حقوق خبر
ماهواره ی WMAP

ماموریت ماهواره WMAP

ین فضاپیما موفق شد، با دقتی بی سابقه، تصویری از جهان ابتدایی را، تنها زمانی که 380000 سال عمر داشت، در اختیار دانشمندان قرار دهد. انرژی بسیار باقی مانده از گوی آتشین اولیه، که منشأ شکل گیری ستارگان و کهکشانها محسوب می شود، میلیاردها سال پیرامون جهان ما چرخیده است

ماموریت ماهواره WMAP
 

ماموریت ماهواره ی WMAP، نقطه ی اوج بیش از یک دهه کار و تلاش اختر فیزیکدانان است. ایده ی اصلی این ماهواره اولین بار در سال 1995 به ناسا پیشنهاد شد و سرانجام در سال 2001 این ماهواره با کمک موشک دلتا 2 در مدار خورشیدی قرار گرفت و در فوریه ی سال 2003 تصویری بی نظیر با دقتی بالا از هستی منتشر کرد که حیرت دانشمندان را بر انگیخت.

« باور نکردنی!»، «لحظه ای تاریخی! »، این ها برخی از کلمات بودند که در فوریه سال 2003 از زبان متخصصین محتاط فیزیک نجومی، در توصیف داده های ارزشمند دریافتی از ماهواره WMAP، خارج شد.WMAP،که نام آن از نام یکی از پیشگامان علم کیهان شناسی، دیوید ویلکینسون، گرفته شده است، در سال 2001 به فضا پرتاب شد. این فضاپیما موفق شد، با دقتی بی سابقه، تصویری از جهان ابتدایی را، تنها زمانی که 380000 سال عمر داشت، در اختیار دانشمندان قرار دهد. انرژی بسیار باقی مانده از گوی آتشین اولیه، که منشأ شکل گیری ستارگان و کهکشانها محسوب می شود، میلیاردها سال پیرامون جهان ما چرخیده است. امروز سر انجام با کمک ماهواره WMAP، تصاویر ضبط شده با جزئیات دقیق، نقشه ای تهیه شده است که قبلاً دیده نشده بود؛ تصویری از آسمان که با جزئیات حیرت آوری، تابش ریز موج ایجاد شده از انفجار بزرگ را نشان می دهد؛ چیزی که مجلۀ تایم آن را«انعکاس خلقت» نامید. ستاره شناسان هرگز بار دیگر به آسمان اینگونه نخواهند نگریست.

جان باکال، از انستیتوی مطالعات پیشرفته در پرینستون، اظهار می دارد که یافته های ماهواره WMAP، بیانگر فرایند گذر کیهان شناسی از تفکر نظری به علوم دقیق است. سیل عظیم داده های بدست آمده از این دورۀ زمانی ابتدایی در تاریخ جهان، برای اولین بار کیهان شناسان را قادر ساخت تا به دقت به کهن ترین سوالات بشر پاسخ دهند؛ سوالاتی که، با اولین نگاههای انسان به آسمان شب، در ذهن او شکل گرفت. عمر جهان چقدر است؟ از چه ساخته شده است؟ پایان جهان چیست؟

(در سال 1992، یکی از ماهواره های پیشین، با نام کوبه کاوشگر زمینه کیهان)، توانست اولین تصاویر محو و     نا مشخص مربوط به تابش پس زمینه ای که آسمان را پر کرده است تهیه کند. اگر چه این نتایج در زمان خود انقلابی برپا کرد، ولی از طرفی نا امید کننده نیز بود، زیرا تصاویری از جهان ابتدایی به ما می داد که وضوح کافی نداشتند. با این حال روزنامه ها، با هیجان فراوان، این عکس را «چهره خدا» نامیدند. ولی «عکسی از دوران کودکی جهان» توضیح دقیق تری از تصاویر ناواضح و محو به دست آمده از COBE و بعدها از WMAP، او را به  عنوان نوزادی یک روزه نشان می دهند.
علت اینکه ماهواره WMAP می تواند تصویری از دوران کودکی جهان به ما بدهد این است که آسمان شب همانند ماشین زمان عمل می کند. از آنجا که نور با سرعت محدودی حرکت می کند، ستارگانی که در آسمان شب می بینیم، آن طور دیده می شوند که روزی در گذشته بوده اند؛ نه آنچه که در حال حاضر هستند. کمی بیشتر از یک ثانیه طول می کشد تا نور فاصلۀ بین ماه تا زمین را طی کند. بنابراین وقتی که ما به ماه می نگریم، در حقیقت آن را به گونه ای می بینیم که یک ثانیه پیش بوده است. تقریباً 8 دقیقه طول می کشدتا نور خورشید به زمین برسد. به همین ترتیب، خیلی از ستارگان آشنا که ما در آسمان می بینیم، آنقدر از ما دورند که ده ها تا صدها سال طول می کشد تا نور آنها به چشم ما برسد.(به بیان دیگر، آنها 10 تا 100 سال نوری با زمین فاصله دارند. یک سال نوری برابر است با 65/9 تریلیون کیلومتر یا فاصله ای که نور در مدت یک سال طی می کند.) کهکشانهای دور، صدها میلیون تا میلیاردها سال نوری از ما فاصله دارند. در نتیجه، آنچه می بینیم نورهایی مربوط به گذشته هستند که برخی از آنهاحتی قبل از ظهور دایناسورها منتشر شده اند. برخی از دورترین اجرامی که ما می توانیم با تلسکوپ های خود ببینیم اختروش نام دارند. موتورهای کهکشانی بی نهایت بزرگی که مقادیر غیر قابل تصوری نیرو، در مرزهای جهان قابل رویت، تولید می کنند ودر فاصلۀ 12 تا 13 میلیارد سال نوری از زمین قرار دارند. در حال حاضر با کمک ماهوارۀ WMAP، امکان آشکارسازی تابش های منتشر شده قبل از این زمان، مربوط به گوی آتشین اولیه، فراهم آمده است.

کیهان شناسان گاهی برای توصیف جهان از ساختمان امپایر استیت که با بیش از صدها طبقه بر فراز منهتن قرار دارد، استفاده می کنند. وقتی شما از بالا به پایین می نگرید، به سختی می توانید سطح خیابانها را ببینید. اگر زیرزمین ساختمان امپایراستیت را در موقعیت انفجار بزرگ تصور کنیم، آنگاه با نگریستن از بالا به پایین، کهکشانهای دور در طبقۀ دهم واقع خواهند شد. اختروش دوردست که با تلسکوپ زمینی دیده می شوند، در طبقۀ هفتم خواهند بود. زمینه کیهانی ثبت شده به وسیلۀ ماهواره WMAP ، تنها یک سانتیمتر بالاتر از سطح خیابان خواهد بود. هم اکنون ماهوارهWMAP ، سن جهان را با دقت حیرت انگیز1 درصد، تا 13/7 میلیارد سال تخمین زده است. مأموریت ماهواره WMAP ، نقطه اوج بیش ازیک دهه کار سخت اخترفیزیکدانان است. ایده اصلی ماهواره WMAP، اولین بار در سال 1995 به ناسا پیشنهاد ودو سال بعد به تصویب رسید.در سی ام ژوئن سال 2001 ، ناسا ماهواره WMAP را به کمک موشک دلتا2، در مداری خورشیدی، در فاصله بین زمین وخورشید قرار دارد. مقصد ماهواره، دقیقاً نقطه لاگرانژی شماره2 زمین خورشید بود.(یا نقطه L2، محل خاصی با پایداری نسبی در نزدیکی زمین). در این مکان ماهواره، همواره از خورشید، زمین وماه فاصله داشته ودر نتیجه منظری باز از جهان خواهد داشت. این ماهواره هر شش ماه یکبار به طور کامل، از گنبدآسمان تصویر برداری می کند.

ماموریت ماهواره WMAP
 

تجهیزات این ماهواره، هنرمندانه طراحی شده اند.WMAP می تواند با استفاده از سنسورهای قدرتمند، تابش های خفیف ریز موج باقی مانده از انفجار بزرگ را که کل جهان را پر کرده اند، آشکار کند. این ماهواره آلومینیوم کامپوزیتی، دارای ابعاد 8/3 در 5 مترو وزن 840 کیلوگرم می باشد. WMAP ، دارای دو تلسکوپ پشت به پشت است که تابش ریز موج تابیده از آسمان را جمع آوری کرده وسرانجام داده ها را به زمین می فرستد. به علاوه WMAP تنها با توان الکتریکی 419 وات(توان 5 لامپ معمولی) تغذیه می شود. ماهوارهWMAP، در فاصله میلیون ها کیلومتری از زمین، به اندازه کافی دور از اغتشاشات جوی، که می توانند تابش های خفیف ریز موج زمینه را به راحتی بپوشانند، قرار گرفته وبنابراین امکان مطالعه پیوسته کل آسمان را فراهم می آورد. اولین مشاهده WMAP از کل آسمان در آوریل سال2002 انجام گرفت. شش ماه بعد، دومین مشاهده کامل آسمان صورت پذیرفت. امروزه، ماهواره WMAP، توانسته است جامع ترین وجزئی ترین نقشه از این تابش را تهیه کند. تابش ریز موج تهیه شده به وسیله WMAP، اولین بار به وسیله جرج گاموف و همکارانش در سال 1948 پیش بینی شده بود؛ کسی که همچنین بیان کردکه این تابش، دمای مشخصی دارد. WMAP این دما را کمی بالای صفر مطلق، بین  7249/ 2و7251 /2 درجه کلوین اندازه گیری کرده است.

برای چشم غیر مسلح، نقشه WMAP از آسمان چندان جالب به نظر نمی رسد؛ این تصور مجموعه ای است از نقاط تصادفی. هرچند که این مجموعه نقاط، برخی ستاره شناسان را حتی به گریه نیز انداخته است؛ زیرا که این نقاط بیانگر افت وخیزها ونوسانات یا بی نظمی های تحول آتشین انفجاربزرگ، در مدت زمان اندکی پس از پدید آمدن جهان هستند. این نوسانات کوچک، همانند دانه هایی هستند که از آن زمان به طور گسترده ای در سراسر کیهان پخش شده اند.امروزه، این دانه های کوچک به خوشه های کیهانی وکهکشان هایی که ما در آسمان می بینیم تبدیل شده است. به بیان دیگر، خود کهکشان راه شیری ما وتمام خوشه های کیهانی که دور    و بر خود می بینیم، روزی یکی از نوسانات کوچک بوده اند.با مطالعه و اندازه گیری توزیع این نوسانات و افت وخیزها، که به مانند نقطه هایی رنگی بر پرده آسمان شب نقاشی شده اند، می توانیم منشأ خوشه ها کیهانی را بیابیم.

امروزه حجم داده های نجومی، از نظریه های دانشمندان فراتر رفته است. در حقیقت اعتقاد من بر این است که ما در حال ورود به عصر طلایی کیهان شناسی هستیم.

(علی رغم تأثیرات انکار ناپذیر ماهوارهWMAP، انتظار می رود با پرتاب ماهواره اروپایی پلانک در سال 2007 ، از اهمیت دست آوردهای WMAP کاسته شود. تصاویر ماهواره پلانک جزئیات بیشتری از این تابش پس زمینه ریز موج را در دسترس ستاره شناسان قرار خواهد داد. )

سرانجام، کیهان شناسی از رخوت سال ها پژمردگی در باتلاقی از تفکر وتعمق وحدس وگمان ماجراجویانه سر برآورده و از حاشیه علم بیرون می آید. از نظر تاریخی، کیهان شناسی همواره از اعتبار کمی برخوردار بوده اند. نظریه های پر آب وتابی که کیهان شناسان برای جهان پیشنهاد کردند، همه وهمه تنها به دلیل فقر اطلاعاتی به چالش کشیده می شد. همان طور که برنده جایزه نوبل، لولانداو، به کنایه می گوید:«کیهان شناسان اغلب در اشتباه اند، ولی نه در شک.» دانشمندان مثلی قدیمی دارند که می گوید. «ابتدا تفکر و خیال پردازی. سپس تفکر وخیال پردازی بیشتر، و آنگاه کیهان شناسی پدید می آید.»
 

در اواخر دهه 1960، به عنوان متخصص علم فیزیک در هاروارد، به تحصیل علم کیهان شناسی علاقه مند شدم.من از دوران کودکی، همواره شیفته پرداختن به اصل و ابتدای جهان بوده ام. اما با نگاه اجمالی به مسئله دریافتم که تاکنون دانسته های موجود به طور شرم آوری ابتدایی بوده اند. این علم نه تنها اصلاً یک علم تجربی نبود؛ جایی که فرد می تواند با تجهیزات پیشرفته صحت فرضیه را مورد آزمایش قرار دهد، بلکه بیشتر مجموعه ای از نظریه های شدیداً نظری، بی قید و بند و دلبخواه بوده است. کیهان شناسان به مباحث داغی پرداخته اند؛ اینکه آیا جهان در یک انفجار کیهانی متولد شده یا اینکه همواره در یک وضعیت پایدار وجود داشته است. ولی با چنان داده های کمی، نظریه ها به سرعت از داده ها فراتر رفتند. در حقیقت هر چه داده ها کم تر باشد، بحث و منازعه جدال برانگیزتر خواهد شد.

در طول تاریخ کیهان شناسی، مسئله کمبود داده های معتبر، منجر به نزاع بین ستاره شناسان شده، که اغلب برای چندین دهه بطول انجامیده است. ( به عنوان مثال تنها لحظاتی قبل از سخنرانی آلن ساندیج، ستاره شناس رصد خانه مونت ویلسون، در مورد عمرجهان، سخنران قبلی با طعنه و شوخی اعلام کرد: تمام آنچه را که در ادامه خواهید شنید، اشتباه است. » و به ساندِیچ، با شنیدن اینکه چگونه گروه رقیب اینگونه برای خود اعتبار کسب کردند، خروشید:« این ها همه مزخرف است. این یک جنگ است- این یک جنگ است!

 



+ 0
مخالفم - 0

 

نظرات : 0
منتشر نشده : 0

شما هم می توانید دیدگاه خود را ثبت کنید



کد امنیتی کد جدید

سرخط خبرها: