نجوم وفضا

دانشمندان با تمام تلاش خود برای شناسایی اسرار فضا، همچنان در برابر هشت سؤال بزرگی قرار دارند که تا کنون بی‌پاسخ مانده‌اند.

 این سوالات از اسرار ماده تاریک که 73 درصد جهان را تشکیل داده اما هیچ گاه شناسایی نشده، تا سوالاتی در مورد علت حرارات بسیار زیاد خورشید را در بر می‌گیرند.

 این سوالات که توسط سایت معتبر علمی ساینس تنظیم شده، همگی توسط دانشمندان برجسته حوزه‌های خود مطرح شده که هر کدام در مورد آنها مقاله‌هایی ارائه کرده‌اند.

 

 

رابرت کنتز، معاون سردبیر اخبار ساینس اظهار کرد: هر راز مطمئنا در صورت وجود راه حل، از طریق رصدهای نجومی گشوده خواهد شد. در حداقل یکی از موارد، متخصصان در مورد قابل حل بودن یک سوال به نظر ساده تردید دارند.

 

 

یکی از بزرگترین اسرار به ماده تاریک تعلق داشته که دانشمندان معتقدند هیچگاه حل نخواهد شد.

 

 

سیمون وایت، فیزیکدان نجومی موسسه فیزیک نجومی مکس پلانک آلمان اظهار کرد: بخشی از این راز این است که هیچ نشانه‌ای از قابل حل بودن آن در دست نیست.

 

اما هشت اسرار بزرگ حل نشده جهان به گفته دانشمندانی که قادر به حل آنها نبوده‌اند، بدین شرح است:

 

 

انرژی تاریک چیست؟

 

 

در دهه 1920 ادوین هابل دریافت که جهان ساکن نبوده و در حال انبساط است. در سال 1998 تلسکوپ فضایی هابل که نام خود را از این ستاره‌شناس گرفته، به بررسی ابرنواخترهای دو پرداخته و دریافت که سرعت انبساط جهانی در گذشته نسبت به اکنون بسیار آهسته‌تر بوده است.

 

 

این کشف بزرگ باعث سردرگمی دانشمندان شد که از مدتها پیش تصور می‌کردند که گرانش ماده بالاخره بصورت تدریجی باعث آهسته‌تر شدن انبساط جهان شده یا حتی آنرا کوچک خواهد کرد.

 

 

توضیحات در مورد انبساط فزاینده جهان منجر به مفهوم عجیب و مورد تردید ماده تاریک شد که بنظر نیروی مرموز عامل کشش جهانی با یک سرعت فزاینده باشد.

 

 

اگرچه تصور می شود که انرژی تاریک حدود 73 درصد از جهان را تشکیل داده، اما این نیرو هنوز ناشناخته باقیمانده و مستقیما کشف نشده است.

 

 

ماده تاریک چیست؟

 

در دهه 1960 و 1970 ستاره‌شناسان این فرضیه را مطرح کردند که احتمالا جرم بیشتری نسبت به آنچه دیده می‌شود، در جهان وجود دارد. ورا روبین، ستاره‌شناس موسسه کارنگی به بررسی سرعت ستار‌ها در مناطق مختلف کهکشان پرداخت.

 

 

وی دریافت که در حقیقت هیچ تفاوتی میان سرعت ستارگان در مرکز کهکشان به نسبت مناطق بیرونی وجود ندارد. این نتایج با فیزیک نیوتونی مربوط به سرعت کمتر ستارگان در دامنه یک کهکشان تضاد داشت.

 

 

ستاره‌شناسان به توضیح این پدیده عجیب با یک جرم نامرئی موسوم به ماده تاریک پرداختند. حتی با وجود نادیده بودن آن، ماده تاریک از جرم برخوردار بوده از این رو محققان حضور این ماده را بر اساس کشش گرانشی آن بر روی ماده عادی استنباط می‌کنند.

 

 

تصور می‌شود که ماده تاریک حدود 23 درصد جهان را تشکیل داده و تنها چهار درصد جهان از ماده عادی مانند ستارگان، سیارات و انسان ساخته شده است.

 

 

با وجود اینکه امکان دستیابی به کلید حل این راز در آینده وجود داشته، اما احتمالا بخشهایی از آن ناشناخته باقی خواهد ماند.

 

 

باریون‌های گمشده کجا هستند؟

 

 

اگر ماده و انرژی تاریک به ساخت 95 درصد جهان پرداخته باشند، تنها پنج درصد باقی مانده از آن ماده عادی خواهد بود. با این حال هنوز نیمی از این ماده نیز در حال گم شدن است.

 

 

ماده باریونی از ذراتی مانند پروتون و الکترون تشکیل شده که بیشتر جرم ماده عادی را در جهان بوجود آورده‌اند.

 

 

به گفته محققان، با آغاز شمارش باریون‌ها از آغاز جهان تا کنون توسط ستاره‌شناسان، تعداد آنها به شکل اسرارآمیزی کاهش یافته است. به تصور محققان احتمالا این مواد باریونی گمشده در جایی میان کهکشانها با عنوان رابط میان کهکشانی گرم و داغ قرار دارند.

 

 

مکان یابی باریونهای گمشده در حوزه ستاره‌شناسی یک اولویت بوده چرا که این مشاهدات باید به دانشمندان در درک بهتر چگونگی تکامل ساختارهای کیهانی و کهکشانها در طول زمان کمک کند.

 

 

چرا ستارگان منفجر می‌شوند؟

 

 

هنگامی که یک ستاره غول‌پیکر فاقد سوخت شده و می‌میرد، یک انفجار خاص موسوم به ابرنواختر در آن شکل گرفته که برای مدت کوتاهی آنرا از تمام اجسام موجود در جهان درخشانتر می‌کند.

 

 

طی سالها دانشمندان به بررسی ابرنواخترها و بازسازی آنها با استفاده از مدلهای پیچیده رایانه‌ای پرداخته‌اند اما چگونگی رخداد این انفجارهای عظیم هنوز به شکل یک راز باقی مانده است.

 

 

چه عاملی باعث یونیزه شدن مجدد جهان شده است؟

 

 

نظریه پذیرفته شده منشا و تکامل جهان، مدل مهبانگ بوده که نشان دهنده آغاز کیهان در یک نقطه بسیار داغ و متراکم در حدود 13.7 میلیارد سال پیش است.

 

 

یک مرحله پویا در تاریخچه جهان اولیه در حدود 13 میلیارد سال قبل با عنوان عصر یونیزه شدن مجدد شناخته شده که طی آن مه گاز هیدروژن در جهان اولیه پاکسازی شده و برای اولین بار در برابر نور فرابنفش شفاف شد.

 

 

400 هزار سال بعد از مهبانگ، پروتونها و الکترونها به حد کافی سرد شده تا با هم تعامل برقرار کرده و اتمهای خنثی هیدروژن را ایجاد کنند. ناگهان فوتونها که پیش از آن از الکترونها پراکنده می‌شدند، توانستند آزادانه در جهان حرکت کنند. چند میلیون سال بعد، الکترونها مجددا از اتمها بیرون آمدند.

 

 

با این حال این بار انبساط جهانی باعث پراکنده شدن پروتونها و الکترونها از یکدیگر به میزان کافی شد تا دوباره با هم ترکیب نشوند. این ترکیب ماده همچنین به حد کافی رقیق شد تا بیشتر فوتونها بدون تاثیر از میان آنها عبور کنند. از این رو بیشتر ماده جهان به یک پلاسمای یونیزه شدن منتقل کننده نور تبدیل شد که تا به امروز باقی مانده است.

 

 

منبع بیشتر تابشهای پرانرژی کیهانی چیست؟

 

 

منبع تابشهای کیهانی برای مدت زیادی ستاره‌شناسان را سردرگم کرده که بیش از یک قرن را به بررسی منشاهای این ذرات پرانرژی پرداخته‌اند.

 

 

تابشهای کیهانی به ذرات زیراتمی باردار گفته می‌شود که بیشتر از فوتونها، الکترونها و هسته باردار عناصر پایه تشکیل شده و از اعماق فضای بیرونی به درون منظومه شمسی جریان پیدا می‌کنند.

 

 

با جریان یافتن این تابش‌ها به درون منظومه شمسی از مناطق دیگر کهکشان، مسیر آنها با میدانهای مغناطیسی خورشید و زمین خم می‌شود.

 

 

قوی‌ترین تابشهای کیهانی بسیار قدرتمند بوده و انرژی آن 100 میلیون برابر ذرات برخورددهنده‌های ساخت دست بشر است. با این حال هنوز منشا این ذرات قدرتمند به شکل یک راز باقی مانده است.

 

 

چرا منظومه شمسی این قدر عجیب است؟

 

 

با کشف سیارات بیگانه در اطراف ستاره‌های دیگر توسط ستاره‌شناسان، محققان اشتیاق بیشتری برای درک ویژگی‌های منحصربفرد منظومه شمسی یافته‌اند.

 

 

برای مثال با وجود تفاوتهای بسیار، چهار سیاره داخلی منظومه شمسی از پوسته بیرونی صخره‌ای و هسته فلزی برخوردارند. چهار سیاره خارجی کاملا ممتفاوت بوده و هر کدام از ویژگی‌های قابل شناسایی خود برخوردارند. دانشمندان به بررسی فرایند شکل‌گیری سیاره‌ای با امید به کشف چگونگی ایجاد منظومه شمسی پرداخته‌اند اما پاسخهای آن ساده نبوده است.

 

 

چرا تاج خورشید تا این حد داغ است؟

 

 

جو خارجی فوق داغ خورشید «تاج خورشیدی» نامیده شده و حرارت آن معمولا در حدود 900 هزار تا 10.8 میلیون درجه فارنهایت است.

 

 

برای مدتها فیزیکدانان خورشیدی به بررسی چگونگی قابلیت خورشید در داغ کردن مجدد تاج خود پرداخته و پاسخی برای آن پیدا نکرده‌اند.

 

 

محققان به محدود کردن عوامل انرژی زیر سطح مرئی و به پردازش میدان مغناطیسی خورشید پرداخته‌اند. اما مکانیزم دقیق حرارت این بخش هنوز ناشناخته باقی مانده است.