چشم زمین از دوران نوزادی کیهان می گوید

به گزارش سیناپرس، با پرتاپ تلسکوپ جیمز وب و استقرار آن در نقطه لابرانژ دو انتظار چندین ساله بشر برای دریافت اطلاعات از دوران نوزادی کیهان به سر می آید. این تلسکوپ قرار است با آیینه های طلایی اش در این روز پرتاب شود و بعد از سفر چند ماهه اش در فاصله یک و نیم کیلومتری زمین به نقطه لابرانژ دو برسد و همانجا سکونت گزیند. بی شک پرتاپ و ارسال جیمز وب و اطلاعات دریافتی آن مهترین رویداد علمی انسان قرن حاضر است؛ رویدادی که اگر بخواهیم مشابه آن را در تاریخ بازگو کنیم تنها به یک مورد برخورد می کنیم آن هم سفر انسان به ماه است.

احسان یوسفی، پژوهشگر و دانشجوی دکتری کیهان شناسی در پژوهشگاه دانش های بنیادی (IPM)  در گفتگو با خبرنگار  سیناپرس درباره اهمیت اطلاعات علمی که قرار است تلسکوپ جیمزوب بدهد گفت: در سی سال اخیر، ماموریت های کاوشی تلسکوپ ها و رادیو تلسکوپ های زمینی و فضایی نظیر هابل، ماهواره اروپایی پلانک و غیره باعث شد بشر تحولات علمی زیادی را تجربه کند؛ در واقع ما به کمک تلسکوپ ها توانستیم خطای سیستماتیک ابزار های ابتدایی را کاهش دهیم. برای مثال درست زمانی که کیهان شناسان فکر می کردند انبساط جهان متوقف شده است، با داده های این تلسکوپ ها متوجه شدند انبساط آن نه تنها متوقف نشده، بلکه یک نیروی تازه کشف شده ای وجود دارد به نام انرژی تاریک که باعث انبساط بیشتر جهان می شود.

وی افزود: در کل با کمک این ماموریت ها بود که سوالات جدید تری برای دانشمندان در باب فضا به وجود آمد. بشر با رصد های دقیق تر فضای کیهانی شناخت گسترده تری را از جهان کسب کرد برای مثال تلسکوپ هابل که قرار بود یک دهه یا کمی بیشتر آسمان را ببیند نزدیک به سی سال به کسب اطلاعات پرداخت. 

به گفته یوسفی، بشر تا کنون تحولات زیادی را با تلسکوپ های زمینی و فضایی تجربه کرده است؛ اما جیمز وب به آن دسته از سوالات ما پاسخ می دهد که بر اساس هدف های مشخص تری طراحی شده است. در حقیقت باید بگوییم جیمز وب جزو آن ماموریت هایی در عرصه کاوش های فضایی است که از سوی این نسل بشر برای اهداف مشخص تری قرار است راه اندازی شود؛ در واقع این بار می‌دانیم که کجا را می‌خواهیم ببینیم. در پروژه‌های قبلی دلیل ایجاد آن ها موضوعات کلی تر علم بوده است و ما دقت زیادی از آنچه می خواستیم دریافت کنیم به خرج نمی دادیم.

این پژوهشگر دانش کیهان شناسی با اشاره به پرتاب تلسکوپ جیمز وب گفت:  شاید بشر در هیچ دوره ای اینگونه منتظر خبرهای خاص در حوزه کیهان شناسی نبوده است. جیمز وب قرار است گام‌ های اساسی در کسب اطلاعات در نجوم و اخترفیزیک و کیهان‌شناسی بردارد. در کیهان شناسی می توان سه رویکرد مهم را با نگاه جیمز وب توسعه داد؛ یکی از آنها بررسی دقیق تر تابش زمینه کیهانی ؛ یعنی فوتون ها و نور باقی مانده از انفجار بزرگ (بیگ بنگ) است که از دوران اولیه و تولد عالم می تابد.

سوپ داغی به نام کیهان

وی افزود: اما سوالات دیگری هم وجود دارد که برای بشر مهم است که تاکنون هیچ چشمی یا بهتر است بگوییم هیچ تلسکوپی به آنها نگاه نکرده است؛ تشکیل کهکشان ‌های اولیه اینکه چه زمانی عالم مجددا روشن شد؟ یکی از این سوالات است. دانشمندان معتقدند بعد از آنکه جهان ما انفجار بزرگ را تجربه کرد حدود ۳۸۰ هزار سال طول کشید تا کمی خنک شود در واقع جهان ما مانند یک سوپ بسیار داغ در هم تنیده بود و ما تا گذشت این مدت زمان نمی‌ توانستیم نور را از ماده تفکیک کنیم چراکه آنها در برهمکنش با یکدیگر بودند؛ در این مدت زمان به جز تابش پس زمینه کیهانی هیچ نوری از هیچ جسم دیگری در آن مدت زمان منتشر نمی ‌شد؛ چرا که جهان ما به لحاظ الکتریکی خنثی بود بعد از تابش پس زمینه کیهانی چند میلیارد سال طول می کشد تا نخستین کهکشان یا ستاره شکل بگیرد.

به گفته یوسفی ، در این دوران ستاره ها وجود نداشتند اما توده هایی از ماده برای تشکیل یک ساختار بزرگتر در کنار یکدیگر جمع شده بودند. اما در حال حاضر نمی دانیم که دقیقا چه زمانی نخستین کهکشان ها  و ستاره‌ های داخل آن تشکیل شدند. جیمز وب می خواهد  با چشم تیزبین کیهانی خود پاسخ این سوال را بدهد.

کدام کهکشان ها نیای کیهان امروز بودند؟

وی گفت: ما نمی ‌دانیم جهان هستی دقیقا چه زمانی از مرحله خنثی بیرون آمد و توسط واکنش‌ های الکتریکی توانست به شکل یک جهان نورانی دربیاید، جیمز وب می تواند پاسخ های روشن تری در باب این موارد به ما بدهد. گفتنی است، نوری که ما می بینیم حاصل بر همکنش الکترومغناطیسی اتم ها است؛ در حقیقت یک اتم در لحظه ای بار الکتریکی خود را از دست می دهد و نوری از آن ساطع می شود و به چشم ما می ‌رسد؛ اما همانگونه که پیشتر اشاره شد، جهان ما بعد از مهبانگ تا مدت زمانی نوری از آن ساطع نمی شده به همین دلیل ما نمی دانیم که چه زمانی نخستین نور از اجرام کیهانی بیرون آمد. اگر جیمزوب به این پرسش اساسی پاسخ بدهد، ما می توانیم به نقطه بازیونش عالم برسیم.

به گفته این کیهان شناس، دانستن نقطه بازیونش عالم به ما این امکان را می دهد که به زمان دقیق شکل گیری نخستین ستاره ها و کهکشان ها پی ببریم.

وی گفت: نکته بعدی این است که ما می‌ توانیم با داده هایی که جیمز به ما می دهد و با چشم این تلسکوپ به وجود کهکشان هایی که از خوشه های کهکشانی جدا شده اند پی ببریم و بدانیم که چه زمانی به وجود آمده اند. در واقع این تلسکوپ با آیینه های طلایی خود می‌ تواند به سوالاتی از قبیل اینکه عالم ما چگونه و در چه بازه های زمانی شکل گرفته است،  پاسخ دهد.

یوسفی با اشاره به اطلاعاتی که تلسکوپ جیمز وب در زمینه اخترفیزیک و نجوم می دهد گفت: قرار است این تلسکوپ اطلاعات کامل تری از تشکیل ستاره ها و سیارات فراخورشیدی ارائه دهد. این اطلاعات در زمینه برخورد ابرها و سحابی های کیهانی است. پیش از این هم ما تلسکوپ هایی داشتیم که اشعه فروسرخ یا مادون قرمز را بازتاب می دادند اما قدرت دریافت و بزرگی جیمز وب را نداشتند. در واقع هیچگاه تلسکوپی به وسعت شش متر و نیم نداشتیم که از هجده آیینه کوچکتر تشکیل شده باشدکه به صورت یک سیستم کندوی عسل به شکل شش ضلعی در کنار هم قرار گرفته باشد.

وی در پاسخ به این پرسش که علت اندود شدن طلا در آینه های تلسکوپ چیست؟ گفت: سطح تلسکوپ با طلا که نود و پنج درصد بازتاب دارد پوشیده شده است؛ گفتنی است، علت روکش طلایی به دلیل دریافت طول موج فرو سرخ یا مادون قرمز است در واقع طلا بهترین بازتابنده طول موج  شش میکرومتر تا سی میکرومتر است. نود درصد آیینه های جیمز وب روکشی از طلا دارد تا ما را به اهداف گفته شده برساند.

یوسفی با اشاره به اهمیت دریافت اطلاعات از محدوده فروسرخ گفت: در محدوده فروسرخ حتی با وجود غبارهای غلیظ میان ستاره ای، معمولا واکنش های کیهانی قابل دیدن است. تاکنون هیچ تلسکوپی به این ابعاد در این فاصله از خورشید که چهار برابر فاصله ماه تا زمین است قرار نگرفته است. تصور کنید یک اتوبوس دو طبقه با وزن چند تن از زمین  پرتاپ شود و به محدوده چهار برابر دورتر از ماه قرار بگیرد. بنابراین می توان گفت؛ این یک پروژه انقلابی هم در صنعت فضایی و هم در نجوم و کیهان شناسی است.

این کیهان شناس با اشاره به این امر که جیمز وب سیارات فراخورشیدی را هم می بیند و اطلاعاتی درباره حیات فرا زمینی می دهد؟ گفت: برای شناخت یا کشف حیات در سیارات فراخورشیدی نیازمند دریافت طول موج قرمز هستیم درست کاری که جیمز وب می کند. ابتدا باید گفت، ما نمی‌دانیم شرایط شکل گیری حیات دقیقا چه زمانی بوده است؟ بشر به مولفه های دقیق پشتیبانی از حیات رسیده است؛ یعنی اگر قرار باشد انسانی طی یک سفر چند میلیون ساله در کره دیگری فراتر از منظومه شمسی ساکن باشد، می داند دنبال چه چیزی باید بگردد. بنابراین می تواند با دقت بیشتری رصد کند. برای دقت بیشتر به طول موج فروسرخ نیاز دارد. اگر بخواهیم به چرخه های مشابه چرخه های حیات در زمین پی ببریم باید گفت تنها چشمی که می‌تواند این چرخه ها را تشخیص دهد در محدوده فروسرخ است که جیمز وب می‌تواند آن را ببیند. در نتیجه جیمز وب در جستجوی سیارات فرا خورشیدی می‌ تواند پی به چرخه های احتمالی حیات ببرد.

ماشین زمانی به نام جیمز وب

این پژوهشگر جیمز وب را یک ماشین زمان دانست و در تشریح آن گفت: جیمز وب یک ماشین زمان است. هر آنچه که ما از یک شیء می ‌بینیم در واقع گذشته آن را مشاهده می‌کنیم؛ در حقیقت نور زمانی را طی می کند تا به چشم ما برسد. حال هرچه مسافت طولانی تر شود زمان بیشتری از گذشته یک شیء را می بینیم. گفتنی است، آن چیزی که ما امروز از کیهان و ستارگان می بینیم چیزی نیست جز اتفاقاتی که در کیهان اولیه رخ داده است؛ بنابراین با دریافت اشعه مادون قرمز جیمز وب به گذشته های بسیار دور و شاید نزدیک به مبدا جهان سفر می کند.
یوسفی درباره فرآیند کسب اطلاعات از دوران نوزادی جهان توسط جیمز وب افزود: نور های رسیده از ستاره ها به زمین روایت گر گذشته اجرام کیهانی است این فاصله زمانی با یک معیاری به نام انتقال به سرخ سنجیده می شود و هر چقدر انتقال به سرخ بیشتر باشد یعنی نور کهن تری به ما رسیده است. کاری که جیمز وب می کند این است که این عدد را به ١۵ می رساند یعنی سه برابر دورتر و گذشته تر از امروز را قرار است ببینیم. اینگونه بشر شناخت کامل تری از فعل و انفعالات ابتدای کیهان به دست می آورد و ما می توانیم زمان های ابتدایی تشکیل کیهان را ببینیم. در واقع به چند میلیون سال اول بعد از انفجار مهبانگ می رسیم؛ از این جهت بهترین ماشین زمانی است که تاریخ بشر به خود دیده است.

سرنوشت غم انگیز هابل

وی در پاسخ به این پرسش که آیا تلسکوپ هابل متوقف می شود یا خیر؟ گفت: بقای تلسکوپ هابل به تصمیمات دولت وابسته است و از آنجایی که شاتل های فضایی بازنشسته شده اند شرایط نگهداری هابل تا زمانی که نسل جدید فضا پیماها در فضا متولد شوند دشوار است به همین دلیل توجیه اقتصادی برای تعمیر آن وجود ندارد. از طرفی هم تلسکوپ هابل دچار ایراداتی شده است به همین دلیل کم کم اطلاعات کمتری از هابل گرفته می شود به همین دلیل به آرامی از دسترس خارج می شود و در جو می‌ سوزد. با وجود خدمت سی ساله هابل به بشر چاره ای جز خارج کردن آن از مدار وجود ندارد و این سونوشت عم انگیزی است.  

گفتگو: مهتاب دمیرچی

No tags for this post.