ممکن است لازم باشد تا ساعت‌ها یا حتی برای هفته‌ها حرکت آن جرم را زیر نظر گرفت، درحالی‌که یک ماهواره به‌سرعت و در تنها چند دقیقه طول آسمان را طی می‌کند. اگر علاقه‌مند باشید به طور جدی‌تر سیارات مختلف را در آسمان پیدا کنید، می‌توانید یک نقشه آسمان شب تهیه کنید. این نقشه هم در اینترنت به سادگی در دسترس است و هم در کتاب‌های آموزشی نجوم و به کمک آن شکل کلی ستاره‌ها در آسمان فصل مد نظر را ببینید و جرم نورانی متفاوتی که جزو آن ستاره‌ها نیست، مسلما یک سیاره است. اگر روشی ساده‌تر بخواهید، پیشنهاد می‌کنیم از اپلیکیشن‌های موبایلی و نرم‌افزار‌های نقشه آسمان مثل Star walk یا Stellarium استفاده کنید. این برنامه‌ها با گرفتن اطلاعات محلی شما مثل کشور و شهر و عرض جغرافیایی آسمان محل زندگی‌تان را شبیه‌سازی می‌کنند و با حرکت دادن گوشی به سمت نواحی مختلف آسمان اسم هر ستاره را به شما می‌گویند. حتی مسیر حرکت هر سیاره در آسمان همان شب را هم برای‌تان مشخص می‌کنند.
عالم چه‌قدر بزرگ است؟
ماه نزدیک‌ترین جرمی است که در آسمان می‌بینیم و فاصله‌اش از ما چیزی حدود ۳۸۰ هزار کیلومتر است. این عدد در ابعاد نجومی بسیار کوچک و ناقابل است، اما فاصله ما از نزدیک‌ترین ستاره که همان خورشید خودمان باشد حدود ۱۵۰ میلیون کیلومتر است. هنوز هم عددی که با آن مواجهیم عجیب و غریب نیست، چون میلیون برای‌مان کاملا آشناست، اما فاصله بعدی مربوط به نزدیک‌ترین ستاره به غیر از خورشید است که این عدد حدود چهار سال نوری است. سال نوری واحدی برای تعریف فاصله نجومی است و معادل است با مسافتی که نور در یک سال با سرعت ۳۰۰ هزار کیلومتر بر ثانیه طی می‌کند. این مقدار چیزی حدود ۶۰ هزار برابر فاصله زمین تا خورشید است! حالا وقتش رسیده از داخل کهکشان خودمان خارج شویم و فاصله‌های بزرگ‌تری را مرور کنیم. نزدیک‌ترین کهکشان به ما کهکشان آندرومداست که دو و نیم میلیون سال نوری از ما فاصله دارد. یعنی دو و نیم میلیون سال طول می‌کشد تا نور این کهکشان به ما برسد. کهکشان کلاه مکزیکی ۲۸ میلیون سال نوری فاصله دارد، اما سوال این جاست که دورترین جای عالم کجاست؟ دورترین جرمی که تا به حال رصد شده مربوط به یک ستاره یا یک کهکشان معمولی نیست. کهکشانی است با یک هسته فعال که کوازار نامیده می‌شود. کوازار‌ها در حقیقت دورترین اجرام شناخته شده در جهان هستند که چیزی در حدود ۱۳.۲ میلیارد سال نوری با ما فاصله دارند. نور دورترین کهکشان ۱۳ میلیارد سال پیش سفرش را آغاز کرده تا به ما رسیده است پس تصویری را از کهکشان نشان می‌دهد که مربوط به ۱۳ میلیارد سال پیش است و این یعنی ما داریم به تصویری فوق باستانی نگاه می‌کنیم!
انتهای پیام/
نظرات شما