این مقاله توسط مایکل ساینتو یک نویسنده آزاد نوشته شده و به سایت space ارائه شده است. 
افلاک نمای Hayden در موزه ی تاریخ  طبیعی نیویورک سیتی اخیرا بعد از بسته شدن موقت برای تعمیر تئاتر 429 نفره دوباره باز شده است. صفحه ی جدید پیشرفته بدون درز به آن اضافه شده پروژکتور آن به روز شده و سیستم نورپردازی LED به آن وصل شده است. 
موردکای مارک مک لو مشاور توسعه  و گسترش امکانات افلاک نمای هایدن تحقیقاتی در مورد فعالیت های توسعه یافته و نمایش ها انجام میدهد که یکی از آن ها نمایش فضایی تحت عنوان 'کیهان تاریک' می باشد که بر موضوع پدیده ی به تازگی کشف شده ولی همچنان معما گونه ماده ی تاریک و انرژی تاریک متمرکز است. مک لک همچنین به عنوان کتابدار بخش اخترفیزیک موزه فعالیت دارد و در زمینه ی شکل گیری ستارگان و کهکشان ها و ساختار دینامیک فضاهای میان ستاره ای متخصص است. 
و علاوه از آن پروفسور الحاقی دانشگاه کلمبیا میباشد. او اخیرا با Space در مورد موضوع هایی که افلاک نما به نمایش خواهد گذاشت شامل موضوع های ماده ی تاریک انرژی تاریک و جستجوی حیات فرازمینی به همراه تحقیقات خود در زمینه ی شکل گیری سیارات صحبت کرده است. 
مکالمه ی ما در این زیر مشاهده میشود شما میتوانید در مورد پیشرفت های تازه ی افلاک نما و اطلاعات جدید به سایت او مراجعه کنید : 
به ادامه ی مطلب بروید.

اسپیس : پاد ماده ، ماده ی تاریک و انرژی تاریک چه چیزهایی هستند و چرا تا این حد رمز آلود میباشند ؟ 
مک لو : پادماده همانند ماده است  با این تفاوت که دارای بار مخالف است بنابراین یک آنتی پروتون یک پروتون باردار با بار منفی است درست مخالف پروتون های اتم های ما که دارای بار مثبت هستند. یک آنتی الکترون بعضی مواقع پوزیترون نامیده میشود. یک الکترون باردار با بار مثبت دقیقا مخالف الکترون اتم های ما. 
ماده و پاد ماده ممکن است یکدیگر را ملاقات کرده و همدیگر را نابود کنند و مقدار عظیمی از انرژی را آزاد کنند. حقیقتی از هسته ی فیزیک که پایه و اساس بسیاری از سفرهای علمی تخیلی پادماده ای است. پادماده را میتوانیم بسازیم و یا آن را به هنگام تشکیل طبیعی به حالت برخوردهای ذرات پر انرژی مشاهد کنیم . 
پادماده یکی از بخش های طبیعی کیهان شناخته شده است-سوال بسیار جالبی است -چرا کیهان ماده ی بیشتری نسبت به پاد ماده دارد؟   که منشا آن به ذرات اولیه در کیهان بسیار اولیه و ابتدایی میرسد. 
پاد ماده چیزی است که ما میتوانیم آن را مشاهده کنیم در تشخیص گر های ما ظاهر میشود و رفتار و پیامدهای خوب تعریف شده ای دارد. وقتی با ماده برخورد میکند و به همین خاطر من این ذره را کم مرموزترین ذره با حداقل پیچیدگی در میان گزینه های دیگر مینامم. 
ماده ی تاریک لقبی است که بر روی ماده ای که ما نمیتوانیم آن را به طور مستقیم تشخیص دهیم اگر شما دو شئ داشته باشید که به دور یکدیگر حرکت میکنند میتوانید از سرعت گردش آن ها جرم آن ها را محاسبه کنید و این پیامد مستقیم گرانش نیوتونی است . اگر شما به دور شئ پر جرم دیگر حرکت کنید سرعت حرکت شما بیشتر است. 
اگر شما به کهکشان هایی نگاه کنید که به دور یکدیگر در حرکت هستند همان روند یکسان را دد حرکت آن ها مشاده خواهید کرد. جرم کهکشان ها را میتوانید از سرعت حرکت آن ها به دور یکدیگر تشخیص دهید. 
در سال 1930 منجمی به نام fritz zwicky پی برد که اگر به خوشه های کهکشانی نگاه کنید و چگونگی سرعت حرکت آن ها را اندازه گرفته و آن را با جرم موجود در ستارگان آن کهکشان مقایسه کنید متوجه میشوید که چیزی نادرست است. کهکشان ها بسیار سریعتر از جرمی که دارند حرکت میکنند و علت آن وجود یک جرم پنهان است. مشخص شد که بعضی از این مواد اتم های معمولی در فضاهای میان کهکشانی هستند. گازهایی با دمای 10 میلیون درجه در اطراف کهکشان ها امااین اجرام فقط بخشی از مشکل را حل میکنند  همچنان عامل ناشناخته ای وجود دارد که تا به امروز در رده ی هیچ یک از ذرات قابل شناسایی یا هر نوع ماده ای قرار نگرفته در حالی که ماده معمولی به روشنی در آنجا حضور دارد. جرمی در آنجا وجود دارد. پس از سال 1930 شواهد زیاد متفاوتی مبنی بر وجود ماده ی اضافی در کیهان مشاهده شدند که واقعا زیاد هم بودند. 5 برابر جرم تمامی اتم ها و مواد معمولی که میتوانیم ببینیم و هنوز قابل تشخیص و شناسایی نیستند. 
و تاکنون تنها توسط تاثیر گرانش بر روی ماده مرئی شناسایی شده اند. 
هر کهکشانی بسیار سریعتر از نسبت جرم خود حرکت میکند و نشان دهنده ی این است که ماده ی تاریکی در درون هر کهکشان وجود دارد و آن را احاطه کرده است. اگر شما به نور اجرام دور نگاه کنید میبینید که نور آن ها توسط مداخله ی گرانشی کهکشان ها یا خوشه های کهکشانی خم میشود. بنابراین بایستی جرم اضافی وجود داشته باشد که باعث خمیدگی بیش از اندازه و شدید نور فراتر از خمیدگی در حالت عادی در صورت وجود جرم عادی کهکشانی میشود.
مردم اکنون قهرمانانه تلاش میکنند تا مستقیما این ذره ی ماده ی تاریک را شناسایی کنند و تئوری های زیادی در مورد اینکه ماده ی تاریک چه میتواند باشد وجود دارد. تا به امروز هیچ کدام از جستجو ها موفقیت آمیز نبوده است. اما دستگاه های بزرگتری در حال ساخت است که شاید آن ها بتوانند پاسخ گوی این سوال باشند. بعضی از منجمان فکر میکنند که این در واقع یک ذره نیست بلکه تغییری کوچک در چگونگی کارکرد گرانش است که باعث این پدیده میشود اما تاکنون ایجاد یک مدل خود پایدار که با نسبیت عام و تمام مشاهداتی که آن را تایید میکند دشوار است. 
بنابراین در حال حاضر این پدیده اگرچه یک معماست اما یک معمای بسیار شناخته شده است. ما میدانیم که جرمی اضافی وجود دارد یا چیزی که شبیه یک جرم اضافی رفتار میکند و ما میتوانیم توزیع آن را به صورت دقیق اندازه گیری کنیم . حتی میتوانیم نشان دهیم که کیهان در مقیاس های بزرگ بدون حضور ماده تاریک فاقد شکل گیری و توزیع کهکشان ها بود. ما میتوانیم شبیه سازی هایی را با و یا بدون ماده ی تاریک انجام دهیم. و کیهان بدون در نظر گرفتن ماده ی تاریک کاملا نادرست به نظر میرسد.
آخرین و به طور قطع کمترین : انرژی تاریک : این پدیده شگفتی زمان ماست. پس کائنات از زمان بیگ بنگ (انفجار بزرگ) در حال گسترش است. ماده ی موجود در کیهان بر روی همه چیز گرانش را اعمال میکند. اگر در کیهان فقط ماده وجود داشت انبساط کیهان آهسته تر میشد و گرانش آن را به سمت عقب میراند. در واقع شاید به عقب برگشته و دوباره از نوع شروع به انبساط میکرد. برای دهه های بسیار پس از کشف بیگ بنگ توضیحی تئوری وجود داشت مبنی بر اینکه انبساط کیهان با گذشت زمان کاهش خواهد یافت. 
در دهه ی 1990 اندازه گیری فاصله ی کهکشان های دور ممکن شد. تا بتوان به طور مستقیم اندازه گیری کرد که سرعت انبساط کیهان تا چه اندازه در حال کاسته شدن است. و این کار با استفاده از تکنیک های هوشمندانه متفاوتی انجام گرفت. تکنیک هایی شامل اندازه گیری روشنایی یک ابرنواختر دوردست و مقایسه آن با روشنایی یک ابرنواختر نزدیک و یکی از دانشجویان فارغ التحصیل به نام Adam Riess همه ی این داده ها را بر روی یکدیگر گذاشت تا ببیند سرعت انبساط کیهان تا چه حد در حال کاهش است. خب نه تنها او این مورد را نیافت بلکه نتایج او نشانه ای از یک خطا بود. به جای یافتن کاهش منفی سرعت او افزایش مثبت سرعت را کشف کرد.  او کشف کرد که کیهان در حال کاهش سرعت خود نیست بلکه در حال افزایش سرعت گرفتن است. و خوشحالم بگویم که او بالاخره موفق به دریافت جایزه نوبل به خاطر کشف این نشانه ی اشتباه شد. چون مشخص شد که وقتی افراد دیگر در همین گروه به همراه گروه های رقیب دیگر نشانه ها را چک کردند آن ها هم متوجه این خطا شدند. آن ها یافتند که سرعت کیهان بر خلاف تصور اکثریت کاهش نمی یافت بلکه در حال افزایش بود و در طول زمان کیهان بیشتر و بیشتر سریعتر و سریعتر گسترش پیدا میکرد.
گویا چیزی فشار اضافی بر علیه گرانش به کیهان اعمال میکرد. از آن جایی که این فشار میتواند ضرورتا مساوی با انرژی باشد و از آنجایی که تا به اکنون میتواند توسط فعالیت های خود در مقیاس بزرگ رفتار کیهانی مشاهده شود -'انرژی تاریک ' ولی نه قابل مشاهده ، نامیده میشود. چیزی که شبیه یک فشار رفتار میکند و این چیزی است که انرژی تاریک نام دارد و اکنون به طور واضح مشخص است که تاثیر آن تا سطح 10 درصدی به صورت خوب قابل تعیین است و اگر شما در شبیه سازی های کیهانی انرژی تاریک را در نظر نگیرید توزیع نادرستی از کهکشان ها خواهید داشت. 
اما این که انرژی تاریک  دقیقا چیست نسبت به ماهیت ماده ی تاریک ناشناخته تر است.  بعضی از مردم بر سر این بحث میکنند که در واقع این همان ثابت کیهانی است که انیشتین در ابتدا معرفی کرد تا کیهانی ثابت و ایستا را معرفی کند اما پس از اینکه انفجار بزرگ کشف شد این ثابت کیهانی را از معادلات خود حذف کرد و این را بزرگترین اشتباه خود نامید. خب او این حق را داشت تا ثابت خود را معرفی کند اما اشتباه میکرد. تاکنون هیچ مشاهده ای تئوری انبساط کیهانی را متناقض نشان نداده است اما این تئوری به دقت بسیار بالا نیز محدود نشده است. تلسکوپ هایی که در طی 10 یا 2 سال به صورت آنلاین راه اندازی خواهند شد به ما دیدی پر جزییات تر بایستی ارائه بدهند و به ما نشان بدهند که چه چیزی در حقیقت در حال وقوع است که به فیزیکدانان دغدغه ی بزرگی برای فکر کردن به وجود می آورد یا انحراف هایی را در آن ایده نشان خواهد داد ( ایستا نبودن کیهان ) و به ما در درک بهتر کائنات کمک خواهد کرد.
اسپیس : چاندرول ها چه هستند و نقش آن ها در شکل گیری سیارات چه میباشد ؟ 
چند ماه پیش مقاله ای را در مجله ی Science Advance منتشر کردم که در آن توضیح داده شده که ما میتوانیم شبیه سازی های کامپیوتری را انجام دهیم در شبکه ی ابر کامپیوتر اروپایی PRACE با کیفیتی بسیار عالی که در آن میتوانیم ببینیم این مواد چه توزیعی خواهند داشت. 
ما دریافتیم که توزیع خود به خود ، قطعات بزرگ کمتری برای توزیع سایزهای مشاهده شده از اشیا کوچک دارد. چیزی که ما امروزه آن را سیارک مینامیم. اگر ما فرض کنیم که آن پیش سیاره های اولیه از دیسکی از گرد و غبارهای بسیار بسیار کوچک تر از سایز میلیمتری تشکیل یافته اند ، چیزی که ما آن ها را چاندرول مینامیم ، بزرگترین اجرام خواهند بود با مشاهدات ما تطابق دارد و همچنین با چیزی که ما از کلکسیون شهاب سنگ های خود در موزه میدانیم مطابقت دارد ، اینکه بسیاری از ابتدایی ترین شهاب سنگ ها از دانه های کوچک شیشه های مذاب تشکیل یافته اند. دانه هایی به نام چاندرول ها و این با این نظریه مطابقت دارد که بزرگترین پیش سیاره ها زائده هایی به نام چاندرول ها داشته اند که بعد ها از حالت سنگ های کوچک خارج شده و به شهاب سنگ ها تبدیل شده اند.
اسپیس : پارادوکس Fermi تلاشی برای توضیح این است که چرا ما در کیهان تنها به نظر میرسیم. در اوایل قرن بیست فیزیکدانی به نام انریکو فرمی بادر داشت که اگر جوامع بیگانه وجود دارند یکی از آن ها تاکنون میبایست کهکشان ها را در طی چند میلیون سال استعمار میکرد. مدت زمان استعمار کهکشان ها در مقایسه ما عمر کیهان بسیار کوچک است. پس اگر آن ها وجود دارند باید نشانه هایی از آن ها ببینیم. شما چطور به این پارادوکس پاسخ میدهید ؟ و سازمان ستی SETI ( جستجوی هوش فرازمینی )چه تلاش هایی برای این کرده است ؟ 
مک لو  : این اعتقاد که زمین در داشتن حیات بی همتا است اندکی غیر محتمل به نظر میرسد چیزی که ما به طور قطع میدانیم این است که قوانین فیزیک در پهنه ی همه ی کائنات یکسان است. ما میتوانیم اجرام بسیار دور را با دنبال کردن قواعد فیزیکی یکسانی که اینجا بر بروی زمین انجام میدهیم بررسی کنیم. ما میدانیم که قواعد شیمی در پهنه ی کل کیهان یکسان است. ما میتوانیم مولکول هایی همانند کربن مونوکسید را که از دو عنصر بسیار معمول سنگین تشکیل یافته بسنجیم . ما میتوانیم طیف کربن مونوکسید موجود در کوازارهای دوردست را به فاصله ی 10 میلیارد سال نوری بسنجیم ک کربن مونوکسید همام رفتار مشابه و خاصیت را نشان میدهد که اینجا بر روی زمین دارد. بنابراین ما میدانیم که قوانین شیمی در همه جا یکسان است ، خب بیولوژی ضرورتا پیامد فیزیک و شیمی است . زمین شاید از نظر بیولوژیکی بی همتا باشد اما ممکن است هزاران سیاره ی مشابه زمین از نظر بیولوژیکی در صدها میلیارد کهکشان وجود داشته باشند. آنچه ما از مشاهدات خود میدانیم این است که صدها میلیارد کهکشان به همراه صدها میلیارد سیاره در آن ها وجود دارد . خب سوال بعدی این است که آنها کجا هستند ؟ اگر تمدن ما همراه با سطح تکنولوژی پیشرفته ی کنونی برای 100000 سال دیگر دوام پیدا کند - در یک چشم بهم زدن که در مقایسه با 2 میلیون سال از زمان پیدایش و تکامل هموسپین ها یک چشم به هم زدن به نظر میرسد -و در کمتر از یک چشم بهم زدن که در مقایسه با مدت زمانی است که کهکشان ما تشکیل یافته -احتمالا ما خواهیم توانست استعمارات خود را شروع کرده و بر روی سیاره دیگری ساکن شویم که ساکنان خود آن در حال تسخیر دیگر سیارات می باشند.
چرا آن ها هنوز به اینجا نرسیده اند ؟ شاید تمدن های ستارگان دور مدت زیادی دوام نمی آورند. شاید آن ها زمانی که ارباب انرژی های بزرگ میشوند درست مانند ما که انرژی هسته ای را در اختیار داریم همدیگر را نابود میکنند. این یکی از مسائلی است که ما سعی میکنیم وجود آن را بررسی کنیم و سازمان SETI بهترین گزینه برای بررسی شیوع هرگونه حیات فرازمینی هست در عین حال علم مشاهده ی سیاره ای در حال ادامه دادن و رصد کردن اتمسفر سیاراتی است که ممکن است نشانه هایی از حیات فرازمینی داشته باشند و در 20 یا 50 سال آینده چگونگی گسترش حیات در کیهان را تشخیص میدهیم . اکنون پایان نامه هایی برای نسل بعدی تلسکوپ های فضایی وجود دارد فراتر از تلسکوپ فضایی جیمز وب و تلسکوپ مدار گسترده ی فرو سرخ WFIRST پروژه ای به نام High Definition وجود دارد که یک تلسکوپ 12 متری است که میتواند طیف سیارات هم اندازه با زمین را با جزئیاتی دقیق اندازه گیری کند تا بتواند تشخیص دهد که آیا هیچ فرایند بیولوژیکی در اتمسفر آن در حال وقوع است یا خیر. 
مترجم : آیدا صفری 
منبع : space.com 
آرش بوالحسنی -هوش فرازمینی


تاريخ : ۱۳٩٤/٩/٢۸ | ۱٠:٤٥ ‎ق.ظ | نویسنده : arash | نظرات ()
  • ویندوز سون | آنکولوژی