جهان اسرار آمیز فضا

مقدمه
آیا تاکنون به شگفتیهایی که در اعماق فضا نهفته است فکر کرده اید؟
این تحقیق شما را به سفری در آسمان می برد که از زمین شروع شده و در
در نهایت به منظومه شمسی و ستارگان ختم می شود. همه این چیزها را بدون آنکه نیازی به مسافرت در فضا داشته باشید، بدون اینکه متوجه باشید، هر روز با اصول متعدد علم نجوم سر و کار دارید. از هوایی که تنفس می کنید گرفته تا خورشیدی که باعث روشنایی روز می شود و جاذبه ای که شما را محکم بر روی زمین نگه می دارد. همه این پدیده های روزمره را می توان با ستارگان چشمک زنی که شب هنگام، در آسمان بالای سرتان، می درخشند، مرتبط دانست.

آزمایشهای جالب
هر جا که این نشانه را دیدید(پایین)، آزمایشی است در ارتباط با موضوع مربوطه که شما نیز به راحتی می توانید آن را انجام دهید. فقط کافی است از دستورالعملهای ساده آن پیروی کنید تا نتایج آن چشمانتان را به شگفتی های فضا بگشاید. شما ضمن مطالعه این کتاب در می یابید که چرا اجسام به سمت پایین سقوط می کنند و چه زمانی بهترین موقع برای دیدن باران شهاب سنگهاست.

مریخ
مریخ نزدیک ترین سیاره به زمین پس از سیاره ونوس است. این سیاره از نظر جو وطول دوره شبانه روز، شبیه ترین سیاره به زمین است. مریخ به سیاره قرمز مشهور است، زیرا آهن اکسید شده زیادی بر سطح آن وجود دارد که ظاهری قرمز رنگ به این سیاره می دهد.
رشته کوه آتشفشانی اولمپوس در مریخ بلندترین رشته کوه این سیاره است که به برابر مرتفع تر از قله اورست در زمین است.
در سال ۱۸۸۰ میلادی یک س

تاره شناس آمریکایی، خط سیاه و عمیقی را بر روی مریخ مشاهده کرد. این ناحیه دره « مارینه » نام دارد که شبیه دره « گراندکانیون » در روی کره زمین است.
یافته های فعلی در مورد سیاره مریخ مربوط به اطلاعاتی است که کاوشگر وایکینگ به زمین ارسال کرده است. بر این اساس معلوم شد که سنگواره کوچکی بر روی یکی از صخره های مریخ وجود دارد. آیا این سنگواره دلیل وجود حیات بر مریخ است؟ یا قبلا زندگی بر سطح این سیاره وجود داشته است؟ ماموریت های فضایی آینده به این پرسش ها پاسخ خواهد داد.

دانشمندان علوم فضایی به شواهدی دست پیدا کرده اند که بر اساس آنها معلوم شده است مریخ در گذشته دارای آب و گرما بوده است. هر چند آنها نمی دانند مقدار آب و درجه گرما چه اندازه بوده است.
مریخ دو قمر کوچک به نام های « فوبوس » و « دیموس » در اطراف خود دارد. فوبوس ۲۷ کیلومتر و دیموس ۱۵ کیلومتر طول دارند. هر دو دارای مقداری شتاب جاذبه نیز هستند.
«نور در فضا»
نور سریع ترین چیزی است که در عالم حرکت می کند. سرعت نور به صورت دقیق ۴۵۸/۷۹۲ /۲۹۹ متر در هر ثانیه است. نور به خط راست حرکت می کند و رنگ ها از طول موج های مختلف نور حاصل می شوند.

نور ستاره ها، از فاصله های بسیار و به وسیله گیرنده حساسی به نام CCD ثبت می شود. نور از راه رسیده به صورت بسته های کوچک پر انرژی به نام فوتون دریافت می شوند. تصویر ستاره نیز از این نور تشکیل می شود.

مغناطیس سیارات
مغناطیس نیرویی است که مواد آهنی و نیکل را جذب خود می کند. الکتریسیته نیز خاصیت مغناطیسی دارد. به اطراف محلی که نیروی مغناطیسی اثر می کند، میدان جاذبه مغناطیسی گفته می شود. اگر این نیروی جاذبه اطراف یک ستاره یا سیاره باشد، به این میدان « ماگنتوسفر» گفته می شود.

بیشتر سیارات منظومه شمسی مانند زمین ما، میدان مغناطیسی قوی در اطراف خود دارند. خاصیت مغناطیسی سیارات به دلیل وجود آهن مایع در مرکز سیاره و چرخشی سیاره به دور خود است. مقدار نیروی جاذبه مشتری ۳۰ برابر قوی تر از نیروی جاذبه کره زمین است، زیرا مشتری بسیار بزرگ است و با سرعت زیادی به دور خود می چرخد. سیاره نپتون و اورانوس، جاذبه مغناطیسی غیر عادی دارند، زیرا چرخش این دو سیاره به دور خود با سایر سیارات منظومه شمسی متفاوت است.

جو سیارات
جو یا اتمسفر، مجموعه ای ای از گازهاست که به دلیل وجود جاذبه بر اطراف یک سیاره باقی می ماند. هر سیاره در منظومه شمسی دارای جو است، اما ترکیب گازهای تشکیل دهنده آنها با یکدیگر متفاوت است. زمین تنها سیاره ای است که جو آن برای تنفس انسان مناسب است.
قمرهای اطراف سیارات در منظومه شمسی بسیار کوچکند و جاذبه کمی دارند. بنابراین جو بر اطراف خود ندارند. البته قمر « دتیتان » بر گرد مریخ و معدودی قمرهای دیگر دارای جو هستند. جو اولیه در اطراف خورشید ایجاد شده است که شامل ابرهایی از گاز و ذرات گرد و غبار کیهانی بوده است. در زمین، جو اولیه از گازهای ناشی از فعالیت های آتشفشانی به وجود آمد. اما اکسیژن آن از جانداران میکروسکوپی حاصل شده است.

پرتوهای کیهانی
پرتوهای کیهانی دسته ای از پرتوهای پر انرژی است که جو زمین را مورد حمله قرار می دهند. کم انرژی ترین پرتو کیهانی از خورشید به سوی ما می آید. نوعی از آن هم از کهکشان ها به سمت زمین گسیل می شود. به پرتو کیهانی کهکشانها GCR نیز گفته می شود.

پرتوهای کیهانی با انرژی متوسط از محل هایی که در کهکشان راه شیری واقعند ایجاد می شوند. این پرتوها از متلاشی شدن سوپرنوواها حاصل می شوند. برخورد بین پرتوهای کیهانی و ابرهای متراکم از گاز هیدروژن که از سوپرنوواها بر جای مانده اند، نوع دیگری از تشعشات کیهانی را تولید می کنند که به تشعشات « سینکروتون » معروفند. این تشعشات جدید به وسیله رادیو تلسکوپ از درون سحابی خرچنگ دریافت شده اند. ۸۵ درصد پرتوهای کیهانی از هسته اتم های هیدروژن تشکیل شده اند. اما جنس پرتوهای کیهانی که از کهکشان ها به سوی زمین می آید از هلیم و هسته های سنگین تر است. الکترون ها و نوترون ها در پرتوهای کیهانی به مقدار زیاد وجود دارند. البته بیشتر پرتوهای کیهانی توسط جو زمین دفع می شوند. همچنین میدان های مغناطیسی در اطراف زمین وجود دارند که مانع رسیدن پرتوهای زیانبار کیهانی می شوند.

بسیاری از اختلالات رادیو تلویزیونی، مشکلات دریافت ارسال امواج ماهواره ها و مخابرات به دلیل پرتوهای کیهانی است. دانشمندان عقیده دارند، پاره ای از تغییرات اخلاقی و رفتاری در افراد نیز به دلیل پرتوهای کیهانی است که از جو زمین عبور می کنند و به زمین می رسند.

مشتری
مشتری بزرگ ترین سیاره منظومه شمسی است. سطح مشتری برای فرود هیچ سفینه ای مناسب نیست، زیرا از گاز هلیم و هیدروژن پوشیده شده است. این سیاره بر سطح خود نقطه ای قرمز رنگ دارد که لکه قرمز بزرگ نام دارد. اندازه این لکه ۴۰ هزار کیلومتر است و اولین بار در سال ۱۶۴۴ میلادی دانشمندی به نام رابرت هوک متوجه وجود این لکه بر مشتری شد.
مشتری، ۴ ماه بزرگ و ۱۷ ماه کوچک بر گرد خود دارد. ۴ ماه بزرگ مشتری اولین با توسط گالیله در قرن هفدهم میلادی مشاهده شد. « لو»، «اروپا» «کالیستو» و «گانی مدا» نام های این ماه ها هستند.

جو مشتری از ابرهای فشرده قرمز، قهوه ای و زرد که شامل ترکیبات بسیار سمی آمونیاک است، پر شده است. دما در این سیاره ۱۵۰- درجه سانتیگراد است و تندبادهای پر انرژی بر سطح آن می وزند.

«کاوشگران فضا»
کاوشگران فضا، سفینه های بدون سرنشینی هستند که به صورت خودکار و با کنترل رایانه ای پیشرفته به اکتشاف فضا می پردازند. اولین کاوشگر فضایی را انسان در سال ۱۹۶۲ به مقصد ونوس اعزام کرد. نام این کاوشگر «مارینر۲ » بود.
آخرین کاوشگر از نوع مارینر، مارینر۱۰ نام داشت که در سال ۱۹۷۴ به سیاره تیر (عطارد )رسید و بر سطح آن فرود آمد. ش از ۵۰ کاوشگر فضایی را به منظور تحقیق به فضا فرستاده است. تعدادی از آن ها نمونه ای از خاک سیاراتی همچون مریخ، شهاب سنگ ها و اجرام فضایی دیگر را با خود به همراه آورده اند. انسان منتظر بازگشت بقیه کاوشگران فضایی ارسالی خود در قرن ۲۱ میلادی است. سازمان هوافضایی

ناسا قرار است، کاوشگر جدیدی به نام TPF را در سال ۲۰۰۹ میلادی به فضا اعزام کند.
تلسکوپ فضایی هابل
ادوین هابل متولد ۱۸۸۹ که به سال ۱۹۵۳ درگذشت، حقوقدانی بود که به ورزش بوکس نیز علاقه داشت. او بعدها تمام وقت خود را صرف دانش ستاره شناسی می نمود.
تا اوایل قرن بیستم، ستاره شناسان فقط کهکشان راه شیری را به عنوان همه عالم می شناختند، اما در سال ۱۹۲۰، هابل نشان داد که علایم و نورهایی نیز از آن سوی راه شیری به زمین می رسد، او در این سال علایم ارسالی از سوی ۱۸ کهکشان دیگر را دریافت کرد.

هابل نظریاتی درباره عالم ارایه داده است که در دانش ستاره شناسی به قوانین هابل معروف است. به افتخار او یکی از پیشرفته ترین تلسکوپ های فضایی جهان، هابل نامگذاری شده است.
ستاره شناسان عقیده دارند که عنصر آهن در فضا، توسط ستارگان غول آسا تولید می شود. این ستارگان پس از مدتی کوچک می شوند و شعله های آنها فروکش می کند. در این حالت به آنها « سوپرنووا» گفته می شود.

بیشتر سنگهای آسمانی در جو زمین از بین می روند. اما گاهی سنگ های بزرگ آسمانی از جو عبور کرده بر زمین می رسند. دانشمندان عقیده دارند، علت از بین رفتن دایناسورها در ۶۵ میلیون سال پیش، برخورد یک سنگ آسمانی بزرگ بر سطح زمین بوده است.

«پولسارها»
پولسار یک ستاره نوترونی است که با سرعت سر سام آوری می چرخد، تپش دارد و امواج رادیویی از خود بیرون می دهد. اولین پولساری که شناسایی شد، « ژاکلین بل برنل » نام داشت که توسط بخش ستاره شناسی دانشگاه کمبریج در سال ۱۹۶۷ شناسایی شد.
اولین ستاره شناسی که گمان می کرد علایم ارسالی از سوی پولسارها مربوط به اعلام حضور بیگانگان در فضا است، جو کینگل نام داشت. او این علایم را LGM یا «مردان سبز کوچک» نام نهاد. البته بعدها دلایلی درباره وجود حیات در پولسارها کشف نشد.

بیش از ۶۵۰ پولسار تا کنون شناخته شده است، اما حدس زده می شود ممکن است بیش از یکصد هزار پولسار فعال دیگر در کهکشان ما فعال باشد. پولسارها احتمالا از متلاشی شدن سوپرنوواها به وجود می آیند، زیرا هر بار که در بخش مسطح کهکشان راه شیری، سوپرنووا مشاهده می شود، علایم پولسارها نیز دریافت می شوند.
سحابی خرچنگ شامل یک پولسار است. پولساری به نام ۵۳۲ NPO در این سحابی قرار دارد و جوان ترین پولساری است که تاکنون کشف شده است. این پولسار پس از متلاشی شدن یک سوپرنووا در این سحابی به سال ۱۰۵۴ بعد از میلاد ایجاد شده است. سرعت چرخش این پولسار ۳۳۱ صد هزارم ثانیه است، اما گاهی سرعت آن کم نیز می شود.
کپلر
یوهان کپلر ستاره شناس آلمانی متولد ۱۵۷۱ میلادی که به سال ۱۶۳۰ میلادی درگذشت، نقش مهمی در شناسایی حرکت سیارات داشت. او نظریه خود درباره حرکت سیارات را از مطالعه درباره مریخ نتیجه گرفت. پیش از کپلر، همگان تصور می کردند که مدار سیارات به صورت دایره است. او متوجه شد که مسیر حرکت سیارات، بیضی شکل است. این نکته، قانون اول کپلر نام دارد.
قانون دوم کپلر می گوید که سرعت چرخش یک سیاره در منظومه شمسی به فاصله سیار

ه از خورشید بستگی دارد. براساس قانون سوم کپلر نیز، دوره های فصلی یک سیاره به دور نزدیکی سیاره از خورشید بستگی دارد.
صورت های فلکی
صورت های فلکی، الگوهایی تشکیل شده از مجموعه های ستارگان هستند که با ترتیب خاصی در فضا قرار گرفته اند. شناسایی بیشتر صورت های فلکی در گذشته های دور توسط ستاره شناسان بابل و مصدر باستان انجام گرفته است.
ستاره شناسان ۸۸ صورت فلکی را شناسایی کرده اند. بیشتر این مجموعه ستارگان، نام خود را از خدایان و قهرمانان یونان باستان گرفته اند. صورت فلکی شکارچی، اریون و … نمونه هایی از یونان باستان هستند.
ترتیب نام گذاری ستاره های صورت فلکی، برحسب شدت روشنایی آنهاست. روشن ترین ستاره «آلفا » نام می گیرد، ستاره بعدی از نظر شدت روشنایی «بتا » نام دارد. تا آخر. نام گذاری آلفا، بتا،… از الفبای یونانی گرفته شده است. صورت های فلکی در زمان های مختلفی از سال در نقاط متفاوت زمین دیده می شوند. دب اکبر ( خرس بزرگ)و دب اصغر ( خرس کوچک) از معروفترین صورتهای فلکی هستند که به آسانی دیده می شود. دب اکبر مجموعه ای از هفت ستاره است که ستاره شناسان قدیم در آنها شکل یک خرس می دیدند.

«سیاه ماده»
در فضا نقاطی وجود دارد که به آنها فضا یا (سیاه ماده) گفته می شود. ستاره شناسان در این نقاط هیچ ستاره یا کهکشانی را نمی بیننند. نور نیز از این ناحیه عبور نمی کند. سیاه ماده ها در فضا زیادند. ستاره شناسان، درباره علت وجود و تغییری که در مدار گردش ستاره ها توسط سیاه ماده ها داده می شوند، در حال تحقیق هستند.
به تازگی ستاره شناسان دریافتند که در سیاه ماده ها، موادی بنام WIMP وجود دارند که بصورت خلاصه (ذرات فشرده با انرژی فراوان) معنی می دهند.

عقیده بر این است که میلیاردها میلیارد سال پیش که جهان بر اساس فرضیه انفجار ناگهانی یا (بیگ بنگ) در حال شکل گرفتن بود WIMP ها نیز شروع به حرکت در اطراف فضا کردند. بعضی از WIMP ها بنام (سیاه ماده سرد) نام گذاری شده اند، زیرا سرعت حرکت آنها بسیار کمتر از موج بیگ بنگ است. گروه دیگر از WIMP ها (سیاه ماده داغ) نامیده شده اند، زیرا سرعت آنها برعکس گروه قبلی بسیار زیادتر از موج بیگ بنگ است.

«مدار فضایی»
مسیر دایره ای یا منحنی شکل بسته ای که یک سیاره، ماده یا سایر اجرام فضایی، اطراف یک سیاره دیگر طی می کنند. (مدار) نامیده می شود. مدار می تواند شکل دایره، بیضی یا منحنی شکل باشد. مدار اطراف سیارات به شکل بیضی است.بزرگترین مدار فضایی شناخته شده، مربوط به ستاره ای که در کهکشان راه شیری است که برای پیمودن مدار آن، ۲۰۰ میلیون سال( یا بیشتر) زمان لازم است! ماهواره ها نیز یکی از اجرام فضایی هستند که باید در مدار مشخصی اطراف زمین( یا هر سیاره دیگر) قرار داده شوند

ماهواره ها بر پایه اندازه نیرویی بنام « مومنتوم» در مدار خود حرکت می کنند. اگر مقدار مومنتوم ماهواره از اندازه جاذبه زمین بیشتر شود، ماهواره از مدار خود خارج می شود و به فضای دور دست می رود. بر عکس، اگر مقدار جاذبه زمین بیشتر از مومنتوم ماهواره باشد، ماهواره به سمت زمین سقوط خواهد کرد.