زمین چطور زمین شد

کشور ما ایران امروز بخشی از سرزمین بزرگتری به اسم فلات ایران است. سرزمین مرتفعی که بین رشته کوه های زاگرس در غرب و فلات تبت و یا در شرق شکل گرفته است. فلات ایران بخشی از قاره بزرگ اوراسیا محسوب می شود؛ اما فلات ایران کی به شکل و شمایل امروزیش در آمده است؟ رشته کوه های بلند و زمین های مرتفع کی در آن درست شده اند؟ شاید برای خیلی ها مهم تر باشد که بدانند ایران ما چطور به وجود آمده است. زمینی که ما امروز روی آن راه می رویم چقدر قدمت دارد؟ اولین بار کی زمین پدید آمد که امروز بخشی از کشور ما را تشکیل می دهد؟ برای پاسخ دادن به این سوال ها باید به سراغ گذشته زمین شناسی ایران رفت. اما باید توجه کرد که این گذشته رابطه تنگاتنگی با گذشته کره زمین دارد؛ یعنی برای پاسخ دادن به پرسش هایمان درباره ایران ابتدا باید به پرسش های مهم تری درباره کره زمین جواب بدهیم. زمینی که میلیاردها سال قبل از ابر و گاز میان ستاره ای شکل گرفت. اتفاقی که شاید از نظر ما بسیار پیچیده باشد اما در مقیاس کیهانی کاملا معمولی محسوب می شود چون در گوشه و کنار آن می شود بی شمار از این پدیده ها را سراغ گرفت. زمان گذشت و گذشتن آن ثابت کرد که زمین با بیشتر سیاره ها ( و شاید با همه آنها ) فرق دارد. حیات روی زمین شکل گرفت و سرانجام موجودات هوشمندی ( انسان ها ) را توسعه داد که می توانند بیندیشند ، به هستی نگاه و درباره آن سوال کنند. حالا ما می خواهیم برای جواب دادن به یکی از این سوال ها به 4/6 میلیارد سال قبل برگردیم جایی در آن دوران هادئن که زمین بسیار بسیار جوان بود و از آنجا نگاهی بیندازیم به کره خاکی مان. با این سفر ما می توانیم مراحل مختلف رشد سیاره مان را خوب نگاه کنیم و ببینیم که آب و هوا و خشکی چطور روی کره زمین به شکل امروزی شان در آمده اند.

ستارگان تپنده

در آسمان، یا در واقع در کیهان، ستارگانی وجود دارد که به ستارگان تپنده معروف شده‌اند. علت این نام‌گذاری بر آنها این است که شدت نور مشهود آنها به طور مرتب کم و زیاد می‌شود و گویا دچار تپش هستند. این امر ناشی از این است که یک ستاره‌ی تپنده مدام در حال بزرگ و کوچک شدن است. ستاره شناسان با مطالعه روی ستاره‌های تپنده معلوم نموده‌اند که ستارگان تپنده‌ای که دارای شدت روشنی مشابه هستند ریتم تپش منظم یکسانی نیز دارند. این امر، وسیله‌ای به دست می‌دهد که دوره‌ی تناوب تپش یک ستاره‌ی تپنده را به شدت روشنایی واقعی آن مربوط کنیم. به این ترتیب ستاره شناسان با اندازه گیری طول زمانی‌ای که یک ستاره‌ی تپنده از روشنی به کم نوری و سپس دو باره به روشنی می‌گراید و به دست آوردن این دوره‌ی تناوب قادرند شدت روشنی واقعی ستاره را محاسبه کنند. مقایسه‌ی این شدت روشنیِ واقعی با شدت روشنی ظاهری رصد شده‌ی ستاره، بر مبنای محاسبات نجومی می‌تواند فاصله‌ی ستاره از ما را به دست دهد. ستاره شناسان نخستین بار از همین طریق توانستند فاصله‌ی ستارگان تپنده‌ی کهکشان راه شیری از ما را تعیین نمایند و به این وسیله ابعاد کهکشانمان را تعیین نمایند، و بگویند که پهنای آن در حدود صد هزار سال نوری است. ستارگان تپنده‌ی درخشان حتی در کهکشان‌های دیگر نیز قابل تشخیصند و این وسیله‌ی بسیار پراهمیتی را در اختیار منجمین قرار می‌دهد که به ارزیابی فاصله‌ی بین کهکشان‌ها بپردازند. با اندازه گیری فاصله‌های بین کهکشانی مبناهایی برای تخمین بزرگی کیهان فراهم آمد.

آیا واقعاً عالم های دیگر وجود دارد؟

ممکن است شواهد وجود جهان های موازی که اساساً با جهان ما متفاوتند، فراتر از دامنه علم قرار گرفته باشد

در دهه اخیر ادعایی غیر عادی کیهان شناسان را فریفته است: جهان در حال انبساطی که ما اطراف خود می بینیم تنها جهان موجود نیست؛ میلیاردها جهان دیگر نیز در بیرون وجود دارند. یک عالم وجود ندارد بلکه چند عالم وجود دارد. در مقاله های "ساینتفیک آمریکن" و کتاب هایی نظیر آخرین کتاب "برایان گرین"، به عنوان "واقعیت پنهان"، دانشمندان از یک تحول اَبَر کوپرنیکی سخن به میان آورده اند. در این دیدگاه نه تنها جهان ما یکی است در میان انبوهی از سیاره ها، بلکه تمام جهان ما نیز در مقیاس کیهانی چیزها ناچیز است و تنها یکی از جهان های بی شماری است که هر یک کار خودشان را انجام می دهند.
کلمه «چند عالم» معانی گوناگونی دارد. اخترشناسان می توانند تا فاصله ای به اندازه 42 میلیارد سال نوری را مشاهده کنند؛ افق دیداری کیهان. ما هیچ دلیلی نداریم که تردید کنیم که جهان در آن جا تمام می شود. فراتر از آن می تواند دامنه های زیاد و حتی بی نهایت زیادی بسیار شبیه به آنچه ما می بینیم، وجود داشته باشد. که هر یک توزیع نخستین متفاوتی از ماده دارد، اما همان قوانین فیزیک در همگی کارگر است. امروزه تقریباً تمامی کیهان شناسان از جمله خود من این نوع چند عالم را که "ماکس تگمارک" آن را سطح 1 می نامد، می پذیریم. اما برخی فراتر از این می روند. آنها انواع کاملاً گوناگونی از جهان ها با فیزیک متفاوت، سرگذشت های گوناگون و شاید ابعاد فضایی گوناگون را پیشنهاد می دهند. که بیشتر آنها نابارور هستند اما برخی از آنها حیات را زایش می کنند.

سحابی های سیاره نما چگونه شکل می گیرند؟

طی دهه ی گذشته، اخترشناسان شکل های گوناگون سحابی های سیاره نما را رمزگشایی کرده اند. حال می دانیم که چرا این تابوت های کیهانی به چنین شکل های عجیبی دیده می شوند.
سحابی های سیاره نما آخرین نفس نفس زدن های ستاره های در حال مرگ اند. این ابرهای گاز یونیزه شده به رنگ های زیبا و شب تابی می درخشند و نورشان را از خاکستر نیم سوز اجساد ستاره های درون شان می گیرند.سحابی های سیاره نما منجمان آماتور را افسون می کنند، زیرا بیشترشان درخشان اند با تلسکوپ های کوچک هم به راحتی دیده می شوند-حتی از مناطقی با آلودگی نوری متوسط، طول عمر کوتاه آنها-که نسبت به عمر میلیارد ساله ی ستاره ها فقط حدود 50 هزار سال است-نگاهی سریع به تحولات ستاره ای را ممکن می سازد.آنها آخر داستان زندگی خورشید ما را بازگو می کنند.
تقریباً همه ی ستاره ها روزی سحابی سیاره نما می شوند.و اخترشناسان همین تازگی هاست که جزییات چگونگی تشکیل و تحول این اجرام را دریافته اند.

ماده تاریک چه می تواند باشد؟

این چه ترکیبی از کلمه هاست که کیهان شناسان ساخته اند؟ مگر ماده تاریک می شود؟ فقط این ترکیب نیست که غریب است، ما انرژی تاریک هم داریم! این چه فرایندی بوده که منجر به این ترکیب دو یا چند کلمه «تاریک»، «ماده» و «انرژی» شده است؟ چگونه این مفهوم نوین شکل گرفته است؟ توسعه اندیشه بشری همواره همراه بوده است با مفهوم سازی های جدید، ایا این مفهوم ماده تاریک هم منجر به توسعه علمی شده است یا خواهد شد؟
 
درک ما در علوم فیزیکی از ماده کما بیش همان است که در عرف عادی مردم است. مهم ترین ویژگی ای که به ماده نسبت می دهیم جرم است؛ گرچه بار الکتریکی هم هست، اما ظاهراً با بار تاکنون مشکلی پیش نیامده، اما با جرم چرا! تازه در نسبیت هم یاد گرفته ایم انرژی را هم کما بیش با جرم مترادف بگیریم، جرم، بر خلاف انتظار، مفهوم بسیار پیچیده ای است که تکوین آن به صورت امروزین در علوم فیزیکی دست کم هزار سال طول کشیده است.

گوش بزرگ زمین برای شنود کیهان

پیرو همین تلاش‌ها و با معرفی یک ابررادیوتلسکوپ دیگر به جمع بزرگان شنود رادیویی فضا، پیش‌بینی می‌شود چینی‌ها تا چند سال دیگر و تا سال 2016، اتفاق مهمی را در رادیو اخترشناسی رقم بزنند و در رقابت گرم بین‌المللی رادیوتلسکوپ‌ها با نامزد غول‌آسای خود موسوم به FAST یا «رادیوتلسکوپ کروی با دهانه 500 متری» گوی سبقت و برتری را از سایر ابررادیوتلسکوپ‌های دنیا بربایند.
پروژه ساخت و ساز این غول استراق سمع امواج فرازمینی در استان گوئیژو واقع در جنوب چین کلید خورده است؛ این ناحیه تقریبا دورافتاده چین، قرار است ماوای بزرگ‌ترین رادیوتلسکوپ تک‌بشقابی دنیا شده و این میهمان جدید را در یک فرورفتگی طبیعی میزبانی کند. ابررادیوتلسکوپ چینی‌ها بی‌شباهت به رادیوتلسکوپ مشهور جهان یعنی آرسیبو واقع در پرتوریکو نیست، اما از قرار معلوم، غول رادیویی چینی‌ها به مراتب بزرگ‌تر، سریع‌تر و حساس‌تر از آرسیبوی معروف خواهد بود.

آتلانتیس گمشده؛ از افسانه تا واقعیت

افسانه آتلانتیس قرن هاست ذهن بشر را به خود مشغول کرده است. گفته می شود آتلانتیس جزیره ای بزرگ در گوشه ای از کره خاکی ما بوده است که تمدنی با فناوری های مافوق تصور بشر امروزی در حدود ۱۱ هزار سال پیش روی آن وجود داشته است. بدون شک زنده ماندن افسانه آتلانتیس را باید مدیون افلاطون، فیلسوف شناخته شده یونان باستان باشیم.

او تحقیقات زیادی در این خصوص انجام داده و حتی نقشه مدوری نیز از آتلانتیس ارائه کرد که تا قرن ها مبنای نظریه پردازی ها درباره آتلانتیس گمشده بوده است. با گذشت قرن ها و درحالی که کسی تصورات افلاطون را باور نمی کرد، تحقیقات یک دریانورد ناشناس هلندی نشان داد که احتمالا بقایای شهر مرموز آتلانتیس در اقیانوس اطلس وجود دارد. از آن زمان تاکنون هر مطالعه و سرنخی که با آتلانتیس افسانه ای در ارتباط باشد، برای دانشمندان و مردم عادی جذابیت دارد. تازه ترین اکتشافات به کشف جدید محققان از زیر بستر اقیانوس اطلس شمالی مربوط می شود، جایی که در آن تصاویری سه بعدی از یک چشم انداز وسیع به دست آمده است که شباهت عجیبی به تصورات موجود از آتلانتیس افسانه ای دارد.

سفر در زمان ممکن است؟

سفر در زمان بی شک یکی از اساسی ترین گنجینه های علمی تخیلی است. در سال 1895 "اچ. جی. ولز" با رمان معروف "ماشین زمان" مفاهیم علمی جدیدی را بنیان نهاد که در طول بیش از یک قرن به مهمترین دغدغه ذهنی انسان تبدیل شده است .خارج از داستانهای علمی تخیلی، بسیاری از دانشمندان نیز در سده اخیر به دنبال نظریه هایی در تائید امکان و یا حتی انجام این سفر مهیج  بوده اند .هرچند نتایج این نظریه ها تاکنون برای کسی یا چیزی امکان عقب و جلو رفتن در زمان را فراهم نکرده اما به نویسندگان جدید اجازه داده است که با پایه های "علمی تری" در آثار خود به بررسی این مقوله بپردازند.

سفر در زمان چیست؟
سفر در زمان، جابجایی فرضی در دوره های مختلف زمانی به سمت گذشته و یا آینده است. تا به امروز، بعضی از نظریه های علمی، سفر در زمان را امکانپذیر می دانند اما تنها در شرایط سختی که هنوز با فناوریهای کنونی دستیابی به آنها غیرممکن است.
نظریه نسبیت خاص که انیشتین در سال 1950 ارائه کرد پدیده انبساط زمان را در بوته آزمایش می گذارد و به خصوص نشان می دهد ناظرانی که با سرعت نزدیک به سرعت نور جابجا می شوند می توانند انبساط زمان را درک کنند. به نظر می رسد این پدیده که تاکنون توسط آزمایشات متعددی بررسی شده است بتواند در آینده دری را به سوی فرضیه جابجایی در زمان بگشاید. اما لازم به یادآوری است که این سفر احتمالاً به ایده سفر در زمان که در داستانهای علمی تخیلی دیده می شود هیچ شباهتی ندارد.

جیمز وب جانشین هابل می شود

تلسکوپ فضایی جیمز وب که قرار است جانشین هابل شود، وعده گشودن پنجره جدیدی را به جهان می ‌دهد. استقرار تلسکوپ فضایی جیمز وب در فضا می ‌تواند آغازگر کشف فراژرف ها در کیهان باشد. اما اگر این تلسکوپ که به افتخار مدیر ناسا در طول برنامه ماموریت‌های آپولو  نام‌گذاری شده است شکست بخورد، پیشرفت اخترشناسی تا یک نسل کامل عقب خواهد افتاد.

زمانی که در آوریل سال 1990 میلادی بدنه یک تلسکوپ غول پیکر رهسپار فضا می شد هیچ کس تصور نمی کرد قرار است این تلسکوپ دنیای ستاره شناسی را متحول کند. هابل؛ تلسکوپی است که تمام مردم نام آن را شنیده اند و کم و بیش تصاویر زیبای آن را در رسانه ها دیده اند. تلسکوپ فضایی هابل در این سال ها تبدیل به یک برند برای  ستاره شناسان شده است، برندی که برای ما عظمت کیهان را به یاد می آورد . البته هزینه هایی که در طی حیات هابل صرف این تلسکوپ گردید بسیار سرسام آور است اما این هزینه های گزاف در مقایسه با دستاوردهای این غول فضایی به هیچ عنوان قابل مقایسه نیست.

سین مثل سیاهچاله

       

سیاهچاله ناحیه ای از فضا است که میدان گرانشی فوق العاده بالایی دارد بطوری که هیچ چیز حتی نور هم نمی تواند از میدان گرانشی آن بگریزد. در سیاهچاله ناحیه ای به نام افق رویداد تعریف می شود که هیچ چیزی بعد از وارد شدن به آن قادر به بازگشت نیست. در واقع سیاهچاله آن را می بلعد و این یکی از اسرار سیاهچاله هاست که دانشمندان روی چگونگی آن به پژوهش می پردازند.
سیاهچاله ها به قدری متراکمند که اگر کل کره ی زمین قطرش به ۰.۹ سانتیمتر تقلیل یابد اما جرمش ثابت بماند به یک سیاهچاله تبدیل می گردد. در واقع اگر هر جسم را به اندازه شعاع شوارتز شیلد منقبض کنیم آن جسم به یک سیاهچاله تبدیل می شود.
در سال ۱۹۱۶ (میلادی)، ستاره شناس آلمانی کارل شوارتز شیلد شواهدی یافت که نشانگر یک سیاهچاله کروی بود. او نشان داد که اگر جرم یک ستاره در ناحیه ای به اندازه کافی کوچک متمرکز شود، میدان گرانشی در سطح ستاره چنان قوی می شود که حتی نور توان گریز از آن را ندارد و این همان چیزی است که هم اکنون سیاهچاله می نامیم.
بر طبق تعریف، هرگاه یک جسم شعاعش از شعاع شوارتز شیلد خودش کمتر شود به یک سیاهچاله تبدیل شده است.
حال بیایید از زاویه دیگری به بررسی این موضوع بپردازیم. یک سیاهچاله اغلب شی ای تعریف می شود که سرعت گریز آن حتی از سرعت نور بیشتر است. سرعت گریز حداقل سرعت ممکن برای یک جسم است تا بتواند از میدان گرانشی جسمی دیگر فرار کند. برای درک بهتر موضوع تصور کنید روی سطح یک سیاره ایستاده اید و سنگی را مستقیما به بالا پرتاب می کنید. فرض کنید که سنگ را با قدرت زیادی پرتاب نکرده باشید سنگ برای مدتی بالا خواهد رفت اما در نهایت به خاطر گرانش سیاره پایین خواهد افتاد. اگر سنگ را به اندازه کافی محکم پرتاب کنید سنگ ممکن است از گرانش سیاره بگریزد در این حالت سنگ برای همیشه به بالا رفتن ادامه خواهد داد. سرعتی که نیاز است با آن سنگ را پرتاب کنید تا از گرانش سیاره بگریزد سرعت گریز نامیده می شود. برای مثال سرعت گریز برای خورشید ۶۶۰ کیلومتربر ثانیه است. بدین ترتیب هر چه جرم افزایش می یابد و شعاع کاهش می یابد و به طور کلی هرچه جسم چگال تر باشد سرعت گریز نیز افزایش می یابد. به راحتی می توان حدس زد که سرعت گریز برای یک سیاهچاله با جرمی حدود چند میلیون برابر خورشید چقدر است.