آینده كاوش های كیهانی بشر

در عمر تقریبی پانزده میلیارد ساله جهان, بشر با زمان ناچیز ده هزار ساله عمر خود وقایع بی شماری را پشت سر گذاشته است بشر هر چه به جلوتر آمده, به حقایق حیرت انگیزتری پی برده است دریافت های علمی چند قرن اخیر بیش از میزان آن در تمام ادوار تاریخ بشر بوده و هیچ چیز شگفت انگیزتر و جالب تر از این یافته ها و حقایق نبوده است

از هنگامی كه بشر آموخت به گونه ای تحلیلی تفكر كند، مرز های وسیعی را درنوردید و با اتكا به فرضیات خود، مجهولات ناشناخته بیشتری را نمایان و كشف كرد. امروزه موفقیت علم مرهون صداقت آن است و به همین اساس علم جدید بر فرضیات صحیح استوار شده است. با نگاهی به گذشته و بازه زمانی فقط دو هزار ساله، در تاریخ علم به افرادی هوشمند بر می خوریم كه فارغ از دیدگاه انسان مدارانه (anthropocentric) داهیانه و جسورانه اصول ناوردایی را برای بشر تعمیم دادند. آنها قوانین طبیعت را به تجربه آزمودند و با زبانی ریاضی بیان كردند. این موفقیت ها كه تاثیر آنها بر سرنوشت بشر غیرقابل انكار است، موید اساس فرضیات و تفكرات صادق آنها بوده است. این همان مفهومی است كه عقل سلیم از علم به عنوان مظهر زیبایی یاد می كند. به طور نمونه اراتوستن در اسوان مصر با نور خورشید در ظهر انقلاب تابستانی توانست محیط زمین را با دقتی خوب اندازه گیری كند. گالیله با آزمایش هایی منطقی برای سقوط اجسام، در ارتفاع برج كج پیزا و نیز سطح شیبدار، عقاید ارسطو را به چالش طلبید و ثابت كرد تمام اجسام سبك و سنگین با یك سرعت مساوی سقوط می كنند. نیوتن با ساخت منشور، ثابت كرد نور سفید خورشید، تلفیقی زیبا از نور های قرمز، نارنجی، قهوه ای، سبز، آبی، نیلی، بنفش و رنگ های بین آنها است. وی همچنین با دقت و تفكر در سقوط اجسام، پی به گرانش برد. كاوندیش با آزمایش ترازوی پیچشی، جرم دقیق زمین را به دست آورد. یانگ با آزمایش تداخل نور، ثابت كرد نور منحصراً از ذرات تشكیل نشده بلكه رفتار دوگانه ذره _ موج دارد كه بر همین اساس یك قرن بعد، تئوری بزرگ كوانتوم شكل گرفت. فوكو با آویزان كردن گلوله ای آهنی از سقف كلیسای پاریس، حركت رفت و برگشتی طبیعی آونگ را به نمایش گذاشت و ثابت كرد زمین حول محور خود در حال چرخش است. این آونگ بر اثر حركت وضعی زمین، در قطب شمال در جهت عقربه های ساعت و در قطب جنوب خلاف این جهت با زمان تناوب ۲۴ ساعت به حركت درمی آید ولی در خط استوا اصولاً حركت چرخشی نخواهد داشت. میلیكان با آزمایش قطره روغنی دریافت بار الكتریكی باید مقداری ثابت و مشخص داشته باشد كه او این بار را الكترون منفرد نامید. رادرفورد با آزمایشات رادیو اكتیویته نتیجه گرفت بیشترین جرم اتم ها باید در مركز آن یعنی هسته قرار گرفته باشد و بالاخره استفان ویلیام هاوكینگ كه شروع زمان را با استفاده از نسبیت اینشتین در تكینگی انفجار بزرگ یافته بود، براساس قانون دوم ترمودینامیك با پارامتر های دما و آنتروپی توانست سطح سیاهچاله ها را ثابت و یا قابل افزایش اما غیرقابل كاهش توصیف كند. هاوكینگ در سال ۱۹۷۴ مدعی شد سیاهچاله ها آنچنان هم سیاه نیستند بلكه مانند دیگر اجسام ترمودینامیكی دارای تابش هایی هستند، اما این تابش ها بدون اطلاعات و غیرقابل شناسایی اند. این تابش ها امروز، به تشعشعات هاوكینگ معروفند. بنابراین سیاهچاله ها به دلیل عدم این اطلاعات، منبع اصلی آنتروپی جهان هستند. این تناقض، سه دهه دانشمندان را به خود مشغول كرد تا اینكه «در هفدهمین كنفرانس بین المللی گرانش و نسبیت عام» كه در تیر ماه سال جاری در ایرلند برگزار شد، هاوكینگ با اعتراف به اشتباه خود با كمك محاسبات دقیق نشان داد در افت و خیز های كوانتومی افق اتفاق سیاهچاله ها، امكان خروج اطلاعات توسط این تابش ها وجود دارد كه در این صورت امكان دارد با پایین آمدن آنتروپی، در های سیاهچاله ها برای اطلاعات جدید به روی بشر گشوده شود. افراد بی شمار دیگری از جوامع بشری از جمله كشور خودمان ایران كه راهگشای تمدن و علم بوده، راه را برای پیشرفت علوم هموار كردند. در این میان بشر دریافت كه كائنات دارای تاریخ است یعنی هم دارای گذشته است و هم آینده فراروی اوست. در قرون وسطا و تا قبل از انقلاب علمی، جهان گستره ای تصور می شد كه در آن ستارگان و كرات بر دایره های شیشه ای چسبیده شده بودند و فرشتگان با توان خود آنها را می گرداندند. آنگاه كپرنیك، گالیله و نیوتن راز های كیهان را گشودند و دایره های بلورین را به سرزمین افسانه ها فرستادند. اكنون دیگر ما جهان و مرز های آن را فقط با دید هندسه اقلیدسی و دو خط موازی تا بی نهایت نمی نگریم بلكه با كمك هندسه های نااقلیدسی (ریمانی و لوباچفسكی) هندسه كیهان را بهتر ترسیم می كنیم. اكنون ما بهتر می دانیم كیهان از چه چیزی ساخته شده و چه عاملی آن را به تكاپو وامی دارد. ما با فرضیه های جدید گرانشی _ كوانتومی، انحنای فضا و زمان را تفسیر می كنیم. با سیاهچاله ها آشنا شده ایم و مسائل سفر در زمان و تناقض های آن را عنوان می كنیم. براساس مطالعات كوبی (COBE) از نوسان های درجه حرارتی در تشعشعات فسیل شده كیهانی و نیز تئوری های جدید دریافته ایم كه ممكن است، جهان مدام در تكاپو و آشوبناك ما بار ها با انفجار بزرگ و خلق فضا _ زمان گسترانیده و دوباره با جمع شدگی شدید (Big Crunch) به یك چرخه بی پایان از انبساط و انقباض طی تریلیون ها سال تبدیل شده باشد. اكنون ما خارج از كمربند حیاتی (حدفاصل زهره تا مریخ) در اقمار سیارات گازی غول پیكر منظومه خودمان و حتی فراتر از آن در فواصل ۲۵ هزار سال نوری مركز راه شیری در میان ستارگانی با عمر ۸ میلیارد سال به دنبال مناطق قابل سكونت كهكشانی و یا منشاء وجود حیات می گردیم. اكنون بشر در نیمه راه عصر فضا با سفر به ماه توانسته است به آینده خود چیره شود. هنوز جمله به یاد ماندنی آرمسترانگ در حالی كه اولین گام را روی سطح ماه گذاشت به یاد داریم كه «این قدمی كه كوچك برای انسان ولی جهش بزرگ برای بشریت است.» در چند دهه اخیر كاروانی از فضا پیما ها از زمین با ماموریت های جست وجوی حیات درونی یا برونی منظومه شمسی با اهداف مختلف به فضا روان شده اند. این قسمت را به فعالیت ها و كاوش های اخیر بشر در فراسوی گهواره خود یعنی زمین، اختصاص می دهیم. (اشاره به جمله كنستانتین ستیولكوفسكی كه گفت: زمین گهواره بشر است ولی هیچ گاه انسان در گهواره نمی ماند.) به یاد داریم كه در سال های گذشته ماموریت های پایونیر ها و وویجر ها با هدف آشنایی با سیارات منظومه شمسی انجام گرفت. ناسا اخیراً با ماموریت های موفق فضاپیما های مدارگرد ادیسه و نقشه بردار سراسر مریخ، مریخ نورد های روح و فرصت را به سطح مریخ ارسال كرد و نیز ماموریت های دیگری با هدف مریخ توسط فضا پیماهای مدارگرد سریع السیر مریخ با حمل مریخ نشین پاگنده (Beagle۲) از اسا و امید (نوزومی) از ناسدا انجام گرفت كه موفق نبودند. همان طوری كه مشخص است بیشتر ماموریت های درون منظومه ای با هدف مریخ انجام گرفته زیرا بیشتر احتمال آثار حیات در این سیاره وجود دارد. هدف از این ماموریت ها یافتن نشانه هایی از اكسیژن یعنی آب است. بنابراین بیشتر اثرات به جای مانده از آب مانند املاح آن در رسوبات مورد تحقیق قرار می گیرد. فاصله ۴۰۰ میلیون كیلومتری زمین تا مریخ را سفینه های فضایی با سرعتی معادل km/h ۱۰ هزار حدود هفت ماه طی می كنند. از آنجایی كه نزدیك ترین فاصله (مقابله) زمین با مریخ در یك بازه زمانی ۲۱ روزه هر ۲? ماه یك بار تكرار می شود. زمان پرتاب سفینه ها به این سیاره براساس همین محدوده زمانی محاسبه می شود. شاید یكی از اشكالات عمده این ماموریت های فضایی، هزینه های فوق العاده سنگین آنهاست. بد نیست بدانیم بودجه سالانه كل آمریكا معادل ۱/۲ تریلیون دلار است كه فقط مبلغ ۱۵ میلیارد دلار آن به ناسا تعلق می گیرد. هزینه هر ماموریت به مریخ حدود یك میلیارد دلار ولی در پروژه فرستادن انسان به مریخ این هزینه تا حدود ۳۵۰ میلیارد دلار افزایش خواهد یافت. پروژه های آینده ناسا به مریخ به ترتیب در سال ۲۰۰۵ فرستادن یك مدارگرد، در سال ۲۰۰۷ فرستادن یك مریخ نشین، در سال ۲۰۰۹ قرار دادن ماهواره مخابراتی در مدار مریخ و ارسال یك مریخ نورد كه برخلاف مریخ نورد های فعلی كه از انرژی خورشیدی استفاده می كنند از انرژی هسته ای استفاده خواهد كرد و بالاخره در سال ۲۰۱۳ پروژه ای با هدف بازگرداندن نمونه هایی از خاك مریخ به زمین، طراحی شده اند. در مرداد ماه سال جاری نیز فضاپیمایی به نام پیام رسان برای كاوش به عطارد فرستاده است. در قسمت انتهایی به بررسی زحل و آ خرین كاوش های بشر یعنی ماموریت اكتشافی كاسینی می پردازیم.از دیرباز زحل (كیوان) از دید بشر سیاره ای اسرار آمیز جلوه می كرد. این سیاره یكی از خارق العاده ترین سیارات منظومه شمسی است كه زیبایی خیره كننده ای دارد. اگر ما با یك تلسكوپ كوچك به این سیاره بنگریم، حتماً یكی از حلقه های پیرامون آن را خواهیم دید. زحل نام یكی از خدایان روم باستان بود كه یونانیان او را كرونوس می نامیدند. زمانی كه اولین بار گالیله با تلسكوپی ساده اش به زحل نگریست، حلقه های آن به صورت دو گوش به نظرش آمدند تا اینكه هویگنس با تلسكوپی پیشرفته تر، علاوه بر كشف تیتان بزرگ ترین قمر زحل، متوجه شد كه گوش های زحل در واقع حلقه های پیرامون آن هستند. زحل با داشتن حدود ۱۰ هزار حلقه به دور خود پهن ترین و درخشان ترین حلقه های سیاره ای را در منظومه شمسی دارا است. جیووانی كاسینی دریافت كه فضایی در بین حلقه ها، آنها را از هم جدا كرده است. این فضای خالی كه به شكافت یا گسیختگی كاسینی معروف شد حاوی تعدادی حلقه كوچك و خیلی باریك است. حلقه های زحل به دلیل انحراف ۲۵ درجه سطح مدار با محور چرخشی خود، دائماً به صورت باز و بسته شدن طی حركت انتقالی آن به نظر می رسند. در سال ۱۹۹۵ ما حلقه های آن را از نما و لبه به صورت یك خط بسیار نازك (در واقع حلقه ها غیب شدند) دیدیم، ولی حالا كم كم تا سال ۲۰۰۵ این سیاره نسبت به ما به بغل غلتیده و ما حلقه ها را از دید بالا به صورت كامل مشاهده خواهیم كرد. در ادامه تا سال ۲۰۰۹ دوباره كاملاً در روبه رو به صورت خطی بسیار نازك و سپس تا سال ۲۰۲۱ این سیاره به بغل دیگر غلتیده و ما حلقه ها را از دید پایین به صورت كامل خواهیم دید. زحل با قطری معادل ۱۲ هزار كیلومتر (۵/۹ برابر قطر زمین) و جرمی معادل ۹۵ برابر زمین بزرگ ترین سیاره منظومه ما بعد از مشتری محسوب می شود. به دلیل فاصله زیاد زحل از خورشید، نیروی گرانشی كمی به آن وارد می شود، بنابراین با سرعت انتقالی آرام تری حدود km/s ??/۹ در زمانی معادل ۵/۲۹ سال زمین، یك بار به دور خورشید می گردد. از طرفی حركت وضعی آن در زمان كوتاه، معادل ۵/۱۰ ساعت انجام می گیرد و به دلیل سرعت چرخش زیاد این سیاره در استوا بیش از حد برآمده و در قطبین فرو رفته است. زحل برخلاف سیارات داخلی منظومه، صخره ای نیست بلكه مانند توپی از گاز با تركیبی از هیدروژن و هلیوم در میان سیارات بیرونی منظومه قرار گرفته است. وویجر ۱ و ۲ با گذر كردن از كنار زحل نشان دادند كه نوار های روشن و تاریك در سطح این سیاره، تاثیر باد های موجود در آن است. تاكنون ۳۰ قمر از سیاره زحل شناخته شده اند. تیتان بزرگ ترین قمر زحل بعد از گانیمد (بزرگ ترین قمر مشتری) بزرگ ترین قمر در منظومه شمسی است. زحل با این اقمار طبیعی، دنیایی پیچیده برای خود به وجود آورده است. در بامداد نیمه اكتبر ۱۹۹۷ غرش موتور های فضاپیما، سفر ادیسه ای مدارگرد كاسینی را به سمت زحل آغاز كرد. بعد از گذشت ۷ سال و طی كردن مسافتی حدود یك میلیارد و سیصد میلیون كیلومتر، اكنون مدارگرد كاسینی به زحل رسیده و در مدار آن قرار گرفته است.كاسینی تا ۴ سال آینده ضمن گردش در مدار زحل با فرستادن اطلاعات ارزشمند ما را در شناخت این سیاره و اقمار آن كمك خواهد كرد. یكی از مهم ترین و مهیج ترین بخش های این ماموریت ارسال كاوشگر هویگنس از این مدارگرد در سطح تیتان در روز های نخستین زمستان امسال است. تیتان مهم ترین كاندیدای موجود در اقمار منظومه برای یافتن حیات است. تیتان با جوی ضخیم كه بیشتر آن متشكل از نیتروژن و درصد پایینی نیز از گاز متان كه به دلیل سرمای شدید به صورت مایع درآمده است، همانند زمین خودمان جلوه می كند. تیتان با قطری حدود ۵۱۵۰ كیلومتر و فاصله ای معادل ۱۲۲۱۸۵۰ كیلومتر از زحل، دارای زمانی معادل ۹۵/۱۵ روز در گردش مداری با سرعت انتقالی است. سطح تیتان تاكنون برای ما ناشناخته مانده است زیرا جو آن با ابر های مه آلود و نارنجی رنگ، سرتاسر سطح آن را فراگرفته اند به طوری كه تلسكوپ ها و سفینه های تحقیقاتی تاكنون نتوانسته اند اطلاعات دقیقی از سطح آن را برای بشر به دست آورند. اینكه هویگنس پس از فرود بر سطح این قمر با چه منظره ای روبه رو خواهد شد قابل پیش بینی نیست، ممكن است با سرزمینی كوهستانی از صخره یا یخ مواجه شود یا اقیانوسی از گاز طبیعی با بارش های متان رویت گردد. دانشمندان بی صبرانه در انتظار لحظه رویت سطح این قمر به وسیله هویگنس هستند. این كاوشگر كه توسط آژانس فضایی اروپا (اسا) ساخته شده و به نام كاشف قمر تیتان هویگنس نامگذاری شده، در اوایل زمستان سال جاری از مدارگرد كاسینی خارج و به سمت تیتان حركت خواهد كرد. فرود این كاوشگر از میان ابر های پوشیده این قمر حدود دو ساعت به طول خواهد انجامید. به دلیل عدم اطلاعات از جنس سطح این قمر، هویگنس طوری طراحی شده تا بتواند در سطوح جامد یا مایع فرود آید. از لحظه جدا شدن هویگنس از كاسینی تا ورود به جو و فرود در سطح تیتان اطلاعات ارزشمندی در اختیار بشر قرار خواهد گرفت. پس از فرود این كاوشگر دنیایی جدید در منظومه خودمان خواهیم یافت. شاید این اطلاعات زندگی بشر را متحول و افق های آینده آن را در زندگی فرازمینی روشن سازد.

محمدحسین عصاره

منبع www.parssky.com