خوش آمدید

 امروزه همه ما می‌دانیم که حق با گالیله بود: زمین به دور خورشید حرکت می‌کند، همانطور که کوپرنیک آن را در سال 1543 / 922 بیان کرد. اما یافته‌های محققان نشان می‌دهد که اگر گالیله می‌خواست بر اساس مشاهدات خود نتیجه‌گیری کند، باید از دیدگاه دیگری که در آن زمان مطرح بود حمایت می‌کرد؛ دیدگاه تیکونیکی. در دیدگاه تیکونیکی که توسط ستاره‌شناس دانمارکی، تیکو براهه در قرن شانزدهم میلادی مطرح شد، زمین حرکت نمی‌کند و هر چیز دیگری به دور زمین و خورشید می‌گردد.

به گزارش نیچر، این نتیجه‌ای است که کریستوفر گرانی، از فیزیکدانان کالج فنی لوییزویل کنتاکی بعد از مطالعه دست‌نوشته‌های ستاره‌شناس دیگری که در اواخر قرن شانزدهم و اوایل قرن هفدهم و هم‌عصر گالیله زندگی می‌کرد، به آن رسیده است.

گرانی در سال 2008 / 1387 اظهار کرد که مشاهدات گالیله از ستارگان، در واقع الگوهای انکساری است که اصطلاحا دایره‌های خیالی (Airy Disks) خوانده می‌شود. این پدیده به صورت الگوهایی از دوایر هم‌مرکز است و زمانی رخ می‌دهد ‌که نور ساطع شده از یک منبع نقطه‌ای مانند یک ستاره، از یک سوراخ عبور کند. پدیده انکسار در زمان گالیله کشف نشده بود و بنابراین وی از این پدیده خبر نداشت. در نتیجه وی به آن‌چه چشمانش یا تلسکوپش به او می‌گفت، اعتماد داشت و برای تخمین اندازه و فاصله ستارگان از مشاهداتش استفاده کرد. در نتیجه گالیله فاصله ستارگان را بسیار کمتر از مقدار واقعی و با خطایی از مرتبه هزار به‌دست آورد.

پس از اینکه گرانی فهمید که انکسار گالیله را فریب داده‌است، تصمیم گرفت تا یافته‌های ستاره‌شناسان معاصر گالیله را که ممکن بود موارد مشابهی را با ابزارهای خویش دیده باشند، بررسی کند. وی می‌گوید: «مطمئنا شخص دیگری وجود داشت که تلسکوپی بهتری از تلسکوپ گالیله داشته‌باشد.»

این شخص ستاره شناس آلمانی، سیمون ماریوس بود که بیشتر شهرت خود مدیون نامگذاری قمرهای مشتری یعنی آیو، اروپا، گانمید و کالیستو است و ادعا می‌شود که آن‌ها را تنها چند روز قبل از گالیله کشف کرده‌است. گرانی می‌گوید که ماریوس نیز مانند گالیله، دایره‌های خیالی را با ستارگان واقعی اشتباه گرفت. اما در حالی‌که گالیله به نظر خود درباره سیستم کوپرنیکی چسبیده‌بود، تجزیه و تحلیل ماریوس از یافته‌هایش منجر به نتایج کاملا متفاوتی شد.

ارتباط عاطفی
بر اساس گفته‌های گرانی، ماریوس بر اساس مشاهداتش نتیجه گرفت که فاصله ستارگان باز زمین، نزدیک‌تر از آن است که بتواند دیدگاه کوپرنیکی را تایید کند. در دیدگاه کوپرنیکی، ستارگان در فاصله زیادی از زsdین قرار دارند و در نتیجه برای مشاهده‌گر مانند نقاط درخشان به نظر می‌رسند. دیدگاه کوپرنیکی از سوی دانشمندان دیگری نیز استفاده می‌شد. به عنوان مثال ستاره‌شناس هلندی، کریستین هویگنس در کتاب خود با عنوان Systema Saturnium که 17 سال پس از مرگ گالیله و در سال 1659 به چاپ رسید، می‌نویسد: «اگر لنز تلسکوپ توسط دود تیره شود، ستارگان مانند نقطه به نظر خواهند رسید.»

اما در عوض ماریوس استدلال کرد که مشاهده ستارگان به صورت نقاط نورانی، دیدگاه تیکونیکی را تایید می‌کند. در دیدگاه تیکونیکی، زمین بی‌حرکت و در مرکز سیستمی که ماه و خورشید به دور آن می‌گردند قرار دارد. سیارات عطارد، زهره، مریخ، مشتری و زحل به دور خورشید می‌گردند و ستارگان در ماورای این سیارات و در یک کره ثابت قرار دارند.

گرانی می‌گوید: «استدلال ماریوس خیلی قوی‌تر از استدلال گالیله بود. در حقیقت اگر گالیله نیز بر اساس مشاهداتش نتیجه‌گیری می‌کرد، باید به نتایج یکسانی می‌رسید.» حال این سوال مطرح می‌شود که چرا گالیله به دیدگاه‌های کوپرنیک چسبید؟

رینک ورمیج، مورخ علمی دانشگاه اوکلاهاما می‌گوید: «گالیله به شدت به دیدگاه‌های کوپرنیکی متعهد  بود. این موضوع که وی ترجیح داد وارد منازعاتی که برخلاف این دیدگاه بود نشود، خیلی عجیب نیست. اگرچه بر طبق استانداردهای مدرن علمی وی احتمالا نباید این کار را می‌کرد.» ورمیج اضافه می‌کند که بازار مباحثات علمی درباره دیدگاه‌های مختلف برای سالیان زیادی داغ بود و این بحث درباره اندازه و توزیع ستارگان، تنها یکی از این مباحثات به شمار می‌رود.

گرانی نمی‌تواند بگوید چرا گالیله علی‌رغم مشاهداتش دیدگاهی را انتخاب کرد که در نهایت نیز صحیح از کار درآمد. بر اساس گفته‌های ورمیج، در دنیایی که دیدگاه تیکونیکی یک رقیب جدی برای دیدگاه کوپرنیکی محسوب می‌شد، نتیجه‌گیری ماریوس منطقی به‌نظر می‌رسد. گرانی نیز می‌گوید: «در واقع شما باید حق را به سیمون ماریوس بدهید، زیرا وی نتیجه‌گیری خود را بر اساس بررسی یافته‌هایش و دنبال کردن منطقی آنها انجام داد.»

دانشمندان معتقدند کل کهکشان و منظومه شمسی،‌یعنی همه ستاره‌ها و سیاره‌ها، از موادی تشکیل شده‌اند که آن را غبار بین ستاره‌ای می‌نامند. اما تا به حال اطلاعات درستی در مورد این مواد به دست نیامده است. حالا، کشف دو ذره احتمالی از غبار بین ستاره‌ای، بعد از چهار سال جستجو در منظمه شمسی،‌آن‌ها را به وجد آورده است.

دانشمندان می‌گویند بالاخره به اولین ذرات غبار بین ستاره‌ای،‌ دست یافته‌اند. غبار بین ذره‌ای واحدهای ساختاری پایه‌ای خورشید،‌ زمین و سایر سیاره‌های منظومه شمسی است. رسیدن به این کشف نیاز به گروهی از داوطلبان، ‌از جمله یک مرد کانادایی داشت که روزانه حدود 15 ساعت را به مطالعه آنلاین تصاویر می‌گذراندند و در نهایت هم وی برنده بخت‌آزمایی غبار بین ستاره‌ای شد.

به گزارش نیچر، سفینه استارداست ناسا که در سال 1999/ 1378 با هدف جمع‌آوری غبار بین ستاره‌ای و آوردن آن‌ها به زمین راه‌اندازی شد، بالاخره توانست برای اولین بار مقداری از آن را جمع‌آوری کند. در واقع این کشف مدیون چهار سال تلاش بیش از 27هزار داوطلب در سراسر جهان است که 71 میلیون تصویر گرفته شده توسط استارداست را به دقت بررسی کرده‌اند.

دو ذره‌ای که تا به حال پیدا شده‌اند، می‌توانند نشانگر آغاز تحلیل ماده اصلی اولیه سیاره‌ها و ستاره‌ها باشند. همچنین این کشف می‌تواند راهی برای رسیدن به تحول شیمیایی کهکشان راه شیری باشد.

اندرو وست‌فال، فیزیک‌دان دانشگاه کالیفرنیا در برکلی،‌ که روز سوم مارس/ 12 اسفند در کنفرانس علوم سیارات و اقمار در تگزاس این کشف را اعلام کرد،‌ در مورد ارزش غبار بین ستاره‌ای می‌گوید: «غبار بین ستاره‌ای، در حقیقت ماده پایه‌ای است که ما همه از آن ساخته شده‌ایم. ما می‌خواهیم به ریشه‌های خود پی ببریم.»

استارداست به راهی در منظومه شمسی فرستاده شد که از مسیر دنباله‌دار وایلد2 می‌گذشت چون وست‌فال و همکارانش می‌خواستند که از غبار وایلد2 نمونه برداری کنند. احتمالا زمانی که این گونه دنباله‌دارها شکل گرفتند و منجمد شدند، نمونه‌هایی از مواد بین ستاره‌ای اولیه را در خود داشتند. دانشمندان فکر می‌کردنداین مواد باید از آن زمان دست نخورده باقی مانده باشند چون این اجرام حوالی 5 میلیارد سال پیش در فضای خارجی منظومه شمسی شکل گرفته‌اند. اما بررسی‌های چند سال پیش نشان داد این دنباله‌دارها در محیط‌های گرم اطراف خورشید ذوب شدند و در نتیجه به احتمال زیاد در طول شکل‌گیری منظومه شمسی دستخوش تغیراتی شده‌اند.

با این حال، استارداست موادی را گردآوری کرده که به دنباله‌دارها تعلق ندارند. استارداست در مسیر خود،‌ قبل از روبرو شدن با وایلد 2 نمونه‌های دیگری هم جمع‌ آوری کرده است که پژوهشگران امیدوارند از این سیال ضعیف اما مداوم فضایی حدود 100 یا بیشتر مواد غبار بین ستاره‌ای به دست بیاورند. این مواد در ستاره‌ها داغ شده‌اند و با هم ترکیب شده‌اند و اجسام سرگردانی را در فضای باز تشکیل داده‌اند،‌ جایی که باز با هم ترکیب شده‌اند و تحت تاثیر شوک‌های امواج ابرنواختر (ستاره سنگینی که با رسیدن به پایان عمر خود، منفجر میشود و درخشندگیش صدها میلیون برابر خورشید است- م) و پرتوهای کیهانی به صخره و اجسام سخت تبدیل شده‌اند.

گرفتن این اجسام خیلی سخت‌تر از گرفتن ذرات دنباله‌دارها است. نه تنها جریان سیال آن‌ها خیلی کندتر است، بلکه ذرات غبار بین ستاره‌ای خیلی کوچک‌تر از اجرام به جا مانده از ستاره‌های دنباله‌دار هستند و در نتیجه چندین برابر سرعت دارند، حدود 30 کیلومتر در ثانیه.

پژوهشگران استارداست معتقدند ذراتی که به طور تصادفی توسط سفینه آن‌ها جمع‌ آوری شده، راه منحصر به فردی برای مطالعه مواد بین ستاره‌ای در اختیار آن‌ها قرار می‌دهد. داون براون‌لی یکی از این پژوهشگران است که در دانشگاه واشنگتن مشغول به کار است و سرمایه‌گذار اصلی این طرح بوده است. وی در مورد استارداست و موادی که جمع‌آوری کرده می‌گوید: «ما داریم بخشی از کیهان را می‌گیریم.»

با این وجود، وست‌فال معتقد است باید مطالعات بیشتری روی این ذرات صورت گیرد تا این اطمینان به دست آید که واقعا متعلق به غبار بین ستاره‌ای هستند و سنگ‌های آسمانی بسیار کوچک یا حتی ذراتی نیستند که توسط ذرات معلق در فضا از سفینه‌ها کنده شده باشند. با این حال، وی از این کشف بسیار اظهار هیجان‌زدگی می‌کند.

چهار سال طول کشید تا دو ذره احتمالی غبار بین ستاره‌ای کشف شوند که به انتهای تونل‌های جمع‌آوری مواد استارداست چسبیده بودند. پژوهشگران به دقت یکی از این ذرات را جدا کردند و برای مطالعه به چهار آزمایشگاه در نقاط مختلف دنیا فرستادند. نتیجه بررسی نشان می‌دهد که ماده‌ای نسبتا شفاف، غیربلوری و غنی از آلومینیوم است.

یکی از قوی‌ترین جنبه‌های این پروژه،‌ گروه بزرگ داوطلبانی بود که در تصاویر به دنبال ردی جزیی می‌گشتند. این حرکت آنلاین را وست‌فال راه انداخت و آن را استارداست در خانه نامید. در حقیقت در این پروژه هزاران فرد که به خود لقب داستر یا پیداکننده غبار داده بودند، میلیون‌ها عکس‌ را بررسی کردند.

بروس هودسون از اونتاریو در کانادا توانست اولین ذره را کشف کند و مطابق قوانین پروژه، ‌باید نامی برای آن انتخاب می‌کرد:‌ اوریون. وی که یک مرد 46 ساله است، سابقا متصدی زمین برای یک آرامگاه مقدس کاتولیک بوده است. وی درباره آن چه کشف کرده می‌گوید: «به نظرم خیلی خوب بود.» او در سال 2003/ 1382 دچار سکته شد و در سال 2006/ 1385 تصمیم گرفت با پیوستن به این پروژه زمانش را برای کار مفیدی بگذراند. او به مدت یک سال یا بیشتر، بیش از روزی 15 ساعت را به مطالعه هزاران عکس می‌گذراند،‌ 5 ثانیه برای هر تصویر. هودسون در این باره می‌گوید: «من ماه‌ها و هفته‌ها به این کار ادامه دادم. در حقیقت این تنها کاری بود که قادر به انجام آن بودم.» او توانست رکورد 10 نفر اول داسترها را بشکند،‌ امتیازی که کارامدی افراد در پروژه را نشان می‌داد.

وست‌فال می‌خواهد طی چند هفته آینده مرحله تازه‌ای از برنامه‌های در خانه را راه بیاندازد و راهی بیابد تا بتواند نحوه مطالعه داسترها را بررسی کند.