تبلیغات
پایگاه ستاره شناسی و فضا آسمان اصفهان - آیا ما تنهاییم ؟ کیهان در ابتدا چگونه متولد شده است ؟
تازه ترین خبرها و مقالات آسمان و فضا...
تاریخ : سه شنبه 20 اردیبهشت 1390
نویسنده : الهه صادقی


آیا ما تنهاییم ؟ این یکی از بزرگترین سؤالات ما درباره کیهان است . برای یافتن پاسخ آن به ستارگان نگاه می کنیم . ولی سؤال بزرگتری نیز مطرح شده است . کیهان در ابتدا چگونه متولد شده است ؟

پاسخ سؤال دوم در وسعت فضا پیدا نخواهد شد ، بلکه در سازندگان همه چیز یعنی ذرات کوچک ماده نهفته است .


هنگامی که صحبت از اندازه های غول آسا می شود ، هیچ چیز در منظومه شمسی ما با خورشید مقایسه شدنی نیست .خورشید از عطارد ، مریخ ، زهره و زمین صدها هزار برابر بزرگتر است و حتی بزرگترین سیاره های منظومه شمسی یعنی نپتون ، اورانوس ، زحل و مشتری از نظر بزرگی  به پای خورشید نمی رسند . منظومه شمسی عملا خورشید است چون بیشتر از 99درصد حجم منظومه شمسی در خورشید قرار دارد . خورشید ما یک ستاره و بزرگترین شیء در شعاع 84 تریلیون کیلومتری ماست . خورشید آنقدر بزرگ است که بیش از یک میلیون کره زمین داخلش جا می شود . با این حال این گوی مشتعل گاز در مقایسه با بعضی از ستارگان ابر بزرگ کیهان کوچک است . بعضی از آنها به ترتیب کوچک تا بزرگ  سیریس ، پولکس ، اکتاروس ، بتا جبار ، ید الجوزا ، سرخ غول پیکر ، آنتاروس نام دارند . ولی بزرگتر بودن همیشه به مفهوم بهتر بودن نیست ! ما وجود داریم به این دلیل که زمین درست در مناسب ترین مسافت از خورشید یعنی حدود 148800000 کیلومتری آن قرار دارد . ولی چه اتفاقی می افتاد اگر زمین در جای فعلی خود قرار نداشت ؟ چه می شد اگر زمین از نزدیکتر یا دورتر به دور خورشید گردش می کرد ؟ اگر زمین تنها اندکی از مدار گردش خود به دور خورشید منحرف شود ، چه اتفاقی خواهد افتاد ؟

 با 5 % نزدیک شدن حرارتی شدید سطح زمین را فرا گرفته و آنرا به بیابانی جوشان تبدیل خواهد کرد و با 10 % دور شدن زمین منجمد شده و سیاره ما به یک زمین یخ زده لم یزرع  پوشیده از یخچال ها ی طبیعی بزرگ تبدیل خواهد شد ! پس زمین بهترین مکان برای داشتن آب به صورت مایع ، گیاهان و زندگی است . شاید بسیار بعید به نظر برسد که سیاره ما در کیهانی بسیار وسیع دقیقا در مکانی قرار گیرد که زندگی در آن بارور شود . همسایگی سیاره ای ما وسیع به نظر می رسد ولی منظومه شمسی در مقایسه با کهکشان راه شیری و کل کیهان کوچک محسوب می شود . منظومه شمسی در قیاس با کهکشان ما و کیهان جای خیلی کوچکی است و میتوان گفت ذره ای ریز محسوب می شود . اگر به بیرون منظومه شمسی خود برویم مسافت ها چنان بزرگ می شود که دیگر نمی توان آنها را بر حسب کیلومتر اندازه گیری کرد . بنابر این ستاره شناسان برای سنجش مسافت از معیار دیگری موسوم به سال نوری استفاده می کنند . سرعت نور در حدود 300000 کیلومتر در ثانیه است و یک سال نوری مسافتی است که نور در یک سال طی می کند .سیصد هزار کیلومتر در ثانیه× شصت ثانیه در هر دقیقه × شصت دقیقه × بیست و چهار سال × سیصد و شصت و پنج روز ، یعنی نور هر سال مسافتی حدود 9.6 تریلیون کیلومتر طی می کند . این مسافت در یک سال مفهومش آنست که نور ظرف یک سال بیش از 230 میلیون بار زمین را دور می زند . این راه راهی طولانی است ولی حقیقت آنست که واحد سال نوری درک مسافت های کیهانی را فقط اندکی آسان تر می کند . ستاره های نزدیک چند سال نوری و کهکشان های نزدیک میلیون ها سال نوری با ما فاصله دارند . ولی کیهان بزرگتر از این حرف هاست . فاصله خورشید تا دورترین سیاره منظومه شمسی یعنی نپتون چهار میلیارد و چهارصد و هشتاد میلیون کیلومتر است . ولی نزدیکترین ستارگان چندین سال نوری با ما فاصله دارند کهکشان راه شیری  صد هزار سال نوری امتداد دارد ولی کیهان بسیار وسیع تر از این است . کیهان ده ها میلیارد سال نوری امتداد دارد و حتی تصور این عظمت برای انسان امکان پذیر نیست . به نظر می رسد که چنین اندازه بزرگی در ورای محدوده امکان قرار دارد . شاید به همین دلیل بوده است که زمانی طولانی از درک عظمت بیکران کیهان ناتوان بوده ایم . هشتاد سال پیش فکر می کردیم که کل کیهان از چیزی تشکیل شده که امروز به آن کهکشان راه شیری می گوئیم . که البته در آن زمان منطقی به نظر می رسید . کهکشان را ه شیری مکانی بزرگ است . تصور کنید یک طرف کهکشان راه شیری که در آن زندگی می کنیم با یک چراغ قوه خیلی پر نور ایستاده ایم و آنرا روشن می کنیم حدود 100000 سال طول می کشد تا نور از یک سر کهکشان به سر دیگر آن برسد . کهکشان راه شیری بسیار بزرگ است بنابراین تعجبی ندارد که آنرا کل کیهان فرض کرده باشیم ولی اکنون می دانیم که راه شیری فقط یکی از کهکشان های کیهان است ( کیهان حدود 100000 کهکشان دارد ) .کهکشان های کیهان بسیار پر تعداد هستند و اگر آنها ناگهان به دانه های نخود تبدیل شوند یک ورزشگاه را پر خواهند کرد . در هر یک از کهکشان ها ده ها و حتی صد ها میلیون ستاره وجود دارد . آنها با یکدیگر کیهانی می سازند که از تصور تعداد ستارگانش ناتوانیم .

می خواهید بدانید فضا چه وسعتی دارد ؟ برای دیدن یک مثال منطقی به ساحل بروید و توده ای از دانه های شن بردارید . در هر توده ای که بر میدارید بیش از 8 میلیون دانه شن است . ما فرض می کنیم در سیاره زمین یک تریلیون تریلیون دانه شن وجود دارد ولی این عدد در مقایسه با اعداد کیهانی بزرگ محسوب نمیشود ! زیرا اینک می دانیم که حدود 100000کهکشان است و در هر کدام حدود 200 میلیارد ستاره وجود دارد ، بنابراین این حقیقت دارد که تعداد اجزای موجود در کیهان از دانه های شن تمام سواحل کره زمین بیشتر است !

بسیاری از این ستارگان به خورشید ما شباهت دارند ، آیا ممکن است که نوعی بیگانه از زندگی بر روی سیاره ای در مدار یکی از این ستارگان وجود داشته باشد ؟ ولی برای وجود حیات باید سیاره ای وجود داشته باشد .تا همین اواخر حتی یک سیاره را در بیرون منظومه شمسی خود پیدا نکرده بودیم .تا دهه 1990 هیچ سیاره ای را بین سیاره های اطراف خود کشف نکرده بودیم و فکر می کردیم که منظومه شمسی ما نوعی هسته کیهانی است . اکنون می دانیم که سیارات آنچنان هم نادر نیستند . ستاره شناسان بیش از 300000 سیاره کشف کرده اند که به دور ستارگان دیگر در گردش هستند . این سیارات ، سیارات فزون خورشیدی نام گرفته اند .

کشف اولین سیاره در بین ستارگان دیگر با یک حقه شروع شد . می دانیم که یک ستاره با تکیه به نیروی جاذبه اش سیاره های اطراف خودش را به گردش در می آورد طوریکه می توانید این گردش را ببینید . بنابراین کافیست تا به نوسان ستاره دقت کنید . و هر چه سیاره گردش کننده بزرگتر باشد این نوسان بیشتر میشود . ستاره شناسان همچنان میتوانند با استفاده از بسامد نوسان ستاره ، سرعت گردش سیاره را تعیین کنند . هر چه سرعت گردش سیاره بیشتر باشد نوسان ستاره بزرگتر خواهد بود . ولی این روش محدودیت هایی دارد و از آن نمی توان برای شناسایی سیارات کوچک نظیر زمین استفاده کرد . و فقط برای ردگیری همتایان بزرگ آنها مناسب است . قبلا روشهای تحقیقاتی به دانشمندان اجازه می داد تا سیاراتی را به بزرگی نپتون یا کوچکتر کشف کنیم . هر چه حجم سیاره کمتر باشد تاثیر کمتری روی ستاره مدار ساز خود دارد و این باعث مشکل شدن شناسایی سیاره می شود . اکنون ستاره شناسان در آستانه آغاز جستجو برای سیارات سخت کوچک نظیر زمین اند . دانشمندان فکر می کنند احتمال وجود شرایط لازم برای حیات در این نوع سیارات بالاتر است . کپلر ماهواره ایست که برای جستجوی سیارات شبیه به زمین در اطراف ستارگان شبیه به خورشید طراحی شده . این ماهواره در اصل یک دوربین بزرگ است بنابراین کاری که انجام می دهد گرفتن فیلمی پیوسته و دنباله دار از آسمان است .

 

 

 بدون تردید در همسایگی ما تعداد زیادی از سیارات در گردش اند . محدوده ما کمتر از 0.1 درصد کهکشان راه شیری است و می دانیم که صد میلیارد کهکشان دیگر هم وجود دارند ، بنا بر این احتمال وجود سیارات مانند زمین و وجود حیات در آنها چقدر است ؟ آیا ما تنهاییم ؟ این یکی از بزرگترین سؤالات ما درباره کیهان است . برای یافتن پاسخ آن به ستارگان نگاه می کنیم . ولی سؤال بزرگتری نیز مطرح شده است . کیهان در ابتدا چگونه متولد شده است ؟

پاسخ سؤال دوم در وسعت فضا پیدا نخواهد شد ، بلکه در سازندگان همه چیز یعنی ذرات کوچک ماده نهفته است . عظمت فراوان کیهان حقیقتاً تصور ناشدنی است ، با این حال کنایه آمیز اینجاست که هر شیء غول پیکر در این وسعت بی پایان از ذرات کوچک ماده ساخته شده است .این ذرات اتم نامیده شده اند . برای درک اندازه بسیار کوچک اتم ها بد نیست بدانید که نسبت یک اتم به یک پرتقال برابر نسبت آن پرتقال به کره زمین است . اگر بخواهیم مفهوم واژه بسیار بزرگ را درک کنیم ، باید به چیزی بسیار کوچک نگاه کنیم ، زیرا در هر اتم کلید هایی پنهان هستند که با آنها می توانیم یکی از بزرگترین اسرار کیهانی را بر ملا کنیم .

اتم واحد بسیار کوچک ماده است ، با این حال جزء سازنده بنیادی تمام مواد است . برای درک کیهان باید رفتار ماده را در ابعاد خیلی کوچک درک کنیم .اتم ها ، از این مقیاس کوچک هم کوچک تر هستند . یونانیان دوران باستان اولین افرادی بودند که فرضیه ساخته شدن همه چیز را از یک جزء تجزیه نشدنی ماده ارائه دادند . آنها این جزء را آتِموس نامیدند و ما امروز به آن اتم می گوئیم . اتم ها به گونه ای تصور ناشدنی کوچک هستند ، آنقدر کوچک که پیش از دیدنشان باید چند صد هزار عدد از آنها را کنار یکدیگر قرار دهیم . موی انسان تقریبا باریک ترین چیزی است که می توانیم ببینیم با این حال سیصد هزار اتم (300000) عرض دارد ، (یعنی وقتی سیصد هزار اتم کنار هم قرار بگیرند عرض موی شما را تشکیل می دهند ، حیرت انگیز نیست ؟ ) بنا بر این اگر اتم ها به بزرگی توپ پینگ پنگ بودند قطر یک تار مو به شانزده کیلومتر می رسید ! موارد مشابه بسیاری وجود دارند ، برای مثال گفته شده است که در نقطه پایان یک جمله  یک میلیارد اتم جا می شود . ولی حتی خود اتم ها از ذرات کوچکتری ساخته شده است . در مرکز یک اتم یک هسته وجود دارد و هسته ترکیبی از ذراتی موسوم به پروتون و نوترون است ، الکترون ها در لبه های اتم و در چند لایه و پیکر بندی مختلف توزیع شده اند . این ذرات در تعداد مختلف کنار یکدیگر قرار گرفته و عناصر را خلق می کنند . ساده ترین اتم یعنی اتم هیدروژن یک الکترون و یک پروتون دارد ، با دو برابر شدن تعداد این ذرات و اضافه کردن دو نوترون به آنها یک اتم هلیوم ساخته می شود ، با سه برابر کردن آنها یک اتم کربن خواهیم داشت ، این فهرست به همین ترتیب ادامه پیدا می کند تا به سنگین ترین عنصر موجود در زمین یعنی پلوتونیوم می رسیم . این عناصر تنها چند مورد از نود و چهار عنصر کشف شده در سیاره زمین اند .این عناصر اجزاء سازنده همه چیز هستند ، حتی زندگی !

الکترون ها مانند سیارات به دور خورشید خود که در اینجا هسته اتم است گردش می کنند. بسیاری از ما فکر می کنیم ساختار اتم توده ای به هم فشرده است که الکترون ها با فاصله بسیار کمی به دور هسته می چرخند . ولی در حقیقت  999999999/99 درصد اتم فضای خالی است .

 اتم ها را نمی توان  در دست نگهداشت یا بوسیله میکروسکوپ نگاه کرد ، پس دانشمندان چگونه به مطالعه آنها و ساختار درونی شان می پردازند ؟ با دستگاه هایی به نام برخورد دهندگان ذرات . آنها با حرکت دادن ذراتی نظیر پروتون ها با سرعتی نظیر سرعت نور حول مسیری دایره ای و کوبیدن آنها به ذرات دیگر کار می کنند . این برخورد ها مقادیر هنگفتی انرژی و تعداد زیادی ذرات کوچکتر تولید می کنند . ذرات کوچکتر با شتاب در تمام جهات به حرکت در می آیند . این الگوهای پیچیده همه چیز را درباره جهان درون اتمی به دانشمندان نشان می دهند .

ذره تیری به ذره هدف اصابت کرده و خورده ذرات به اطراف پاشیده می شوند . اتم جزء سازنده بنیادین کیهان است . اتم ها به معنای واقعی کلمه در قلب همه چیز قرار دارند ، بنابراین شناختن آنها به مفهوم درک کیهان و جهانی است که درآن زندگی می کنیم . ذرات موجود در اتم ها شامل پروتون ها ، نوترون ها و الکترون ها  در تعداد متفاوتی در کنار یکدیگر قرار گرفته و اتم هایی با خصوصیات شیمیایی منحصر به فرد می سازند . این ساختار های اتمی مختلف عناصر نامیده می شوند . در سیاره زمین 94 عنصر کشف شده است ، آنها به طرق حیرت انگیزی در کنار یکدیگر قرار گرفته و مولکول ها را می سازند . هیدروژن و اکسیژن دو عنصر بسیار اشتعال پذیر طبیعت اند ولی کنایه آمیز اینجاست که با هم ترکیب می شوند و بهترین خاموش کننده آتش جهان یعنی آب حاصل این پیوند است . عناصر با یکدیگر ترکیب می شوند و مولکول ها را می سازند . و سپس مولکول ها تمام چیز هایی را می سازند که آنها را دیده ، بو کشیده ، لمس کرده و می چشیم .

 

 

منبع : برنامه چهار سوی علم ، شبکه چهار سیما




موضوعات مرتبط: کیهان شناسی ,
آخرین مطالب