المپياد جهاني فيزيك
 پيوندهاي المپياد فيزيك
 
 چهارمين دوره‌ي اکتشاف
چهارمين دوره‌ي اکتشافزنگ تفريح فيزيك
فضاي بيکران، شبيه سازي فضا بر روي زمين، کشف عالم، دنياهاي بي پايان
ما در چهارمين دوره‌ي اکتشاف به سر مي‌بريم. «کُري پاوِول»
 
 
 
در ماه مارس کشف بيش از ۷۱۵ سياره‌ي مدارگرد حول ستاره‌هايشان، چيزي بيش از يک شاهکار آشکارسازي اخترشناسي بود. تأييدي قوي بر اين که ما وارد حيطه جديدي از اکتشاف کيهان شده‌ايم. سارا سيگر از دانشگاه MIT يکي از دانشمندان سرپرست اين پژوهش براي زمين‌هايي ديگر در کهکشان، به زيبايي اين وضعيت را شرح داد:«در کشف سيارات فراخورشيدي ما وضعيت نسل کريستُف کلمب را داريم. ميراثي را براي نسل بعدي و و يک جامعه باقي مي‌گذاريم.»
اغلب تحول در زماني که شما دخيل و در جريان آن هستيد، بسيار سخت قابل تشخيص است، ولي اين چيزي ست که من باور دارم در حال روي دادن است. وقتي نسل‌هاي آينده به گذشته نگاه مي‌کنند، فکر مي‌کنم آن را به عنوان چهارمين دوره‌ي اکتشاف قابل مقايسه با سه دوره‌ي بزرگ اکتشاف قبلي خواهند ديد.
 
دوره اول:کشف بي‌کرانگي فضا
 وقتي گاليله با دوربينش در سال ۱۶۰۹ به سمت آسمان نشانه رفت، شاهد عالمي بود که پيچيده‌تر و شلوغ‌تر از چيزي بود که تصورش را مي‌کرد. نقاطي را روي خورشيد و حفره‌هايي را روي ماه رصد کرد. گاليله بود که نظريه‌ي زمين مرکزي معروف ارسطو را زير سؤال بُرد. گاليله فازهاي ناهيد را که رفتاري شبيه ماه داشتند، ديد. و هين رصد به اين معنا بود که بايد ناهيد و زمين بايد دور زمين مي‌گشتند تا اين فازها به‌وجود بيايد. در همين زمان بود که چهار «ستاره» را رصد کرد که دور مشتري مي‌گردند. آنها چيزي جز قمرهاي گاليله‌اي که امروز مي‌شناسيم نبودند: گانيمد، اروپا، کاليستو، آيو. نه فقط زمين مرکز عالم نبود، جايگاه خاصي هم در منظومه شمسي نداشت.
 
 
اگر با تاريخ اخترشناسي آشنا باشيد، حتماً به اين مطالب واقف هستيد. ولي گاليله ميراث ديگري داشت، خيلي عميق‌تر از مواردي که ذکر شد. وقتي به نور محو راه شيري نگاه مي‌کرد متوجه شد که تعداد بيشماري ستاره‌ي کم نور در آن قرار دارد. با برداشتن زمين از مرکز عالم، همه‌ي حرکت‌ها را را کنار هم چيد. در نهايت ايده‌ي ديگري از کيهانشناسي ارسطويي را کاملاً نابود کرد. ايده اين بود: عالم محدود، کشندي، و با ستاره‌هايي که درون آن در دورترين نقاط هستند، محدود شده است. کشف‌هاي گاليله راهنمايي بر ايده‌ي فضاي بدون کرانه، و شايد نامحدود بود. و همين ايده‌ها بود که فضا را براي نيوتن فراهم کرد تا نظريه‌ي جهانشمول گرانش، و کشف‌هاي بي حد و مرز اخترشناسي را ادامه دهند.
 
دوره‌ي دو: آوردن آسمان به زمين
 همه با نام گاليله آشنايي دارند. دومين تحول بزرگ را دو فيزيکدان سبب شدند که شايد نامشان کمتر شناخته شده است: رابرت بُنسن، و گوستاو کيرشهف. دانش آموزان و دانشجويان اين روزها بُنسن را از آزمايشگاه‌هاي فيزيک به نام آتش‌زنه‌ي بُنسن در مدرسه و دانشگاه مي‌شناسند. اين بدترين خاطره‌ايست که مي‌توان از مردي داشت که بر دانش بشر تأثير به‌سزايي داشته. اين دو فيزيکدان طيف‌سنجي را  ده دهه ۵۰ قرن ۱۹ پايه‌گذاري کردند. آنها نشان دادند که هر عنصر شيميايي اثر انگشت منحصر به فرد خودش را در جذب يا انعکاس نور دارد. نور يک جسم دور از يک منشور عبور مي‌کند، درست مثل رنکين کمان در ذرات آب موجود در هوا تشکيل مي‌شود، مي‌توانيد از الگوي تشکيل شده مشخصات آن را در بياوريد و بگوييد از چه چيزي تشکيل شده است. در سال ۱۸۳۵ فيلسوف فرانسوي آگوست کُمته نوشت:«همه‌ي پژوهشگران علوم فيزيکي، روانشناسي، جامعه شناسي و هرآنچه در قدرت بشر بر روي زمين است، بي ترديد به سيارات ختم مي‌شود.» کمتر از ۳۰ سال بعد، بُنسن و کيرشهف نشان دادند که او در اشتباه است.
 
 
طيف سنجي ابزار گيج کننده‌ايست ولي جاي شکي در اهميت آن نيست. ثابت شده که بقيه‌ي عالم در همان اتم‌هايي ساخته شده که ما را تشکيل داده‌اند. اين امکان را به اخترشناسان مي‌دهد که ترکيب هر جرم نوراني را در فضا بيرون و داخل منظومه‌ي شمسي در عالم قابل مشاهده مشخص کنند. يک نتيجه‌ي فرعي خارج از ذهن هم داشت: اگر جسمي نسبت به ما در حال حرکت باشد، آن حرکت در خطوط طيفي مشخص مي‌شود. اين انتقال در طيف نشان مي‌دهد: ستاره‎ها با چه سرعتي مي‌چرخند. کشش گرانشي سيارات ناپيدا چقدر است. خرکت کهکشان‌‌ها. حتي انبساط عالم که همه‌ي اينها ما را به دوره‌ي سوم مي‌رساند:
 
دوره‎ي سوم: کشف عالم
ادوين پاول هابل (بدو دانش فيزيکدانان قبلي) در کشف عالم اطراف کهکشان ما دست تنها نبود، ولي هم او بود که باعث پيشرفتي شگرف شد. تا دهه ۱۹۲۰ هيچکس مطمئن نبود کهکشان‌هاي ديگري هم وجود دارند. 
اخترشناسان درباره‌ي کهکشان‌هاي جذاب مارپيچي و آلودگي نوري در آسمان مي‌دانستند، و بسياري بر اين فرض بودند که آن مناطق محو در آسمان کهکشان‌هاي ديگري چون کهکشان ما هستند. ولي بسياري ديگر هم تصور مي‌کردند ابرهاي مارپيچي ابرهاي گازي درون راه شيري هستند و کهکشان ما تنهاست. به عبارتي عالم ما و کهکشان ما را تنها فرض مي‌کردند. 
 
 
بعداً در سال ۱۹۲۳ هابل نوع خاصي از ستاره‌ها را در کهکشان آندرومدا پيدا کرد که متغيرهاي قيفاووسي ناميده مي‌شوند. الگوي تغيير ستاره به هابل اين امکان را داد که معيار فاصله را بسنجد و آن را ثابت کند. و آن ابرهاي اطراف را که در لبه‌ي کهکشان هستند مورد مکاشفه قرار دهد. سحابي آندرومدا تبديل شد به کهکشان آندرومدا و کهکشان ما شد فقط يکي از چند کهکشان. ۶ سال بعد هابل حرکت آنها را هم تخمين زد و ثابت کرد که آن‌ها در حال دور شدن از ما هستند. و رابطه‌اش سرعت در تناسب مستقيم با فاصله‌شان بود. اين کشف عالم در حال انبساط بود که به ايده‌ي انفجار بزرگ، تحول کهکشاني، انرژي تاريک و همه‌ي ان مفاهيم ساختارشکن کيهانشناسي مدرن انجاميد. من همچنان تمام اين قضايا را خارج از ذهن مي‌دانم که در کمتر از يک قرن قبل اصلاً نمي‌دانستيم کهکشان‌هاي ديگري هم وجود دارند يا نه؟ گام‌هاي پيشرفت اخترشناسي واقعاً وقتي برگرديم به تاريخ اخترشناسي ما را شوکه مي‌کند.
 
دوره‌ي چهارم: کشف جهان‌هاي بي پايان
و موارد قبل ما را به دوره‌ي کنوني رساند: کشف سيارات و ستارگان. ولي اينبار به شيوه‌اي کاملاً متفاوت از قبل. يک جورهايي در مقايسه با ابعاد کيهان، کوچکتر به نظر مي‌رسد، چون فرض چهار انقلاب اخترشناسي کمي ديدگاه شخصي است. اگر حيات در هرجايي از عالم وجود داشته باشد، مطمئناً روي سطح يک سياره است! آنها در فضا محلي ايمن دارند، آنها که در جاهايي با شيمي پيچيده‌تر و زيستي که آن شيمي را در خود حفظ مي‌کند، و ترکيب مولکولي مي‌تواند منجر به خلق هوش و شعور و زيبايي شود.
گاليله ديگر ستارگان را کشف کرد، هابل کهکشان‌هاي ديگر و پژوهشگراني چون سيگر و جئوف مارسي، و بيل بوروکي دنياهاي ديگري را کشف کردند. و دوباره يک گام ديگر و تصورش هم سخت است که چقدر جلو رفتيم. تا سال ۱۹۹۲ اخترشناسان نمي‌دانستند که سياره منفردي هم بيرون از منظومه شمسي هست و نه فقط يکي. هر ايده‌اي هر بحثي، ابتدا در تخيل و فانتزي شکل گرفته. حالا ما جداولي از هزاران سياره داريم.
همانطور که قبلا بارها روي داده، دانشمندان تصوراتشان را از مقايسه ايده با خلاقيت طبيعت کشف مي‌کنند. تنوع جهان‌ها (منظور دنياهاي موازي نيست. در مورد مکان‌هاي مختلف عالم صحبت شده.) غني‌تر از آن است که بتوان تصور کرد. اگر روزي بيگانه‌ها را کشف کنيم، يقيناً انچه که تصور مي‌کرديم نخواهند بود.  فعلاً در حال طي مسير يافتن هستيم.

 منبع:
 
 

 

1393/2/6لينک مستقيم

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 
 المپياد فيزيك

 

     

 

 

صفحه‌ي اصلي

     

 

راهنماي سايت

     

 

 

آموزش

     

 

بانك سوال

     

 

 

مسابقه

     

 

 

زنگ تفريح

     

 

 

مصاحبه و گزارش

     

 

 

معرفي كتاب

     

 

 

مشاوره

     

 

 

پرسش‌و‌پاسخ‌علمي

     

 

اخبار

 

فعاليت‌هاي علمي

 سايت‌هاي المپياد فيزيك
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  1538
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  1538