طبيعت، دنيايي از الگوها
طبيعت همواره براي انسان منبع الهام بوده است. حضور در طبيعت و هماهنگي با آن، توانمنديهاي دروني انسان را احياء ميكند. قدرت خلاقيت، نمونهاي از اين تواناييهاست. بسياري از آثار هنري (نقاشيها، اشعار، موسيقيها و . . .) و دستاوردهاي علمي (ابداعات و اختراعات و . . .) حاصل همين تعامل بوده است. ما نيز با رويكردي تحليلگرا قدم به دنياي شگفت انگيز طبيعت ميگذاريم. اما سعي ما بر آن است كه با مشاهده رفتار ظاهري پديدهها، راهي بگشاييم به دنياي معاني نهفته در آنها. در عصر امروز، اغلب دانشمندان، تنها با رويكردي ظاهرگرا و ساختارگرا به بررسي جهان ميپردازند. ما در سلسله مقالات الگوهاي طبيعي، از اين دستاوردهاي ساختاري، پلي خواهيم ساخت به جهان شگفت انگيز معناها . . .
راهپيمايي زير نور ستارگان
ما بر روي سيارهاي زندگي ميكنيم با كوهستانهاي بلند, اقيانوسهاي پهناور و دشتهاي بيكران. زميني كه تاريخي طولاني را بر خود ديده است. از زماني كه اين زمين, جولانگاه حيوانات ماقبل تاريخ بوده و زماني كه انسان, اولين نقشها را بر ديواره غارهاي تاريك مينگاشت تا روزگار و عصري كه ما در آن بسر ميبريم. اما همين سياره شگفت انگيز در برابر عظمت كهكشان ما به مثابه دانه ماسهاي بيش نيست. بياييد باهم سفري داشته باشيم به اين بيكرانگي.
شبي تاريك براي انديشيدن درعظمت هستي به محيطي ساكت در خارج از شهر ميرويم. پهنه آسمان, پر از ستاره است. هر يك از اين ستارههاي چشمكزن خود، بسان خورشيدي است كه تنها به علت فاصله زياد از ما همچون ستارهاي كمسو ديده ميشود. تمامي اين ستارهها در كهكشان ما يعني راه شيري واقعند1. تراكم اين خورشيدها در صفحه كهكشان به حدي است كه ميلياردها خورشيد، مانند توده ابري ديده ميشوند كه ازيك سوي آسمان تا سوي ديگر آن كشيده شده است. آري, كهكشان ما مجموعهاي است با بيش از يك صد ميليارد خورشيد فروزان كه خورشيد عالمتاب ما در ميان آنها تنها ستارهاي معمولي به شمارميرود.
خورشيد, همان توده انبوهي از گاز فروزان كه در فاصله 150 ميليون كيلومتري از زمين با نور خود, بقاء تنوع زيستي (انواع حشرات, آبزيان, گياهان, پستانداران, پرندگان, …) را بر روي سياره ما ميسر ساخته و به لحاظ بزرگي 1 ميليون برابر زمين است.
اين يك صد ميليارد ستاره خورشيدگون اغلب به صورت يك شكل بيضوي يا مارپيچي در ابعادي به وسعت يكصد هزار سال نوري در فضا توزيع شدهاند.
آيا ميدانيد يکصد ميليارد چقدر بزرگ است؟
فرض کنيم بخواهيم تعداد خورشيدهاي کهکشان را شمارش کنيم. اگر از بدو متولد شدن در اين جهان، شمردن
را بلد بوديم و هيچ کاري جز شمردن نداشتيم (حتي آب خوردن) و بدون ثانيهاي وقفه به شمارش ادامه ميداديم،
به فرض آنکه صد سال تمام زندگي کنيم، نخواهيم توانست بيش از حدود يک صدم از ستارههاي کهکشانمان
را حتي فقط بشماريم!!!
الگوها در كهكشان
اما چه ويژگيها و رفتارهاي جالبي ميتوان در اين ساختار باشكوه يافت؟ چه معاني و مفاهيمي در پشت آن وجود دارد؟
– شكلگيري
مشاهدات اختر فيزيكي نشان ميدهد كه در مركز هر كهكشان, يك سياهچاله2 عظيم پنهان است. اين سياهچاله, هسته اصلي كهكشان را تشكيل ميدهد و چند صد ميليارد خورشيد فروزان در رقصي كيهاني حول اين مركز ناپيدا در حال چرخشند. نيروي گرانش عظيم اين مركز, عامل شكلگيري كهكشان بوده است. نكته جالب در اينجاست كه تشكيل اجزاء كهكشان يعني خورشيدهاي پرفروغ، بافرآيند ايجاد كهكشان يكي بوده و مسبب آن نيز همان هسته پنهان مركزي است. به عبارتي, چنين نبوده كه اين ميلياردها خورشيد از قبل وجود داشته باشند و گرانش عظيم اين سياهچاله, تنها آنها را گردهم آورد بلكه ايجاد اين ميلياردها خورشيد نيز خود حاصل نيروي عظيم سياهچالة مركزي است. ستارههاي فروزان كهكشان, پيش از آن توده سردي از گازهاي پراكنده بودهاند اما بر اثر نيروي جاذبه عظيم سياهچاله و شكلگيري تلاطمهاي موضعي, به آرامي متراكم شده و با افزايش تراكم, فشار و گرما در مركز آنها به حدي رسيده كه وقوع واكنشهاي هستهاي در درون آنها ميسرگرديده است و بدينسان هر يك به صورت منبعي پرفروز, آغاز به نور افشاني در آسمان لايتناهي كردهاند.
– الگوي حركتي در كهكشان
الگوي حرکتياي که در كهكشان به چشم ميخورد، چرخش است. تمامي كهكشانها در حال چرخشند. در واقع اگر مجموعه ستارگان يك كهكشان از چرخش حول سياهچاله مركزي باز ايستند, همگي جذب مركز شده و در آن محو ميشوند. اين عامل رقص و چرخش علاوه برساختار كهكشان در تمامي زيرساختارهاي آن نيز به چشم ميخورد. در واقع تمامي اجرام سماوي مستقيماً حول مركز كهكشان نميچرخند. به عنوان مثال, سياره سبز خودمان, زمين را در نظر ميگيريم. زمين به همراه ساير سيارات منظومه شمسي همگي حول خورشيد در حال چرخشند و اين نيروي گرانش خورشيد است كه به عنوان يك مركز جذب و چرخش ثانويه عمل ميكند. خورشيد كه مستقيماً حول سياهچاله مركزي كهكشان در حال چرخش است به همراه خود، خانواده خود يعني منظومه شمسي را نيز در اين رقص شريك ميكند. در واقع امكان اينكه تمامي اجرام نجومي مستقيماً و بدون واسطه حول هسته عظيم مركزي بچرخند وجود ندارد و چنين ساختاري نميتواند برپا بماند. پس سيارات كوچكتر كه از خود نوري ندارند, فروغ خود را از خورشيدها ـ كه مراكز جذب ثانويه هستند ـ ميگيرند و اين خورشيدهاي عظيم, تابناك و پرفروز هستند كه مستقيماً حول هسته پنهان مركزي در حال چرخشند.
– تكثير
در كهكشان الگويي از تكثير هم وجود دارد و آن همان داستان تولد و مرگ خورشيدهاست. سياره ما هر روز با تابش نور خورشيد, حياتي دوباره ميگيرد. اما آيا اين نورافشاني, ابدي خواهد بود يا مانند همه رويدادهاي اين جهان, گذراست. آري چنين است. خورشيدها هم مانند انسانها روزي متولد ميشوند و روزي ميميرند. اما مرگ خورشيدها, مرگي باشکوه است. ستارهها درلحظه نابودي باانفجاري بزرگ, خودراتكثير ميكنند. اين انقجار بزرگ كه اَبَرنواختر3 ناميده ميشود بهحدي است كه از نقاط دوردست و حتي ساير كهكشانها هم ديده ميشود. روشنايي يك اَبَرنواختر به اندازهاي است كه گاهي بيش از تمامي يك كهكشان ـ كه خود مجموعهاي از ميلياردها خورشيد است ـ نوراني ميشود. امواج حاصل از انفجار اَبَرنواختري باعث متراكم شدن گاز ميان ستارهاي خواهد شد كه نهايتاً هسته خورشيدهاي ديگر را شكل خواهد داد و از اين هستهها, هزاران خورشيد ديگر متولد خواهند شد. اما از آن خورشيد فروزان, پس از مرگ باشكوه خود چيزي باقي ميماند. اگر جرم آن ستاره از حد معيني بيشتر باشد، پس از انفجار اَبَرنواختري خود تبديل به يک سياهچاله خواهد شد، يك سياهچاله جديد…
و اينچنين پايانها با آغازها پيوند ميخورد . . .
شهاب شَعري مقدم
كارشناس ارشد فيزيك
- در جهان، علاوه بر راه شيري، ميلياردها كهكشان ديگر هم وجود دارد اما فاصله آنها از ما آنقدر دور است كه با چشم غير مسلح و بدون تلسكوپ ديده نميشوند.
2- Black holes
سياهچالهها شايد مرموزترين پديدههاي جهان بيروني باشند. يک سياهچاله بر اثر نيروي جاذبه عظيم خود چنان انحنايي به فضا-زمان ميدهد که از جهان ما جدا شده و در ناشناختگي خود، پنهان ميگردد.
3- Supernova
شبکه متفکران 