معرفی علم نجوم و اخترشناسی

[*SAmiN]

کلمه های نجوم و اخترشناسی مردم را اغلب به یاد خیره شدن به آسمان شب،این طبیعت فراموش شده وعکس های بسیار زیبایی که توسط تلسکوپ ها گرفته شده می اندازد. در صورتی که اینگونه نیست. از زمانی که انسان از وجود جهان پیرامون خود آگاهی یافته است آسمان را با ترس و شگفتی نگریسته و آن را منبع جذبه ای پایدار و افسون کننده دانسته است. ترس و شگفتی انسان را وادار به مطالعه، تجزیه و تحلیل و تولید علم می نماید. بر این اساس بشریت تلاشی برای حل اسرار آسمان نموده و علم نجوم را پدید آورده است. با ما در ادامه همراه باشید تا با این علم بیشتر آشنا شویم.
اخترشناسی چیست؟
اخترشناسی در زبان یونانی از ترکیب اجزای αστρονομία = άστρον + νόμος, astronomia = astron + nomos (به معنای قانون ستارگان) تشکیل شده است علم اشیاء سماوی (مانند ستارگان، سیارات، ستاره‏های دنباله‏دار‎، کهکشان ها و پدیده‏هایی است که منشاء آنها در خارج از جو زمین است (مانند پدیده شفق قطبی (Aurora) و تشعشعات پس زمینه ای فضا). این رشته با رشته هایی مانند فیزیک، شیمی و فیزیک حرکت ، ارتباط تنگاتنگ دارد و همچنین با رشته فضاشناسی فیزیکی (پیدایش و تکامل جهان) ارتباط نزدیکی دارد . اخترشناسی یکی از قدیمی ترین علوم است. ستاره شناسان در تمدن های اولیه بشری به دقت آسمان شب را بررسی می کردند و ابزارهای ساده ستاره شناسی از همان ابتدا شناخته شده بودند. با اختراع تلسکوپ، تحولی عظیم در این رشته ایجاد شد و دوران ستاره شناسی جدید آغاز گردید.
گرایش های علم اخترشناسی کدامند؟
در قرن ۲۰، رشته اخترشناسی به دو رشته اخترشناسی شهودی و فیزیک کیهان نظری تبدیل شد.

 

[*SAmiN]

در اخترشناسی شهودی به دنبال جمع آوری داده ها و پردازش آنها و همچنین ساخت و نگهداری ابزارهای اخترشناسی هستیم. در فیزیک کیهان نظری به دنبال کسب اطمینان از صحت نتایج به دست آمده از مدل های تحلیلی و تحلیل های کامپیوتری هستیم.​

این دو رشته در کنار یکدیگر رشته های کامل را ایجاد می کنند که اخترشناسی نظری نام دارد و به دنبال توصیف یافته های شهودی است. با استفاده از یافته های اخترشناسی می توان نظریه های بنیادین فیزیک مانند نظریه نسبیت عام را آزمایش کرد.​

نقش اخترشناسان آماتور در این علم:
در طول تاریخ، اخترشناسان آماتور در بسیاری از کشف های مهم ستاره شناسی نقش داشته اند و اخترشناسی یکی از محدود رشته هایی است که در آن افراد آماتور نقشی بسیار فعال دارند و مخصوصاً در کشف و مشاهده پدیده های گذرا و محلی امیدوارکننده ظاهر شده اند.

آیا علم ستاره شناسی مدرن همان طالع بینی است؟

علم ستاره شناسی مدرن را نباید با علم احکام نجوم (طالع بینی) مقایسه کنید چرا که در طالع بینی اعتقاد بر آن است که امور انسان ها با موقعیت اشیاء سماوی در ارتباط است.​

اگرچه اخترشناسی و طالع بینی دو رشته ای هستند که منشأ یکسانی دارند اما اغلب متفکران بر این باورند که این دو رشته از هم جدا شده اند وتفاوت های بسیاری بین آنها وجود دارد .​

 

[*SAmiN]

تاریخچه نجوم و اخترشناسی

در ابتدا، اخترشناسی تنها مشاهده و پیش بینی حرکت اجرام سماوی با چشم غیرمسلح بود. در برخی نقاط مانند استون‏هنج، تمدن های اولیه اشیاء زیادی ساخته بودند که به نظر می آید با اهداف اخترشناسی ساخته شده بودند. این مشاهدات علاوه بر جنبه تشریفاتی شان، در پیش بینی زمان تغییر فصل ها کاربرد فراوانی داشت. پیش بینی فصول برای کاشت محصولات و بررسی طول سال اهمیت زیادی داشت.​

با ایجاد تمدن های بابل، مصر باستان ، تمدن هلینک (یونان باستان) ، هند و چین، مشاهدات اخترشناسی جمع آوری شدند و نظراتی در مورد اساس پیدایش کیهان و طبیعت آن ارائه شد. همچنین، نظریاتی در مورد حرکت سیاره ها، خورشید، ماه و زمین براساس علم فلسفه مطرح شد. از میان این نظریه ها می توان به حدس هایی در مورد طبیعت کروی زمین و ماه و حرکت و چرخش کره زمین در آسمان اشاره کرد. قبل از اختراع تلسکوپ، کشف های اخترشناسی مهمی رخ داد که برخی از آنها عبارت‌اند از: تمایل محوری یا کج بودن حالت گرفتگی در ۱۰۰۰ سال پیش از میلاد مسیح توسط چینی ها مطرح شد.​

بابلی ها و آشوری ها کشف کردند که کسوف یا خسوف (پدیده گرفت) در یک دایره با نام دایره ساروس تکرار می شود. ۲۰۰ سال قبل از میلاد، هیپارکوس ابعاد ماه و فاصله آن از زمین را تخمین زد. در طی قرون وسطی، اخترشناسی شهودی در اروپای قرون وسطی تا قرن ۱۳ به ندرت دیده می شد. با این وجود، اخترشناسی شهودی در امپراتوری ایران و دیگر ممالک اسلام به اوج خود رسید. ستاره شناسان مسلمان بسیاری از ستارگان را نام گذاری کردند که امروزه هنوز از این نام ها استفاده می شود.​

 

[*SAmiN]

سیر تحولی و رشد اخترشناسی
با گسترش روزافزون علم و ساخت تلسکوپ‌های دقیق، دانشمندان، در اندازه‌گیری ابعاد جهان روز به روز به نتایج جدیدتری نائل می‌شدند. با ساخته شدن و گسترش این وسایل اندازه‌گیری، دید بشر نسبت به جهان نیز تغییر یافت. مثلاً با چشم غیرمسلح (برهنه) تقریباً می‌توانیم در حدود ۶ هزار ستاره را ببینیم، اما اختراع تلسکوپ ناگهان آشکار کرد که این فقط جزیی از جهان است.

هر چند با بوجود آمدن وسایل دقیق اندازه‌گیری، دانش نیز نسبت به جهان هستی، گسترش پیدا می‌کرد، اما نظریه‌های مختلفی توسط دانشمندان ارائه می‌گردد. از جمله دانشمندانی که نسبت به ارایه این نظریه‌ها اقدام کردند می‌توان به ویلیام هرشل (Wiliam Herschel)، ستاره‌شناس آلمانی‌تبار انگلیسی، یاکوبوس کورنلیس کاپیتن (Jacobus cornelis kapteyn)، اخترشناس هلندی، شارل مسیه (Charles Messier) و ادوین هابل (Edwin Hubble) و … اشاره کرد. پایان جهان کجاست؟ سرانجام بعد از تحقیقات گسترده توسط پیچیده‌ترین تلسکوپ‌ها، دانشمندان دریافتند که:

غیر از کهکشان ما، کهکشانهای دیگری نیز وجود دارد؛ کهکشانهایی وجود دارند که جرم آنها بیشتر از کهکشان ماست. بر اساس مقیاس جدید فاصله‌ها، سن زمین حد اقل ۵ میلیارد سال است و این حد با حدسیات زمین شناسان در مورد سن زمین مطابقت دارد.

 

[*SAmiN]

همچنین تلسکوپ‌های جدید وجود خوشه‌های کهکشانی را نشان می‌دهد؛ کهکشان ما نیز ظاهراً جزیی از یک خوشه محلی است که شامل ابرهای ماژلان، کهکشان امرأه المسلسله و سه‌ها، کهکشان کوچک نزدیک آن و چند کهکشان کوچک دیگر هست که روی هم رفته نوزده عضو را تشکیل می‌دهند.

اگر کهکشانها خوشه‌ها را و خوشه‌ها نیز خوشه‌های بزرگتری را تشکیل می‌دهند، آیا می‌توان گفت که جهان و به تبع آن فضا، تا بینهایت گسترده شده است؟ یا اینکه چرا برای جهان و چه برای فضا انتهایی وجود ندارد؟ در هر حال، دانشمندان با وجود اینکه با تخمین می‌توانند تا فاصله ۹ میلیارد سال نوری، چیزهایی را تشخیص دهند، ولی هنوز هم نشانه‌ای از پایان جهان پیدا نکرده‌اند.

مشاهدات اخترشناسی
در بابل و یونان باستان، اخترشناسی بیشتر اخترسنجی بود و موقعیت ستاره ها و سیاره ها در آسمان مورد توجه زیادی قرار داشت. بعدها، تلاش های اخترشناسانی چون آیزاک نیوتن و یوهانس کپلر علم مکانیک سماوی را پدید آورد و اخترسنجی بر پیش بینی حرکت آن دسته از اجرام سماوی که میانشان نیروی جاذبه گرانشی وجود داشت تمرکز یافت. این پیشرفت به طور خاص در مورد منظومه شمسی به کار گرفته شد. امروزه موقعیت و حرکت اجرام به آسانی تعیین می شود و اخترشناسی مدرن بر مشاهده و درک طبیعت فیزیکی اجرام سماوی تأکید دارد.

 

[*SAmiN]

روش های جمع آوری داده

در اخترشناسی، اطلاعات موجود براساس شناسایی و تحلیل نور و انواع دیگر تشعشات الکترومغناطیسی شکل می گیرد. انواع دیگر پرتوهای کیهانی نیز مورد بررسی قرار می گیرند و تحقیقاتی در حال انجام است تا در آینده نزدیک بتوانیم امواج جاذبه گرانشی را شناسایی و تحلیل کنیم. امروزه، آشکارسازهای نوترینو در مشاهده نوترینوهای خورشید و نوترینوهایی که ازسوپرنواها ساطع می شوند کاربرد زیادی دارند. طیف الکترومغناطیسی می تواند اطلاعات زیادی راجع به اخترشناسی را در اختیارمان قرار دهد.​

در بخش هایی از طیف که فرکانس اندک است، اخترشناسی رادیویی، ساطع شدن امواجی با طول موجهای میلی متری و دکامتری را کشف می کند. گیرنده های رادیو تلسکوپی همانند گیرنده های رادیویی معمولی هستند اما حساسیت بسیار زیادی دارد. مایکرویوها بخش میلی متری طیف رادیویی را تشکیل می دهند و در مطالعات تشعشات مایکرویو پس زمینه کیهان کاربرد وسیعی دارند.​

اخترشناسی سیارات
براساس مشاهدات مستقیم از طریق فضاپیماها و سفرهای فضایی و نمونه برداری از سیارات پیشرفت خوبی را تجربه کرده است

 

[*SAmiN]

مأموریت های فضایی و استفاده از سیاره‌پیماهای مجهز به حس‌گرهای قوی به ما کمک می کند از مواد تشکیل دهنده سطح سیاره نمونه برداری کنیم و همچنین با استفاده از حس‌گرها مواد لایه‌های عمیق تر را شناسایی کرده و در نهایت مواد را برای بررسی بیشتر به زمین منتقل کنیم.



مطالعات میان رشته ای

اخترشناسی با بسیاری از رشته های علمی مهم ارتباط تنگاتنگ دارد. برخی از این علوم عبارت‌اند از:​

فیزیک کیهانی:
مطالعه فیزیک جهان پیرامون شامل ویژگیهای فیزیکی (درخشندگی، چگالی، دما و ترکیب شیمیایی) اجرام آسمانی

بیولوژی کیهانی:
مطالعه پیدایش و تکامل سیستم های بیولوژیکی در دنیا

اخترشناسی باستانی:
مطالعه اخترشناسی قدیم در بافت فرهنگی آن با استفاده از مشاهدات باستان‌شناسی و مردم‌شناسی
شیمی کیهانی:
مطالعه مواد شیمیایی موجود در فضا به خصوص ابرهای گازی مولکولی و نحوه تشکیل، تعامل و مرگ آنها. بنابراین این رشته با رشته های شیمی و اخترشناسی مباحث مشترکی دارد.

 

[*SAmiN]

سوالات اساسی در اخترشناسی

اگرچه دررشته اخترشناسی تلاش های بسیاری برای درک بهتر طبیعت جهان ومحتوای آن صورت گرفته است اما هنوز سوالهای بی پاسخی در پیش رویمان قرار دارند شاید پاسخگویی به این سوالات مستلزم ساخت ابزارهای رصد جدید و پیشرفت های تازه در زمینه فیزیک نظریه و تجربی باشد.​

آیا سیارات خاکی در اطراف بقیه ستارگان (به جز خورشی ) هم قرار دارند ؟
اخترشناسان از وجود ستارگان بزرگ واجرامی در اطراف ستاره ها اطمینان حاصل کرده اند . بنابراین وجود سیارات خاکی کوچک‌تر محتمل به نظر می رسد .​

آیا در بقیه نقاط عالم حیات فرازمینی وجود دارد ؟

به طور خاص آیا انسان درکره های دیگر هم زندگی می کند؟

دراین صورت چگونه تناقض فرمی ( Fermi ) را توجیه می کنید ؟

وجود حیات درخارج از کره خاکی تبلیغات علمی و فلسفی بسیار مهمی را درپی دارد .​

جنس ماده تاریک و انرژی تاریک از چیست ؟
شناخت این مساله در درک تکامل عامل و سرنوشت آن بسیار مفیداست اما هنوز درباره آن چیزی نمی دانیم.