این تاپیک جهت طرح پرسش و پاسخ علمی برای آگاهی بیشتر کاربران عزیز تک رمانی از پرسش های علمی ایجاد شده
از ارسال اسپم خودداری کنید.
انجمن تک رمان
از ارسال اسپم خودداری کنید.
انجمن تک رمان
-
رمان ققنوس آتش به قلم مونا ژانر تخیلی، مافیایی/جنایی، اجتماعی، عاشقانه کلیک کنید -
رمان عاشقانه و جنایی کاراکال به قلم حدیثه شهبازی کلیک کنید -
خرید رمان عاشقانه، غمگین، معمایی دلداده به دلدار فریبا میم قاف کلیک کنید
متفرقه *-پرسش و پاسخ علمی-*
- نویسنده موضوع Mr.Unknown
- تاریخ شروع
- پاسخ‌ها 51
- بازدیدها 2K
- Tagged users هیچ
ساعت تک رمان
چرا عصر یخبندان اتفاق میافتد؟
افق ِ شیکاگو را تجسم کنید. حالا آن را زیر ۳ کیلومتر یخ تصور کنید. این همان چشم‌اندازی است که در اوج آخرین عصر یخبندان وجود داشت. در تاریخچۀ اخیر زمین‌شناسی سیاره ما، این چشم‌انداز خیلی عجیب نیست. در ۲.۶ میلیون سال گذشته، سیاره ما بیش از ۵۰ عصر یخبندان را به خود دیده و دورههای میان یخچالی ِ گرمتری هم روی داده است.
به گزارش بیگ بنگ، عصرهای یخبندان بنا به مجموعه‌ای از عوامل پیچیده و به هم پیوسته اتفاق می افتند؛ از جمله این عوامل میتوان به موقعیت زمین در منظومه‌شمسی و اثرات محلی مثل میزان کربن دی اکسید اشاره کرد. دانشمندان هنوز در تلاش هستند تا بدانند این سیستم چگونه کار می‌کند؛ به ویژه به این خاطر که احتمال دارد تغییر آب و هوا به دلیل دخالت‌های انسان بطور دائم این چرخه را از بین برده باشد.
دانشمندان چند قرن پیش به نشانه‌هایی از یخبندان عمیق گذشته دست یافتند. در اواسط قرن نوزدهم میلادی، طبیعت‌شناس آمریکایی-سوئیسی «لوئیس آگاسیز» نشانه‌هایی را بصورت مستند در آورد که یخچال‌ها آنها را بر جای گذاشته بودند؛ نشانه‌هایی نظیر سنگ‌های جابجا شده و توده‌های عظیمی از موادِ برجای مانده. او این گمانه‌زنی را مطرح کرد که شاید این مواد به کمک یخچال‌های باستانی حمل شده و فواصل طولانی را طی کرده‌اند. تا پایان قرن نوزدهم، دانشمندان چهار عصر یخبندان را نامگذاری کردند که در دوره پلیستوسن اتفاق افتاده بود که از ۲.۶ میلیون سال قبل تا ۱۱۷۰۰ سال قبل تداوم پیدا کرد. دهه‌ها بعد دانشمندان دریافتند که این دورههای سرد از نوعی نظم برخوردارند.
یکی از گام‌های بزرگ برای درک چرخه‌های عصر یخبندان در دهه ۱۹۴۰ برداشته شد؛ زمانیکه اخترفیزیکدان صرب «میلوتین میلانکوویچ» نظریه‌ای را پیشنهاد داد که بعدها به «چرخه‌های میلانکوویچ» معروف شد. او بینش تازه‌ای دربارۀ حرکات زمین ارائه کرد که هنوز از آنها برای توضیح تغییرات آب و هوایی امروز استفاده می‌شود. میلانکوویچ از سه روش سخن به میان آورد که مدار زمین به آن طریق نسبت به خورشید تغییر می‌کند.
«مارک ماسلین» استاد دانشگاه آب و هواشناسی در دانشگاه کالج لندن گفت: «این عوامل تعیین می‌کنند که چه مقدار تابش خورشیدی به سیاره ما می رسد. مدار زمین به دور خورشید، شکلی خارج از مرکز دارد که در چرخۀ ۹۶۰۰۰ ساله از مدار دایره‌ای به بیضوی تغییر می‌کند. دلیل وجود برآمدگی این است که مشتری تاثیر گرانشی نیرومندی دارد و مدار زمین را تحت تاثیر قرار میدهد. مشتری ۴ درصد جرم منظومه‌شمسی را تشکیل میدهد. در ثانی، نوسان زمین باعث پیدایش فصول می شود.»
محور کج(نوسان‌دار) چرخش زمین بدین معناست که یک نیمکرۀ همیشه از خورشید دور شده و دیگری به سمت خورشید است. زاویه این نوسان در چرخۀ ۴۱۰۰۰ ساله میتواند تغییر نماید که بر شدت فصول تاثیر می‌گذارد. ماسلین در ادامه خاطرنشان کرد: «اگر محور قامت راستی داشته باشد، از گرمای تابستان‌ها کاسته شده و سرمای زمستان هم مثل گذشته نخواهد بود. نکته سوم، چرخش محور کج زمین است. آنچه اتفاق میافتد این است که گشتاور زاویه‌ای زمین که بسیار سریع میچرخد، روزی باعث می‌شود محور هم ارتعاش پیدا کند. این ارتعاش در چرخه ۲۰۰۰۰ ساله به وقوع می پیوندد.»
میلانکوویچ تشخیص داد که شرایط اوربیتال برای تابستان‌های خنک نقش مهمی در عصرهای یخبندان داشت. او همچنین بیان کرد: «ما همیشه شاهد ِ تشکیل یخ در زمستان خواهیم بود. برای اینکه عصر یخبندان به وجود بیاورید، باید نوعی یخ وجود داشته باشد که در طول تابستان ذوب نشود. برای ورود به عصر یخبندان، پدیده های اوربیتال به تنهایی کافی نیستند. دلیل اصلی پیدایش عصر یخبندان فیدبک بنیادی در سیستم آب و هواست. دانشمندان هنوز در حال بررسی این موضوع هستند که عوامل زیست محیطی متعدد چگونه بر تشکیل یخچال‌ها و نابودی آن یخچال‌ها تاثیر میگذارند.»
تحقیقات جدید نشان میدهد که میزان گازهای گلخانه‌ای در اتمسفر میتواند نقش مهمی در این فرایند داشته باشد. برای مثال، دانشمندان آلمانی نشان دادند که عصرهای یخبندان گذشته به دلیل کاهش کربن دی اکسید و افزایش چشمگیر کربن دی اکسید در اتمسفر آغاز شدند. «هانس یوآخیم شلان هوبر» محقق و نویسنده یکی از مقالات در سال ۲۰۱۶ گفت: «عصرهای یخبندان محیط زیست جهان را دستخوش تغییری اساسی قرار داده‌اند و نقش آنها در توسعه تمدن انسانی هم نمیتواند چشم‌پوشی شود. برای مثال، ما خاک‌های حاصلخیزمان را مدیون آخرین عصر یخبندان هستیم. اما در دنیای امروز، این بشر است که با انتشار گازهای ناشی از سوخت‌های فسیلی، آینده سیاره را تعیین می‌کند.»
انجمن تک رمان
افق ِ شیکاگو را تجسم کنید. حالا آن را زیر ۳ کیلومتر یخ تصور کنید. این همان چشم‌اندازی است که در اوج آخرین عصر یخبندان وجود داشت. در تاریخچۀ اخیر زمین‌شناسی سیاره ما، این چشم‌انداز خیلی عجیب نیست. در ۲.۶ میلیون سال گذشته، سیاره ما بیش از ۵۰ عصر یخبندان را به خود دیده و دورههای میان یخچالی ِ گرمتری هم روی داده است.
به گزارش بیگ بنگ، عصرهای یخبندان بنا به مجموعه‌ای از عوامل پیچیده و به هم پیوسته اتفاق می افتند؛ از جمله این عوامل میتوان به موقعیت زمین در منظومه‌شمسی و اثرات محلی مثل میزان کربن دی اکسید اشاره کرد. دانشمندان هنوز در تلاش هستند تا بدانند این سیستم چگونه کار می‌کند؛ به ویژه به این خاطر که احتمال دارد تغییر آب و هوا به دلیل دخالت‌های انسان بطور دائم این چرخه را از بین برده باشد.
دانشمندان چند قرن پیش به نشانه‌هایی از یخبندان عمیق گذشته دست یافتند. در اواسط قرن نوزدهم میلادی، طبیعت‌شناس آمریکایی-سوئیسی «لوئیس آگاسیز» نشانه‌هایی را بصورت مستند در آورد که یخچال‌ها آنها را بر جای گذاشته بودند؛ نشانه‌هایی نظیر سنگ‌های جابجا شده و توده‌های عظیمی از موادِ برجای مانده. او این گمانه‌زنی را مطرح کرد که شاید این مواد به کمک یخچال‌های باستانی حمل شده و فواصل طولانی را طی کرده‌اند. تا پایان قرن نوزدهم، دانشمندان چهار عصر یخبندان را نامگذاری کردند که در دوره پلیستوسن اتفاق افتاده بود که از ۲.۶ میلیون سال قبل تا ۱۱۷۰۰ سال قبل تداوم پیدا کرد. دهه‌ها بعد دانشمندان دریافتند که این دورههای سرد از نوعی نظم برخوردارند.
یکی از گام‌های بزرگ برای درک چرخه‌های عصر یخبندان در دهه ۱۹۴۰ برداشته شد؛ زمانیکه اخترفیزیکدان صرب «میلوتین میلانکوویچ» نظریه‌ای را پیشنهاد داد که بعدها به «چرخه‌های میلانکوویچ» معروف شد. او بینش تازه‌ای دربارۀ حرکات زمین ارائه کرد که هنوز از آنها برای توضیح تغییرات آب و هوایی امروز استفاده می‌شود. میلانکوویچ از سه روش سخن به میان آورد که مدار زمین به آن طریق نسبت به خورشید تغییر می‌کند.
«مارک ماسلین» استاد دانشگاه آب و هواشناسی در دانشگاه کالج لندن گفت: «این عوامل تعیین می‌کنند که چه مقدار تابش خورشیدی به سیاره ما می رسد. مدار زمین به دور خورشید، شکلی خارج از مرکز دارد که در چرخۀ ۹۶۰۰۰ ساله از مدار دایره‌ای به بیضوی تغییر می‌کند. دلیل وجود برآمدگی این است که مشتری تاثیر گرانشی نیرومندی دارد و مدار زمین را تحت تاثیر قرار میدهد. مشتری ۴ درصد جرم منظومه‌شمسی را تشکیل میدهد. در ثانی، نوسان زمین باعث پیدایش فصول می شود.»
محور کج(نوسان‌دار) چرخش زمین بدین معناست که یک نیمکرۀ همیشه از خورشید دور شده و دیگری به سمت خورشید است. زاویه این نوسان در چرخۀ ۴۱۰۰۰ ساله میتواند تغییر نماید که بر شدت فصول تاثیر می‌گذارد. ماسلین در ادامه خاطرنشان کرد: «اگر محور قامت راستی داشته باشد، از گرمای تابستان‌ها کاسته شده و سرمای زمستان هم مثل گذشته نخواهد بود. نکته سوم، چرخش محور کج زمین است. آنچه اتفاق میافتد این است که گشتاور زاویه‌ای زمین که بسیار سریع میچرخد، روزی باعث می‌شود محور هم ارتعاش پیدا کند. این ارتعاش در چرخه ۲۰۰۰۰ ساله به وقوع می پیوندد.»
میلانکوویچ تشخیص داد که شرایط اوربیتال برای تابستان‌های خنک نقش مهمی در عصرهای یخبندان داشت. او همچنین بیان کرد: «ما همیشه شاهد ِ تشکیل یخ در زمستان خواهیم بود. برای اینکه عصر یخبندان به وجود بیاورید، باید نوعی یخ وجود داشته باشد که در طول تابستان ذوب نشود. برای ورود به عصر یخبندان، پدیده های اوربیتال به تنهایی کافی نیستند. دلیل اصلی پیدایش عصر یخبندان فیدبک بنیادی در سیستم آب و هواست. دانشمندان هنوز در حال بررسی این موضوع هستند که عوامل زیست محیطی متعدد چگونه بر تشکیل یخچال‌ها و نابودی آن یخچال‌ها تاثیر میگذارند.»
تحقیقات جدید نشان میدهد که میزان گازهای گلخانه‌ای در اتمسفر میتواند نقش مهمی در این فرایند داشته باشد. برای مثال، دانشمندان آلمانی نشان دادند که عصرهای یخبندان گذشته به دلیل کاهش کربن دی اکسید و افزایش چشمگیر کربن دی اکسید در اتمسفر آغاز شدند. «هانس یوآخیم شلان هوبر» محقق و نویسنده یکی از مقالات در سال ۲۰۱۶ گفت: «عصرهای یخبندان محیط زیست جهان را دستخوش تغییری اساسی قرار داده‌اند و نقش آنها در توسعه تمدن انسانی هم نمیتواند چشم‌پوشی شود. برای مثال، ما خاک‌های حاصلخیزمان را مدیون آخرین عصر یخبندان هستیم. اما در دنیای امروز، این بشر است که با انتشار گازهای ناشی از سوخت‌های فسیلی، آینده سیاره را تعیین می‌کند.»
انجمن تک رمان
آخرین ویرایش:
بررسی ماهیت “هیچ”
هزاران سال است که فیلسوفان ماهیت “هیچ” را به مباحثه گذاشته‌اند، اما دیدگاه علم امروزی در این مورد چیست؟ «مارتین ریس»، اخترشناس سلطنتی بریتانیا و پروفسور بازنشسته کیهانشناسی و اخترفیزیک دانشگاه کمبریج، در مصاحبه‌ای توضیح میدهد که منظور فیزیکدانها از “هیچ”، فضای خالی یا خلاء است.
ممکن است رک و پو*ست کنده به نظر بیاید اما آزمایش‌ها نشان میدهند فضای خالی، واقعا خالی نیست. انرژی مرموزی در این فضا پنهان شده که میتواند سرنوشت جهان را به ما بگوید. پرسش و پاسخ‌های این مصاحبه را در ادامه می توانید بخوانید:
-آیا واقعا فضای خالی به معنای هیچ است؟
+به نظر می آید فضای خالی برای ما، هیچ باشد. مثلا آب ممکن است برای ماهی هیج به نظر آید. تمام چیزهایی که در دریا هستند را حذف کنیم آب باقی می ماند. از این رو حدس زده می شود فضای خالی بسیار پیچیده باشد. ما میدانیم کیهان بسیار خالی است. چگالی متوسط فضا تقریبا یک اتم در هر ده متر مربع است که بسیار نادرتر از بیشترین میزان خلاء بدست آمده در آزمایشگاه‌های زمین است. اما حتی اگر تمام مواد موجود را حذف کنید، فضا قابلیت ارتجاعی دارد (طبق آخرین کشف‌ها) که به موج‌های گرانشی (موج‌های خود فضا) اجازۀ تکثیر و انتشار می دهد. علاوه بر آن، ما متوجه شدیم که نوعی انرژی عجیب در فضای خالی وجود دارد.
-ما اولین‌بار با شکل‌گیری مکانیک کوانتومی در قرن ۲۰ در مورد انرژی خلاء اطلاعاتی بدست آوردیم. طبق این اطلاعات، فضای خالی از میدان انرژی پس زمینه‌ای دارای نوسان تشکیل شده است و باعث به وجود آمدن موج‌ها و ذرات مجازی می شود که همواره در حال به وجود آمدن و از بین رفتن هستند. حتی اینها میتوانند نیروی کوچکی را ایجاد کنند. اما نظرتان در مورد فضای خالی در مقیاس بزرگتر چیست؟
+اِعمال نیرو در مقیاس بزرگ توسط فضای خالی، ۲۰ سال پیش کشف شد. اخترشناسان متوجه شدند سرعت ِ انبساط کیهانی رو به افزایش است. این موضوع غافلگیرکننده‌ای بود. بیش از نیم قرن بود که ما متوجه انبساط شده بودیم اما همه بر این باور بودند که به دلیل گرانش اعمال شده توسط کهکشانها بر یکدیگر، سرعت آن رو به کاهش است. آنجا ما با این موضوع غافلگیر شدیم که این کاهش سرعت مغلوب چیزی شده است که انبساط را رو به جلو می‌راند. همانطور که قبلا هم بوده است، انرژی پنهانی در فضای خالی وجود دارد که نوعی دافعه را در خود دارد و در مقیاس بزرگ بر گرانش غلبه می کند. این پدیده (با نام انرژی تاریک) جالب‌ترین مدرک این موضوع است که فضای خالی عاری از ویژگی و ارتباط نیست و سرنوشت پایانی کیهان را مشخص می کند.
-اما آیا محدودیتی وجود دارد که ما از آن اطلاع داشته باشیم؟ در مقیاسی تریلیون تریلیون برابر کوچکتر از اتم، نوسان کوانتومی در فضا-زمان می تواند نه تنها به ذرات مجازی بلکه به سیاهچاله‌های مجازی موجودیت ببخشد. این بازه را ما نمیتوانیم مورد بررسی قرار دهیم و باید نظریه‌های گرانش و مکانیک کوانتوم را ادغام کنیم تا بدانیم بصورت نظری چه اتفاقی در حال افتادن است. همه از سختی این کار مطلع‌اند.
+چندین نظریه با هدف درک این موضوع وجود دارند که معروفترین آنها نظریه ریسمان است؛ اما هیچکدام از این نظریه‌ها هنوز با دنیای واقعی روبرو نشده‌اند بنابراین هنوز آنها فرضیات آزمایش نشده هستند. اما من فکر می کنم تقریبا همه قبول دارند که فضا در مقیاس‌های بسیار کوچک، دارای ساختاری پیچیده است که در این مقیاس‌ها، تاثیرات گرانشی و کوانتوم با یکدیگر روبرو می شوند.
ما میدانیم جهان ما سه بعد دارد. شما میتوانید به چپ و راست، جلو و عقب و بالا و پایین بروید. زمان بعد چهارم است. اما حدسیات قوی وجود دارد که اگر شما یک نقطه از فضا را بزرگ کنید تا آن مقیاس بسیار کوچک را بررسی کنید، اریگامی ناقصی را در پنج بعد جدید خواهید یافت که ما قادر به دیدن آن نیستیم. مثل این است که از فاصلهای دور به یک لولۀ پلاستیکی نگاه کرده و آن را یک خط می بینید. اما وقتی از نزدیک به آن نگاه می کنید، متوجه می شوید که این جسم یک بعد نبوده و در واقع سه بُعدی است. نظریه ریسمان و نظریه‌های مشابه دیگر مفاهیم ریاضیاتی پیچیده‌ای دارند. اما این همان نظریه مورد نیاز ما است تا عمیق‌ترین و نزدیکترین سطوح ممکن به هیچ را درک کنیم؛ یعنی فضای خالی.
-با دانش کنونی ما، چطور میتوانیم توضیحی برای انبساط جهان از هیچ داشته باشیم؟ آیا واقعا همۀ اتفاقات از نوسان کوچک انرژی خلاء آغاز شد؟
+ممکن است برخی تغییرات یا نوسان‌های مرموز باعث انبساط بخشی از فضا شده باشند. حداقل برخی نظریه پردازان اینطور فکر می کنند. اگر نوسان‌های مربوط به نظریهی کوانتوم تا مقیاس مناسبی فشرده شوند میتوانند تمام جهان را تغییر دهند. این موضوع در مدت ۴۴-۱۰ ثانیه (زمان پلانک) اتفاق می افتد. این مقیاسی است که زمان و فضا در هم تنیده می شوند و جلو رفتن عقربه‌های ساعت بی معنی می شود. ما میتوانیم جهان را با اطمینان کامل به مقیاس نانوثانیه و حتی بسیار نزدیک به زمان پلانک ببریم؛ اما در اینجا تمام معادلات به هم می ریزد زیرا علم فیزیک در این مقیاس نیاز به یک نظریۀ بزرگ و پیچیده دارد.
-اگر این احتمال وجود داشته باشد که نوسان بخشی از فضای خالی به جهان موجودیت داده باشد، چرا این اتفاق در جای دیگری از فضای خالی نمی افتد و شاهد جهان‌های موازی در یک چندجهانی نیستیم؟
+ این فرضیه مشهور میان فیزیکدانها وجود دارد که بیگ بنگ تنها یکبار اتفاق نیافتاده و چیزی که ما با تلسکوپ‌هایمان می بینیم تنها بخش کوچکی از واقعیت فیزیکی جهان است. نسخه‌های بسیاری از یک جهان چرخه‌ای وجود دارد. ۵۰ سال پیش بود که شواهد محکمی برای بیگ بنگ یافت شد. اما از همان زمان این سوال وجود دارد که آیا بیگ بنگ، جزئی از اتفاقات یک جهان چرخه‌ای است یا خیر. تمایل به پذیرش این مفهوم وجود دارد که چیزی بسیار بیشتر از فضا و زمان در جهان ما وجود دارد. که حتی از نظر قوی‌ترین تلسکوپ‌ها نیز پنهان مانده است.
بنابراین ما نمیدانیم که آیا بیگ بنگ‌های بیشتری اتفاق افتاده است یا فقط یک بیگ بنگ وجود داشته است. فرضیه‌هایی وجود دارند که وجود چند بیگ بنگ را توضیح میدهند و فرضیه‌هایی نیز وجود یک بیگ بنگ. من فکر می کنم باید تمام آنها را بررسی کنیم.
-چگونه جهان پایان می یابد؟
+واضح‌ترین پیش‌بینی‌ها به ما می گویند سرعت انبساط جهان بیشتر شده و جهان خالی و سردتر می شود. ممکن است ذرات آن فرو بپاشند و فرایند رقیق‌سازی جهان بصورت نامحدود ادامه یابد. ما به شکلی با یک فضای بسیار بزرگ مواجه خواهیم بود که خالی‌تر از امروز می شود. این یک فرضیه است اما فرضیه‌های دیگری وجود دارند که در آنها، جهت انرژی تاریک از انبساط به انقباض تغییر می یابد و فروپاشی بزرگی با نام مهرمب یا Big Crunch اتفاق میافتد که در آن چگالی بار دیگر به بینهایت می رسد.
یک فرضیه وجود دارد که راجر پنرز فیزیکدان آن را مطرح کرده است. در این فرضیه، جهان منبسط تر و رقیق‌تر شده اما به نحوی، وقتی چیز دیگری جز فوتون در آن وجود ندارد، همه چیز از نو مقیاس‌بندی می شود و فضا بعد از رقیق شدن، مولد یک بیگ بنگ دیگر می شود. این فرضیه عجیب‌تر از فرضیه جهان چرخه‌ای است، اما لطفا از من نخواهید فرضیه‌های راجر پنروز را توضیح دهم.
-چقدر مطمئن هستید که علم در نهایت بتواند معمای هیچ را حل کند؟ حتی اگر بتوانیم ثابت کنیم جهان ما از یک نوسان عجیب در یک میدان خلاء به وجود آمده است، این سوال به وجود نمی آید که آن میدان خلاء از کجا آمده است؟
+علم سعی در یافتن پاسخ‌ها دارد اما هر باری که ما پاسخی را می یابیم، پرسش‌های جدیدی به وجود می آید. ما هیچوقت یک تصویر کامل نخواهیم داشت. وقتی من تحقیقاتم را در اواخر دهۀ ۱۹۶۰ آغاز کردم، بحث سر این بود که اصلا بیگ بنگ وجود دارد یا خیر. حال دیگر در این مورد بحثی نیست و ما میتوانیم با دقتی معادل ۲ درصد، شکل جهان از ۱۳.۸ میلیارد سالگی آن تا همان نانوثانیه اول را توصیف کنیم. این پیشرفت بزرگی است. بنابراین دور از باوری نیست که بگوییم در ۵۰ سال آینده، مباحث مربوط به کوانتوم و دورههای تورمی حل خواهند شد.
اما این موضوع پرسش دیگری ایجاد می کند: چه مقدار از علم در دسترس ِ مغز انسان قرار خواهد گرفت؟ برای مثال شاید اینطور شود مفاهیم ریاضیاتی نظریه ریسمان، توصیف صحیحی از واقعیت باشند اما هیچوقت نتوانیم آن را به میزانی درک کنیم که آن را با مشاهدات حقیقی بررسی کنیم. پس ممکن است منتظر ظهور نوعی پسا-انسان باشیم تا درک بهتری به ما ارائه دهد. اما هر کسی که در مورد این معماها اندیشه کند، میتواند متوجه شود که فضای خالی در فیزیک، معادل هیچ در فلسفه نیست.
انجمن تک رمان
هزاران سال است که فیلسوفان ماهیت “هیچ” را به مباحثه گذاشته‌اند، اما دیدگاه علم امروزی در این مورد چیست؟ «مارتین ریس»، اخترشناس سلطنتی بریتانیا و پروفسور بازنشسته کیهانشناسی و اخترفیزیک دانشگاه کمبریج، در مصاحبه‌ای توضیح میدهد که منظور فیزیکدانها از “هیچ”، فضای خالی یا خلاء است.
ممکن است رک و پو*ست کنده به نظر بیاید اما آزمایش‌ها نشان میدهند فضای خالی، واقعا خالی نیست. انرژی مرموزی در این فضا پنهان شده که میتواند سرنوشت جهان را به ما بگوید. پرسش و پاسخ‌های این مصاحبه را در ادامه می توانید بخوانید:
-آیا واقعا فضای خالی به معنای هیچ است؟
+به نظر می آید فضای خالی برای ما، هیچ باشد. مثلا آب ممکن است برای ماهی هیج به نظر آید. تمام چیزهایی که در دریا هستند را حذف کنیم آب باقی می ماند. از این رو حدس زده می شود فضای خالی بسیار پیچیده باشد. ما میدانیم کیهان بسیار خالی است. چگالی متوسط فضا تقریبا یک اتم در هر ده متر مربع است که بسیار نادرتر از بیشترین میزان خلاء بدست آمده در آزمایشگاه‌های زمین است. اما حتی اگر تمام مواد موجود را حذف کنید، فضا قابلیت ارتجاعی دارد (طبق آخرین کشف‌ها) که به موج‌های گرانشی (موج‌های خود فضا) اجازۀ تکثیر و انتشار می دهد. علاوه بر آن، ما متوجه شدیم که نوعی انرژی عجیب در فضای خالی وجود دارد.
-ما اولین‌بار با شکل‌گیری مکانیک کوانتومی در قرن ۲۰ در مورد انرژی خلاء اطلاعاتی بدست آوردیم. طبق این اطلاعات، فضای خالی از میدان انرژی پس زمینه‌ای دارای نوسان تشکیل شده است و باعث به وجود آمدن موج‌ها و ذرات مجازی می شود که همواره در حال به وجود آمدن و از بین رفتن هستند. حتی اینها میتوانند نیروی کوچکی را ایجاد کنند. اما نظرتان در مورد فضای خالی در مقیاس بزرگتر چیست؟
+اِعمال نیرو در مقیاس بزرگ توسط فضای خالی، ۲۰ سال پیش کشف شد. اخترشناسان متوجه شدند سرعت ِ انبساط کیهانی رو به افزایش است. این موضوع غافلگیرکننده‌ای بود. بیش از نیم قرن بود که ما متوجه انبساط شده بودیم اما همه بر این باور بودند که به دلیل گرانش اعمال شده توسط کهکشانها بر یکدیگر، سرعت آن رو به کاهش است. آنجا ما با این موضوع غافلگیر شدیم که این کاهش سرعت مغلوب چیزی شده است که انبساط را رو به جلو می‌راند. همانطور که قبلا هم بوده است، انرژی پنهانی در فضای خالی وجود دارد که نوعی دافعه را در خود دارد و در مقیاس بزرگ بر گرانش غلبه می کند. این پدیده (با نام انرژی تاریک) جالب‌ترین مدرک این موضوع است که فضای خالی عاری از ویژگی و ارتباط نیست و سرنوشت پایانی کیهان را مشخص می کند.
-اما آیا محدودیتی وجود دارد که ما از آن اطلاع داشته باشیم؟ در مقیاسی تریلیون تریلیون برابر کوچکتر از اتم، نوسان کوانتومی در فضا-زمان می تواند نه تنها به ذرات مجازی بلکه به سیاهچاله‌های مجازی موجودیت ببخشد. این بازه را ما نمیتوانیم مورد بررسی قرار دهیم و باید نظریه‌های گرانش و مکانیک کوانتوم را ادغام کنیم تا بدانیم بصورت نظری چه اتفاقی در حال افتادن است. همه از سختی این کار مطلع‌اند.
+چندین نظریه با هدف درک این موضوع وجود دارند که معروفترین آنها نظریه ریسمان است؛ اما هیچکدام از این نظریه‌ها هنوز با دنیای واقعی روبرو نشده‌اند بنابراین هنوز آنها فرضیات آزمایش نشده هستند. اما من فکر می کنم تقریبا همه قبول دارند که فضا در مقیاس‌های بسیار کوچک، دارای ساختاری پیچیده است که در این مقیاس‌ها، تاثیرات گرانشی و کوانتوم با یکدیگر روبرو می شوند.
ما میدانیم جهان ما سه بعد دارد. شما میتوانید به چپ و راست، جلو و عقب و بالا و پایین بروید. زمان بعد چهارم است. اما حدسیات قوی وجود دارد که اگر شما یک نقطه از فضا را بزرگ کنید تا آن مقیاس بسیار کوچک را بررسی کنید، اریگامی ناقصی را در پنج بعد جدید خواهید یافت که ما قادر به دیدن آن نیستیم. مثل این است که از فاصلهای دور به یک لولۀ پلاستیکی نگاه کرده و آن را یک خط می بینید. اما وقتی از نزدیک به آن نگاه می کنید، متوجه می شوید که این جسم یک بعد نبوده و در واقع سه بُعدی است. نظریه ریسمان و نظریه‌های مشابه دیگر مفاهیم ریاضیاتی پیچیده‌ای دارند. اما این همان نظریه مورد نیاز ما است تا عمیق‌ترین و نزدیکترین سطوح ممکن به هیچ را درک کنیم؛ یعنی فضای خالی.
-با دانش کنونی ما، چطور میتوانیم توضیحی برای انبساط جهان از هیچ داشته باشیم؟ آیا واقعا همۀ اتفاقات از نوسان کوچک انرژی خلاء آغاز شد؟
+ممکن است برخی تغییرات یا نوسان‌های مرموز باعث انبساط بخشی از فضا شده باشند. حداقل برخی نظریه پردازان اینطور فکر می کنند. اگر نوسان‌های مربوط به نظریهی کوانتوم تا مقیاس مناسبی فشرده شوند میتوانند تمام جهان را تغییر دهند. این موضوع در مدت ۴۴-۱۰ ثانیه (زمان پلانک) اتفاق می افتد. این مقیاسی است که زمان و فضا در هم تنیده می شوند و جلو رفتن عقربه‌های ساعت بی معنی می شود. ما میتوانیم جهان را با اطمینان کامل به مقیاس نانوثانیه و حتی بسیار نزدیک به زمان پلانک ببریم؛ اما در اینجا تمام معادلات به هم می ریزد زیرا علم فیزیک در این مقیاس نیاز به یک نظریۀ بزرگ و پیچیده دارد.
-اگر این احتمال وجود داشته باشد که نوسان بخشی از فضای خالی به جهان موجودیت داده باشد، چرا این اتفاق در جای دیگری از فضای خالی نمی افتد و شاهد جهان‌های موازی در یک چندجهانی نیستیم؟
+ این فرضیه مشهور میان فیزیکدانها وجود دارد که بیگ بنگ تنها یکبار اتفاق نیافتاده و چیزی که ما با تلسکوپ‌هایمان می بینیم تنها بخش کوچکی از واقعیت فیزیکی جهان است. نسخه‌های بسیاری از یک جهان چرخه‌ای وجود دارد. ۵۰ سال پیش بود که شواهد محکمی برای بیگ بنگ یافت شد. اما از همان زمان این سوال وجود دارد که آیا بیگ بنگ، جزئی از اتفاقات یک جهان چرخه‌ای است یا خیر. تمایل به پذیرش این مفهوم وجود دارد که چیزی بسیار بیشتر از فضا و زمان در جهان ما وجود دارد. که حتی از نظر قوی‌ترین تلسکوپ‌ها نیز پنهان مانده است.
بنابراین ما نمیدانیم که آیا بیگ بنگ‌های بیشتری اتفاق افتاده است یا فقط یک بیگ بنگ وجود داشته است. فرضیه‌هایی وجود دارند که وجود چند بیگ بنگ را توضیح میدهند و فرضیه‌هایی نیز وجود یک بیگ بنگ. من فکر می کنم باید تمام آنها را بررسی کنیم.
-چگونه جهان پایان می یابد؟
+واضح‌ترین پیش‌بینی‌ها به ما می گویند سرعت انبساط جهان بیشتر شده و جهان خالی و سردتر می شود. ممکن است ذرات آن فرو بپاشند و فرایند رقیق‌سازی جهان بصورت نامحدود ادامه یابد. ما به شکلی با یک فضای بسیار بزرگ مواجه خواهیم بود که خالی‌تر از امروز می شود. این یک فرضیه است اما فرضیه‌های دیگری وجود دارند که در آنها، جهت انرژی تاریک از انبساط به انقباض تغییر می یابد و فروپاشی بزرگی با نام مهرمب یا Big Crunch اتفاق میافتد که در آن چگالی بار دیگر به بینهایت می رسد.
یک فرضیه وجود دارد که راجر پنرز فیزیکدان آن را مطرح کرده است. در این فرضیه، جهان منبسط تر و رقیق‌تر شده اما به نحوی، وقتی چیز دیگری جز فوتون در آن وجود ندارد، همه چیز از نو مقیاس‌بندی می شود و فضا بعد از رقیق شدن، مولد یک بیگ بنگ دیگر می شود. این فرضیه عجیب‌تر از فرضیه جهان چرخه‌ای است، اما لطفا از من نخواهید فرضیه‌های راجر پنروز را توضیح دهم.
-چقدر مطمئن هستید که علم در نهایت بتواند معمای هیچ را حل کند؟ حتی اگر بتوانیم ثابت کنیم جهان ما از یک نوسان عجیب در یک میدان خلاء به وجود آمده است، این سوال به وجود نمی آید که آن میدان خلاء از کجا آمده است؟
+علم سعی در یافتن پاسخ‌ها دارد اما هر باری که ما پاسخی را می یابیم، پرسش‌های جدیدی به وجود می آید. ما هیچوقت یک تصویر کامل نخواهیم داشت. وقتی من تحقیقاتم را در اواخر دهۀ ۱۹۶۰ آغاز کردم، بحث سر این بود که اصلا بیگ بنگ وجود دارد یا خیر. حال دیگر در این مورد بحثی نیست و ما میتوانیم با دقتی معادل ۲ درصد، شکل جهان از ۱۳.۸ میلیارد سالگی آن تا همان نانوثانیه اول را توصیف کنیم. این پیشرفت بزرگی است. بنابراین دور از باوری نیست که بگوییم در ۵۰ سال آینده، مباحث مربوط به کوانتوم و دورههای تورمی حل خواهند شد.
اما این موضوع پرسش دیگری ایجاد می کند: چه مقدار از علم در دسترس ِ مغز انسان قرار خواهد گرفت؟ برای مثال شاید اینطور شود مفاهیم ریاضیاتی نظریه ریسمان، توصیف صحیحی از واقعیت باشند اما هیچوقت نتوانیم آن را به میزانی درک کنیم که آن را با مشاهدات حقیقی بررسی کنیم. پس ممکن است منتظر ظهور نوعی پسا-انسان باشیم تا درک بهتری به ما ارائه دهد. اما هر کسی که در مورد این معماها اندیشه کند، میتواند متوجه شود که فضای خالی در فیزیک، معادل هیچ در فلسفه نیست.
انجمن تک رمان
چرا سیارات به دور خورشید می‌چرخند؟
در واقع این گرانش ِ خورشید و خمیدگی فضا-زمان در اطرافش است که باعث می‌شود سیارات به دور آن بچرخند، درست همانطور که گرانش “زمین” ماه و ماهواره‌ها را به دورش نگه می‌دارد. علت اینکه سیارات درون خورشید سقوط نمی‌کنند این است که آنها به اندازه‌ای مناسب سریع حرکت می‌کنند.
به گزارش بیگ بنگ، یک قیاس میتواند این مسئله را بهتر توضیح دهد: اگر یک سنگ را از بالای یک برج مرتفع به پایین بیندازید، این سنگ یک فاصلۀ مشخص را طی می‌کند قبل از اینکه انحنا پیدا کند و به زمین برخورد کند. سنگ در لحظه‌ی پرتاب دارای اینرسی است و اگر هیچ نیرویی آن را منحرف نکند(گرانش) همچنان بصورت یک خط مستقیم حرکت می‌کند. هرچه سنگ را با سرعت بیشتری پرتاب کنید، دورتر خواهد رفت و اگر بتوانید آن را به اندازه‌ی کافی سریع پرتاب کنید (با فرض اینکه هیچ مقاومت هوایی وجود ندارد)، این سنگ زمین را دور خواهد زد (و دوباره به شما برخورد خواهد کرد!)
بنابراین این سنگ هنوز در مدار است: این سنگ هنوز به سمت زمین سقوط می‌کند اما سطح گرد زمین با همین سرعت دور می‌شود. اگر سنگ را کمی سریعتر پرتاب کنید، هنوز به دور زمین در حال چرخش خواهد بود اما در یک مدار بالاتر. اگر بتوانید سنگ را با «سرعت فرار» پرتاب کنید، کاملأ از مدار زمین خارج خواهد شد و هرگز برنخواهد گشت.
علت اینکه سیارات با چنان سرعتی حرکت می‌کنند که آنها را قادر می‌سازد تا به دور خورشید گردش کنند، این است که منظومه‌شمسی یک ابر ِ مارپیچی از گ*از و غبار بود. هر چیزی که به آهستگی حرکت می‌کرد در اثر نیروی گرانش درون خورشید کشیده می‌شد. هر چیزی که با سرعت خیلی زیادی در حال چرخش بود در فضای خارجی فرار کرد؛ هر چیز دیگری در اطراف خورشید باقی ماند و به تدریج درون سیارات ادغام شد، سرعت چرخش و در نتیجه مدارش را حفظ کرد (با مقاومت کمی در فضای نزدیک به خلأ مواجه شد).
از آنجاییکه خورشید و سیارات همگی از یک ابر سحابی در حال مارپیچ تشکیل شدند، به همین دلیل همگی در مسیرهای خود به دور خورشید گردش می‌کنند. چرخش ۶ سیاره از ۸ سیاره شناخته شدۀ منظومه‌شمسی پادساعتگرد است و سیارات ناهید و اورانوس ساعت‌گرد می‌چرخند.
همچنان که سحابی تحت نیروی گرانش منقبض می‌شد، به دلیل حفظ تکانۀ زاویه‌ای سریعتر و سریعتر چرخش پیدا کرد. اثرات گریز از مرکز باعث شدند ابر مارپیچی در یک دیسک مسطح با یک بافت متراکم در مرکزش قرار بگیرد (و درون خورشید ادغام شود). به همین دلیل سیارات در یک صفحۀ کم و بیش مسطح به نام دایره‌البروج به دور خورشید گردش می‌کنند. در منظومه شمسی واقعی مدار سیارات کاملا بیضی نیست، اندرکنش‌های گرانشی متقابل ِ سیارات، آشفتگی‌های کوچکی ایجاد می کند. بعنوان مثال اثر گرانشی اجرام بزرگ دیگر در منظومه ما (در اینجا، مشتری و غول‌های گازی دیگر) مدارهای دایره‌ای را به شکل بیضوی در می‌آورند. همچنین نسبیت عام ِ اینشتین توصیف بهتری از گرانش و خمیدگی فضا-زمان و در نتیجه اندرکنش‌های گرانشی و مدار بیضوی شکل ِ سیارات، نسبت به قانون نیوتن ارائه می دهد.
انجمن تک رمان
در واقع این گرانش ِ خورشید و خمیدگی فضا-زمان در اطرافش است که باعث می‌شود سیارات به دور آن بچرخند، درست همانطور که گرانش “زمین” ماه و ماهواره‌ها را به دورش نگه می‌دارد. علت اینکه سیارات درون خورشید سقوط نمی‌کنند این است که آنها به اندازه‌ای مناسب سریع حرکت می‌کنند.
به گزارش بیگ بنگ، یک قیاس میتواند این مسئله را بهتر توضیح دهد: اگر یک سنگ را از بالای یک برج مرتفع به پایین بیندازید، این سنگ یک فاصلۀ مشخص را طی می‌کند قبل از اینکه انحنا پیدا کند و به زمین برخورد کند. سنگ در لحظه‌ی پرتاب دارای اینرسی است و اگر هیچ نیرویی آن را منحرف نکند(گرانش) همچنان بصورت یک خط مستقیم حرکت می‌کند. هرچه سنگ را با سرعت بیشتری پرتاب کنید، دورتر خواهد رفت و اگر بتوانید آن را به اندازه‌ی کافی سریع پرتاب کنید (با فرض اینکه هیچ مقاومت هوایی وجود ندارد)، این سنگ زمین را دور خواهد زد (و دوباره به شما برخورد خواهد کرد!)
بنابراین این سنگ هنوز در مدار است: این سنگ هنوز به سمت زمین سقوط می‌کند اما سطح گرد زمین با همین سرعت دور می‌شود. اگر سنگ را کمی سریعتر پرتاب کنید، هنوز به دور زمین در حال چرخش خواهد بود اما در یک مدار بالاتر. اگر بتوانید سنگ را با «سرعت فرار» پرتاب کنید، کاملأ از مدار زمین خارج خواهد شد و هرگز برنخواهد گشت.
علت اینکه سیارات با چنان سرعتی حرکت می‌کنند که آنها را قادر می‌سازد تا به دور خورشید گردش کنند، این است که منظومه‌شمسی یک ابر ِ مارپیچی از گ*از و غبار بود. هر چیزی که به آهستگی حرکت می‌کرد در اثر نیروی گرانش درون خورشید کشیده می‌شد. هر چیزی که با سرعت خیلی زیادی در حال چرخش بود در فضای خارجی فرار کرد؛ هر چیز دیگری در اطراف خورشید باقی ماند و به تدریج درون سیارات ادغام شد، سرعت چرخش و در نتیجه مدارش را حفظ کرد (با مقاومت کمی در فضای نزدیک به خلأ مواجه شد).
از آنجاییکه خورشید و سیارات همگی از یک ابر سحابی در حال مارپیچ تشکیل شدند، به همین دلیل همگی در مسیرهای خود به دور خورشید گردش می‌کنند. چرخش ۶ سیاره از ۸ سیاره شناخته شدۀ منظومه‌شمسی پادساعتگرد است و سیارات ناهید و اورانوس ساعت‌گرد می‌چرخند.
همچنان که سحابی تحت نیروی گرانش منقبض می‌شد، به دلیل حفظ تکانۀ زاویه‌ای سریعتر و سریعتر چرخش پیدا کرد. اثرات گریز از مرکز باعث شدند ابر مارپیچی در یک دیسک مسطح با یک بافت متراکم در مرکزش قرار بگیرد (و درون خورشید ادغام شود). به همین دلیل سیارات در یک صفحۀ کم و بیش مسطح به نام دایره‌البروج به دور خورشید گردش می‌کنند. در منظومه شمسی واقعی مدار سیارات کاملا بیضی نیست، اندرکنش‌های گرانشی متقابل ِ سیارات، آشفتگی‌های کوچکی ایجاد می کند. بعنوان مثال اثر گرانشی اجرام بزرگ دیگر در منظومه ما (در اینجا، مشتری و غول‌های گازی دیگر) مدارهای دایره‌ای را به شکل بیضوی در می‌آورند. همچنین نسبیت عام ِ اینشتین توصیف بهتری از گرانش و خمیدگی فضا-زمان و در نتیجه اندرکنش‌های گرانشی و مدار بیضوی شکل ِ سیارات، نسبت به قانون نیوتن ارائه می دهد.
انجمن تک رمان
چه مقدار نور در کیهان منتشر شده است؟
جهان برای ۱۳ میلیارد سال یا بیشتر به فعالیت ستاره‌زایی خود ادامه داده است و طبیعتا شاید این سوال به ذهن هر کسی خطور بکند که: «چه تعداد ستاره در این مدت وجود داشته‌اند؟» اما اخترشناسان گام‌های متعدد رو به جلو برداشته و سوال را به این شکل مطرح کرده‌اند: «چه مقدار نور در این بازۀ زمانی انتشار یافته است؟»
خوشۀ ستاره‌ای «NGC 362» با قدمت ۱۰ تا ۱۱ میلیارد سال، در زمان اوج ستاره‌زایی در جهان پدید آمد.
به گزارش بیگ بنگ، محققان با استفاده از یک روش اندازه‌گیری جدید توانستند نور تمامی ستارگان منتشر شده در جهان قابل مشاهده را اندازه‌گیری کنند. در همین ابتدا بگذارید این عدد را از سر راه برداریم. بر اساس محاسبات، مقدار فوتون‌های انتشار یافته توسط ستاره‌ها در ۱۳ میلیارد سال گذشته به صورت ۸۴^۱۰×۴ بیان می شود؛ یعنی یک چهار با ۸۴ صفر جلوی آن. آن عده از علاقمندانی که می خواهند این عدد را به زبان بیاورند، لازم است بگویند: «چهار سپتنوینگتیلیون».
با توجه به اینکه جهان به شکل شگفت‌آوری گسترده است، اخترشناسان چطور می توانند چنین چیزی را مورد اندازه‌گیری قرار دهند؟ برای این کار، محققان داده‌های جمع‌آوری شده توسط تلسکوپ پرتوی گامای فرمی در عرض ۹ سال را بررسی کرده و چگونگی برهمکنش پرتوهای گاما با مِه کیهانی را به منظور رسیدن به مقدار نور تولید شده در جهان مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند.
مِه کیهانی که اصطلاحا «نور پس زمینه فراکهکشانی» و بطور اختصار «EBL» نامیده می شود، از کل نورهای منتشر شده توسط ستارگان در سرتاسر طیف ِ طول موج‌های فرابنفش، مرئی و فروسرخ تشکیل یافته است. وقتی پرتوهای گاما (پرانرژی‌ترین شکل نور) از این مِه گذر می کنند، با سایر طول موج‌های نور برخورد می کنند تا الکترون‌ها و پوزیترون‌ها را به وجود بیاورند. اخترشناسان با تجزیه و تحلیل این آثار از پرتوهای گاما توانستند چگالی مِه را در مکانی مشخص در هر زمانی از تاریخ جهان اندازه‌گیری نمایند.
نقشۀ پرتو گامای کیهانی
«مارکو آیلو» محقق و نویسنده ارشد این مقاله گفت: «فوتون‌های پرتو گاما که از درون مِه نور ستاره عبور می کنند، به احتمال زیاد جذب می شوند. ما توانستیم با اندازه‌گیری میزان فوتون‌های جذب شده، ضخامت مِه و میزان نور موجود در کل دامنه طول موج‌ها را اندازه‌گیری کنیم.» از تلسکوپ فرمی در گذشته برای مطالعه نور پس زمینه کهکشانی استفاده شده است، اما در این پروژۀ جدید اخترشناسان از ۷۳۹ بلازار استفاده کردند. چون همه این بلازارها در بخش‌های مختلف آسمان و در فواصل مختلفی واقع شده‌اند، محققان توانستند بخش‌های عمیقی از فضا را پوشش بدهند. همچنین مشخص شد که فرایند ستاره‌زایی جهان بین ۱۰ تا ۱۱ میلیارد سال پیش در اوج قرار داشت.
به گفته تیم تحقیق، این نقشۀ پرتو گاما می تواند راهنمایی برای عملیات آینده (از قبیل تلسکوپ فضایی جیمز وب) باشد تا بخش‌های عمیق‌تری از فضا و زمان مورد بررسی قرار بگیرد. آیلو گفت: «یک میلیارد سال اول تاریخ جهان، دورۀ خیلی جالبی است که هنوز با ماهواره‌های امروزی رصد نشده است. اندازه‌گیری‌های ما این امکان را فراهم می آورند تا آن بخش‌ها را هم بررسی کنیم. شاید روزی راهی پیدا کنیم تا با آن تا بیگ بنگ نیز به عقب برگردیم و نکات جالبش را بررسی کنیم. این هدف غایی ماست.» جزئیات بیشتر این پژوهش در مجله «Science» منتشر شده است.
انجمن تک رمان
جهان برای ۱۳ میلیارد سال یا بیشتر به فعالیت ستاره‌زایی خود ادامه داده است و طبیعتا شاید این سوال به ذهن هر کسی خطور بکند که: «چه تعداد ستاره در این مدت وجود داشته‌اند؟» اما اخترشناسان گام‌های متعدد رو به جلو برداشته و سوال را به این شکل مطرح کرده‌اند: «چه مقدار نور در این بازۀ زمانی انتشار یافته است؟»
خوشۀ ستاره‌ای «NGC 362» با قدمت ۱۰ تا ۱۱ میلیارد سال، در زمان اوج ستاره‌زایی در جهان پدید آمد.
به گزارش بیگ بنگ، محققان با استفاده از یک روش اندازه‌گیری جدید توانستند نور تمامی ستارگان منتشر شده در جهان قابل مشاهده را اندازه‌گیری کنند. در همین ابتدا بگذارید این عدد را از سر راه برداریم. بر اساس محاسبات، مقدار فوتون‌های انتشار یافته توسط ستاره‌ها در ۱۳ میلیارد سال گذشته به صورت ۸۴^۱۰×۴ بیان می شود؛ یعنی یک چهار با ۸۴ صفر جلوی آن. آن عده از علاقمندانی که می خواهند این عدد را به زبان بیاورند، لازم است بگویند: «چهار سپتنوینگتیلیون».
با توجه به اینکه جهان به شکل شگفت‌آوری گسترده است، اخترشناسان چطور می توانند چنین چیزی را مورد اندازه‌گیری قرار دهند؟ برای این کار، محققان داده‌های جمع‌آوری شده توسط تلسکوپ پرتوی گامای فرمی در عرض ۹ سال را بررسی کرده و چگونگی برهمکنش پرتوهای گاما با مِه کیهانی را به منظور رسیدن به مقدار نور تولید شده در جهان مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند.
مِه کیهانی که اصطلاحا «نور پس زمینه فراکهکشانی» و بطور اختصار «EBL» نامیده می شود، از کل نورهای منتشر شده توسط ستارگان در سرتاسر طیف ِ طول موج‌های فرابنفش، مرئی و فروسرخ تشکیل یافته است. وقتی پرتوهای گاما (پرانرژی‌ترین شکل نور) از این مِه گذر می کنند، با سایر طول موج‌های نور برخورد می کنند تا الکترون‌ها و پوزیترون‌ها را به وجود بیاورند. اخترشناسان با تجزیه و تحلیل این آثار از پرتوهای گاما توانستند چگالی مِه را در مکانی مشخص در هر زمانی از تاریخ جهان اندازه‌گیری نمایند.
نقشۀ پرتو گامای کیهانی
«مارکو آیلو» محقق و نویسنده ارشد این مقاله گفت: «فوتون‌های پرتو گاما که از درون مِه نور ستاره عبور می کنند، به احتمال زیاد جذب می شوند. ما توانستیم با اندازه‌گیری میزان فوتون‌های جذب شده، ضخامت مِه و میزان نور موجود در کل دامنه طول موج‌ها را اندازه‌گیری کنیم.» از تلسکوپ فرمی در گذشته برای مطالعه نور پس زمینه کهکشانی استفاده شده است، اما در این پروژۀ جدید اخترشناسان از ۷۳۹ بلازار استفاده کردند. چون همه این بلازارها در بخش‌های مختلف آسمان و در فواصل مختلفی واقع شده‌اند، محققان توانستند بخش‌های عمیقی از فضا را پوشش بدهند. همچنین مشخص شد که فرایند ستاره‌زایی جهان بین ۱۰ تا ۱۱ میلیارد سال پیش در اوج قرار داشت.
به گفته تیم تحقیق، این نقشۀ پرتو گاما می تواند راهنمایی برای عملیات آینده (از قبیل تلسکوپ فضایی جیمز وب) باشد تا بخش‌های عمیق‌تری از فضا و زمان مورد بررسی قرار بگیرد. آیلو گفت: «یک میلیارد سال اول تاریخ جهان، دورۀ خیلی جالبی است که هنوز با ماهواره‌های امروزی رصد نشده است. اندازه‌گیری‌های ما این امکان را فراهم می آورند تا آن بخش‌ها را هم بررسی کنیم. شاید روزی راهی پیدا کنیم تا با آن تا بیگ بنگ نیز به عقب برگردیم و نکات جالبش را بررسی کنیم. این هدف غایی ماست.» جزئیات بیشتر این پژوهش در مجله «Science» منتشر شده است.
انجمن تک رمان
چگونه یک شهاب‌سنگ را شناسایی کنیم؟
یک سنگ جالب پیدا کرده‌اید و میخواهید بدانید از بیرون از زمین آمده یا نه. اینجا ۷ ویژگی را که یک شهاب‌سنگ میتواند داشته باشد و به تعیین بیگانه بودن یا نبودن آن به شما کمک کند را می‌خوانیم:
۱- فلزی بودن
بیشتر شهاب‌سنگ‌ها دستکم مقداری فلز دارند. آیا برق فلز را روی سطح شکستۀ سنگ می‌بینید؟ اگر می‌بینید پس احتمالا یک شهاب‌سنگ پیدا کرده‌اید.
۲- چگالی
شهاب سنگ‌هایی که فلز بسیاری دارند میتوانند در مقایسه با سنگ‌های معمولی چگالی بسیار بیشتری داشته باشند. آیا چیزی با چگالی بسیار بالا پیدا کرده‌اید؟ خوب این میتواند یک شهاب‌سنگ باشد، ولی به یاد داشته باشید که همۀ شهاب‌سنگ‌ها چگال نیستند.
۳- ویژگی‌های مغناطیسی
بسیاری از شهاب‌سنگ‌ها دانه‌های براق فلز آهن-نیکل دارند یا شاید بخش عمده‌شان آهن-نیکل باشد. آهن فلزیست که جذب آهنربا می‌شود. آیا آهنربا به سوی سنگ شما هم کشیده می‌شود؟ اگر آری، پس شاید یک شهاب‌سنگ پیدا کرده باشید. ولی باز یادتان باشد که بسیاری از سنگ‌های معمولی روی زمین هم مغناطیسی هستند. پس تنها داشتن این ویژگی نمیتواند شهاب‌سنگ بودن سنگ شما را ثابت کند.
۴- کندرول
برخی از شهاب‌سنگ‌های آغازین تکه‌های گرد کوچکی از مواد سنگی دارند. این تکه‌های کوچک گرد به نام کُندرول شناخته می‌شوند. اما برخی از سنگ‌های ته‌نشستی (رسوبی) و آذرین (آتشفشانی) هم میتوانند تکه‌های گرد کوچکی که مانند کندرول به نظر می‌رسد داشته باشد. آیا سنگ شما هم کندرول دارد؟ اگر دارد پس ممکن است یک شهاب‌سنگ باشد.
کندرول‌ها در برشی از شهاب‌سنگ NWA 5205
۵- پوستۀ گدازش
هنگامی که یک شهاب دارد در جو پایین می‌آید، به دلیل فشرده شدن بی‌اندازه‌ی هوا د*اغ و د*اغ‌تر می‌شود. تا جایی که سطح بیرونی‌اش گداخته و آب شده و یک پوشش نازک سیاه/قهوه‌ای به نام پوستۀ گدازش روی سطحش شکل می‌گیرد. شهاب‌سنگ‌های آهنی میتوانند نشانه‌هایی از آب شدن فلز روی سطح خود داشته باشند، ولی این کمتر رایج است. پوسته‌های گدازش روی سطح شهاب‌سنگی که تازه افتاده دیده می‌شود. این پوسته‌ها شکننده‌اند و در شهاب‌سنگ‌هایی که مدت بسیاری از افتادنشان می‌گذرد میتوانند دچار هوازدگی شده و از سطح آن جدا شده باشند. گاهی بخش‌های کوچکی از پوستۀ گدازش در حفره‌های سنگ باقی می‌ماند. آیا سنگی که شما یافته‌اید هم پوسته گدازش دارد؟ اگر آری، پس یک شهاب‌سنگ پیدا کرده‌اید.
۶- رِگماگلیپت (چالوک)
هنگامی که سطح شهاب‌سنگ با ورود آن به جو زمین آغاز به آب شدن می‌کند، برخی از بخش‌های آن نسبت به جاهای دیگرش بیشتر آب شده و چاله‌هایی روی آن پدید می‌آورند که مانند جای فشار انگشت روی گِل است (انگار با یک قاشق کوچک یک گودی در چیزی درست کرده باشیم). سطح بیشتر شهاب‌سنگ‌های یافته شده از این چالوک‌ها (رگماگلیپت‌ها) دارد که بزرگی‌شان در شهاب‌سنگ‌های گوناگون از کمتر از ۱ سانتیمتر تا ۱۰ سانتیمتر است. اگر سنگ شما هم بافت چالوکی دارد پس یک شهاب‌سنگ پیدا کرده‌اید.
چالوک‌های (رگماگلیپت‌های) بسیار در شهاب‌سنگ بزرگی به نام Lewis Cliff 85320
۷- رنگ خاکه
بیشتر شهاب‌سنگ‌ها با کشیده شدن روی سطح ویژه (مانند چینی بی‌لعاب) رگه‌ای که رنگ خاکه نام دارد به جا نمی‌گذارند؛ ولی اگر اکسیده شده (زنگ زده) باشند، میتوانند رگه‌ای سرخ به جا بگذارند. اگر سنگ شما یک رگه‌ی سرخ/نارنجی پدید بیاورد، این احتمال نیز هست که یک کانی معمولی زمینی به نام هماتیت (به فارسی کهن: شادنه) باشد. اگر سنگی که یافته‌اید مغناطیسی است و رگه‌ای سیاه یا خاکستری به جا می‌گذارد، میتواند یک کانی اکسید-آهنی زمینی به نام مگنتیت باشد. ولی اگر سنگ شما هیچ رگه‌ای به جا نمی‌گذارد، میتواند یک شهاب‌نگ باشد.
انجمن تک رمان
یک سنگ جالب پیدا کرده‌اید و میخواهید بدانید از بیرون از زمین آمده یا نه. اینجا ۷ ویژگی را که یک شهاب‌سنگ میتواند داشته باشد و به تعیین بیگانه بودن یا نبودن آن به شما کمک کند را می‌خوانیم:
۱- فلزی بودن
بیشتر شهاب‌سنگ‌ها دستکم مقداری فلز دارند. آیا برق فلز را روی سطح شکستۀ سنگ می‌بینید؟ اگر می‌بینید پس احتمالا یک شهاب‌سنگ پیدا کرده‌اید.
۲- چگالی
شهاب سنگ‌هایی که فلز بسیاری دارند میتوانند در مقایسه با سنگ‌های معمولی چگالی بسیار بیشتری داشته باشند. آیا چیزی با چگالی بسیار بالا پیدا کرده‌اید؟ خوب این میتواند یک شهاب‌سنگ باشد، ولی به یاد داشته باشید که همۀ شهاب‌سنگ‌ها چگال نیستند.
۳- ویژگی‌های مغناطیسی
بسیاری از شهاب‌سنگ‌ها دانه‌های براق فلز آهن-نیکل دارند یا شاید بخش عمده‌شان آهن-نیکل باشد. آهن فلزیست که جذب آهنربا می‌شود. آیا آهنربا به سوی سنگ شما هم کشیده می‌شود؟ اگر آری، پس شاید یک شهاب‌سنگ پیدا کرده باشید. ولی باز یادتان باشد که بسیاری از سنگ‌های معمولی روی زمین هم مغناطیسی هستند. پس تنها داشتن این ویژگی نمیتواند شهاب‌سنگ بودن سنگ شما را ثابت کند.
۴- کندرول
برخی از شهاب‌سنگ‌های آغازین تکه‌های گرد کوچکی از مواد سنگی دارند. این تکه‌های کوچک گرد به نام کُندرول شناخته می‌شوند. اما برخی از سنگ‌های ته‌نشستی (رسوبی) و آذرین (آتشفشانی) هم میتوانند تکه‌های گرد کوچکی که مانند کندرول به نظر می‌رسد داشته باشد. آیا سنگ شما هم کندرول دارد؟ اگر دارد پس ممکن است یک شهاب‌سنگ باشد.
کندرول‌ها در برشی از شهاب‌سنگ NWA 5205
۵- پوستۀ گدازش
هنگامی که یک شهاب دارد در جو پایین می‌آید، به دلیل فشرده شدن بی‌اندازه‌ی هوا د*اغ و د*اغ‌تر می‌شود. تا جایی که سطح بیرونی‌اش گداخته و آب شده و یک پوشش نازک سیاه/قهوه‌ای به نام پوستۀ گدازش روی سطحش شکل می‌گیرد. شهاب‌سنگ‌های آهنی میتوانند نشانه‌هایی از آب شدن فلز روی سطح خود داشته باشند، ولی این کمتر رایج است. پوسته‌های گدازش روی سطح شهاب‌سنگی که تازه افتاده دیده می‌شود. این پوسته‌ها شکننده‌اند و در شهاب‌سنگ‌هایی که مدت بسیاری از افتادنشان می‌گذرد میتوانند دچار هوازدگی شده و از سطح آن جدا شده باشند. گاهی بخش‌های کوچکی از پوستۀ گدازش در حفره‌های سنگ باقی می‌ماند. آیا سنگی که شما یافته‌اید هم پوسته گدازش دارد؟ اگر آری، پس یک شهاب‌سنگ پیدا کرده‌اید.
۶- رِگماگلیپت (چالوک)
هنگامی که سطح شهاب‌سنگ با ورود آن به جو زمین آغاز به آب شدن می‌کند، برخی از بخش‌های آن نسبت به جاهای دیگرش بیشتر آب شده و چاله‌هایی روی آن پدید می‌آورند که مانند جای فشار انگشت روی گِل است (انگار با یک قاشق کوچک یک گودی در چیزی درست کرده باشیم). سطح بیشتر شهاب‌سنگ‌های یافته شده از این چالوک‌ها (رگماگلیپت‌ها) دارد که بزرگی‌شان در شهاب‌سنگ‌های گوناگون از کمتر از ۱ سانتیمتر تا ۱۰ سانتیمتر است. اگر سنگ شما هم بافت چالوکی دارد پس یک شهاب‌سنگ پیدا کرده‌اید.
چالوک‌های (رگماگلیپت‌های) بسیار در شهاب‌سنگ بزرگی به نام Lewis Cliff 85320
۷- رنگ خاکه
بیشتر شهاب‌سنگ‌ها با کشیده شدن روی سطح ویژه (مانند چینی بی‌لعاب) رگه‌ای که رنگ خاکه نام دارد به جا نمی‌گذارند؛ ولی اگر اکسیده شده (زنگ زده) باشند، میتوانند رگه‌ای سرخ به جا بگذارند. اگر سنگ شما یک رگه‌ی سرخ/نارنجی پدید بیاورد، این احتمال نیز هست که یک کانی معمولی زمینی به نام هماتیت (به فارسی کهن: شادنه) باشد. اگر سنگی که یافته‌اید مغناطیسی است و رگه‌ای سیاه یا خاکستری به جا می‌گذارد، میتواند یک کانی اکسید-آهنی زمینی به نام مگنتیت باشد. ولی اگر سنگ شما هیچ رگه‌ای به جا نمی‌گذارد، میتواند یک شهاب‌نگ باشد.
انجمن تک رمان
قطعه سنگ‌های باقیمانده از شکل‌گیری منظومه شمسی در پیرامون خورشید پراکنده شده‌اند. بیشتر این اجرام که سیارک نامیده می شوند، در قالب کمربند سیارکی، میان مریخ و مشتری حرکت می کنند.
مدارهای سیارات درونی بصورت دوایر بزرگی در این تصویر از اجرام شناخته شده نشان داده شده است. نقاط سبز نشان دهندهٔ سیارک‌ها در کمربند اصلی میان مریخ و مشتری می باشد. نقاط قرمز سیارک‌هایی هستند که دور از کمربند اصلی واقع شده و خطر اندکی برای برخورد به زمین دارند.
فاصله کمربند سیارک‌ها با خورشید دو و نیم برابر بیشتر از فاصله زمین با خورشید است. میلیاردها سیارک در این کمربند وجود دارد. بیشتر سیارک‌ها نسبتا کوچک هستند، اما سیارک‌های بزرگتری را هم می توان میان آنها پیدا کرد. در اوایل حیات منظومه شمسی، گرد و غبار و سنگ‌های در حال چرخش به دور خورشید به دلیل گرانش در سیاره‌ها گرد هم آمدند. اما ماحصل تمامی مواد یاد شده، دنیاهای جدید نبود. بلکه ناحیه‌ای میان مریخ و مشتری بود که کمربند سیارک‌ها را تشکیل داد.
این مسئله باعث سردرگمی برخی افراد می شود که کمربند از بقایای سیاره نابود شده ساخته شد یا جهانی که مجال ظهور پیدا نکرد. اما بنا به گزارش سازمان ناسا، جرم کل کمربند کمتر از ماه است، آنقدر کوچک که نمیتوان یک سیاره نامید. مشاهدۀ سایر سیارات به دانشمندان کمک می کند تا به شکل بهتری منظومه شمسی را درک نمایند. بر طبق یک نظریه نوپا موسوم به Grand Tack، در پنج میلیون سال نخست منظومه شمسی، مشتری و مریخ قبل از تغییر جهت و بازگشت به سمت بیرونی منظومه شمسی گرایش به سوی خورشید داشتند. این دو سیاره زمینه‌ساز پراکندگی کمربند سیارک اصلی شده و موادی را برای پر کردن مجدد آن ارسال کردند.
“جان چمبرز” از مؤسسه علوم کارنگی طی گزارشی بصورت آنلاین در نشریه ساینس این چنین می نویسد: کمربند سیارک‌ها در مدل Grand Tack در مراحل بسیار ابتدایی معدوم شد و اعضای بازمانده نمونه بزرگی از ناحیه سحابی شمسی را شامل می شوند. کمربند سیارک‌ها فقط مختص منظومه شمسی ما نیست. ابری از گرد و غبار پیرامون ستارهٔ معروف به زتا لپوریس به کمربندی جوان شباهت دارد. مایکل ژوراس استاد دانشگاه کالیفرنیا اظهار داشت:« زتا لپوریس ستاره‌ای نسبتا جوان است؛ شاید تقریبا همسن خورشید باشد منظومه‌ای که پیرامون زتا لپوریس مشاهده شد، به آنچه که در سال‌های ابتدایی منظومه شمسی خودمان اتفاق افتاد شباهت دارد. یعنی زمانی که سیارات و سیارک‌ها شکل گرفتند.»
سایر ستارگان نیز حاوی نشانه‌هایی از کمربند سیارک‌ها هستند. علاوه بر این، پژوهش‌ها درخصوص کوتوله‌های سفید – ستاره‌های خورشید مانند در پایان دوره حیات‌شان – نشان از موادی سنگی دارد که به سطح خود پخش می شوند؛ پس می توان نتیجه گرفت که چنین کمربندهایی در اطراف منظومه‌های رو به نابودی امری رایج و متداول است.
سیارک‌هایی نظیر ایتوکاوا که تصویرش را در اینجا می بینید، شبیه توده‌هایی از پاره سنگ هستند که بصورت شُل و ول به یکدیگر چسبیده‌اند.
بیشتر سیارک‌های موجود در کمربند اصلی از سنگ و صخره ساخته شده‌اند، ولی تعداد ناچیزی از آنها نیز حاوی فلزات نیکل و آهن می باشند. بقیۀ سیارک‌ها از ترکیبی از مواد یاد شده تشکیل یافته‌اند و مواد غنی از کربن در آنها به چشم می خورد. برخی از سیارک‌های دور افتاده حاوی یخ‌های بیشتری هستند. اگرچه این سیارک‌ها به قدر کافی بزرگ نیستند که دارای اتمسفر باشند، اما شواهد و قرائن از وجود آب در بعضی از سیارک‌ها حکایت دارد.
بعضی از سیارک‌ها اندازه بزرگی دارند؛ بیش از ۱۶ سیارک در کمربندی با قطری بیش از ۲۴۰ کیلومتر وجود دارد. بزرگترین سیارک‌ها: وستا، پالاس و هایجیا طولی معادل ۴۰۰ کیلومتر دارند. همچنین این ناحیه در برگیرندهٔ سیاره کوتولهٔ سرس نیز میباشد. سرس با قطر ۹۵۰ کیلومتری به اندازه‌ای بزرگ نیست که سیاره‌ای بالغ در نظر گرفته شود. با این حال، سرس یک سوم جرم کمربند سیارک‌ها را تشکیل می دهد.
سایر سیارک‌ها توده‌های از خرده سنگ به شمار می آیند که در اثر جاذبه کنار هم قرار گرفته‌اند. اکثر سیارک‌ها به قدر کافی اندازۀ بزرگی ندارند که شکل کروی بدست آورند؛ بلکه شکلی نامنظم و بی‌قاعده داشته و غالبا شبیه یک سیب زمینی قلمبه هستند. سیارک ۲۱۶ کلئوپاترا به استخوان سگ شبیه است. سیارک‌ها بر اساس ترکیب شیمیایی‌شان و ضریب انعکاس نور سیارات طبقه‌بندی می شوند.
سیارک‌های نوع C بیش از ۷۵ درصد سیارک‌های شناخته شده را تشکیل میدهند. رشته‌های C نمایانگر کربن بوده و سطوح این سیارک‌های فوق تاریک بسیار تیره هستند. شهاب سنگ‌های چاندریت کربن‌دار در زمین دارای ترکیبی مشابه بوده و احتمال می رود که قطعات خرد شده سیارک‌های بزرگتر باشند. اگرچه سیارک‌های نوع C نقش پر رنگی در کمربند دارند، اما بررسی آژانس فضایی اروپا نشان می دهد، اینها فقط شامل چهل درصد از سیارک‌های نزدیک به خورشید هستند که از جملۀ آنها میتوان به زیر گروه‌های نوع B ، نوع F و نوع G اشاره کرد. سیارک‌های نوع S دومین نوع متداول محسوب می شوند که ۱۷ درصد از سیارک‌های شناخته شده را به خود اختصاص می دهند. این سیارک‌ها در کمربند سیارک درونی به چشم می خورند.
این سیارک‌ها روشن‌تر بوده و دارای ترکیب نیکل-آهن فلزی با آهن و سیلیکات-منیزیم هستند. سیارک‌های نوع M آخرین نوع عمده به شمار می آیند. این سیارک‌ها نسبتا روشن بوده و اکثر آنها از آهن-نیکل خالص تشکیل یافته‌اند که در ناحیه میانی کمربند سیارک‌ها یافت می شوند. بقیهٔ سیارک‌های باقیمانده عبارتند از نوع A ، نوع D ، نوع E ، نوع P ، نوع Q و نوع R.
ناسا در سال ۲۰۰۷ عملیاتی را تحت عنوان “داون” یا “سپیده‌دم” برای بازدید از سرس و وستا انجام داد. فضاپیمای داون در سال ۲۰۱۱ به وستا رسید و قبل از سیر به مقصد سرس در سال ۲۰۱۵ به یک سال در آنجا باقی ماند. طلوع تا پایان عملیات خود در مدار پیرامون سیاره کوتوله باقی خواهد ماند. اگرچه عمده حجم کمربند سیارک‌ها از اجرام سنگی ساخته شده، اما سرس یک جرم یخی است. آثار مواد ارگانیک شناسایی شده در عملیات طلوع نشان می دهد که شاید سرس قبل از فرود در کمربند در مکان‌های دور دست منظومه شمسی تشکیل شده است. با وجود اینکه مواد ارگانیک در روی سطح مشاهده شده‌اند، نباید اینطور تفسیر کرد که بتوان مواد بیشتری را در سیاره کوتوله یافت.
ماریا کریستینا دی سانکتیس از مؤسسه اختر فیزیک فضایی و سیاره‌شناسی فضایی در رم گفت: نمیتوان این مسئله را رد کرد که سایر نقاط غنی از مواد ارگانیک موجود است که در بررسی‌ها جایگاهی نداشته‌اند. کمربند اصلی در فاصلهای دو تا چهار برابر فاصلهٔ زمین با خورشید در میان مریخ و مشتری جای دارد و ناحیه‌ای معادل ۱۴۰ میلیون مایل را در بر می گیرد. اجرام موجود در کمربند به هشت زیر گروه تقسیم شده‌اند و نام آنها از سیارک‌های اصلی در هر گروه برگرفته شده است. این گروه‌ها عبارتند از هونگاریاس، فلوراس، فوسیا، کورونیس، ایوس، تمیس، سیبلس و هیلداس.
اگرچه گاهی اوقات هالیوود سفینه هایی را به تصویر می کشد که وارد کمربند سیارک‌ها می شود، ولی این سفر عموما عادی و فاقد رویداد مهم است. چندین سفینه فضایی با موفقیت و بدون هیچ مشکلی به کمربند سیارک‌ها سفر کرده‌اند؛ از مهمترین آنها می توان به ماموریت فضاپیمای افق‌های نو ناسا به پلوتو اشاره کرد. آلن استرن سرپرست ارشد کاوشگر “افق‌های نو” می نویسد: خوشبختانه، کمربند سیارک‌ها علی‌رغم جمعیت بزرگ متشکل از اجرام کوچک به قدری عظیم است که احتمال مواجهه با یکی از آنها بسیار اندک است. اگر میخواهید به قدر کافی به یک سیارک نزدیک شوید تا مطالعات جامعی درباره آن انجام بدهید، باید یکی را مورد هدف قرار دهید. در کمربند سیارک‌ها یک سری مناطق نسبتا تُهى به نام روزنه‌های Kirkwood وجود دارد. کشش گرانشى غول گازی(مشتری) باعث تهی ماندن این نواحی در مقایسه با بقیه کمربند می شود.
یوهان تیتیوس، اخترشناس آلمانی قرن هجدهم به یک الگوی ریاضی در طرح سیارات اشاره کرد و از آن برای پیش بینی وجود یک سیاره در میان مریخ و مشتری استفاده نمود. اخترشناسان آسمان‌ها را در جستجو برای این جرم گمشده مورد بررسی قرار دادند. در سال ۱۸۰۰ میلادی، ۲۵ اخترشناس گروهی معروف به پلیس سماوی را تشکیل و جستجوی جامعی را ترتیب دادند. اما کشف نخستین جرم در این ناحیه توسط جوسپ پیاتزى یک اخترشناس ایتالیایی انجام شد که عضو گروه نبود؛ وی نام ” سرس” را بر آن نهاد. “پالاس” نیز چندی بعد شناسایی گردید. برای مدتی طولانی این دو را در زمرۀ سیارات جای می دادند؛ تا آغاز قرن نوزدهم میلادی بیش از صد نمونه سیارک کشف شد. دانشمندان آنها را به خاطر اندازه کوچک‌شان سیارک نامیدند.
انجمن تک رمان
مدارهای سیارات درونی بصورت دوایر بزرگی در این تصویر از اجرام شناخته شده نشان داده شده است. نقاط سبز نشان دهندهٔ سیارک‌ها در کمربند اصلی میان مریخ و مشتری می باشد. نقاط قرمز سیارک‌هایی هستند که دور از کمربند اصلی واقع شده و خطر اندکی برای برخورد به زمین دارند.
فاصله کمربند سیارک‌ها با خورشید دو و نیم برابر بیشتر از فاصله زمین با خورشید است. میلیاردها سیارک در این کمربند وجود دارد. بیشتر سیارک‌ها نسبتا کوچک هستند، اما سیارک‌های بزرگتری را هم می توان میان آنها پیدا کرد. در اوایل حیات منظومه شمسی، گرد و غبار و سنگ‌های در حال چرخش به دور خورشید به دلیل گرانش در سیاره‌ها گرد هم آمدند. اما ماحصل تمامی مواد یاد شده، دنیاهای جدید نبود. بلکه ناحیه‌ای میان مریخ و مشتری بود که کمربند سیارک‌ها را تشکیل داد.
این مسئله باعث سردرگمی برخی افراد می شود که کمربند از بقایای سیاره نابود شده ساخته شد یا جهانی که مجال ظهور پیدا نکرد. اما بنا به گزارش سازمان ناسا، جرم کل کمربند کمتر از ماه است، آنقدر کوچک که نمیتوان یک سیاره نامید. مشاهدۀ سایر سیارات به دانشمندان کمک می کند تا به شکل بهتری منظومه شمسی را درک نمایند. بر طبق یک نظریه نوپا موسوم به Grand Tack، در پنج میلیون سال نخست منظومه شمسی، مشتری و مریخ قبل از تغییر جهت و بازگشت به سمت بیرونی منظومه شمسی گرایش به سوی خورشید داشتند. این دو سیاره زمینه‌ساز پراکندگی کمربند سیارک اصلی شده و موادی را برای پر کردن مجدد آن ارسال کردند.
“جان چمبرز” از مؤسسه علوم کارنگی طی گزارشی بصورت آنلاین در نشریه ساینس این چنین می نویسد: کمربند سیارک‌ها در مدل Grand Tack در مراحل بسیار ابتدایی معدوم شد و اعضای بازمانده نمونه بزرگی از ناحیه سحابی شمسی را شامل می شوند. کمربند سیارک‌ها فقط مختص منظومه شمسی ما نیست. ابری از گرد و غبار پیرامون ستارهٔ معروف به زتا لپوریس به کمربندی جوان شباهت دارد. مایکل ژوراس استاد دانشگاه کالیفرنیا اظهار داشت:« زتا لپوریس ستاره‌ای نسبتا جوان است؛ شاید تقریبا همسن خورشید باشد منظومه‌ای که پیرامون زتا لپوریس مشاهده شد، به آنچه که در سال‌های ابتدایی منظومه شمسی خودمان اتفاق افتاد شباهت دارد. یعنی زمانی که سیارات و سیارک‌ها شکل گرفتند.»
سایر ستارگان نیز حاوی نشانه‌هایی از کمربند سیارک‌ها هستند. علاوه بر این، پژوهش‌ها درخصوص کوتوله‌های سفید – ستاره‌های خورشید مانند در پایان دوره حیات‌شان – نشان از موادی سنگی دارد که به سطح خود پخش می شوند؛ پس می توان نتیجه گرفت که چنین کمربندهایی در اطراف منظومه‌های رو به نابودی امری رایج و متداول است.
سیارک‌هایی نظیر ایتوکاوا که تصویرش را در اینجا می بینید، شبیه توده‌هایی از پاره سنگ هستند که بصورت شُل و ول به یکدیگر چسبیده‌اند.
بیشتر سیارک‌های موجود در کمربند اصلی از سنگ و صخره ساخته شده‌اند، ولی تعداد ناچیزی از آنها نیز حاوی فلزات نیکل و آهن می باشند. بقیۀ سیارک‌ها از ترکیبی از مواد یاد شده تشکیل یافته‌اند و مواد غنی از کربن در آنها به چشم می خورد. برخی از سیارک‌های دور افتاده حاوی یخ‌های بیشتری هستند. اگرچه این سیارک‌ها به قدر کافی بزرگ نیستند که دارای اتمسفر باشند، اما شواهد و قرائن از وجود آب در بعضی از سیارک‌ها حکایت دارد.
بعضی از سیارک‌ها اندازه بزرگی دارند؛ بیش از ۱۶ سیارک در کمربندی با قطری بیش از ۲۴۰ کیلومتر وجود دارد. بزرگترین سیارک‌ها: وستا، پالاس و هایجیا طولی معادل ۴۰۰ کیلومتر دارند. همچنین این ناحیه در برگیرندهٔ سیاره کوتولهٔ سرس نیز میباشد. سرس با قطر ۹۵۰ کیلومتری به اندازه‌ای بزرگ نیست که سیاره‌ای بالغ در نظر گرفته شود. با این حال، سرس یک سوم جرم کمربند سیارک‌ها را تشکیل می دهد.
سایر سیارک‌ها توده‌های از خرده سنگ به شمار می آیند که در اثر جاذبه کنار هم قرار گرفته‌اند. اکثر سیارک‌ها به قدر کافی اندازۀ بزرگی ندارند که شکل کروی بدست آورند؛ بلکه شکلی نامنظم و بی‌قاعده داشته و غالبا شبیه یک سیب زمینی قلمبه هستند. سیارک ۲۱۶ کلئوپاترا به استخوان سگ شبیه است. سیارک‌ها بر اساس ترکیب شیمیایی‌شان و ضریب انعکاس نور سیارات طبقه‌بندی می شوند.
سیارک‌های نوع C بیش از ۷۵ درصد سیارک‌های شناخته شده را تشکیل میدهند. رشته‌های C نمایانگر کربن بوده و سطوح این سیارک‌های فوق تاریک بسیار تیره هستند. شهاب سنگ‌های چاندریت کربن‌دار در زمین دارای ترکیبی مشابه بوده و احتمال می رود که قطعات خرد شده سیارک‌های بزرگتر باشند. اگرچه سیارک‌های نوع C نقش پر رنگی در کمربند دارند، اما بررسی آژانس فضایی اروپا نشان می دهد، اینها فقط شامل چهل درصد از سیارک‌های نزدیک به خورشید هستند که از جملۀ آنها میتوان به زیر گروه‌های نوع B ، نوع F و نوع G اشاره کرد. سیارک‌های نوع S دومین نوع متداول محسوب می شوند که ۱۷ درصد از سیارک‌های شناخته شده را به خود اختصاص می دهند. این سیارک‌ها در کمربند سیارک درونی به چشم می خورند.
این سیارک‌ها روشن‌تر بوده و دارای ترکیب نیکل-آهن فلزی با آهن و سیلیکات-منیزیم هستند. سیارک‌های نوع M آخرین نوع عمده به شمار می آیند. این سیارک‌ها نسبتا روشن بوده و اکثر آنها از آهن-نیکل خالص تشکیل یافته‌اند که در ناحیه میانی کمربند سیارک‌ها یافت می شوند. بقیهٔ سیارک‌های باقیمانده عبارتند از نوع A ، نوع D ، نوع E ، نوع P ، نوع Q و نوع R.
ناسا در سال ۲۰۰۷ عملیاتی را تحت عنوان “داون” یا “سپیده‌دم” برای بازدید از سرس و وستا انجام داد. فضاپیمای داون در سال ۲۰۱۱ به وستا رسید و قبل از سیر به مقصد سرس در سال ۲۰۱۵ به یک سال در آنجا باقی ماند. طلوع تا پایان عملیات خود در مدار پیرامون سیاره کوتوله باقی خواهد ماند. اگرچه عمده حجم کمربند سیارک‌ها از اجرام سنگی ساخته شده، اما سرس یک جرم یخی است. آثار مواد ارگانیک شناسایی شده در عملیات طلوع نشان می دهد که شاید سرس قبل از فرود در کمربند در مکان‌های دور دست منظومه شمسی تشکیل شده است. با وجود اینکه مواد ارگانیک در روی سطح مشاهده شده‌اند، نباید اینطور تفسیر کرد که بتوان مواد بیشتری را در سیاره کوتوله یافت.
ماریا کریستینا دی سانکتیس از مؤسسه اختر فیزیک فضایی و سیاره‌شناسی فضایی در رم گفت: نمیتوان این مسئله را رد کرد که سایر نقاط غنی از مواد ارگانیک موجود است که در بررسی‌ها جایگاهی نداشته‌اند. کمربند اصلی در فاصلهای دو تا چهار برابر فاصلهٔ زمین با خورشید در میان مریخ و مشتری جای دارد و ناحیه‌ای معادل ۱۴۰ میلیون مایل را در بر می گیرد. اجرام موجود در کمربند به هشت زیر گروه تقسیم شده‌اند و نام آنها از سیارک‌های اصلی در هر گروه برگرفته شده است. این گروه‌ها عبارتند از هونگاریاس، فلوراس، فوسیا، کورونیس، ایوس، تمیس، سیبلس و هیلداس.
اگرچه گاهی اوقات هالیوود سفینه هایی را به تصویر می کشد که وارد کمربند سیارک‌ها می شود، ولی این سفر عموما عادی و فاقد رویداد مهم است. چندین سفینه فضایی با موفقیت و بدون هیچ مشکلی به کمربند سیارک‌ها سفر کرده‌اند؛ از مهمترین آنها می توان به ماموریت فضاپیمای افق‌های نو ناسا به پلوتو اشاره کرد. آلن استرن سرپرست ارشد کاوشگر “افق‌های نو” می نویسد: خوشبختانه، کمربند سیارک‌ها علی‌رغم جمعیت بزرگ متشکل از اجرام کوچک به قدری عظیم است که احتمال مواجهه با یکی از آنها بسیار اندک است. اگر میخواهید به قدر کافی به یک سیارک نزدیک شوید تا مطالعات جامعی درباره آن انجام بدهید، باید یکی را مورد هدف قرار دهید. در کمربند سیارک‌ها یک سری مناطق نسبتا تُهى به نام روزنه‌های Kirkwood وجود دارد. کشش گرانشى غول گازی(مشتری) باعث تهی ماندن این نواحی در مقایسه با بقیه کمربند می شود.
یوهان تیتیوس، اخترشناس آلمانی قرن هجدهم به یک الگوی ریاضی در طرح سیارات اشاره کرد و از آن برای پیش بینی وجود یک سیاره در میان مریخ و مشتری استفاده نمود. اخترشناسان آسمان‌ها را در جستجو برای این جرم گمشده مورد بررسی قرار دادند. در سال ۱۸۰۰ میلادی، ۲۵ اخترشناس گروهی معروف به پلیس سماوی را تشکیل و جستجوی جامعی را ترتیب دادند. اما کشف نخستین جرم در این ناحیه توسط جوسپ پیاتزى یک اخترشناس ایتالیایی انجام شد که عضو گروه نبود؛ وی نام ” سرس” را بر آن نهاد. “پالاس” نیز چندی بعد شناسایی گردید. برای مدتی طولانی این دو را در زمرۀ سیارات جای می دادند؛ تا آغاز قرن نوزدهم میلادی بیش از صد نمونه سیارک کشف شد. دانشمندان آنها را به خاطر اندازه کوچک‌شان سیارک نامیدند.
انجمن تک رمان
اخترشناسان چگونه اجرام آسمانی را نامگذاری می‌کنند؟
هزاران هزار جرم آسمانی وجود دارد که صدها نفر مختلف در طول قرن‌ها کشف کرده‌اند. در حالیکه بسیاری از آنها اسامی آسانی دارند – مثل سحابی جبار، سحابی مرداب، سحابی پروانه و سحابی ساعت‌شنی – بیشتر آنها نام‌های دشواری دارند. علاوه بر آن، اسامیِ بیادماندنی همیشه با اتحادیۀ بین‌المللی ستاره‌شناسی(IAU) شناسایی نمی‌شوند: تنها سازمانی که اختیار نامگذاری اجرام آسمانی را دارد.
به گزارش بیگ بنگ، حتی آنها نام‌هایی دارند که ترکیبی از خصوصیات تصادفی هستند و اصلأ تصادفی نیستند. در اخترشناسی، اسامی فقط برای مرجع نیستند. بلکه، هر نامگذاری اطلاعاتی را دربارۀ خود شی ارائه میدهد و اغلب اجرام بیش از یک نام دارند. مثلأ کهکشان آندروما را در نظر بگیرید. اگرچه بیشتر افراد آن را با نام غیررسمی‌اش صدا می‌زنند (بر اساس صورت‌فلکی‌اش در آندروما)، این کهکشان به طور رسمی مسیه ۳۱ (M31) و NGC 224 نامیده می‌شود.
در یک اسم چه نهفته است؟
هر زمانی که «مسیه» (یا فقط «M») را در جلوی یک اسم مشاهده می‌کنید (معمولأ حداکثر دو رقم)، به این معنا است که این شی در کاتالوگ مسیه درج شده است. بیشتر این اجرام، نه همۀ آنها – نسخه نهایی شامل ۱۱۰ جرم آسمانی است که توسط “شارل مسیه” در اواخر قرن هجدهم تا اوایل قرن نوزدهم کشف شده‌اند (از آنجاییکه این زمان قبل از عصر مخابرات بوده، برخی از اجرام را در اصل اخترشناسان ِ دیگر مشاهده کرده‌اند و به طور مستقل در زمان‌های بعدی کشف شده‌اند).
نمایی از کهکشان آندرومدا یا M31
نام دیگر آندروما – NGC 224 – از درج این کهکشان در کاتالوگ عمومی جدید [سحابی‌ها و خوشه‌های ستارگان] که با عنوان NGC شناخته می شود، گرفته شده است. چند تکرار در کاتالوگ مشاهده می‌شود و با کاتالوگ عمومی سحابی‌ها و خوشه‌ها(GC) آغاز می‌شود؛ این کاتالوگ توسط ویلیام هرشل در سال ۱۷۸۶ گردآوری شده است. جان هرشل بر اساس کاتالوگ ۲۵۰۰ موردیِ پدرش دومین نسخه را منتشر کرد و اساسِ سومین کاتالوگ را بنا کرد، این کاتالوگ را “جان لوئیس امیل دریر” در اواخر دهۀ ۱۸۰۰ منتشر کرد.
همچنین با حروف IC مواجه می‌شوید که فرم کوتاه شدۀ کاتالوگ‌های شاخص [سحابی‌ها و خوشه‌های ستارگان] است. کاتالوگ‌های دیگری نیز وجود دارد؛ همچنین برخی از اعداد مخفف‌هایی را دنبال می‌کنند که به اجرام مختلفی تعلق دارند. آنها یا به عنوان نقاط مرجع بکار می‌روند یا به مختصات اشیای مورد نظر اشاره دارند.
ستارگان و سیارات انفرادی
از طرف دیگر، سیارات در کاتالوگ عمومی جدید درج نمی‌شوند. آنها طبقه‌بندی کاملأ متفاوتی دارند. آنها اغلب با پیشوند HD، GJ یا Kepler همراهند. نام HD – فرم کوتاه شدۀ کاتالوگ “هنری دراپر” – برای اولین‌بار در اوایل قرن بیستم مطرح شد. از زمان انتشار نسخۀ اولیه (که کاتالوگ “دراپرِ” طیف‌های ستاره‌ای نامیده می‌شود)، بیش از ۳۵۰ هزار ستاره – که تقریبأ کل آسمان شب را پوشش میدهند – شناسایی شدند و در کاتالوگ جای گرفتند. خیلی از آنها آنقدر دور بودند که با چشم غیرمسلح دیده نمی‌شدند.
کاتالوگ HD اکنون شامل مجموعه‌ای تأثیرگذار از سیارات می باشد. در این کاتالوگ ستارگان هم درج شده‌اند. اولین ستارگان با شمارۀ ۱ شروع و با شمارۀ ۲۲۵۳۰۰ به پایان می‌رسند. دومین اصلاحیه از شمارۀ ۲۲۵۳۰۱ تا شمارۀ ۳۵۹۰۸۳ میباشد – که به طبقه‌بندی طیفی ستارگان، مربوط می‌شود.
HIP یا کاتالوگ “هیپ‌پارکوس” به اجرامی می‌پردازد که توسط ماهوارۀ هیپ‌پارکوس سازمان فضایی اروپا(ESA) کشف شده‌اند. طبیعتأ، اجرام کپلر از تلسکوپ فضایی کپلر رصد شده‌اند نیز با عنوان kepler دسته‌بندی می شوند. همچنین، KOI در واقع «شی مورد نظر کپلر» را نشان میدهد. در آخر، کاتالوگ Gliese–Jahreiß (GJ) وجود دارد. این کاتالوگ اجرامی که در فاصلۀ ۸۲ سال نوری از زمین قرار دارند را نشان میدهد.
ستارگان متغیر
بسیاری از ستارگان مثل خورشید ما روشنایی ایستایی دارند. آنها اغلب در معرض تغییرات ناگهانی قرار دارند. این ستارگان را متغیر می‌نامیم و غالبأ براساس صورت‌فلکی‌شان طبقه‌بندی می‌شوند. براساس دسته‌بندی اتحادیۀ بین‌المللی ستاره‌شناسی، اسامی شامل یک یا دو حرف و نام صورت‌فلکی (مثل U Sagittarii یا RR Lyrae) یا نامی که بعد از «V» آمده و نام صورت‌فلکی هستند (مثل V 1500 Cygni) می باشد.
در هر صورت‌فلکی، اولین ستاره متغیرِ کشف شده با حرف «R» و مضاف‌الیه نام صورت‌فلکی مثل « R Andromedae» (یک متغیر طولانی مدت) شناسایی می‌شود، دومین متغیر «S» است (مثلأ « S Andromedae » ابرنواختری است که در کهکشان آندرومدا (M31) رخ داده) و همچنان تا «Z» و تا عدد ۹ ادامه پیدا می‌کنند؛ سپس دهمین متغیر «PR» است که با «RS» دنبال می‌شود تا «RZ»، «SS» (نه «RS») تا «SZ» و «YY»، «YZ» تا «ZZ» و سپس «AA»، «AB» تا «AZ»، «BB» تا «BZ» و «QQ» تا «QZ» (در اینجا حرف «J» استفاده نمی‌شود تا با حرف «I» اشتباه گرفته نشود. با شمارش این الگو به ۳۳۴ نام برای هر صورت‌فلکی می‌رسیم و متغیرهایی که با عدد ۳۳۵ آغاز می‌شوند بصورت «V 335»، «V336» و غیره… دسته‌بندی می شوند.
دنباله‌دارها و سیارک‌ها
اسامی دنباله‌دارها و سیارک‌ها ساده‌ترین نامگذاری هستند. آنها یک حرف یک اسلش، چهار عدد، یک حرف دیگر و اعداد بیشتر دارند. اولین حرف براساس خصوصیات مداری جرم می باشد. اگر یک دنباله‌دار دوره‌ای باشد، با حرف P و اگر دنباله‌دار غیردوره‌ای باشد با حرف C نمایش داده می‌شود.(دنباله‌دار دوره‌ای، دنباله‌داری است، که در مداری نزدیک به زمین در فواصل زمانی منظمی در حال چرخیدن است و دنباله‌دار غیر دوره ای دنباله‌داری است که بیش از یک عبور حضیض خورشیدی‌اش تأیید نشده است) اگر دورۀ مداری کاهش پیدا نکند حرف x را به خودش می‌گیرد و اگر دنباله‌دار دیگر وجود نداشته باشد، حرف d به آن اضافه می‌شود.
چهار عددی که پس از آن قرار می‌گیرند سالی که این شی کشف شده، «نیمۀ ماهی که در آن سال رصد شده» و ترتیب کشف را نشان میدهند. در آخر، وقتی این اجرام شناسایی شوند، اخترشناسان نام فرد (یا افرادی) که آن را کشف کرده‌اند را اضافه می‌کنند.
ابرنواخترها
ابرنواخترها – رویدادهای تحولی عظیمی که پس از مرگ ستارگان پرجرم رخ میدهند – جزو درخشان‌ترین آتش‌بازی‌های کیهانی هستند. روند پیدا کردن و نامگذاری آنها ساده است. همانند ستارگان نرمال، نامگذاری آنها نام صورت‌های‌فلکی که در آن قرار دارند، سال کشف و یک عدد تصادفی، می باشد.
انجمن تک رمان
هزاران هزار جرم آسمانی وجود دارد که صدها نفر مختلف در طول قرن‌ها کشف کرده‌اند. در حالیکه بسیاری از آنها اسامی آسانی دارند – مثل سحابی جبار، سحابی مرداب، سحابی پروانه و سحابی ساعت‌شنی – بیشتر آنها نام‌های دشواری دارند. علاوه بر آن، اسامیِ بیادماندنی همیشه با اتحادیۀ بین‌المللی ستاره‌شناسی(IAU) شناسایی نمی‌شوند: تنها سازمانی که اختیار نامگذاری اجرام آسمانی را دارد.
به گزارش بیگ بنگ، حتی آنها نام‌هایی دارند که ترکیبی از خصوصیات تصادفی هستند و اصلأ تصادفی نیستند. در اخترشناسی، اسامی فقط برای مرجع نیستند. بلکه، هر نامگذاری اطلاعاتی را دربارۀ خود شی ارائه میدهد و اغلب اجرام بیش از یک نام دارند. مثلأ کهکشان آندروما را در نظر بگیرید. اگرچه بیشتر افراد آن را با نام غیررسمی‌اش صدا می‌زنند (بر اساس صورت‌فلکی‌اش در آندروما)، این کهکشان به طور رسمی مسیه ۳۱ (M31) و NGC 224 نامیده می‌شود.
در یک اسم چه نهفته است؟
هر زمانی که «مسیه» (یا فقط «M») را در جلوی یک اسم مشاهده می‌کنید (معمولأ حداکثر دو رقم)، به این معنا است که این شی در کاتالوگ مسیه درج شده است. بیشتر این اجرام، نه همۀ آنها – نسخه نهایی شامل ۱۱۰ جرم آسمانی است که توسط “شارل مسیه” در اواخر قرن هجدهم تا اوایل قرن نوزدهم کشف شده‌اند (از آنجاییکه این زمان قبل از عصر مخابرات بوده، برخی از اجرام را در اصل اخترشناسان ِ دیگر مشاهده کرده‌اند و به طور مستقل در زمان‌های بعدی کشف شده‌اند).
نمایی از کهکشان آندرومدا یا M31
نام دیگر آندروما – NGC 224 – از درج این کهکشان در کاتالوگ عمومی جدید [سحابی‌ها و خوشه‌های ستارگان] که با عنوان NGC شناخته می شود، گرفته شده است. چند تکرار در کاتالوگ مشاهده می‌شود و با کاتالوگ عمومی سحابی‌ها و خوشه‌ها(GC) آغاز می‌شود؛ این کاتالوگ توسط ویلیام هرشل در سال ۱۷۸۶ گردآوری شده است. جان هرشل بر اساس کاتالوگ ۲۵۰۰ موردیِ پدرش دومین نسخه را منتشر کرد و اساسِ سومین کاتالوگ را بنا کرد، این کاتالوگ را “جان لوئیس امیل دریر” در اواخر دهۀ ۱۸۰۰ منتشر کرد.
همچنین با حروف IC مواجه می‌شوید که فرم کوتاه شدۀ کاتالوگ‌های شاخص [سحابی‌ها و خوشه‌های ستارگان] است. کاتالوگ‌های دیگری نیز وجود دارد؛ همچنین برخی از اعداد مخفف‌هایی را دنبال می‌کنند که به اجرام مختلفی تعلق دارند. آنها یا به عنوان نقاط مرجع بکار می‌روند یا به مختصات اشیای مورد نظر اشاره دارند.
ستارگان و سیارات انفرادی
از طرف دیگر، سیارات در کاتالوگ عمومی جدید درج نمی‌شوند. آنها طبقه‌بندی کاملأ متفاوتی دارند. آنها اغلب با پیشوند HD، GJ یا Kepler همراهند. نام HD – فرم کوتاه شدۀ کاتالوگ “هنری دراپر” – برای اولین‌بار در اوایل قرن بیستم مطرح شد. از زمان انتشار نسخۀ اولیه (که کاتالوگ “دراپرِ” طیف‌های ستاره‌ای نامیده می‌شود)، بیش از ۳۵۰ هزار ستاره – که تقریبأ کل آسمان شب را پوشش میدهند – شناسایی شدند و در کاتالوگ جای گرفتند. خیلی از آنها آنقدر دور بودند که با چشم غیرمسلح دیده نمی‌شدند.
کاتالوگ HD اکنون شامل مجموعه‌ای تأثیرگذار از سیارات می باشد. در این کاتالوگ ستارگان هم درج شده‌اند. اولین ستارگان با شمارۀ ۱ شروع و با شمارۀ ۲۲۵۳۰۰ به پایان می‌رسند. دومین اصلاحیه از شمارۀ ۲۲۵۳۰۱ تا شمارۀ ۳۵۹۰۸۳ میباشد – که به طبقه‌بندی طیفی ستارگان، مربوط می‌شود.
HIP یا کاتالوگ “هیپ‌پارکوس” به اجرامی می‌پردازد که توسط ماهوارۀ هیپ‌پارکوس سازمان فضایی اروپا(ESA) کشف شده‌اند. طبیعتأ، اجرام کپلر از تلسکوپ فضایی کپلر رصد شده‌اند نیز با عنوان kepler دسته‌بندی می شوند. همچنین، KOI در واقع «شی مورد نظر کپلر» را نشان میدهد. در آخر، کاتالوگ Gliese–Jahreiß (GJ) وجود دارد. این کاتالوگ اجرامی که در فاصلۀ ۸۲ سال نوری از زمین قرار دارند را نشان میدهد.
ستارگان متغیر
بسیاری از ستارگان مثل خورشید ما روشنایی ایستایی دارند. آنها اغلب در معرض تغییرات ناگهانی قرار دارند. این ستارگان را متغیر می‌نامیم و غالبأ براساس صورت‌فلکی‌شان طبقه‌بندی می‌شوند. براساس دسته‌بندی اتحادیۀ بین‌المللی ستاره‌شناسی، اسامی شامل یک یا دو حرف و نام صورت‌فلکی (مثل U Sagittarii یا RR Lyrae) یا نامی که بعد از «V» آمده و نام صورت‌فلکی هستند (مثل V 1500 Cygni) می باشد.
در هر صورت‌فلکی، اولین ستاره متغیرِ کشف شده با حرف «R» و مضاف‌الیه نام صورت‌فلکی مثل « R Andromedae» (یک متغیر طولانی مدت) شناسایی می‌شود، دومین متغیر «S» است (مثلأ « S Andromedae » ابرنواختری است که در کهکشان آندرومدا (M31) رخ داده) و همچنان تا «Z» و تا عدد ۹ ادامه پیدا می‌کنند؛ سپس دهمین متغیر «PR» است که با «RS» دنبال می‌شود تا «RZ»، «SS» (نه «RS») تا «SZ» و «YY»، «YZ» تا «ZZ» و سپس «AA»، «AB» تا «AZ»، «BB» تا «BZ» و «QQ» تا «QZ» (در اینجا حرف «J» استفاده نمی‌شود تا با حرف «I» اشتباه گرفته نشود. با شمارش این الگو به ۳۳۴ نام برای هر صورت‌فلکی می‌رسیم و متغیرهایی که با عدد ۳۳۵ آغاز می‌شوند بصورت «V 335»، «V336» و غیره… دسته‌بندی می شوند.
دنباله‌دارها و سیارک‌ها
اسامی دنباله‌دارها و سیارک‌ها ساده‌ترین نامگذاری هستند. آنها یک حرف یک اسلش، چهار عدد، یک حرف دیگر و اعداد بیشتر دارند. اولین حرف براساس خصوصیات مداری جرم می باشد. اگر یک دنباله‌دار دوره‌ای باشد، با حرف P و اگر دنباله‌دار غیردوره‌ای باشد با حرف C نمایش داده می‌شود.(دنباله‌دار دوره‌ای، دنباله‌داری است، که در مداری نزدیک به زمین در فواصل زمانی منظمی در حال چرخیدن است و دنباله‌دار غیر دوره ای دنباله‌داری است که بیش از یک عبور حضیض خورشیدی‌اش تأیید نشده است) اگر دورۀ مداری کاهش پیدا نکند حرف x را به خودش می‌گیرد و اگر دنباله‌دار دیگر وجود نداشته باشد، حرف d به آن اضافه می‌شود.
چهار عددی که پس از آن قرار می‌گیرند سالی که این شی کشف شده، «نیمۀ ماهی که در آن سال رصد شده» و ترتیب کشف را نشان میدهند. در آخر، وقتی این اجرام شناسایی شوند، اخترشناسان نام فرد (یا افرادی) که آن را کشف کرده‌اند را اضافه می‌کنند.
ابرنواخترها
ابرنواخترها – رویدادهای تحولی عظیمی که پس از مرگ ستارگان پرجرم رخ میدهند – جزو درخشان‌ترین آتش‌بازی‌های کیهانی هستند. روند پیدا کردن و نامگذاری آنها ساده است. همانند ستارگان نرمال، نامگذاری آنها نام صورت‌های‌فلکی که در آن قرار دارند، سال کشف و یک عدد تصادفی، می باشد.
انجمن تک رمان
دانشمندان چگونه در فضا کشاورزی می‌کنند؟
فضانوردان در فضا معمولا غذایی می‌خورند که از قبل روی زمین آماده شده و به صورت وکیوم به فضا فرستاده شده است. این غذاها با راکت به فضا فرستاده می‌شود. اما برای سفر فضایی طولانی به چه نوع غذایی نیاز است؟ دانشمندان معتقدند که در سفرهای طولانی فضایی باید بتوانند خودشان مواد غذایی را کشت دهند و از آن برای تنفس هوا هم اکسیژن بگیرند.
از آغاز فعالیت انسان برای سفر به فضا نیز تغذیه به عنوان یکی از اولین نیازهای بشر، مورد توجه کارشناسان و دانشمندان بوده است. در سال ١٩۶٢، یعنی تنها یک سال پس از نخستین پروازهای فضایی بشر، «سرگئی کورولف»، طراح ناوهای کیهانی شوروی، خطوط اصلی یک برنامه تحقیقاتی گیاه‌شناسی را، برای پرورش گیاهان در فضا ترسیم و مشخص کرد. در زمان آغاز سفرهای فضایی، یکی از نخستین پرسش‌ها این بود که گیاهان در جاذبه اندک چگونه رشد می‌کنند؟ آیا اصلا رشد خواهند کرد؟ چطور؟ چگونه باید آنها را آبیاری کرد؟ چون در این محیط گ*از و آب به گونه دیگری جریان دارند و آب مثل روی زمین جاری نیست. یک مشکل دیگر هم وجود دارد: هر جسم زنده‌ای حتی گیاهان باید گرمای زائد را رها و از خود دور کنند. در زمین بر اثر گرما و سرما، هوا حرکت می‌کند و جریان می‌یابد اما واضح است که در ریزگرانش (جاذبه اندک موجود در فضا)، این جریان به وجود نمی‌آید.
همانطور که ب*دن انسان در جاذبه کم نمیتواند عملکردی کاملاً طبیعی داشته باشد، گیاهان نیز در این ماموریت‌ها دچار مشکلاتی می‌شدند. شاید دلیل این عملکرد غیرمعمول گیاهان را باید در بیوشیمی سلول‌های آنها جست. گیاهانی که در این سفرها به فضا برده می‌شدند، دچار جهش‌های عجیب ژنتیکی شده، به شکل‌های عجیبی رشد می‌کردند. بعلاوه، بذرها نیز جوانه نمی‌زدند یا رشد خوبی نداشتند. همچنین این گیاهان در تولید بذرهایی مولد برای نسل بعدی ناتوان بودند. به این ترتیب بود که امکان کشت گیاهان در فضا تا سال‌ها در هاله‌ای از ابهام فرورفت.
اما چند سالی است که دانشمندانی از نقاط مختلف دنیا به بررسی شیوه‌های مختلف پرورش گیاهان در فضا می‌پردازند. در یکی از موفق‌ترین این پروژه‌ها، دانشمندان کپسولی ساختند که در آن، دو نسل از یک گیاه توانست بخوبی در ایستگاه فضایی رشد و نمو کند. اولین محصولات غذایی فضایی را کیهان‌نوردان روسی در سال ۲۰۰۳ میلادی در فضا مصرف کردند و در سال ۲۰۱۵ نیز فضانوردان آمریکایی برای اولین بار در فضا، نوعی کاهو به عمل آوردند.
تولید غذا در فضا ساده نیست، اما غیرممکن هم نیست. کشاورزی در فضا به چیزهای زیادی نیاز دارد و این همان کاری است که تیمی در آژانس فضایی اروپا مشغول انجام آن است. گیاه نیاز به شتاب جاذبه‌ای حدود ۰/۱ شتاب جاذبه روی سطح زمین دارد تا بتواند بالا را از پایین تشخیص دهد. گیاهان برای رشد و نمو به خاک نیاز دارند. اکنون میتوان از خاکی که از زمین به فضا برده می‌شود و نیز فضولات انسانی برای تامین مواد مورد نیاز گیاهان استفاده کرد. اما اگر بشر بخواهد روی مریخ یا هر محیط دیگری بجز زمین اقامت کند، با مشکل دیگری روبه‌رو می‌شود و آن هم لزوم تامین حجم زیادی از خاک و صد البته، هزینه‌های سرسام‌آور ارسال این مقدار خاک از زمین به فضاست. به این ترتیب، یافتن جایگزینی برای خاک ارسالی از زمین، ضروری به نظر می‌رسد.
با اینکه در ماموریت‌های فضاپیمای آپولو، آزمایش‌های متعددی در مورد امکان کاشت گیاهان در خاک سطح ماه به انجام رسید، اما این آزمایش‌ها به اندازه‌ای نبود که مشخص کند آیا میتوان از این خاک برای تامین مواد غذایی مورد نیاز انسان توسط منابع گیاهی بهره گرفت یا خیر. خاک سطح ماه از ج*ن*س سنگ‌های بازالتی و نیز دیگر مواد آتشفشانی است. تاکنون چند تیم پژوهشی به بررسی امکان کاشت گیاهان با استفاده از خاکی مشابه آنچه روی سطح ماه یا مریخ یافت می‌شود پرداخته‌اند. گفتنی است خاک سطح ماه و مریخ شباهت زیادی به خاک مناطق آتشفشانی روی زمین دارد.
برای نمونه، گروهی از دانشمندان هلندی اعلام کردند که توانستند چهار گیاه گندم، گوجه فرنگی، تره و خردل را به مدت ۵۰ روز و بدون هرگونه مواد افزودنی در چنین خاکی پرورش دهند. جالب اینجاست که میزان رشد این گیاهان در این نوع خاک آتشفشانی از میزان رشد آنها در خاک کم‌کیفیت زمینی هم بهتر بود.
سیستم تولید گیاه(که با نام تجهیزات گیاهی نیز شناخته می شود) در ایستگاه فضایی برای پرورش گیاهان درون گلخانه‌ای پلاستیکی در جاذبۀ ناچیز می باشد. این آزمایش شامل یک چادر پلاستیکی تاشو است که جو قابل کنترلی داشته و به منظور افزایش رشد سبزیجات، با چراغ‌های LED به رنگ قرمز، آبی و سبز مجهز شده است. از آنجایی که خاک با سفر فضایی همخوانی ندارد، بذر گیاهان در “بالشتک”هایی قرار دارند که در نقش خاک، آب را حفظ کرده و محل مورد نیاز برای رشد ریشه گیاهان را فراهم می کند. برخی پژوهش‌ها نشان میدهد که شرایط غیرعادی جاذبه کم فضا، گیاهان را تحت فشار قرار می دهد، اما گیاهان خودشان را با شرایط وفق می دهند و می توانند برای آینده کشاورزی نجومی سودمند باشند.
ریشه‌های گیاهان معمولأ به طور نزولی درون خاک رشد می کنند و به دنبال آب و مواد مغذی هستند اما در فضا، جوانه‌ها نمی‌دانستند کدام مسیر نزولی است. این امر باعث شد الگوهای تصادفی از رشد ریشه به وجود بیاید که بهتر از این است که دانه اصلأ رشد نکند. اگرچه آنها سعی کردند با محیط سازگاری پیدا کنند، مطالعه ژنتیکی نشان داد که محیط ریزگرانش گیاهان را تحت فشار قرار داد. ژن‌های خاصی که معمولأ تحت شرایط استرس زا مثل گرما، سرما و شوری بیان می شوند در مقادیر بالایی شناسایی شدند. تابش اشعۀ قرمز بر روی دانه‌ها به نظر با اثرات منفی جاذبه اندک مقابله کرد و رشد سلولی گیاهان را ادامه داد. رفتار گیاهان به طور واضح تحت تأثیر قرار گرفته بود، اما نتایج نشان می دهد که ریزگرانش بدترین دشمن محصولات فضایی نیست – افتخار آن به تابش زیاد نیز می‌رسد.
اگر ما انسان‌ها بخواهیم به گونه‌هایی بین سیاره‌ای تبدیل شویم – هدفی که ایلان ماسک زندگی‌اش را برای رسیدن به آن اختصاص داده – باید یاد بگیریم غذا را در فضا تولید کنیم. جاذبه کم، تابش بیش از حد و کمبود آب همگی محصولات فضایی را خ*را*ب می کنند، بنابراین ما (و گیاهان) باید یاد بگیریم چگونه این موانع را کنار بزنیم. دانشمندان اعتقاد دارند که برای سفرهای فضایی طولانی هیچ چاره‌ای به غیر از ایجاد چرخه‌های بسته وجود ندارد. شاید غذایی که در فضا رویانده شود نصف نیازهای روزانه فضانوردان را تأمین کند، ضمن اینکه چرخه اکسیژن و بازیافت آب را به میزان زیاد افزایش دهد. شاید این روز درست هنگامی برسد که اولین مأموریت فضایی چند ساله برای سفر به اعماق فضا، آغاز شده باشد.
انجمن تک رمان
فضانوردان در فضا معمولا غذایی می‌خورند که از قبل روی زمین آماده شده و به صورت وکیوم به فضا فرستاده شده است. این غذاها با راکت به فضا فرستاده می‌شود. اما برای سفر فضایی طولانی به چه نوع غذایی نیاز است؟ دانشمندان معتقدند که در سفرهای طولانی فضایی باید بتوانند خودشان مواد غذایی را کشت دهند و از آن برای تنفس هوا هم اکسیژن بگیرند.
از آغاز فعالیت انسان برای سفر به فضا نیز تغذیه به عنوان یکی از اولین نیازهای بشر، مورد توجه کارشناسان و دانشمندان بوده است. در سال ١٩۶٢، یعنی تنها یک سال پس از نخستین پروازهای فضایی بشر، «سرگئی کورولف»، طراح ناوهای کیهانی شوروی، خطوط اصلی یک برنامه تحقیقاتی گیاه‌شناسی را، برای پرورش گیاهان در فضا ترسیم و مشخص کرد. در زمان آغاز سفرهای فضایی، یکی از نخستین پرسش‌ها این بود که گیاهان در جاذبه اندک چگونه رشد می‌کنند؟ آیا اصلا رشد خواهند کرد؟ چطور؟ چگونه باید آنها را آبیاری کرد؟ چون در این محیط گ*از و آب به گونه دیگری جریان دارند و آب مثل روی زمین جاری نیست. یک مشکل دیگر هم وجود دارد: هر جسم زنده‌ای حتی گیاهان باید گرمای زائد را رها و از خود دور کنند. در زمین بر اثر گرما و سرما، هوا حرکت می‌کند و جریان می‌یابد اما واضح است که در ریزگرانش (جاذبه اندک موجود در فضا)، این جریان به وجود نمی‌آید.
همانطور که ب*دن انسان در جاذبه کم نمیتواند عملکردی کاملاً طبیعی داشته باشد، گیاهان نیز در این ماموریت‌ها دچار مشکلاتی می‌شدند. شاید دلیل این عملکرد غیرمعمول گیاهان را باید در بیوشیمی سلول‌های آنها جست. گیاهانی که در این سفرها به فضا برده می‌شدند، دچار جهش‌های عجیب ژنتیکی شده، به شکل‌های عجیبی رشد می‌کردند. بعلاوه، بذرها نیز جوانه نمی‌زدند یا رشد خوبی نداشتند. همچنین این گیاهان در تولید بذرهایی مولد برای نسل بعدی ناتوان بودند. به این ترتیب بود که امکان کشت گیاهان در فضا تا سال‌ها در هاله‌ای از ابهام فرورفت.
اما چند سالی است که دانشمندانی از نقاط مختلف دنیا به بررسی شیوه‌های مختلف پرورش گیاهان در فضا می‌پردازند. در یکی از موفق‌ترین این پروژه‌ها، دانشمندان کپسولی ساختند که در آن، دو نسل از یک گیاه توانست بخوبی در ایستگاه فضایی رشد و نمو کند. اولین محصولات غذایی فضایی را کیهان‌نوردان روسی در سال ۲۰۰۳ میلادی در فضا مصرف کردند و در سال ۲۰۱۵ نیز فضانوردان آمریکایی برای اولین بار در فضا، نوعی کاهو به عمل آوردند.
تولید غذا در فضا ساده نیست، اما غیرممکن هم نیست. کشاورزی در فضا به چیزهای زیادی نیاز دارد و این همان کاری است که تیمی در آژانس فضایی اروپا مشغول انجام آن است. گیاه نیاز به شتاب جاذبه‌ای حدود ۰/۱ شتاب جاذبه روی سطح زمین دارد تا بتواند بالا را از پایین تشخیص دهد. گیاهان برای رشد و نمو به خاک نیاز دارند. اکنون میتوان از خاکی که از زمین به فضا برده می‌شود و نیز فضولات انسانی برای تامین مواد مورد نیاز گیاهان استفاده کرد. اما اگر بشر بخواهد روی مریخ یا هر محیط دیگری بجز زمین اقامت کند، با مشکل دیگری روبه‌رو می‌شود و آن هم لزوم تامین حجم زیادی از خاک و صد البته، هزینه‌های سرسام‌آور ارسال این مقدار خاک از زمین به فضاست. به این ترتیب، یافتن جایگزینی برای خاک ارسالی از زمین، ضروری به نظر می‌رسد.
با اینکه در ماموریت‌های فضاپیمای آپولو، آزمایش‌های متعددی در مورد امکان کاشت گیاهان در خاک سطح ماه به انجام رسید، اما این آزمایش‌ها به اندازه‌ای نبود که مشخص کند آیا میتوان از این خاک برای تامین مواد غذایی مورد نیاز انسان توسط منابع گیاهی بهره گرفت یا خیر. خاک سطح ماه از ج*ن*س سنگ‌های بازالتی و نیز دیگر مواد آتشفشانی است. تاکنون چند تیم پژوهشی به بررسی امکان کاشت گیاهان با استفاده از خاکی مشابه آنچه روی سطح ماه یا مریخ یافت می‌شود پرداخته‌اند. گفتنی است خاک سطح ماه و مریخ شباهت زیادی به خاک مناطق آتشفشانی روی زمین دارد.
برای نمونه، گروهی از دانشمندان هلندی اعلام کردند که توانستند چهار گیاه گندم، گوجه فرنگی، تره و خردل را به مدت ۵۰ روز و بدون هرگونه مواد افزودنی در چنین خاکی پرورش دهند. جالب اینجاست که میزان رشد این گیاهان در این نوع خاک آتشفشانی از میزان رشد آنها در خاک کم‌کیفیت زمینی هم بهتر بود.
سیستم تولید گیاه(که با نام تجهیزات گیاهی نیز شناخته می شود) در ایستگاه فضایی برای پرورش گیاهان درون گلخانه‌ای پلاستیکی در جاذبۀ ناچیز می باشد. این آزمایش شامل یک چادر پلاستیکی تاشو است که جو قابل کنترلی داشته و به منظور افزایش رشد سبزیجات، با چراغ‌های LED به رنگ قرمز، آبی و سبز مجهز شده است. از آنجایی که خاک با سفر فضایی همخوانی ندارد، بذر گیاهان در “بالشتک”هایی قرار دارند که در نقش خاک، آب را حفظ کرده و محل مورد نیاز برای رشد ریشه گیاهان را فراهم می کند. برخی پژوهش‌ها نشان میدهد که شرایط غیرعادی جاذبه کم فضا، گیاهان را تحت فشار قرار می دهد، اما گیاهان خودشان را با شرایط وفق می دهند و می توانند برای آینده کشاورزی نجومی سودمند باشند.
ریشه‌های گیاهان معمولأ به طور نزولی درون خاک رشد می کنند و به دنبال آب و مواد مغذی هستند اما در فضا، جوانه‌ها نمی‌دانستند کدام مسیر نزولی است. این امر باعث شد الگوهای تصادفی از رشد ریشه به وجود بیاید که بهتر از این است که دانه اصلأ رشد نکند. اگرچه آنها سعی کردند با محیط سازگاری پیدا کنند، مطالعه ژنتیکی نشان داد که محیط ریزگرانش گیاهان را تحت فشار قرار داد. ژن‌های خاصی که معمولأ تحت شرایط استرس زا مثل گرما، سرما و شوری بیان می شوند در مقادیر بالایی شناسایی شدند. تابش اشعۀ قرمز بر روی دانه‌ها به نظر با اثرات منفی جاذبه اندک مقابله کرد و رشد سلولی گیاهان را ادامه داد. رفتار گیاهان به طور واضح تحت تأثیر قرار گرفته بود، اما نتایج نشان می دهد که ریزگرانش بدترین دشمن محصولات فضایی نیست – افتخار آن به تابش زیاد نیز می‌رسد.
اگر ما انسان‌ها بخواهیم به گونه‌هایی بین سیاره‌ای تبدیل شویم – هدفی که ایلان ماسک زندگی‌اش را برای رسیدن به آن اختصاص داده – باید یاد بگیریم غذا را در فضا تولید کنیم. جاذبه کم، تابش بیش از حد و کمبود آب همگی محصولات فضایی را خ*را*ب می کنند، بنابراین ما (و گیاهان) باید یاد بگیریم چگونه این موانع را کنار بزنیم. دانشمندان اعتقاد دارند که برای سفرهای فضایی طولانی هیچ چاره‌ای به غیر از ایجاد چرخه‌های بسته وجود ندارد. شاید غذایی که در فضا رویانده شود نصف نیازهای روزانه فضانوردان را تأمین کند، ضمن اینکه چرخه اکسیژن و بازیافت آب را به میزان زیاد افزایش دهد. شاید این روز درست هنگامی برسد که اولین مأموریت فضایی چند ساله برای سفر به اعماق فضا، آغاز شده باشد.
انجمن تک رمان
آیا مشتری میتواند به یک ستاره تبدیل شود؟
سفینه‌ی فضایی گالیله‌ی ناسا در ۷ دسامبر سال ۱۹۹۵ به مشتری رسید و سعی کرد این سیاره‌ی غول پیکر را تقریبأ به مدت ۸ ساعت مطالعه کند. این سفینه مقدار زیادی اطلاعات علمی را ارسال کرد که انقلابی در درک ما از منظومه مشتری به‌پا کرد.
کاوشگر گالیله در اواخر مأموریتش،فرسوده شد. دستگاه‌هایش دیگر کار نمی‌کردند و دانشمندان نگران بودند که نتوانند در آینده با این سفینه ارتباط برقرار کنند. اگر آنها ارتباط خود را از دست می‌دادند، گالیله همچنان در مدار مشتری می‌چرخید و در نهایت با یکی از قمرهای یخی‌اش برخورد می‌کرد. گالیله حتمأ آلوده به باکتری‌های زمینی بود که ممکن است محیط بی‌نظیر قمرهای جوان مشتری را نیز آلوده کنند و در نتیجه ناسا تصمیم گرفت تا گالیله را با مشتری برخورد دهد و این خطر را کلأ از بین ببرد. همه در جامعۀ علمی مطمئن بودند که این کار ایمن و عاقلانه است، اما گروه کوچکی از مردم نگران بودند که برخورد گالیله با مشتری همراه با رآکتورهای حرارتی پلوتونیومی‌اش یک واکنش شدید را ایجاد خواهد کرد که گالیله را به یک ستاره‌ی دیگر در منظومه شمسی مشتعل می‌کند.
بمب‌های هیدروژن با انفجار پلوتونیوم مشتعل می‌شوند و مشتری هیدروژن زیادی بدست می‌آورد. از آنجاییکه یک ستارۀ دیگر نداریم، خوشحال خواهید بود که بدانید چنین چیزی اتفاق نیفتاد. آیا این مسئله امکانپذیر است؟ آیا تاکنون رخ داده است؟ پاسخ «خیر» است. خیر، تاکنون رخ نداده است. مشتری غالبأ از هیدروژن تشکیل شده است. برای اینکه به یک ستارۀ آسمانی بزرگ تبدیلش کنید، به اکسیژن نیاز دارید تا آن را بسوزانید. آب به ما می‌گوید دستورالعمل چیست. دو اتم هیدروژن به نسبت یک اتم اکسیژن وجود دارد. اگر بتوانید دو عنصر را در این مقادیر بدست آورید، به آب خواهید رسید.
به عبارت دیگر، اگر بتوانید مشتری را با نیمی از منبع اکسیژنِ مشتری احاطه کنید، به یک مشتری با نیمی از اندازۀ ستاره آسمانی دست پیدا خواهید کرد. سپس به آب تبدیل شده و انرژی آزاد می‌کند. اما این میزان اکسیژن قابل استفاده نیست و اگرچه یک توپ آتشین غول‌آسا است، هنوز یک ستاره نیست. در واقع، ستارگان اصلأ در حال سوختن نیستند، حداقل نه بصورت احتراق.
خورشید ما از طریق همجوشی هسته‌ای انرژی تولید می‌کند. گرانش عظیم، هیدروژن را به نقطه‌ای فشرده تبدیل می‌کند و فشار و دمای بالا باعث می‌شوند اتم‌های هیدروژن به هلیوم چسبانده شوند. این یک واکنش ِ ترکیب و امتزاج است که انرژی مازاد را تولید می‌کند و در نتیجه خورشید روشن(درخشان) می‌شود. تنها راهی که میتوانید به چنین واکنشی دست یابید وقتی است که حجم زیادی از هیدروژن را کنار هم قرار دهید. در حقیقت، به یک ستاره مملو از هیدروژن نیاز دارید. مشتری هزار برابر کم‌جرم‌تر از خورشید است. به‌عبارت‌دیگر، اگر هزار مشتری را بهم برخورد دهید، آنگاه دومین خورشید را در منظومه شمسی‌مان خواهیم داشت.
اما خورشید کوچکترین ستاره ممکن نیست. در واقع، اگر ۷.۵% از جرم خورشیدِ مملو از هیدروژن را داشته باشید، به یک ستارۀ کوتوله سرخ می‌رسید. بنابراین، کوچکترین ستاره کوتوله سرخ هنوز تقریبأ ۸۰ برابر جرم مشتری است. دستورالعمل را می‌دانید، پس ۷۹ مشتری بیشتر را پیدا کنید، آنها را یک مشتری ادغام کنید و به دومین ستاره در منظومه شمسی دست پیدا کنید.
یک جسم دیگر وجود دارد که کم‌جرم‌تر از یک کوتوله‌ی سرخ است، اما هنوز نوعی ستاره است: یک کوتوله قهوه‌ای. این جسم به اندازۀ کافی جرم ندارد تا در یک ترکیب و امتزاج درست مشتعل شود، اما جرمش به اندازه‌ای است که دوتریوم (تنوعی از اکسیژن) بتواند ترکیب شود. یک کوتوله قهوه‌ای با جرم ۱۳ برابر مشتری بدست خواهید آورد. اکنون این کار خیلی سخت نیست، نه؟ ۱۳ مشتری دیگر را پیدا کرده و آنها را در این سیاره ادغام کنید. همانطور که گالیله ثابت کرد، مشتعل کردن مشتری یا هیدروژنش کار ساده‌ای نیست. به دومین ستاره دست پیدا نخواهیم کرد مگر اینکه یک سری برخوردهای فاجعه‌بار در منظومه شمسی ترتیب دهیم. و اگر این اتفاق بیفتد، با مشکلات دیگری مواجه خواهیم شد!
انجمن تک رمان
سفینه‌ی فضایی گالیله‌ی ناسا در ۷ دسامبر سال ۱۹۹۵ به مشتری رسید و سعی کرد این سیاره‌ی غول پیکر را تقریبأ به مدت ۸ ساعت مطالعه کند. این سفینه مقدار زیادی اطلاعات علمی را ارسال کرد که انقلابی در درک ما از منظومه مشتری به‌پا کرد.
کاوشگر گالیله در اواخر مأموریتش،فرسوده شد. دستگاه‌هایش دیگر کار نمی‌کردند و دانشمندان نگران بودند که نتوانند در آینده با این سفینه ارتباط برقرار کنند. اگر آنها ارتباط خود را از دست می‌دادند، گالیله همچنان در مدار مشتری می‌چرخید و در نهایت با یکی از قمرهای یخی‌اش برخورد می‌کرد. گالیله حتمأ آلوده به باکتری‌های زمینی بود که ممکن است محیط بی‌نظیر قمرهای جوان مشتری را نیز آلوده کنند و در نتیجه ناسا تصمیم گرفت تا گالیله را با مشتری برخورد دهد و این خطر را کلأ از بین ببرد. همه در جامعۀ علمی مطمئن بودند که این کار ایمن و عاقلانه است، اما گروه کوچکی از مردم نگران بودند که برخورد گالیله با مشتری همراه با رآکتورهای حرارتی پلوتونیومی‌اش یک واکنش شدید را ایجاد خواهد کرد که گالیله را به یک ستاره‌ی دیگر در منظومه شمسی مشتعل می‌کند.
بمب‌های هیدروژن با انفجار پلوتونیوم مشتعل می‌شوند و مشتری هیدروژن زیادی بدست می‌آورد. از آنجاییکه یک ستارۀ دیگر نداریم، خوشحال خواهید بود که بدانید چنین چیزی اتفاق نیفتاد. آیا این مسئله امکانپذیر است؟ آیا تاکنون رخ داده است؟ پاسخ «خیر» است. خیر، تاکنون رخ نداده است. مشتری غالبأ از هیدروژن تشکیل شده است. برای اینکه به یک ستارۀ آسمانی بزرگ تبدیلش کنید، به اکسیژن نیاز دارید تا آن را بسوزانید. آب به ما می‌گوید دستورالعمل چیست. دو اتم هیدروژن به نسبت یک اتم اکسیژن وجود دارد. اگر بتوانید دو عنصر را در این مقادیر بدست آورید، به آب خواهید رسید.
به عبارت دیگر، اگر بتوانید مشتری را با نیمی از منبع اکسیژنِ مشتری احاطه کنید، به یک مشتری با نیمی از اندازۀ ستاره آسمانی دست پیدا خواهید کرد. سپس به آب تبدیل شده و انرژی آزاد می‌کند. اما این میزان اکسیژن قابل استفاده نیست و اگرچه یک توپ آتشین غول‌آسا است، هنوز یک ستاره نیست. در واقع، ستارگان اصلأ در حال سوختن نیستند، حداقل نه بصورت احتراق.
خورشید ما از طریق همجوشی هسته‌ای انرژی تولید می‌کند. گرانش عظیم، هیدروژن را به نقطه‌ای فشرده تبدیل می‌کند و فشار و دمای بالا باعث می‌شوند اتم‌های هیدروژن به هلیوم چسبانده شوند. این یک واکنش ِ ترکیب و امتزاج است که انرژی مازاد را تولید می‌کند و در نتیجه خورشید روشن(درخشان) می‌شود. تنها راهی که میتوانید به چنین واکنشی دست یابید وقتی است که حجم زیادی از هیدروژن را کنار هم قرار دهید. در حقیقت، به یک ستاره مملو از هیدروژن نیاز دارید. مشتری هزار برابر کم‌جرم‌تر از خورشید است. به‌عبارت‌دیگر، اگر هزار مشتری را بهم برخورد دهید، آنگاه دومین خورشید را در منظومه شمسی‌مان خواهیم داشت.
اما خورشید کوچکترین ستاره ممکن نیست. در واقع، اگر ۷.۵% از جرم خورشیدِ مملو از هیدروژن را داشته باشید، به یک ستارۀ کوتوله سرخ می‌رسید. بنابراین، کوچکترین ستاره کوتوله سرخ هنوز تقریبأ ۸۰ برابر جرم مشتری است. دستورالعمل را می‌دانید، پس ۷۹ مشتری بیشتر را پیدا کنید، آنها را یک مشتری ادغام کنید و به دومین ستاره در منظومه شمسی دست پیدا کنید.
یک جسم دیگر وجود دارد که کم‌جرم‌تر از یک کوتوله‌ی سرخ است، اما هنوز نوعی ستاره است: یک کوتوله قهوه‌ای. این جسم به اندازۀ کافی جرم ندارد تا در یک ترکیب و امتزاج درست مشتعل شود، اما جرمش به اندازه‌ای است که دوتریوم (تنوعی از اکسیژن) بتواند ترکیب شود. یک کوتوله قهوه‌ای با جرم ۱۳ برابر مشتری بدست خواهید آورد. اکنون این کار خیلی سخت نیست، نه؟ ۱۳ مشتری دیگر را پیدا کرده و آنها را در این سیاره ادغام کنید. همانطور که گالیله ثابت کرد، مشتعل کردن مشتری یا هیدروژنش کار ساده‌ای نیست. به دومین ستاره دست پیدا نخواهیم کرد مگر اینکه یک سری برخوردهای فاجعه‌بار در منظومه شمسی ترتیب دهیم. و اگر این اتفاق بیفتد، با مشکلات دیگری مواجه خواهیم شد!
انجمن تک رمان
موضوعات مشابه
