نجوم

مقدمه
نجوم مطالعه مواد و مقدمه‌اي است درباره فرآيند بوجود آمدن آنچه در آنسوي جو زمين است که اين جهان ، آسمان و گوي آسمان را از اتمهاي کوچک تا گيتي وسيع شامل مي‌شود. منجمان اجرام آسماني مانند سيارات ، ستاره‌ها ، ستاره‌هاي دنباله دار ، کهکشانها ، سحابيها و مواد بين کهکشانها را مطالعه مي‌کنند. براي اينکه چگونگي تشکيل شدن ، چگونگي بوجود آمدن و منسب هر کدام را مشخص مي‌کنند و اينکه چگونه بر يکديگر تأثير مي‌گذارند و چه اتفاقي ممکن است براي آنها بيفتد.

بخشي از جهان ما ، زمين و آنچه در آن اتفاق مي‌افتد اختر شناسي را شامل مي‌شود، در واقع زمين آزمايشگاه ماست و هر چه که درباره جهان مي‌دانيم از آنچه از زمين مي‌توانيم ببينيم و دريابيم و يا تصور کنيم سرچشمه گرفته است.

چگونه علم نجوم بوجود آمد؟
قبل از اختراع تلسکوپ ، در نزديکي قرن هفدهم ، نجوم بر مبناي مشاهده با چشم غير مسلح پايه گذاري شده بود. در ابتدا مردم از محل ستاره‌ها و سيارات در آسمان نقشه تهيه مي‌کردند. متمدن ترينها براي نقشه برداري آسمان نظام داشتند و مي‌دانيم که امروزه نجوم از نظريات يونانيان باستان سرچشمه مي‌گيرد. در سال ۱۵۰ ميلادي يک منجم و رياضيدان يوناني به نام کلوديوس بطلميوس يک رساله درباره علم نجوم نوشت. او در آن ۴۸ گروه ستاره‌اي که صورت فلکي ناميده مي‌شدند را فهرست کرد ، مانند جبار ، برساووش و … که بيشتر از اسامي اساطير گرفته شده‌اند.

همانطور که ما هنگام نگاه کردن به ابرها ، آنها را به اشکالي از اجسام آشنا تصور مي‌کنيم، همانگونه بطلميوس در گروهبندي ستارگان اشکال آشنا را مشاهده کرد. همچنين بطلميوس متوجه شد که به نظر ستارگان در سرتاسر آسمان حرکت مي‌کنند، او گفت که تمام اجرام آسماني به دور زمين که مرکز جهان بي‌حرکت ايستاده حرکت مي‌کنند. اين نظريه علمي براي قرنها پذيرفته شده بود. تئوري بطلميوس راجع به جهان طرح زمين مرکز ناميده شد، زيرا در آن زمين در مرکز عالم قراردارد.
چه موقع کشف شد که زمين بدور خورشيد مي‌چرخد؟

قبول اين واقعيت مدتها طول کشيد. در سال ۱۵۴۳ ميلادي يک منجم لهستاني به نام نيکلاس کوپرنيک De Revolutionibus را منتشر کرد که مشخص مي‌کرد سيارات به دور خورشيد گردش مي‌کنند، اما نظريه او با تعليمات کليساي کاتوليک مغايرت داشت و کليسا قدرتمندترين سازمان اجتماعي و سياسي آن زمان بود. عقيده‌هايي مانند طرح خورشيد مرکزي که در جهان تفکر بديع بودند سزاوار کيفر مرگ بودند.

بنابراين اگر هم تعدادي ديگر از منجمان طرح کپرنيک را مي‌پذيرفتند از تصديق کردن آن هراس داشتند. در سال ۱۶۳۲ گاليلئو گاليله ، يکي از برجسته‌ترين منجمان در طول تاريخ ، سرانجام يک کتاب در حمايت از نظريه کپرنيک منتشر کرد. کليساي کاتوليک روم گاليله را براي محاکمه بخاطر بدعت گذارن احضار کرد و اين منجم براي برگشتن از حرفش يا مرگ حق انتخاب داشت. گاليله دست از عقيده خود کشيد اما کليسا از پذيرفته شدن طرح خورشيد در عرف نمي‌توانست جلوگيري کند (در سال ۱۹۹۲کليساي کاتوليک روم رسما با گاليله و کپرنيک موافقت کرد).

منجمان چگونه سريعا يک ستاره را از ديگران تشخيص مي‌دهند؟
منجمان علاوه بر نقشه موقعيت ستارگان در آسمان تعيين کردند که کدام ستاره از ديگر ستارگان پر نورتر است. يک منجم يوناني به نام هيپارکوس جد بطلميوس ابتدا ستارگان را بر اساس روشنايي‌اشان طبقه بندي کرد. او شش طبقه روشنايي را با قدرشان ليست کرد (قدر يعني درخشش يک ستاره که بر روي زمين نمايان مي‌شود. قدر يک ستاره تا حد زيادي در تعيين اينکه چقدر از زمين فاصله دارد موثر است)، هيپارکوس ۲۰ ستاره از قدر اول را طبقه بندي کرد و ستارگان ضعيف يعني آنهايي که با چشم غير مسلح ديده مي‌شوند را در شش قدر طبقه بندي کرد.
نقش گاليلئو گاليله

گاليله در پيزاي ايتاليا در ۱۵۶۴ در اواسط دوره رنسانس متولد شد. گاليله فقط اولين کسي که تلسکوپ را روي ستارگان متمرکز کرد نبود، او همچنين ديدگاه متفاوتي نسبت به جهان ايجاد کرد. گاليله استاد نجوم ، رياضي ، فيزيک ، فلسفه و تبليغات بود . تصور او (و احتمالا واقعيت) از يک نبوغ ذاتي بود: زيرک ، شوخ و اما زننده بود. مردم مهم انجمن او را جستجو مي‌کردند، تا وقتي که کار منفور و خطرناک حمايت از ديدگاه خورشيد مرکزي کپرنيک راجع به منظومه شمسي را در کارهايش انتشار داد:

ما اين حقيقت را پذيرفتيم که خورشيد در مرکز منظومه شمسي است و ما ممکن است گفته باشيم (هرکس مي‌داند که خورشيد به دور زمين مي چرخد و فقط تعداد کمي دانشمند ديوانه فکر مي‌کنند غير از اين است). در سال ۱۵۴۳ نيکولاس کوپرنيکوس رساله پيشنهادي‌اش را که تمام سيارات به انظام زمين به دور خورشيد مي‌چرخند منتشر کرد. اين پيشرفت غير منتظره براي عده‌اي بطور محرمانه خوشايند بود، براي قدرتمندترين دولت اروپا در آن زمان (کليساي کاتوليک روم) در وضع موجود مسلما منفعتي وجود داشت. با اين همه عقايد نظام و توانايي‌اش رويه زمين مرکزي در جهان باقي ماند.

گاليله بطور آشکارا از ديدگاه جهاني کپرنيک در مقابل کليسا حمات کرد. روش رهبر کليسا با ديگر بدعت گذاران ناديده گرفتن آنها يا آسيب رساندن به آنها با برخي شرايط بود. اما کليسا نمي‌توانست گاليله را ناديده بگيرد. در سال ۱۶۳۴ گاليله به دادگاه کليسا آورده شد و ادعا کرد که دست از عقايد بدعت گذارانه‌اش درباره منظومه شمسي برداشته است. روبرو شدن با شکنجه و مرگ ، گاليه را وادار به تسليم شدن کرد. او هنگامي که اتاق محاکمه را ترک کرد زير لب گفت بي اعتنا به آنچه مجبور به گفتن شده بود ادعا کرد که زمين هنوز به دور خورشيد مي‌چرخد. گاليله بقيه عمر خود را در زير شيرواني خانه‌اي تا سال ۱۶۴۲ گذراند ۳۵۵ سال بعد در سال۱۹۹۲ کليسا رسما طرح کپرنيک را در مورد منظومه شمسي پذيرفت.
ستاره شناسي ، علمي است که با مشاهده و توضيح وقايعي که در خارج از زمين و جو آن رخ مي‌دهد سر و کار دارد. اين علم منشا پيدايش و خواص فيزيکي و شيميائي اشيائي که قابل مشاهده در آسمان بوده (و خارج زمين قرار دارند) و همينطور فرآيندهاي منتجه از آنها را مطالعه مي‌کند. در طي قسمتي از قرن بيستم ، ستاره شناسي به سه شاخه تقسيم شده بود: محاسبات نجومي ، مکانيک آسماني و فيزيک نجومي. حالات برجسته متداول فيزيک نجومي در نامگذاري گروههاي آموزشي دانشگاهي و موسسات درگير با تحقيقات نجومي متجلي مي‌شود:
قديميترين آنها بدون هيچ تغييري ، گروهها و موسسات ستاره شناسي مي‌باشند، جديدترين آنها به نگه داشتن فيزيک نجومي در نامشان تمايل دارند، برخي اوقات کلمه ستاره شناسي را براي تأکيد بر طبيعت تحقيقاتشان ، در نامشان قرار نمي‌دهند. به علاوه ، تحقيقات فيزيک نجومي ، مخصوصا در فيزيک نجومي نظري ، را افرادي که پس زمينه فيزيک و رياضي دارند مي‌توانند انجام دهند.
ستاره شناسي از معدود علومي است که آماتورها هنوز در آن نقش فعالي دارند، خصوصا در کشف و مشاهده حوادث زودگذر. ستاره شناسي نبايد با طالع بيني ، شبه علمي که با پيگرد مسير اجرام آسماني ، مبادرت به پيشگويي سرنوشت افراد مي‌نمايد اشتباه شود. اين دو اگر چه در ريشه مشترکند، اما کاملا متفاوتند؛ ستاره شناسان روش علمي را پذيرفته‌اند، در حاليکه طالع بينها اينطور نيستند.

تقسيمات ستاره شناسي
ستاره شناسي به چند شاخه تقسيم مي‌گردد. اولين تقسيم بندي بين ستاره شناسي نظري و ستاره شناسي شهودي مي‌باشد. مشاهده گرها روشهاي مختلفي را براي جمع آوري اطلاعات درباره حوادث بکار مي‌برند، اطلاعاتي که بعدا توسط نظريه پردازان براي ايجاد تئوريها و مدلهايي ، براي شرح مشاهدات و پيش بيني حوادث جديد بکار مي‌رود. حوزه‌هاي مطالعه همچنين به دو طريق ديگر تقسيم بندي مي‌شوند: موضوعي ، که معمولا به منطقه فضا (مثلا ستاره شناسي کهکشاني) يا مسائل اشاره شده (مانند تشکيل ستاره يا کيهان

شناسي) بستگي دارد؛ يا به روش مورد استفاده براي گرد آوري اطلاعات (بطور مبنائي ، چه ناحيه‌اي از طيف الکترومغناطيس استفاده مي‌شود). در حاليکه تقسيم بندي اوليه به هر دوي مشاهده گر و نظريه پرداز مربوط مي‌شود، دومي مربوط به مشاهده گرهاست(نه کاملا) ، چون نظريه پردازها سعي مي‌کنند از اطلاعات موجود در تمامي طول موجها استفاده کنند و مشاهده گرها اغلب بيش از يک منطقه از طيف را مشاهده مي‌کنند.
تقسيم بندي بر اساس موضوع يا مسائل اشاره شده

• اجرام آسماني
• تاريخچه نجوم
• محاسبات نجومي: مطالعه مکان اشياء در آسمان و تغيير مکان آنها، که سسيستم مختصات مورد استفاده و علم حرکت اجرام در کهکشان را تعيين مي‌کند.
• کيهان شناسي: مطالعه کيهان به عنوان يک کل و تکامل آن.
• ستاره شناسي کهکشاني: مطالعه ساختمان و اجزاء کهکشان ما و ساير کهکشانها.
• ستاره شناسي برون کهکشاني: مطالعه اجرام (عمدتا کهکشانها) خارج از کهکشان ما.

• شکل گيري کهکشان و تکامل: مطالعه شکل گيري کهکشانها و تکامل آنها.
• علوم سياره‌اي: مطالعه سيارات منظومه شمسي.
• ستاره شناسي ستاره‌اي: مطالعه ستارگان.
• تکامل ستاره‌اي: مطال؊

خورشيد ما كمي بيش از چهار و نيم ميليارد سال پيش تشكيل شده است. خورشيد ما نيز مثل هر ستاره ديگري در جهان به شكل توده در هم پيچيده اي از ابرهاي گازي كه عمدتا از هيدروژن و هليم تشكيل شده بود به وجود آمده اما خرده ريزه هايي كه از انفجار ساير ستاره ها باقي مانده بودند، غبارهاي بسيار ريز كيهاني كه از عناصر سنگين تر همانند كربن، اكسيژن، آلومينيوم، كلسيم و آهن تشكيل شده بودند، نيز در سرتاسر اين ابرها پراكنده بودند. اين ذرات گرد و غبار كه حتي از ذرات غباري كه لبه پنجره مي نشيند، كوچك تر است، به عنوان نقاط تجمع در سحابي خورشيدي عمل مي كند. ساير موارد از جمله يخ، دي اكسيد كربن منجمد، دور اين نقاط گردهم مي آيند و بدين ترتيب اين ذرات كم كم بزرگ و بزرگ تر شده و به اجرامي به اندازه يك دانه شن، يك صخره و نهايتا يك تخته سنگ تبديل مي شوند. طي چند ميليون سال، تريليون ها تريليون قطعه يخي، سنگ ريزه و اجرام فلزي در اطراف

خورشيد جوان گردهم مي آيند. طي ربع ميليارد سال بعد بسياري از اين اجسام در يكديگر ادغام شده و بدين شكل سيارات بزرگ ، اقمار، سيارك ها و اجرام موجود در كمربند كوئيپر به وجود مي آيند. (براي كسب اطلاعات بيشتر مي توانيد به مقاله «tightening our kuiperbelt» كه در شمار فوريه ۲۰۰۳ نشريه Natural History به چاپ رسيده است مراجعه كنيد.) اجرام كوچكتري كه حول خورشيد در حال چرخشند، طي مدت هاي طولاني كه از تشكيل آنها گذشته است، چندان تغيير نكرده اند.