حقايق شگفت انگيز جهان
نويسنده: افشان كرباسي
اين مقاله، مجموعه اي از حقايق شگفت انگيز را در مورد جهان بر مي شمرد. جهاني كه ما در آن زندگي مي كنيم با شكوه و با عظمت، مبهم، بي كران و اسرار آميز است.
جهان ما تركيبي از فضا، زمان، ماده و انرژي است. زمين ما جزيره كوچكي از ماده و انرژي در اقيانوس وسيع فضا- زماني است كه جهان ناميده مي شود. حقايقي كه دانشمندان در حوزه هاي وسيع ماوراي سياره ما يافته اند، غير قابل باور و وراي تصور است. در اين مقاله برخي از حقايق عجيب در مورد جهان بيان شده است.
جهاني كه ما آن را مي شناسيم مكاني شگفت انگيز است. بياييد كمي در مورد حقايق شگفت انگيز جهان و اقيانوس فضا- زماني كه در آن شناوريم، حقايقي را باز‌گو كنيم.
-كهكشان‌ها گرداب‌هايي چرخان از ماده و انرژي هستند كه بخش كوچكي از فضاهاي وسيع و خالي جهان ما را پر مي كنند. ما در يكي از اين كهكشان‌ها به نام راه شيري زندگي مي كنيم.
-يك سال نوري فاصله اي است كه نور در طول يك سال طي مي كند. مقدار آن تقريبا برابر است با متر! قطر قرص كهكشان راه شيري تقريبا 100 هزار سال نوري و ضخامت آن حدود هزار سال نوري است. كهكشان ما شامل 200 تا 400 ميليارد ستاره شبيه خورشيد است.
-وجود حدودا 100 ميليارد كهكشان در جهان برآورده شده است.
نزديك‌ترين كهكشان به راه شيري، كهكشان مارپيچي آندرومدا است. اين كهكشان 6/2 ميليون سال نوري از ما فاصله دارد. آندرومدا در يك مسير برخوردي با كهكشان ما قرار گرفته و چند ميليارد سال ديگر با ما برخورد خواهد كرد!
در مركز هر كهكشان يك سياه چاله پر جرم قرار دارد! حتي در مركز كهكشان ما نيز يك سياه چاله وجود دارد.
كهكشان راه سيري يك كهكشان مارپيچي ميله دار است. به اين معني كه كهكشان ما يك كهكشان مارپيچي با ساختماني به شكل ميله اي در مركز است كه شامل ستاره‌هاست. راه شيري تنها يكي از چندين كهكشان موجود در جهان است. زمين ما در يكي از بازوهاي اين كهكشان قرار دارد.
از روي زمين، كهكشان راه شيري به شكل نوار مه آلودي سفيد رنگي از نور در آسمان ظاهر مي شود. برآورد سن واقعي كهكشان راه شيري تقريبا ناممكن است، اما سن پيرترين ستاره كهكشان ما تقريبا 2/13 ميليارد سال است. مركز كهكشان در جهت صورت فلكي قوس قرار دارد، و در اينجاست كه راه شيري درخشان به نظر مي رسد. كهكشان ما از ميان صورت هاي فلكي عقرب، آتشدان، گونيا، سگ بزرگ، جبار، دو پيكر، گاو و سپر مي گذرد و به صورت فلكي قوس مي رسد.
كهكشان ما از قرصي از گاز، گرد و غبار و ستاره تشكيل شده است كه اين قرص منطقه اي به شكل يك ميله را احاطه كرده است. قرص، چهار بازو را شكل مي دهد. جرم كهكشان برابر جرم خورشيد برآورد شده است. بيشتر جرم آن را ماده تاريك تشكيل مي دهد كه يك ماده فرضي است كه با نيروي الكترومغناطيس واكنش نشان نمي دهد. اما وجود ماده تاريك، از طريق مطالعه تاثيرات گرانشي بر روي مواد مرئي، آشكار و معلوم شده است.
جهت حركت كهكشان به سمت ستاره نسر واقع و با زاويه 60 درجه آسماني در جهت مركز كهكشان است. خورشيد نسبت به صفحه كهكشاني به سمت بالا و پايين نوسان مي كند. بين 225 تا 250 ميليون سال طول مي كشد تا منظومه شمسي يك دور كامل را به دور مركز كهكشان بپيمايد! اين مدت زمان، به سال كهكشاني معروف است.
همان طور كه اشاره شد، كهكشان ما شامل 4 بازوي مارپيچي است: بازوي پر ساووش، بازوي سپر- چليپا، بازوي شاه تخته و قوس، بازوي گونيا و دجاجه. بر طبق تحقيقات اخير، بازوي ديگري متصل به بازوي دجاجه با نام شكارچي كشف شده است. اين بازو كوچك تر از بقيه است.
منظومه شمسي ما در اين قسمت قرار گرفته است. اين حقيقت، ناچيزي ما را نسبت به وسعت بي كران جهانمان نشان مي دهد.
- زماني كه ستاره‌هايي پر جرم تر از خورشيد ما، سوخت خود را به پايان مي رسانند، بر اثر گرانش خود رمبش كرده در خود (فرو مي ريزند) و چاله اي را در كالبد فضا- زمان شكل مي دهند.
- گرانش سياه چاله به حدي است كه هيچ چيزي، حتي نور، ياراي گريز از آن را ندارد!
- مرز سياه چاله، افق رويداد ناميده مي شود. مساحت اين افق رويداد با آنتروپي داخل سياه چاله ارتباط مستقيم دارد آنتروپي اندازه بي نظمي در يك سيستم است.
- سياه چاله‌ها كاملا سياه نيستند. آنها پرتوي به نام پرتو‌ها و كينگ را گسيل مي كنند و سرانجام ناپديد مي شوند.
در اين حالت، تمام جرم ستاره در يك نقطه متمركز مي شود. از نظر رياضي، يك سياه چاله جرمي است كه اندازه صفر و چگالي بي نهايت دارد (جرم آن محدود و متناهي است). به اين نقطه، تكينگي مي گويند. در فاصله مشخصي از اين نقطه، كشش گرانشي به حدي قوي است كه هيچ چيزي حتي نور نمي تواند از آن بگريزد. اين فاصله، افق رويداد ناميده مي شود. افق رويداد يك مرز فيزيكي نيست، بلكه نقطه بي بازگشتي است كه هر جرمي در صورت گذر از آن، قادر به گريز نيست.
بسياري از مردم تصور مي كنند هيچ چيزي نمي تواند از گرانش شديد سياه چاله‌ها بگريزد، اما اگر اين گونه بود، كل جهان توسط سياه چاله‌ها جذب مي شد. حقيقت اين است كه اگر جرمي به فاصله مشخصي از سياه چاله برسد (افق رويداد)، ديگر نمي تواند از دام آن بگريزد. اما در فاصله اي دورتر، ستاره‌ها و سيارات در يك فاصله امن به دور سياه چاله مي چرخند؛ درست به همان شكل كه در منظومه شمسي سيارات به دور خورشيد مي چرخند.
بيشتر سياه چاله‌ها از مرگ ستاره هاي پر جرم به وجود آمده اند. به اين نوع سياه چاله هاي ستاره‌وار مي گويند. جرم آنها 10 برابر جرم خورشيد يعني در حدود كيلو گرم برآورد شده است!
اختر شناسان، انتظار دارند كه در مركز كهكشان‌ها سياه چاله هاي پر جرمي وجود داشته باشد كه جرمي در حدود يك ميليون برابر جرم خورشيد يعني كيلو گرم دارند.
- تپ اخترها، ستاره هاي نوتروني (با قطر بين 20 تا 30 كيلومتر) در حال چرخش هستند كه ميدان مغناطيسي عظيمي (با توان حدود
100 ميليون تسلا) را توليد مي كنند و پرتو الكترومغناطيس گسيل مي كنند. اين گونه تپنده‌ها از هسته يك ابر نواختر در حال انفجار شكل گرفته اند!
- تپ اخترها شبيه فانوس هاي دريايي اند. همان طور كه پرتو گسيل شده از فانوس دريايي به صورت تناوبي به ما مي رسد، پالس هاي تپ اخترها نيز هر 4/1 ميلي ثانيه تا 5/8 ثانيه از زمين عبور مي كند. در حقيقت، اين اجرام با سرعت هاي شگفت انگيزي مي چرخند و پرتو گسيل مي كند.
- زماني كه اين ستاره‌ها براي نخستين كشف شدند، تصور شد كه اين پرتوهايي كه به صورت تناوبي به ما مي رسند، علامت‌هايي است كه يك تمدن بيگانه آن را مي فرستد!
- كوازارها (اجرام شبيه ستاره اي) در ابدا با ستاره‌ها اشتباه گرفته شدند، اما بعدا به عنوان كهكشان شناخته شدند. آنها انتقال به سرخ بالايي دارند و اين بدين معني است كه اين اجرام با سرعت‌هايي نزديك به سرعت نور حركت مي كنند و از ما دور مي شوند!
- كوازارها در فاصله بسيار دوري از ما هستند. آنها پرانرژي‌ترين كهكشان‌ها هستند. بازده انرژي يك كوازار در حدود يك تريليون برابر انرژي خورشيد است.
- در هسته مركزي كوازار، يك سياه چاله ابر پر جرم قرار دارد كه اين سياه چاله گاز و گرد و غبار اطراف خود را مي بلعد. هنگامي كه مواد به درون سياه چاله سرازير مي شوند، مقدار زيادي جرم به انرژي تبديل مي شود.
اميدواريم كه اين حقايق هيجان انگيز، حس كنجكاوي شما را براي يادگيري علم نجوم تحريك كرده باشد. با شناخت هر چه بيشتر جهان، شكوه و عظمت آن بيش از پيش بر ما آشكار مي شود.
جهان ما تركيبي از فضا، زمان، ماده و انرژي است. زمين ما جزيره كوچكي از ماده و انرژي در اقيانوس وسيع فضا- زماني است كه جهان ناميده مي شود. حقايقي كه دانشمندان در حوزه هاي وسيع ماوراي سياره ما يافته اند، غير قابل باور و وراي تصور است. در اين مقاله برخي از حقايق عجيب در مورد جهان بيان شده است.
جهاني كه ما آن را مي شناسيم مكاني شگفت انگيز است. بياييد كمي در مورد حقايق شگفت انگيز جهان و اقيانوس فضا- زماني كه در آن شناوريم، حقايقي را باز‌گو كنيم.
كهكشان‌ها
-كهكشان‌ها گرداب‌هايي چرخان از ماده و انرژي هستند كه بخش كوچكي از فضاهاي وسيع و خالي جهان ما را پر مي كنند. ما در يكي از اين كهكشان‌ها به نام راه شيري زندگي مي كنيم.
-يك سال نوري فاصله اي است كه نور در طول يك سال طي مي كند. مقدار آن تقريبا برابر است با متر! قطر قرص كهكشان راه شيري تقريبا 100 هزار سال نوري و ضخامت آن حدود هزار سال نوري است. كهكشان ما شامل 200 تا 400 ميليارد ستاره شبيه خورشيد است.
-وجود حدودا 100 ميليارد كهكشان در جهان برآورده شده است.
نزديك‌ترين كهكشان به راه شيري، كهكشان مارپيچي آندرومدا است. اين كهكشان 6/2 ميليون سال نوري از ما فاصله دارد. آندرومدا در يك مسير برخوردي با كهكشان ما قرار گرفته و چند ميليارد سال ديگر با ما برخورد خواهد كرد!
در مركز هر كهكشان يك سياه چاله پر جرم قرار دارد! حتي در مركز كهكشان ما نيز يك سياه چاله وجود دارد.
كهكشان راه سيري يك كهكشان مارپيچي ميله دار است. به اين معني كه كهكشان ما يك كهكشان مارپيچي با ساختماني به شكل ميله اي در مركز است كه شامل ستاره‌هاست. راه شيري تنها يكي از چندين كهكشان موجود در جهان است. زمين ما در يكي از بازوهاي اين كهكشان قرار دارد.
از روي زمين، كهكشان راه شيري به شكل نوار مه آلودي سفيد رنگي از نور در آسمان ظاهر مي شود. برآورد سن واقعي كهكشان راه شيري تقريبا ناممكن است، اما سن پيرترين ستاره كهكشان ما تقريبا 2/13 ميليارد سال است. مركز كهكشان در جهت صورت فلكي قوس قرار دارد، و در اينجاست كه راه شيري درخشان به نظر مي رسد. كهكشان ما از ميان صورت هاي فلكي عقرب، آتشدان، گونيا، سگ بزرگ، جبار، دو پيكر، گاو و سپر مي گذرد و به صورت فلكي قوس مي رسد.
كهكشان ما از قرصي از گاز، گرد و غبار و ستاره تشكيل شده است كه اين قرص منطقه اي به شكل يك ميله را احاطه كرده است. قرص، چهار بازو را شكل مي دهد. جرم كهكشان برابر جرم خورشيد برآورد شده است. بيشتر جرم آن را ماده تاريك تشكيل مي دهد كه يك ماده فرضي است كه با نيروي الكترومغناطيس واكنش نشان نمي دهد. اما وجود ماده تاريك، از طريق مطالعه تاثيرات گرانشي بر روي مواد مرئي، آشكار و معلوم شده است.
جهت حركت كهكشان به سمت ستاره نسر واقع و با زاويه 60 درجه آسماني در جهت مركز كهكشان است. خورشيد نسبت به صفحه كهكشاني به سمت بالا و پايين نوسان مي كند. بين 225 تا 250 ميليون سال طول مي كشد تا منظومه شمسي يك دور كامل را به دور مركز كهكشان بپيمايد! اين مدت زمان، به سال كهكشاني معروف است.
همان طور كه اشاره شد، كهكشان ما شامل 4 بازوي مارپيچي است: بازوي پر ساووش، بازوي سپر- چليپا، بازوي شاه تخته و قوس، بازوي گونيا و دجاجه. بر طبق تحقيقات اخير، بازوي ديگري متصل به بازوي دجاجه با نام شكارچي كشف شده است. اين بازو كوچك تر از بقيه است.
منظومه شمسي ما در اين قسمت قرار گرفته است. اين حقيقت، ناچيزي ما را نسبت به وسعت بي كران جهانمان نشان مي دهد.
سياه چاله‌ها
- زماني كه ستاره‌هايي پر جرم تر از خورشيد ما، سوخت خود را به پايان مي رسانند، بر اثر گرانش خود رمبش كرده در خود (فرو مي ريزند) و چاله اي را در كالبد فضا- زمان شكل مي دهند.
- گرانش سياه چاله به حدي است كه هيچ چيزي، حتي نور، ياراي گريز از آن را ندارد!
- مرز سياه چاله، افق رويداد ناميده مي شود. مساحت اين افق رويداد با آنتروپي داخل سياه چاله ارتباط مستقيم دارد آنتروپي اندازه بي نظمي در يك سيستم است.
- سياه چاله‌ها كاملا سياه نيستند. آنها پرتوي به نام پرتو‌ها و كينگ را گسيل مي كنند و سرانجام ناپديد مي شوند.
در اين حالت، تمام جرم ستاره در يك نقطه متمركز مي شود. از نظر رياضي، يك سياه چاله جرمي است كه اندازه صفر و چگالي بي نهايت دارد (جرم آن محدود و متناهي است). به اين نقطه، تكينگي مي گويند. در فاصله مشخصي از اين نقطه، كشش گرانشي به حدي قوي است كه هيچ چيزي حتي نور نمي تواند از آن بگريزد. اين فاصله، افق رويداد ناميده مي شود. افق رويداد يك مرز فيزيكي نيست، بلكه نقطه بي بازگشتي است كه هر جرمي در صورت گذر از آن، قادر به گريز نيست.
بسياري از مردم تصور مي كنند هيچ چيزي نمي تواند از گرانش شديد سياه چاله‌ها بگريزد، اما اگر اين گونه بود، كل جهان توسط سياه چاله‌ها جذب مي شد. حقيقت اين است كه اگر جرمي به فاصله مشخصي از سياه چاله برسد (افق رويداد)، ديگر نمي تواند از دام آن بگريزد. اما در فاصله اي دورتر، ستاره‌ها و سيارات در يك فاصله امن به دور سياه چاله مي چرخند؛ درست به همان شكل كه در منظومه شمسي سيارات به دور خورشيد مي چرخند.
بيشتر سياه چاله‌ها از مرگ ستاره هاي پر جرم به وجود آمده اند. به اين نوع سياه چاله هاي ستاره‌وار مي گويند. جرم آنها 10 برابر جرم خورشيد يعني در حدود كيلو گرم برآورد شده است!
اختر شناسان، انتظار دارند كه در مركز كهكشان‌ها سياه چاله هاي پر جرمي وجود داشته باشد كه جرمي در حدود يك ميليون برابر جرم خورشيد يعني كيلو گرم دارند.
تپ اخترها
- تپ اخترها، ستاره هاي نوتروني (با قطر بين 20 تا 30 كيلومتر) در حال چرخش هستند كه ميدان مغناطيسي عظيمي (با توان حدود
100 ميليون تسلا) را توليد مي كنند و پرتو الكترومغناطيس گسيل مي كنند. اين گونه تپنده‌ها از هسته يك ابر نواختر در حال انفجار شكل گرفته اند!
- تپ اخترها شبيه فانوس هاي دريايي اند. همان طور كه پرتو گسيل شده از فانوس دريايي به صورت تناوبي به ما مي رسد، پالس هاي تپ اخترها نيز هر 4/1 ميلي ثانيه تا 5/8 ثانيه از زمين عبور مي كند. در حقيقت، اين اجرام با سرعت هاي شگفت انگيزي مي چرخند و پرتو گسيل مي كند.
- زماني كه اين ستاره‌ها براي نخستين كشف شدند، تصور شد كه اين پرتوهايي كه به صورت تناوبي به ما مي رسند، علامت‌هايي است كه يك تمدن بيگانه آن را مي فرستد!
كوازارها (اختروش ها)
- كوازارها (اجرام شبيه ستاره اي) در ابدا با ستاره‌ها اشتباه گرفته شدند، اما بعدا به عنوان كهكشان شناخته شدند. آنها انتقال به سرخ بالايي دارند و اين بدين معني است كه اين اجرام با سرعت‌هايي نزديك به سرعت نور حركت مي كنند و از ما دور مي شوند!
- كوازارها در فاصله بسيار دوري از ما هستند. آنها پرانرژي‌ترين كهكشان‌ها هستند. بازده انرژي يك كوازار در حدود يك تريليون برابر انرژي خورشيد است.
- در هسته مركزي كوازار، يك سياه چاله ابر پر جرم قرار دارد كه اين سياه چاله گاز و گرد و غبار اطراف خود را مي بلعد. هنگامي كه مواد به درون سياه چاله سرازير مي شوند، مقدار زيادي جرم به انرژي تبديل مي شود.
اميدواريم كه اين حقايق هيجان انگيز، حس كنجكاوي شما را براي يادگيري علم نجوم تحريك كرده باشد. با شناخت هر چه بيشتر جهان، شكوه و عظمت آن بيش از پيش بر ما آشكار مي شود.
/ج
