دكتر «چارلز ل. بنت» (Charles L. Bennett) در آبان 1335 (1956 ميلادي) در امريكا به‌دنيا آمد. وي فيزيكدان نجومي و پروفسور فيزيك و نجوم در دانشگاه «جان هاپكينز» (Johns Hopkins) است. اين دانشمند در سال 1357 (1978 ميلادي) درجه‌ي كارشناسي با درجه‌ي عالي در رشته‌ي فيزيك و نجوم با افتخارات بالا در نجوم از كالج پارك «دانشگاه مريلند» كسب كرد.
در سال 1363 (1984 ميلادي) موفق به اخذ مدرك دكتراي تخصصي از «انستيتو فناوري‌هاي ماساچوست» (Massachusetts Institute of Technology) شد.
وي سرپرست خيلي موفق پروژه‌ي ناسا با عنوان «رديابيهاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون» [1] (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) (WMAP) محسوب مي‌شود.
وي قبل از سال 1384 (2005 ميلادي): - دانشمند برتر در گيتي‌شناسي تجربي - شخصيت برجسته‌ي «مركز هوا، فضاي گودارد ناسا»
(NASA Goddard Space Flight Center) - سرپرست شاخه‌ي فيزيك نجومي مادون قرمز در «مركز هوا، فضاي گودارد ناسا» (NASA Goddard Space Flight Center) محسوب مي‌شد.
«بنت» در سال‌هاي 1355 (1976 ميلادي) تا 1357 (1978 ميلادي) عضو دپارتمان «علوم مغناطيسي زمين» (Terrestrial Magnetism) «مؤسسه‌ي كارنجي واشنگتون» (Carngie Institution of Washington) بوده است.
در تقديرنامه‌ي «آكادمي علوم امريكا» (National Academy of Sciences) (NAS) از وي چنين نامبرده شده است: «به‌عنوان سرپرست پروژه‌ي «رديابيهاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون» (WMAP)، «بنت» به تعيين مقادير متغيرهاي كمي و كيفي نظير شامل موارد ذيل با «دقت در جزويات» و «صحت در اندازه» كمك كرده است: - بسياري از ويژگي‌هاي كليدي جهان مثل: سن - محتويات مواد با ذرات سنگين و تيره - ثوابت كيهاني - ثابت هابل (Hubble Constant).
در حالي كه عضويت در «آكادمي علوم امريكا» (NAS) افتخار بزرگي براي بيش‌تر محققان در مهندسي و علوم محسوب مي‌شود وي مدال «هنري دراپر» (Henry Draper medal) را براي سرپرستي تحقيقات «رديابيهاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون» (WMAP) بدست آورد.
اين دانشمند هم‌چنين عضو «آكادمي هنر و علوم امريكا» (American Academy of Arts and Sciences) و شخصيت برجسته‌ي دو انجمن ذيل است: - «انجمن توسعه‌ي علوم امريكا» (American Association for the Advancement of Science) - «انجمن فيزيك امريكا» (American Physical Society)
در سال 1381 (2002 ميلادي)، «انستيتو اطلاعات علمي» (ISI) (Institute for Scientific Information) نام اين دانشمند را جزو محققان در علوم فضايي با بيش‌ترين ارجاع به مقاله‌هايش معرفي كرد. نام وي به‌عنوان يكي از دو نويسنده‌ي برتر جهان با ارائه‌ي مقاله‌هايي داغ در زمينه‌ي علوم از سال 1382 (2003 ميلادي) ثبت شده است.
قبل از سرپرستي پروژه‌ي «رديابيهاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون» (WMAP)، «بنت» معاون رئيس ناظران ابزار «تشعشع‌سنج امواج الكترومغناطيسي فركانس بالاي ديفرانسيلي» (Differential Microwave Radiometers) (DMR) در پروژه‌ي «كاوشگر گيتي‌پيماي كوبه»(Cosmic Background Explorer) (COBE) بود كه هدف آن كشف ناهمسانگردي تشعشعات زمينه‌اي امواج كيهاني الكترومغناطيسي محسوب مي‌شد. تيم علوم «كاوشگر گيتي‌پيماي كوبه» (COBE) هم‌چنين طيف تشعشعات زمينه‌اي امواج كيهاني الكترومغناطيسي فركانس بالا را اندازه‌گيري مي‌كرد.
همان‌طور كه مي‌دانيد در سال 1385 (2006 ميلادي)، جايزه‌ي نوبل فيزيك به‌طور مشترك به: - «جان س. متر» (John C. Mather) سرپرست پروژه‌ي «كاوشگر گيتي‌پيماي كوبه» (COBE) و توضيح‌دهنده‌ي اصلي ابزار «طيف‌سنج مادون قرمز دور مطلق» (Far Infrared Absolute Spectrophotometer) (FIRAS) - و «جورج اسموت» (George Smoot) توضيح‌دهنده‌ي اصلي «تشعشع‌سنج امواج الكترومغناطيسي فركانس بالاي ديفرانسيلي» اهدا شد.
اگر بخواهيم به برخي از جوايز «چارلز بنت» اشاره كنيم مي‌توانيم از موارد ذيل نام ببريم:
- «جايزه‌ي هاروي» (Harvey Prize) در سال 1385 (2006 ميلادي) - «جايزه‌ي گيتي‌شناسي گروبر» در سال 1385 (2006 ميلادي)
لازم به‌ذكر است كه جايزه‌ي اخير به «جان متر» و تيم «كاوشگر گيتي‌پيماي كوبه» (COBE) براي «مطالعات شكستگي‌هاي زمين در اثبات انفجار بزرگ (Big Bang)» اهدا شد.
- مدال «دراپر» از طرف «آكادمي علوم امريكا» (National Academy of Sciences) - مدال ملي چرخشي براي موفقيت‌هاي فضايي (مدال نيمه‌حرفه‌اي اخترشناسي) - موفقيت علمي استثنايي ناسا در سال 1384 (2004 ميلادي) براي «رديابيهاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون» (WMAP) - مدال سرپرست برجسته‌ي ناسا در سال 1382 (2003 ميلادي) - مدال يادبود «جان س. ليندزي» (John C. Lindsay) در علوم فضايي در سال 1382 (2003 ميلادي) - جايزه‌ي علوم مشترك با عنوان: «بهترين از آن‌چه كه جديد است» (Best of What's New) در هواپيمايي و فضا براي پروژه‌ي «رديابيهاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون» (WMAP) در سال 1380 (2001 ميلادي) - مدال دانشمند موفق و استثنايي ناسا در سال 1371 (1992 ميلادي) براي پروژه‌ي «كاوشگر گيتي‌پيماي كوبه» (COBE)
در ماه‌هاي پاياني 1383 و ابتدايي 1384 (مارس و آوريل 2005) مشاهده‌هاي انجام شده از تشعشعات زمينه‌اي امواج الكترومغناطيسي فركانس بالا (Cosmic Microwave Background Radiation) ارسالي از زمين به آسمان موضوع‌هاي مورد توجه را تشكيل مي‌دادند.
نتايج حاصل از «رديابيهاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون» [1] (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) (WMAP) – حاصل از پرتاب ماهواره در سال 1380 (2001 ميلادي) – بيش‌ترين ارجاع‌ها را بيش از هر مطلب ديگر در حوزه‌ي «گيتي‌شناسي» [2] (Cosmology) تشكيل مي‌دادند؛ به‌گونه‌اي كه اولين مقاله از ده مقاله‌ي برتر در اولين سال انتشار آن محسوب مي‌شد.
شگفت‌انگيزتر آن‌كه در گزارشي كه در سال 1382 (2003 ميلادي) در «سري‌هاي تكميلي مجله‌ي فيزيك نجومي» (Astrophysical Journal Supplement Series) منتشر شد با بيش از 1000 ارجاع از زمان انتشار، جايگاه مقاله‌ي مرتبط با اين نتايج در طي 14 ماه جزو ده مقاله‌ي برتر اعلام شد.
علاوه بر آن، در تحقيقي كه توسط «اسپرژل (Spergel) و ...» هر دو ماه يكبار منتشر مي‌شود و در آن مقالههاي با ارجاع‌هاي بالا در دو سال گذشته ذكر مي‌شود در زمينه‌ي فيزيك، اين مقاله رتبه‌ي دوم را از بين ده مقاله‌ي برتر كسب كرد. مقاله‌ي برتر ديگر در اين زمينه نيز در همان مجله منتشر شده بود.
براي يافتن مقالههاي مرتبط با «رديابيهاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون» [1] (WMAP) و هم‌چنين مصاحبه‌اي ديگر با اين دانشمند به‌ترتيب به‌نشاني‌هاي ذيل مراجعه فرماييد:
نتايج بررسي مقاله‌هايي با موضوع مشابه - كه در قسمت مقالههاي ويژه‌ي مجله‌ي «فيزيك نجومي» (Astrophysical Journal) منتشر شده – نشان مي‌دهد اين مقاله به‌طور واقعي علم «گيتي‌شناسي» را متحول كرده است.
به‌طوري كه تا زماني كه نتايج «رديابيهاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون» و هم‌چنين اطلاعات حاصل از مشاهده‌ها و آزمون‌هاي تكميلي ديگر منتشر نشده بود در حوزه‌هاي متعددي از علم «گيتي‌شناسي» مطالب زيادي منتشر مي‌شد. اين مقاله متغيرهايي را براي «گيتي‌شناسي» معرفي كرد و به‌همين خاطر نسبت به مراجعه به آن انگيزه‌هاي زيادي وجود داشته و دارد.
علت ديگر اين انگيزه، دقت بي‌سابقه‌اي است كه نسبت به معرفي اين متغيرها اعمال شده است؛ درست همان‌گونه كه امروز راجع به آن متغيرها مطرح مي‌شود.
موفقيت كامل پروژه‌ي «ردياب‌هاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون» نتيجهي مشاركت و سرپرستي دانشمندي به‌نام «چارلز ل. بنت» (Charles L. Bennett) بوده است. علاوه بر ارائه‌ي مقاله‌هايي در زمينه‌ي «ردياب‌هاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون» كه قبلاً اشاره شد اين دانشمند از سال 1371 (1992 ميلادي) در تدوين متجاوز از 20 مقاله با بيش از يكصد ارجاع براي هر كدام مشاركت داشته است.
| شكل 1 - مدال «هنري دراپر»
(Henry Draper medal) |
علاوه بر آن، وي اخيراً مدال «هنري دراپر» (Henry Draper medal) را از «آكادمي علوم امريكا» (National Academy of Science) دريافت كرده است.
لازم به‌ذكر است كه اين مدال هر چهارسال يكبار به برترين‌هاي «فيزيك نجومي» (Astronomical Physics) اختصاص مي‌يابد. علت اختصاص اين مدال به كارهاي «چارلز بنت»، دقت در «تعيين سن»، «تركيب سني» و «انحناي جهان» (Curvature of the Universe) توسط وي بوده است.
«چارلز بنت» آموزش‌هاي دوره‌ي كارشناسي را در «كالج پارك دانشگاه مريلند» (Maryland) در رشته‌ي «فيزيك و نجوم» گذرانده و در سال 1357 (1978 ميلادي) درجه‌ي كارشناسي را دريافت كرد. براي گذراندن دوره‌ي دكترا در «انستيتو فناوري‌هاي ماساچوست»
(The Massachusetts Institute of Technology) (MIT) به: - يادگيري قطعه‌هاي ابزارهاي راديويي
- و آموزش‌هايي شديد در تبديل و تجزيه و تحليل اطلاعات نجومي پرداخت.
بعد از پايان دوره‌ي دكتراي تخصصي (PhD) در سال 1363 (1984 ميلادي)، 20 سال در «ناسا» (NASA) سرپرستي تحقيقات در زمينه‌ي امواج الكترومغناطيسي فركانس بالا در شاخه‌ي «فيزيك نجومي مادون قرمز» (Infrared Astrophysics) را برعهده گرفت. اين تحقيقات در «مركز هوا، فضاي گودارد ناسا» (NASA Goddard Space Flight Center) در «گرين‌بلت» (Greenbelt) واقع در «مريلند» انجام شد.
اين دانشمند در دي سال 1384 (ابتداي سال 2005 ميلادي)، عهده‌دار سمت جديدي به‌عنوان پروفسور فيزيك و نجوم در دانشگاه «جانز هاپكينز» (Johns Hopkins University) در «بالتيمور» مريلند شد. خبرنگار مجله‌ي «ساينس واچ» (Science Watch) به‌نام «سايمون ميتون» (Simon Mitton) مصاحبه‌اي را با اين دانشمند در فروردين 1384 (مارس 2005 ميلادي) ترتيب داده است كه توجه شما را به خواندن اولين قسمت آن جلب مي‌كنيم. قابل ذكر است كه در قسمت دوم مصاحبه، توضيح برخي كلمه‌ها به‌كار رفته در اين مصاحبه تقديم خواهد شد.
| مقالههاي با ارجاع‌هاي بالاي شما از سال 1990 تا | 1993 در نتيجهي اطلاعات ارسالي از «كاوشگر گيتي‌پيماي كوبه» (Cosmic Background Explorer) (COBE) ارائه شده‌اند. به‌نظر شما چرا يافته‌هاي حاصل از اين كاوشگر چنين احساساتي را ايجاد كرده است؟ |
براي درك نتايج «كاوشگر گيتي‌پيماي كوبه» (Cosmic Background Explorer) (COBE)، بايد به سال 1965 برگرديم؛ زماني كه اطلاعاتي درباره‌ي «امواج الكترومغناطيسي فركانس بالا» (Microwave) كشف شد.
مي‌توان گفت كه اين كشف كم و بيش اتفاقي بود! «آرنو پنزياس» [3] (Arno Penzias) و «رابرت ويلسون» [4] (Robert Wilson) زماني كه مي‌خواستند تلسكوپ خود را به‌سمت اهداف مورد نظرشان تنظيم كنند متوجه نوسان‌هاي دمايي ناگهاني به‌ميزان ناچيز  درجه‌ي كلوين شدند. در آن زمان، فيزيكدانان دانشگاه «پرينستون» (Princeton) در ايالت «نيوجرسي» (New Jersey) قصد داشتند آزمايشي براي يافتن «تشعشعات دمايي بسيار كم» (Much Diluted Thermal Radiation) ناشي از «انفجار بزرگ» (Big Bang) ترتيب دهند.
به‌زودي متوجه شدند كه «آرنو پنزياس» (Arno Penzias) و «رابرت ويلسون» (Robert Wilson) اين علايم را - كه هدف گروه محققين پرينستون را تشكيل مي‌داد – يافته بوده‌اند؛ آنان در مدت كوتاهي حداقل نوسان دماي به‌ميزان  درجه‌ي كلوين را اندازه‌گيري كردند. در عين حال با روش‌هاي به‌كارگرفته شده در آن زمان، دومين دماي اندازه‌گيري شده به‌طور واقعي به اين سؤال پاسخ نمي‌داد كه آيا اين حداقل دما، طيف دمايي واقعي است يا خير.
به‌عنوان مثال در انگلستان تني چند از پيروان گيتي‌شناسي به‌نام «فرد هويل» [5] (Fred Hoyle) كماكان نتايج «الگوي انفجار بزرگ جهان» (Big Bang Model of the Universe) را نپذيرفتند.
ابتدائاً تعداد بسيار كمي از فيزيكدانان اهميت يادگيري شرايط در دنياي قديم را درك كردند. تقريباً بلافاصله چنين استنتاج شد كه اگر تشعشعات از «انفجار بزرگ» ناشي شده باشد توزيع دماي ناهمسانگرد در بعضي از سطوح بايد مشاهده شود و طبيعتاً به‌دنبال اين سؤال رفتند كه چگونه مي‌توانند چنين نوسان‌هاي دمايي را بيابند.
در سال 1967، «رابرت ساكس» [6] (Robert Sachs) و «آرتور ولف» [7] (Arthur Wolfe) پيش‌بيني كردند كه ناهمسانگردي دما ممكن است حدود يك‌درصد باشد.
«ديويد ويلكينسون» [8] (David Wilkinson) عضو گروه «فيزيك گرانشي»
(Gravitational Physics) در دانشگاه «پرينستون» در اين حوزه با تلاش براي يافتن نوسان‌هاي دمايي، نقش اساسي را ايفا كرد. در آن زمان همگان فكر مي‌كردند كه وي تلاش‌هاي پيشتازانه‌اي انجام مي‌دهد. البته هر زمان كه گروهي به‌طور تجربي محدوده‌ي اين نوسان‌ها را مي‌يافتند تئوريسين‌هاي وي به آن‌ها مي‌گفتند: «اه! اما الآن آن نوسان‌ها را كمي كوچك‌تر از محدوده‌ي بالايي بدست آمده توسط شما محاسبه كرده‌ايم! شما بايد كمي بيش‌تر كار كنيد». اين مشكل به‌مدت 27 سال ادامه داشت!!!
هرچه مشاهده‌گران، شديدتر با يكديگر به‌نزاع مي‌پرداختند مشكل بزرگي شكل مي‌گرفت كه عبارت بود از: «عدم مشخص شدن نوسان‌هاي دمايي». اين مسأله به‌خاطر آن بود كه عدم مشخص شدن نوسان‌هاي دمايي به نقطه‌اي رسيده بود كه چالش برانگيز شده و اين عقيده شكل گرفته بود كه «گرانش» (Gravity) متغير تأثيرگذار بر شكل‌گيري ساختار جهان است. در واقع، متغيري تيره و تاريك از نظر آنان بيش‌ترين نقش را پذيرفته بود!!!
اين در حالي است كه نمي‌توانيد جهان را با چنين اجرام سنگيني بسازيد و چنين نوسان‌هايي را مشاهده نكنيد. موضوع تيره و تاريك راهي براي بيش‌تر اهميت دادن به تشكيل ساختار (بدون بالا بردن نوسان‌هاي دمايي به يك سطح قابل‌كشف) بود. بدين‌ترتيب دو مفهوم با يكديگر دراميخته‌اند:
- عدم وجود نوسان‌هاي قابل مشاهده
- پذيرش اين امر كه ممكن است ذره‌هاي سنگين جزوي اساسي از چگالي ماده باشد.
اين مشكلات تا ارائه‌ي نتايج «كاوشگر گيتي‌پيماي كوبه» (COBE) در سال 1992 ادامه يافت. علاقمندان براي كسب اطلاعات بيش‌تر مي‌توانند به‌نشاني ذيل مراجعه فرمايند:
| چرا بايد 27 سال براي رسيدن به اين هدف منتظر مي‌مانديد؟ |
نوسان‌ها به‌مراتب كوچك‌تر از مقاديري است كه انتظار مي‌رفت؛ بنابراين بايد فناوري مرتبط همراه با آن كم‌كم توسعه مي‌يافت.
ساخت «كاوشگر گيتي‌پيماي كوبه» به‌تنهايي 27 سال طول نكشيد بلكه پيشرفت كافي در زمينه‌ي ابزار دقيق، چنين زماني را مي‌طلبيد. | مقاله‌ي سال 1369 (1990 ميلادي) در باب «كاوشگر | گيتي‌پيماي كوبه» (COBE) كه در مجله‌ي «فيزيك نجومي» (AstroPhys) با عنوان ذيل چاپ شده است داراي بيش از 300 ارجاع بوده است: «اندازه‌گيري‌هاي ابتدايي طيف امواج كيهاني الكترومغناطيسي فركانس بالا ارسال شده توسط كاوشگر گيتي‌پيماي كوبه». چرا از عنوان «نتايج ابتدايي» براي اين مقاله استفاده كرده‌ايد؟ |
«جان س. متر» (John S. Mather) از «مركز هوا، فضاي گودارد ناسا» (NASA Goddard Space Flight Center) اين تحقيقات را سرپرستي مي‌كرد و به‌عنوان مقاله‌اي مهم در تاريخ گيتي‌شناسي باقي ماند. صراحتاً مي‌گويم از اين‌كه ارجاع‌هاي بيش‌تري نداشته است، متعجبم!!!
«كاوشگر گيتي‌پيماي كوبه» طوري طراحي شده بود كه اندازه‌گيري‌هاي دقيقي از طيف امواج الكترومغناطيسي فركانس بالا ايجاد كند. پيش‌بيني مي‌شد كه كاوشگر مذكور داراي «جعبه‌ي سياه» [9] (Black Body) جذب‌كننده و بازتابنده‌ي طيف باشد كه منحني‌هاي به‌اصطلاح «پلانك» (Planck) را – كه ابتدائاً در سال 1369 (1990 ميلادي) توسط «ماكس پلانك» (Max Planck) مطرح شد - رسم كند. اما به هر حال، اندازه‌گيري‌هاي قبلي، انحراف‌هايي را از طيف جعبه‌ي سياه نشان مي‌داد.
امروزه بحث‌هاي زنده‌اي درباره‌ي آن‌چه كه ممكن است موجب چنين انحراف‌هايي شود – اعم از «تخريب اجزاي ماده» (Decays of Particles) تا «انفجارهاي كهكشاني» (Exploding Galaxy)- انجام مي‌شود.
زماني كه «جان متر» و تيمش، اطلاعات «كاوشگر گيتي‌پيماي كوبه» را درست پس از پرتاب در آذر 1378 (دسامبر 1989) به‌دست آوردند، مشاهده كردند كه تنها جزوي از اطلاعات با اندازه‌گيري‌هاي قبلي مغايرت دارد.
من به‌عنوان عضوي از تيم مي‌دانستم كه سرانجام مي‌توانيم در انتظار گردش اطلاعات ثابتي قبل از رسيدن به پايان سال باشيم اما به‌محض اين‌كه «جان متر» درباره‌ي طيف مذكور مطمئن شد احساس كرد كه فوراً بايد نتايج را منتشر كند.
اگرچه اطلاعات بدست آمده از دقت بالايي برخوردار بود و در حد بسيار بالاي موفقيت محسوب نمي‌شد ولي مي‌توان گفت به‌اندازه‌ي كافي و بسيار خوب محسوب مي‌شد كه آن طيف را خيلي نزديك به يك جعبه‌ي سياه تلقي كنيم.
لازم به‌ذكر است كه همه‌ي اطلاعات مربوط به 9 دقيقه پرواز براي بدست آوردن آن طيف، مورد استفاده قرار گرفت! از نظر من آن زمان، لحظه‌اي تاريخي، مهم و عميق براي گيتي‌شناسي محسوب مي‌شد؛ زماني كه مي‌خواستيم انحراف‌ها را تشريح كنيم متوجه شديم همه‌ي آن‌چيزهايي كه انديشيده مي‌شد كه ممكن است در گيتي اتفاق بيفتد اكنون مي‌دانستيم كه نمي‌تواند محقق شود.
«جان متر» آزمايش خيلي خوبي را تدارك ديده بود و به هر روشي آن را رهبري مي‌كرد تا به نتيجه‌اي درخشان منجر شود. | دو سال بعد و در سال 1371 (1992 ميلادي)، «جورج | اسموت» (George Smoot)، حضرتعالي و همكارانتان مقاله‌اي را درباره‌ي ساختار يا نوسان‌ها در حوزه‌ي امواج الكترومغناطيسي فركانس بالا با عنوان ذيل منتشر كرديد: «ساختار نقشههاي سال اول از ارسال امواج الكترومغناطيسي ديجيتالي فركانس بالا». همان‌طور كه در جدول 1 مشاهده مي‌كنيد اين مقاله به‌شخصه براي شما مقاله‌اي پرارجاع محسوب مي‌شود. |
جدول 1 – تعداد مقاله ها و ارجاع‌هاي مجله‌ي «فيزيك نجومي». | تعداد كلي از مجله‌ي «فيزيك نجومي» (Astrophysical) | مقاله‌ها | ارجاع‌ها | تعداد ارجاع
مربوط به هر مقاله | 548/23 | 704/436 | 55/18 | مرتبه‌ي مجله‌ي
«فيزيك نجومي»
(Astrophysical) در بين 172 مجله‌ي مطرح در علوم فضايي | رتبه‌ي 1 | رتبه‌ي 1 | رتبه‌ي 6 |
تيم «كاوشگر گيتي‌پيماي كوبه» چهار مقاله‌ي مرتبط شامل بحث و بررسي بر روي اطلاعات ناهمسانگرد سال اول را منتشر كردند. در اين چهار مقاله به بحث و بررسي بر روي موارد ذيل پرداختيم: - معرفي پايه‌اي نقشه‌ها
- مشكل تشعشعات پيش‌زمينه
- آزمايش‌هاي تفصيلي خطاهاي اندازه‌گيري سيستماتيك
- تفسير نتايج.
كار برجسته‌ي ما اين بود كه قادر بوديم نوسان‌هاي تشعشعات:
ü زمينه (Background)
ü پيش‌زمينه (Foreground) را مجزا كنيم. علاوه بر آن متوجه شديم خطاهاي سيستماتيك در كاربرد تجهيزات به‌اندازه‌ي كافي كوچك است.
اين در حالي است كه از لحاظ تاريخي و در تحقيقات گذشته، اين دو حوزه، مشكل محسوب مي‌شدند.
معتقدم كه پافشاري بر جزويات منبع با قابليت خطاهاي سيستماتيك ما را به انتشار اين مقاله‌ها رهنمون كرد كه توسط اجماع دانشمندان پذيرفته شده و در نتيجه ارجاع‌هاي زيادي نسبت به آن گزارش شد و تقريباً همه به اين نتايج اطمينان داشتند.
| در سال 1373 (1994 ميلادي)، اطلاعات «طيف‌سنج | نوري مطلقاً مادون قرمز» (Far Infrared Absolute Spectrophotometer Data) ارسالي از «كاوشگر گيتي‌پيماي كوبه» درباره‌ي جهان - زماني كه تنها يك‌سال از فعاليت تحقيقاتي آن مي‌گذشت – در «تغيير مكان سرخ» [10] (Red Shift) به‌ميزان  گزارش شد. آيا اين ادعايي اغراق‌اميز نيست؟ |
اين نقطه‌ي زماني برمي‌گردد به «حادثه‌ي تاريخي» (Epoch) زماني كه توليد و تخريب فوتون‌ها متوقف شد. بنابراين بايد نتيجه بگيريم كه «فوتون»ها به‌راستي از زمان‌هاي قبل ايجاد مي‌شوند و البته اين امر تنها به‌روشي متفاوت بر غني بودن اطلاعات در زمينه‌ي امواج الكترومغناطيسي فركانس بالا تأكيد مي‌كند.
| چگونه نتايج بدست آمده از «كاوشگر گيتي‌پيماي | كوبه» القاكننده‌‌ي اهداف «رديابيهاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون» [1]
(Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) (WMAP) است؟ |
در حال حاضر مقالههاي تئوري درباره‌ي خصوصيات تشعشعات مذكور نوشته شده است. قبلاً در سال 1348 (1969 ميلادي) در مسكو دانشمنداني به‌نام «رشيد سانيوف» (Rashid Sunyaev) و «ياكوف زلدويچ» (Yakov Zel’dovich) نشان دادند كه نوسان‌هاي دمايي تشعشعات زمينه‌ي امواج كيهاني الكترومغناطيسي فركانس بالا» تحت‌تأثير واكنش‌هاي متقابل با ماده هستند. اما به‌هر حال مقالههاي منتشر شده در رابطه با «تفسير نوسان‌ها» - به‌خاطر شكست در نشان دادن نوسان‌هاي مذكور – در آن زمان، اصلاً مورد اقبال قرار نگرفت.
طبعاً با انتشار نتايج «كاوشگر گيتي‌پيماي كوبه» اين وضعيت به‌طور چشمگيري دچار تغيير شد. بدين‌ترتيب دريايي از تغييرها ايجاد گرديد. اجماع دانشمندان مي‌گفتند: «در حال حاضر مي‌دانيم كه آن نوسان‌ها وجود دارد و نيازمنديم كه اهداف ديگري را تعريف كنيم تا به‌طور نزديك‌تر به بررسي آن بپردازيم». بدين‌ترتيب همه مي‌دانستند كه تعريف اهداف جديد، اطلاعاتي را درباره‌ي متغيرهاي گيتي‌شناسي فراهم خواهد كرد.
| هدف جديد «رديابيهاي ناهمسانگرد امواج | الكترومغناطيسي ويلكينسون» [1] (WMAP) به‌نام «ديويد ويلكينسون» (David Wilkinson) گيتي‌شناس نامدار از دانشگاه «پرينستون » ناميده شد؛ شخصي كه در ابتداي مصاحبه از وي نام برديد و در مهر 1381 (سپتامبر 2002 ميلادي) - هم‌زمان با دريافت اولين اطلاعات و تجزيه و تحليل‌هاي اوليه - از دنيا رفت. |
«ديويد ويلكينسون» همراه من در تيم «كاوشگر گيتي‌پيماي كوبه» بود و ما درباره‌ي جانشين پروژه صحبت كرده بوديم. «ديويد» يكي از خيل افرادي بود كه مي‌خواستند اين پروژه ادامه يابد و سرانجام هم چنين شد و من به‌همراه وي با تيم همكاري داشتيم و از طرفي مشاركت بسيار زيادي بين دانشگاه «پرينستون» و «مركز هوا، فضاي گودارد ناسا» (NASA Goddard Space Flight Center) برقرار كرديم.
| چگونه نتايج «رديابيهاي ناهمسانگرد امواج | الكترومغناطيسي ويلكينسون» [1] (WMAP) با «آزمون‌هاي بالون» (Balloon Experiment) در «آنتاركتيكا» (Antarctica) و پروژه‌هاي «اخترشناسي راديويي» [11] (Radio Astronomy) در نواحي‌اي نظير «تنه‌ريف» [12] (Tenerife) مرتبط مي‌شوند؟ |
نكته‌ي اولي كه در اين‌جا بايد خاطرنشان كنم آن است كه آزمون‌هاي «اساساً زميني» (Ground Based) و «انجام‌شده در بالون» (Balloon Borne) باعث پيشرفت فناوري، بلوغ علمي و در نتيجه بالا رفتن انگيزه در جهت تحقق اهداف مي‌شود.
نتايج «تشعشعات زمينه‌ي امواج الكترومغناطيسي كيهاني فركانس بالا» [12] (Cosmic Microwave Background Radiation) (CMB) از زمين، بالون‌ها و فضا يكديگر را تكميل كرده و فوق‌العاده مهم هستند؛ به‌خاطر آن‌كه اطلاعات در يك وضعيت مستقل به‌دست آمده‌‌اند.
در عين حال، نتايج تأييدشده‌ي مستقل در «گيتي‌شناسي مشاهده‌اي» (Observational Cosmology) مشترك نبودند.
در حال حاضر در دنيايي كاملاً جديد هستيم و از لحاظ اعتقاد و اطمينان بايد ارزش متغيرهاي گيتي‌شناسي را بدانيم. «رديابيهاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون» [1] (WMAP) در سال 1380 (2001 ميلادي) آغاز شد و هم‌اكنون از: - تغييرها يا ناهمسانگردي‌هاي دمايي
- تشعشعات زمينه‌اي امواج الكترومغناطيسي فركانس بالا
در سراسر آسمان با دقت در جزويات (Accuracy) و صحت در ميزان (Precision) نقشه‌برداري شده است. اين مشاهده‌ها جواب‌هاي قاطعي در برابر سؤال‌هاي مربوط به گيتي‌شناسي فراهم كرده و راه را براي تحقيقات جديد فراهم آورده است.
به‌عنوان مثال، «رديابيهاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون» [1] (WMAP) اثبات كرده است كه جهان با مواد تيره و «انرژي‌هاي تاريك» (Dark Energy) احاطه شده است.
هندسه‌ي جهان به‌اصطلاح «مسطحه» است كه در آن، جمع زواياي يك مثلث حتي در فواصل عظيم دقيقاً 180 درجه است.
محدوده‌هاي جديد به‌سمت جرم «نوترينو» [13] (Notrino) و «طبيعت» (يا معادله‌ي حالت [14]) مربوط به «انرژي تاريك» (Dark Energy) پيش مي‌رود.
نتايج «رديابيهاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون» هم‌چنين محدوده‌هاي جديدي از فيزيك دنياي قديمي را – كه معمولاً براساس «نظريه‌ي تورمي» [15] (Inflation Theory) تفسير مي‌شود – تعيين كرده است: «انبساط فزاينده و سريع جهان» در كسري از ثانيه.
اين در حالي است كه مشاهدات در حال پيشرفت است و با ادراكمان از فيزيك جهان توسعه مي‌يابد.
| نرخ ارجاع به اين مقاله واقعاً با شتابي فزاينده در حال افزايش است! |
در طي دو دهه‌ي اخير، سرانجام «گيتي‌شناسي استاندارد و جزو به جزو» پديدار شده است. اين مدل تنها با استفاده از چند متغير محدود، سير تكاملي جهان را از ابعاد چند تا هزاران «مگاپارسك» [16] شرح مي‌دهد: - در اين مدل، جهان از لحاظ فضايي مسطح، همگن، همگرا در مقياس‌هاي بزرگ محسوب مي‌شود. - اين مدل شامل: تشعشعات، موادي معمولي، «فاقد مواد تيره‌ي سنگين» (Non- Baryonic Dark Matter) و «انرژي تاريك» (Dark Energy) است. - «رديابيهاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون» [1] (WMAP) براي: ü ارائه‌ي آزمون‌هاي مشكل از لحاظ اجرايي و كمي اين مدل
ü و مراقبت از حذف خطاهاي اندازه‌گيري‌هاي سيستماتيك طراحي شده‌اند. - «رديابيهاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون» [1] (WMAP) اطلاعاتي صحيح (به‌ويژه براي آزمون‌هاي دقيق) درباره‌ي مدل‌هاي گيتي‌شناسي ارائه مي‌كند.
در حال حاضر، متغيرهاي مشاهده شده‌ي «هندسه»، «محتويات» و «خواص» جهان را تحت‌تأثير قرار داده است. اجازه دهيد براي توضيح، چند مثال بزنم:
عقيده داريم كه عمر جهان  گيگا (ميليارد) سال (Gyr) است. مدتي نه‌چندان دور اين مقدار با توجه به مشاهده‌هايي كه به‌كار مي‌رفت حدود  گيگا (ميليارد) سال (Gyr) تخمين زده مي‌شد.
اولين باري كه وارد حوزه‌ي نجوم شدم «متغير هابل» [1] (Hubble Parameter) توسط برخي با ضريبي به‌ميزان 2، نامعلوم فرض مي‌شد؛ اكنون به‌تنهايي از اطلاعات «رديابيهاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون» [1] (WMAP) اين متغير به‌ميزان  محاسبه شده است. اصطلاح‌هاي «ماده‌ي تيره» (Dark Matter) و «انرژي تاريك» (Dark Energy) امروزه به‌طور وسيعي توسط اجماع دانشمندان پذيرفته شده است.
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. بايد خاطر نشان كنم كه دانشمندان پروژه‌ي «رديابيهاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون» [1] (WMAP) نظير: - «ليمن پيج» [18] (Lyman Page) از دانشگاه «پرينستون» - و «گري هين‌شاو» [19] (Gary Hinshaw) از «مركز هوا، فضاي گودارد ناسا»
(NASA Goddard Space Flight Center)
به‌جهت فضايل‌اشان مستحق دريافت جوايزي معتبر هستند.
اما به هر حال، خاضعانه اعتراف مي‌كنم كه مسائل بغرنج و بزرگي هنوز باقي مانده است. جهان با مواد تيره و سرد و هم‌چنين انرژي تاريك اسراراميزي احاطه شده است؛ اين انرژي به‌سختي تغيير‌شكل مي‌دهد.
اين در حالي است كه بدون تعيين طبيعت «انرژي تاريك» نمي‌توانيم به تعييين سرنوشت دنيا اميدوار باشيم. از طرف ديگر نمي‌دانيم در جهان در دنياي قديم چه اتفاقي افتاده است اما در عين حال اندازه‌گيري‌هايي از آن دنيا ممكن شده است. بسياري از سؤال‌هاي تاريخي در حوزه‌ي گيتي‌شناسي جواب داده شده اما هنوز مسائل مهم و عميقي بدون جواب باقي مانده است. بايد بگويم كارهاي زيادي بايد انجام شود. [1] «ردياب‌هاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون» [1]
(Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) (WMAP) ماهواره‌ي «ناسا» (NASA) است كه هدفش مطالعه‌ي آسمان براي اندازه‌گيري دماي گرماي تابنده‌ي مازاد از «انفجار بزرگ»
(Big Bang) مي‌باشد.
اين ماهواره توسط «موشك دلتا 2» (Delta II Rocket) در ساعت 46 و15 دقيقه‌ي 9 تير 1380 (30 ژوئن 2001 ميلادي) از ايستگاه نيروي هوايي در دماغه‌ي «كاناورال»
(Cape Canaveral) واقع در فلوريداي امريكا پرتاب شد.
نام دانشمندان ذيل در اين پروژه‌ي بزرگ و مهم نجومي به چشم مي‌خورد: نام | محل اشتغال | چارلز بنت Charles L. Bennet | دانشگاه جان هاپكينز Johns Hopkins University | مارك هالپرن Mark Halpern | دانشگاه بريتيش كلمبيا University of British Columbia | گري هين‌شاو Gary Hinshaw | مركز هوا، فضاي گودارد ناسا NASA Goddard Space Flight Center | نورمن جاروسيك Norman Jarosik | دانشگاه پرينستون rinceton University | آل كوگوت Al Kogut | مركز هوا، فضاي گودارد ناسا NASA Goddard Space Flight Center | مايكل ليمون Michele Limon | مركز هوا، فضاي گودارد ناسا NASA Goddard Space Flight Center/SSAI | استفان ماير Stephan Meyer | دانشگاه شيكاگو University of Chicago | ليمن‌پيج Lyman Page | دانشگاه پرينستون Princeton University | ديويد ن. اسپرگل David N. Spergel | دانشگاه پرينستون Princeton University | گري تاكر Greg Tucker | دانشگاه براون Brown University | ديويد ويلكينسون David Wilkinson | دانشگاه پرينستون Princeton University | اد وولاك Ed Wollack | مركز هوا، فضاي گودارد ناسا NASA Goddard Space Flight Center | ادوارد ل. (ند) رايت Edward L. (Ned) Wright | دانشگاه كاليفورنيا – لس‌آنجلس University of California- Los Angeles | راچل بين Rachel Bean | دانشگاه كرنل Cornell University | اليويرا دورا Olivier Dore | دانشگاه تورنتو University of Toronto | مايكل نولتا Michael Nolta | دانشگاه تورنتو University of Toronto | آيچيرو كوماتسو Eiichiro Komatsu | دانشگاه تگزاس، آستين Univ. of Texas, Austin | هيرانيا پايريس Hiranya Peiris | دانشگاه شيكاگو University of Chicago | ليشيا وردا Licia Verde | دانشگاه پنسيلوانيا Univ. of Pennsylvania | كريس بارنز Chris Barnes | دانشگاه پرينستون Princeton University | مايكل گريسون Michael Greason | مركز هوا، فضاي گودارد ناسا NASA Goddard Space Flight Center | رابرت هيل Robert Hill | مركز هوا، فضاي گودارد ناسا NASA Goddard Space Flight Center | آلن كوگوت Alan Kogut | مركز هوا، فضاي گودارد ناسا NASA Goddard Space Flight Center | مايكل ليمون Michele Limon | مركز هوا، فضاي گودارد ناسا NASA Goddard Space Flight Center | نيلز ادوگارد Nils Odegard | مركز هوا، فضاي گودارد ناسا NASA Goddard Space Flight Center | گرد تاكر Greg Tucker | دانشگاه براون Brown University | ژانت وايلند Janet Weiland | مركز هوا، فضاي گودارد ناسا NASA Goddard Space Flight Center |
[2] «گيتي‌شناسي» (Cosmology) علم مبدأ و توسعه‌ي جهان است كه از نظريه‌هاي علي تشكيل جهان صحبت مي‌كند.
| 
شكل 2 - بايد ارزش متغيرهاي گيتي‌شناسي را بدانيم.
شكل 3 - در گزارشي كه در سال 2003 ميلادي در «سري‌هاي تكميلي مجله‌ي فيزيك نجومي» منتشر شد مقاله‌ي «بنت» با بيش از 1000 ارجاع، در طي 14 ماه جزو ده مقاله‌ي برتر اعلام شد.
شكل 4 - تيم «كاوشگر گيتي‌پيماي كوبه» چهار مقاله‌ي مرتبط شامل بحث و بررسي بر روي اطلاعات ناهمسانگرد سال اول را منتشر كردند. در اين چهار مقاله به بحث و بررسي بر روي موارد ذيل پرداختيم: - معرفي پايه‌اي نقشه‌ها
- مشكل تشعشعات پيش‌زمينه
- آزمايش‌هاي تفصيلي خطاهاي اندازه‌گيري سيستماتيك
- تفسير نتايج.
شكل 5 - كار برجسته‌ي ما اين بود كه قادر بوديم نوسان‌هاي تشعشعات:
- زمينه (Background)
- پيش‌زمينه (Foreground)
را مجزا كنيم.
شكل 6 - معتقدم كه پافشاري بر جزويات منبع با قابليت خطاهاي سيستماتيك ما را به انتشار اين مقاله‌ها رهنمون كرد كه توسط اجماع دانشمندان پذيرفته شده و در نتيجه ارجاع‌هاي زيادي نسبت به آن گزارش شد و تقريباً همه به اين نتايج اطمينان داشتند. 
شكل 7 - در حال حاضر در دنيايي كاملاً جديد هستيم و از لحاظ اعتقاد و اطمينان بايد ارزش متغيرهاي گيتي‌شناسي را بدانيم.
شكل 8 - هم‌اكنون از:
- تغييرها يا ناهمسانگردي‌هاي دمايي - تشعشعات زمينه‌اي امواج الكترومغناطيسي فركانس بالا در سراسر آسمان با دقت در جزويات (Accuracy) و صحت در ميزان (Precision) نقشه‌برداري شده است.
شكل 9 - «كاوشگر گيتي‌پيماي كوبه» (COBE)
شكل 10 - هندسه‌ي جهان به‌اصطلاح «مسطحه» است
كه در آن، جمع زواياي يك مثلث حتي در فواصل عظيم
دقيقاً 180 درجه است.
شكل 11 - امواج الكترومغناطيسي فركانس بالاي آسمان.
الف - 23 هرتز
ب- 33 هرتز.
ج - 41 هرتز.
د - 61 هرتز.
هـ - 94 هرتز.
شكل 12 - نقشههاي دماي تمام آسمان - نور پلاريزه.
نقشههاي تمام آسمان
در طي دو دهه‌ي اخير، سرانجام «گيتي‌شناسي استاندارد و جزو به جزو» پديدار شده است
شكل 13 - محدوده‌هاي جديد به‌سمت جرم «نوترينو» و «طبيعت»
(يا معادله‌ي حالت) مربوط به «انرژي تاريك» پيش مي‌رود
الف - نقشه‌ي طيف زاويه‌اي نوسان‌هاي «رديابيهاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون».
ب - شدت نسبي قطبيت
در برابر اندازه‌ي نقاط در نقشه (نمودارهاي قرمز، سبز و آبي).
شكل 14 - طيف زاويه‌اي تشعشعات زمينه‌ي امواج الكترومغناطيسي فركانس بالا.
نتايج «رديابيهاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون» محدوده‌هاي جديدي از فيزيك دنياي قديمي را تعيين كرده است: «انبساط فزاينده و سريع جهان» در كسري از ثانيه
الف - نقشه‌ي باند K
(23 هرتز)
ب - نقشه‌ي باند Ka
(33 هرتز).
ج - نقشه‌ي باند Q
(41 هرتز)
د - نقشه‌ي باند V
(61 هرتز).
هـ - نقشه‌ي باند W
(94 هرتز).
شكل 15 - نقشههاي دماي تمام آسمان.
متغيرهاي مشاهده شده‌ي «هندسه»، «محتويات» و «خواص» جهان را تحت‌تأثير
قرار داده است.
الف - نقشه‌ي تركيب خطي داخلي، مختصات بي‌نهايت بزرگ
(Galactic Coordinates)
ب - نقشه‌ي تركيب خطي داخلي، مختصات دوراني
(Ecliptic Coordinates)
شكل 16 - نقشه‌هايي تركيب خطي داخلي «رديابيهاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون»
(WMAP)
شكل 17 - جايگاه امواج الكترومغناطيسي فركانس بالا
در آسمان.
شكل 18 - ماسك‌هاي شدت رديابيهاي ناهمسانگرد امواج الكترومغناطيسي ويلكينسون.
|