|
در قسمت اول، مصاحبه با محقق برجسته‌ي نجوم جناب «چارلز بنت» تقديم شد. در اين قسمت، ادامه‌ي توضيح كلمه‌هاي به‌كار رفته در متن مصاحبه با ايشان تقديم مي‌شود.
[2] «گيتي‌شناسي» (Cosmology) علم مبدأ و توسعه‌ي جهان است كه از نظريه‌هاي علي تشكيل جهان صحبت مي‌كند.
|
|
|
شكل 19 - «آرنو پنزياس»
(Arno Penzias) |
[3] «آرنو پنزياس» (Arno Penzias) فيزيكدان امريكايي در 6 ارديبهشت 1312 (26 آوريل 1933 ميلادي) در «مونيخ» آلمان به‌دنيا آمد. در شش‌سالگي به انگلستان مهاجرت كرد. شش‌ماه بعد و در سال 1319 (1940 ميلادي)، خانواده‌اش نيز به منطقه‌اي از شهر نيويورك امريكا مهاجرت كردند.
در سال 1325 (1946 ميلادي) به‌عنوان شهروند امريكا پذيرفته شد.
در سال 1330 (1951 ميلادي) از «دبيرستان فني بروكلين» فارغ‌التحصيل شد و در سال 1333 (1954 ميلادي) موفق به اخذ مدرك كارشناسي از «دانشگاه شهر نيويورك» شد. كارشناسي ارشد و دكتراي تخصصي خود را به‌ترتيب در سال‌هاي 1337 (1958 ميلادي) و 1341 (1962 ميلادي) از «دانشگاه كلمبيا» اخذ كرد.
وي جهت كار به «آزمايشگاه‌هاي بل» (AT&T Bell Laboratories) عازم شهر «هولمدل» (Holmdel) در ايالت «نيوجرسي» (New Jersy) شد؛ جايي كه دانشمندي به‌نام «رابرت وودرو ويلسون» (Robert Woodrow Wilson) با تحقيق بر روي «دريافت‌كننده‌هاي امواج برودتي فوق‌حساس» (Ultra Sensitive Cryogenic Microwave Receivers)، در زمينه‌ي «اخترشناسي نجومي» فعاليت مي‌كرد.
در سال 1343 (1364 ميلادي) سيستم دريافت‌كننده و آنتن بسيار حساس را ساخت؛ سيستمي كه متشكل از دريافت‌كننده‌ها يا آنتن‌هاي دوگانه بود كه «نويزهاي راديويي متداخلي» ايجاد مي‌كرد كه اين دو محقق نمي‌توانستند توضيحي براي آن بيابند. اين آنتن‌ها، امواجي همگن و قوي‌تر از «كهكشان راه شيري» (Milky Way) ايجاد مي‌كردند. بنابراين چنين فرض شد كه ابزار ساخته شده توسط آنان با «امواج منابع زميني» (Terrestrial Sources) تداخل پيدا مي‌كند. آن‌ها سعي كردند ولي در اثبات اين نظريه كه «نويزهاي راديويي» از «نيويورك» منشأ مي‌گيرد شكست خوردند.
آزمايش امواج الكترومغناطيسي فركانس بالا درباره‌ي «آنتن‌هاي شيپوري»
(Horn Antenna) نشان داد كه اين آنتن‌ها پر از مدفوع كبوترها بوده است كه «پنزياس» از آن به‌عنوان «مواد دي‌الكتريك سفيد» (White Dielectric Material) نام برد. بعد از اين‌كه اين دو دانشمند آنتن‌ها را از اين مواد پاك كرده و كبوترها را دور كردند (در اين شرايط هر دانشمند به ديگري مي‌گفت كه وضعيت مورد نظر رعايت شده است) كماكان «نويز» وجود داشت. بدين‌ترتيب با ممانعت از منابع احتمالي ديگر ايجادكننده‌ي تداخل امواج، اين دو دانشمند آزمايش‌هايي را تدارك ديده و نتايج تحقيقات خود را در قالب مقاله‌اي ارائه كردند.
اين نويزهاي باقي‌مانده بعداً «تشعشعات زمينه‌اي كيهاني امواج الكترومغناطيسي فركانس بالا» (Cosmic Microwave Background Radiation) (CMB) و يا «باقي‌مانده‌ي امواج ناشي از انفجار بزرگ» (Radio Remnant of the Big Bang) ناميده شدند.
اين تحقيقات به منجمان اطمينان داد كه «انفجار بزرگ» رخ داده است؛ بدين‌ترتيب آن‌ها مي‌توانستند فرضيات قبلي در آن زمينه را تصحيح كنند.
|
|
|
شكل 20 - «پيتر لئونيدويچ كاپيتسا»
(Pyotr Leonidovich Kapitsa) |
«پنزياس» (Penzias) و «ويلسون» (Wilson) جايزه‌ي نوبل در سال 1357 (1978 ميلادي) را بهطور مشترك با «پيتر لئونيدويچ كاپيتسا» (Pyotr Leonidovich Kapitsa) دريافت كردند. البته كارهاي «پيتر لئونيدويچ كاپيتسا» هيچ ارتباطي با كار آنان نداشت.
علاقمندان براي آگاهي از برندگان جايزه‌ي نوبل مي‌توانند به‌سايت به‌نشاني ذيل مراجعه فرمايند:
http://nobelprize.org/nobel_prizes/
http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/
اين دو در سال 1356 (1977 ميلادي) «مدال هنري دراپر» (Henry Draper Medal) را دريافت كردند. علاقمندان براي آگاهي بيش‌تر از برندگان اين مدال مي‌توانند به‌سايت به‌نشاني ذيل مراجعه فرمايند:
http://en.wikipedia.org/wiki/Henry_Draper_Medal
http://www.nasonline.org/site/PageServer?pagename=AWARDS_draper
[4] «رابرت ويلسون» (Robert Wilson) دانشمند نجوم در 27 فروردين سال 1306 (16 آوريل 1927 ميلادي) به‌دنيا آمد و در 10 مهر سال 1381 (2 سپتامبر 2002 ميلادي) درگذشت.
وي فرزند يك معدنچي شهر «دورهام» انگلستان بود و فيزيك را در «دانشگاه سلطنتي» (King's Colledge) آموخته و موفق به اخذ درجه‌ي دكتراي تخصصي (PhD) در «ادينبورگ» (Edinburgh) شد.
وي در رصدخانه‌ي سلطنتي شهر «ادينبورگ» (پايتخت اسكاتلند) بر روي طيف‌هاي نجومي به تحقيق پرداخت. وي يك منجم بوده و فعاليت‌هاي تحقيقاتي در زمينه‌هاي فضايي انجام داده است. هم‌چنين يكي از پيشگامان كارهاي اساسي در زمينه‌ي توسعه‌ي رصدهاي بزرگ در فضا نظير: «تلسكوپ فضايي هابل» محسوب مي‌شود.
اين دانشمند در سال 1338 (1959 ميلادي) به «گروه طيف‌نمايي پلاسما»
(Plasma Spectroscopy Group) پيوست و عهده‌دار اندازه‌گيري دما در آزمون «زتا»
(Zeta Experiment) شد كه تأييد مي‌كرد به‌اندازه‌ي كافي داغ براي واكنش «فيوژن حرارتي هسته‌اي» (Thermonuclear Fusion) نيست.
وي به‌عنوان سرپرست «گروه طيف‌نمايي پلاسما» (Plasma Spectroscopy Group) در شهر «كولهام» (Culham) انگلستان، برنامه‌‌ي مشاهده‌ي عمودي (Rocket Observation) طيف ماوراي بنفش از ستارگان و خورشيد را رهبري كرد. بدين‌ترتيب كه با قرار دادن تلسكوپ‌هايي با استفاده از موشك‌ها و ماهواره‌ها از جذب اشعه‌ي ماوراي بنفش توسط اتمسفر زمين جلوگيري كرده و اطلاعات بسياري درباره‌ي «پلاسماهاي داغ» (Hot Plasmas) به‌خصوص «كروموسفر» (Chromosphere) و «حلقه‌ي نور دور» (Corona) خورشيد به‌دست آمد.
«ويلسون» بعداً وارد اولين ماهوارهي نجومي مربوط به «سازمان تحقيقات فضايي اروپا» (European Space Research Organisation) (ESRO) شده و پروژه‌اي با نام «تي دي وان» (TD1) را انجام داد؛ هم‌چنين در سال 1351 (1972 ميلادي) آزمايش «اس تو 68» (S2/ 68) مربوط به پروژه‌ي مشترك انگلستان و بلژيك را با هدف «نقشه‌برداري از تمام آسمان با اشعه‌ي ماوراي بنفش» سرپرستي كرد.
«ويلسون» را به‌خاطر ايفاي نقشش به‌عنوان «پدر» ماهوارهي «كاوشگر ماوراي بنفش بين‌المللي» (International Ultraviolet Explorer) (IUE) مي‌شناسند. طرح اين ماهواره در سال 1343 (1964 ميلادي) به «سازمان تحقيقات فضايي اروپا» با عنوان: «ماهوارهي نجومي بزرگ» مطرح شد و خيلي گران‌قيمت از آب درامد و در سال 1346 (1967 ميلادي) براي هميشه متروك ماند.
اما به هر حال «ويلسون» متصديان امر را در انگلستان متقاعد كرد كه تحقيقات ادامه يابد و طراحي مجدد و اساسي اعمال كرد كه در آن زمان داراي قابليت بيش‌تر، ساده‌تر و در نتيجه ارزان‌تر بود. اين تدبير اصطلاحاً «ماهوارهي نجومي ماوراي بنفش»
(Ultraviolet Astronomical Satellite) ناميده شد.
طرح جديد دوباره در آبان 1347 (نوامبر 1968) به «سازمان تحقيقات فضايي اروپا» تقديم شد اما عليرغم اين‌كه ارزيابي‌ها راجع به اين طرح مطلوب گزارش شد مورد پذيرش قرار نگرفت!
عليرغم آن به‌علت اين‌كه توانست «ناسا» را تفهيم كند سرانجام به ساخت «كاوشگر ماوراي بنفش بين‌المللي» (IUE) منتهي شد. در اجراي اين پروژه، «ناسا» (NASA)، «آژانس هوايي اروپا» (European Space Agency) (ESA) و انگلستان مشاركت داشتند.
در سال 1351 (1972 ميلادي) از مديريت اجرايي در واحد تحقيقات فيزيك نجومي «انجمن پژوهشي علوم» (Science Research Council) شهر «كولهام» چشم‌پوشي كرد تا «پرن پروفسور» (Perren Professor) نجوم در كالج دانشگاهي لندن شود.
[5] «فرد هويل» (Fred Hoyle) منجم انگليسي در 3 تير 1294 (24 ژوئن 1915 ميلادي) در «يورك‌شاير» (Yorkshire) به‌دنيا آمد و در 29 مرداد 1380 (20 آگوست 2001 ميلادي) در «بورنه‌ماوث» (Bournemouth) انگلستان درگذشت.
به‌علت نظريه‌هايش در زمينه‌ي نجوم امروزي شهرت يافته است. وي هم‌چنين نويسنده‌ي داستان‌هاي تخيلي با مشاركت پسرش «جفري هويل» (Geoffrey Hoyle) است.
وي بيش‌تر عمر كاريش را در «انستيتو نجوم» (Institute of Astronomy) در «كمبريج» سپري كرده و چند سالي رياست آن را نيز برعهده داشت.
|
|
|
شكل 23 - «رابرت ساكس»
(Robert Sachs) |
[6] براي كسب اطلاعات بيش‌تر از «رابرت ساكس» (Robert Sachs) به‌سايت به‌نشاني ذيل مراجعه فرماييد:
http://www.fenwick.com/attorneys/4.2.1.asp?aid=460
[7] «آرتور م. ولف» (Arthur M. Wolfe) پروفسور فيزيك نجومي و رئيس «مركز علوم فضايي و فيزيك نجومي» در دانشگاه كاليفورنيا در «سن‌ديه‌گو» است.
[8] «ديويد تود ويلكينسون» (David Todd Wilkinson) يكي از پيشگامان در حوزه‌ي «گيتي‌شناسي» در 23 ارديبهشت 1314 (13 مي 1935 ميلادي) در «هيلسديل» (Hillsdale) ايالت ميشيگان امريكا به‌دنيا آمد و در 14 شهريور 1381 (5 سپتامبر 2002 ميلادي) درگذشت.
مدرك دكتراي تخصصي خود را در فيزيك از «دانشگاه ميشيگان» تحت‌نظارت «هـ. ريچارد كرين» (H. Richard Crane) دريافت كرد. از سال 1344
(1965 ميلادي) تا زمان بازنشستگي در سال 1381 (2002 ميلادي)، پروفسور دانشگاه پرينستون بود.
وي در زمينه‌ي «تشعشعات زمينه‌اي امواج كيهاني فركانس بالا» (CMB) باقي‌مانده از «انفجار بزرگ» تحقيقات ويژه‌اي انجام داده است. همكاري‌هاي اساسي در زمينه‌ي آزمون‌هاي «تشعشعات زمينه‌اي امواج كيهاني فركانس بالا» (CMB) داشت از جمله موارد ذيل:
- دو ماهوارهي ناسا
- «كاوشگر گيتي‌پيماي كوبه» (COBE)
- «رديابي‌‌هاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون» (WMAP)
اين تحقيقات از جمله افتخارهايش بعد از مرگ نابهنگامش محسوب مي‌شد.
از جمله مدال‌هاي كسب‌شده توسط وي مي‌توان به‌موارد ذيل اشاره كرد:
- جايزه‌ي استاد ويژه‌ي منتخب رياست دانشگاه پرينستون
- مدال «جيمز كريج واتسون» (James Craig Medal) در سال 1380 (2001 ميلادي).
[9] «جعبه‌ي سياه» (Black Body) عبارت است از جذب‌كننده و بازتابنده‌ي انرژي فرضي بدون قدرت انعكاسي.
[10] «تغيير مكان سرخ» (Red Shift) عبارت است از جابجايي طيف با طول موج‌هاي بلندتر در نور از اجرام آسماني دوردست كه از مشاهده‌گر دور مي‌شوند. در مقابل، «تغيير مكان آبي» عبارت است از جابجايي طيف با طول موج‌هاي كوتاه‌تر در نور از اجرام آسماني دوردست كه به‌سمت مشاهده‌گر حركت مي‌كند.
[11] « اخترشناسي راديويي» (Radio Astronomy) شاخه‌اي از نجوم است كه از انتشار امواج از اجرام آسماني بحث مي‌كند.
[12] «تنه‌ريف» (Tenerife) جزيره‌اي اسپانيايي و بزرگ‌ترين جزيره از جزاير هفت‌گانه‌ي قناري در اقيانوس آتلانتيك در نزديكي قاره‌ي افريقا محسوب مي‌شود.
[13] «نوترينو» (Notrino) در مقياس اتمي ذره‌اي بي‌بار با جرمي نزديك به صفر است كه تمايل بسيار كمي به واكنش شيميايي دارد.
[14] «معادله‌ي حالت» معادله‌اي است كه رابطه‌ي بين مقادير «فشار»، «حجم» و «دما» را در يك ماده‌ي بيان مي‌كند.
[15] براساس «نظريه‌ي تورمي» (Inflation Theory)، پيدايش جهان از فاز «انبساط فزاينده» (Exponential Expansion) مي‌گذرد كه با «چگالي انرژي خلأ ناشي از فشار منفي» (Negative Pressure Vacuum Energy) رانده مي‌شد.
نتيجه‌ي اين انبساط مستقيم آن بود كه تمام جهان قابل مشاهده در منطقه‌اي بسته و كوچك به‌صورتي قانونمند درامد. اين نظريه هم‌چنين جوابگوي معماهاي «انفجار بزرگ»
(Big Bang) نظير موارد ذيل بوده است:
- چرا جهان به‌صورت «مسطح» (Flat)، «همگن» (Homogeneous) و «همگرا» (Isotropic) به‌‌نظر مي‌رسد در حالي كه بايد براساس فيزيك «انفجار بزرگ» (Big Bang) انتظار داشته باشيم كه «بسيار منحني» (Highly Curved) و «غيرهمگن» (Inhomogeneous) باشد.
- ارائه‌ي توضيح درباره‌ي مبدأ ساختار مقياس بزرگ جهان
- نوسانات كوانتومي در نواحي متورم در ابعاد جهاني تشديد مي‌شود.
- بررسي درباره‌ي رشد ساختار جهان.
نظريه‌ي تورمي ابتدا توسط دانشمندي به‌نام «آلن گوت» (Alan Guth) در سال 1981 مطرح و توسط «آندره لينده» (Andrei Linde)، «آندرياس آلبرچ» (Andreas Albrecht) و «پاول اشتاين‌هارت» (Paul Steinhardt) به‌صورت مستقل تكميل شد.
در حالي كه تاكنون مكانيسم فيزيك جامدات بهطور جزو به جزو پاسخگوي اين نظريه نبوده است اساس اين تفكر را پيش‌بيني‌هايي تشكيل مي‌دهد كه با آزمون‌هاي مشاهده‌اي تطبيق دارد. بدين‌ترتيب در حال حاضر «نظريه‌ي تورم» جزوي از استاندارد «انفجار بزرگ و داغ» در گيتي‌شناسي محسوب مي‌شود.
[16] «پارسك» (Parsec) واحد طول در نجوم است و برابر با:  متر است.
[17] «قانون هابل» (Hubble Parameter) عبارتي در «گيتي‌شناسي فيزيكي» (Physical Cosmology) است كه براساس آن «تغيير مكان سرخ» (Red Shift) در نوري كه
از كهشكان‌هاي دوردست مي‌رسد متناسب با فاصله‌ي آنان است.
اين قانون اولين بار توسط «ادوين هابل» (Edwin Hubble) و «ميلتون هوماسون» (Milton Humson) در سال 1308 (1929 ميلادي) بعد از تقريباً يك‌دهه مشاهدات كشف شد.
اين رابطه، اساس اولين مشاهدات براي «الگوي فضايي انبساطي»
(Expanding Space Paradigm) و امروزه يكي از دلايل حمايت از نظريه‌ي «انفجار بزرگ» محسوب مي‌شود.
آخرين محاسبه مربوط به عدد ثابت در اين رابطه، در سال 1381 (2003 ميلادي) پس از تحقيقات ماهوارهي پروژه‌ي «رديابي‌‌هاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون» (WMAP) انجام شد و منجر به بدست آمدن عدد كيلومتر بر ثانيه شد. با استفاده از اطلاعات سال 1385 (2006 ميلادي)، اين عدد 70 كيلومتر بر ثانيه
در بازه‌ي [2/3- و 4/2+] بدست آمده است.
|
|
|
شكل 26 - «ليمن پيج»
(Lyman Page) |
[18] براي دريافت اطلاعات درباره‌ي «ليمن پيج» (Lyman Page) به‌سايت به‌نشاني ذيل مراجعه فرماييد:
http://www.physics.princeton.edu/www/jh/research/page_lyman.html
|
 |
|
شكل 27 - «گري هين‌شاو»
(Gary Hinshaw) |
[19] براي دريافت اطلاعات درباره‌ي «گري هين‌شاو» (Gary Hinshaw) به‌سايت به‌نشاني ذيل مراجعه فرماييد:
http://astrophysics.gsfc.nasa.gov/staff/CVs/Gary.Hinshaw/index.html
|
باعث خوشحالي است كه اهداف «رديابي‌‌هاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون» [1] (WMAP) محقق شده و متغيرهاي گيتي‌شناسي با دقت در جزويات مشخص گرديده و سيماي اصلي الگوي استاندارد گيتي‌شناسي را معين كرده است.
الف - نقشه‌ي دستگاه تقويت‌كننده و تسريع ذرات باردار
(Synchrotron) براي باند K
– مقياس خطي از 1 تا 5 mK.
ب - نقشه‌ي كاملاً آزاد براي باند K
– مقياس خطي از 0/1 تا 7/4 mK.
ج - نقشه‌ي ذرات براي باند W.
شكل 29 - نقشه‌هاي مدل پيش‌زمينه‌ي «رديابي‌‌هاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون».
ü جهان با مواد تيره و سرد و هم‌چنين انرژي تاريك اسراراميزي احاطه شده است.
الف - نقشه‌ي باند K
(23 هرتز) - مقياس لگاريتمي
ب - نقشه‌ي باند Ka
(33 هرتز) - مقياس لگاريتمي
ج - نقشه‌ي باند Q
(41 هرتز) - مقياس لگاريتمي
د - نقشه‌ي باند V
(61 هرتز) - مقياس لگاريتمي
هـ - نقشه‌ي باند W
(94 هرتز) - مقياس لگاريتمي
شكل 30 - نقشه‌هاي مدل پيش‌زمينه «رديابي‌‌هاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون»
- تصوير سه‌رنگ.
شكل 31 - ماسك‌هاي قطبيت رديابي‌‌هاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون.
الف - قانون صفحه‌ي كانوني
طرف A - هر انعكاس پرتوها
در بيش‌ترين ميزان خود نشان
داده شده است
(مقياس خطي از 5/0 تا 1).
ب - قانون صفحه‌ي كانوني طرف B – هر انعكاس پرتوها در بيش‌ترين ميزان خود نشان داده شده است (مقياس خطي از 5/0 تا 1).
ج - «توابع پنجره‌اي»
(Window Functions)
«رديابي‌‌هاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون».
شكل 32 - «پرتوهاي رديابي‌‌هاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون»
(WMAP Beams) و «توابع پنجره‌اي» (Window Functions).
شكل 33 - جورج اسموت
(George Smoot) برنده‌ي جايزه‌ي نوبل و از اعضاي تيم پروژه‌ي «كاوشگر گيتي‌پيماي كوبه» (Cobe)
شكل 34 - آل كاگوت (Al Kogut)
از اعضاي تيم پروژه‌ي «كاوشگر گيتي‌پيماي كوبه» (Cobe)
شكل 35 - سرجيو تورس
(Sergio Torres)
از اعضاي تيم پروژه‌ي «كاوشگر گيتي‌پيماي كوبه» (Cobe)
شكل 36 - لوئيس تنريو
(Luis Tenorio)
از اعضاي تيم پروژه‌ي «كاوشگر گيتي‌پيماي كوبه» (Cobe)
شكل 37 - ماريو لچا
(Maria Lecha) از اعضاي تيم پروژه‌ي «كاوشگر گيتي‌پيماي كوبه» (Cobe)
شكل 38 - جايرو سانتانا
(Jairo Santana) از اعضاي تيم پروژه‌ي «كاوشگر گيتي‌پيماي كوبه» (Cobe)
شكل 39 - توني باندي
(Tony Banday) از اعضاي تيم پروژه‌ي «كاوشگر گيتي‌پيماي كوبه» (Cobe)
شكل 40 - جان گيبسون
(John Gibson) از اعضاي تيم پروژه‌ي «كاوشگر گيتي‌پيماي كوبه» (Cobe)
|