پارادکس اولبر

پارادکس اولبر (Olber’s Paradox)

یکی از پارادکس های جالب دانش ستاره شناسی، پارادکس اولبر است که به موضوع انبساط و گستردگی عالم ارتباط دارد. مطابق این پارادکس، در مسافت های بسیار طولانی، کهکشان های موجود در عالم کم و بیش بطور یکنواخت پراکنده شده اند. بنابراین اگر به هرسوی آسمان بنگریم خط دید ما باید نهایتا با یک ستاره تلاقی کند. در این صورت باید آسمان شب نیز مانند روز کاملا درخشان باشد زیرا هر نقطه از آسمان در نهایت ستاره ای در فاصله نزدیک یا دور در خود دارد.

مطابق این پارادکس اگر عالم دارای لبه ای باشد (عالم باپایان و دارای مرز)، باید فراسوی آن لبه را نیز ببینیم. دلیل اینکه نمی توانیم مرز عالم را ببینیم این است هر سو که می نگریم خط دید ما به یک ستاره می خورد و فراسوی ستاره ها را نمی توانیم ببینیم.

اما چرا چنین نیست و آسمان شب تیره است و تعداد ستارگان محدود به نظر می رسد؟

یکی از راه حل های ارائه شده برای این پارادکس از استدلال های زیر تشکیل شده است:

در یک معنا،‌ عالم دارای یک لبه است،‌لبه ای در زمان.

سرعت سیر نور محدود (گرچه بسیار زیاد) ‌است.

ابعاد عالم مشهود، به اندازه ای تعریف می شود که نور دورترین کهکشان ها توانسته از زمان پیدایش جهان این مسافت را طی کرده و به ما برسد.

کهکشان هایی در فواصل دورتر وجود دارند که نور آنها هنوز به ما نرسیده است.

این لبه، افق کیهانی (cosmos edge) خوانده می شود.

اگر به اندازه کافی صبر کنیم،‌ نور این کهکشانهای دوردست را خواهیم دید و آسمان شب مانند روز روشن خواهد شد!

کهکشان شگفت انگیز آندرومدا

کهکشان آندرومدا، نزدیکترین کهکشان بزرگ مارپیچی به ما

کهکشان آندرومدا که به نامهای امراةالمسلسله یا زن در زنجیر نیز موسوم است، نزدیکترین کهکشان بزرگ مارپیچی به ماست. قطر آن در حدود 220 هزار سال نوری و تقریبا دو برابر قطر کهکشان راه شیری است. همچنین با فاصله 2.5 میلیون سال نوری از ما، دورترین شیئی است که در آسمان صاف شب و به دور از نورهای مزاحم شهری، با چشم غیرمسلح دیده می شود.

گرچه تعداد زیادی کهکشان کوچکتر مانند   ابرهای ماژلانی   وجود دارند که به ما نزدیکترند، آندرومدا نزدیکترین کهکشان مارپیچی بزرگ به ماست. برای چشمان غیرمسلح مانند لکه ای از نور به نظر می رسد که در نیمکره شمالی حتی از یک ماه کامل بزرگتر دیده می شود.

از ارتفاعات نیمه-شمالی می توان این کهکشان را که به M31 نیز موسوم است دید. اما در خلال پاییز نیمکره شمالی بیشتر مردم این ناحیه قادر به دیدن آن هستند. در نیمکره شمالی زمین به دور از نور شهری و در یک شب بدون ماه، براحتی می توان لکه بزرگ نوری در آسمان را جستجو کرد که پهنای آن با یک ماه کامل قابل مقایسه است.

این کهکشان اولین بار در کتاب ستاره شناس ایرانی، زاده شهر ری به نام عبدالرحمان عمر الصوفی به سال 965 میلادی به عنوان یک ستاره ثابت یاد شد. سپس مدت زمان کوتاهی پس از ابدال تلسکوپ در سال 1612 توسط ستاره شناس آلمانی سیمون ماریوس دوباره کشف گردید که آنرا مانند نور شمعی که از درون لوله یک شیپور دیده می شود توصیف کرد.  

در گذشته های نه چندان دور این کهکشان به سحابی بزرگ آندرومدا معروف بود. ستاره شناسان گمان می کردند این لکه نور از گازهای داغ تشکیل شده یا یک دستگاه خورشیدی در حال شکل گیری است.

تنها در قرن بیستم میلادی دانشمندان توانستند ستارگان مجزای تشکیل دهنده آندرومدا را با تلسکوپ ببینند. این امر به مباحثاتی در این رابطه منجر شد که آیا آندرومدا درون یا بیرون کهکشان راه شیری قرار دارد.

در دهه 1920 ادوین هابل بالاخره پایانی به این مباحثات گذاشت. او از ستاره های متغیر قیفاووسی درون آندرومدا برای تعیین فاصله ندرومدا استفاده کرد و ثابت نمود که آندرومدا جهانی جزیره ای فراسوی مرزهای کهکشان راه شیری است.

کهکشان راه شیری و آندرومدا دوتا از بزرگترین کهکشان های خوشه محلی کهکشان ها هستند که حدود 30 کهکشان بزرگ را شامل می شوند. خود این خوشه بخشی از ابرخوشه بسیار عظیم ویرگو است که هزاران کهکشان را شامل می شود. این ابرخوشه قطری حدود 100 میلیون سال نوری دارد.

در حالی که راه شیری حدود 100 تا 400 میلیارد ستاره در خود دارد، تعداد ستارگان آندرومدا به یک تریلیون عدد بالغ می شود.

ویژگی جالب دیگر این کهکشان این است که دارای دو هسته می باشد. هرکدام از این هسته ها در حقیقت مجموعه فشرده ای از ستارگان هستند که فاصله میان آنها تنها به 5 سال نوری بالغ می شود.

کهکشان آندرومدا با سرعت 400 هزار کیلومتر در ساعت به سمت ما در حرکت است (اگر زمین با این سرعت به دور خود می چرخید طول روز به شش دقیقه بالغ می شد!). بدین ترتیب در 3.5 میلیارد سال آینده برخوردی عظیم میان کهکشان آندرومدا و کهکشان راه شیری روی خواهد داد. البته به علت فضای خالی زیاد میان ستارگان برای کره زمین و در مجموه دستگاه خورشیدی اتفاق خاصی نخواهد افتاد. اگر به علت تبدیل خورشید به یک غول قرمز در چند میلیارد سال آینده، کره زمین از بین نرفته باشد، پس از برخورد دو کهکشان و ترکیب هسته های آنها با هم یک کهکشان بزرگ بیضوی تشکیل می شود  آسمان کره زمین حتی در شب نیز روشن خواهد بود.

در کهکشان آندرومدا حدود 35 سیاهچاله (اجسام بسیار پرجرم و فشرده ای که حتی نور نمی تواند از سطح آنها بگریزد) در خود دارد که هرکدام جرمی بین 5 تا 10 برابر خورشید ما دارند.

واضحترین عکس تهسه شده توسط ناسا از آندرومدا

منابع: EarthSky ، Britannica، ListVerse

بزرگترین کهکشان های شناخته شده

بزرگترین کهکشان گیتی کدام است؟

منبع:‌نشریه Forbes

نمای کهکشان راه شیری در حالی که لنز تلسکوپ فضایی به سوی عمق مرکز آن نشانه رفته است. کهکشان راه شیری ما حدود 400 میلیارد ستاره در خود دارد که پهنه یس حدود 100 هزار سال نوری را در بر می گیرند.

کهکشان ها به صورتهای مختلفی وجود دارند. کهکشان راه شیری ما به زحمت در میان فهرست کهکشان‌های بزرگ جای می گیرد.

کهکشان آندرومدا (امراة المسلسله) در گروه محلی کهکشان های ما قرار دارد و احتمالا قطری دو برابر راه شیری دارد. در گروه خوشه کهکشانی محلی ماٰ آندرومدا از همه بزرگتر بوده و قطری حدود 220 هزار سال نوری دارد.

کهکشان مالین 1 یکی از بزرگترین کهکشان های مارپیچی کشف شده با 650 هزار سال نوری قطر است.

کهکشان هایی که بشدت دچار اغتشاش گرانشی هستند مانند UCG 2885 می توانند بسیار بزرگ شوند. این کهکشان با 832 هزار سال نوری قطر بزرگترین کهکشان مارپیچی کشف شده تاکنون است.

 

کهکشان NGC 262 در مرکز این تصویر تقریبا هم اندازه راه شیری است. لیکن هاله هیدروِژن و ماده تاریک آن چنانچه به رنگ آبی در این تصویر دیده می شود تا 1 میلیون سال نوری امتداد می یابد.

خوشه غول پیکر کهکشانی Abell 2029 مکان کهکشان IC 1101 در مرکز خود است. این کهکشان بیضی شکل با 5.5 میلیون سال نوری قطر و جرمی معادل یک کوآدریلیون خورشید (1000 تریلیون برابر جرم خورشید) بزرگترین کهکشان شناخته شده تاکنون است.

نزدیکترین کهکشان ها

نزدیکترین کهکشان ها

تا سال 1994 تصور بر این بود که ابرهای ماژلانی کوچک و بزرگ نزدیکترین اجسام کهکشان ماننده به ما هستند. در این سال کهکشان بیضوی ساگیتاریوس کشف شد که در مقیاس های عظیم نجومی، کهکشانی کوتوله بشمار می آید. در سال 2003 کهکشان کانیس ماژور کشف شد که هم اکنون نزدیکترین کهکشان به ما محسوب می شود!

ابرهای ماژلانی بزرگ و کوچک اشیای مشکوکی هستند که در آسمان نیمکره جنوبی دیده می شوند. ستاره شناسان باستان از دیرباز این اشیای غبار مانند را می شناختند لیکن مطلب زیادی درباره آنها به نوشته در نیاورده بودند. اولین بار ماژلان، دریانورد مشهور پرتغالی بود که در سال 1519 آنها را شناخته و به جهانیان معرفی کرد.

ابرهای ماژلانی بزرگ (سمت راست) و کوچک

ابرهای ماژلانی کهکشانهای کوچک نامنظمی هستند که به دور کهکشان راه شیری ما می گردند. ابر ماژلانی بزرگ 179 هزار سال نوری و ابر ماژلانی کوچک 210 هزار سال نوری از ما فاصله دارد.

ساگیتاریوس تا سال 1994 کشف نشده بود، زیرا بسیار کم نور بوده و بخش مرکزی کهکشان راه شیری آن را از نظر دور می دارد. با این که این کهکشان 10 هزار سال نوری پهنا دارد لیکن در قیاس با کهکشان راه شیری به پهنای 100 هزار سال نوری، کوتوله بشمار می رود. ساگیتاریوس در سوی دیگر کهکشان راه شیری نسبت به خورشید قرار دارد و فاصله آن از خورشید 70 هزار سال نوری است. ساگیتاریوس به قدری به ما نزدیک است که بخشی از ستارگان متعلق به آن با مناطق بیرونی کهکشان راه شیری همپوشانی می نماید.

کانیس ماژور تنها 25 هزار سال نوری از خورشید فاصله دارد و غبار کهکشانی تا سال 2003 مانع دیده شدن آن گشته بود. نیروی گرانش عظیم کهکشان راه شیری باعث از هم گسیخته شدن کانیس ماژور شده بطوری که در مسیر خود رشته درازی از ستارگان، گاز و غبار بجای می گذارد.این رشته عملا سه بار به دور کهکشان راه شیری می چرخد.

برخی ستارگان دارای دوره های منظم پرنور و کم نور شدن هستند و دانشمندان با استفاده از این ستاره ها و دانستن سرعت سیر نور، فاصله کهکشانی را که ستاره متغیر در آن قرار دارد از ما تعیین می کنند.

منبع:

 https://imagine.gsfc.nasa.gov/features/cosmic/nearest_galaxy_info.html

اشتباهات اینشتاین

اشتباهات اینشتاین

نظریات علمی اینشتاین در طول سالها مورد کنکاش دانشمندان فیزیک قرار گرفته و ابزارهای مدرن علمی بسیاری در این راه بکار گرفته شده اند. دانشمندان تلاظ بسیاری در رد کردن نظریات اینشتاین انجام داده اند و هربار اینشتاین پیروز میدان بوده است. بدین ترتیب آلبرت اینشتاین را می توان معمار دنیای نوین دانست به طوری که نظریات او امروزه ساختار فکری انسان درباره جهان پیرامون و نحوه شکل‌گیری و تکامل آن را شکل داده اند.

اما هیچ انسانی عاری از خطا نیست و اینشتاین نیز در مواردی اشتباهاتی انجام داده است. در این مقاله برخی از آنها را بطور مختصر بیان می کنیم.

1) شک در وجود ثابت گرانشی

اینشتاین درمعادلات ریاضی توصیف کننده گرانش و نسبیت عام، ضریبی به نام ثابت کیهانی را در نظر گرفت تا معادلات با هم توافق داشته باشند. اما این ثابت باعث می شد چنین نتیجه گیری کرد که عالم در حال انبساط است. او ثابت کیهانی خود را معتبر ندانست در حالی که در طی دهه های آتی دانشمندان ثابت کردند که جهان در حال انبساط است و سرعت انبساط همواره افزایش می یابد. به عبارتی کهکشان‌ها و ستارگان تشکیل دهنده آنها با سرعتی فزاینده از هم دور می شوند. آنها نیروی رازآمیز مسئول این انبساط را انرژی تاریک نامیده اند. هنوز ثابت کیهانی که زمانی اینشتاین در صحت وجودی آن شک کرده بود یک عامل اساسی در تعیین نحوه تعامل فضا زمان با انرژی بشمار می رود.

2) امواج گرانشی

ده سال پیش دانشمندان اعلام کردند که توانسته اند بطور مستقیم امواج گرانشی، موجک های کوچک که ساخت فضا-زمان را به ارتعاش در می آورند، آشکارسازی کنند. این رویداد موفقیت عظیمی برای نظریات اینشتاین بود که تقریبا 100 سال پیش وجود آنها را پیش بینی کرده بود. اما خود اینشتاین برای مدتی در وجود آنها شک کرده بود. امروزه به قطع می دانیم که امواج گرانشی وجود دارند و این امر روش جدیدی برای مطالعه جهان در اختیار ما قرار داده است.

3) نتایج ضمنی نظریات اینشتاین

بسیاری از بینش های نوین اینشتاین درباره جهان نتیجه آزمایشات ذهنی هوشمندانه او بود. او تنها با اندیشه ژرف درباره جهان باعث دگرگونی بزرگی در فیزیک شد. اما او خود با بسیاری از نتایج ضمنی نظریات خود مخالفت می کرد. از جمله این که تصادف بر شکل گیری دنیا حاکم است. او حتی وجود سیاهچاله ها که یکی از نتایج مهم نسبیت عام است را نادیده گرفت. قوانین فیزیک حول تکینگی موجود در مرکز سیاهچاله دچار اغتشاش می شوند و چگالی عظیم سیاهچاله ها فضا را چنان دچار انحنا می کند که نور از مسیر خود منحرف شده و در حقیقت این سیاهچاله ها به عنوان نوعی لنز گرانشی عمل می کنند. اما اینشتاین مشاهده این پدیده را غیرممکن دانسته بود در حالی که دانشمندان طی خورشیدگرفتگی‌های متعدد آن را مشاهده و اثبت کرده اند.

4) مسایل خانوادگی

آینشتاین بی شک بزرگترین دانشمند تمامی اعصار و یکی از خیره کننده ترین نوابغی است که بشریت به خود دیده است. اما در زمینه خانوادگی چندان مدبر نبود. اینشتاین با دخترخاله خود ازدواج کرد. نزدیکی ژنتیکی آن دو عواقب چندان خوشایندی نداشت. فرزندان ناشی از چنین ازدواجی معمولا از بهره هوشی بالایی برخوردار نیستند. برخلاف دختر ماری کیوری که همانند او دانشمندی بزرگ و برنده جایزه نوبل بود، هیچکدام از فرزندان اینشتاین فرد مهمی در زمینه علمی نشدند.

منبع اصلی:

http://blogs.discovermagazine.com/crux/2018/07/11/times-einstein-was-wrong-including-marrying-his-cousin/#.W76Ws9czZdh