كيهان شناسى يكى از آن موضوعاتى است كه علاوه بر دانشمندان، توجه خيل زيادى از مردم عادى را نيز به خود جلب كرده است. موضوع اصلى كيهان شناسى، بررسى ساختار كلى عالم، يعنى چگونگى توزيع ماده و انرژى در فضا و زمان است. كيهان شناسى علاوه بر آنكه ساختار بزرگ مقياس جهان را بررسى مى كند به منشا، تكامل و آينده كيهان نيز توجه مى كند.

همه ما با ساختار و شكل منظومه شمسى آشنا هستيم و مى دانيم كه خورشيد همراه با بى شمار ستاره هاى ديگر ساختار بزرگترى را تشكيل مى دهند كه از آن با عنوان كهكشان راه شيرى ياد مى كنيم. علاوه بر كهكشان راه شيرى كهكشان هاى بسيار ديگرى نيز وجود دارند كه با يكديگر گروه محلى را تشكيل مى دهند. از اجتماع گروه هاى محلى، خوشه ها و ابرخوشه ها به وجود مى آيد. هر يك از اين ساختارها كه برشمرديم حاوى توده هاى بسيار عظيمى از ماده است، اما آيا وراى خوشه ها و ابرخوشه ها ساختار بزرگتر ديگرى وجود دارد كه نشان دهد كهكشان ها در مقياس بزرگتر گردهم آمده اند؟ اصولاً كيهان در بزرگترين مقياس خود چه شكلى دارد؟ 

اگر تاكنون با اين پرسش مواجه شده ايد، بايد گفت كه يكى از اصلى ترين موضوع هاى كيهان شناسى توجه شما را جلب كرده است، موضوعى كه البته خود كيهان شناسان نيز نتوانسته اند تاكنون به جواب قطعى و نهايى آن دست يابند. 

ادوين هابل يكى از بزرگترين اخترشناسان كه پديده انبساط جهان را كشف كرد، در ابتداى قرن گذشته فرضيه  اى را مطرح كرد كه قلب كيهان شناسى به شمار مى آيد و از آن با عنوان اصل كيهان شناختى ياد مى شود. اين اصل مى گويد: عالم در مقياس بزرگ از تمام جهت ها يكسان به نظر مى آيد. بنابراين اصل عالم از همه جهت ها «صاف و هموار» است، يعنى روى هم رفته توزيع ماده در آن يكنواخت است. اما اگر بخواهيم توزيع يكنواخت ماده را مشاهده كنيم بايد نقشه اى از آسمان تهيه كنيم كه حداقل شامل ميليون ها كهكشان باشد، به عبارت ديگر به رغم آنكه جهان در مقياس هاى كوچك توده اى شكل است، در مقياس هاى بسيار بزرگ يكنواخت به نظر مى رسد. 

يكى ديگر از پرسش هايى كه در كيهان شناسى بسيار مطرح مى شود، مسئله آغاز جهان است. الكساندر فريدمن در سال ۱۹۲۳ با حل معادله هاى نسبيت عام اينشتين به اين نتيجه رسيد كه عالم از حالتى با چگالى و دماى بسيار زياد آغاز شده است. به عبارت ديگر جهان از انفجار ذره اوليه با چگالى و دماى بالا به وجود آمده است كه امروزه آن را با عنوان Big Bang  انفجار بزرگ يا مهبانگ مى شناسيم. اما واقعاً چه شواهدى وجود دارند كه ايده انفجار بزرگ را تائيد مى كنند؟ 

با توجه به اين دو واقعيت كه جهان در حال انبساط است و فرايند انبساط گازها با سرد شدن همراه است مى توان شرايط اوليه جهان را شبيه سازى كرد. اگر عمل انبساط و سرد شدن را از شرايط اوليه شروع كنيم و انبساط را ادامه دهيم، مى توانيم به دمايى كه براى زمان فعلى پيشگويى شده است، يعنى ۳ درجه كلوين برسيم. جسم حتى در اين دما نيز انرژى تابش مى كند كه در قسمت امواج راديويى طيف قرار دارد و به آن پرتوهاى ريزموج مى گويند. 
اگر بتوان چنين تابش هايى را آشكار كرد، به شاهد مستقيمى بر وقوع انفجار بزرگ دست يافته ايم. آرنو بنزياس و رابرت ويلسون براى اولين بار چنين تابش هايى را يافتند كه مى توان آن را از هر جهت آسمان دريافت كرد و تغيير در شدت آن كمتر از يك در ده هزار است. براى بررسى دقيق تر اين پديده نيز در سال ۱۹۸۹ ماهواره كوبه (به معنى كاوشگر پرتوهاى پس زمينه كيهان) به فضا ارسال شد كه يكنواختى فوق العاده اى را در اين تابش يافت. يعنى اكنون علاوه بر يكنواختى توزيع ماده در عالم در مقياس بزرگ با يكنواختى در تابش پس زمينه كيهانى نيز مواجه ايم.

يكى از نكات جالب توجه در اينجا اين است كه كيهان شناسانى كه سرگرم بررسى پديده هاى عالم در بزرگترين مقياس بودند براى توجيه يافته هاى خود به دستاوردهاى فيزيك در حوزه كوچكترين ذرات يعنى فيزيك ذرات بنيادى متوسل شدند. دانشمندان فيزيك ذرات بنيادى سعى دارند با استفاده از انواع شتاب دهنده ها دريابند آيا مى توان با وحدت دو يا چند نيرو از نيروهاى چهارگانه اصلى (گرانش، الكترومغناطيس، هسته اى ضعيف و هسته اى قوى) يك نيروى واحد به وجود آورد. هر چند كه دانشمندان تاكنون براى تلفيق نيروهاى الكترومغناطيس هسته اى ضعيف و قوى به دستاوردهايى نائل شده اند اما گرانش هنوز هم از اتحاد با ديگر نيروها سر باز مى زند. به نظر مى رسد در جهان اوليه با دما و انرژى بسيار زياد تمام اين چهار نيرو به صورت نيرويى واحد حضور داشتند. آلن گات مدلى را براى انبساط جهان ارائه كرده است كه با نام مدل تورمى شناخته مى شود. در اين مدل ذره اوليه كه قطر آن بسيار كمتر از قطر يك پروتون و دماى آن حدود ۱۰۳۲ كلوين بود، در كسر بسيار كوچكى از ثانيه متورم و سرد شده است و نيروى گرانش از ساير نيروها جدا شد.

وقتى كه فضا در دوره تورم گسترش مى يافت انرژى عالم در ميدان هيگز باقى مى ماند. تبديل اين انرژى به جرم توجيهى براى بخش مهمى از جرم جهان و ادامه انبساط جهان با سرعت كندتر آن است. در اين طرح عالم مرئى ما كه قطر آن تقريباً سى ميليارد سال نورى است، فقط بخش بسيار كوچكى از محل عالم را تشكيل مى دهد. اگرچه تابش پس زمينه كيهانى از همه جهت ها به ما مى رسد، اما اين تابش در ناحيه بسيار محدودى از فضا به وجود آمده است و پيش از زمان تورم صاف و هموار شده است. ماده نيز از آن بخش انرژى به وجود آمده است كه پس از دوره تورم يكنواخت شده است.

به عبارت ديگر عالم مرئى ما از بخش بسيار محدودى از كل عالم و پس از پايان يافتن دوره تورم رشد يافته است و به همين دليل مى توان انتظار داشت كه صاف و هموار باشد. اما براى آنكه دريابيم آينده جهان چگونه خواهد بود، لازم است از شرايط اوليه تشكيل عالم اطلاعات بيشترى داشته باشيم. مى دانيم كه جهان در حال انبساط است اما آهنگ اين انبساط در حال كاهش است. 

دليل اين كاهش شتابدار سرعت عالم آن است كه همه اشياى عالم دستخوش يك جاذبه گرانش متقابل هستند. اگر نيروى گرانش قوى باشد و بتواند نيروى انفجار بزرگ را كه ماده عالم را با سرعت زياد به خارج پرتاب كرده است، خنثى كرده و سرانجام ماده يكبار ديگر روى خودش رمبش كند، مى گوييم جهان «بسته» است. اما اگر نيروى روبه خارج در زمان انفجار بزرگ از حالت پيشين بيشتر باشد و فقط براى غلبه بر نيروى گرانش كافى باشد، انبساط عالم ادامه خواهد يافت كه در اين حالت به آن عالم «تخت» مى گوييم. اگر سرعت اوليه اجزا در انفجار اوليه حتى بيش از اين مقدار باشد، عالم ما «باز» خواهد بود و انبساط آن هرگز متوقف نمى شود.

مفهوم فضازمان مفهومى است بسيار مفيد كه در كيهان شناسى نيز بسيار كاربرد دارد. به گفته اينشتين مى توان هر رويدادى را كه در عالم رخ مى دهد، با چهار بعد فضازمان توصيف كرد كه سه عدد آن براى مشخص كردن مكان يك نقطه در فضا لازم است و عدد چهارم براى مشخص كردن زمان وقوع رويداد به كار مى رود. مكان يك نقطه در فضا _ زمان انحنا دارد كه اين انحنا مى تواند مثبت، صفر يا منفى باشد. اگر چگالى خوشه هاى كيهانى با افزايش فاصله يكنواخت باشد و تغيير نكند، انحناى فضازمان صفر است. در انحناى مثبت با افزايش فاصله چگالى كمتر شده و در انحناى منفى با افزايش فاصله چگالى هم زياد مى شود. به نظر اينشتين اگر انحناى جرم _ انرژى كافى در كيهان وجود داشته باشد، گرانش اين جرم - انرژى سرانجام عالم را از انبساط بازمى دارد ولى اگر ميزان اين جرم - انرژى كافى نباشد، عالم تا هميشه منبسط مى شود. اگر چگالى جرم انرژى^29- g/ cm³  10   باشد، كيهان تخت است، اگر بيش از اين مقدار باشد كيهان بسته و اگر كمتر از اين باشد، كيهان باز است. اگر اندازه گيرى چگالى جرم انرژى فقط به اشياى درخشان همانند كهكشان ها،  ستارگان و سحابى هاى روشن محدود شود، چگالى كيهان ^31- g/ cm³  10 به دست مى آيد، يعنى جهان براى هميشه به انبساط خود ادامه مى دهد. اما در بررسى هايى كه به تازگى انجام شده است، پرتوهايى شناسايى شده اند كه ممكن است از منابع بى نور جهان سرچشمه گرفته باشند. اخيراً نيز تابش هاى فروسرخ شناسايى شده اند كه نشان از كوتوله هاى سرخ دارد. گذشته از اينها نشانه هايى از وجود مراكز پرجرمى همانند سياهچاله ها در كهكشان ها و تاج هاى نامرئى پيرامون كهكشان ها دردست است. اگر چنين اجرامى به واقع وجود داشته باشند، ممكن است كيهان پرجرم تر از آن باشد كه تصور مى شود، با توجه به همين مشكلات در اندازه گيرى دقيق اندازه و جرم عالم است كه با قاطعيت نمى توان گفت كدام يك از مدل هاى پيشنهادى جهان نمايانگر كيهان ماست.

•••
 

نجوم اخترفيزيك و كيهان شناسى از جمله مباحثى است كه به دليل ويژگى هاى بسيار خاص آن، علاوه بر ذهن دانشمندان، توجه بسيارى از مردم عادى را نيز به خود جلب كرده است و به همين دليل كتاب هاى حوزه نجوم بيشترين طرفداران را در بين خوانندگان كتاب هاى علمى عامه فهم دارند. با اين همه چند عامل باعث مى شود خواننده از خواندن اين كتاب ها چندان هم لذت نبرد، از جمله آنكه بسيارى از كتاب ها حاوى رابطه هاى رياضى هستند كه استفاده از آنها براى درك عميق تر موضوع ضرورى و اجتناب ناپذير است. اما وجود رابطه هاى رياضى زياد خواننده را گريزان مى كند. با توجه به همين موضوع، مولف سعى كرده است تمام مفاهيم و موضوع ها را بدون استفاده از زبان رياضى ارائه دهد. نكته ديگر ترجمه هاى آشفته و نارسا از كتاب هاى نجومى است، اما كتاب نجوم ديناميكى از معدود كتاب هايى است كه از ترجمه اى گويا برخوردار است و براى درك آن نياز به مراجعه حضورى به مولف و مترجم نيست!

استفاده از تصويرها، شكل ها و نمودارها و جدول هاى متعدد (كه البته بسيارى از آنها رنگى هم هستند و شرح كوتاهى هم دارند) باعث شده است كه خواننده راحت تر به هدف كتاب دست يابد. تنوع موضوعى كتاب يكى ديگر از برجستگى هاى كتاب است. كتاب در ۱۸ فصل تنظيم شده است كه تاريخچه اخترشناسى، روش هاى اخترشناسى، ستارگان، منظومه هاى چندستاره اى، محيط ميان ستاره اى، كهكشان راه شيرى، كيهان شناسى (كه با موضوع آن در همين مقاله آشنا شديم) و حيات فرازمينى از جمله عناوين بعضى فصل هاى آن است. همين جامع بودن و تنوع موضوعى باعث شده است كه نجوم ديناميكى به اولين انتخاب براى علاقه مندان به نجوم بدل شود. 

از جمله دلايل اقبال خوانندگان به اين كتاب سبك زيباى مولف است در نگارش اين كتاب و همچنين جذابيت ها و پويايى ذاتى علم نجوم dynamic  در عبارت  dynamic Astronomy  در عنوان كتاب به معناى پويا و پرتحرك است.) به نظر مى رسد با اين توصيفات كتاب به قيمت گران ۷۹۰۰ تومانى آن بيارزد.

درباره مترجم: احمد خواجه نصيرطوسى كه تاكنون ترجمه شيمى مورتيمر، تاريخ شيمى و اصول ترموديناميك شيميايى از وى به چاپ رسيده، متولد ۱۳۰۶ است كه سال ۱۳۲۸ از دانشسراى عالى در رشته كارشناسى شيمى و كارشناسى آموزش علوم فارغ التحصيل شد و كارشناسى ارشد شيمى را از دانشگاه تهران دريافت كرد. وى در سال ۱۹۶۰ دوره آشنايى با برنامه ريزى درسى و آموزش علوم را در آمريكا و در سال ۱۹۷۰ دوره آشنايى با نشر و ويرايش در مركز توسعه كتاب ژاپن را گذراند و طى سال ها فعاليت، عضو هيات علمى دانشگاه آزاد سابق، عضو سازمان كتاب هاى درسى و مركز نشر دانشگاهى بود و در مشاغل متعددى همچون مشاور ارشد و ويراستار، مولف و مترجم و... حضور داشته است. ۳ جلد كتاب درسى علوم راهنمايى و ۳ مجلد كتاب راهنماى تدريس علوم براى معلمان از جمله فعاليت هاى وى در سازمان كتاب هاى درسى است. علاقه مندان به كتاب هاى علمى در ايران آثار ايزاك آسيموف را با ترجمه و ويرايش وى خوانده و لذت برده اند. تاليف كتاب آشنايى با علم ترجمه كتاب هاى شيمى مريل، عناصر جهان، نسبيت و... از ساير فعاليت هاى وى است. ترجمه كتاب فيزيك طرح هاروارد در سال ۱۳۶۹ به عنوان كتاب سال شناخته شد و كتاب هاى متعددى نيز به دريافت «لوح تقدير» مفتخر شدند.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 

26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40