اخترشناسی

اَختَرشناسی (astronomy)

اَختَرشناسی

(یا: نجوم، ستاره‌شناسی) علم اجرام آسمانی، ازجمله خورشید، ماه، و سیّاره‌ها؛ ستارگان و کهکشان‌ها، و دیگر اجرام موجود در عالم. مواضع، حرکات، فاصله‌ها، شرایط فیزیکی و سرچشمه و تحول این اجرام را در اخترشناسی بررسی می‌کنند. از این‌رو اخترشناسی به شاخه‌هایی ازجمله اخترفیزیک، مکانیکِ آسمانی (سماوی)، و کیهان‌شناسی تقسیم می‌شود. (← اخترشناسی_پرتو_گاما، اخترشناسی_رادیویی، اخترشناسی_فرابنفش، اخترشناسی_فروسرخ، اخترشناسی_پرتو_ایکس).

اخترشناسان یونان. اخترشناسی شاید قدیمی‌ترین علم ثبت‌شده باشد. رصدهای ثبت‌شده‌ای از منجمان بابِل، چین، مصر، و مکزیک باستان در دست است. لیکن، نخستین منجمان حقیقی یونانیان بودند که به کروی‌بودن زمین پی بردند و کوشیدند اندازۀ آن را محاسبه کنند. تالس و فیثاغورس از منجمان یونان باستان بودند. اِراتُستن کورنه‌ای اندازۀ زمین را با دقت قابل‌توجهی به‌دست آورد. در آن زمان، فهرست‌نامه‌هایی از ستارگان تهیه شد که معروف‌ترین آن‌ها را هیپارخوس تهیه کرد. خلاصه‌ای از نجوم یونانی در مجسطی، اثر بطلمیوس اسکندرانی، گردآوری شد که ترجمۀ عربی آن باقی مانده است. یونانیان زمین را مرکز عالم می‌دانستند، اگرچه بعضی از فیلسوفان در این مورد تردید داشتند، به‌خصوص آریستارخوسِ ساموسی که معتقد بود زمین به دور خورشید می‌گردد. بطلمیوس، آخرین اخترشناس مشهور مکتب یونان، حدود ۱۸۰م درگذشت و تا چند قرن پس از او پیشرفت چندانی در اخترشناسی صورت نگرفت.

احیاگران مسلمان. مسلمانان احیاگران علم بودند، اسطرلاب را ساختند و فهرست‌نامه‌های معتبری از ستارگان گرد آوردند. متأسفانه، اعتقاد کلی به شبهِ علمِ تنجیم یا طالع‌بینی تا اواخر قرون وسطا ادامه داشت و بعد از آن نیز گاه‌به‌گاه رواج می‌یافت.

خورشید در مرکز. ۱۵۴۳ سرآغاز عصری نو بود. در آن سال کُپرنیک، کشیش لهستانی، اثری با عنواندر باب گردش افلاک آسمانی منتشر کرد و در آن نشان داد که مرکز منظومۀ سیّاره‌ای ما خورشید است، نه زمین. کُپرنیک از بسیاری جهات دیگر در اشتباه بود، ازجمله آن‌که هنوز باور داشت مدار تمام اجسام آسمانی باید کاملاً دایره‌ای باشد. تیکو براهۀ دانمارکی با استفاده از ابزارهای پیشرفته و به کارگیری مهارت شخصی‌اش دقت رصدها را افزایش داد. یوهان کپلر، ریاضی‌دان آلمانی، برای اثبات اعتبار منظومۀ کُپرنیکی از رصدهای براهه استفاده کرد، اما خارج‌کردن زمین از مرکزیت عالم با مخالفت‌های سرسختانه‌ای روبه‌رو شد. کلیسای کاتولیک آشکارا با این نظر دشمنی می‌ورزید و شگفتا براهه هم هرگز این نظر را که ممکن است زمین به‌دور خورشید بگردد، نپذیرفت. بااین‌حال، تا پیش از پایان قرن ۱۷، کار نظری آیزاک نیوتون مکانیک آسمانی را بنیاد نهاد.

گالیله و تلسکوپ. تلسکوپ شکستی را هانس لیپرشای در هلند، حدود ۱۶۰۸، اختراع کرد. گالیله، دانشمند ایتالیایی، در زمستان ۱۶۰۹ـ۱۶۱۰ نخستین‌بار از آن در نجوم استفاده کرد و بلافاصله به کشف‌های خارق‌العاده‌ای دست یافت. او چهار قمر بزرگ‌تر مشتری را یافت که نظریۀ کُپرنیکی را بسیار تقویت می‌کردند. همچنین، حفره‌های شهابی ماه، اهلۀ زهره، و هزاران ستارۀ کم‌فروغ کهکشان ما، راه شیری، را دید. درشت‌نمایی قوی‌ترین تلسکوپ گالیله تنها ۳۰ برابر بود، اما طولی نکشید که تلسکوپ‌های بزرگ‌تری ساخته شدند و رصدخانه‌های رسمی تأسیس شدند. تلسکوپ گالیله تلسکوپی شکستی بود، یعنی نور را از راه عدسی شیشه‌ای یا شیئی گرد می‌آورد. دشواری‌های طراحی و ساخت این نوع تلسکوپ، نیوتون را در ۱۶۷۱ برآن داشت که تلسکوپ بازتابنده‌ای بسازد که در آن نور با استفاده از آینۀ خمیده گردآوری شود.

کشف‌های بعدی. در قرون ۱۷ و ۱۸ اخترشناسان بیشتر به اندازه‌گیری‌های موضعی می‌پرداختند. ویلیام هرشل در ۱۷۸۱ اورانوس را کشف کرد؛ کمی بعد، چهار سیّارک نخستین کشف شدند: کِرِس (۱۸۰۱)، پالاس (۱۸۰۲)، یونو (۱۸۰۴) و وِستا (۱۸۰۷). محل نپتون را یوهان گاله درپی محاسبه‌های جان کوچ آدامز، اخترشناس بریتانیایی، و اوربن ژان ژوزف لِوریه، اخترشناس فرانسوی، پیدا کرد (۱۸۴۶). مورد قابل توجه دیگر، اندازه‌گیری فاصلۀ یک ستاره بود که نخستین‌بار فریدریش بسل، اخترشناس آلمانی، با اندازه‌گیری اختلاف‌منظر ستارۀ ۶۱ دجاجه آن را انجام داد (۱۸۳۸). او این فاصله را در حدود شش سال نوری محاسبه کرد که نصف فاصلۀ واقعی است. طیف‌بینی اخترشناسی را نخستین بار فرانهوفر در آلمان، و سپس افرادی چون پیِترو آنجلو سِکّی و ویلیام هاگینز ابداع کردند. در همان زمان گوستاو کیرشهوف طیف‌های خورشید و ستاره‌ها را با موفقیت‌ تفسیر کرد. در دهۀ ۱۸۶۰، عکس‌های خوبی از ماه گرفته شد و تا پایان قرن ۱۹ روش‌های عکاسی نقش مهمی در پژوهش اخترشناسی ایفا کردند.

کهکشان‌ها. ویلیام هرشل در اواخر قرن ۱۸ شکل کهکشان‌ را بررسی کرد و نتیجه گرفت که ستاره‌های آن تقریباً در قالبی شبیه به عدسی دوکوژ قرار گرفته‌اند. در اصل حق با هرشل بود، اگرچه او خورشید را نزدیک به مرکز سامانه جا می‌داد. درواقع، خورشید کاملاً در خارج از مرکز و در لبۀ بیرونی کهکشان قرار دارد و ۲۵هزار سال نوری از هستۀ آن دور است. هرشل دربارۀ «ابرهای درخشان» یا سحابی‌ها نیز مطالعه کرد و محتاطانه خاطرنشان ساخت که سحابی‌های قابل تفکیک به ستاره‌ها، شاید کهکشان‌های مستقلی در دوردست‌های خارج از کهکشان باشند. در ۱۹۲۳، ادوین هابل، اخترشناس امریکایی، با استفاده از تلسکوپ بازتابی ۲.۵متری رصدخانۀ ماونت ویلسون، نظریۀ هرشل را تأیید کرد. اکنون می‌دانیم که «سحابی‌های مارپیچی» کهکشان‌هایی در فواصل بسیار دورند. دورترین کهکشانی که می‌توان با چشم غیر مسلح دید «مارپیچ بزرگ» در صورت فلکی امرأة‌المسلسله، با ۲.۲میلیون سال نوری فاصله است. دور‌ترین کهکشانی که تاکنون فاصلۀ آن را اندازه گرفته‌اند بیش از ۱۰میلیارد سال نوری از ما دور است. همچنین، پی‌برده‌اند که کهکشان‌ها مایل به تشکیل گروه‌اند و این گروه‌ها ظاهراً با سرعت‌هایی متناسب با فاصله‌هایشان از یکدیگر دور می‌شوند.

عالم در حال رشد. مفهوم عالمِ درحالِ انبساط و تحول، ابتدا عمدتاً بر پایۀ قانون هابل استوار بود. به‌موجب این قانون، فاصلۀ اجسام آسمانی با میزان انتقال طیف‌شان به سمت سرخ (انتقال سرخ) بستگی دارد. شواهد بعدی، حاصل از اجسامی که در سایر بخش‌های طیف الکترومغناطیسی یا طول موج‌های رادیویی و پرتوایکس مورد بررسی قرار گرفتند، این موضوع را تأیید کرد. اخترشناسی رادیویی در ۱۹۵۴ نشان داد که کهکشانی دوردست که با نور مرئی قابل رؤیت است همان منبع پرقدرت رادیویی موسوم به دجاجه (اِی) A است و بدین‌ترتیب جایگاه این علم در بررسی ساختار عالم تثبیت شد. تحلیل بعدی که با تطبیق تعداد، قدرت،‌ و فاصلۀ منابع رادیویی انجام شد حکایت از آن داشت که این اجسام، ازجمله اختروشهایی که در ۱۹۶۳ کشف شدند، در گذشته‌های دور بسیار قوی‌تر و پرشمارتر از امروز بوده‌اند. این واقعیت بیانگر‌آن است که تحول عالم از یک مبدأ آغاز شده است و، برخلاف نظریۀ حالت پایا، قدمت نامحدودی ندارد. کشف تابش زمینه‌ای میکروموج (مایکروویو) در ۱۹۶۵ گواهی برای اثبات دمای فوق‌العاده زیاد انفجاری بسیار بزرگ، یا «مِهبانگ»، بود که موجب پدیدآمدن عالم شده است.

کاوش بیشتر. با آن‌که به‌نظر می‌رسد نهایت استفادۀ عملی از اندازه و کارایی تلسکوپ‌های نوری شده است، مستقرکردن آن‌ها و سایر انواع تلسکوپ‌ها در رصدخانه‌های جدید نیمکرۀ تاکنون فراموش‌شدۀ جنوبی قسمت‌های تازه‌ای از آسمان را در معرض کاوش قرار داد. استرالیا در صف مقدم این پیشرفت‌هاست. بارزترین نمود گسترش توانایی اختر‌شناسی در کاوش عالم، استفاده از موشک‌ها، ماهواره‌ها، ایستگاه‌های فضایی، و کاوشگرهای فضایی است. حتی بُرد و دقت تلسکوپ‌های معمولی را نیز در خارج از جوّ زمین بسیار افزایش داده‌اند. در ۱۹۹۰، تلسکوپ فضایی هابل که ایالات متحده امریکا آن را به مدار دایمی پرتاب کرد، قوی‌ترین تلسکوپ نوریِ آن زمان بود که با آینه‌ای ۲.۴متری ساخته شده بود. این تلسکوپ پدیده‌های آسمانی را تا فاصلۀ ۱۴میلیارد سال نوری، که هفت برابر فاصلۀ میدان دید تلسکوپ‌های نوری مستقر در زمین است، شناسایی می‌کند. نیز ← سیاه‌چاله؛ تابش_فروسرخ

---