ما در کجای عالم هستی قرار داریم؟
کیهان‌شناسان می‌گویند عالمی که در آن زندگی می‌کنیم به طرز غیرقابل باوری عظیم است و وسعت دقیق آن بر کسی روشن نیست.
به گزارش اقتصاد آنلاین به نقل از باشگاه خبرنگاران جوان، عصر شنبه ۴دی وقتی پرتابگر آریان ـــ ۵ محموله ۱۰میلیارد دلاری خود را از پایگاه فضایی گویان فرانسه راهی نقطه لاگرانژی۲ کرد، موجی از اشتیاق عمومی نسبت به فناوری‌های به‌کار رفته در این تلسکوپ و مأموریت جذاب آن در میان علاقه‌مندان به علم ایجاد شد. موجی جهانی که محدود به ملیت و قاره خاصی نبود و نشان می‌داد کنجکاوی بشر برای شناخت کیهان و رمزگشایی از دورانی که عالم بسیار جوان بوده محدود به هیچ مرزی نیست.
ما اکنون دقیق‌تر از هر زمان دیگری نسبت به گذشته می‌دانیم که ابعاد زمین و نسبتش با منظومه شمسی و کهکشان راه شیری از چه مرتبه‌ای است. تا امروز توانسته‌ایم به برآورد‌های کلی از موقعیت کهکشان‌ها و ساختار‌های شکل‌دهنده آن‌ها برسیم. اگر فناوری‌های به‌کار رفته در تلسکوپ جیمز وب آن‌طور که انتظار می‌رود جواب بدهد، اجزایش به درستی کار کند و همه قطعات به‌درستی در فضا باز شده و کالیبره شوند و از همه مهم‌تر خود تلسکوپ تا اوایل بهمن۱۴۰۰ بتواند به‌درستی در نقطه لاگرانژی دوم مستقر شود در این صورت می‌توانیم بگوییم ما آن نسل خوشبختیم که اکنون در آستانه ورود به دورانی هستیم که شناختی بسیار عمیق‌تر از همه دانشمندان در طول تاریخ بشر می‌توانیم نسبت به ساختار‌های عالم پیدا کنیم و به روایتی دقیق‌تر و عالمانه‌تر از چگونگی شکل‌گیری ستارگان و کهکشان‌ها در صد‌ها میلیون سال نخست شکل‌گیری عالم دست پیدا کنیم. از این رو بهتر دیدیم پیش از آغاز رسمی مأموریت تلسکوپ فضایی جیمز وب، پای صحبت اخترشناسان و کیهان‌شناسان برجسته بنشینیم و ببینیم اکنون از ساختار‌ها و ابعاد عالم چه می‌دانیم.
کیهان‌شناسان می‌گویند عالمی که در آن زندگی می‌کنیم به طرز غیرقابل باوری عظیم است. وسعت دقیق آن بر کسی روشن نیست و هیچ کس نمی‌داند اصلا چرا عالم باید این‌قدر بزرگ باشد. با این حال در طول تاریخ دانشمندان تلاش کرده‌اند با مطالعات گوناگون به‌تدریج از سازوکار و ساختار عالم سر در بیاورند. این که شکل عالم چگونه است یا عالم چگونه کار می‌کند، سوالاتی بنیادی و بسیار پیچیده هستند، اما با کمک قوه تخیل و ساده‌سازی مسائل می‌توانیم اشراف نسبتا خوبی از جهان اطراف داشته باشیم و با شناخت بهتری نسبت به محیط خود مسیر زندگی را پیش ببریم.
نشانی زمین در راه شیری
برای این‌که درک بهتری از موقعیت خود در عالم داشته باشیم باید بکوشیم ساختار عالم را بشناسیم و ابعاد آن را درک کنیم. البته این کار آسانی نیست. دکتر معین مصلح، رییس انجمن نجوم ایران و همچنین رییس رصدخانه ابوریحان بیرونی دانشگاه شیراز جایگاه سیاره زمین را در عالم این‌گونه توصیف می‌کند: «یک دانه شن در ساحل شنی بسیار بزرگی در کنار یک اقیانوس به معنای واقعی بی‌نهایت هستیم.» برای آشنا شدن با عالم هستی، شاید بهتر باشد از فواصل کوچک و نزدیک به سیاره خودمان شروع کنیم.
زمین، سومین سیاره منظومه شمسی از نظر فاصله تا خورشید است. خانواده‌ای فضایی شامل ستاره‌ای به نام خورشید و هشت سیاره و بی‌شمار سنگ و یخ و غباری که همگی در مدار‌هایی به دور خورشید می‌چرخند. فاصله زمین تا خورشید چیزی حدود ۱۵۰میلیون کیلومتر است. «این فاصله در مقایسه با زندگی روزمره بسیار زیاد به نظر می‌رسد، اما در مقیاس نجومی به هیچ وجه فاصله بزرگی نیست.» این را دکتر محسن شادمهری، دانشیار گروه فیزیک دانشگاه گلستان می‌گوید. نور خورشید در هر ثانیه مسافت ۳۰۰هزار کیلومتر طی می‌کند. در نتیجه نور خورشید برای رسیدن به زمین باید حدود ۸دقیقه در راه باشد. در نجوم برای توصیف این فاصله از عبارت «۸دقیقه نوری» استفاده می‌کنیم.
فاصله آخرین سیاره منظومه شمسی تا خورشید چیزی حدود ۳۰برابر فاصله زمین تا خورشید است. البته منظومه شمسی به همین جا ختم نمی‌شود. کل این مجموعه در هاله کروی ابر مانندی قرار دارد که «ابر اورت» نامیده می‌شود. قطر این ابر به طور متوسط ۵۰هزار برابر فاصله زمین تا خورشید یا کمی کمتر از یک سال نوری است. یک سال نوری مسافتی است که نور با آن سرعت سرسام‌آورش در بازه زمانی یک سال طی می‌کند. به عنوان مثال، دو فضاپیمای ویجر۱ و ویجر۲ بیش از ۴۰ سال پیش به سمت فضا پرتاب شده‌اند، اما هنوز به ناحیه ابر اورت نرسیده‌اند.
وقتی از منظومه‌شمسی خارج می‌شویم وارد فضای میان‌ستاره‌ای شده‌ایم. فضایی که عمدتا خالی است. برای رسیدن به نزدیک‌ترین ستاره به خورشید خودمان باید مسافتی حدود چهار سال نوری را طی کنیم. اگر بخواهیم این مسافت را با سریع‌ترین ماشین‌هایی که تاکنون ساخته‌ایم طی کنیم، هزاران سال در راه خواهیم بود. فاصله بین بقیه ستاره‌ها نیز از همین مرتبه چند سال نوری است. مجموع تعداد بسیارزیادی ستاره، یک کهکشان را تشکیل می‌دهند. خورشید به همراه میلیارد‌ها ستاره دیگر که خود می‌توانند میزبان سیاره‌هایی به دور خود باشند، کهکشانی به نام راه شیری را می‌سازند. قطر راه شیری چیزی حدود ۱۰۰هزار سال نوری تخمین زده می‌شود. یعنی نور برای این‌که از یک سوی این کهکشان به سوی دیگر آن برود باید صدهزار سال در راه باشد. دکتر مصلح اشاره می‌کند: «این زمان بسیار بیشتر از عمر تمدن‌های بشری است.»
راه شیری کجای عالم است؟
کهکشان راه شیری نیز خود یکی از میلیارد‌ها کهکشانی است که در عالم با اندازه و شکل‌های گوناگون وجود دارند. فواصل بین کهکشان‌ها از مرتبه میلیون سال نوری است. کهکشان آندرومدا، نزدیک‌ترین کهکشان به راه شیری حدود ۵/۲ میلیون سال نوری با ما فاصله دارد. یعنی اگر همین امشب زیر آسمانی تاریک به این کهکشان نگاه کنید، نوری که به چشمان شما می‌رسد قریب به ۵/۲ میلیون سال در راه بوده است.
اگر باز هم مقیاس‌مان را بزرگ‌تر کنیم می‌بینیم اجتماعی از کهکشان‌های راه شیری و آندرومدا و همچنین تعداد زیادی از کهکشان‌های کوچک اطراف آن‌ها که اصطلاحا کهکشان کوتوله نام دارند تشکیل یک گروه کهکشانی را می‌دهند. همچنین تعداد بسیار زیادی از این گروه‌های کهکشانی تشکیل یک خوشه کهکشانی و دوباره تعداد زیادی از این خوشه‌ها یک ابرخوشه کهکشانی را تشکیل می‌دهند.
برای درک بهتر این ساختار، دکتر سهراب راهوار، عضو هیات علمی گروه کیهان‌شناسی دانشگاه صنعتی شریف می‌دهد: «هر گروه کهکشانی را یک خانه در نظر بگیرید که کهکشان‌های زیر مجموعه آن یک عضو خانواده هستند. سپس خوشه‌های کهکشانی مانند محله‌ای از شهر هستند که تعدادی زیادی خانه در آن است. ابرخوشه‌ها نیز نقش شهر را بازی می‌کنند که از محله‌های متعدد ساخته شده‌اند. مجموع این شهر‌ها کیهان را می‌سازند. البته کیهان قابل مشاهده را. ما می‌دانیم که ابعاد عالم بسیار بزرگ‌تر از چیزی است که اکنون می‌بینیم.
صرفا به‌خاطر محدودیتی که سرعت نور دارد نمی‌توانیم تمام عالم را مشاهده کنیم. یعنی ممکن است نور کهکشان‌های دورتر همچنان در راه باشند و هنوز به زمین نرسیده باشند. دورترین کهکشان‌هایی که امروزه موفق به رصد آن‌ها شده‌ایم چیزی حدود ۱۰میلیارد سال نوری از زمین فاصله دارند. البته آن‌طور که دکتر شادمهری می‌گوید: «ما فقط درباره اعداد صحبت می‌کنیم وگرنه تجسم این عظمت واقعا در ذهن انسان نمی‌گنجد.»
تولد عالم از نگاه کیهان‌شناسان
محتمل‌ترین نظریه برای پاسخ به این سوال که عالم ما چطور به‌وجود آمد نظریه‌ای موسوم به «نظریه مهبانگ (Big Bang)» است. طبق این نظریه که بیشرین تطابق با مشاهدات را دارد، تمام عالم، شامل بافتار فضا و زمانی که ما می‌شناسیم حدود ۱۳میلیارد و ۷۰۰ میلیون پیش با انفجاری مهیب تشکیل شده‌اند و از آن زمان تا کنون تمام کیهان در حال گسترش و کهکشان‌ها در حال دورشدن از یکدیگر هستند.
البته تا قرن نوزدهم میلادی تصور جامعه علمی از تمام عالم به کهکشان راه شیری ختم می‌شد. برای اولین بار در همین قرن بود که به لطف ابزار‌های رصدی که پیشرفت خوبی کرده بودند با دقت بیشتری به کهکشان‌ها نگاه کردیم. البته که در آن زمان هم بحث بر سر ماهیت این اجرام بسیار داغ بود. در قرن نوزدهم تصور عمومی این بود که تمام توده‌های ابر مانند مثل «آندرومدا» که مشاهده می‌کنیم در واقع سحابی‌هایی درون کهکشان راه شیری هستند.
ادوین هابل، کیهان‌شناس آمریکایی اولین کسی بود که توانست نشان دهد عالم بسیار وسیع‌تر از کهکشان راه شیری است و در واقع بسیاری از توده‌هایی که تا آن زمان به اسم سحابی می‌شناختیم خودشان کهکشان‌هایی عظیم و مستقل هستند. هابل همچنین موفق شد نشان دهد تمام کهکشان‌های عالم در حال دور شدن از یکدیگرند و در واقع کیهان ما در حال انبساط است.
اگر به‌طور فرضی زمان را به عقب برگردانیم، جهت حرکت کهکشان‌ها هم برعکس می‌شود و کهکشان‌هایی که با گذر زمان از هم دور می‌شوند، حالا با برعکس‌شدن جهت زمان به هم نزدیک می‌شوند. وقتی این کار را تا نخستین لحظه پیدایش عالم ادامه دهیم متوجه می‌شویم که در آن لحظه، تمام ماده و انرژی کیهان در یک نقطه بی‌نهایت داغ و پرفشار فشرده شده بودند. این دقیقا لحظه مهبانگ و آغاز شکل‌گیری عالم است.
نسبت انسان و زمین به ابعاد عالم
تا حدود ۴۰۰ سال قبل، تصور عموم بر این بود که زمین و در رأس آن انسان در مرکز عالم قرار دارد و همه اجرام آسمانی به دور آن می‌چرخند. تا این‌که در آن زمان منجم‌هایی ازجمله گالیله به این نکته پی بردند که زمین در مرکز عالم نیست و درواقع به دور خورشید می‌چرخد. از آن زمان تاکنون با هر قدمی که در مسیر کشف عالم برمی‌داریم، بیشتر و بیشتر به کوچکی خود در مقابل آن پی می‌بریم. اکنون می‌دانیم خورشید نیز همچون میلیارد‌ها ستاره دیگر کهکشان ما به دور مرکز کهکشان راه‌شیری می‌چرخد و راه شیری نیز یکی از بی‌شمار کهکشان‌های عالم است.
در نتیجه سیاره ما، به‌جز دارا بودن حیات و بهره‌مندی از شرایط محیطی مناسب برای حمایت از آن، هیچ ویژگی خاصی نسبت به هیچ نقطه‌ای از عالم ندارد. دکتر راهوار که جست‌وجوی حیات فرازمینی یکی از حوزه‌های مطالعاتی‌اش است در همین رابطه اضافه می‌کند: «من فکر می‌کنم برای حیات هم همین روند اتفاق بیفتد. مطمئنم بالاخره حیات در نقاط دیگر کهکشان پیدا می‌شود و آن‌موقع این ویژگی منحصربه‌فرد زمین هم از بین می‌رود.»
با همه اینها، چرا ما انسان‌ها همچنان برای مسائلی کوچک روی این نقطه ناچیز در عالم هستی گاهی چنان بر هم سخت می‌گیریم؟ یا خود را نسبت به دیگران بزرگ‌تر می‌پنداریم و فکر می‌کنیم از جایگاه خاصی در عالم برخورداریم؟ حال این‌که به‌جز تسلیم‌شدن در برابر عظمت عالم کار دیگری از دست‌مان بر نمی‌آید. آن‌طور که دکتر مصلح می‌گوید: «گاهی تعجب می‌کنم که ما انسان‌ها برای چه چیز‌های کوچکی با هم می‌جنگیم یا نسبت به یکدیگر فخرفروشی می‌کنیم؛ آن‌هم وقتی می‌دانیم در برابر عظمت عالم هیچ هستیم.»
شناخت کیهان چه تاثیری در زندگی ما دارد؟
کنجکاوی از مهم‌ترین خصلت‌های بشر است و طرح پرسش‌هایی درباره پیدایش عالم، اندازه آن و جایگاه ما از همان ابتدای ظهور انسان ذهن او را درگیر کرده بود. ما اکنون در متون فلسفی باستانی می‌توانیم تلاش فیلسوفان و عالمان دوران باستان برای پاسخگویی به این پرسش‌ها را ببینیم. برای شناخت اسرار طبیعت، انسان‌ها در طول زمان توانسته‌اند ابزار‌های ذهنی مانند زبان ریاضی یا ابزار‌های فنی و فناوری‌هایی را خلق کنند تا نیرو‌ها و قوانین حاکم بر طبیعت را در اختیار خودشان دربیاورند. امروزه کمتر کسی می‌تواند اثر آن‌ها بر زندگی خودش را انکار کند.
لازمه به‌روزشدن فناوری گسترش مرز‌های دانش است. دکتر شادمهری در رابطه با تاثیر علوم پایه بر زندگی انسان توضیح می‌دهد: «اگر کنجکاوی انسان نبود احتمالا هنوز در غار‌ها زندگی می‌کردیم. یا اگر روزبه‌روز آگاهی و دانش خود را نسبت به طبیعت اطراف بیشتر نمی‌کردیم احتمالا الان نمی‌توانستیم از طریق تلفن با هم گفتگو کنیم.»
