نجوم و اختر شناسی

شايد نزديك‌ترين ستاره به خورشيد داراي سيارات زمين‌مانند باشد دانش - به‌نظر مي‌رسيد اغتشاشات گرانشي در منظومه‌هاي ستاره‌اي دوتايي، مانع از شكل‌گيري سيارات در آنها مي‌شود؛ اما تازه‌ترين شبيه‌سازي‌ها از وجود سيارات سنگي در اين منظومه‌ها، بخصوص نزديك‌ترين آنها حكايت دارد.
فاطمه محمدي‌نژاد: اگر روزي به نزديك‌ترين منظومه شمسي سفر كنيم، مشاهده انواع سيارات احتمالي در آن منطقه جالب توجه خواهد بود. به هر حال ما كمابيش اطلاعاتي در اين زمينه داريم.
به گزارش نيوساينتيست، به نظر مي‌رسد منظومه ستاره‌اي دوتايي (آلفا-قنطورس، پرنورترين ستاره صورت‌فلكي قنطورس و نزديك‌ترين همسايه كيهاني خورشيد)، ميزبان دنياهايي از سنگ و خاك باشد كه به احتمال زياد در شرايطي متلاطم تحت تاثير نيروي جاذبه ستارگان دوقلو قرار خواهند داشت.
سيارات سنگي از تركيب چندين جنين سياره‌اي به ابعاد ماه تشكيل شده‌اند كه خود از به هم پيوستن اجرام آسماني بسيار كوچك شكل گرفته‌اند. با اين حال هيچ تضميني نيست كه اين جنين‌ها بتوانند در شرايط ناپايدار تشكيل شوند.
براي كشف اين موضوع، جيان گي از دانشگاه فلوريدا در گينزويل به همراه همكارانش، مدل رايانه‌اي رِجل‌القنطورس را ساخته‌اند كه نشان مي‌دهد سحابي‌هاي پيش‌سياره‌اي مي‌توانند پس از يك ميليون سال در اين منظومه شكل بگيرند. با اين حال با توجه به اين‌كه تحت شرايط متلاطم همه گازها ناپديد مي‌شوند، هيچ غول گازي در اين مناطق شكل نمي‌گيرد.
فيليپ تبالت، از رصدخانه پاريس در فرانسه اين كار را جالب مي‌داند؛ اما معتقد است هنوز راه زيادي تا اثبات اين مسائل باقي مانده است. مطالعه مورد به مورد روند شكل‌گيري سيارات در منظومه‌هاي متلاطمي مثل رِجل‌القنطورس، بدون ساده‌سازي غيرممكن است.

منبع : Khabaronline.ir
شبکه فیزیک هوپا

ما انسانها چگونه نظم زمین را به هم می‌زنیم؟ ما انسان‌ها سال‌هاست که از راه‌های مختلف، نظم اکوسیستم‌هایی را که قرن‌ها روی زمین ثابت بودند به هم زده‌ایم. آیا مهندسی جغرافیایی زمین برای مقابله با گرمایش کره خاکی در آینده مفید خواهد بود یا خطرهایی ناشناخته به همراه خواهند داشت؟
قرار است این هفته جمعی از دانشمندان و سیاستمداران با هم ملاقات کنند تا در مورد این که آیا مهندسی جغرافیایی زمین برای مقابله با گرمایش کره خاکی، در آینده مفید خواهد بود و یا خطری به همراه نخواهد داشت با هم به بحث بپردازند. اما به نظر میرسد در اساس این بحث اشتباهی وجود دارد، چرا که ما همین الان هم در مقیاس وسیعی در حال مهندسی جغرافیایی زمین هستیم.
از انتقال یک سوم آب آشامیدنی زمین گرفته تا کاشتن گیاهان و برداشت کردن از دو پنجم سطح زمین، نسل بشر ده هزار سال آب و هوای ثابت دوره هولوسین (وابسته به دوره زمین شناسى حاضر که از پایان دوره پلیستوسن شروع میگردد- م) که باعث پدید آمدن تمدن شد را به هم زده است.
نتایج مداخلات ما انسان‌ها در فرایندهای جغرافیایی زمین هنوز به طور کامل مشخص نیست اما دانشمندان می‌گویند که دیگر اثری از دوره هولوسین وجود ندارد و ما در دوره جدیدی به سر می‌بریم که آنتروپوسین نامیده می‌شود،‌ دوران زمین‌شناسی که انسان‌ها به وجود آورده‌اند.

خشک شدن رودها

انسان هر ساله یک سوم تمام آب‌های آشامیدنی دریاچه‌ها، رودخانه‌ها و سفره‌های آبی که دانشمندان آن را آب آبی می‌نامند،‌ را مصرف می‌کند. بدین ترتیب، یک چهارم رودها قبل از این که به دریا برسند خشک می‌شوند.
در مقیاس محلی،‌ این امر الگوی آب و هوایی را تغییر می‌دهد. برای نمونه، سد رود یانگتز چین،‌ دمای دره را پایین آورده و بارندگی را کم کرده است. خشک شدن رود قزاقستان که روزی پر آب بود، باعث شده که در آن منطقه زمستان‌ها سردتر و تابستان‌ها گرم‌تر باشد. به علاوه حالا دیگر در این ناحیه باران به ندرت می‌بارد. تغییرات منطقه‌ای آب و هوا هم بر کل زمین تاثیر می‌گذارد.

سیاه کردن زمین

در 500 میلیون خانه،‌ اغلب در آسیا و آفریقا، در اجاق‌های غذا، چوب، ذغال و مدفوع حیوانات سوزانده می‌شود. دود آن‌ها ذراتی را به اتمسفر می‌فرستد که به اصطلاح کربن سیاه نامیده می‌شوند. این کربن سیاه لایه‌ای را تشکیل می‌دهد که گرما را جذب می‌کند. وقتی قطره‌های باران اطراف این ذرات را می‌گیرند، با بارندگی،‌ کربن سیاه به زمین می‌آید و روی زمین هم گرما جذب می‌کند.
برآورد شده است که افزایش دمای 4/3 درجه فارنهایتی در دمای قطب شمال طی قرن گذشته نتیجه آلودگی کربن سیاه است. این امر بارندگی در جنوب آسیا و غرب آفیقا را کاهش داده است. کربن سیاه همچنین باعث آب شدن یخ‌های کوه‌های هیمالیا شده که این مسئله تامین آب آشامیدنی صدها میلیون نفر را به مخاطره می‌اندازد.

مزرعه نامحدود

حدود 12 درصد زمین‌ها،‌ زیرکشت هستند. برخی نتایج این مسئله غیرقابل پیشبینی است، ‌مثل تاثیر آن بر آب و هوا. اما برخی نتایج هم واضح هستند،‌ جنگل‌زدائی در آمازون باعث به هم خوردن چرخه تبخیر و میعان شده است. به علاوه ظرفیت جذب کربن دای اکساید در این مناطق پایین آمده و در نتیجه دما افزایش یافته است.
به علاوه کودهایی که در کشاوزی مورد استفاده قرار می‌گیرند، مقادیر فراوانی نیتروژن و فسفر را به مناطق مختلف تزریق کرده است. هر ساله حدود 120 میلیون تن نیتروژن از اتمسفر خارج می‌شود و به کود تبدیل می‌شود،‌ در حالی که در همین زمان،‌20 میلیون تن فسفر از زمین خارج می‌شود. در هر دو مورد،‌ میزان خروجی خیلی بیشتر از حد طبیعی است. بیشتر این مواد توسط رودها شسته و به دریا ریخته می‌شوند و در آن جا موجب رشد سریع مناطق مرده در زیر آب می‌شوند.

انقراض مرجان‌ها

در بین انواع انقراض‌هایی که اتفاق می‌افتد، ‌احتمالا بدترینش مربوط به سواحل مرجانی است؛ ‌جنگل‌های بارانی اقیانوس و بنیاد بسیاری از اکوسیستم‌های دریایی. آلودگی،‌ تغییر آب و هوا،‌ ماهیگیری بیش از اندازه و اسیدی شدن اقیانوس‌ها باعث شده که یک چهارم مرجان‌ها طی 50 سال گذشته از بین بروند و یک سوم گونه‌های مرجانی در خطر باشند.
از بین رفتن مرجان‌ها و همه حیواناتی که حیاتشان وابسته به مرجان‌هاست، فقط برای ماهی‌ها تهدید به حساب نمی‌آید. از دید زمین‌شناسی، اکوسیستم‌ها مکانیسم‌های زیستی هستند که جریان تغذیه و انرژی را منظم می‌سازند. به اعتقاد دانشمندان،‌ انقراض گسترده موجودات دریایی باعث می‌شود که تا چندین میلیون سال دیگر،‌ چرخه کربن زمین بی‌ثبات باشد. اکوسیستم‌های دریایی قابلیت تنظیم خود را از دست می‌دهند و این مسئله روی آب و هوا تاثیر می‌گذارد. در نیم میلیارد سال گذشته، ‌5 رویداد انقراض جهانی اتفاق افتاده و به نظر می‌رسد ششمی در راه است.

انقلاب پلاستیکی

صنعت ساخت انسان به اختراع مواد کیمیایی (شیمیایی) انجامید که می‌توانند تا هزاران سال در محیط به طور فعال باقی بمانند؛‌ مواد به کار رفته در حشره ‌کش‌ها و پلاستیک‌ها که هر ساله در حدود 60 میلیارد تن از آن‌ها ساخته می‌شود.
این مواد در مقادیر بالای سیستم غدد درون‌ریز حیوانات را به هم می‌زنند و باعث سرطان و تغییر در تولید مثل می‌شوند. تاثیر مقادیر کم آن‌ها هنوز شناخته شده نیست اما احتمالا ترکیب اکوسیستم‌ها را به هم می‌زند.
بر اساس برآورد سازمان جهانی، در هر مایل مربع از اقیانوس‌های زمین، 47،000 نوع پلاستیک وجود دارد،‌ حتی در جاهایی که هرگز از آن‌ها استفاده نشده است.

تغییر اتمسفر

موتور اقتصادی این دوران با مواد پرکربنی می‌گردد که سوزانده می شوند. در نتیجه سالانه 40 میلیارد تن کربن دای اکساید به اتمسفر فرستاده می‌شود. این بزرگ‌ترین تغییری است که انسان در زمین ایجاد کرده است.
با رسیدن سطح کربن دای اکساید به بالاترین حد خود در 15 میلیون سال گذشته، ‌الگوهای آب و هوایی در حال تغییر است و میانگین دمای زمین هم در حال افزایش است. مقداری از این کربن جذب اقیانوس‌ها می‌شود و نسبت هیدروژن و یون‌های کربناتی را به هم می‌زند و در نتیجه آب اقیانوس‌ها اسیدی می‌شود. بدین ترتیب مرجان‌ها،‌ پلانکتون‌ها و نرم‌تن‌های صدف‌دار از بین می‌روند. طی چند قرن آینده، pH اقیانوس‌ها بیش از 300 میلیون سال گذشته تغییر خواهد کرد.

آسمان کابل

10 سرزمين ناشناخته شايد قمرها از نظر ابعاد در برابر سياره ها بسيار کوچکتر به نظر بيايند اما گاهي اوقات از نظر ويژگي و ساختار نسبت به سياره خود به شهرت بالاتري دست پيدا مي کنند. تعداد قمرهاي شناخته شده در منظومه خورشيدي از تعداد سياره هاي شناخته شده بسيار فراتر بوده و به صورت تقريبي به ازاي هر سياره 20 قمر وجود دارد که در عين حال اين کره هاي سنگي از تنوع و گوناگوني بالايي نيز برخوردارند.
در منظومه خورشيدي قمرهاي ناهمواري مانند قمر تايتان وجود دارند که پيچيدگي ساختار آنها با سياره ها برابري مي کند، قمرهايي که مي توانند مقصد آينده انسان براي زندگي باشند. سال 2010 آغاز چهارمين قرني خواهد بود که از کشف چهار قمر سياره مشتري توسط گاليله مي گذرد و به همين دليل نشريه نيوساينتيست به معرفي 10 قمر مرموز منظومه خورشيدي پرداخته است.

جهنم منظومه خورشيدي، Io:

اين قمر که به صورت کامل از حفره هاي گوگردي پوشانده شده و تحت تاثير شديد تشعشعات قدرتمند و فعاليتهاي آتشفشاني قوي قرار دارد به جهنمي کوچک در منظومه خورشيدي تبديل شده است. Io يکي از قمرهاي داخلي سياره مشتري به شمار مي رود يکي از آتشفشاني ترين جهانهايي است که تا به حال شناخته شده و ميزان مواد مذابي که از آتشفشانهاي اين قمر به بيرون پرتاب مي شود 100 بار از ميزان مواد مذاب آتشفشانهاي زمين بيشتر است. اين در حالي است که ابعاد اين قمر تنها يک دوازدهم سياره زمين است. سطح اين قمر از درياچه هاي جوشاني از سنگهاي مذاب پوشانده شده است که بزرگترين آنها وسعتي برابر 200 کيلومتر دارد.

گردوي سياه و سفيد، Lapetus:

حتي يک نگاه گذرا به قمر سياره زحل مي تواند عجيب بودن آن را نمايان سازد زيرا نيمي از قمر Lapetus به رنگ سياه و نيمي ديگر از آن به رنگ سفيد درخشان است. در عين حال دو قطب اين قمر به شکلي عجيب مسطح بوده و اطراف آن به شدت دچار ضربه و فرورفتگي شده است. حلقه اي برآمده و خاکي مرز استواي اين قمر را مشخص کرده و ظاهري گردو مانند به اين قمر بخشيده است. بخش سياه رنگ اين قمر تنها لايه اي باريک با ضخامتي کمتر از يک متر است که بخش عمده قمر را پوشانده است و بخش سفيد رنگ آن نيز از بخار آب منجمد شده ناشي از بخش سياه رنگ پوشيده شده است. ساختار واقعي اين قمر همچنان مرموز باقي مانده است. جرم کم آن نشان مي دهد 80 درصد اين قمر از يخ و 20 درصد آن از سنگ تشکيل شده است.

اروپا، انسلادوس و تريتون:

اين سه قمر مشهور در دسته فعالترين قمرهاي شناخته شده در منظومه خورشيدي به شمار مي روند که در عين حال اميد به يافتن نمونه هاي بسيار کوچکي از حيات در آنها وجود دارد. اروپاي سياره مشتري پوسته اي کاملا يخي دارد اما هسته سنگي آن به واسطه حرارت هاي کشندي گرم مي شود، اين حرارت به واسطه تغييرات کشش گرانشي از جانب مشتري و به واسطه مدار بيضوي کره ماه به وجود مي آيد.
ميزان فعاليت در انسلادوس بسيار شديدتر از اروپا است زيرا اين قمر از آبفشانهاي بسيار بزرگي در مناطق قطبي برخوردار است که اين آب فشانها مقادير زيادي يخ و بخار آب را به بالا پرتاب مي کنند که بخشي از اين مواد به شکل برف به سطح قمر باز مي گردند آن را به يکي از سفيدترين اجرام منظومه خورشيدي تبديل مي کنند.
با اين همه قمرهاي منجمد اروپا و انسلادوس با درجه حرارت 100 و 75 کلوين نسبت به قمر تريتون سياره نپتون بهشت منظومه خورشيدي به شمار مي روند زيرا درجه حرارت در اين قمر برابر 40 کلوين يا منفي 230 درجه سلسيوس است. سطح تريتون به صورت کامل از لايه هاي يخي متشکل از آب، نيتروژن و متان پوشيده شده است. با اين همه اين قمر بسيار فعال بوده و از آب فشانهاي متعددي برخوردار بوده و اتمسفر نازک نيتروژني آن عامل ايجاد فصلهاي مختلف در اين قمر است.

قمرهاي بشقاب پرنده اي، پن و اطلس:

اکثر قمرهاي منظومه ظاهري کروي و هموار دارند و يا توده اي بزرگ از سنگهاي فضايي هستند. اما قمرهاي پن و اطلس سياره زحل با برامدگي هايي در مرکز يک صفحه وسيع به بشقاب پرنده ها شباهت زيادي دارند. اطلس که نسبت به پن بسيار مسطح تر است قطري برابر 18 کيلومتر دارد و وسعت آن 40 کيلومتر برآورد شده است. شکل عجيب اين قمرها همچنان عامل شگفتي دانشمندان باقي مانده
است زيرا چرخش قمرها مي تواند براي ايجاد ظاهري بيضي مانند کافي باشد. برخي گمان مي برند به دليل نزديکي مدار اين دو قمر به مدار زحل ، امکان برخورد قطعات يخي زحل با بخشهاي مرکزي اين دو قمر و تراش دادن آن به شکل کنوني وجود دارد.

قمر سرگردان، Nereid:

بر خلاف حرکت آرام قمرها در مدار سياره هاي خود، قمر Nereid سياره نپتون آرامش منظومه را مختل کرده و در مسيري کاملا نامنظم در حرکت است. اين قمر ناشناخته با ابعادي در حد متوسط در يکي از نامتعارف ترين مدارهاي منظومه در حرکت است به شکلي که در بخشي از اين مدارگردي، قمر 9 ميليون کيلومتر از نپتون فاصله مي گيرد و در بخشي ديگر به فاصله 1.4 ميليون کيلومتري آن مي رسد.
تايتان ، نيمه گم شده زمين: شايد بتوان گفت تايتان يکي از عجيب ترين قمرهاي منظومه خورشيدي است زيرا به شکل ترسناکي به زمين شباهت دارد. چهره اي که به تازگي از تايتان آشکار شده است نمايانگر ويژگي هاي اقليمي مشابه زمين است: درياچه ها، تپه ها، غارها، دره هاي منشعب شده ناشي از جريان رودها، سطوح گل آلود و بيابانها از ويژگي هاي ظاهري اين قمر هستند که با زمين مشترکند. در عين حال اتمسفر ضخيم نيتروژني اين قمر غبار، بخار آب و ابرهاي باراني را در خود حفظ مي کند به طوري که به توصيف يکي از دانشمندان اين قمر کاملا به انگلستان شباهت دارد. اين قمر در فاصله اي 10 برابر فاصله زمين تا خورشيد در مدار زحل در حرکت است و به همين دليل حرارت آن در بيشترين حالت به منفي 180 درجه سلسيوس مي رسد. مطالعات جديد نشان مي دهد درياچه هاي اين قمر ترکيبي از 80 درصد اتان و مقاديري پروپان، متان و استيلن است که مي توانند منابع مناسب غذايي براي شکل گيري حيات در اين قمر باشند.

ماه، ناجي زمين:

ابعاد بزرگ کره ماه مي تواند ناشي از گذشته منحصر به فرد و منشا آن باشد. قمرها معمولا به دو روش شکل مي گيرند، ترکيب مواد در ابرهاي غبار آلود کيهاني و يا جذب اجرام کيهاني به واسطه کشش گرانشي سياره ها اما ماه زمين تولد متفاوتي داشته است. ماه زماني متولد شده است که بک جرم شبه سياره اي در حدود 4.5 بيليون سال پيش با زمين جوان برخورد کرده است. اين پديده کيهاني به نفع زمين تمام شد زيرا ماه عاملي براي تثبيت گردش محوري سياره زمين شد و يکي از عوامل اصلي تغييرات شديد جوي را از زمين دور کرد.
بزرگترين قمر شناخته شده در منظومه خورشيدي قمر Ganymede سياره مشتري است که قطري برابر پنج هزار و 270 کيلومتر برخوردار بوده و از عطارد و ماه زمين بزرگتر است داشتن ميدان مغناطيسي قدرتمند نشان دهنده وجود هسته فلزي در اين قمر است.
تاکنون در حدود 1701 قمر در منظومه خورشيدي شناخته شده و نامگذاري شده اند با اين حال به دليل اينکه تعريفي دقيق براي کوچکترين ابعادي که يک جرم براي قمر بودن نياز دارد، ارائه نشده است، در صورتي که بتوان هر جرم در حال گردش در مدار سياره ها را قمر ناميد، تعداد قمرهاي موجود در منظومه خورشيدي فراتر از حد تصور خواهد بود.

شاتل

مقدمه

تصور کنید روی صندلی فضاپیمایی که هزاران تن سوخت قابل انفجار در موشک خود دارد، نشسته اید و در حالی که لباس مخصوص فضایی به تن دارید ناگهان صدای غرش بلندی را شنیده و ارتعاش شدیدی را احساس می کنید.
موتورهای اصلی نوبت به نوبت روشن شده اند و در عرض 6 ثانیه موتورهای تقویت کننده هم روشن می شوند. کابین به شدت تکان می خورد و شما از زمین بلند می شوید و در عرض 5/8 دقیقه شما در خارج از جو زمین خواهید بود. شاید ماموریت شما انتقال آب و غذا و اکسیژن به ایستگاه فضایی بین المللی یا قرار دادن یک ماهواره در مدار و یا تعمیر یک ماهواره در فضا باشد.
پرواز با شاتل فضایی اینگونه وصف شده است. ولی به راستی شاتل فضایی چیست؟ چگونه کار می کند و چه تفاوتی با فضاپیماهای دیگر دارد؟ در این مقاله شما با دنیای جذاب شاتل های فضایی آشنا خواهید شد.

تاریخچه شاتل فضایی

درانتهای ماموریت های فضایی آپولو، مقامات سازمان ناسا برنامه آینده فضایی ایالات متحده را بررسی می کردند. در آن زمان فضانوردان و تجهیزات فضایی توسط موشک های یکبار مصرف به فضا ارسال می شدند. آنها به وسیله ای مطمئن و در عین حال کم هزینه نیاز داشتند که بتوانند از آن چند ین بار استفاده کنند. برای ارسال 2 میلیون کیلوگرم تجهیزات و فضانورد به مدار 185تا 643 کیلومتری بالای سطح زمین،این فضاپیمای جدید نیاز به سه موتور اصلی و مخزن سوخت بیرونی و دو موشک جامد تقویت کننده و نیز سیستم مدیریت مقصد داشت. به این ترتیب ایده شاتل فضایی توسط مهندسان علوم فضایی مطرح گردید. ناسا شروع به مطالعه و طراحی شاتل فضایی کرد و بالاخره پس ازگذشت 9 &nbspسال تحقیق و آزمایش روی بخشهای مختلف،پنج فروند از این ناوها را که سامانه حمل و نقل فضایی یا شاتل فضایی نامیده شدند،به خدمت گرفت.فضاپیماهای اینترپرایز،کلمبیا،چلنجر،دیسکاوری و آتلانتیس،به تدریج از اوایل دهه 1980 میلادی تحویل ناسا گردید. بعدها پس از انفجار چلنجر،یک فروند دیگر نیز با نام ایندیور به ناوگان فضایی ناسا افزوده شد.شاتل اینترپرایز تنها برای آموزش فضانوردان و آزمایش دستگاه های آن در شرایط پرواز زمینی به کار برده شد و هیچ گاه به فضا نرفت.
نخستین پرواز شاتل در تاریخ 12 آوریل سال 1981 میلادی،با شاتل کلمبیا و با خلبانی جان یانگ و رابرت کریمن با موفقیت انجام شد و بدین ترتیب شاتل های فضایی وارد عرصه برنامه های فضایی شدند.

بخش های اصلی شاتل

شاتل فضایی دارای سه بخش اصلی می باشد که عبارتند از:
1- مدارگرد(واحد مستقر کننده در مدار که سرنشینان و بار را در خود جای می دهد).
2- دو موشک تقویت کننده با سوخت جامد(که بیش ترین نیروی پیش ران را در دو دقیقه آغازین پرواز فراهم می نماید)
3- مخزن سوخت بیرونی(که سوخت موتورهای اصلی را با خود حمل می کند).

مدارگرد

مدارگرد بخش اصلی سامانه حمل و نقل فضایی را تشکیل می دهد. این بخش را معمولاً با نام شاتل می شناسیم.مدارگرد به مخزن بزرگ سوخت مایع نارنجی رنگ متصل است و از هیدروژن و اکسیژن مایع موجود در آن،برای بالا رفتن استفاده می کند.
طول مدارگرد در حدود 37 متر،عرض آن از انتهای یک بال تا انتهای بال دیگر 24 متر، وزن آن 68 تن &nbspو ارتفاع آن در حالت ایستاده روی سکوی پرتاب 17 متر می باشد. در بخش جلویی مدارپیما،کابین خدمه قراردارد و به طور میانگین گنجایش 7 نفر و در شرایط اضطراری،10 نفر را داراست. در قسمت میانی مدارپیما، محفظه باری با ابعاد 18 متر در 6/4 متر تعبیه شده که بیشتر حجم بدنه را به خود اختصاص داده است که درون آن تجهیزات و بازوی میکانیکی قرار دارد و وقتی مدارپیما به مدار مورد نظر رسید،دربهای بالای بدنه باز می شوند و تجهیزات توسط بازوی میکانیکی،در مدار قرار می گیرند. در دماغه مدارپیما هم دربهای مخصوصی قرار دارند تا خدمه بتوانند از آن بیرون بیایند و خارج از مدارپیما به کارهای نصب و تعمیرات ایستگاههای فضایی و ماهواره ها بپردازند.
بدنه مدارگرد از آلیاژ آلومینیوم ، موتورهای اصلی از آلیاژ تیتانیوم و سطح زیرین آن از سرامیک ساخته شده است.
&nbspدر قسمت دم مدارپیما،دو موتور و در دماغه آن 14 موتور جت کوچک &nbspقرار داده شده است که از این موتورها،برای قرار دادن مدارگرد در مدار نهایی و یا تغییر مکان آن از مداری به مدار دیگر مورد استفاده قرار می گیرد. در درون این موتورها دو مخزن هلیم و اکسیژن مایع قرار دارد که در نبود اکسیژن در فضا،به راحتی با هم ترکیب شده و آتش می گیرند و بدین ترتیب نیروی لازم برای جهش مدارگرد در فضا را فراهم می کنند. مدارگرد قادر است بسته به ماموریت خود، به مدت 7 یا 8 روز و درشرایط اضطراری تا 14 روز در مدار باقی بماند.

موشکهای جامد تقویت کننده

موشکهای جامد تقویت کننده، بیشترین نیرو( حدود 71%) را برای بلند کردن شاتل فضایی از سکوی پرتاب فراهم می کنند. سوخت این موشکها،معمولاً پودر آلومینیوم( به عنوان سوخت اصلی) و پرکلرات آمونیوم( به عنوان اکسید کننده آتش زا) می باشد. موشکهای جامد آخرین بخشی هستند که پس از اجازه پرتاب روشن می شوند،چون پس از آتش گرفتن دیگر قابل خاموش کردن نیستند. ارتفاع هر یک از این موشکها 46 متر و وزن آنها همراه با سوخت به 600 تن می رسد. داخل هر یک از این موشکها،سوخت جامد،موتور احتراق،سیستم کنترل رها شدن از مدارپیما و چتر فرود(برای فرود سالم در اقیانوس و استفاده مجدد از موشکها) تعبیه شده است.

مخزن سوخت بیرونی

مخزن سوخت بیرونی،سوخت مایع موتورهای اصلی را در خود ذخیره دارد. ارتفاع این مخزن 48 متر، وزن مخزن خالی 34 تن و قطر آن 4/8 متر می باشد و قادر است 2 میلیون لیتر سوخت(با نسبت اکسیژن یک و هیدروژن 6 واحد) را در خود نگاه دارد. سه موتور روی مدارپیما(هرکدام با ارتفاع 3/4 متر و عرض 3/2 متر) نصب شده اند که سوخت مخزن بیرونی را که شامل هیدروژن و اکسیژن مایع است را باهم ترکیب کرده و باقیمانده نیرو را(حدود 29%) برای بلند کردن شاتل فراهم می کند. مخزن سوخت بیرونی نارنجی رنگ،باعث پایداری شاتل در طول پرتاب است و اتصال مدارگرد و بوسترهای سوخت جامد را فراهم می آورد. این بخش تنها بخش یکبار مصرف فضاپیمای شاتل را تشکیل می دهد. زمانی که موشکهای سوخت جامد در ارتفاعی نزدیک به 45 کیلومتری جدا شد،مدارگرد که هنوز با موتورهای اصلی خود در حال مصرف سوخت است،مخزن خارجی را تا ارتفاعی برابر با 113 کیلومتر بالا می برد و تنها 5/8 دقیقه پس از پرتاب،این مخزن در حالی که از سوخت خالی شده است،از شاتل جدا می شود و در جو سقوط می کند و آنچه که باقی می ماند روانه اقیانوس می گردد.

مراحل پرتاب شاتل به فضا

پس از آنکه شاتل در سکوی پرتاب آماده پرتاب شد از 31 ثانیه قبل از پرتاب مراحل زیر اتفاق می افتد:
31 ثانیه قبل از پرتاب:کامپیوترهای مرکزی تمام کنترل ها را بر عهده می گیرند.
6/6 ثانیه قبل از پرتاب:موتورهای اصلی نوبت به نوبت روشن می شوند و به 90% قدرت خود می رسند.
3 ثانیه قبل از پرتاب:موتورهای اصلی آماده پرتاب شاتل به فضا هستند.
لحظه پرتاب:موشکهای جامد تقویت کننده آتش می گیرند.
20 ثانیه بعد از پرتاب:شاتل به طور مستقیم به فضا پرتاب می شود.
60 ثانیه بعد از پرتاب:موتورهای اصلی به 100% قدرت خود می رسند.
2 دقیقه بعد از پرتاب:در ارتفاع 45 کیلومتری،موشکهای جامد تقویت کننده از شاتل جدا می شوند.(در این لحظه چتر نجات موشکهای جدا شده، باز می شوند تا 200 کیلومتر دورتر و در اقیانوس آرام کشتی ها این موشکها را از آب بگیرند).
5/8 دقیقه بعد از پرتاب:موتورهای اصلی خاموش می شوند.
9 دقیقه بعد از پرتاب:مخزن سوخت بیرونی از شاتل جدا می شود و بخاطر برخورد با جو زمین،از بین می رود.
5/10 دقیقه بعد از پرتاب:موتورهای سیستم مدیریت مقصد روشن می شوند تا شاتل را در مدار پایینی قرار دهند.
45 دقیقه بعد از پرتاب:موتورهای سیستم مدیریت مقصد دوباره روشن می شوند تا شاتل را در مدار بالایی(ارتفاع 400 کیلومتری از سطح زمین) قرار دهند.
اکنون شاتل به یک مدارپیما تبدیل شده و در خارج از جو آماده ادامه ماموریت می باشد.

مرحله بازگشت شاتل به زمین

پس از اتمام ماموریت مدارپیما در مدار،نوبت به حساسترین بخش سفر یعنی بازگشت به زمین می رسد. ابتدا مدارپیما باید 180 درجه گردش کرده، سپس تحت زاویه خاص(28 تا 36 درجه) بچرخد تا سطح زیرین آن با اتمسفر زمین برخورد کند. مدارپیما در این حالت با سرعت 28 هزار کیلومتر در ساعت از اتمسفر زمین عبور می کند و دمای سطح زیرین آن در این لحظه به بیش از 1000 درجه سانتیگراد می رسد(به همین دلیل است که سطح زیرین مدارپیما را با عایق های حرارتی که از جنس سرامیک می باشد، می پوشانند).
&nbspپس از اینکه مدارپیما از جو عبور کرد به ارتفاعی می رسد که غلظت هوا در آنجا زیاد است. از این به بعد مدارپیما مانند هواپیما با کمک بالهای خود، تحت زاویه 40 درجه و سپس 20 درجه به طرف زمین مانور می دهد تا سرعت سقوطش کم شود.پس از اینکه مدارپیما به باند فرود رسید،دماغه را بالا می آورد و سپس چتر سرعت گیر خود را باز می کند تا آرام روی باند توقف کند.

انفجار شاتل چلنجر

در 28 ژانویه سال 1986،قرار بود که شاتل چلنجر بیست و پنچمین ماموریت خود را انجام دهد که متاسفانه تنها 73 ثانیه پس از پرتاب در ارتفاع 15 هزار پایی منفجر شد و هر هفت خدمه آن جان باختند. در بین خدمه این فضاپیما، معلمی با نام کریستا مک آلیف حضور داشت که طبق برنامه قرار بود به عنوان اولین معلم به فضا سفر کند. این حادثه غم انگیز در حالی اتفاق افتاد که میلیون ها دانش آموز در سراسر دنیا از طریق تلویزیون شاهد آن بودند.
این حادثه در سواحل فلوریدا و بر فراز اقیانوس اطلس در ساعت 11:39 صبح به وقت محلی، به علت نقص واشر حلقه ای بوستر سمت راست شاتل رخ داد. نقص واشر در محل اتصال آن، شکافی در بوستر ایجاد کرده بود. این شکاف باعث نفوذ شعله به بیرون راکت، رسیدن آن به تجهیزات اطراف و مخزن خارجی سوخت و در نهایت جدا شدن بوستر سمت راست و شکست ساختار مخزن شد. با انفجار مخزن، شاتل منهدم شد و هر هفت سرنشین آن کشته شدند.
انفجار شاتل چلنجر، برای برنامه های فضایی ایالات متحده پایان ناخوشایندی را رقم زد. قطعات متلاشی شده فضاپیما طی عملیات بازیافت از کف اقیانوس جمع آوری شدند.

انفجار شاتل کلمبیا

شاتل فضایی کلمبیا، اول فوریه سال 2003 میلادی، در مرحله بازگشت به جو زمین، کمی پیش از آنکه &nbspبیست و هشتمین ماموریت خود را به پایان رساند بر فراز ایالت تگزاس، در ارتفاع 200 هزار پایی بالای سطح زمین منفجر شد و هر هفت سرنشین آن جان باختند. این حادثه ناگوار، پس از تراژدی چلنجر در سال 1986، بدترین حادثه فضایی ایالات متحده محسوب می شود. پیش از کلمبیا، ناسا هیچ یک از فضاپیماهای خود(اعم از سرنشین دار یا بی سرنشین) را در مرحله بازگشت به زمین از دست نداده بود.
این انفجار به دلیل نقصی بود که هنگام پرتاب در عایق کاری مخزن خارجی سوخت ایجاد شده بود بدین صورت که &nbspقطعه کوچکی از فوم های عایق کاری به اندازه یک کیف جیبی تحت نیروهای آیرودینامیکی پرتاب، از مخزن اصلی سوخت جدا شده و به لبه بال سمت چپ شاتل در محل سفال های عایق کاری برخورد و به سامانه حفاظت حرارتی شاتل آسیب وارد کرده بود. البته پیش از آن نیز در بسیاری از پرتاب های شاتل ضربه خرده فوم های جدا شده از مخزن سوخت، بدنه شاتل را زخمی کرده بودند اما این موضوع هیچگاه سبب بروز آسیبی چنین جدی نشده بود. این بارنواحی خسارت دیده باعث شده بودند در طول بازگشت به جو گازهای داغ به داخل ساختار فضاپیما نفوذ کنند و موجب در هم ریختن سازه بال و در نهایت سبب از بین رفتن فضاپیما در هنگام فرود شوند. پس از وقوع حادثه، بقایای خدمه و قطعات فضاپیما در تگزاس لوئیزیانا و آرکانزاس پیدا شد.
در سال 2004،ناسا اعلام کرد ناوگان شاتل های فضایی در سال 2010 بازنشسته خواهد شد و فضاپیمای جدیدی به نام اوریون جای آن را خواهد گرفت.

منابع
www.bbc.co.uk/science/space
علوم فضا(دانش روز برای همه)، نویسندگان: هیئت مؤلفان- مترجم: شادی حامدی آزاد، ناشر: شرکت انتشارات علمی و فرهنگی(1385)
پنجاه سال در فضا، نویسنده: لیلا خلج زاده، ناشر: روابط عمومی سازمان فضایی ایران(1386)
آسمان پارس

در صفر مطلق چه اتفاقی می‌افتد حتما درباره صفر مطلق شنیده‌اید، تقریبا 273 درجه سانتی‌گراد زیر صفر. آیا می‌دانید در این دمای خاص چه اتفاقاتی می‌افتد؟ چرا دست‌یابی به این دما هیچ وقت در عمل امکان‌پذیر نبوده است؟ و چه نقاط یا اجرامی در زمین،‌ یا حتی دنیا وجود دارند که به این دما نزدیکند؟
در واقع به نظر می‌رسد که هنوز هم ما جواب این سوال‌ها را کامل نمی‌دانیم، زیرا اتفاقاتی که در این دما می‌افتند، هم‌چنان شگفت‌انگیز و غافل‌گیرکننده است. برای نمونه،‌ هفته پیش دانشمندان اعلام کرده‌اند که مولکول‌های گاز بسیار سرد شده ‌می‌توانند تا صد بار بیشتر از مولکول‌های گاز در دمای اتاق، واکنش شیمیایی داشته باشند.
به گزارش نیوساینتیست، در آزمایش‌هایی که در دمای نزدیک به دمای اتاق صورت می‌گیرند،‌ واکنش‌های شیمیایی با کاهش دما کندتر می‌شوند. اما اخیرا دانشمندان متوجه شده‌اند که در دمای نزدیک به صفر مطلق (15/273- سانتی‌گراد یا صفر درجه کلوین) تبادل اتم‌ها کماکان انجام می‌گیرد و این امر، باعث ایجاد اتصالات شیمیایی جدید در این فراید می‌شود. به نظر می‌رسد این فرایند مدیون تاثیرات خارق‌العاده کوانتومی است که قابلیت‌های مولکول‌ها را در دمای پایین افزایش می‌دهد.
به گفته دبورا جین از دانشگاه کلرادو‌ که مقاله‌ای در مورد این یافته جدید منتشر کرده،‌ شاید خیلی منطقی به نظر برسد که انتظار نداشته باشیم در صفر مطلق اثری از واکنش‌های شیمیایی باشد، اما در واقع این طور نیست و در این دما واکنش‌های فراوانی صورت می‌گیرد.

اما چرا دست یافتن به دمای صفر مطلق غیرممکن است؟

از نظر عملی، این کار نیاز به این دارد که گرمای گاز را بگیرید؛‌ اما هر چه دما را پایین بیاورید،‌ گرمای بیشتری را باید از گاز بگیرید. در واقع برای رسیدن به صفر مطلق باید این کار را تا بی‌نهایت ادامه داد. در زبان کوانتوم، باید به سراغ اصل عدم قطعیت هایزنبرگ برویم که می‌گوید هر چه دقیق‌تر در مورد سرعت یک ذره بدانیم،‌ کم‌تر در مورد موقعیت آن خواهیم دانست و برعکس. بنابراین اگر می‌دانید که اتم‌هایتان در آزمایش‌تان وجود دارند،‌ باید تاحدی نسبت به سرعت حرکت آن‌ها و این که بالای صفر مطلق هستند یا نه، نامطمئن باشید،‌ مگر این که وسعت آزمایش شما به اندازه کل هستی باشد!

فکر می‌کنید سردترین جای منظومه شمسی ما کجاست؟

سردترین جایی که تا به حال در منظومه شمسی ما پیدا شده، روی کره ماه است. سال گذشته، ماهواره اکتشافی ماه ناسا، دمای گودال همیشه در سایه‌ای را در قطب جنوب ماه اندازه‌گیری کرد: 240- درجه سانتی‌گراد. این دما حتی از دمای اندازه‌گیری شده برای پلوتو که فاصله‌اش از خورشید 40 برابر فاصله زمین از خورشید است نیز 10 درجه سردتر است.

فکر می‌کنید سردترین جرم طبیعی دنیا چه چیزی باشد؟

سردترین جای شناخته شده دنیا، قلب سحابی بومرنگ است که در منظومه قنطورس قرار گرفته و پنج‌هزار سال نوری با ما فاصله دارد. دانشمندان در سال 1997/ 1376 گزارش کردند که گازهای به جا مانده از یک ستاره مرکزی در حال مرگ، با سرعت خبره‌کننده‌ای جارو می‌شوند و آن ناحیه از فضا تا دمای یک درجه کلوین سرد شده است، یعنی تنها یک درجه گرم‌تر از دمای صفر مطلق. معمولا آثار به جا مانده از تشعشعات حاصل از انفجار بزرگ، یا همان تابش ریزموج زمینه کیهانی، ابرهای گازی موجود در فضا را تا 2.7 کلوین گرم می کند. اما انبساط سحابی بومرنگ نوعی یخچال کیهانی پدید آورده که باعث می‌شود گازها سرمای غیرعادی خود را همچنان حفظ کنند و گرم‌تر از این نشوند.

با این حساب، سردترین جسم موجود در فضا چیست؟

اگر ماهواره‌های مصنوعی را هم به حساب بیاورید، ‌هنوز اجرام سردتری هم پیدا می‌شود. برخی ابزار موجود در تلسکوپ فضایی پلانک متعلق به آژانس فضایی اروپا،‌ که اردیبهشت ماه 1388 به فضا پرتاب شد، تا دمای 0.1 کلوین سرد شده‌اند تا پارازیت‌های ریزموجی را که ممکن است دید ماهواره را مختل نمایند،‌ متوقف کنند. محیط فضا، در ترکیب با سیستم‌های خنک‌کننده مکانیکی و سرمازاهایی که از گازهای هلیوم و هیدروژن استفاده می‌کردند، طی چهار مرحله متوالی توانستند سردترین جرم فضا را در 0.1 کلوین نگه دارند.

کم‌ترین دمایی که در آزمایشگاه‌ها به آن دست یافته‌ایم، چه قدر بوده است؟

با همه آن‌چه گفته شد، رکورد کم‌ترین دما متعلق به یک آزمایشگاه روی سیاره زمین است. در سال 2003/ 1382 دانشمندان موسسه فناوری ماساچوست (ام.آی.تی) اعلام کردند که ابری از اتم‌های سدیم را تا 0.45 نانوکلوین سرد کرده‌اند، که این رقم رکورد را شکست. پیش از آن،‌ در سال 1999/ 1378 دانشمندان دانشگاه صنعتی هلسینکی در کشور فنلاند توانسته بودند قطعه‌ای از فلز رودیم را تا 1 نانوکلوین سرد نمایند. با این وجود، این دما تنها برای نوع خاصی از جنبش (که در کوانتوم چرخش هسته‌ای نامیده می‌شود) است و نه دمای کلی همه جنبش‌های ممکن.

فکر می‌کنید گازها در دمای نزدیک به صفر مطلق چه رفتار عجیب و غریبی از خود نشان می‌دهند؟

در گازها، مایعات و جامداتی که روزمره با آن‌ها سر و کار داریم،‌ جنبش اتم‌ها و مولکول‌ها و برخورد آن‌ها با یکدیگر باعث گرما یا انرژی حرارتی می‌شود. اما در دماهای بسیار پایین، چنین نیست. در این دماها، قوانین عجیب مکانیک کوانتوم حاکم است؛ به طوری که مولکول‌ها به روال معمول با یکدیگر برخورد نمی‌کنند، بلکه امواج مکانیکی کوانتوم آن‌ها گسترش می‌یابند و با هم هم‌پوشانی پیدا می‌کنند. وقتی آن‌ها بدین صورت هم‌پوشانی پیدا می‌کنند، حالت چگالش بوز- انیشتین را شکل می‌دهند که در آن، اتم‌ها به نحوی رفتار می‌کنند که انگار یک اَبَراتم واحد هستند. اولین چگالش بوز- انیشتین خالص،‌ در سال 1995/ 1374 در کلرادو با استفاده از ابر اتم‌های روبیدیومی ساخته شد که تا دمای کم‌تر از 170 درجه کلوین سرد شده بودند و پدیدآورندگان آن، توانستند جایزه نوبل فیزیک را از آن خود کنند.

آیا راه شیری به بمباران کهکشانی محکوم می شود ؟

طبق مطالعه ای جدید ، چنین سرنوشت وحشتناکی بعید به نظر می رسد :

در حالی که دانشمندان می دانند که چنین برخوردهایی احتمالا در گذشته روی داده است ، شبیه سازی های کامپیوتری جدید نشان می دهند که برخوردها به جای نابودی یک کهکشان ، سبب متورم شدن یک صفحه کهکشانی به ویژه در اطراف لبه ها شده و ساختارهایی به نام حلقه های ستاره ای ایجاد می کند .
این یافته ها دو معما را حل می کند : 1- سرنوشت احتمالی راه شیری در دستان قمرهای کهکشانی اش ( که بزرگترین آن ها ابر های ماژلانی بزرگ و کوچک اند) و 2- سر منشاء لبه های متورم راه شیری که در جاهای دیگر از کیهان هم دیده شده ، و عنوان زبانه بر آن نهاده شده است .
همچنین طبق این مطالعات ماده تاریک که بیشتر عالم را می سازد در این جا نقش دارد . . .
ستاره شناسان معتقدند که همه کهکشان ها در هاله هایی وسیع و بزرگ از ماده های تاریک قرار گرفته اند و اکثر کهکشان های بزرگ در محل تقاطع رشته های ماده تاریک که نوعی تار بسیار وسیع را در کیهان می سازد ، قرار گرفته اند . قمرهای کهکشانی کوچکتر در کرانه های این تار قرار دارند و در مداری در اطراف کهکشان های بزرگتر مانند راه شیری ما کشیده می شوند .
اگر یک قمر کهکشانی مثل ابرماژلانی بزرگ و ماده تاریک همراه آن با کهکشانی مارپیچ مثل راه شیری برخورد کند ، چه اتفاقی خواهد افتاد ؟ دانشمندان برای پاسخ به این سوال به سراغ شبیه سازی های دقیق کامپیوتری از شکل گیری کهکشان ها رفته اند . آنان تاثیرات چندین کهکشان کوچکتر متفاوت را بر روی یک صفحه کهکشانی بزرگتر در نظر گرفته و به محاسبه تعداد احتمالی قمرها و مسیرهای مداری آن قمرها پرداختند ، سپس آنچه طی برخورد روی می دهد ( از جمله وقتی ماده تاریک از نظر گرانشی با صفحه کهکشان مارپیچ تعامل پیدا کرد ) را شبیه سازی نمودند .
و نتیجه این بود که هیچ یک از صفحات کهکشانی از هم پاشیده نشد . بلکه برعکس ، کهکشان های اولیه به تدریج قمرهای در حال سقوط را که ماده شان سرانجام بخشی از کهشان بزرگتر شد ، از هم پاشاندند . قمرها بارها و بارها از میان صفحه کهکشانی عبور کردند و در هر عبور مقداری از جرمشان را از دست دادند . این فرایند سرانجام به نابودی کامل آنها منجر می شود .
دانشمندان می گویند هنوز نمی توان به طور قطع در مورد سرانجام راه شیری نظر داد ، اما می توان گفت که یافته های آنان در مورد دسته ای وسیع از کهکشان های مشابه کهکشان ما صدق می کند . شبیه سازی ها نشان می دهد که تاثیرات قمرهای کهکشانی ، کهکشان های مارپیچ را نابود نمی کند .

آسمان پارس

منظومه شمسی جهان در بردارنده تمام چیزهایی است که وجود دارد، نه فقط زمین و چیزهایی که در آن قرار دارد بلکه شامل تمام سیارات و ستارگان و کهکشانها و فضایی که بین آنها قرار دارد می شود. خورشید در مرکز منظومه شمسی یکی از حدود ۱۰۰ بیلیون ستاره ای است که در کهکشان ما و یا مجموعه ستارگانی است که راه شیری نامیده می شود.

مقدمه

شکل گیری منظومه شمسی حدود ۵ میلیارد سال پیش ، از ابری متشکل از گاز و غبار بین ستاره‌ای ، آغاز گردید. جاذبه باعث انقباض ابر شده و کره متراکمی از گاز در مرکز ابر بوجود آورد. جاذبه همچنین باعث دوران هر چه سریعتر ابر شد. هنگام دوران، مواد موجود در ابر، پهن شده و حلقه ای به وجود آمد که نواحی متراکم مرکزی را در بر می گرفت. سرانجام در این ناحیه متراکم ، گرمای لازم برای وقوع واکنشهای هسته‌ای فراهم گشت و بدین ترتیب ، ستاره خورشید بوجود آمد. اعضای کوچکتر منظومه شمسی از مواد موجود در این حلقه بوجود آمدند. این اعضاء عبارتند از سیارات ، سیارکها و ستاره دنباله دار.

خانواده منظومه شمسی

تمام اجرام آسمانی که در یک منظومه مداری قرار دارند، تحت تأثیر جاذبه‌ای دو جانبه به دور یک جرم مشترک مرکزی می‌چرخند. در منظومه زمین _ ماه مرکز جرم مشترک در فاصله ۴۷۴۸ کیلومتری (۲۹۵۰مایلی) هسته زمین قرار داشته و از سطح زمین خارج نشده است. در مورد منظومه شمسی ، مرکز جرم مشترک همواره با تغییر موقعیت نسبی سیاره‌ها ، در حال تغییر است. این مرکز در فاصله‌ای حدود ۳۰۰۰۰۰ کیلومتر (۱۸۶۰۰۰ مایل) خارج از سطح خورشید قرار دارد

خورشید

خورشید یا خور یا هور یکی از ستارگان کهکشان ماست. و تنها ستاره سامانه خورشیدی می‌باشد. منبع اصلی نوروگرماودر یک کلام زندگی بر روی زمین این ستاره‌است که با فاصله‌ای حدود ۱۵۰ میلیون کیلومتری از زمین قرار گرفته و قطری تقریباً معادل ۱میلیون ۳۹۰ هزار کیلومتر و وزنی معادل ۳۳۰ هزار بار سنگین تر از زمین دارد.
خورشیدتنها ستاره منظومه شمسی است و حدودا شامل ۸۶/۹۹٪ درصد جرم کل منظومه شمسی را تشکیل می‌دهد. خورشید به دلیل جرم عظیمش دارای نیروی گرانش بسیارقوی است، طوری که سیارات را وادار کرده در مدارشان بر گردش حرکت کنند.

مشخصات فیزیکی خورشید :

۱) قطر خورشید درحدود ۱٬۳۹۲٬۰۰۰ کیلومتر یا ۱۰۹ برابر قطر زمین است.
۲) جرم خورشید ۳۳۳٬۰۰۰ برابر جرم زمین است (جرم زمین ۱۰۲۷×۶) و مقدار جرمی که خورشید از دست می‌دهد درحدود ۴/۲ میلیون تن در ثانیه‌است.
۳) قطر خورشید حدود ۱۳۹۲۰۰۰ کیلومترکه معادل ۱۰۹ برابر قطر زمین است.
۴) وزن مخصوص خورشید ۴۱/۱ گرم بر سانتی متر مکعب است.
۵) حجم خورشید ۱۰۳۳× ۴/۱ سانتی متر مکعب که حدودا معدل ۱٬۴۰۰٬۰۰۰ برابر حجم زمین است.
۶) دمای مرکز خورشید ۰۰۰/۰۰۰/۱۵درجه کلوین(۲۰٬۰۰۰٬۰۰۰ درجه سانتی گراد) است.
۷) مدت چرخش وضعی: ۲۵ روزدر استوا که درحوالی قطب‌ها به ۳۴ روز می‌رسد.
۸) یک سال کیهانی زمانی است که خورشید یک بار به دور کهکشان می‌چرخد ودر حدود ۲۲۵ میلیون سال است.
۹) قطر زاویه‌ای خورشید درآسمان ۳۲ دقیقه‌است. قدر ظاهری خورشید ۷/۲۶- است.

ترکیب شیمیائی خورشید :

در حدود ۹۹٪ وزن خورشید را گازهای هیدروژن(H۲) و هلیوم (He) تشکیل داده‌اند، که از مقدار نیز حدود ۷۰٪ هیدروژن۳۹٪ هلیوم و یک درصد مابقی، شامل سایر گازها می‌شود. در خورشید هرثانیه ۵۰۰ میلیون تن هیدروژن به هلیوم تبدیل می‌شود که فقط حدود ۵٪ آن به شکل انرژِی از خورشید خارج می‌گردد.

عطارد یا تیر

تیر تندروترین سیارهٔ سامانه خورشیدی است که با سرعتی حدود ۴۸ کیلومتر در ثانیه،هر۸۸ روز یک بار خورشید را دور می‌زند.از این رو سیاره‌ای گریزپاست که دیدنش آسان نیست و به همین دلیل است که شاید، ایرانیان باستان آنرا «تیر» نامیده و در یونان «مرکوری» یا «پیک خدایان» لقبش داده بودند.
سیاره عطارد (سیاره تیر) با فاصلهٔ ۵۷ میلیون و ۹۲۴ هزار کیلومتری، نزدیکترین سیاره منظومه شمسی به خورشید است و کم ترین مسافتی که با زمین پیدا می‌کند،به ۸۰ میلیون کیلومتر می‌رسد. به خاطر نزدیکی این سیاره به خورشید اگر در طرف رو به خورشید آن (بخشی که روز است) قرار بگیرید به راحتی در دمای ۴۶۵‌ ‌ سانتیگراد پخته خواهید شد و به علت حرکتی وضعی آرامش اگر در طرف شب آن قرار بگیرید آن قدر سرد خواهد شد که در دمای ۱۴۸- سانتیگراد به راحتی مرگ را بر اثر یخ بستن تجربه میکنید. گردش وضعی این سیاره،حدود دو ماه طول می‌کشد و از این رو،گرم شدن آن در روز و سرد شدنش در شب دیرپاست.
حفره‌های کوچک ویا بزرگ بسیاری در سطح سیارهٔ تیر دیده می‌شود که حکایت از برخورد شهاب‌سنگ‌های کوچک و بزرگ دارد البته قطر برخی از دهانه‌ها به ده‌ها کیلومتر می‌رسد. برخی از این دهانه‌ها محل خروج مواد مذاب است که امروزه با سنگهای مذاب پر شده‌اند و مانند کوه‌های آتشفشانی هستند.به خاطر دهانه‌های آتشفشانی و آبگیرها خیلی شبیه کره ماه است. دانشمندان تصور می‌کردند که فعالیتهای آن مانند کره ماه است. اما اکنون می‌دانیم که سیاره عطارد با کره ماه بسیار متفاوت است. تیر همچون ناهید و ماه، حالت‌های گوناگونی از هلال تا قرص کامل را به خود می‌گیرد. قرص کامل، چون در آن سوی خورشید است دیده نمی‌شود. اما اشکال هلال و نیمهٔ آن به هنگام جلوه‌های شرقی و غربی، مشاهده می‌گردند.
سیاره عطارد قمر ندارد. عطارد، کوچک‌ترین سیاره منظومه خورشیدی است. نیروی گرانش این سیاره کم و دارای جو ناچیزی است که ۹۸٪ آن از هلیم و بقیه از هیدروژن،اکسیژن و سدیم ساخته شده‌است.بادهای خورشیدی به شدت به عطارد می‌دمند و این می‌رساند که تقریباً هیچ هوایی در آن وجود ندارد.
این سیاره نیز، مانند سیاره زهره بین زمین و خورشید قرار گرفته و به خاطر این ویژگی،حالاتی را که «گذر»، «جلوه‌های شرقی و غربی» و... نامیده می‌شوند، به وجود می‌آورد.

اساطیر

«عطارد» در ادبیات فارسی و عربی،«دبیر فلک» نیز خوانده شده‌است. نام اروپایی این سیاره Mercury از واژه‌ای لاتین گرفته شده که در مقابل نام یونانی هرمس است. خدائی که پیغام برنده برای خدایان دیگر بوده و به همین دلیل هرمس در اغلب تصاویر با صندلهای بالدار کشیده می‌شود. علاوه بر پیغام‌رسانی، او نگهدار بازرگانان و مسافران بود. مرکوری در ادبیات افسانه‌ای یونان و روم، خدای سخن‌وری و نویسندگی است.

مشخصات سیاره عطارد

▪ اندازه تیر در مقیاس با زمین
▪ قطر به کیلومتر : ۴۸۷۸
▪ فاصله از خورشید به کیلومتر : ۷۵۹۱۰۰۰۰
▪ جرم بر حسب سانتیمتر بر گرم : ۴/۵
▪ مدت زمان گردش به دور خود : ۵۹ روز
▪ مدت زمان گردش به دور خورشید : ۸۸ روز
▪ اتمسفر : ندارد
▪ میانگین دما : روز:۴۲۷ شب:۱۸۰- (سانتیگراد)
▪ قمر یا حلقه : ندارد
▪ حالت (غالب) : جامد
این سیاره هیچگونه فعالیت ندارد و بنابراین هیچگونه زمین لرزه‌ای ندارد.

سیاره تیر و عصر فضا

در سال‌های ۵-۱۹۷۴ میلادی ، سفینهٔ مارینر ۱۰ آمریکا،از نزدیکی سیارهٔ تیر گذشت و توانست ۶۴۸ عکس خوب،از حدود ۵۰٪ سطح سیاره،که در آن هنگام در برابر خورشید واقع شده بود،گرفته و مخابره کند.عکس‌ها نشان می‌دهند که سطح تیر نیز چون ماه ،دارای کوه‌ها و نیز دره‌های فراوانی است که به نظر می‌آید به علت بمباران مداوم صدهاهزار سنگ آسمانی صورت گرفته باشد.زمان این بمباران‌ها شاید بلافاصله پس از پیدایش و تکوین دستگاه خورشیدی بوده‌است.
عکس‌هایی که فضاپیمای «مسنجر» ناسا از عطارد برداشته‌است شواهد فعالیت «گسترده» آتشفشانی بر سطح این سیاره را آشکار می‌کند.[۱]
در تیر،درهٔ بزرگی به قطر تقریبی ۱٬۳۰۰ کیلومتر وجود دارد که اطراف آن را کوه‌های به نسبت بلندی که ارتفاع برخی از آن‌ها به یک و نیم کیلومتر نیز می‌رسد،احاطه کرده‌اند.برخی از این گودی‌ها،شاید به علت جریان مواد مذاب آتشفشانی قدیمی،صاف و تیز شیار شیار شده‌اند.
ارتباط با مارینر ۱۰ در ۲۴ مارس ۱۹۷۵ قطع شد.این سفینه اولین و تنها سفینه‌ای بوده‌است که تا امروز به مقصد تیر روانه شده‌است.
در بررسی‌هایی که در سال ۱۹۹۰م از روی زمین در مورد سیارهٔ تیر به عمل آمد،دیده شد که دو ناحیه بر روی سطج این سیاره از نقاط دیگر بسیار داغ ترند ، علت آن را تأثیِر توأم گردش‌های وضعی و انتقالی تیر در حفظ گرمای گرفته شده از خورشید دانستند. زیرا مدت یک شبانه روز در تیر دو سوم مدت یک سال آن است .
تیر بر خلاف اندازهٔ کوچکی که دارد،بسیار سنگین است و از این جهت ستاره شناسان معتقدند، در زیر پوستهٔ سنگی نازک این سیاره،هستهٔ مرکزی بزرگی ساخته شده از آهن،وجود داشته باشد.

زهره یا ناهید

ناهید (همچنین زهره یا ونوس) به ترتیب فاصله از خورشید، دومین سیاره منظومه شمسی است و بین زمین و تیر قرار دارد. این سیاره نزدیک‌ترین سیاره به زمین می‌باشد و بعد از ماه، درخشان‌ترین جرم آسمانی طبیعی است که به هنگام شب از زمین رویت میشود.
سیاره ناهید، فاقد قمر است و از بسیاری جهات چون اندازه، جرم، جاذبه و ترکیبات ساختاری، به زمین شباهت دارد و به همین دلیل به آن لقب خواهر زمین را داده‌اند. این سیاره را جزء کرات خاکی و متراکم طبقه بندی کرده‌اند که دارای آتشفشانهای فعال، «ناهیدلرزه» و کوهواره ‌است. ناهید در مداری تقریباً دایره‌وار به فاصله میانگین ۱۰۸ میلیون کیلومتر از خورشید، به دور آن میگردد و کمترین فاصله آن با زمین ۴۲ میلیون کیلومتر است. زمان لازم برای یکبار گردش این سیاره به دور خورشید ۲۲۵ روز زمینی می‌باشد. تفاوت بزرگ ناهید با زمین، جو آن است که بیشتر آنرا دی‌اکسید کربن تشکیل داده و در ابرهای فوقانی آن قطرات ریز اسید سولفوریک وجود دارد. وجود دی‌اکسید کربن در جو این سیاره دمای آنرا به مقدار بسیار قابل توجهی افزایش داده است. (۴۶۴ درجه سانتیگراد نزدیک سطح سیاره). نور آفتاب پس از نفوذ در جو این سیاره و جذب شدن توسط سطح آن، به‌صورت حرارت ساتع میشود که این گرما را انبوه دی‌اکسید کربن جو ناهید، جذب کرده و از رها شدن آن در فضا جلوگیری میکند. این جذب اضافی گرما، که به پدیده گلخانه‌ای معروف است، گرمای متوسط ناهید‌ را بیشتر از هر سیاره دیگری در سامانه خورشیدی بالا برده است به‌طوریکه این حرارت برای ذوب کردن فلز سرب کافیست. از اینرو پیدایش زندگی در این سیاره، غیر ممکن است. «چنگ‌زن» نام ادبی ناهید است.
در اوایل سال ۱۹۶۰ راداری را بسوی ناهید نشانه‌روی کردند که سیگنالهای آن از ابرهای این سیاره عبور کرده و پس از برخورد با سطح جامد سیاره، منعکس گردید. برای اولین بار دانشمندان اطلاع جالبی را درباره سطح ناهید به‌دست آوردند، که نشان میداد ناهید دارای حرکت چرخشی در جهت معکوس است. چرخش آن از شرق به غرب است و آفتاب از مغرب طلوع و در مشرق غروب میکند.

زمین

مین سومین سیاره‌ی منظومهٔ شمسی است که در فاصله‌ی حدود ۱۵۰ میلیون کیلومتری‌ از ستاره‌ی خورشید قرار گرفته است. فاصله‌ی زمین تا خورشید به گونه‌ای است که شرایط محیطی‌ی آن قابلیت زیستن را به موجودات زنده‌ی کربنی می‌دهد. تاکنون زمین تنها سیاره‌ای بوده است که وجود حیات در آن ثابت شده است. زمین سیاره‌ای است سنگی با مقدار قابل توجه‌ای آب سطحی. جو زمین ترکیبی است از نیتروژن (حدود هشتاد درصد)، اکسیژن (حدود بیست درصد) و چندین گاز دیگر.
در منظومه‌ی خورشیدی، فاصلهٔ زمین تا خورشید بین فاصلهٔ زهره (یا ناهید) تا خورشید و فاصلهٔ مریخ (یا بهرام) تا خورشید است. زمین جزو سیارات داخلی منظومهٔ خورشیدی محسوب می‌شود.
مرتفع‌ترین نقطه بر روی خشکی‌های زمین کوه اورست نام دارد که نزدیک به نه کیلومتر از سطح دریا بالاتر است. عمیق‌ترین قسمت دریاها نیز در نزدیکی‌ جزایر فیلیپین در اقیانوس آرام قرار دارد. عمق این ناحیه حدود ۱۱ کیلومتر پایین‌تر از سطح دریا است و به آن گودال یا درازگودال ماریانا گفته میشود.

حرکات چندگانه زمین

۱) حرکت انتقالی زمین به دور خورشید
سرعت این حرکت زمین در مدار خود به دور خورشید یکسان نیست ودر نزدیکی خورشید بیشتر می‌شود.از اثرات این حرکت ایجاد یک سال شمسی شکل گرفتن فصول مختلف و تغییر ظاهری چهرهٔ آسمان شب در طول سال است مدت این چرخش ۳۶۵٫۲۵ روز است و سرعت زمین در این مدار ۳۰کیلومتر بر ثانیه‌است.
۲) حرکت وضعی
حرکت زمین به دور محور شمالی و جنوبی آن مدت این چرخش ۲۳ساعت و۵
۳) حرکت رقص محور
این حرکت درواقع که ارزش سینوسی در مدار زمین است که بواسطه چرخش ماه (قمر زمین) بدور این کره ایجاد می‌شود. ماه تقریباً هر ۲۷ روز یک دور به دور زمین می‌چرخد. با توجه به اینکه جرم ماه بسیار کمتر است بنابراین تنها یک لرزش سینوسی در مدار زمین ایجاد می‌کند.
۳) حرکت تقدیمی
حرکتی است که به موجب خم بودن محور زمین نسبت مدار خود ایجاد می شود و باعث می شود که قطب شمال سماوی جابجا شود(در دوره های ۲۶ هزار ساله)

آفتاب

نظریه ی جهان های موازی

آیا شخصی دیگر با اینکه شما نیست، روی سیاره ای به نام زمین با کوه های مه گرفته ، مزارع حاصل خیز و شهرهای بی در و پیکر درمنظومه خورشیدی که هشت سیاره دیگر نیز دارد،زندگی می کند؟ آیا زندگی این شخص از هر لحاظ درست عین زندگی شما بوده است؟ اگر جوابتان مثبت است ، شاید در این لحظه او تصمیم بگیرد این مقاله را تا همین جا رها کند در حالی که شما به خواندن مقاله تا انتها ادامه خواهید داد ● نظریه جهان های موازی : اندیشه وجود یک خود دیگر نظیر آنچه که در بالا شرح آن رفت عجیب و غیر معقول به نظر می رسد، اما آنگونه که از قرائن بر می آید انگار مجبوریم آن را بپذیریم. زیرا مشاهدات نجومی از این اندیشه غیر مادی پشتیبانی می کنند. بنابر این پیش بینی ساده ترین و پر طرافدار ترین الگوی کیهان شناسی که امروزه وجود دارد، این است که هر یک از ما یک جفت (همزاد) داریم که در کهکشانی که حدود ۱۰۲۸۰ متر دورتر از زمین قراردارد، زندگی می کنند. این مسافت آنچنان زیاد است که بطور کامل خارج از هر گونه امکان بررسی های نجومی است اما این امر واقعیت وجود نسخه دوم ما را کمرنگ نمی کند. این مسافت بر اساس نظریه احتمالات مقدماتی برآورده شده و حتی فرضیات خیالپردازانه فیزیک نوین را نیز در بر نگرفته است. ● فضای بیکران: اینکه فضا بیکران است و تقریبا بطور یکنواخت از ماده انباشته شده است، چیزی که مشاهدات هم آن را تأیید می کنند. در فضای بی کران حتی غیر محتمل ترین رویدادها نیز بالاخره در جایی ، اتفاق خواهند افتاد. در این فضا ، بینهایت سیاره مسکونی دیگر وجود دارد، که نه تنها یکی بلکه تعداد بیشماری از آنها مردمانی دارند که شکل ظاهری ، نام و خاطرات آنها دقیقا همان هاست که ما داریم. به ساکنانی که تمامی حالت های ممکن ار گزینه های موجود در زندگی ما را تجربه می کنند. من و شما احتمالا هرگز "خود" های دیگران را نخواهیم دید. ● وسعت عالم: دورترین فاصله ای که ما قادر به دیدن آن هستیم، مسافتی است که نور در مدت ۱۴ میلیارد سال که از انفجار بزرگ و آغاز انبساط عالم سپری شده است، طی می کند. دورترین اجرام مرئی هم اکنون حدود ۴x۱۰۲۶ متر دور تر از زمین قرار دارند. این فاصله که عالم قابل مشاهده توسط ما را تعریف می کند. به طور مشابه ، عالم های خود های دیگر ما کراتی هستند به همین اندازه ، که مرکزشان روی سیاره محل سکونت آنهاست. چنین ترکیبی ساده ترین و سر راست ترین نمونه از جهان های موازی است. هر جهان تنها بخشی کوچک از "جهان چند گانه" بزرگتر است. ● جدال فیزیک و متا فیزیک : با این تعریف از جهان ممکن است شما تصور کنید که مفهوم جهان چند گانه تا ابد در محدوده قلمرو متا فیزیک باقی خواهد ماند. اما باید توجه داشت که مرز میان فیزیک و متا فیزیک را این مسأله که یک نظریه از لحاظ تجربه قابل آزمون است، یا خیر تعیین می کند نه این موضوع که فلان نظریه شامل اندیشه های غریب و ماهیت های غیر قابل مشاهده است. مرز های فیزیک به تدریج با گذر زمان فراتر رفته و اکنون مفاهیمی است بسیار انتزاعی تر نظیر زمین کروی ، میدان الکترو مغناطیسی نامرئی ، کند شدن گذر زمان در شرعتهای بالا ، برهم نهی کوانتومی ، فضای خمیده و سیاهچاله را در بر گرفته است. طی چند سال گذشته مفهوم جهان چند گانه نیز به این فهرست اضافه شده است. پایه این اندیشه بر نظریاتی است که امتحان خو را به خوبی پس داده اند. نظریاتی همچون نسبیت ونظریه مکانیک کوانتومی ، افزون بر آن به دو قاعده اساسی علوم تجربی نیز وفادار است. که پیش بینی می کنند و می توانند آن را دستکاری نمایند. ● انواع جهان های موازی: دانشمندان تاکنون چهار نوع جهان موازی متفاوت را تشریح کرده اند. هم اکنون پرسش کلیدی وجود یا عدم جهان چند گانه نیست ، بلکه سوال بر سر تعداد سطوحی است که چنین جهان می توان داشته باشد. یکی از نتایج متعدد مشاهدات کیهان شناسی اخیر این بوده است که جهان های موازی دیگر مفهومی خیالپردازانه و انتزاعی صرف نیست. به نظر می رسد که اندازه فضا بینهایت است. اگر این گونه باشد، بالاخره در جایی از این فضا هر چیزی که امکان پذیر باشد واقعیت خواهد یافت. اصلاً مهم نیست که امکان پذیری آن تا چه حد نامتحمل است. فراسوی محدوده دید تلسکوپ های ما ، نواحی دیگری از فضا کاملا شبیه آنچه که پیرامون ماست وجود دارند آن نواحی یکی از انواع جهان های موازی هستند. دانشمندان حتی می توانند محاسبه کنند که این جهان ها بطور متوسط چقدر با ما فاصله دارند و مهم تر از همه اینکه تمامی اینها فیزیک حقیقی و واقعی است. زمانی که کیهان شناسان با نظریاتی روبرو می شوند که از استحکام لازم برخوردار نیستند، نتیجه می گیرند که جهان های دیگر می توانند ویژگیها و قوانین فیزیکی کاملا متفاوتی داشته باشند. وجود این جهان ها بسیاری از جنبه های پرسش بنیادی در خصوص ماهیت زمان و قابل درک بودن جهان فیزیکی را پاسخ داد. آفتاب

شفق های قطبی دمای ذرات باد خورشیدی در نزدیکی‌های زمین چیزی حدود ۱۰۰۰۰۰ کلوین است. به این ترتیب ظاهراً زمین در لفافی از ذرات بسیار گداخته، و بسیار رقیق پوشیده شده است.

باد خورشیدی

دمای ذرات باد خورشیدی در نزدیکی‌های زمین چیزی حدود ۱۰۰۰۰۰ کلوین است. به این ترتیب ظاهراً زمین در لفافی از ذرات بسیار گداخته، و بسیار رقیق پوشیده شده است.

ویژگی‌های باد خورشیدی

باد خورشیدی به طور پیوسته و با سرعت بین ۲۰۰ تا ۹۰۰ کیلومتر در ثانیه در فضای میان سیارات می‌وزد (رقم بین ۴۰۰ تا ۵۰۰ کیلومتر در ثانیه را می‌توان سرعت متوسط بادهای خورشیدی محسوب داشت) و ذراتی که به وسیله باد خورشیدی حمل می‌شوند حدود ۴ تا ۵ روز وقت لازم دارند تا به زمین برسند. باد خورشیدی شامل تعدادی الکترون و پروتون همراه با مقدار کمی یون‌های سنگین می‌باشند. مهم‌ترین ذرات باد خورشیدی در فاصله خورشید تا زمین را ذرات آلفا (هسته هلیوم) تشکیل می‌دهند که حدود ۴ تا ۵ درصد مجموع ذرات را به خود اختصاص داده‌اند. تراکم متوسط این ذرات چیزی حدود در متر مکعب است که این رقم با فاکتوری معادل بیش از صد در تغییر است. (به طور مثال تراکم ذرات مزبور در سطح دریای زمین برابردر مترکعب می‌باشد.)
مای ذرات باد خورشیدی در نزدیکی‌های زمین چیزی حدود ۱۰۰۰۰۰ کلوین است. با این ترتیب ظاهراً زمین در لفافی از ذرات بسیار گداخته، و بسیار رقیق پوشیده شدهاست. این وضعیت نشان می‌دهد که خورشید از جرم خود حدود ۱۰۰۰ میلیون کیلوگرم در ثانیه می‌کاهد و آن را به پدیده‌ای به نام باد خورشیدی مبدل می‌سازد. با این روند مدتی معادلسال وقت لازم است تا تمام جرم خورشید بر باد رود! جالب این جاست که این مدت تقریباً ۱۰۰۰۰ بار طولانی‌تر از مدت زمان آغاز پیدایش و فعالیت خورشید تا زمان حاضر است.
ذراتی از تاج خورشیدی جدا گردیده و از هر سو در فضای بین سیارات به حرکت در می‌آیند و پدیده‌ای را به نام «باد خورشیدی» به وجود می‌آورند.

شفق‌های قطبی

شفق‌های قطبی یکی از طبیعی‌ترین و زیباترین پدیده‌های جو زمین است. پدیده مزبور عبارت از ذرات بارداری هستند که از خورشید به سوی لایه‌های زیرین جو زمین سرازیر می‌شوند و روشنی‌هایی را که کلاً شفق‌های قطبی نام دارند پدید می‌آورند.
شفق قطبی یا نورهای قطبی، به بهترین صورت از حدود عرض جغرافیایی دایره‌ی اقیانوس منجمد شمالی (یا منجمد جنوبی) دیده می‌شود. نورهای قطبی درست همانند تابش‌های رنگی در آسمان هستند. نورهای قطبی در اثر الکترون‌هایی که در طول خطوط نیروی میدان مغناطیسی زمین حلقه می‌زنند، به وجود می‌آیند. این حلقه‌های الکترونی وارد جو زمین می‌شوند و باعث می‌گردند که گازهای رقیقی که در ارتفاعات بالای جو قرار دارند، همانند نور لامپ فلورسنت بدرخشند.
این الکترو‌ن‌ها عمدتاً از خورشید می‌رسند و تعداد آنها بستگی به فعالیت خود خورشید دارد. وقتی که سطح خورشید خیلی فعال باشد، ما نورهای قطبی بیشتری را مشاهده می‌کنیم تا زمانی که خورشید آرام‌تر است.
نور قطبی می‌تواند شکل‌های مختلفی داشته باشد. بعضی وقت‌ها شبیه به پرده‌ی آویزان، یا نورهای متحرک و یا پرتوهای نور است. رنگ آن نیز تغییر می‌کند ولی بیشتر مواقع دارای سایه‌ی سبز یا صورتی است.
شفق‌ها مانند پرده‌هایی عظیم به طول صدها کیلومتر از نورهای رنگی هستند در موارد نادر شفق قطبی ممکن است سراسر آسمان مرئی، از افق تا سمت الراس را بپوشاند. شکل شفق قطبی سخت متاثر از میدان مغناطیسی زمین است، امتداد حرکت ذرات خورشیدی را، در چندین هراز کیلومتر آخر، میدان مغناطیسی زمین هدایت می‌کند.

دوره تناوب ظهور شفق‌های قطبی

مشاهدات چندین ساله آشکار ساخته‌اند که دوره‌های مشاهده شفق‌های قطبی به طور مرتب در ۵/۱۱ سال تکرار می‌شوند. در طول این مدت، شماره شفق‌های قطبی نخست ، سال به سال کاهش می‌یابد و سپس شروع می‌کند به زیاد شدن تا مقدار آن در ۵/۱۱ سال از نو به ماکزیمم می‌رسد.

یک پرسش و یک پاسخ

چرا شفق‌های قطبی در عرض‌های بالا، یعنی در نواحی نزدیک به قطب‌ها مشاهده می‌شوند؟ در صورتی که می‌دانیم پرتوهای خورشید تمام سطح زمین را روشن می‌کنند. پاسخ این پرسش را استرمر (Stermer) ، دانشمند نروژی پیدا کرد. ذرات باردار گسیل شده از خورشید به جو زمین می‌رسند و به درون میدان مغناطیسی آن نفوذ می‌کنند. در آنجا نیروی میدان مغناطیسی زمین بر آنها اثر می‌کند و آنها را از مسیر اولیه خود منحرف می‌سازد.
استرمر محاسبات ریاضی پیچیده‌ای انجام داد و مسیر این الکترون‌ها را در میدان مغناطیسی زمین حساب کرد. او نشان داد که ذرات باردار منحرف شده توسط میدان مغناطیسی زمین، به یقین فقط به نواحی قطبی کره زمین وارد می‌شوند.

شفق‌های قطبی تصاویر آیینه‌ای نیستند

در کتاب‌های عمومی نجومی چنین آمده است که شفق‌های قطبی در اطراف هر دو قطب مغناطیسی زمین، تصاویر قرینه آیینه‌ای ایجاد می‌کننند. اما به نظر می‌رسد که چنین نیست. گروهی ، با استفاده از فضاپیمای Polar and Image متعلق به ناسا برای نخستین بار، بیضی‌های شفق قطبی را در آسمان نیمکره شمالی و جنوبی همزمان تحت نظر گرفتند. این دو حلقه نور، بسیار مشابه بودند اما دوام یکسانی نداشتند. این گروه، این تفاوت را از یک طرف ناشی از انحراف محور مغناطیسی زمین نسبت به جهت باد خورشیدی و از طرف دیگر ناشی از برآمدگی‌ها و فرورفتگی‌های میدان مغناطیسی زمین دانسته‌‌اند.

شفق‌های قطبی در دیگر سیارات

فضاپیماهای ویجر وجود شفق‌های مشابهی را در عرض‌های ۷۸ تا ۸۰ درجه‌ی شمالی و جنوبی جو مشتری و کیوان نشان می‌دهند.
اندازه تابناکی شفق‌های قطبی را بر حسب واحدی به نام ری لی (Rayleigh) اندازه می‌گیرند. هر «ری لی» برابر است با صد هزار فوتون بر سانتی‌متر مربع در ثانیه. معمولاً شفق‌هایی با تابناکی هزار «ری لی» مرئی بوده و پدیده‌ای همیشگی در شب‌های آسمان نواحی قطبی به شمار می‌آید.
بررسی‌ها نشان داده که شفق‌های جو مشتری نیرومندتر از شفق‌های زمینی هستند و درخشش آنها به ۶۰ هزار ری لی می‌رسد. و هم چنین درخشندگی شفق‌های کیوان به ۲۰۰۰ تا ۵۰۰۰ بالغ می‌گردد.

طیف رنگ‌های موجود در شفق‌های قطبی

نیتروژن حجم عمده‌ای از گازهای موجود در جو زمین می‌باشد. اکسیژن، هیدروژن و هلیوم نیز با درصدهای متفاوتی در جو زمین وجود دارند. علت تغییر رنگ «شفق‌های قطبی» بستگی به گازی دارد که ذرات باردار «باد خورشیدی» به آنها برخورد می‌کنند و آن‌ها را وادار به تابش فوتون می‌کنند. طبق قوانین فیزیکی برای بر انگیخته شدن یک الکترون در هسته اتم، نیاز به صرف انرژی می‌باشد. الکترون با گرفتن انرژی برانگیخته می‌شود و از مداری به مدار بالاتر می‌رود. در بازگشت از مدار بالاتر به مدار اولیه الکترون انرژی‌ای را که گرفته بود به صورت انرژی تابش بر می‌گرداند. که طول موج این نور برای هر اتم مقداری منحصر به فرد است، و یکی از راه‌های تشخیص اتم‌ها به دست آوردن طول موج‌های الکترون‌های آنها ست وقتی که برانگیخته می‌شوند. در «شفق‌های قطبی» نیز قضیه به همین شکل می‌باشد. ذرات باردار «باد خورشیدی»، عناصر موجود در جو زمین را برانگیخته می‌کنند و هر کدام از عناصر بنا به ماهیت خود طول موجی از خود تابش می‌کنند، که دارای رنگ‌های مختلفی است.

آفتاب

 

خورشید کوچکتر است 

 

 

 بر پایه‌ی بررسی‌های تازه‌ای ادعا شده که خورشید کوچک‌تر از آن چیزی است که تصور می‌شود. اگر این گونه باشد، آن‌گاه ویژگی‌های دیگر خورشید مانند دمای درونی و چگالی آن نیز اندکی با محاسبات پیشین تفاوت خواهد داشت. 

شش عدد بر کل جهان حاکم است که از زمان انفجار بزرگ شکل گرفته اند. اگر هر کدام از این اعداد با مقدار فعلی آن کمی فرق داشت، هیچ ستاره، سیاره یا انسانی در جهان وجود نداشت. قوانین ریاضی عامل تحکیم ساختار جهان است. این قاعده فقط شامل اتم ها نمی شود، بلکه کهکشان ها، ستاره ها و انسان ها را نیز در برمی گیرد. خواص اتم ها ـ از جمله اندازه و جرمشان، انواع مختلفی که از آنها وجود دارد و نیروهایی که آنها را به یکدیگر متصل می کند ـ عامل تعیین کننده ماهیت شیمیایی جهانی است که در آن به سر می بریم.

تعداد بسیار اتم ها به نیروها و ذرات داخل آنها بستگی دارد. اجرامی را که اخترشناسان مورد بررسی قرار می دهند ـ سیارات، ستارگان و کهکشان ها ـ توسط نیروی گرانش کنترل می شوند. و همه این موارد در جهان در حال گسترشی روی می دهد که خواصش در لحظه انفجار بزرگ اولیه در آن تثبیت شده است. علم با تشخیص نظم و الگوهای موجود در طبیعت پیشرفت می کند، بنابراین پدیده های هر چه بیشتری را می توان در دسته ها و قوانین عام گنجاند. نظریه پردازان در تلاشند اساس قوانین فیزیکی را در مجموعه های منظمی از روابط و چند عدد خلاصه کنند. هنوز هم تا پایان کار راه زیادی باقیمانده است، اما پیشرفت های به دست آمده نیز چشمگیرند.

در آغاز قرن بیست و یکم، شش عدد معرفی شدند که به نظر می رسد از اهمیت فوق العاده ای برخوردارند. دو تا از این اعداد به نیروهای اساسی مربوط می شوند؛ دو تای دیگر اندازه و «ساختار» نهایی جهان ما را تثبیت می کند و بیانگر آن هستند که آیا جهان برای همیشه امتداد می یابد یا خیر؛ و دو عدد باقیمانده بیانگر خواص خود فضا هستند.

این شش عدد با یکدیگر« نسخه»ای را برای جهان تشکیل می دهند. گذشته از این جهان نسبت به مقدار این شش عدد بسیار حساس است: اگر یکی از این اعداد تنظیم نشده باشد، آن وقت نه ستاره ای در جهان وجود می داشت و نه حیاتی.

آیا تنظیم این اعداد از یک حقیقت فاقد قدرت تعقل یا یک تصادف ناشی شده است یا بیانگر مشیت خالقی مهربان است؟ به نظر من هیچ کدام از آنها. ممکن است بی نهایت جهان دیگر وجود داشته باشد که اعدادشان متفاوت باشند. بسیاری از این جهان ها ممکن است عقیم یا مرده زاد باشند. ما فقط در جهانی می توانیم به وجود آییم که ترکیب «صحیحی» از اجزا باشد (و به همین دلیل است که اکنون خود را در این جهان می یابیم) درک این حقیقت چشم انداز نو و بنیادینی را در مورد جهان ما، جایگاه ما در این جهان و ماهیت قوانین فیزیکی پیش روی ما می گشاید.

این نکته بسیار حیرت انگیز است که در جهان در حال گسترشی که نقطه آغازینش آن چنان «ساده» است که فقط به وسیله چند عدد مشخص می شود، می تواند (اگر این اعداد به طور دقیق تنظیم شده باشند) به جهانی با ساختار بسیار دقیق و پیچیده، همچون جهان ما بدل شود. شاید ارتباطی بین این اعداد وجود داشته باشد. اما با این همه ما امروزه نمی توانیم مقدار سایر اعداد را با دانستن فقط یکی از آنها تعیین کنیم. فعلاً هیچ کدام از ما نمی دانیم که آیا روزی تئوری ای با نام «تئوری نهایی» ( Theory of everything ) به وجود می آید که بتواند رابطه ای ارائه دهد که تمام این اعداد را به هم مربوط کند، یا آنها را به نوعی با هم گرد آورد. من روی این شش عدد تاکید کرده ام، به خاطر اینکه هر کدام از این اعداد به تنهایی، نقش بسیار مهم و حیاتی را در جهان ما ایفا می کند، و با همدیگر تعیین کننده نحوه تکامل جهان و استعدادهای ذاتی آن است. از این گذشته، سه تا از این اعداد (که به جهان در مقیاس بزرگ وابسته است) به تازگی با دقت زیاد اندازه گیری شده است.

سر برآوردن حیات انسان در سیاره زمین حدود ۵/۴ ۵.۶ میلیارد سال به درازا کشیده است. حتی پیش از آنکه خورشید ما و سیارات گرداگرد آن تشکیل شوند، ستاره های قدیمی تر، هیدروژن را به کربن، اکسیژن و دیگر اتم های جدول تناوبی تبدیل می کردند. این فرآیند حدود ده میلیارد سال به درازا کشیده است. اندازه جهان قابل مشاهده تقریباً برابر فاصله ای است که نور بعد از انفجار بزرگ پیموده است بنابراین این جهان قابل مشاهده کنونی باید بیش از ۱۰ میلیارد سال نوری وسعت داشته باشد.

بسیاری از مناقاشات پردامنه و طولانی مباحث کیهان شناختی امروزه دیگر پایان یافته، و در مورد بسیاری از مواردی که پیش از این موضوع بحث بودند، دیگر مناظره ای صورت نمی گیرد. بسیاری از ما در اغلب موارد طرز فکرمان را تغییر داده ایم، یا حداقل خودم این کار را کرده ام. امروزه دیگر ایده های کیهان شناسی از تئوری های مربوط به زمین خودمان آسیب پذیرتر و ناپایدارتر نیستند.

زمین شناسان به این نتیجه رسیده اند که قاره های این سیاره در حال حرکت تدریجی هستند که سرعت حرکتشان تقریباً برابر سرعت رشد ناخن هاست، دیگر آنکه اروپا و آمریکای شمالی در ۲۰۰ میلیون سال قبل به یکدیگر متصل بودند. ایده شان را می پذیریم، هر چند که درک چنین گستره زمانی وسیعی بسیار مشکل است. در عین حال، حداقل خطوط کلی نحوه شکل گیری و تکامل زیست کره و بر آمدن انسان ها را باور داریم.

امروزه بسیاری از دستاوردهای کیهان شناختی به وسیله داده های معتبری تایید و تثبیت شده است. پذیرش بسیاری از دلایل تجربی موید انفجار بزرگ که ده تا پانزده میلیارد سال پیش به وقوع پیوسته، آن چنان اجتناب ناپذیر است که شواهد ارائه شده توسط زمین شناسان برای پذیرش تاریخچه سیاره مان، زمین، این تغییر موضع بسیار حیرت انگیز است:

اینشتین در یکی از مشهورترین کلمات قصار خود می گوید: «غیرقابل درک ترین چیز در مورد جهان، قابل درک بودن آن است. » وی در این عبارت بر شگفتی خود در مورد قوانین فیزیک که ذهن ما نسبتاً با آنها خو گرفته و تا حدودی با آنها آشناست تاکید می کند، قوانینی که نه فقط در روی زمین بلکه در دوردست ترین کهکشان ها هم مصداق دارد. نیوتن به ما آموخت همان نیرویی که سیب را به سمت زمین می کشد، ماه و سیارات را در مدار خود به گردش در می آورد. هم اکنون می دانیم همین نیروست که عامل تشکیل کهکشان ها است و همین نیروست که باعث می شود ستاره ها به سیاهچاله تبدیل شوند. شاید هم روزی همین نیرو است باعث رمبش ( Collapse ) کهکشان آندرومدای بالای سر ما شود.

اتم های موجود در دوردست ترین کهکشان ها با اتم هایی که ما در آزمایشگاه ها با آنها مواجه می شویم یکسان است. به نظر می رسد تمام اجزای جهان به شیوه یکسانی تکامل می یابند، همان طور که در آغاز هم منشا مشترکی داشتند. اگر این وحدت رویه وجود نداشت کیهان شناسی هیچ دستاوردی برای ما نداشت یا شاید هم هیچ گاه به وجود نمی آمد. پیشرفت هایی که اخیراً صورت گرفته است هر چه بیشتر توجه ما را به اسرار نوظهوری در مورد جهان، قوانین حاکم بر آن و حتی سرنوشت نهایی آن جلب می کند. این پرسش ها به کسر بسیار کوچکی از اولین ثانیه پس از انفجار بزرگ اشاره دارد، زمانی که شرایط آنچنان حادی حاکم بود که دانش فعلی فیزیک ما از درک جزئیات آن ناتوان است و درست در همین لحظه است که ماهیت زمان، تعداد ابعاد و منشاء ماده باعث سرگشتگی ما می شود.

در لحظه آغازین تشکیل جهان همه چیز چنان فشرده و شدیداً چگال است که مسائل مربوط به کیهان و دنیای خرد یکی می شوند. فضا را نمی توان به طور مشخص و دقیقی تقسیم کرد. جزئیات مربوط به این مسئله هنوز هم مثل معمایی برای ما بی جواب مانده است، اما بعضی از فیزیکدانان گمان می برند، اجزای ریزی به عنوان واحدهای فضا وجود دارند که اندازه آنها در مقیاس ده بتوان ۳۳- سانتی متر است.

این عدد ده به توان بیست مرتبه کوچک تر از هسته اتم است: این عدد چنان کوچک است که تصور آن هم مشکل است، برای آشنایی بیشتربا ذهن می توان گفت اگر هسته اتم آنچنان بزرگ شود که وسعتی برابر یک شهر بزرگ را داشته باشد آن وقت واحد فضا برابر هسته یک اتم خواهد بود. در این صورت با مسئله جدیدی مواجه می شویم، حتی اگر چنین ساختارهای ریزی وجود داشته باشد، ماهیت آنها باید ورای درک ما از فضا و زمان باشد.

آیا مناطقی وجود دارد که نور آنها پس از گذشت ده میلیون سال یا از زمان انفجار بزرگ هنوز هم فرصت کافی نداشته است که به ما برسد؟ متأسفانه در مورد این مسئله جواب روشن و قاطعی وجود ندارد. با این همه از لحاظ نظری هیچ محدودیتی در مورد گستره جهان ما (در فضا و نسبت به زمان های آینده) و در مورد اینکه چه چیزی ممکن است در آینده های دور به چشم ما برسد، وجود ندارد. در حقیقت جهان را می توان بسیار گسترش داد. میزان گسترش آن به چند میلیون سال دورتر از حوزه قابل رویت توسط ما محدود نمی شود بلکه می توان آن را به میزان ده به توان چند میلیون سال هم گسترش داد.

اما این هم تمامی ماجرا نیست. ممکن است، جهان ما حتی اگر گسترش یافته و دورتر از افق دید فعلی ما قرار گیرد، خود عضوی از یک مجموعه بزرگ تر و نامحدود باشد. مفهوم « multivers » در مقابل « universe » ، نتیجه توسعه طبیعی تئوری های کیهان شناسی موجود است. این تئوری ها دارای اعتبارند، زیرا می توانند پدیده هایی را که مشاهده می کنیم تفسیر کنند. قوانین فیزیکی و هندسه ممکن است در جهان های دیگر متفاوت باشد. چیزی که جهان ما را از سایر جهان ها متمایز می کند ممکن است همین شش عدد باشد.

۱) عدد کیهانی امگا نشان دهنده مقدار ماده ـ کهکشان ها، گازهای پراکنده و «ماده تاریک» ـ در جهان ماست. امگا اهمیت نسبی گرانش و انرژی انبساط در جهان را به ما ارائه می دهد جهانی که امگای آن بسیار بزرگ است، بایستی مدت ها پیش از این درهم فرورفته باشد، و در جهانی که امگای آن بسیار کوچک است، هیچ کهکشانی تشکیل نمی شود. تئوری تورم انفجار بزرگ می گوید، امگا باید یک باشد؛ هر چند اخترشناسان درصددند مقدار دقیق آن را اندازه بگیرند.

۲) اپسیلون بیانگر آن است که هسته های اتمی با چه شدتی به یکدیگر متصل شده اند و چگونه تمامی اتم های موجود در زمین شکل گرفته اند. مقدار اپسیلون انرژی ساطع شده از خورشید را کنترل می کند و از آن حساس تر اینکه، چگونه ستارگان، هیدروژن را به تمامی اتم های جدول تناوبی تبدیل می کنند، به دلیل فرآیندهایی که در ستارگان روی می دهد، کربن و اکسیژن عناصر مهمی محسوب می شوند ولی طلا و اورانیوم کمیاب هستند. اگر مقدار اپسیلون ۰۰۶/ یا ۰۰۸/ بود ما وجود نداشتیم. عدد کیهانی e تولید عناصری را که باعث ایجاد حیات می شوند ـ کربن، اکسیژن، آهن و... یا سایر انواع که باعث ایجاد جهانی عقیم می شود را کنترل می کند.

۳) اولین عدد مهم تعداد ابعاد فضا است. ما در جهانی سه بعدی زندگی می کنیم. اگر D برابر دو یا چهار بود امکان تشکیل حیات وجود نداشت. البته زمان را می توان بعد چهارم فرض کرد، اما باید در نظر داشت بعد چهارم از لحاظ ماهیت با سایر ابعاد تفاوت اساسی دارد چرا که این بعد همانند تیری رو به جلو است، ما فقط می توانیم به سوی آینده حرکت کنیم.

۴) چرا جهان پیرامون این چنین وسیع است که در طبیعت عدد مهم و بسیار بزرگی وجود دارد. N نشان دهنده نسبت میان نیروی الکتریکی است که اتم ها را کنار یکدیگر نگاه می دارد و نیروی گرانشی میان آنهاست. اگر این عدد فقط چند صفر کمتر می داشت، فقط جهان های مینیاتوری کوچک و با طول عمر کم می توانست به وجود آید. هیچ موجود بزرگ تر از حشره نمی توانست به وجود آید و زمان کافی برای آنکه حیات هوشمند به تکامل برسد در اختیار نبود.

۵) هسته اولیه تمام ساختارهای کیهانی ـ ستاره ها، کهکشان ها و خوشه های کهکشانی ـ در انفجار بزرگ اولیه تثبیت شده است. ساختار یا ماهیت جهان به عدد Q که نسبت دو انرژی بنیادین است، بستگی دارد. اگر Q کمی کوچک تر از این عدد بود جهان بدون ساختار بود و اگر Q کمی بزرگ تر بود، جهان جایی بسیار عجیب و غریب به نظر می رسید، چرا که تحت سیطره سیاهچاله ها قرار داشت.

۶) اندازه گیری عدد لاندا در بین این شش عدد، مهم ترین خبر علمی سال ۱۹۹۸ بود، اگرچه مقدار دقیق آن هنوز هم در پرده ابهام قرار دارد. یک نیروی جدید نامشخص ـ نیروی «ضدگرانش» کیهانی ـ میزان انبساط جهان را کنترل می کند.

خوشبختانه عدد لاندا بسیار کوچک است. در غیر این صورت در اثر این نیرو از تشکیل ستارگان و کهکشان ها ممانعت به عمل می آمد و تکامل کیهانی حتی پیش از آنکه بتواند آغاز شود، سرکوب می شد.

 آفتاب

گزینه های پیدایش حیات در کیهان

با پیشرفت علم در قرن اخیر، حال دیگر می توانیم پاسخ های روشن تری را درباره حیات و احتمال وجود آن در کیهان بیابیم. با احتساب شماره تخمینی سیارات عالم، دانشمندان محاسبه کرده اند احتمال اینکه ما تنها باشیم و به جز زمین در سراسر کائنات نشانی از حیات نباشد یک در ۱۰۰ میلیون است. در هر کهکشان مانند راه شیری ۱۰۰ تا ۴۰۰ میلیارد ستاره وجود دارد و کیهان شناسان تخمین می زنند ۴۰۰ میلیارد کهکشان در عالم موجود است بنابراین پذیرفتنی نیست اگر بگوییم سیاره کوچک ما در کنار ستاره عادی مان تنها مکان پذیرای حیات در عالم است اما تنها زیستگاهی که تاکنون در عالم می شناسیم زمین خودمان است. در اینجا به دلیل گستردگی مطلب بحث درباره حیات در کیهان را به حوزه کوچک تر آن یعنی منظومه شمسی محدود خواهیم کرد و به احتمال وجود حیات و سیارات و اقمار پذیرای آن می پردازیم. در قسمت های بعدی درباره احتمال وجود حیات در دیگر نقاط کیهان و امکان ارتباط با آنها و حتی شکل فرضی حیات شان صحبت خواهیم کرد. در این مطلب چون مقصود از حیات در منظومه شمسی، حیات ابتدایی و چگونگی شکل گیری آن است پیشنهاد می کنم ابتدا مطلب «حیات چیست؟» را مطالعه فرمایید. (روزنامه شرق ۸۴.۳.۱۰) گزینه های وجود حیات در منظومه شمسی غیر از زمین تنها سه گزینه وجود دارد که احتمال پیدایش حیات بر روی آنها بررسی می شود. می توانیم با اطمینان بگوییم حیات در مریخ، یکی از اقمار مشتری - اروپا و یکی از اقمار زحل - تیتان - می تواند پدید بیاید. کمربند حیات خورشید شامل سه سیاره زهره، زمین و مریخ است. (کمربند حیات در منظومه شمسی یعنی جایی که سیاره ای با جو مناسب دارای آب به صورت مایع است و احتمال شکل گیری حیات تنها در این کمربند وجود دارد) سیاره زهره از لحاظ ظاهری شباهت زیادی به زمین دارد. جرم آنها با هم برابر است و ضمناً ترکیبات اتمسفری اولیه دو سیاره شباهت زیادی با هم داشته اند اما سیاره زهره کمی نزدیک تر از زمین به خورشید است و این باعث عدم پایداری آب مایع در آن سیاره می شود. همچنین گاز کربنیکی که در جو آن قرار دارد باعث ایجاد خاصیت گلخانه ای شدید شده و درجه حرارت آن را تا ۵۰۰ سانتی گراد می رساند. بنابراین می بینید که از شرایط ابتدایی حیات یعنی آب مایع و جو مناسب برخوردار نیست. ۱) مریخ: سیاره دیگر کمربند حیات مریخ است که تاکنون بیش از دو گزینه دیگر کاوش شده است. در چند صد میلیون سال اول منظومه شمسی، مریخ نسبت به زمین شرایط بهتری برای پیدایش حیات داشته که به دلیل سریع سردتر شدن مریخ بوده است. همین زمینه شرایط پیدایش باکتری ها را زیر پوسته مریخ ایجاد کرد. یعنی شرایط سطحی مریخ بسیار زودتر از زمین برای پیدایش حیات آماده شده است. یافته های اخیر مریخ نوردهای ناسا وجود آب در گذشته مریخ- احتمالاً حدود یک میلیارد سال قبل- را نیز تایید کرده اند. هرچند میزان آن و مدت زمان بقای آن همچنان مبهم است. علاوه بر این شواهدی دال بر وجود جوی ضخیم از co۲ در سال های آغازین این سیاره وجود دارد. شاید در همین دوره حیات در زیر سطح مریخ یا حتی بر سطح آن فرصت رشد یافته باشد اما به دلیل میدان مغناطیسی و گرانش ضعیف مریخ (حدود ۳۸ درصد جو زمین) باد خورشیدی جو آن را بیش از پیش پراکنده ساخت و سبب بخار شدن یا فرو رفتن آب های سطحی به زیر سطح مریخ و یخ زدن آنها شده است. اخیراً نیز مدار گردهای مریخ نشانه های امیدوار کننده ای را از وجود منابع یخ- آب زیر سطح مریخ یافته اند. بنابراین امکان حیات بر روی مریخ کنونی بسیار کم است اما غیرممکن نیست. احتمالاً گرمای درونی آن به اندازه ای هست که لایه زیرین یخ را گرم کند و محیطی نسبتاً مساعد را برای میکروب های جان سخت مریخی ایجاد کنند. این باکتری ها در صورت وجود در سوخت و سازشان تولیدکننده متان هستند. جالب این است که شواهد اخیر مدارگرد مریخ نشانه هایی قطعی از وجود متان در جو مریخ دارد که یا بر اثر واپاشی های حاصل از زندگی باکتری ها به وجود می آیند یا بر اثر فعالیت های پیوسته آتشفشانی در جو پخش می شوند. این که آیا در دوره ابتدایی مریخ حیات شکل گرفته است یا حتی هنوز هم باکتری هایی زیر لایه های سطحی آن- جایی که احتمالاً آب مایع وجود دارد- زنده مانده اند هنوز بی پاسخ مانده است و جواب قطعی آن طی کاوش های آینده حاصل می شود. (شهاب سنگ مریخی ALH۸۴۰۰۱ که ۱۳۰۰۰ سال پیش در قطب جنوب سقوط کرده است. در بزرگنمایی ۱۰۰ هزار برابر با میکروسکوپ الکترونی، ساختارهای کرم مانندی دیده می شود که دانشمندان آنها را مشابه سنگواره های حیات ابتدایی می دانند. اما هیچ چیز هنوز قطعی نیست.) بنابراین هر دو سیاره موجود در کمربند حیات را بررسی کردیم. (البته غیر از زمین) اما ممکن است در هر منظومه کمربندهای حیات متعددی وجود داشته باشد یعنی قلمرو حیات ابتدایی محدود به کمربند حیات دور هر ستاره نیست. اگر سیاره ای گازی اقماری بزرگ داشته باشد، نیروی جذر و مدی میان سیاره و اقمار درون این اقمار را گرم می کند. یعنی حتی اگر سیاره و قمرش نزدیک ستاره ای هم نباشند، انرژی مورد نیاز حیات ابتدایی تامین خواهد شد. ۲) اروپا: سطح این قمر مشتری را اقیانوسی نیمه عمیق از آب فراگرفته و روی آن را لایه ای یخ ضخیم که شاید ضخامت آن ۱۰ تا ۱۵ کیلومتر باشد، پوشانیده است و این لایه یخ به دلایل مجاورت با خلأ همواره در حال شکست و ترمیم است. این قمر هم اندازه ماه زمین است و منبع گرمایی درونی آن در اثر مکش گرانشی مشتری و دیگر قمرها بر اروپا به وجود آمده است. این گرما یخ های زیرین را ذوب می کند، در عین حال فشار یخ ها باعث می شود آب بخار نشود، در نتیجه ممکن است نوعی از حیات در آب زیرین شکل گرفته باشد. شکلی از حیات که متفاوت از حیات شناخته شده زمین خواهد بود. چون ژرفای یخ به حدی است که نور خورشیدی از آن نمی گذرد بر همین اساس حیات وابسته به نور خورشید نمی تواند در آنجا شکل بگیرد. اینکه آیا حیاتی در آنجا آغاز شده و تا کجا متحول شده است را نمی دانیم. با شروع ماموریت مدارگرد جیمو (JIMO) و مطالعه قمرهای یخی مشتری، اطلاعات نسبتاً کامل تری را درباره احتمال حیات در اروپا به دست خواهیم آورد. تنها زمانی می توانیم با قطعیت از حیات در اروپا صحبت کنیم که ناسا موفق شود کاوشگری را به اروپا بفرستد و با سوراخ کردن یخ ها، حیات دریایی را آزمایش کند که این امر با توجه به شرایط و ضخامت یخ به زودی امکان پذیر نیست. (سطح یخی اروپا، شیارهای موجود یخ های ترک خورده سطح اروپا را از دید فضاپیمای گالیله در سال ۱۹۹۸ نشان می دهد.) ۳) تیتان: این قمر با قطری معادل ۵۱۵۰ کیلومتر دومین قمر بزرگ منظومه شمسی و حتی از سیاره های پلوتون و عطارد نیز بزرگ تر است. اما مهمترین ویژگی آن وجود جو قابل توجه آن است که از نظر ترکیبات و فشار سطحی به زمین بسیار شبیه است. جو هر دو از نیتروژن (۱۷ درصد برای زمین و ۹۰ تا ۹۷ درصد برای تیتان) تشکیل شده و فشار جو در تیتان ۵/۱ برابر فشار جو در زمین است. البته دومین گاز فراوان در زمین اکسیژن و در تیتان متان است. دورتا دور جو تیتان تا ارتفاع ۷۰۰ کیلومتری سطح غباری از ذرات متان وجود دارد. در عکس هایی که کاسینی اخیراً از این قمر بااهمیت گرفته نواحی تیره و روشن بسیاری دیده می شود. نواحی تیره احتمالاً دریاهای اتان و متان هستند که در دمای ۱۷۹- درجه سطح تیتان به وجود آمده اند و نواحی روشن باید قاره هایی بر سطح آن باشند. به دلیل دمای بسیار کم تیتان، احتمال وجود حیات در آن وجود ندارد اما این قمر ترکیبات آلی یعنی بلوک های سازنده حیات را در خود جای داده است. بنابراین نمونه ای عالی برای بررسی شرایط آغازین حیات است، یعنی چیزی شبیه زمین در ۵/۴ میلیارد سال پیش که اکنون می توان سیر تکوین حیات را بر روی نمونه ای آزمایشگاهی مطالعه کرد. حال چگونه بر روی چنین قمری با اوضاع محیطی نه چندان مساعد حیات شکل می گیرد؟ تیتان یکی از مهم ترین عامل ها را دارا است و آن جوی پایدار است که مانند یک حفاظ محیط درون قمر را از فضای بیرون آن جدا می کند. مورد بعدی مانند پیدایش حیات ابتدایی بر روی زمین است. پرتوهای فرابنفش در برخورد با تیتان باعث شکسته شدن مولکول های نیتروژن، متان و سایر مولکول ها می شود و در نتیجه ترکیبات آلی بعدی شکل می گیرد. در نهایت چگالی ابرها به حدی می شود که امکان ریزش باران های هیدروکربنی را روی قمر بالا می برد که در صورت روی دادن این پدیده مهم، دریاچه ها و رودهایی از ترکیبات آلی سطح این قمر را می پوشاند. بنابراین شرایط حیات ابتدایی در مجاورت مولکول های آلی مساعد تر می شود و در آن صورت ما شاهد آن چیزی خواهیم بود که در حدود ۵/۴ میلیارد سال پیش در زمین آغاز شده است، تاکنون به چنین موجودات هوشمندی ختم شود. بسیاری از این حدسیات بعد از فرود هویگنس و تجزیه و تحلیل کامل داده های ارسالی آن قطعی خواهد شد. با توجه به آنچه در بالا ذکر شد می بینیم احتمال این که در جای دیگری از منظومه شمسی هم بتواند شکل بگیرد صفر نیست. چنانچه شواهد حاکی از آن است که در زمانی دوردست در مریخ حیاتی ابتدایی وجود داشته و اکنون ممکن است در قمر اروپا ایجاد شده باشد و در آینده ای دور هم احتمال ایجاد آن بر تیتان وجود دارد، پس باید امیدوار باشیم که ما در این کیهان تنها نخواهیم بود. منابع: ۱- ماهنامه نجوم، آذر ۸۳ شماره ،۱۴۱ ویژه نامه حیات (مقاله های فرود به سرزمین عجایب- حیات در کائنات- زندگی در زیرزمین _ حیات در مریخ) ۲- زیباترین تاریخ جهان، هیوبرت ریوز و...، ترجمه حسین فرهادیان، نشر رحیمی ۱۳۸۰. آفتاب

ماه

ماه تنها قمر طبیعی زمین و تنها جرم آسمانیست که انسان بر روی آن حضور داشته است. ماه روشن ترین جرم در آسمان شب است اما نوری از خود تولید نمی کند در عوض نور خورشید را منعکس می کند. مانند زمین و دیگر اعضای منظومه شمسی، عمر ماه حدود ۶/۴ بیلیون سال می باشد. ماه از زمین بسیار کوچکتر است. میانگین شعاع ماه ۴/۱۷۳۷ کیلومتر ، حدود ۲۷ درصد شعاع زمین می باشد. جرم آن نیز از جرم زمین بسیار کمتر است. جرم زمین ۸۱ برابر جرم ماه می باشد. چگالی ماه حدود ۳۴/۳ گرم در هر سانتیمتر مکعب، تقریبا ۶۰ درصد چگالی زمین است. از آنجائیکه جرم ماه از جرم زمین کمتر است، نیروی گرانش در سطح آن نیز کمتر از زمین و حدود یک ششم آن می باشد. بدین ترتیب شخصی که بر روی ماه ایستاده احساس می کند که پنج ششم از وزن خود را از دست داده است. همینطور اگر سنگی را در سطح ماه رها کنیم بسیار آهسته تر از سنگی که در زمین رها شده، به سطح ماه می رسد. علیرغم نیروی گرانش نسبتا ضعیف ماه، فاصله آن تا زمین به قدری کم است که باعث ایجاد جذر و مد در آبهای زمین می گردد. میانگین فاصله مرکز ماه تا مرکز زمین ۳۸۴.۴۶۷ کیلومتر است. این فاصله در حال افزایش است البته باسرعتی بسیار اندک. ماه در هر سال ۸/۳ سانتیمتر از زمین دورتر می شود. دمای سطح ماه در ناحیه استوایی آن از بسیار سرد یعنی ۱۷۳- درجه سانتیگراد در شب تا بسیار گرم یعنی ۱۲۷+ درجه سانتیگراد در طی روز، متغیر است. در چاله های عمیق نزدیک قطبهای ماه، دما همیشه حدود ۲۴۰- درجه سانتیگراد است. در ماه هیچ گونه از حیات وجود ندارد. در مقایسه با زمین، این قمر تغییرات اندکی در طی بیلیونها سال داشته است. در ماه، آسمان حتی در طی روز سیاه است و ستارگان همیشه دیده می شوند. وقتی از زمین با چشم غیر مسلح به ماه نگاه می کنیم، می توانیم مناطق تیره و روشنی بر روی سطح ماه ببینیم. مناطق روشن ارتفاعات ناهمواری هستند که به واسطه برخوردهای اجرام آسمانی با ماه به وجود آمده اند. به این مناطق تری (terrae) می گویند. کلمه تری یک کلمه یونانی به معنی زمینها می باشد. مناطق مرتفع، پوسته اصلی ماه می باشند که به دلیل برخورد انواع اجرام آسمانی قطعه قطعه شده اند. قطر چاله های زیادی در منطقه تری متجاوز از ۴۰ کیلومتر می باشد. بزرگترین آنها حوزه ایتکن (Aitken) قطب جنوب با قطر ۲۵۰۰ کیلومتر است. مناطق تیره با نام ماریا (maria) شناخته می شوند. ماریا واژه ای یونانی به معنی دریا می باشد. این نام به جهت هموار بودن مناطق تیره و شباهت آنها به بسترهای وسیع آب به این مناطق اطلاق می گردد. این مناطق با لایه ای از مواد مذاب که بیلیونها سال پیش از آتشفشانهای فعال فوران کرده و اکنون منجمد شده اند، پوشیده شده است. از آن زمان، برخورد اجرام آسمانی چاله هایی را در نواحی ماریا ایجاد کرده اند. ماه جو قابل ملاحظه ای ندارد اما مقدار اندکی گاز در سطح آن وجود دارد. مردم اغلب این گازها را اتمسفر ماه می دانند. این اتمسفر می تواند اگزوسفر (exosphere) یا “جو خارجی” نیز نامیده شود. اگزوسفر به ذرات بسیار کم چگالی گفته می شود که پیرامون یک جسم بدون هوا را احاطه کرده است. عطارد و برخی از اجرام منظومه شمسی نیز دارای اگزوسفر می باشند. در سال ۱۹۵۹، دانشمندان کاوش کردن در ماه را به کمک سفینه روبوتیک آغاز کردند. در آن سال، اتحاد جماهیر شوروی سفینه لونا ۳ (Luna ۳) را به قسمتی از ماه که دیده نمی شود فرستاد و این سفینه نخستین عکسها را از سمت پنهان ماه تهیه نمود. کلمه لونا در لاتین به معنی ماه می باشد. در تاریخ ۲۰ جولای ۱۹۶۹، ماه نشین آپولو ۱۱ ایالات متحده در ماه فرود آمد. فضانورد نیل آرمسترانگ (Neil A. Armstrong) نخستین انسانی بود که بر روی ماه رد پا گذاشت. در سالهای ۱۹۹۰، دو سفینه کاوشگر روبوتیک امریکایی، کلمنتاین (Clementine) و لونار پراسپکتور (Lunar Prospector)، شواهدی مبنی بر وجود آب یخ زده در دو قطب ماه را به دست آوردند. این یخها توسط سنگهای آسمانی، ۲ تا ۳ بیلیون سال پیش به سطح ماه آورده شده اند. این یخها در مناطق همیشه سایه ماه باقی ماندند چرا که دما در این مناطق ۲۴۰- درجه سانتیگراد می باشد. حرکات ماه ماه در مسیرهای متنوعی در حرکت است. برای مثال، حرکت وضعی ماه حول محور طولی فرضی خودش و حرکت ماه به دور زمین را می توان بر شمرد. به دلیل گردش ماه به دور زمین قسمتهای مختلفی از بخش قابل رویت ماه، در هر فاز، از زمین دیده می شود. در هنگام وقوع پدیده ای به نام خسوف ماه، زمین و خورشید در یک راستا قرار می گیرند. حرکت آرامی به نام “لیبراسیون” یا “رخگرد ماه” ما را قادر به دیدن حدود ۵۹ درصد از سطح ماه در زمانهای مختلف می کند. گردش و مدار ماه در هر ۵/۲۹ روز یکبار به دور خود می چرخد. در واقع این مدت زمان بین یک طلوع خورشید تا طلوع دیگر در ماه است و به آن روز ماهی می گویند. در مقایسه، زمین در هر ۲۴ ساعت یکبار حول خود می چرخد. محور طولی ماه مانند محور طولی زمین، اندکی کج است. زاویه محور طولی زمین ۵/۲۳ درجه است و همین امر منجر به تغییر فصل در زمین می شود. اما زاویه محور طولی ماه تنها حدود ۵/۱ درجه است بنابراین در ماه فصل وجود ندارد. نتیجه دیگری که از انحراف اندک زاویه محور طولی ماه حاصل می گردد این است که قله های مشخصی نزدیک قطب های ماه همیشه در معرض نور خورشید قرار دارند و کف برخی از چاله ها به ویژه نزدیک قطب جنوب همیشه در سایه به سر می برند. ماه نجومی زمانیست که ماه یک گردش کامل به دور زمین را نسبت به ستارگان پس زمینه آسمان کامل می کند. در این حین، به دلیل اینکه زمین دائما در مدار خود به دور خورشید در حرکت است، ماه باید کمی بیش از ۳۶۰ درجه حرکت کند تا از یک ماه نو به ماه نوی دیگر برسد. بنابراین ماه ساینودیک (synodic) از ماه نجومی طولانی تر است. یک ماه نجومی ۳۵۵/۲۷ روز طول می کشد در حالیکه ماه ساینودیک ۵۳۷/۲۹ روز است. یک ماه ساینودیک برابر با یک روز ماهی است. در نتیجه همیشه فقط یک نیمکره از ماه دیده می شود و نیمکره دیگر از دید ما در روی زمین پنهان است. مردم گاهی اشتباها به قسمت پنهان ماه، قسمت تاریک می گویند. ماه قسمت تاریک دارد اما آن قسمت بخشی است که در معرض تابش نور خورشید قرار نمی گیرد و محل آن دائما در حال تغییر است. مدار ماه مانند مدار زمین، به شکل یک دایره پهن شده است. فاصله بین مرکز زمین و مرکز ماه متغیر می باشد. در قسمتی از مدار ماه به نام پریجی (perigee) یا حضیض، ماه کمترین فاصله از زمین یعنی ۳۶۳.۳۰۰ کیلومتر را دارد. در قسمت دیگری از مدار به نام آپوجی (apogee) یا نقطه اوج، ماه بیشترین فاصله یعنی ۴۰۵.۵۰۰ کیلومتر از زمین را دارد. مدار ماه بیضی شکل است. فازها با حرکت ماه به دور زمین، ناظر زمینی در شکل ماه تغییر مشاهده می کند. به نظر می رسد که ماه از شکل یک هلال به شکل یک دایره درآمده و مجددا به هلال تبدیل می شود. شکل ماه هر روز تغییر می کند چرا که ناظر با گردش ماه قسمتهای مختلفی از ماه را که در معرض نور خورشید قرار گرفته است مشاهده می کند. این تغییرات در ظاهر را “فاز” می نامند. ماه دارای چهار فاز است: ۱) ماه نو ۲) ربع اول ۳) ماه کامل ۴) ربع آخر. زمانیکه ماه بین زمین و خورشید قرار می گیرد، منطقه روشن آن پشت به زمین قرار می گیرد. ستاره شناسان این فاز تاریک ماه را ماه نو می نامند. یک شب پس از ماه نو، هلال باریکی از نور در گوشه شرقی ماه پدیدار می شود. باقیمانده قسمتی از ماه که رو به زمین است به شکلی کدر و بی نور به خاطر پرتوهایی که از زمین به ماه می تابند، قابل مشاهده است. هر شب، ناظر زمینی می تواند قسمت بیشتری از ماه را که به آن نور می تابد ببیند. بعد از حدود ۷ روز، ناطر می تواند نصف ماه کامل را ببیند. به این فاز ربع اول می گویند چرا که این فاز پس از گذشت یک چهارم از ماه ساینودیک ظاهر می گردد. با گذشت ۷ روز دیگر، ماه به قسمت مقابل خورشید و زمین می رسد. همه قسمت نور خورده ماه در این هنگام قابل رویت است. به این فاز “بدر کامل” می گویند. حدود هفت روز بعد از بدر کامل، ناظر مجددا یک نیم بدر ماه را می بیند. به این فاز ربع سوم یا ربع آخر می گویند. با گذشت هفت روز دیگر، ماه بین زمین و خورشید قرار می گیرد و به این ترتیب ماه نویی دیگر آغاز می شود. مانند خورشید، ماه نیز از شرق طلوع و از غرب غروب می کند. با پیشروی ماه در مدار و ایجاد فازها، زمان طلوع و غروب آن نیز تغییر می کند. در فاز ماه نو، ماه به همراه خورشید طلوع می کند. با گذشت هر روز، به طور متوسط ماه حدود ۵۰ دقیقه دیرتر طلوع می کند. گرفتگی ها زمانی رخ می دهند که زمین، خورشید و ماه به طور کامل و یا تقریبا در امتداد یک خط قرار می گیرند. خسوف زمانی رخ می دهد که زمین بین ماه و خورشید است و سایه آن بر روی ماه می افتد. خسوف فقط در زمان فاز بدر کامل رخ می دهد. کسوف زمانی ایجاد می گردد که ماه تقریبا یا کاملا بین زمین و خورشید قرار بگیرد و سایه ماه بر روی زمین بیفتد. کسوف فقط در زمان فاز ماه نو رخ می دهد. در حین یک دور گردش ماه به دور زمین، یک بار زمین بین ماه و خورشید قرار می گیرد و یک بار ماه بین خورشید و زمین است. اما در بیشتر اوقات، این اجرام در راستای یک خط قرار نمی گیرند. بنابر این ما هر ماه شاهد وقوع یک کسوف و یک خسوف نخواهیم بود. دلیل اصلی قرار نگرفتن این اجرام در یک راستا، انحراف ۵ درجه ای صفحه مداری ماه نسبت به صفحه مداری زمین است. به دلیل این انحراف سایه زمین یا ماه از بالا یا پایین یکدیگر عبور کرده و وارد فضای بیکران می شوند. لیبراسیون یا رخگرد ما در زمین گاهی شاهد بخشی از قسمت پنهان ماه هستیم. نمایان شدن بخشی از قسمت پنهان به دلیل لیبراسیون یا رخگرد ماه می باشد. در ماه سه نوع رخگرد وجود دارد: ۱) رخگرد در طول جغرافیایی. ۲) رخگرد روزانه. ۳) رخگرد در عرض جغرافیایی. رخگرد در طول جغرافیایی به دلیل بیضی بودن شکل مدار ماه به دور زمین اتفاق می افتد. در حین گردش ماه به دور زمین سرعت گردش آن متغیر است. بر اساس قانون کشف شده توسط ستاره شناس آلمانی، یوهانس کپلر در اوایل قرن ۱۷، هنگامیکه ماه نسبتا به زمین نزدیک است سرعت آن بیش از حد میانگین و هنگامیکه نسبتا از زمین دور است سرعت آن کمتر از حد میانگین می شود. اما سرعت گردش وضعی ماه، یعنی گردش آن به دور محور طولی همواره ثابت است. بنابراین در نتیجه ارتعاشات طولی، رصدکننده نه تنها می تواند “چهره” ماه را ببیند بلکه “گونه هایش” را هم می تواند مشاهده کند. رخگرد روزانه به سبب تغییر موقعیت ناظر در زمین نسبت به ماه پدیدار می شود. ناظری را مجسم نمایید که در فاز بدر کامل، در استوا قرار دارد. با گردش زمین از غرب به شرق، ناظر ابتدا ماه را هنگام طلوع در افق شرقی و سرانجام غروب آن در افق غربی را مشاهده می کند. در طول این مدت، نقطه دید ناظر حدود ۱۲.۷۰۰ کیلومتر (به اندازه قطر زمین) نسبت به ماه تغییر کرده است. در نتیجه این گونه به نطر می رسد که ماه به آرامی به سمت غرب گردش می کند. زمانیکه ماه از شرق طلوع کرده و به بالاترین نقطه خود در آسمان سفر می کند، ناظر می تواند گوشه غربی ماه را مشاهده کند و هنگامیکه ماه به سمت افق غربی می رود، گوشه شرقی آن قابل رویت است. رخگرد در عرض جغرافیایی به دلیل انحراف محور طولی ماه به اندازه ۵/۶ درجه نسبت به خط عمود بر صفحه مداری ماه رخ می دهد. به همین دلیل در طی یک گردش ماه به دور زمین، قطب شمال ماه نخست به سمت زمین دارای انحراف است و سپس قطب جنوب آن به سمت زمین کج می شود. وقتی هر یک از دوقطب به سمت زمین کج شوند، ناظر منطقه بیشتری از قطب ها را مشاهده میکند. در نتیجه همه این رخگرد ها یا لیبراسیون ها ناظر به جای ۵۰ درصد از سطح ماه قادر به رویت ۵۹ درصد از سطح ماه می باشد. شکل گیری و تحولات ماه دانشمندان معتقدند که ماه در اثر یک برخورد شدید با زمین به وجود آمده است. بر اساس این نظر، ۵/۴ بیلیون سال پیش، زمین باجرمی به اندازه یک سیاره برخورد کرده است. در اثر این برخورد یک ابر بزرگ از سنگ های تبخیر شده از زمین بلند شده و وارد مداری به دور زمین شده است. این ابر تدریجا سرد و غلیظ شده و به حلقه ای از اجرام کوچک دور زمین تبدیل گردیده. این اجرام سپس به یکدیگر متصل شده و ماه را تشکیل داده اند. به دلیل سرعت بالای اتصال اجرام کوچک با یکدیگر انرژی زیادی به شکل گرما آزاد شده است. این گرما منجر به ذوب شدن ماه و پدیدار گشتن دریاهایی از مگما یا مواد مذاب گردیده است. دریای مگما به آرامی سرد و منجمد شده است. با سرد شدن آن عناصر سنگین به درون ماه فرو رفته و جبه ماه را شکل داده اند. با شکل گیری پوسته، سنگ های آسمانی به بمباران ، خرد کردن و در هم کوبیدن آن پرداختند. احتمال دارد که شدیدترین برخوردها باعث کنده شدن کل پوسته ماه شده باشند. بعضی از برخوردها بسیار قدرتمند بودند به طوریکه تقریبا ماه را به چندین تکه تبدیل کردند. یکی از این برخوردها منجر به وجود آمدن حوزه آیتکن قطب جنوب ماه، یکی از بزرگترین چاله های برخوردی در منظومه شمسی شده است. در حدود ۴ تا ۳ بیلیون سال پیش، جبه ماه ذوب گردید، که احتمالا به دلیل وجود عناصر رادیواکتیو در اعماق ماه بوده است. مواد مذاب ایجاد شده به شکل موادی سیاه رنگ فوران کرده و قسمتهایی از سطح ماه را پوشانده است. این مواد مذاب به تدریج سرد و منجمد شده و تبدیل به سنگهایی به نام بازالت گردیده است. فوران های کوچک احتمالا تا یک بیلیون سال پیش ادامه داشته اند. از آن زمان، تنها برخوردهای محلی سنگهای آسمانی با سطح ماه به وقوع پیوسته اند. از آنجا که ماه جوی برای سوزاندن سنگهای آسمانی ندارد، بمباران ها تا به امروز ادامه پیدا کرده اند البته با شدتی بسیار بسیار کمتر از گذشته. برخورد اجرام بزرگ می تواند باعث ایجاد چاله گردد و برخورد اجرام کوچک باعث خرد شدن سنگهای سطح ماه و تبدیل آنها به پودری به نام رگولیت (Regolith) می شود. رگولیت در همه جای ماه وجود دارد. اگزوسفر ماه اگزوسفر ماه که در حقیقت به معنای ذراتی است که پیرامون ماه را پوشانده است، به طور کلی از گازهایی که توسط بادهای خورشیدی تولید می شوند تشکیل شده است. باد خورشیدی جریانی دائمی از سطح خورشید است که بیشتر از ذرات هیدروژن و هلیوم به همراه مقادیری نئون و آرگون تشکیل می شود. بقیه گازهای پیرامون ماه از خود ماه سرچشمه می گیرند. یک باران دائمی اجرام ریز سماوی، سنگهای ماه را گرم کرده و باعث تبخیر شدن آنها می شود. اغلب اتمهای موجود در این بخارها، اتمهای سدیوم و پتاسیوم می باشد. در حال حاضر مقدار این عناصر بسیار اندک و تنها چند صد اتم در هر سانتیمتر مکعب است. علاوه بر بخار هایی که در اثر برخوردها ایجاد می شوند، مقادیری گاز نیز در اعماق ماه تولید می شوند. بیشتر گازهای پیرامون ماه در منطقه ای تقریبا بین استوا و قطبها متمرکز می شوند و مقدار آنها قبل از طلوع خورشید به بیشترین حد خود می رسد. بادهای خورشیدی دائما بخارها را در فضا پخش می کنند، اما بخارها مجددا جایگزین می شوند. سطح ماه پوشیده از سوراخهای کاسه ای شکل به نام “چاله”، گودالهای کم عمق به نام “حوزه”، و دشتهای مسطح پهناور به نام “ماریا” یا دریا می باشد. و پودر رگولیت نیز در میان بیشتر سطح آن وجود دارد. چاله ها تعداد بیشمار چاله های ماه در اثر برخورد اجرام آسمانی با سطح ماه ایجاد شده اند. چاله های سطح ماه با اسامی دانشمندان مشهور نامگذاری شده اند. برای مثال چاله کوپرنیک به یاد ستاره شناس لهستانی که در قرن ۱۶ متوجه گردش سیارات به دور خورشید شد، نامگذاری شده است. چاله ارشمیدس نیز به نام ریاضیدان یونانی که ۲۰۰ سال قبل از میلاد مسیح اکتشافات فراوانی در زمینه ریاضیات به انجام رساند، نامگذاری شده است. شکل چاله ها متناسب با ابعاد آنها متغیر است. چاله های کوچکی به قطر کمتر از ۱۰ کیلومتر تقریبا شبیه کاسه اند. چاله هایی که کمی بزرگترند نمی توانند شبیه به کاسه باشند چون دیواره های آنها شیب زیادی دارد. مواد از دیواره ها به درون این چاله ها سقوط می کند در نتیجه دیواره ها کنگره ای و کف چاله ها مسطح است. چاله های بزرگ دیواره ای طبقه طبقه دارند طبقه هایی که شبیه به تراس می باشند و به صورت پلکانی روی یکدیگر قرار دارند. و در کف چاله ها قله های مرکزی وجود دارند. همان فرایندی که باعث کنگره دار شدن دیواره ها می باشد منجر به تشکیل تراسها در دیواره ها می شود. قله های مرکزی کف چاله نیز تقریبا مانند قله های مرکزی که در اثر برخورد سنگهای آسمانی با زمین ایجاد شده اند، به وجود می آیند. مطالعات بر روی چنین قله هایی در روی زمین نشان می دهد که وجود آنها به دلیل تغییر شکل زمین است. برخورد باعث فشرده شدن زمین و سپس ارتجاع زمین و تشکیل قله ها می گردد. مواد تشکیل دهنده قله های مرکزی ماه ممکن است که از عمق ۱۹ کیلومتری آن آمده باشند. اطراف چاله ها ناهموار و پوشیده از مواد کوهستانی است. مواد کوهستانی به تکه ها و خرده های سنگ هایی گفته می شود که در اثر فشار به خارج از چاله ها پرتاب می شوند. این مواد می توانند تا ۱۰۰ کیلومتر دورتر از چاله پرتاب شوند. دورتر از چاله ها، در بیشتر موارد، “چاله های ثانوی” نا منظمی قرار دارد که در اشکال و اندازه های مختلف، به طور خوشه ای و گروهی و یا به طور ردیف در یک خط قرار گرفته اند. چاله های ثانوی در اثر پرتاب شدن مواد از چاله اصلی و برخورد با سطح ماه به وجود می آیند. موادی که پرتاب می شوند شامل توده های عظیم سنگ، دسته هایی از سنگهای نرم به هم چسبیده و اسپری سنگهایی که از سطح ماه بلند می شوند است. این مواد ممکن است که تا هزاران کیلومتر دورتر بروند. پرتوهایی سبک از پودر که می توانند هزاران کیلومتر پیش بروند، از چاله ها متساطع می گردد. این پرتوها به آرامی در اثر بمباران های اجرام بسیار ریز آسمانی از بین رفته و با لایه سطحی ماه ترکیب می گردند. بنابراین چاله ای که همچنان پرتوی مرئی متساطع می نماید، جزء چاله های جوان ماه به حساب می آید. چاله هایی باقطر بیش از ۲۰۰ کیلومتر دارای قله های مرکزی هستند. برخی از آنها علاوه بر قله های مرکزی دارای “حلقه های کوهستانی” نیز می باشند. حضور این حلقه ها خبر از شکل بعدی چاله ها یعنی حوزه ها را می دهد. حوزه ها چاله هایی با قطر بیش از ۳۰۰ کیلومتر می باشند. حوزه های کوچکتر تنها یک حلقه کوهستانی دارند اما بزرگترها دارای چندین حلقه با مرکز مشترکند، درست مانند صفحه دارت. حوزه چند حلقه ای “دریای شرقی” با ۱۰۰۰ کیلومتر قطر، از حوزه های خاص به شمار می آید. حوزه های دیگر می توانند بیش از ۲۰۰۰ کیلومتر پهنا داشته باشند یعنی به بزرگی منطقه غربی ایالات متحده. تعداد حوزه ها در نیمه پنهان و نیمه مرئی ماه مساویست. بیشتر حوزه ها یا فاقد بازالت می باشند، به ویژه در حوزه های قسمت پنهان، و یا حاوی مقدار کمی بازالت هستند. این تفاوت ممکن است که از ضخامت پوسته ناشی شود. ضخامت پوسته در قسمت پنهان بیشتر از بخش مرئی می باشد بنابراین ذوب شدن سنگها و رسیدن آنها به سطح مشکل تر است. در زمینهای مرتفع، مواد خارج شونده از حوزه ها بیشتر مواد چند کیلومتری سطح ماه را تشکیل می دهند. بیشتر این مواد لایه ضخیمی از تکه ها و خرده سنگهایی هستند که برچیا (breccia) نام دارند. دانشمندان با مطالعه تکه های کوچکی از برچیا اطلاعاتی در مورد منشا پوسته ماه کسب می نمایند. ماریا، قسمت تیره سطح ماه، ۱۶ درصد از کل سطح را تشکیل می دهد. علت کوچک بودن قسمت ماریا به فرایند تشکیل آن مربوط می شود. به جای برخوردهای عظیم، عواملی چون فوران آتشفشان و تغییر شکل پوسته باعث به وجود آمدن این مناطق شده اند. قسمت عمده زمینهای ماریا شامل چین و چروک و برآمدگی ها و شیارهایی ناشی از عوامل آتشفشانی می باشد. چروکها برآمدگی هایی تاول مانند هستند که در همه جای ماریا پیچ خورده اند. این برآمدگی ها سنگهایی هستند که به دلیل فشار تا شده اند. بیشتر این چروکها دایره شکل می باشند. شیارهایی شبیه به مار نیز در سطح ماه وجود دارند. دانشمندان در گذشته تصور می کردند که این شیارها زمانی آبراهه بوده اند. در حالیکه آنها توسط جریان مواد مذاب شکل گرفته اند. مدرکی که این گفته را ثابت نمود، نمومه ای بود که فضانوردان آپولو با خود به زمین آوردند. در مولکولهای نمونه آورده شده هیچ اثری از آب وجود نداشت. نشانه های آتشفشانی در سرتاسر ماریا نشانه های فراوانی که به واسطه فوران آتشفشانها ایجاد شده اند، وجود دارد. یکی از این نشانه ها دیواره هایی است که در همه جای سطح ماریا وجود دارد. این دیواره ها در واقع ابتدای جریان های مواد مذابند که به شکل جامد در آمده اند و منجر به تجمع بقیه مواد مذاب در پشت خود شده اند. وجود این دیواره ها دلیل دیگری برای اثبات این است که ماریا از بازالت مذاب که منجمد شده است، تشکیل گردیده. تپه ها و گنبدهای کوچک، احتمالا آتشفشان های کوچکند. هم برآمدگی های گنبدی شکل و هم تپه های مخروطی به صورت گروهی در کنار یکدیگر قرار گرفته اند. یکی از بزرگترین دسته های تپه ای موجود در ماه مجموعه تپه های ماریوس (Marius) در منطقه “اقیانوس طوفانها” می باشد. در این مجموعه تعداد فراوانی چروک، شیار و بیش از ۵۰ آتشفشان قرار گرفته است. قسمت زیادی از ماریا و تری پوشیده از ماده تیره ای به نام “رسوب جبه سیاه” است. مدارک به دست آمده در ماموریت های آپولو معلوم کرد که این ماده خاکستر آتشفشانی می باشد. درون ماه ماه، مانند زمین از سه لایه پوسته، جبه و هسته تشکیل شده است. البته ترکیب بندی، ساختمان و منشا این مناطق در ماه تفاوت زیادی با لایه های زمین دارند. بیشتر آنچه که دانشمندان درباره درون زمین و ماه می دانند از مطالعات آنها در خصوص زمین لرزه و ماه لرزه به دست آمده است. اطلاعات به دست آمده درباره لرزش های ماه، توسط تجهیزاتی که فضانوردان آپولو بین سالهای ۱۹۶۹ تا ۱۹۷۲ در ماه کار گذاشته اند، جمع آوری شده است. پوسته میانگین ضخامت پوسته ماه ۷۰ کیلومتر است. لازم به ذکر است که ضخامت پوسته زمین ۱۰ کیلومتر می باشد. قسمت خارجی پوسته ماه در اثر برخوردهای مهیب شهاب سنگها، شکسته، شکاف خورده و در هم آمیخته است و در قسمت درونی آن چگالی سنگها ناگهان کاهش می یابند. جبه جبه ماه متشکل از سنگهایی متراکم و آکنده از آهن و منیزیوم می باشد. مواد معدنی با چگالی کم به سمت لایه های خارجی ماه و مواد معدنی با چگالی زیاد به سمت لایه های درونی حرکت می کنند. پس از تشکیل جبه، بخشی از این لایه در اثر تشکیل گرما در اعماق درونی ماه ذوب شد. منبع حرارت احتمالا شکسته شدن اورانیوم و دیگر عناصر رادیواکتیو بوده است. این ذوب شدن منجر به ایجاد مگمای بازالتی شد. این مگما به تدریج راه خود را به سمت سطح طی کرد و به صورت مواد مذاب و خاکستر فوران نمود. هسته داده های جمع آوری شده توسط “لونار پراسپکتور” داشتن هسته را برای ماه به اثبات رساند و به دانشمندان کمک نمود که ابعاد آنرا تخمین زنند. شعاع هسته ماه تنها حدود ۴۰۰ کیلومتر است در حالیکه شعاع هسته زمین ۳۵۰۰ کیلومتر می باشد. هسته ماه کمتر از ۱ درصد جرم ماه را به خود اختصاص داده است. دانشمندان گمان می برند که هسته بیشتر از آهن و سولفور و سپس دیگر عناصر تشکیل شده است. هسته زمین بیشتر از آهن مذاب ساخته شده است. حرکت سریع این هسته مذاب منجر به ایجاد میدان مغناطیسی زمین شده است. میدان مغناطیسی تاثیریست که یک شیء مغناطیسی در منطقه پیرامون خودش می گذارد. اگر هسته یک سیاره یا یک قمر به حالت مذاب باشد حرکت هسته که به واسطه حرکت آن جرم ایجاد می شود، هسته ای معناطیسی به وجود می آورد. اما هسته کوچک ماه با مقدار کمی قسمتهای مذاب، نمی تواند میدان مغناطیسی کلی ایجاد نماید. با اینحال نواحی کوچکی از ماه مغناطیسی می باشد. دانشمندان مطمئن نیستند که این مناطق به چه دلیل به وجود آمده اند. شاید ماه زمانی هسته ای مذاب تر از امروز داشته است. مدرکی وجود دارد که اثبات می نماید در گذشته درون ماه از گاز تشکیل می شده است و مقداری از آن گاز همچنان وجود دارد. بازالت موجود در ماه از سوراخهایی که هنگام فوران آتشفشان به وجود آمده اند تشکیل شده است. در زمین، گازی که در مگما حل شده است در حین فوران از دهانه خارج می شود درست مانند خارج شدن گاز دی اکسید کربن که با تکان دادن یک بطری نوشابه کربناتی یا گاز دار از آن خارج می شود. وجود سوراخ در بازالت مبین وجود گازهایی احتمالا نظیر مونوکسید کربن و بخار سولفور در اعماق ماه می باشد. تاریخچه مطالعات ماه ▪ تصورات باستانی برخی از اجداد ما بر این باور بودند که ماه یک کاسه واژگون آتش است. برخی دیگر فکر می کردند که ماه آینه بزرگی است که خشکی ها و دریاهای زمین را نشان می دهد. فیلسوفان یونان باستان متوجه شده بودند که ماه کره ایست که حول زمین در گردش است. آنها همچنین می دانستند که نور ماه بازتابی از نور خورشید است. برخی از فلاسفه یونان بر این باور بودند که ماه دنیایی بسیار شبیه به زمین است. در حدود ۱۰۰ سال پس از میلاد مسیح، پلوتارک، نویسنده یونانی، اشاره نمود که مردم در ماه زندگی می کرده اند. یونانی ها همچنین آشکارا بر این باور بودند که نواحی تاریک ماه دریاها و نواحی روشن ماه خشکی های ماه می باشند. در سال ۱۵۰ پس از میلاد مسیح، بطلیموس، ستاره شناس یونانی که در اسکندریه مصر زندگی می کرد اعلام نمود که ماه نزدیکترین همسایه زمین در فضا است. او فکر می کرد که ماه و خورشید هر دو به دور زمین در گردشند. دیدگاه های بطلیموس تا ۱۳۰۰ سال به قوت خود باقی ماندند. اما در اوایل قرن ۱۶، ستاره شناس لهستانی، نیکلاس کوپرنیک، دیدگاه درست را عرضه کرد. زمین و دیگر سیارات دور خورشید حرکت می کنند و ماه حول زمین در گردش است. مشاهدات اولیه با تلسکوپ گالیله، ستاره شناس و فیزیکدان ایتالیایی نخستین بیانیه علمی درباره ماه بر اساس مشاهدات انجام شده با تلسکوپ را نوشت. در سال ۱۶۰۹، گالیله سطحی ناهموار و کوهستانی را تشریح کرد. بیانات او با باورهای رایج تفاوت داشت. گالیله متذکر شد که مناطق روشن، مناطق ناهموار و تپه ای و مناطق تیره زمینهای مسطح می باشند. حضور ارتفاعات بلند روی ماه گالیله را مجذوب خود کرده بود. بیانات با جزئیات وی در مورد یک چاله در ماه باب مناقشات و مباحثات ۳۵۰ ساله ای را در خصوص منشاء چاله های ماه باز نمود. ستاره شناسان دیگر در قرن ۱۷، از همه نشانه هایی که در سطح ماه رویت نمودند نقشه تهیه کردند. به تدریج با پیشرفت تلسکوپ ها جزئیات بیشتری از سطح ماه نمایان شد. در سال ۱۶۴۵، مهندس و ستاره شناس آلمانی مایکل فلورنت لانگرن (Michael Florent van Langren)مشهور به لانگرنوس، نقشه ای را منتشر کرد که برای همه نشانه های سطح ماه به ویژه چاله ها، نام نهاده شده بود. در سال ۱۶۴۷ نیز ستاره شناس لهستانی یوهانس هولیوس (Johannes Hevelius) نقشه ای تهیه کرد که مناطق رخگرد ماه را نیز شامل می شد. تشخیص منشاء چاله ها تا اواخر قرن ۱۹، بیشتر ستاره شناسان معتقد بودند که چاله های سطح ماه به واسطه آتشفشانها تشکیل شده اند. تا اینکه در دهه ۸۰ همان قرن، ستاره شناس انگلیسی ریچارد پرکتور (Richard A. Proctor) به درستی اعلام کرد که چاله های ماه نتیجه برخورد اجرام جامد به سطح ماه می باشند. اما در ابتدا تعداد اندکی از دانشمندان طرح پیشنهادی وی را قبول کردند چرا که تا آن زمان همه چاله هایی که در زمین شناسایی شده بودند منشاء آتشفشانی داشتند. مشخصات ماه میانگین فاصله از زمین (کیلومتر) ۳۸۴,۴۰۰ حضیض (کیلومتر) ۳۶۳,۳۰۰ نقطه اوج (کیلومتر) ۴۰۵,۵۰۰ شعاع استوایی (کیلومتر) ۱۷۳۷.۴ محیط استوایی (کیلومتر) ۱۰,۹۱۶ حجم (کیلومتر مکعب) ۲۱,۹۷۰,۰۰۰ جرم (کیلوگرم) ۷.۳۴۸۳ x ۱۰۲۲ چگالی (گرم/سانتیمتر مکعب) ۳.۳۴۱ شتاب گریز (کیلومتر/ساعت) ۸,۵۶۸ طول سال (روز زمینی) ۲۷.۳۲۱۶۶۱ میانگین سرعت مداری (کیلومتر/ساعت) ۳,۶۸۲.۸ حداقل/حداکثر دمای در سطح (سانتیگراد) -۲۳۳/۱۲۳ منابع: Spudis, Paul D. “Moon.” World Book Online Reference Center. ۲۰۰۴. World Book, Inc. NASA’s Solar System Exploration http://www.sumanasinc ترجمه: لنا سجادیفر توسط افراد وحید فخری http://www.t۳nsm.blogfa.com آفتاب

ریشه‌های دینیِ علم نجوم 

  این مقاله در پی مطرح نمودن مسئله‌ای اساسی در مورد ریشه‌یابیِ بسیاری از پیشرفت‌های جدید غرب در حیطه نجوم و ستاره‌شناسی است. و ریشه‌های اصلیِ این پیشرفت‌ها را در دوره طلاییِ علوم اسلامی معرفی می‌کند. 

این مقاله در پی مطرح نمودن مسئله‌ای اساسی در مورد ریشه‌یابیِ بسیاری از پیشرفت‌های جدید غرب در حیطه نجوم و ستاره‌شناسی است. و ریشه‌های اصلیِ این پیشرفت‌ها را در دوره طلاییِ علوم اسلامی معرفی می‌کند. بزرگ‌ترین تعالی‌های مربوط به علم نجوم که امروزه در غرب شاهدِ آن هستیم، در متون اولیه اسلامی تکوین یافته و توسط عده‌ای از دانشمندانِ خلاقِ اسلامی در دوره شکوفایی علوم اسلامی به تعالی رسیده است. و تقریباً هر آنچه که امروزه در میان غربی‌ها رایج است، جزو میراثِ مسلمانان است. آنچه در این صدد می‌خوانیم عبارت است از: تاریخچه مختصری از مخالفت‌های باستان‌نشینان با نظریه زمین‌مرکزی، نوآوریِ مسلمانان در زمینه مکانیکِ سماوی، موقعیتِ زمین و خورشید در آسمان از زبان متونِ دینی (آیات و روایات)، دلالت آیاتی از قرآن بر حرکت زمین و سیارات، روایاتِ صریح در مورد مرکزیت خورشید، حرکت زمین، و سیستم خورشید‌مرکزی.

● مقدمه

نظریه زمین‌مرکزی در طول تاریخِ پر فراز و نشیبِ علم نجوم، به آن راحتی که در تصورِ ما است، مورد قبولِ همگان نبوده است، بلکه از همان صبحِ پرطراوت باستان تا اواخرِ شکوفاییِ دوره اسلامیِ علوم، مخالفان و نقادانی داشته است؛ به‌طوری که در مقابلِ آن، نظریه‌های دیگری به عنوانِ سیستم گردشی برای سیارات و اجرام آسمانی پیشنهاد و کشف شد.

شکل‌گیریِ این نوع مخالفت‌ها و اکتشافات، به زمان آریستارخوسِ ساموسی در چهار یا پنج قرن پیش از میلاد مسیح باز می‌گردد. و به همین ترتیب در میان یونانیان و حتی هندی‌های شرق‌نشینِ باستان، مخالفت‌های علمی و عقیدتی با آن صورت گرفت؛ تا اینکه علم نجوم با همه عظمتش وارد دوره با شکوه اسلامی شد که در این دوره بسی عمیق‌تر و علمی‌تر مورد بازاندیشی و نقادی قرار گرفت؛ به گونه‌ای که بسیاری از زیرساخت‌های نجوم و فیزیکِ پیشرفته (یعنی آنچه که امروزه به عنوان علمی پیشرفته شاهدِ آن هستیم) در این دوره پی‌ریزی شد. نظریاتی نظیرِ گردش سیارات داخلیِ( Inferior planet) مدارات منظومه شمسی به دور خورشید توسطِ دانشمندان دوره شکوفایی ستاره‌شناسی مسلمانان، عبورِ عطارد از بالای خورشید و گردشِ آن به دور خورشید توسط بوعلی سینا، و بیضویت مداراتِ حرکتیِ سیارات به دور خورشید توسط ابوسعید سجزی، و بسیاری از نظریه‌های متعالی که در این دوره کشف و مطرح شد.

و بالاخره این پیشرفت، با همه آثار مکتوب و صنعتی (ابزار آلاتِ نجومی) که داشت، در دوره رنسانس به‌وسیله تاجران و غارت‌گرانِ فرهنگی به مناطق گوناگون اروپایی (مثل ایتالیا، فرانسه، لهستان، و.. ) منتقل شد، به‌طوری که در عرصه مناطق اسلامی حتی آثاری از برخی کتاب‌ها و ابزار آلات نجومی به جا نماند. و امروزه برای بررسیِ چنین منابعی ناچار از رجوع به کتابخانه‌های اروپایی هستیم (تازه اگر آن غارت‌گران چنین اجازه‌ای را برای استفاده علمی از منابع میراثیِ خودمان به ما بدهند!)

مناسب است که به طور اجمالی، شکل‌گیری مخالفت‌ها و نوآوری‌های دانشمندانِ دوره باستان و دوره اسلامی در مقابلِ نظریه زمین‌مرکزی را از لحاظ تاریخی بررسی کنیم.

مخالفانِ زمین‌مرکزی در میان دانشمندان دوره باستان (یونان و هند)

۱) نظریه آریستارخوس (Aristarchos )

تقریبا نخستین نظریه‌ای که در مقابلِ سیستمِ زمین‌مرکزی در یونان مطرح شد نظریه آریستارخوس ساموسی درباره حرکت انتقالی زمین به دور خورشید و مرکز نبودن آن برای عالم بود، به طوری که ارشمیدس به صراحت، فرضیه‏ای را که بر اساس آن ثوابت و خورشید بی‏حرکتند، و زمین در محیط دایره‌ای است که خورشید در وسط آن قرار گرفته و به دور خورشید می‏گردد، به آریستارخوس نسبت می‏دهد و آن را بزرگ‌ترین پیشرفت علم می‏شمارد. (دورانت، ۱۳۶۷، ج ۲، ص ۷۰۷. و نیز: راسل، ۱۳۷۳، ج۱، ص۳۱۴) راسل نیز در کتاب تاریخِ فلسفه غرب آن نظریه را به‌عنوان شکلِ کامل فرضیه کوپرنیک (۱۴۷۴-۱۵۴۳م) قلمداد کرده است. (راسل، همان، ج۱، ص۳۱۳) ولی به نظر می‌رسد، این گفته راسل صحیح نباشد، چرا که نظریه آریستارخوس نه نظریه‌ای ریاضی بوده، و نه نظریه‌ای منطبق با واقعیتِ مداریِ منظومه شمسی؛ بلکه صرفاً براساس مشاهدات و رصدهای پیوسته، به طورِ بیانی و گفتاریِ ساده می‌گفت که زمین و سیارات دیگر در مدارهای دایره‌ای مختص به سیارات (Tropic of copricorn) به دور خورشید می‌گردند و این نوع فرض برای حرکتِ اجرامِ آسمانی صحیح به‌نظر می‌رسد. به همین جهت، نظریه آریستارخوس، چیزی بیش از آنچه کوپرنیک مطرح کرده بود، نبوده است. و بلکه شاید به خاطر فرض گرفتنِ این مسئله، اندکی کم اعتبار‌تر از نظرِ کوپرنیک بوده باشد.

▪ مشکلِ زمینِ متحرک

تنها مشکل اساسی که متوجه نظریه زمینِ متحرک بوده و هست، مسئله اختلاف منظر(parallax) است. برای توضیحِ اختلاف منظر، به بیانِ ساده‌ای از هلزی ‌هال بسنده می‌کنیم:

ایرادِ علمی جدی بر نظر آریستارخوس این بود که اگر زمین حرکت می‌کند، پس جای ستارگان هم باید به نسبتِ یکدیگر تغییر کند، مانند چیزهای ثابتی که از درون کشتیِ در حال حرکت دیده می‌شوند. اما وقتی کشتی از آن چیزها بسیار دور باشد، حرکتِ کشتی در مقایسه با فاصله آن اجسام از کشتی، ناچیز است و بنابراین تغییرِ وضع‌های نسبی از دیده پنهان می‌ماند. پاسخ درستِ این ایراد این است که فاصله‌های اخترهای ثابت باید آنقدر زیاد باشد که در مقام مقایسه، قطر مدارِ زمین ناچیز بنماید. و به قولِ ارشمیدس، این نکته را نیز آریستارخوس بیان کرده بود». (هلزی هال، ۱۳۶۳، ص۹۹).

همان گونه که از منابع و شواهدِ تاریخی پیدا است، خودِ آریستارخوس به طورِ کاملا علمی و تحقیقی، به حمایت و اثباتِ نظریه حرکتِ زمین و مرکزیتِ خورشید، پرداخته بود. و بسیاری از حقایقِ مربوط به آسمان پر ستاره را فهمیده بود؛ از این‌رو یکی از محققانِ تاریخ فلسفه نوشته است:

(ما امروزی‌ها که) می‌گوییم بزرگیِ فواصل، بزرگیِ تغییرات را جبران می‌کنند، چنین می‌نماید که حتی آریستارخوس نیز در شرایطِ نامساعد‌تر زمان خود، همین گونه حکم کرده است." (گمپرتس، ۱۳۷۵، ج۳، ص۱۴۵۴.) این تفکر دقیقا همان اندیشه‌ای است که در میانِ منجمانِ زیرکی چون بیرونی (۳۶۲-۴۴۲ق، مقارن با ۹۷۳-۱۰۵۳م) از مسلمانانِ دوره شکوفاییِ علوم در بین مسلمانان، رواج داشت، به طوری که همان بیرونی برای اولین بار در طول تاریخ نجوم به تبیینِ دقیق و علمیِ آن پرداخت.

۲) نظریه آناکسیمندر (Anaximander)

دومین نظریه‌ای که در مصاف با فرضیه بطلیموس به چشم می‌خورد، اندیشه آناکسیمندر درباره زمین است که می‌گفت: «زمین آزاد در فضا شناور است و بر چیزی تکیه ندارد».(راسل، همان، ج۱، ص۳۱۱) البته این نظریه بیشتر به مقابله با تفکرِ افسانه‌ای تکیه زمین به دو شاخ گاو، و... شبیه است تا مقابله با زمین‌مرکزی، اما با این حال با توجه به شواهدِ تاریخی (علی‌رغمِ ابهاماتِ فراوانی که دارد) آناکسیمندر از مخالفانِ این سیستم به شمار می‌رود. قابلِ توجه است که اندیشه تکیه زمین به موجوداتی نظیرِ گاو، نهنگ، لاک پشت و... از سرزمینِ باستانی و قبل از اسلام (یونان، ایران، هند، و مصر و بابل ) به عرصه علوم و معارف اسلامی وارد شده است؛ اگرچه در صورتِ صحیح بودنِ روایت‌های مربوط به آن، شاید دارای تاویل و تفسیرِ عرفانیِ ویژه‌ای باشد که آن هم بر هیچ کس عیان نیست.

۳) نظریه فیلولائوس

سومین نظریه‌ای که در میان ورق‌های درخشانِ تاریخ می‌درخشد نظریه مسکوت‌‏مانده فیلولائوس درباره عدم مرکزیت زمین در آسمان بیکران است که می‌گفت:

زمین مرکز کاینات نیست، و تنها یکی از چندین سیاره‌‏ای است که به دور آتش مرکزی در گردش‌‏اند. (دورانت، همان، ج ۲، ص ۳۷۸ )

اما فرقی اساسی میانِ نظریه «کره و گوی آتشینِ (Fireball) مرکزیِ» او و نظریه سآریستارخوس وجود داشت، زیرا:

از نظرِ او جهان کروی و محدود است، و آتشِ مرکزی در مرکز آن جای دارد. ...(او) ضمنِ اعتقاد به دوران زمین بر گرد مرکز جهان، فلک ثوابت را نیز همچون گذشته، همانند سایر افلاک در حرکت می‌دانست.(اکرمی،۱۳۸۰، ص۵۳.) در حالی که آریستارخوس نظریه شبهِ خورشیدمرکزی خود را در مقابله با این رویکرد به سیستم حرکتی سیارات ارائه کرده بود.

۴) نظریه هراکلیتوس

هراکلیتوسِ پنتوسی هم در ردیف نوآورانِ سحرگاه یونان باستان به‌عنوان چهارمین نظریه‌پرداز برعلیه سیستمِ هیپارخوسی ـ بطلیموسی (زمین‌مرکزی) از جمله دانشمندانی بود که با سرسختیِ تمام در مقامِ مخالفت با سیستمِ زمین‌مرکزی و تفکرِ ساکن بودنِ آن در جایگاهِ خود، در تبیینِ علمی و واقع‌بینانه از آسمانِ کاملا واضح و با صداقت می‌کوشید، وی می‌گفت:

اگر به جای اینکه‏ تصور کنیم تمام دنیا به دور زمین می‏گردد، بپنداریم که زمین‏ دور محور خود می‏چرخد، بر بسیاری از مسائل چیره ‏شده‏ایم. (دورانت، همان، ج ۲، ص۵۶۳.) او علاوه بر پافشاری به نظریه گردشِ محوریِ زمین، با توجه به دقت‌های فراوان در نحوه حرکتِ سیارات در آسمان پی برده بود که حرکتِ دو سیاره زهره و عطارد فقط با گردش به دورِ خورشید قابلِ توجیه و تبیین است؛ از این‌رو با صراحت بیان کرد که این دو سیاره نه تنها به دور زمین نمی‌گردند بلکه به‌طور کاملاً واضح به دور خوشید در گردش‌اند. (کرومبی، ۱۳۷۱، ج۱، ص۱۰۱.) او در این مرحله از وظیفه خود در قبالِ علم، دو گامِ بسیار اساسی و والا برداشت (حرکت‌ محوری زمین و گردش زهره و عطارد به دور خورشید)، با این که به خاطرِ عواملِ گوناگونی، تثبیت و مقبولیتِ نظریه مرکزیت خورشید بر سیاراتِ هفتگانه (عطار، زهره، زمین، ماه، مریخ، مشتری، زحل) صدها سال به تأخیر افتاد.

۵) نظریه آریه بته در هندِ باستان

از میان دانشمندان پرآوازه در سرزمینِ باستانی و تمدن سازِ آسیای شرقی، یعنی هند، آریه بته اول (که با نام‌های گوناگونی نظیرِ: آرجبهد، آرجیهد، آرجهبد، آرجهبز، شناخته شده است) به چشم می‌خورد، که فقط سامانه گردش محوری زمین را مطرح ساخت؛ در زمانِ هندِ باستان همچون یونان، «عقیده عموم برآن بود که زمین در مرکزِ گیتی است و تمامی حرکات به دور آن انجام می‌شوند ولی آریه بته اول، علی‌رغمِ دیگر منجمانِ هندی، می‌گفت که زمین به دور خود می‌چرخد». (کریشنان، ۱۳۶۷، ج۱، ص۴۶۶ و بعد. و نیز بیرونی، ۱۳۷۳ق-۱۹۵۴م، ج۱ ص ۴۹ به بعد. همچنین: بیرونی، ۱۴۰۳ق-۱۹۸۳م، ص۲۰۵ و بعد).

● مخالفان نظریه زمین‌مرکزی در میان دانشمندانِ اسلامی

علی‌رغمِ نظریاتی از این دست که در میان باستانی‌ها در مقامِ مخالفت با سیستم زمین‌مرکزی مطرح شده است، اما آنچه در میان مسلمانان شکل گرفته است بسی متفاوت از نظرات پیشین است. نکته اساسی در مورد تفاوت مزبور، دقت و ظرافتِ بسیار زیاد در نگرش‌های دانشمندان اسلامی است؛ نگرش‌هایی نظیر بیضویت مدار حرکتیِ سیارات، ترسیم نحوه طبیعی و حقیقیِ حرکات رجعی، و بسیاری از موضوعات و مسایل نوین.

برای ترسیمِ این مسئله، مناسب است به طور اجمالی، شکل‌گیری مخالفت‌ها و نوآوری‌های دانشمندانِ اسلامی در مقابلِ نظریه زمین‌مرکزی را (از لحاظ تاریخی) بررسی کنیم:

۱) نظریه ابو سعید سجزی

از میانِ ستاره‌شناسانِ مسلمان نیز نام ابوسعید سجزی (احمد بن محمد بن عبد الجلیل سجزی، از ستاره‌شناسانِ چیره‌دست اسلامی د ر اواخر قرن۴ و اوایل قرن۵ ق "۴۱۴ ق"، معاصر با ابوریحان بیرونی: ابن طاووس، ۱۳۶۸ق، ص۱۲۷.) چنان پرتلالو می‌درخشد که کمتر کسی در تاریخ علوم دوره اسلامی به منزلت و مقام علمیِ او می‌رسد؛ (نعمه، ۱۳۶۷،ص۶۶ و ۶۸.) چرا که علاوه بر قائل شدن به حرکتِ زمین و مخالفت با گردش افلاک به دور آن، اسطرلابی طراحی کرده و اختراع نمود، که عملاً کارکرد و چگونگی سیستمِ چرخشِ سیاره‌ای زمین (Planetary rotation of Earth)را نشان می‌داد. او این اسطرلاب را که به نامِ «اسطرلابِ زورقی» معروف است، به‌گونه‌ای ساده و زیبا ساخته بود که دقیقاً براساس حرکتِ محوریِ زمین کار می‌کرد؛ علاوه بر این، از پیچیدگیِ اسطرلاب‌های دیگر که براساس زمین‌مرکزی ساخته می‌شدند، خالی بود؛ زیرا سایر اسطرلاب‌ها شامل اجزای پیچیده زیادی بودند (مرکب از شمالی، جنوبی، و...) در حالی که این اختراع بسیط و غیرمرکب از آن اجزا بود. (حلبی، ۱۳۶۵، ص۲۷۸.) ابوریحان بیرونی (۳۶۲-۴۴۲ق، مقارن با ۹۷۳-۱۰۵۳م) معاصرِ وی، درباره اختراع بی‌نظیرش چنین می‌نویسد:

حقیقتاً برای ابوسعید سجزی اسطرلابی از نوع بسیط و غیرمرکب از شمالی و جنوبی دیدم که آن را زورقی نامیده بود، و او را به خاطر این اختراعش بسیار تحسین کردم، اختراعی که براساسِ اصل مستقل و قائم به خودش استوار گشته و ساخته شده بود، همان اصلی که (چنان که برخی از مردم معتقدند) می‌گوید:

حرکت کلیِ مرتبِ شرقی (از جانب غرب به شرق) همانا به زمین تعلق دارد نه فلک و آسمان. و به جانم قسم که این مسئله شبهه بسیار سخت و غیر قابلِ حلی بود (که شاید با ساخته شدنِ این اسطرلاب، مسئله حل شود) و چیزی از رد آن برای مهندسان و دانشمندان دانشِ نجوم حاصل نمی‌آید. (بیرونی، ۱۳۸۰، ص۱۲۸. و نیز: نصر، ۱۳۵۹، ص ۱۲۶).

زورقی به معنی بیضوی (Elliptic) می‌باشد، و اساس اندیشه سجزی در ساختنِ این اسطرلاب برپایه علمیِ کشف شده به‌وسیله خودش بود که قایل به منظومه شمسی با مدارهایی بیضوی برای سیاراتِ آن بود. از این‌رو می‌بینیم که کاشف و نظریه‌پردازِ اصلی درباره سیستم منظومه‌ای نه تنها کوپرنیک نبوده است، بلکه اساساً این اندیشه به فکر غربی‌ها خطور نکرده است، و هر آنچه که در این‌باره گفته‌اند به برکت دزدی‌هایی بوده است که از کتاب‌ها و منابع مسلمانان به انجام رسانده‌اند.

به هر حال، از این نوع تحسین و استقبالی که ابوریحان از سجزی و اختراعش کرده است روشن می‌شود که خودِ او نیز قائل به حرکتِ زمین و عدم مرکزیتِ آن بوده است. و همچنین، از عبارتِ اخیر، که نوشته است: «چیزی از رد آن برای مهندسان و دانشمندان دانشِ نجوم حاصل نمی‌آید». چنین بر می‌آید که خودِ ابوریحان نیز به بطلان زمین‌مرکزی و صحیح بودن نظریه حرکتِ زمین و خورشیدمرکزی، معتقد بود، که به زودی آن را بررسی می‌کنیم.

البته احتمال می‌رود که منظور بیرونی از این عبارت، این نکته باشد که فرضِ سکون یا حرکتِ زمین، در نحوه محاسباتِ نجومی فرقی اساسی ایجاد نمی کند. همان گونه که عده‌ای از منجمان بر این باورند. (حسن زاده آملی، ۱۴۱۶ق، ج۳، ص۵۲۵، تعلیقه شماره۲۱).

۲) نظریه ابوریحان بیرونی

با توجه به این توضیحات مشخص می‌شود که خودِ بیرونی نیز از جمله منتقدان و مخالفانِ سیستم زمین‌مرکزی بوده است. بنا به نوشته ویل دورانت:

ابوریحان بیرونی در کروی بودن زمین تردید نداشت؛ معتقد بود که اشیا به طرفِ مرکز زمین جذب می‌شوند. گفته بود که داده‌های نجومی را، مطابق این فرض که زمین هر روز یک بار به دور محور خود و هر سال یک بار به دور خورشید می‌گردد، به همان سهولت می‌توان توضیح داد که اگر عکس آن را فرض کنیم. (دورانت، همان، ج۴، ص۳۱۴.) دانشمندِ جلیل‌القدر، عبدالله نعمه، در کتاب فلاسفه شیعه، در مورد نظریه ابوریحان بیرونی درباره حرکت زمین این گونه نوشته است: : شاید بیرونی اولین کسی است که اشاره به چرخیدنِ زمین بر محور خود نمود، پیش از آنکه گالیله ایتالیایی (۱۵۶۴-۱۶۴۲م) به حرکت زمین معتقد شود. (نعمه، همان، ص۶۶).

البته با توجه به توضیحاتی که درباره تلاش‌های علمی و عملیِ سجزی داده شد، روشن می‌شود که سخنِ عبدالله نعمه اعتبارِ چندانی ندارد؛ چرا که قبل از قایل شدنِ بیرونی به حرکت زمین، و لااقل قبل از مطرح نمودنِ چنین نظری در آثارِ علمی‌اش، ابوسعید سجزی اسطرلابی با این کارکرد ساخته بود. پس بیرونی اولین کس در این عرصه نیست. از طرفی، چنانکه در ادامه ذکر می‌کنیم، نه شاید و بلکه حتما و یقیناً ابوریحان بیرونی قایل به حرکت محوری، و حتی حرکت انتقالی زمین بوده است.

علاوه بر این و از این واضح‌تر همو در کتاب قانون مسعودی، بر حرکت زمین دلیل اقامه کرده و به‌طور کاملا روشن و علمی به اثبات رسانده است:

هنگامی که چیزی از بلندی فرو می‌افتد، محل افتادن آن درست پایه خط قائم بر نقطه فرو افتادن نیست، و سقوط‌ها با زوایای مختلف نسبت به خط قائم صورت می‌گیرد، هنگامی که پاره‌ای از زمین از آن جدا می‌شود و فرومی‌افتد، دارای دو گونه حرکت است: یکی حرکتِ دورانی که از گردشِ زمین، به آن تعلق می‌گیرد؛ و دیگری حرکت مستقیم‌الخطی که از سقوط مستقیمِ آن به طرف مرکز زمین، برای آن حاصل می‌شود. اگر تنها حرکت مستقیم می‌داشت، لازم بود که محل سقوطِ آن در طرف مغربِ وضع قائم آن قرار گیرد. ولی چون هر دو حرکت در زمان واحد وجود دارد، نه در مشرقِ خط قائم سقوط می‌کند و نه در امتداد قائم، بلکه محل سقوطِ آن اندکی در جانب غرب است. (بیرونی، همان، ج۱، ص۵۰ به بعد. و نیز: شریف، ۱۳۶۷، ص۴۱۶).

اگر نیک به استدلال و شیوه نگرشِ بیرونی به آسمان و زمین، و پدیده مرموز حرکتِ اجرام در گنبدِ پیچیده کیان بنگریم، روشن می‌شود که او افق‌های بسیار والایی از مدل‌های ریاضی و فیزیکیِ زمین و آسمان را فهم کرده بود. چرا که استدلالِ ارایه شده به وسیله کوپرنیک، گالیله، و دیگران برای مدلِ خورشیدمرکزی (Heliocentric model)، و حرکت زمین را با بیان شیوا و صریحی ذکر کرده است. البته این توجه از سوی بیرونی به‌عنوان ساختارِ حقیقی و طبیعیِ زمین، نه فقط از جانبِ وی بلکه از جانبِ بوعلی سینا و پیروانِ مشائیِ او به عنوانِ ردیه‌ای برای نظریه زمین متحرک، مطرح شده بود؛ همانگونه که بعدها، خودِ کوپرنیک هنگامی که می‌خواست نظریه خورشیدمرکزی را ارایه کند با این اشکال مواجه شده، به شیوه‌ای شبیه به روش بیرونی، آن را حل کرد. فرقی که میانِ بوعلی سینا و کوپرنیک بود این است که بوعلی سینا برای رد کردنِ نظریه مبنی بر حرکتِ زمین عنوان می‌کرد، و بیرونی و کوپرنیک به عنوان دفاع از چنین رویکردی به سیستمِ سیاره‌ای منظومه شمسی. به هرحال اشکالِ بوعلی سینا با بیانی که خودش مطرح کرده است بدین قرار است:

و اگر آنچه که طرفدارانِ حرکت زمین می‌گویند درست باشد، آنگاه جسمِ افتانی که در حال سقوط است، باید از جایگاه قائم و شاقولیِ سقوطش منحرف گردد. و با توجه به اینکه در این صورت حرکتِ زمین بسیار سریع خواهد بود، آن جسم از راستای قائم به طور قابلِ ملاحظه‌ای زیاد عقب خواهد ماند، ..." (بوعلی سینا، ؟، ج۲، ص۵۵ به بعد).

نجم‌الدین کاتبی نیز در عینِ حالی که استدلال بوعلی سینا را رد کرده است، با استدلال و اشکالِ دیگری دوران و حرکتِ زمین را رد کرده است:

برخی گمان کرده‌اند که زمین حرکت می‌کند و حرکتِ آن (از مغرب) به مشرق است، و ظهورِ ستارگان در مشرق و ناپدید شدنِ آنها در مغرب به همین خاطر است، نه به این خاطر که فلکِ اعظم حرکت می‌کند، بلکه فلک اعظم ساکن است.

اما این سخن صحیح نیست، البته نه به این سبب که برخی (مثلِ بوعلی سینا) گفته اند: اگر زمین به طرف مشرق حرکت کند باید پرنده‌ای که در جهتِ حرکت زمین پرواز می‌کند نتواند (در همان محل) فرود آید، به سببِ اینکه حرکت زمین سریع‌تر از حرکت پرنده است، برای اینکه زمین (با حرکتِ سریع خود) در یک شبانه روز به جای اول خود بر می‌گردد، زیرا این ملازمه را نمی‌توان قبول کرد، چون ممکن است هوایی که به زمین متصل است با حرکت زمین حرکت کند، همان طوری که اثیر هم با فلک حرکت می‌کند؛ بلکه به این خاطر (زمین حرکت مستدیر ندارد) که دارای میل مستقیم به پایین است، و در این صورت نمی‌تواند دارای حرکت مستدیر باشد، (والا باید دارای دو میلِ متضاد باشد در حالی که این امر محال است)." (کاتبی قزوینی، ۱۳۷۵، ص۱۹۲).

نکته‌ای که کاتبی به آن اشاره کرده است بسیار عالی و تحلیلی فیزیکی از مسئله به شمار می‌رود، اما با این حال او به خاطرِ پیش زمینه‌های نادرستی که از سیستمِ منظومه‌ای داشت، از پی بردن به حقیقتِ بزرگ، و مهمِ فیزیکی و طبیعی عاجز مانده بود.

برتراند راسل نیز داستانِ این اشکال را به گونه‌ای دیگر مورد توجه قرار داده است که از نقل آن صرف نظر می‌کنیم. (راسل، همان، ج۲، ص۷۲۸).

۳) نظریه ابوعید الله بتانی

بتانی از جمله مخالفانِ سیستمِ زمین‌مرکزی بود؛ اما او در این مخالفت با توجه به توجیه‌ناپذیر بودنِ حالتِ زیروسکوپی و فرفره‌گونة زمین براساسِ مرکزیت و ساکن بودنِ آن، حرکتِ رقص محوری ( Nutation ) زمین را مطرح کرد، و با محاسبة زیرکانة این حرکت شالودة اساسیِ سیستمِ بطلیموسی (ساکن بودنِ زمین) را در هم ریخت؛ او با این کار که قدمی بسیار بزرگ در تحولِ علم نجوم بود، "با بطلیموس ـ که اوجِ خورشید را ثابت می‌دانست ـ مخالفت ورزید و ثابت کرد که اوجِ خورشید، تابعِ حرکتِ تقدیمیِ (Precession ) اعتدالین است." (الفاخوری، الجر، ۱۳۷۷، ص۳۶۵.) برای فهمِ این نوآوری بهتر است که توصیفی از حرکت اعتدالی ارایه کنیم:

نقاطِ اعتدال ثابت نیستند. [برخلافِ پنداشتِ بطلیموسیان] هر نقطه به آرامی بر دایرة بروج حرکت می‌کند و یک دورِ کامل را تقریبا در ۲۵۸۰۰ سال می‌بیماید. این حرکتِ نقاطِ اعتدال را تقدیمِ اعتدالین گویند.

... اگر فرفره‌ای را روی زمین به چرخش در آوریم به طوری که محور فرفره بر زمین عمود نباشد، نیروی ثقلِ فرفره می‌خواهد فرفره را به زمین بیاندازد، ولی چون فرفره دارای حرکت دورانی (و نیروی مرکز‌گرا Cetripetal force) است به زمین نمی‌افتد بلکه در حولِ خطِ قایمِ نقطة اتکا می‌گردد و محورش در حولِ این خط، مخروطی را طی می‌کند." (زمانی قمشه‌ای، ۱۳۸۱، ج۱، ص۱۳۵. و نیز: زیلیک و اسمیت، ۱۳۷۶، ج۱، ص۱۱۴ به بعد.) ویل دورانت نیز از نآوریهای وی سخن گفته و جایگاه والای او را مورد توجه قرار داده است. (دورانت، همان، ج۴، ص۳۱۱. (

۴) نظریه این الا علم بغدادی

ابوالقاسم این الا علم بغدادی از منجما نِ زبردستِ نیمه اولِ قرن چهارم (۳۵۰ ق، مقارن با سالِ۹۶۱م) نیز با مطالعاتی به طورِ کاملاً علمی و تحقیقی ـ پژوهشی در بسترِ آسمان، نتایج شگرفی به دست آورده بود که قابلِ توجه است؛ چرا که از میانِ دانشمندانِ اسلامی، اولین کسی بود که به‌شدت اصرار بر کرویتِ زمین کرده و تمام مناطق این کره خاکی را قابل سکونت دانسته است. و همو نیز اولین منجمی بوده که اقمار مشتری را چیزی حدودِ چهار قرن قبل از گالیله (۱۵۶۴-۱۶۴۲م) کشف و رصد کرد، و حرکتِ کلفهای خورشید را حدودِ هزار و دویست سال قبل از به وجود آمدن تلسکوپ‌های پیشرفته، مورد بحث و مطالعه قرار داده، مدار خارج مرکزِ ستاره‌های دنباله‌دار را محاسبه و تعیین کرد. (شریف، همان، ص۴۱۴. و نیز: ابن طاووس، همان، ص۱۲۵).

۵) نظریه هاتف اصفهانی

از میان دانشمندان اسلامی که در مورد زمین و آسمان نظریاتِ ویژه‌ای داشتند، نام پرآوازه هاتف اصفهانی نیک می‌درخشد. او در بسیاری از موارد در آثار شعری خود، به مرکزیت خورشید، اشاره داشته است، که یکی از آنها این بیت است:

دلِ هر ذره را که بشکافی آفتابیش در میان بینی

این بیت بیانگر دو نکته بسیار دقیقِ علمی است: یکی، هسته داشتنِ ذراتِ ریز (اتم، زیراتمی، مولکول، و...) است، که با تمام ظرافت، و دقت، افق‌های والای یافته شده از حقایقِ هستی را ذکر کرده است؛ دیگری (به طور کلی و اجمالی) عبارت است از در وسط قرار گرفتنِ خورشید به سایر اجرام است. که از لحاظ بیانِ حقیقتی از حقایق کاینات بسیار حائز اهمیت است.

۶) نظریه عضد الدین عید الرحمن بن احمد

بنا به ادعا و تحقیقِ نویسنده شیعی، عبدالله نعمه در کتابِ هشام بن حکم، نظریه گردشِ زمین به دور خورشید، به طور صریح و قاطع، حداقل دویست سال قبل از کوپرنیک و گالیله توسطِ عضدالدین عبدالرحمن بن احمد در عالم اسلام مطرح شده بود. (نعمه، ۱۴۰۵ق، ص۸۷).

۷) نظریه سیاره‌ای و منظومه‌ای ابن شاطر دمشقی

براساس اسناد و شواهد تاریخی، و همچنین تحقیق‌های علمیِ به عمل آمده از سوی برخی از دانشمندان، اولین سیستمِ اصلاح یافته خورشیدمرکزی، در دوره رکودِ علم نجوم، توسط علاء‌الدین ابوالاحسن علی بن ابراهیم، معروف به ابن شاطر دمشقی (۷۰۵- ۷۷۷ق. برابر با ۱۳۰۵- ۱۳۷۵م.) که از شاگردان مکتب ستاره‌شناسی مراغه بوده است، ارائه و بسط یافته است که تمامیِ نظریه‌پردازانِ مغرب زمین از قرن پانزده به بعد از تحقیقات و دست‌آورد‌های او استفاده کرده و نظرات او را به اسم خود به جهان علم عرضه کرده‌اند. او نتایج چندین سال زحمت و تلاش علمی و تجربیِ خود را در کتابی به نام نهایهًْ السول فی تصحیح الاصول لبطلیموس گردآوری نمود که همین کتاب به دست کسانی چون کوپرنیک و تیکو براهه و دیگران رسید، و راه را برای آنه هموار ساخت تا نظریه‌ای سامان یافته مبنی بر مرکزیت خورشید و گردش سیارات به دور آن ارائه دهند؛ گرچه نه تنها هیچ‌یک از آنان اسمی از ابن شاطر و کتاب پر اهمیتش به میان نیاورده‌اند. (جورج صلیبا،(”the development of astronomy in Mdieval Islamic Society”

۸) نظریه عده‌ای از متکلمان

شیخ مفید در کتابِ اوایل المقالات عده‌ای را به‌عنوانِ مخالفانِ زمین‌مرکزی معرفی کرده است:

گفتاری در فلک: می‌گویم: همانا فلک محیط به زمین بوده، به دورِ آن می‌گردد؛ و درونِ آن خورشید و ماه، و سایرِ ستارگان وجود دارند؛ و زمین نیز در وسطِ آن به منزله نقطه‌ای در وسطِ دایره است؛ این مذهبِ ابوالقاسمِ بلخی، عده زیادی از اهلِ توحید، و بیشترِ قدما و منجمین است؛ در حالی که عده‌ای از بصریانِ معتزلی و اهلِ نحله‌ها با آنان مخالف بوده‌اند." (شیخ مفید، ۱۴۱۳ق. ،ص۹۹.) در جای دیگری از همین کتاب نیز می‌نویسد:

گفتاری در زمین و شکلِ آن، و اینکه آیا متحرک است یا ساکن؟ می‌گویم همانا زمین به شکلِ کره، در وسطِ فلک به حالِ سکون قرار گرفته است؛ و علتِ ساکن بودنش، در مرکز بودنش است... در این مساله جبایی و پسرش، (ابن طاووس، همان، ص۱۵۴) و عده‌ای از اهلِ کلام مخالفِ نظریة زمین‌مرکزی شده‌اند." (شیخ مفید، همان، ص۹۹).

۹) نظریه عده‌ای دیگر از متکلمان

علامه مجلسی نیز به‌طورِ کاملا مبهم و کلی، عده‌ای از متکلمین را به عنوانِ مخالفانِ این تئوری معرفی کرده است با این عبارت که بسیار شبیهِ گفتارِ شیخ مفید است:

و البته در این‌باره گروهی از بصریانِ معتزلی مذهب، و دیگران اظهارِ مخالفت کرده‌اند... و همچنین جبایی و پسرش، و گروهِ دیگری از متکلمانِ مقلد در فرقه‌های گوناگون با سکونِ زمین در مرکزِ عالم مخالفت کرده‌اند." (مجلسی، ۱۴۰۴ق، ج۵۷، ص۹۸.) این عبارت نشان می‌دهد که نظریاتِ گروهِ مذکور به طورِ منبعِ صریح و دستِ اول در دستِ علامه مجلسی نبوده او فقط به نوشته‌های شیخ مفید اکتفا کرده است؛ اما به خاطر تعصب برای نظریه زمین‌مرکزی از سوی شیخ مفید (و حتی علامه مجلسی و دیگران) اثری از تلاش‌ها و دست‌آورد‌های گروه مذکور در دست نمانده است. .

۱۰) ابوخالد سجستانی

ابوخالد حبیب بن المعلی سجستانی، که از شاگردان برجسته مکتب علمیِ امام صادق علیه‌السلام بود، یکی از بزرگترین دانشمندان علم نجوم در دوره اسلامی به شمار می‌رود. او در نجوم بندری چیره دست و ماهر بود که با استفاده از احکام علم نجوم توانست که شهادتِ امام موسی کاظم را استخراج کرده و خود را از مهلکه بزرگِ واقفیه نجات دهد. (کشی، ۱۳۴۸، ص۶۱۲. و نیز: بن‌طاووس، همان، ص۱۳۱.) همو از جمله منجمینی بوده است که در مقابل نظریه زمین‌مرکزی، تلاش‌های علمیِ زیادی به انجام رسانید. و نظریه گردش زمین به دور خورشید را مطرح نمود.

۱۱) ابوالقاسم علی بن القاسم قصیری

بنا به گزارش و نوشته سید بن طاووس، ابوالقاسم قصیری نیز از دانشمندانی است که قایل به گردش سیارات هفتگانه به دور خورشید بوده است به طوری که حتی کتابی در زمینه تشریح این نظریه و توضیح انواع حرکات سیارات نوشته است، که نام آن "ترتیب حساب دساتر الکواکب السبعه" می‌باشد. (ابن طاووس، همان، ص۱۲۸).

۱۲) حافظ شیرازی

همانگونه که بعدا نیز اشاره و تبیین خواهد شد، حافظ از جمله شعرایی است که با مهارت و زیرکیِ تمام، نکات و مسائل زیبایی درباب نجوم و اختران بیان کرده است. او در یکی از غزل‌های خود اینگونه سروده است:

گوی زمین ربوده چوگان عدلِ اوست وین بر کشیده گنبدِ نیلی حصار هم

عزم سبک عنان تو در جنبش آورد این پایدار مرکز عالی مدار هم

تا از نتیجه فلک و طورِ دور اوست تبدیلِ ماه و سال و خزان و بهار هم

حافظ با ظرافت و زیبایی در این ابیات جنبش و حرکت زمین را مورد تصریح و تأکید قرار داده است. نکاتی که در این سخن بسیار مهم، توجه فکرِ ظریف اندیشه را جلب می‌کند عبارت‌اند از:

۱) کرویتِ زمین: با تعبیرِ "گوی زمین"؛

۲) قانون جاذبه عمومی: با تعبیرِ "ربوده" در بیت اول که هم زمین و هم کنید نیلی حصار را در برمی‌گیرد؛

۳) حرکت و جنبشِ زمین در مقابل سکون مرکزیت آن: با تعبیر "جنبش و مرکزی عالی مدار" در بیت دوم؛

۴) پدید آمدنِ فصل‌ها، و ماه و سال به واسطه حرکتِ زمین، نه دوران افلاک: با بیت سوم.

ظریف‌اندیشی و افق‌های بلند و والای حافظ در این سه بیت کاملاً نمایان است و اگر ابیات و اشعارِ دیگرِ دیوان او بازخوانی و بازاندیشی شود، نکات، غرائب، و حقایقِ والای بیشتری در پیش روی مشتاقانِ حقیقت قرار می‌گیرد. (غزنی، ۱۳۶۳، ص۸۹ و بعد).

۱۳) نظامی گنجه‌ای

بنا به اظهارِ برخی از نویسندگان، نظامی گنجوی نیز از جمله شعرایی است که نظریه حرکت زمین را به صراحت در نظم کشیده است. استناد اصلی برای اثبات این مدعا، اشعاری است که نظامی در بندِ چهارم از مقدمه لیلی و مجنون بیان کرده است که البته اینگونه تطبیق‌ها نوعی توجیه به‌شمار می‌رود؛ زیرا عبارات و اشعارِ نظامی در مواردِ استناد شده، جز در گوی و ارگیِ زمین و نیروی جاذبه آن، در چیز دیگری صریح نیست. ( ثروتیان، ۱۳۶۹، ص۹۸ و بعد).

پیشرفت و تعالی (Elevation ) مسلمانان در این نظریات به شکلی که بررسی شد، محدود نمی‌شود. به تصویر کشیدنِ اوج تعالی و گشودن افق‌های ناپیدای علوم در بستر علوم اسلامی، تحقیق و بررسی‌های گسترده‌ای به خود می‌طلبد؛ تا پژوهشگرها و متخصص‌های شاخه‌های گوناگونِ علوم با کاوش و کنکاش در منابع اصیلِ اسلامی و دانشمندانِ دوره اسلامی صفحه و صحنه پیشرفت در قرن بیست‌ویکم به‌گونه‌ای دیگر رقم بخورد.

● مخالفان نظریه زمین‌مرکزی در میان دانشمندان غربی (پس از رنسانس)

با توجه به چنین روندی از شکل‌گیری و بررسیِ نوآورانه درباره زمین و آسمان، در میان مسلمانان، حال نوبت به بررسی این روند در میان دانشمندان غربی می‌رسد. با در نظر گرفتنِ این نگرش تاریخی به مسئله، و شروعِ اولین نقادی‌های غربی‌ها از نظریه زمین‌مرکزی چندین قرن بعد از مسلمانان، به خوبی روشن می‌شود که دست‌آورد‌های علمی مسلمانان چقدر با اهمیت و قابل توجه بوده است؛ درحالیکه هیچ نوع توجه و رویکردی به این مسئله از سوی دانشمندانِ غربی به وقوع نپیوسته است. (همانگونه که اشاره شد، رویکردِ غربی‌ها از اولین دستیابی به منابع اسلامی تاکنون، غارت‌گرانه و دزدی بوده است.) در اینجا فقط دو مورد از بازاندیشی‌های غربی‌ها را که مهم‌اند ذکر می‌کنیم. و باید توجه داشت که هر تحولی در نجوم مسیحیانِ غربی پس از شروع این باز اندیشی‌ها به وقوع پیوسته است، همه و همه، با اثر پذیری از دست آورد‌های مسلمانان بوده است.

۱) اولین نقادی‌های غربی‌ها از هیاتِ بطلیموس به وسیله بوریدان

به هرحال، با گذشتن از سخنِ چنین فاجعه‌ای تاریخی، اولین نگرش‌ها و بررسی‌های نقادانه درباره سیستم زمین‌مرکزی در غرب چیزی حدودِ چهار قرن بعد از مسلمانان شروع و به ظهور رسیده است؛ یعنی در نیمه اولِ قرن چهاردهمِ میلادی. یکی از دانشمندان غربی به نام لیندبرگ در این باره، چنین می‌نویسد:

جویاترین تحقیقاتی که درباره تبعات و استلزام‌های یک زمین چرخان به عمل آمد، در قرن چهاردهم و به وسیله ژان بوریدان (معروف ـ ۱۳۰۰ تا ۱۳۵۸م ـ در موردِ الاغِ گرسنه و تشنه که یادش در ص۱۶ گذشت.) و نیکول اورم صورت گرفت. در این تحقیقات فکرِ برداشتنِ زمین از مرکزیت عالم در کار نبود؛ آنچه ژان بوریدان و اورم در اندیشه داشتند، صرفاً گردشِ روزانه زمین بر گرد محورش (حرکت وضعی آن) بود." (لیندبرگ، ۱۳۷۷، ص۳۴۸ و بعد.) آنها دلیلی شبیه به دلیلِ برخی از منجم‌های اسلامی، یعنی عدم افتادن مستقیمِ یک جسم افتان، اقامه می‌‌کردند.

۲) نظریه جیمز برادلی

در سر آغازِ رویکرد‌های نوین به آسمان و زمین در غرب، تازه این اولین و تا دو ـ سه قرن بعد از آن آخرین دقت و بررسی بود. و تقریباً هیچ دانشمندی تا سه قرن بعد از آن نتوانست حرکت زمین را به‌طور علمی و استدلالی مطرح کرده، به اثبات برساند، تا اینکه جیمز برادلی (J.Bradley, ۱۶۹۳-۱۷۶۲)، در اوایل قرن هجدهم به‌طور معجزه‌آسایی به این مهم دست یازید. بنا به گفته یکی از دانشمندان غربی:

روزی که در رودخانه تیمس به گردش پرداخته بود و حرکاتِ باد نمای قایق را تماشا می‌کرد، متوجه شد که امتداد بادنما، در نتیجه تغییر امتدادِ سرعت حرکت قایق تغییر می‌‌کند. لذا دریافت که تغییرِ امتداد بادنما فقط از ناپایداری امتداد باد نیست بلکه ترکیبِ سرعتِ باد و کشتی موجب این تغییرات است. به سبب این مشاهده ( Observation ) ناگهان حدس زد که شاید سبب تغییر امتداد شعاع نورانی ستارگانِ ثابت به زمین نتیجه ترکیب حرکتِ نور و حرکت زمین باشد و سبب امکانِ قبول این فرض این بود که شصت سال قبل از وی، رومِر (به شرح مذکور در متنِ کتاب) ثابت کرده بود که سرعت نور متناهی است و بنابراین می‌دانست که سرعت حرکت زمین با سرعت نور قابل مقایسه است و لذا ترکیبِ این دو سرعت، معقول و منشأِ اثر است." (هاپوود جیمز، ۱۳۸۱، ص۷۸، پاورقی).

این دو مورد نخستین پیشینه برای بازاندیشی درباره مسایل تجربی و عینی در علم مکانیک آسمان(Celestial mechanics) بود که در غرب به وقوع پیوست. و هر چه در عالمِ غرب مشاهده شده است، پس از این دو مورد بوده است و در حقیقت، خودِ دانشمندان غربی تقریباً همه آنچه ارائه کرده‌اند برگرفته از منابع به غارت رفته از سرزمین‌های اسلامی بوده است. پس از رسیدنِ آثار علمی دوره اسلامی علوم به دست غربی‌ها ده‌ها سال طول کشید تا بتوانند به‌طور پراکنده و ناقص، نظریاتِ دانشمندان اسلامی را از کتاب‌های آنها استخراج کرده و به صورت محدود و تدریجی مطرح کنند؛ و دلیل اساسیِ این تاخیر در ارائه نظریاتِ جدید در ستاره‌شناسی و مکانیک آسمان، درک نکردنِ سطح و عمقِ مباحث و مسائل مطرح شده در آثار مسلمانان توسط آنان بود. این عامل باعث شده است تا حتی امروزه نیز بسیاری از زوایای عمیقِ علمی همچنان در این آثار پوشیده بماند.

● موقعیتِ زمین و خورشید در زبانِ قرآن و روایات زمین و خورشید در قرآن

همه آثار و دست‌آورد‌های عمیقِ علمی مسلمانان در دوره شکوفایی علوم، مرهون معارف و آموزه‌های والای متونِ دینی است. در علم نجوم نیز الهام‌هایی از قرآن و زبانِ ائمه علیهم‌السلام رهنمون دانشمندان به افق‌های برتر از یافته‌های یونانی‌ها بوده است که اشاره و بررسی برخی از آنها مفید خواهد بود. آیات و روایاتی که ذکر می‌شود مواردی هستند که مورد استناد گذشتگان بوده است و در زمینه‌ها و مسائل دیگری از علومِ نجوم، فیزیک، و کیهان‌شناسی، معارف و آموزه‌های دست‌نخورده‌ای وجود دارد که استخراجِ آنها همتِ عالی و تلاش اساسیِ مسلمانان را به خود می‌طلبد. مسائلی نظیرِ: حفره‌های آسمانی، فواصل ستارگان، موجودات فرازمینی ( Transterrestrial )، وجود سیاراتِ مسکون، و بسیاری دیگر از مسائل که مسلمانان به خاطر عواملِ متعددی، به کشف و بازخوانیِ آن آموزه‌ها توفیق نیافته‌اند.

۱) آیاتی از سوره یس و تفسیرِ علامه طباطبایی از آن

"والشمس تجری لمستقر لها ذلک تقدیر العزیز العلیم جریان شمس همان حرکت آن است، و لام در جمله "لمستقرلها" به معنای الی ـ به سوی و یا برای غایت ـ تا می‏باشد. و کلمه مستقر مصدر میمی و یا اسم زمان و یا اسم مکان است؛ و معنای آیه این است که: خورشید به طرف قرار گرفتن خود حرکت می‏کند و یا تا آنجا که قرار گیرد حرکت می‏کند، یعنی تا سرآمدن اجلش، و یا تا زمان استقرار، و یا محل استقرارش حرکت می‏کند. حال ببینیم معنای جریان و حرکت خورشید چیست؟ از نظر حس اگر حساب کنیم، حس آدمی برای آفتاب اثبات حرکت می‏کند، حرکتی دورانی پیرامون زمین، و اما از نظر بحث‌های علمی قضیه درست به عکس است؛ یعنی خورشید دور زمین نمی‏چرخد، بلکه زمین به دور خورشید می‏گردد. و نیز اثبات می‏کند که: خورشید با سیاراتی که پیرامون آنند به سوی ستاره نسر ثابت حرکتی انتقالی دارند.

و به هر حال حاصل معنای آیه شریفه این است که: آفتاب پیوسته در جریان است، مادامی که نظام دنیوی بر حال خود باقی است، تا روزی که قرار گیرد و از حرکت بیافتد، و در نتیجه دنیا خراب گشته، این نظام باطل گردد. ...اما اینکه بعضی جریان خورشید را بر حرکت وضعی خورشید به دور مرکز خود حمل کرده‏اند، درست نیست، چون خلاف ظاهر جریان است، زیرا جریان دلالت بر انتقال از مکانی به مکانی دیگر دارد. ..."و القمر قدرناه منازل حتی عاد کالعرجون القدیم" آیه شریفه از آیت قمر، تنها احوالی را که نسبت به مردم زمین به خود می‏گیرد بیان کرده، نه احوال خود قمر را و نه احوال آن را نسبت به خورشید؛ و از این جا است که می‏توان گفت: بعید نیست مراد از تجری در جمله "و الشمس تجری لمستقر لها"، اشاره باشد به احوالی که خورشید نسبت به ما دارد، و حس ما از ظاهر این کره احساس می‏کند، و آن عبارت است از حرکت روزانه و فصلی و سالیانه‌اش؛ همچنین بعید نیست که مراد از جمله "لمستقر لها" اشاره باشد به حالی که خورشید فی‌نفسه دارد، و آن عبارت است از اینکه نسبت به سیاراتی که پیرامونش در حرکتند، ساکن و ثابت است، پس گویا فرموده: یکی از آیت‏های خدا برای مردم این است که خورشید در عین اینکه ساکن و بی‌حرکت است، برای اهل زمین جریان دارد، و خدای عزیز علیم به وسیله آن سکون و این حرکت پیدایش عالم زمینی و زنده ماندن اهلش را تدبیر فرموده، و خدا داناتر است. ..."و کل فی فلک یسبحون" یعنی هریک از خورشید و ماه و نجوم و کواکب دیگر در مسیر خاص به خود حرکت می‏کند و در فضا شناور است، همان‌طور که ماهی در آب شنا می‏کند، پس کلمه فلک عبارت است از همان مدار فضایی که هریک از اجرام آسمانی در یکی از آن مدارها سیر می‏کنند، و چون چنین است بعید نیست که مراد از کلمه کل هر یک از خورشید و ماه و شب و روز باشد، هرچند که در کلام خدای تعالی شاهدی بر این معنا نیست و اگر در جمله "یسبحون" ضمیر جمعی آورده که خاص عقلا است، برای این است که اشاره کند به اینکه هر یک از اجرام فلکی در برابر مشیت خدا رام است و امر او را اطاعت می‏کند، عیناً مانند عقلا، همچنان که این تعبیر در جای دیگر نیز آمده و فرموده است: "ثم استوی الی السماء و هی دخان فقال لها و للأرض ائتیا طوعا او کرها قالتا اتینا طائعین"." (طباطبایی، ۱۳۷۴، ج۱۷، ص۱۳۳ به بعد. و نیز: طباطبایی، ۱۳۷۴، ج۱۷، ص۸۹ و بعد).

۲) ذکر برخی دیگر از آیاتِ قرآنی در زمینه انواع حرکت‌های زمین:

برخی از اساتیدِ فن نجوم و مفسران قرآن، در زمینه اثبات نوعی حرکت برای زمین ذکر کرده‌اند که در اینجا فقط به‌طور گذرا و مختصر یادآوری می‌شود:

الف)" و تری الجبال تحسبها جامده و هی تمر مر السحاب" (نمل/۸۸)

ب) "هو الذی جعل لکم الارض ذلولا فامشوا فی مناکبها" (ملک/۱۵)

ج) "و الذی جعل لکم الارض مهدا" (طه/۵۳)

د) و الارض بعد ذلک دحاها" (نازعات/۳۰) (زمانی قمشه‌ای، همان، ج۱، ص۷۰ به بعد).

و آیات دیگری که در این باب مطرح شده است. و ما از بررسیِ کامل و مفصلِ آن‌ها در این مختصر چشم‌پوشی می‌کنیم.

● زمین و خورشید در روایات

روایاتِ زیادی در متنِ کتاب‌های حدیثیِ شیعه وارد شده است که به نوعی دلالت بر حرکتِ زمین در عرصه آسمان دارند، که ملاحظه آنها از لحاظِ نگرشِ درون‌دینی به مسئله هیات و دین، بسیار مهم است؛ از این‌رو برخی از آنها را با توجه به عینِ عباراتی که در این روایات آمده است بررسی می‌کنیم.

۱) روایتِ مربوط به مناظره امام رضا علیه السلام با اهل کتاب:

در روایتی که از ماجرای مناظره امام رضا علیه السلام با اهل کتاب و فضل بن سهل، نقل شده است، به‌طور کاملاً صریح و دقیق، مرکزیت خورشید در وسطِ آسمان را بر می‌خوانیم:

"روزی امام رضا علیه السلام، در مرو با مأمون و فضل، بر سرِ سفره‌ای نشسته بودند، که اشعث بن حاتم پرسید: آیا روز، اول خلق شده است یا شب؟ امام در پاسخ فرمود: از قرآن جواب دهم یا از علم حساب (علم نجوم)؟ فضل در آن هنگام گفت: از هر دو پاسخ بگو. امام فرمود: البته می‌دانید که طالع دنیا، سرطان است؛ و سیارات موضعِ شرفِ آن هستند، زحل در برج میزان، مشتری در برج سرطان، خورشید در برج حمل، و ماه در برج ثور قرار دارند؛ و این قضیه دلالت دارد بر اینکه خورشید در وسطِ آسمان قرار دارد؛ و این نکته موجب می‌شود بر اینکه روز قبل از شب خلق شده باشد.

اما دلیلِ این مسئله از قرآن این است که حق تعالی فرمود: سزاوار نیست که خورشید ماه را درک کند، و شب از روز پیشی بگیرد." (ابن شهرآشوب مازندرانی، ۱۳۷۹ق، ج۴، ص۳۵۳. و نیز: مجلسی، همان، ج۵۴، ص۲۲۶. برای اطلاع از اصطلاحاتِ به کار رفته در روایت، رجوع به کتاب‌های زیر بسیار مفید خواهد بود: مسعودی، ۱۳۸۲، ص۱۵۰. قمی، ۱۳۷۵، ص۵۸ به بعد. و نیز: حسن‌زاده آملی، ۱۳۷۱، ج۱، ص۶۹ به بعد).

همانگونه که از کلمات و عباراتِ این روایت معلوم می‌شود، امام علیه السلام، خواسته است در قالبِ این اصطلاحات، ثابت بودنِ خورشید برای گردشِ سیارات به دورِ آن را بیان نماید؛ لذا معنا کردنِ آن بر اساس زمین‌مرکزی و هیاتِ بطلیموسی، نادرست است. (همانگونه که استاد حسن‌زاده آملی به این عمل دست زده‌اند: دروس هیات و دیگر رشته‌های ریاضی، ج۱، ص۷۱ و بعد. و نیز، همانگونه که علامه مجلسی و سید بن طاووس چنین کاری کرده‌اند: بحارالانوار، ج۵۴، ص۲۲۶ به بعد).

۲) بیان امام علی علیه السلام درباره نحوه حرکت زمین:

حضرت علی علیه السلام با بیانی زیبا و صریح، در یکی از خطبه‌هایش معروف به "عجایبی از ساختار هستی"، حرکتِ زمین را به حقیقت‌جویان طریقِ امامت و کمال یادآور شده است که مثل سایر رهنمودهای انسان سازش، مورد غفلت واقع شده، و از سوی مفسران و شارحانِ گفته‌های آن حضرت، براساسِ اندیشه‌های وام گرفته شده از یونانیانِ باستان، ترجمه و توضیح داده شده است. این نکته نغز در گفتارِ ایشان چنین است:

"... و محکم زمینی را که آسمان آن را حمل می‌کند ... کوه گردانید سنگینیِ آن را ... پس زمین علی رغمِ اینکه دارای حرکت است ساکن شد ... همانا در این حقیقت عبرتی برای کسانی است که خشیت الهی دارند." (امام علی، ۱۴۱۵ق، ص۴۴۴، خ۲۱۱).

اما عبارتی با این وضوح و صراحت از سوی مفسران و شرح‌دهندگانِ فرمایشات امام، با پشتوانه‌های فکریِ زمین‌مرکزی تفسیر و تشریح شده است؛ و براساسِ آن پنداشت‌ها توجیه‌های بی‌جا و بی‌ربطی به هم بافته‌اند، که انسانِ اندیشمند با مطالعه آن بسی در تأسف و افسوس فرو می‌رود. (ابن ابی الحدید، ۱۴۰۴ق، ج۱۱، ص۵۸. و نیز: مجلسی، همان، ج۵۴، ص۴۱)

۳) بیانِ امام صادق علیه السلام در رد دورانِ فلک:

شخصی به اسمِ هشام خفاف که اهل عراق بوده است، از امام صادق علیه السلام نقل کرده است:

روزی در خدمتِ ایشان بودم که فرمود: بینش تو نسبت به نجوم چگونه است؟ سپس پرسید: دورانِ فلک چگونه است؟ من هم با چرخاندنِ کلاهم به ایشان نشان دادم؛ در حالیکه ایشان فرمود: اگر حقیقت آنگونه است که تو می‌گویی، پس حال و روزِ ستاره‌های مهمی صورت‌های فلکیِ دب اکبر و دب اصغر یعنی) بنات النعش، جدی، و فرقدین، چیست که در طول ایام سال هیچ نوع گردشی از آنچه که تو نشان دادی ندارند؟ من در پاسخ به ایشان گفتم: به خداوند قسم یاد می‌کنم که من در این‌باره هیچ نمی‌دانم و تا کنون از هیچ کسی از اهل علم نجوم چنین مسئله‌ای نشنیده‌ام که مطلبی در این مورد گفته باشند. ..." (کلینی، ۱۳۶۵، ج۸، ص۳۵۲. و نیز: مجلسی، همان، ج۴۷، ص۲۲۵).

روشن است که ستاره‌های پیرامونِ هر دو قطب به میزانی ویژه خود نیزحرکت می‌کنند، اما آنچه مهم است این نکته است که حرکتِ آن ستاره‌ها به هیچ عنوانی قابل مقایسه و تطبیق با حرکت و جابجاییِ ستاره‌های منطقه استوایی، دایره البروجی (Ecliptic )، و منطقه البروجی ( Zodiac ) نیست؛ از این‌رو امام در مقایسه بسیار ساده و قابل فهمی، حرکت آن ستاره‌ها را رد نمود تا به منجم عراقی آموزش دهد که دوران کواکب آنگونه که در ظاهر به چشم می‌آیند نمودی بیش نیست، و نظریه دوران افلاک نیز به آن مفهومی که در عالم علمِ نجوم رایج است، باطل و توهمی بیش به شمار نمی رود.

۴) بیان امام صادق علیه السلام درباره حرکت زمین

 

امام صادق علیه السلام در مناظره‌ای با یکی از زندیقانِ زمان خود که سوالاتی از ایشان پرسیده بود، اینگونه پاسخ گفته است:

...هر آینه اشیای عالم بر پدید آمدنِ خود گواهی می‌دهند، مثلا دورانِ فلک با هر آنچه که در اوست، به حرکت درآمدنِ زمین با هر آنچه که بر روی آن است، و دگرگونی زمان‌ها، و همه حوادثی که با کم و زیادیش اتفاق می‌افتند، دل و جانِ آدمی را بر این می‌دارند که برای تمام عالم سازنده و تدبیرگری است. ..." (احمد بن علی طبرسی، ۱۴۰۳ق، ج۲، ص۳۳۶. و نیز: مجلسی، همان، ج ۱۰، ص۱۶۴).

▪ دقت در عبارات این روایت، چند نکته را روشن می‌کند:

ـ براساسِ روایتی که دوران فلک را رد کرده بود، چنین به نظر می‌رسد که تعبیرِ دوران فلک، با توجه به سیستم گردشیِ ظاهری ستارگان در گستره دیدِ آسمان، مطرح شده باشد، نه براساسِ حقیقت هستی. لذا حمل روایت به معنای زمین‌مرکزی و افلاکِ بطلیموسی، امری خلافِ ظاهر و مبنای علم شناختیِ امام بر حقیقتِ کاینات است.

ـ از طرفی، این نوع معنا، با ظاهرِ روایت که تصریح و تأکید بر "به حرکت در آمدن زمین" دارد، در تنافی و ناسازگاری می‌افتد. و علاوه بر این، با روایت قبلی نیز دچارِ تناقض و تعارض می‌شود. از این‌رو، تنها راه معنا کردنِ دوران فلک در این روایت، بر نمودِ ظاهری آسمان منحصر می‌شود.

ـ نکته مهم‌تر اینکه، تحرکِ زمین و هر آنچه بر روی آن است، به‌طورِ کاملاً صریح و بی‌پرده، حرکت کردن آن را مطرح می‌کند. و نیازی به تاویل، و یا تطبیق با نظریات علمی (چه زمین‌مرکزی و چه خورشیدمرکزی) نیست. اگرچه در روایت مذکور به مرکزیت خورشید هیچ اشاره‌ای نشده است، ولی نیک روشن است که با عنوان کردنِ حرکت زمین، مخالفتی کاملاً ظاهری و صریح با ساختار و مبانیِ سیستم زمین‌مرکزی به عمل آمده است، که خود مسئله‌ای حائز اهمیت است.

ـ بعلاوه، با توجه به تصریحی که امام درباره حرکت خودِ زمین دارد، هیچ دلیلی یر تاویلِ حرکتِ زمین در این روایت به حرکت بخش‌ها و مناطق گوناگون زمین در اثر زلزله و سایر بلایای طبیعی نیست.

با در نظر گرفتن این نکات، به‌خوبی متوجه می‌شویم که تاویل‌ها، و تفسیرهای ناهمساز و بی‌ارتباط با صریحِ روایت، که از سوی عده‌ای از محدثان و مفسران مطرح شده است، امری نادرست و بی اعتبار به شمار می‌رود. (نظیر آنچه که علامه مجلسی در تفسیر این روایت بیان کرده است: مجلسی، همان، ج۵۴، ص۷۸ به بعد).

۵) تعبیرِ حضرت علی علیه السلام درباره حرکاتِ زمین:

امام علی علیه السلام، با دو نوع تعبیرِ بسیار زیبا و نغز در خطبه معروف به اشباح (خ ۹۱) از نهج البلاغه، حرکت‌هایی بیش از یک حرکت را برای زمین مطرح نموده است، که اگر کسی با ذهنی خالی و بدون پیش‌فرض‌های نادرست به استقبالِ عبارات آن برود، بدون هیچ شکی، معارفی در ردیه و مخالفتِ صریح با سیستم زمین‌مرکزی و سکونِ آن، برخواهد خواند:

"... و حرکت‌های زمین را به سبب کوه‌های سخت و سنگینِ سر به فلک کشیده تعدیل کرد ... درنتیجه، به واسطه فرو رفتن کوه‌های در دلِ زمین، زمینِ دارای حرکات، از لرزش و اضطراب آرام گرفت." (امام علی علیه السلام، همان، ص۱۶۳، خ ۹۱. و نیز رجوع شود به: زمانی قمشه‌ای، همان، ج۱، ص۷۸).

 همانگونه که روشن است، امام علی علیه السلام در این عبارات، به موجودیتِ انواع حرکت در روند گردشیِ زمین اشاره نموده است. و این نوع تعابیر به طور صریح در رد و مخالفت با اندیشه سکون و مرکزیت زمین عنوان و مطرح شده است.

مسئله‌ای که باقی می‌ماند این است که اگر نتوان با تکیه بر این آیات و روایات بر حرکتِ زمین و خورشیدمرکزی به خاطرِ وجودِ روایاتی مخالف با آنها استدلال نمود، نهایت سخن این است که به همین طریق نمی‌توان با آیات و روایاتِ مربوط به سکونِ زمین و حرکت فلک و خورشید آن طرف قضیه را نیز اثبات کرد؛ زیرا که این دو قسم از آیات و روایات در دو طرفِ نقیض و در تقابل با هم قرار می‌گیرند. به هر حال اگر همین قدر از جنبه دین‌شناختیِ مسئله را هم نتوان اثبات کرد، تکیه ستاره‌شناسانِ شیعی بر چنین اندیشه‌ای با توجه به آموزه‌های دینیِ برگرفته از معارف اهل بیت برای اثبات مسئله کافی است. 

منابع

ابن ابی الحدید، عبدالحمید، شرح نهج البلاغه، قم، کتابخانه آیت الله مرعشی نجفی، ۱۴۰۴ق، (افست از چاپ دوم، داراحیاء الکتب العربیه، ۱۳۸۷ق.)

ابن طاووس، سید رضی الدین علی بن موسی بن جعفر، فرج المهموم، قم، دار الذخائر، ۱۳۸۷.

ابوعلی سینا، حسین بن عبد الله، طبیعیات شفاء، ج۲.

ارسطو، در آسمان، اسماعیل سعادت، تهران، هرمس، اول، ۱۳۷۹.

اکرمی، موسی، کیهان‌شناسی افلاطون، تهران، دشتستان، اول، ۱۳۸۰.

الفاخوری، حنا، الجر، خلیل، تاریخ فلسفه در جهانِ اسلام، عبدالمحمد آیتی، تهران، انتشارات علمی و فرهنگی، بنجم، ۱۳۷۷.

امام امیر المومنین، علی بن ابی طالب علیه السلام (سید رضی)، نهج ‏البلاغه، صبحی صالح، قم، دار الاسوه، اول، ۱۴۱۵ق.

بیرونی، ابوریحان محمد بن احمد، استیعاب الوجوه الممکنه لصنعه الاصطرلاب، به تحقیقِ مرحوم سید اکبر جوادیِ حسینی و مقدمه استاد بزرگوار علامه حسن‌زاده آملی، مشهد، بنیاد پژوهش‌های اسلامی آستان قدس رضوی، اول، ۱۳۸۰.

بیرونی، ابوریحان محمد بن احمد، تحقیق ما للهند، لبنان، بیروت، عالم الکتب، الطبعه الثانیه، ۱۴۰۳ق-۱۹۸۳م.

بیرونی، ابوریحان محمد بن احمد، القانون المسعودی، هند، حیدرآباد الدکن، مطبعه مجلس دائرهًْ المعارف العثمانیه، الطبعه الاولی، ۱۳۷۳ق-۱۹۵۴م، ج۱. ثروتیان، بهروز، آیینه غیب نظامی گنجه‌ای، تهران ـ کرج، نشر کلمه ـ دانشگاه آزاد اسلامی کرج، اول، ۱۳۶۹.

جورج صلیبا،(”the development of astronomy in Mdieval Islamic Society”

حسن بن علی قمی، ابونصر، المدخل الی علم احکام النجوم، تحقیق جلیل زنجانی، تهران، انتشارات علمی و فرهنگی، و دفتر نشر میراث مکتوب، اول، ۱۳۷۵.

حسن‌زاده آملی، حسن، دروس هیات و دیگر رشته‌های ریاضی، قم، دفتر انتشارت اسلامی، اول، ۱۳۷۱، ج۱.

حلبی، علی اصغر، تاریخ تمدن اسلام، تهران، بنیاد، اول، ۱۳۶۵.

دورانت، ویل، تاریخ تمدن، تهران، انتشارات علمی و فرهنگی، ۱۳۶۷، ج ۲،ج۴.

دبیران کاتبی قزوینی، نجم‌الدین، حکمهًْ العین، دکتر عباس صدری، تهران، انتشارات دانشگاه علامه طباطبایی، اول، ۱۳۷۵.

راسل، برتراند، تاریخ فلسفه غرب، نجف دریابندری، تهران، پرواز، ششم، ۱۳۷۳، ج۱، ج۲.

زمانی قمشه‌ای، علی، هیات و نجوم اسلامی، قم، موسسه فرهنگی سماء، اول، ۱۳۸۱، ج۱.

زیلیک و اسمیت، نجوم و اختر فیزیک مقدماتی، جمشید قنبری و تقی عدالتی، مشهد، انتشارات آستان قدس رضوی، اول، ۱۳۷۶، ج۱.

سید رضی، ابوالحسن محمد بن حسین بن موسی موسوی بغدادی، نهج‌‏البلاغه، صبحی صالح، قم، دارالاسوه، اول، ۱۴۱۵ق.

شریف، میان محمد، تاریخ فلسفه در اسلام، احمد آرام (بخش ریاضیات و نجوم) تهران، مرکز نشر دانشگاهی، اول، ۱۳۶۷.

طباطبایی، سید محمد حسین، ترجمه المیزان، سید محمد باقر موسوی همدانی، قم، دفتر انتشارات اسلامی، پنجم، ۱۳۷۴، ج۱۷.

طباطبایی، سید محمد حسین، المیزان فی تفسیر القرآن، قم، اسماعیلیان، چهارم،۱۳۷۴، ج۱۷.

طبرسی، ابومنصور احمد بن علی، الاحتجاج، تحقیق سید محمدباقر موسوی خراسانی، مشهد، نشر مرتضی، ۱۴۰۳ق (افست از چاپ ۱۴۰۱ق، بیروت، موسسه الجواد)، ج۲.

غزنی، سرفراز، سیر اختران در دیوان حافظ، تهران، انتشارات امیرکبیر، ؟، ۱۳۶۳.

قرآن کریم، ترجمه محمد کاظم معزی، تهران، موسسه انتشاراتی صابرین، اول، ۱۳۷۵.

کرومبی، آ.سی، از آگوستین تا گالیله، احمد آرام، تهران، سمت، اول، ۱۳۷۱، ج۱.

کشی، محمد بن عمر، رجال الکشی، مشهد، دانشگاه مشهد، ۱۳۴۸.

کلینی، محمد بن یعقوب بن اسحاق کلینی رازی، الکافی، تهران دارالکتب الاسلامیه، چهارم، ۱۳۶۵، ج۸.

گمپرتس، تئودور، متفکرانِ یونان، محمد حسن لطفی، تهران، خوارزمی، اول، ۱۳۷۵، ج۳.

لیندبرگ، دیوید. سی، سرآغازهای علم در غرب، دکتر فریدون بدره‌ای، تهران، انتشارات علمی و فرهنگی، اول، ۱۳۷۷.

مجلسی، محمد باقر، بحارالانوار، لبنان، بیروت، موسسهًْ الوفا، ۱۴۰۴ق، ج۱۰، ج۴۷، ج۵۴، ج۵۷.

محمد بن شهرآشوب مازندرانی، رشیدالدین، مناقب آل ابی طالب علیه السلام، قم، موسسه انتشارات علامه، ۱۳۷۹ق، ج۴.

مسعودی، شرالدین محمد بن مسعود، جهان دانش، تهران، میراث مکتوب، اول، ۱۳۸۲.

مفید، محمد بن محمد بن نعمان، اوایل المقالات، قم، کنگره شیخ مفید، اول، ۱۴۱۳ق.

نصر، سید حسین، علم و تمدن در اسلام، احمد آرام، تهران، خوارزمی، دوم، ۱۳۵۹.

نعمه، عبدالله، فلاسفه شیعه، سید جعفر غضبان، تهران، انتشارات علمی و فرهنگی، اول، ۱۳۶۷.

نعمه، عبدالله، هشام بن حکم، لبنان، بیروت، دارالفکر، ؟، ۱۴۰۵ق.

هلزی هال، لویس ویلیام، تاریخ و فلسفه علم، عبدالحسین آذرنگ، تهران، سروش ، اول، ۱۳۶۳.

هیات نویسندگان زیر نظر سروپاولی رادا کریشنان، تاریخِ فلسفه شرق و غرب، خسرو جهانداری، تهران، سازمان انتشاراتِ علمی و فرهنگی، اول، ۱۳۶۷، ج۱.

هاپوود جیمز، جیمز، فیزیک و فلسفه، علی قلی بیانی، تهران، انتشاراتِ علمی و فرهنگی، سوم، ۱۳۸۱. 

آفتاب

 

اسلوبی از زمین تا آسمان 

 

 

 

نگاهی به روش های تعیین فاصله ستارگان . . . 

تماشای تک تک ستارگان در شب ما را ترغیب می کند که بدانیم این ستاره های غول پیکر که به سبب فاصله زیادشان، از روی زمین آنها را همچون نقطه هایی درخشان می بینیم واقعاً در چه فاصله یی از ما قرار گرفته اند. بررسی ابعاد ستاره، درخشندگی واقعی، جرم و برخی از ویژگی های بنیادین فیزیکی یک ستاره، ابتدا وابسته به این است که بتوانیم فاصله ستاره را از خودمان به درستی محاسبه کنیم.

یکی از اندیشه هایی که مردمان دوران کهن در مورد ستارگان به آن باور داشتند بیانگر آن است که ستارگان در واقع سوراخ هایی هستند که بر گنبد آسمان وجود دارند و نورانیت ستارگان به واسطه آتشی عظیم است که پشت این گنبد شعله ور است. آنان با تماشای گردش ستارگان، ماه و خورشید گمان می کردند گنبد آسمان و همه اجرام آن به دور زمین می گردند و زمین مسطح که برترین جایگاه در عالم است در مرکز تمام کائنات قرار دارد. بدیهی است که در چنین مدلی فرض بر این بود که این سوراخ ها (یعنی همان ستارگان) همگی در یک فاصله از زمین قرار دارند. این گونه اندیشه های کهن که هیچ کدام بر پایه های علمی صحیحی استوار نبود سالیان دراز در شکل هایی مختلف در ذهن ها مانده بود و تنها با گذر زمان آهسته و به سختی جای خود را به دیدگاه های دقیق و علمی تر دادند. از اولین روش هایی که بعد از ابداع روش های هندسی برای محاسبه فاصله ستارگان استفاده می شد، روش مثلث بندی است.

مثلث بندی روشی است که نقشه برداران و مساحان نیز برای محاسبه فاصله ها روی زمین از آن استفاده می کنند. در این روش برای محاسبه جسمی که در فاصله یی دور قرار دارد ابتدا باید اختلاف منظر را به دست آوریم. یعنی سوژه مورد نظر را از دو جایگاه متفاوت مثلاً با فاصله ۵۰ متر مشاهده کرده و زاویه یی را که گمان می کنیم آن جسم در آن دو مکان از دید ناظر جابه جا شده است، محاسبه کرده و سپس با استفاده از این زاویه (اختلاف منظر) و دیگر اندازه گیری ها و همچنین روابط ریاضی موجود فاصله سوژه را از خودمان به دست آوریم.

در روش مثلث بندی هر چه جسم از ما دورتر باشد ما نیز باید برای به دست آوردن اختلاف منظر و فاصله دقیق تر، از دو مکان با فاصله بیشتر سوژه را مشاهده کنیم. مثلاً برای محاسبه فاصله ماه از زمین در روش مثلث بندی دو نفر که به فاصله شعاع زمین (اختلاف منظر زمین مرکزی) از یکدیگر قرار گرفته اند (هنگامی که در یک زمان ماه را مشاهده و اختلاف منظر را محاسبه کردند) می توانند فاصله آن را از زمین محاسبه کنند. اما به دلیل فاصله زیاد ستارگان از ما حتی اندازه شعاع یا قطر زمین برای محاسبه اختلاف منظر یک ستاره کافی نیست. در این هنگام اخترشناسان برای محاسبه «اختلاف منظر ستاره یی» از جابه جایی زمین کمک می گیرند (اختلاف منظر خورشید مرکزی) و ستاره مورد نظر را در دو زمان متفاوت مثلاً با فاصله زمانی شش ماه رصد و موقعیت آن را ثبت می کنند. بدیهی است در این مدت زمین جابه جا شده است و ما می توانیم اختلاف منظر ستاره یی را به دست آوریم.

اما روش مثلث بندی در اخترشناسی برای محاسبه فاصله تمام ستارگان موجود در کهکشان جوابگو نیست زیرا همان طور که گفتیم هرچه سوژه از ما دورتر باشد ما نیز باید فاصله بیشتری را برای محاسبه اختلاف منظر در اختیار داشته باشیم و بیشتر ستارگان از ما آنچنان دور هستند که حتی جابه جایی زمین هم نمی تواند تاثیر چندانی برای به دست آوردن اختلاف منظر ستاره یی داشته باشد. روش مثلث بندی برای محاسبه ۱۰ هزار ستاره یی که تا حدود فاصله ۹۸ سال نوری از ما قرار دارند، استفاده شده است. در واقع میلیون ها ستاره کهکشان راه شیری را که در فاصله یی بیش از ۹۸ سال نوری از ما قرار گرفته اند، نمی توان با این روش فاصله سنجی کرد زیرا عدد اختلاف منظرهای ستارگانی که در فاصله یی بیش از ۹۸ سال نوری از ما قرار دارند آنچنان کوچک است که نمی توان با آن فاصله یی دقیق را محاسبه کرد.

بعدها روش هایی با دقت بسیار بیشتر از روش مثلث بندی برای محاسبه فاصله ستارگان ابداع شد. اخترشناسان با بررسی ستاره های موجود در یک خوشه ستاره یی به دلیل آنکه همگی در یک فاصله قرار دارند و به دست آوردن حرکت و سرعت های آنها می توانند به خوبی فاصله آنها را از خودمان تعیین کنند. در روشی دیگر با بررسی طیف، درخشندگی واقعی و ظاهری یک ستاره می توانیم به طور دقیق فاصله ستاره یی را از خودمان محاسبه و تعیین کنیم.

همچنین با کشف گروهی از ستارگان متغیر به نام قیفاووسی ها که در بازه های منظمی به دلیل ناپایداری شان برونداد نوری متفاوتی دارند، می توان به خوبی فاصله سنجی کرد زیرا در متغیرهای قیفاووسی رابطه یی دقیق بین دوره تناوب نوسان و درخشندگی آنها وجود دارد و ما با دانستن دوره تناوب نوسان و درخشندگی ظاهری آنها می توانیم فاصله آنها را از خودمان محاسبه کنیم. متغیرهای قیفاووسی از مواردی هستند که موجب شده اند ما بتوانیم به واسطه آنها فاصله خودمان را از کهکشان های اطراف نیز به دست آوریم. از این رو از مهم ترین ابزارهای اندازه گیری فاصله به شمار می آیند.

 آفتاب

 

کره زمین 

 

 

 زمین ، سومین سیاره نزدیک به خورشید و بزرگترین سیاره در میان سیارات درونی است. ساختار درونی زمین مثل سایر سیارات درونی از یک هسته داخلی و یک هسته خارجی به همراه لایه‌های مذاب و نیمه مذاب و سنگی جامد تشکیل یافته است. هسته داخلی فلزی و جامد بوده و توسط هسته خارجی که فلزی و مذاب است، احاطه شده است. 

● مقدمه

زمین ، سومین سیاره نزدیک به خورشید و بزرگترین سیاره در میان سیارات درونی است. ساختار درونی زمین مثل سایر سیارات درونی از یک هسته داخلی و یک هسته خارجی به همراه لایه‌های مذاب و نیمه مذاب و سنگی جامد تشکیل یافته است. هسته داخلی فلزی و جامد بوده و توسط هسته خارجی که فلزی و مذاب است، احاطه شده است.

فاصله متوسط از خورشید ۶۰.۱۴۹ کیلومتر

قطر استوا ۱۲۷۵۶ کیلومتر

مدت حرکت وضعی ۹۳.۲۳ ساعت

مدت حرکت انتقالی ۲۶.۳۶۵ روز

سرعت حرکت انتقالی ۷۹.۲۹ کیلومتر در ثانیه

دمای سطحی ۵۵ تا ۷۰ درجه سانتیگراد

جرم (زمین = ۱) ۰۰.۱

چگالی متوسط (آب = ۱) ۵۲.۵

جاذبه (زمین = ۱) ۱

تعداد قمر ۱

زمین شرایط بسیار منحصر بفردی دارد. هیچکدام از سیارات دیگر آب مایع و جو پر اکسیژن نداشته و حیات در آنها وجود ندارد. تکامل تدریجی زمین که ۴.۵ میلیارد سال طول کشیده است، همچنان بطور طبیعی و نیز بر اثر فعالیتهای انسان ادامه خواهد داشت. همچنین چگالی زمین از تمام سیارات دیگر بیشتر است.

● زمین در آغاز شکل گیری

در اوایل پیدایش منظومه شمسی ، ذرات ریز غبار موجود در قرص خورشید که عمدتا از گاز و غبار تشکیل شده بود، پس از برخورد به هم چسبیده و اجسام بزرگ و بزرگتری را بوجود آوردند. بدین ترتیب چهار سیاره درونی از این ذرات شکل گرفتند.

۴.۵ میلیارد پیش ، زمین دارای سطحی داغ ، قرمز و نیمه مذاب بود. پس از گذشت میلیونها سال ، سطح زمین شروع به سرد شدن نمود و پوسته جامدی ، به دور زمین بوجود آمد. گازهای داغ و مواد مذاب از لایه‌های زیرین و از طریق دهانه‌های آتشفشانی بیرون زده و جو ضخیم زمین را بوجود آوردند. در همین مدت شهاب سنگهای زیادی به سطح زمین خوردند و هزاران گودال شهاب سنگی را در سطح زمین بوجود آورد. و مقدار زیادی غبار به جو زمین اضافه کردند.

پس از یک میلیارد سال ، زمین به اندازه کافی سرد شده بود تا بخار آب موجود در جو متراکم شده و قطرات آب را بوجود آورد. این قطرات آب میلیونها سال به شکل باران شدید به سطح زمین افتاده ، باعث پاک شدن جو زمین و بوجود آمدن اقیانوس شدند. کره زمین به تدریج به شکل کنونی درآمده است.

● زمین در آغاز شکل گیری

▪ با سرد شدن زمین ، شرایط لازم برای

▪ پیدایش حیات در آن فراهم شدند.

● نحوه پیدایش و تکامل زمین

زمین در بدو پیدایش بصورت کره‌ای از مواد بسیار داغ و نیمه مذاب بوده که به تدریج عناصر سنگین‌تر ته‌نشین شده و هسته فلزی را به وجود آوردند ، و در عین حال عناصر سبکتر به سطوح فوقانی آمده و جبه و پوسته را تشکیل دادند. پس از گذشت میلیاردها سال زمین سرد شد، سطح زمین جامد گشت، جو زمین شکل گرفت، و اقیانوسها بوجود آمدند. تکامل زمین هنوز ادامه دارد. پوسته زمین توسط فورانهای آتشفشانی در کف اقیانوسها نوسازی شده و دائما بر اثر زمین لرزه‌ها و حرکتهای قاره‌ای در حال تغییر و تحول است. تناسب گازهای مختلف در جو زمین نیز بر اثر دخالتهای انسان به آرامی در حال تغییر است.

● مشخصات زمین

زمین سیاره‌ای است منحصر بفرد ، دارای آب مایع و جوی که قسمت اعظم آن از نیتروژن و اکسیژن تشکیل شده که تداوم حیات را ممکن می‌سازند. در منظومه شمسی ، زمین پنجمین سیاره از لحاظ بزرگی و سومین سیاره نزدیک به خورشید است. چگالی زمین از تمامی سیارات بیشتر است.

زمین در منظومه شمسی دو نوع حرکت ، وضعی و انتقالی دارد. در حرکت وضعی زمین در یک شبانه روز به دور خودش می‌چرخد و در حرکت انتقالی در یک سال مداری بیضی شکل حول خورشید را طی می‌کند (مدار زمین).

● کره مغناطیسی

با چرخش زمین به دور خودش ، چرخه‌هایی در هسته خارجی آن که از آهن مذاب تشکیل شده بوجود آمده ، جریانهای الکتریکی تولید می‌کنند. این جریانها باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی در فضای اطراف زمین شده و پوششی محافظ در اطراف آن ایجاد می‌کنند (کمربند تشعشعی زمین). این میدان که کره مغناطیسی نامیده می‌شود، زمین را در برابر جریانهای سریع ذرات باردار بادهای خورشیدی محافظت می‌کند.

بعضی از این ذرات در دو نقطه میدان مغناطیسی به نام کمربندهای «وان آلن» به دام می‌افتد. کره مغناطیسی بیشتر بادهای خورشیدی را از زمین دور می‌کند، اما جریانهای ذرات باد خورشیدی آنقدر قوی هستند که قسمت جلویی کره مغناطیسی را مسطح نموده و باعث کشیدگی عقب آن می‌شوند.

● آینده زمین

از آنجا که حیات در زمین) وابسته به خورشید است، آینده کره زمین نیز به آینده خورشید وابسته خواهد بود. حدود ۵ میلیارد سال دیگر ذخایر انرژی خورشید تمام شده و خورشید به یک غول سرخ تبدیل می‌شود و افزایش حجم می‌دهد. گرمای شدید حاصل از افزایش حجم باعث آب شدن یخ مناطق قطبی و بالا آمدن آب اقیانوس می‌شود. سپس جو زمین شروع به تبخیر می‌کند و گیاهان خشک آتش می‌گیرند. در چنین شرایطی امکان حیات در زمین کلا از بین می‌رود.

● انتظار نجومی

▪ شاید انسان در آینده بتواند قبل از وقوع فاجعه‌های فوق زمین را به جایی دورتر از خورشید منتقل کند.

▪ شاید امکانات آینده ، انسانهای آن زمان به سیاره قابل سکونت دیگری کوچ کنند.

▪ شاید بشر بتواند مانع از وقوع فاجعه‌های فوق در خورشید و زمین شود.

▪ باید پنج میلیارد سال انتظار کشید. نقش میدان مغناطیسی در حفاظت از کره زمین

میدان مغناطیسی زمین همانند پوست پیاز کره خاکی ما را در برگرفته است. توفان های خورشیدی آن را مورد حمله قرار داده و موجب بروز توفان های الکتریکی در آن می گردند. این توفان ها نیز متعاقباً بر روی سیستم های الکتریکی زمین اثر می گذارد. اگر چه میدان مغناطیسی زمین کره خاکی ما را از توفان های خورشیدی و تشعشعات فضایی حفظ می کند اما متاسفانه این میدان مغناطیسی به تدریج در حال ضعیف ترشدن بوده و عواقب حاصل از آن مایه نگرانی کارشناسان امر است.

● نخستین خبری که ماهیت میدان مغناطیسی زمین را آشکار ساخت!

در دهه ۸۰ میلادی رسانه های گروهی از وقوع انفجارات شدید در خورشید (در منظومه شمسی) خبر داده و متذکر شدند در اثر این انفجارات، تشعشعات خطرناکی وارد جو زمین شده و ذرات الکتریکی باردار آن برای همگان مضر خواهد بود. در این گزارش ها از قطع ارتباطات رادیویی در سراسر جهان، از کار افتادن ماهواره ها و سیستم های برق رسانی سخن می رفت. این نگرانی ها همه به حق بودند. پس از انفجارهای شدید خورشیدی که ۱۴ سال پیش صورت گرفتند ابری از ذرات باردار پرانرژی ( این ذرات باردار در زبان فیزیکدانان، پلاسما نامیده می شود) با قدرتی ۱۷۰۰ بار بیشتر از روزهای معمولی، به سوی سیاره ما وزیدن گرفت. در آن زمان دانشمندان از این بیم داشتند که اگر توفان حاصل از این ذرات پر انرژی به میدان مغناطیسی زمین برسند، در میدان مغناطیسی، شدت جریان الکتریکی آنچنان زیاد خواهد بود که تقریباً تمامی فیوزهای سیستم های الکتریکی از کار خواهند افتاد. خوشبختانه این فاجعه عظیم به وقوع نپیوست. تنها برخی از فرکانس های رادیویی دچار اشکال پخش شدند و کار بعضی از ماهواره ها به صورت موقت و از روی احتیاط متوقف شد.

● میدان مغناطیسی سپر دفاعی نامریی

کارشناسان به این نتیجه رسیدند که میدان مغناطیسی زمین، سپر دفاعی نامریی ما در برابر توفان های خورشیدی و تشعشعات فضایی بوده است. با این وجود نقش پروتون ها و ذرات آلفا در این تشعشعات و همچنین نقش میدان مغناطیسی زمین هنوز هم معماهای بسیاری را در خود نهفته دارند.

اما اصولاً چرا کره زمین از دو قطب مغناطیسی برخوردار است؟ چه چیزی باعث می شود که زمین همانند یک میله مغناطیسی عظیم، آن طور که همه ما آ ن را از کلاس های درس فیزیک می شناسیم، عمل کند؟ چرا عقربه یک قطب نما همیشه جهت شمال و جنوب مغناطیسی را بر روی زمین نشان می دهد؟ (این مسئله هزاران سال پیش توسط چینی ها کشف شد.)

شاید بد نباشد توضیح دهیم که حتی تا قرن شانزدهم میلادی هم بسیاری از مردم معتقد بودند که یک کوه عظیم مغناطیسی در شمال زمین وجود دارد.

متخصصان رشته های فیزیک و زمین شناسی تنها چند دهه پیش بود که تئوری دیگری را ارائه کردند و این تئوری تازه، در انستیتوی تحقیقاتی شهر کارلسروهه مورد تائید قرار گرفت. طبق این تئوری تقریباً ۹۵ درصد از میدان مغناطیسی زمین از طریق یک ماشین دینام یا در حقیقت ژنراتوری که با کمک اثر مغناطیسی، انرژی الکتریکی تولید می کند، در ماده مذاب قشر بیرونی هسته زمین که کلاً از آهن تشکیل شده است تولید می شود. در این قشر، جریان هایی به وجود می آیند که بر اثر چرخش کره زمین شکلی مارپیچ به خود می گیرند. آزمایش های انجام گرفته نشانگر آنند که این جریان های مارپیچ، واقعاً یک میدان مغناطیسی را به وجود می آورند. میدان مغناطیسی درونی زمین بر جریان های الکتریکی خارجی در یونسفر جو زمین اثر گذاشته و به این ترتیب در برابر توفان های خورشیدی و تشعشعات زیان آور ذرات الکتریکی نقش حفاظ را بازی می کند.

البته این میدان مغناطیسی همانند میدان مغناطیسی زمین که دائماً ضعیف تر می شود، از یک ثبات دائمی برخوردار نیست. علاوه براین، بررسی سنگ های کره زمین نشان می دهد که پس از بروز یک چنین ضعفی در میدان مغناطیسی زمین، تقریباً هر ۷۵۰ هزار سال یک بار، محل قطب های شمال و جنوب مغناطیسی تغییر می کند. اما براساس محاسبات کنونی این تغییر محل قطب های مغناطیسی زمین حدوداً ۵۰۰ سال دیگر انجام خواهد گرفت. اینکه علت این پدیده چیست و آیا به این خاطر، آن طور که برخی از محققان معتقدند، آب وهوای کره زمین تغییر خواهد کرد یا اینکه اصولاً بقای حیات بر روی کره خاکی ما با خطر مواجه می شود، هنوز مشخص نیست.

● تشکیل اولیه کره زمین

انفجار منحصر به فرد یک آتشفشان، وحشت حاصل از یک زلزله، منظره بی بدیل یک دره کوهستانی، و خسارت ناشی از یک زمین لغزش موارد متناقضی هستند که ما همواره شاهد آن بر روی کره زمین هستیم.

کره زمین یک جزء بسیار کوچک از کاینات پهناور است، ولی خانه ماست. کره زمین منابع مورد نیاز برای جامعه پیشرفته و عناصر زندگی ما را تامین میکند. بنابراین آگاهی از این سیاره برای ادامه زندگی ما حیاتی است.

پدید آمدن زلزلههای اخیر که حاصل جابجائی در پوسته زمین است، و انفجار مواد مذاب از یک آتشفشان فعال، تنها نمایشگر قسمتهای پایانی از یک پروسه طولانی است که ساختار کنونی کره زمین را بوجود آورده است. پدیدههای زمین شناسی که در داخل زمین اتفاق میافتند تنها در سایه توجه به تاریخچه کره زمین و نحوه تغییرات آن در طول سالیان کهن قابل شناخت است. به همین منظور ابتدا خلاصه ای از پیدایش اولیه کره زمین ارائه میگردد.

کره زمین یکی از ۹ سیارهای است که به همراه چندین قمر و تعداد زیادی اجسام کوچکتر به گرد خورشید میگردند. طبیعت منظم و مرتبی که بر منظومه شمسی حاکم است، محققان را به این استنتاج هدایت میکند که زمین و سایر کرات هم زمان با خورشید و از عناصر اولیه یکسانی تشکیل شده باشند. بر اساس فرضیه سحابی، اجسام منظوم شمسی از یک توده بزرگ ابر دوار به نام ابر خورشیدی تکوین یافته است که این توده سحابی غالبا از هیدروژن و هلیم و درصد پایینی از عناصر سنگینتر ترکیب یافته بود.

حدود ۵ میلیارد سال پیش، این توده بزرگ ابر از گاز و ذرات ریز بر اساس جاذبه شروع به کشیده شدن به سمت همدیگر کردند. با منقبض شده این ابر مارپیچی بر سرعت چرخش آن افزوده میشد. با گذشت زمان این توده پراکنده تبدیل به یک دیسک صاف با تمرکز مواد در مرکز آن گردید.

همراه با انباشته شدن مواد برای تشکیل کره زمین، اصابت ذرات سحابی با سرعت بالا و زوال عناصر رادیواکتیو باعث افزایش تدریجی دمای کره زمین گردید. این افزایش دما به اندازهای بود که گرمای لازم برای ذوب آهن و نیکل را تامین نمود. پدیده ذوب، حبابهای مایعی از فلزات سنگین ایجاد نمود که به سمت مرکز سیاره زمین فررفتند.

علاوه بر این، در دوره ذوب، تودههای شناوری از سنگ مذاب به سطح کره زمین انتقال یافتند که با استحکام یافتن در سطح کره زمین، پوسته اولیه آن را تشکیل دهند. این مواد سنگی غنی از اکسیژن و عناصر oxygen seeking بخصوص سیلیکون و آلومینیوم و مقدار کمتری کلسیم، سدیم، پتاسیم، آهن و منگزیم بودند. این دوره اولیه تفکیک شیمیایی، سه لایه اساسی داخلی زمین یعنی هسته غنی از آهن، پوسته ابتدائی باریک و بزرگترین لایه زمین به نام گوشته را که بین هسته و پوسته قرار دارد را بوجود آورد. دید کلی

زمین کره‌ای است که روی آن زندگی می‌کنیم. بنا به باورهای دینی از خاک آن آفریده شده‌ایم و روزی دوباره به خاک آن باز می‌گردیم. این کره خاکی یکی از نه سیاره منظومه شمسی است که مانند سایر سیارات در مداری به دور خورشید می‌گردد. زمین سیاره‌ای منحصر بفرد در منظومه شمسی است که در آن آب و اکسیژن و نیتروژن که برای حیات ضروری‌اند، وجود دارد.

● تاریخچه زمین

زمین در بدو پیدایش بصورت کره‌ای از مواد داغ و نیمه مذاب بود. بتدریج عناصر سنگینتر ته‌نشین شده و هسته فلزی را بوجود آوردند و در عین حال عناصر سبکتر به سطوح فوقانی آمده و جبه و پوسته را تشکیل دادند. پس از گذشت چند میلیارد سال ، زمین سرد شد، سطح زمین جامد گشت ، جو زمین شکل گرفت و اقیانوس بوجود آمدند. تکامل زمین هنوز هم ادامه دارد: پوسته زمین توسط فورانهای آتشفشانی در کف اقیانوسها نوسازی شده ، دائما بر اثر زمین لرزه‌ها و حرکتهای قاره‌ای در حال تغییر و تحول است. تناسب گازهای مختلف در جو زمین نیز بر اثر دخالتهای انسان به آرامی در حال تغییر است.

حرکت زمین به شکل یک پوسته سنگی متشکل از ۱۲ صفحه مجزاست. هر یک از قاره‌ها روی یک یا چند صفحه قرار گرفته‌اند. این صفحات با سرعتی شبیه به سرعت رشد ناخنهای انسان در حال حرکت هستند. صفحه‌های جامد ، روی سنگهای نیمه مذاب به حالت شناور هستند که خود این سنگهای نیمه مذاب توسط جریانهای داغی که از هسته فلزی زمین فوران می‌کنند، تکان خورده و باعث حرکت صفحه‌ها در سطح زمین می‌شوند.

● چهره متغیر زمین

۲۵۰ میلیون سال پیش ، سه تکه بزرگ خشکی بهم نزدیک شدند و یک خشکی بزرگ بنام پانجیا را بوجود آوردند. بعد از مدتی دریای تتیس این خشکی عظیم را به دو قسمت لوراسیا و گندوانلند تقسیم کرد. ۱۲۰ میلیون سال پیش اوراسیا از هم شکافت و آمریکای شمالی از اروپا جدا شد. گنوانلند نیز شکافته شد و در نتیجه هندوستان به سمت جنوب آسیا حرکت کرد. قاره‌ها همچنان به حرکت خود ادامه داده و به این شکل کنونی که می‌بینیم در آمدند. ظرف چند میلیون سال آینده قاره آمریکا به حرکت خود در سمت غرب ادامه داده و قاره آفریقا به اروپا و آسیا ملحق خواهد شد.

● حیات در زمین

اولین موجودات زنده حدود ۳.۸ میلیارد سال پیش و اولین دایناسورها حدود ۱۵۰ میلیون سال پیش در زمین ظاهر شدند. حدود ۶۵ میلیون سال پیش نسل داینوسورها از بین رفت(انقراض دایناسورها). یکی از عوامل انقراض داینوسورها برخورد یک شهاب سنگ به زمین و پر شدن جو زمین از غبار بود. در چنین شرایطی نور و گرما به زمین نرسیده و یک دوره کوتاه یخبندان باعث مرگ داینوسورها بر اثر سرما و گرسنگی شده است. اگر همه تاریخچه زمین را در ۲۴ ساعت خلاصه کنیم، نخستین انسانها در ۲ ثانیه مانده به نیمه شب ظهور خواهند کرد.

● زمین و عقاید

یونانیها که پیشروان علم بودند، در قرن ششم قبل از میلاد ، زمین را کروی و ثابت فرض می‌کردند و اکثر تمدنها معتقد بودند که جهان ، زمین مرکز است. ولی بطلیموس ستاره شناس یونانی بیشتر از سایرین بر این اندیشه معروف معتقد بوده است. در جهان زمین مرکز ، زمین در مرکز عالم قرار داشته و خورشید و سیارات و ستارگان حول آن می‌گردند. سالها بعد معدودی از متفکران یونانی مخصوصا آریستار خوس اندیشه زمین مرکزی بودن دنیا را زیر سوال بردند. ولی کتاب بطلمیوس المجسی بر علم آن زمان سیطره داشت و مانع از قبول نظر آریستارخوس شد. تا اینکه در سال ۱۵۴۳ نیکلا کپرنیک ستاره شناس لهستانی ، مرکزیت را از زمین گرفته و به خورشید داد. زمین متغیر و تئوری صفحه زمین ساخت

آفتاب