کیهان‌پیمائی ۲

کتاب هفته شماره ۲ صفحه ۱۴۷

کتاب هفته شماره ۲ صفحه ۱۴۸

کتاب هفته شماره ۲ صفحه ۱۴۹

کتاب هفته شماره ۲ صفحه ۱۵۰

کتاب هفته شماره ۲ صفحه ۱۵۱

کتاب هفته شماره ۲ صفحه ۱۵۲

کتاب هفته شماره ۲ صفحه ۱۵۳

کتاب هفته شماره ۲ صفحه ۱۵۴

کتاب هفته شماره ۲ صفحه ۱۵۵

کتاب هفته شماره ۲ صفحه ۱۵۶

کتاب هفته شماره ۲ صفحه ۱۵۷

کتاب هفته شماره ۲ صفحه ۱۵۸

کتاب هفته شماره ۲ صفحه ۱۵۹

کتاب هفته شماره ۲ صفحه ۱۶۰

کیهان پیمائی

دکتر محسن هشترودی

پاره‌ای از اصطلاحات دانش فضائی

مدار:

مدارات، در جغرافیا، عبارتند از دایره‌های صغیره‌ای که برروی زمین یا کره‌ی جغرافیا بموازات خط استوای زمین رسم می‌شوند.

در هیئت و نجوم، مسیر هر سیاره را بدور خورشید، یا مسیر هر قمری را بدور سیاره‌ای،مدار آن سیاره یا مدار آن قمر می‌‌نامند.

در دانش فضائی، مسیر قمر مصنوعی بدور زمین، مدار نامیده می‌شود. در اینصورت، گفته می‌شود که مثلا: «قمر در مدار زمنی گذاشته شد»؛ یا «قمر در مدار زمین قرار نگرفت».- بدیهی است که مدار اقمار مصنوعی، به‌نسبت زیادی و کمی فاصله‌ی قمر مصنوعی از زمین، بزرگ یا کوچک می‌شود.

همچنین، در دانش فضائی نیز مسیر سفینه‌ی کینهانی بدور خورشید یا بدور هر سیاره‌ی دیگری، مدار نامیده می‌شود؛ و در اینصورت معمولا گفته می‌شود که: «سفینه‌ی کیهانی مثلا در مدار زهره قرار گرفت». و مراد این است که: سفینه‌ی‌کیهانی، درحال گردیدن به‌دور سیاره‌ی زهره است. و گاهی هم مراد از این جمله آن است که، سفینه‌ی کیهانی، در همان فاصله‌ئی که ستاره‌ی زهره از خورشید دارد، به‌گرد خورشید می‌گردد. و به‌عبارت دیگر: سفینه‌ی کیهانی، روی مدار زهره به‌گرد خورشید می‌گردد.

سرعت ترک:

سرعت ترک، حداقل سرعتی است که با‌آن سرعت، می‌توان جسمی را (مثلا یک موشک را) از روی یک جسم فلکی (یعنی از روی یک کوکب یا یک سیاره و یا یک قمر) به‌فضا پرتاب کرد به‌قسمی که جسم پرتاب شده، دیگر به‌روی آن جسم فلکی مراجعت نکند.- البته سرعت بر حسب ارتفاع از سطح جسم فلکی تغییر می‌کند. مثلا سرع ترک زمین از نقطه‌ای بر سطح زمین، برابر ۱۱٫۲ کیلومتر درثانیه می‌باشد. سرعت ترک را معمولا در جهت قائم (یعنی عمود بر سطح جسم فلکی) حساب می‌کنند.

سرعت مداری:

سرعت مداری، سرعت افقی است (یعنی به‌موازات سطح جسم فلکی) که در ارتفاع معین از جسم فلکی، باید به‌جرم پرتاب شده داده‌شود تا بتواند در همان ارتفاع، به‌دور جسم فلکی دوران کند. در هر ارتفاعی، برای آن که جسم پرتاب شده در یک مدار دایره‌ای شکل دوران کند، سرعت مداری مساوی است با تقریباً ۷درصد سرعت ترک. (به‌طور صحیح، سرعت ترک برابر است با سرعت مداری دایره‌ای ضرب در رادیکال ۲)

سرعت فرار:

سرعت فرار، حداقل سرعت است که اگر جسمی، بر روی مدار، با آن سرعت حرکت کند دیگر به‌دور آن جسم فلکی گردش نخواهد کرد، بلکه از جسم فلکی همواره دور خواهد شد. سرعت فرار برابر سرعت ترک است. (سرعت ترک، قائم است و سرعت فرار، افقی است)

سرعت ‌های مجاز مداری:

در هر ارتفاع معینی، سرعت‌های بیشتر از سرعت مداری و کمتر از سرعت فرار، مدارهای بیضی ایجاد می‌کنند، یعنی باعث می‌شوند که جسم متحرک یا سفینه‌ی فضائی، بر روی مدارهائی بیضی‌شکل به‌دور جسم فلکی دوران کند. با سرعت مداری، مسیر (یعنی مدار) دایره‌ای‌شکل خواهد بود؛- با سرعت فرار، مدار سهمی است، اما سرعتهای کمتر از سرعت مدار، مسیرهائی بیضوی ایجاد می‌کنند که در داخل دایره‌ی مدار سرعت مداری واقع می‌باشند؛ و این مدارها، سرانجام، قمر مصنوعی را بر روی جسم فلکی ساقط می‌کنند (بعلت وجود جو در سیاره‌هائی که دارای جو هستند، و خصوصاً به‌علت اختلافی که از لحظ شکل، میان جسم فلکی و کره‌ی هندسی وجود دارد.)

سرعت هدف‌گیری:

سرعت‌هائی بیش از سرعت فرار، مدارهای هذلولی ایجاد می‌کنند. این سرعت‌ها به سرعت هدف‌گیری موسوم است.

فضا و مسائل کیهانی

جهان هستی، از هر سو که مشاهده شود نامحدود است یا لااقل چنین بنظر میرسد که از هیچ سوئی در سیر و سفر به‌مانعی برخورد نخواهد شد. در فراخنای جهان از هرطرف کهکشان‌های بسیاری پراکنده‌اند که هرکدام از این کهکشان‌ها، از میلیونها کوکب درخشان تشکیل شده‌اند. بعضی از این کهکشان‌ها بشکل توده‌ی ابری بهم پیوسته‌اند و به‌سحابهای کهکشانی معروف‌اند. یکی از این سحابی‌ها که در منطقه corona Borealis قراردارد از ۴۰۰ کهکشان تشکیل شده است.

فاصله متوسط بین کهکشانها در حدود دوهزار سال نوری است؛ و در منطقه‌ی مرئی فضا، تعداد کهکشانها به یک میلیون تخمین زده میشود.

کهکشان‌ها غالباً بصورت بشقاب‌اند که قطر آن قریب هزاران سال نوری است.

کهکشان‌های بزرگ، بازوهای مارپیچی دارند؛ و کهکشان منظومه شمسی (که نزد عامه به راه مکه و نزد مغربیان به راه شیری معروف است) ظاهراً از این کهکشانهاست و منظومه شمسی (خورشید و سیارات آن) در یکی از بازوهای این کهکشان قرار دارد و از مرکز کهکشان سی هزار سال نوری دور است. منظومه شمسی باسرعتی برابر ۲۷۸ کیلومتر در ثانیه حول مرکز کهکشان دوران می‌کند و دویست میلیون سال نوری طول می‌کشد تا یکبار دور مرکز دوران کند. از این ارقام عظمت جهان هستی بخوبی روشن میگردد.

غالب کواکب از حیث عظمت و روشنائی از آفتاب ما بزرگترند. و آفتاب، خود هزاران بار از زمین بزرگتر است. بااینهمه بزرگی، آفتاب در برابر خورشیدهای دیگر به دانه‌ی خشخاش میماند. بتلگوز میلیونها برابر از آفتاب بزرگتر است. نزدیکترین خورشید به منظومه‌ی شمسی، کوکب آلفاء‌قنطورس است که متجاور از چهار سال نوری با خورشید ما فاصله دارد. (پلوتن دورترین سیاره‌‌ی خورشید از منظومه‌ی شمسی قریب ۶ میلیون کیلومتر از شمس دور است) مقایسه بعضی خورشیدها در جدول ۱ بعمل آمده است.

منظومه شمسی تشکیل شده است از خورشید و نه سیاره بزرگ و بعضی اجرام کوچکتر دیگر. عطارد و زهره و زمین و مریخ را اصطلاحاً سیارات فروتر؛ و مشتری و زحل و اورانوس و نپتون و پلوتن را سیارات برتر می‌نامند. بعضی از مشخصات آفتاب و این سیارات، در جدولهای II تا VII به‌دست داده شده است.

اجرام کوچکتر در منظومه شمسی از یکطرف شامل سیارت صغار می‌باشد که بین مدارهای مریخ و مشتری پراکنده‌اند و از طرف دیگر شامل اقمار سیارت منظومه می‌گردد که مشخصات آنها در جدول‌های V و VI داده شده‌است. برخلاف سیارات بزرگ، سیارات صغار شکل منظمی ندارند و چنین تصور می‌شود که از انفجار سیاره دهم خورشید پیدا شده‌اند. بزرگترین این سیارات صغار در حدود ۷۴۱ کیلومتر قطر دارد و بنام سه‌رس Ceres خوانده می‌شود و یکی دیگر از آنها بنام اروس Eros شکلی نامنظم دارد که بزرگترین بعد آن فقط ۲۵ کیلومتر است.

سیاره صغیر دیگری بنام آلبرت شناخته شده‌است که فقط چهار کیلومتر قطر آن می‌باشد.

سرعتی در حدود ۱۱ کیلومتر در ثانیه لازم است تا از حوزه جاذبه زمین بتوان گریخت. سفینه‌ای با چنین سرعت در حدود ۱۰ ساعت وقت دارد تا بماه برسد و در حدود یکماه و نیم برای رسیدن به زهره و دو ماه برای رسیدن به مریخ طول می‌کشد و برای رسیدن به آلفای قنطورس با سرعتی برابر یک میلیون و هشتصد هزار کیلومتر در ثانیه قریب سه هزار سال وقت لازم است.

خواننده، از این مقدمه‌ی مختصر، ابعاد جهان را می‌تواند تخمین بزند و به کوچکی منظومه شمسی و خردی و بی‌مقداری زمین در برابر عظمت جهان هستی بخوبی پی ببرد.

بموجب قرارداد و تعریف، واحدهای نجومی به‌نسبت زمنی معین می‌شود. یعنی مثلا جرم هر کوکب را نسبت به زمین معلوم می‌کنند که چند برابر است. یا فاصله سیاره‌ای را از خورشید، نسبت به فاصله زمین از خورشد می‌سنجند. مثلا فاصله مریخ از آفتاب ۱٫۵۲۴ واحد نجومی است یعنی فاصله مریخ از آفتاب ۱٫۵۲۴ برابر فاصله زمین از آفتاب می‌باشد. همچنین شتاب ثقل زهره بر سطح خود ۰٫۸۷ واحد نجومی است؛ یعنی شتاب ثقل زهره بر سطح خود ۰٫۸۷ برابر شتاب ثقل زمین بر سطح زمین است.

گاهی فاصله‌های کواکب را از زمین با واحد مطلق نجومی تعیین می‌کنند و آن مدت زمانی است که نور برای رسیدن به‌ زمین از کوکب منظور لازم دارد. معمولا این واحد را با سال نوری نامگذاری می‌کنند. سال نوری مسافتی است که نور در یک سال می‌پیماید. سال نوری واحد مطلق نجومی ‌است و سایر واحدها که نسبت به زمین تعریف می‌شوند واحدهای نسبی نجومی نامیده‌ می‌شوند.

واحد نجومی برای روشنائی واحد نسبی به مقیاس خورشید است (چه بدیهی است که روشنائی زمین از روی زمین قابل مقیاس و اندازه نیست).

جدول Iالگو:پایان وسط‌ چین

برخی اختران رصد شده

نام	روشنائی (واحد روشنائی = روشنائی خورشید = ۱)	فاصله خورشید بال نوری
کوکب آلفای قنطورس	۱	۳ و ۴
ستاره برنارد	ـ	ـ و ۶
ولف ۵۳۹	<math>\frac{۱}{۶۰۰۰۰}</math>	۷ و ۷
لویتن ۸ - ۷۲۶	ـ	۹ و ۷
لالاز ۲۱۱۸۵	ـ	۵ و ۸
سیریوس	۲۳	۷ و ۸
پروسیون A	۶	۳ و ۱۱
التائر (الطائر)	۸	۵ و ۱۶
ارگو	۵۲۰۰	ـ و ۱۸۰
دنب	۶۶۰۰	ـ و ۶۴۰
ریجل (الرجل)	۲۳۰۰	ـ و ۶۵۰
بتلگوز	۱۳۰۰۰	ـ و ۶۵۰

بقیه دارد

***

در این بخش به مسائل علمی توجه می‌کنیم و خوانندگان علاقمندی را که می‌خواهند از دانش‌های زمان خویش بی‌خبر نمانند، در جریان مهم‌ترین مسائل علمی روز قرار می‌دهیم.

نخستین مطلبی که در این بخش عنوان می‌شود، دانش فضائی و مسائل کیهانی است.

بسیارند کسانی که می‌خواهند درباره فضا و مسائل مربوط بدان که اکنون توجه بسیاری از کشورهای نیرومند جهان را به خود معطوف کرده‌است، اطلاعاتی به‌دست آورند.

ما در این بخش کوشائیم که این مسائل را به ساده‌ترین زبان ممکن مورد بحث قرار دهیم.

بدون شک، گروهی از خوانندگان این بخش به‌دانستن مقدماتی نیازمند خواهند بود تا پاره‌ئی مسائل را که خواه و ناخواه در این گفت‌وگو پیش می‌آید آسان‌تر دریابند و پیش از ورود به اصل مطلب، با اصطلاحات خاص این علم جدید آشنائی قبلی حاصل کرده‌باشند.

این مقدمات، تا رسیدن به مطلب اصلی، یکی دو سه هفته‌ئی به طول می‌انجامد و جز این چاره‌ئی نیست.

علاوه بر بحث حاضر که در این بخش از کتاب هفته به تدریج تعقیب خواهد شد، خوانندگان نیز می‌توانند در زمینه علوم هر گونه پرسشی که داشته‌باشند مطرح کنند.

این پرسش‌ها می‌تواند در مسائل زیر مطرح شود: تحقیقات فضائی، فیزیک، شیمی، ریاضیات، ژئولوژی، ژئوفیزیک، متوئورولوژی، سیسموگرافی، ژئودزی، هیأت موجی، شیمی ذرات غول‌آسا و غیره...

پاورقی‌ها

1. ^  فقط مدار یکی از این سیارات صغار بنام هیدالگو تا نزدیکی مدار زحل کشیده می‌شود.
2. ^  بزعم بعضی از دانشمندان، سیارات صغار باقیمانده‌ی انفجار یک ستاره دنباله‌دار است. تاکنون ۶۰۰۰ سیاره صغیر کشف شده‌است که تعداد ۱۶۰۰ سیاره از آنها کاملاً مشخص و کاتالوگ شده‌اند.
3. ^  دو سیاره صغیر دیگر بنام‌های آمور و آپولون که قطر آنها به ترتیب سه کیلومتر و یک کیلومتر می‌باشند تعیین شده‌اند. جستجوی این سیارات بسیار مشکل است. چه بعلت سبکی زیاد و نزدیک شدن آنها بفواصل بسیار کم از خورشید یا سیارات بزرگ دیگر، مدار آنها به‌کلی منحرف می‌گردد، بقسمی که در طول یک قرن این سیارات چندین بار کشف و گم شده‌اند و از نو مجددا کشف شده‌اند.
4. ^  تصور می‌شد آلفای قنطورس که خورشید درخشانی است نزدیکترین آفتابها به زمین می‌باشد ولی خورشید دیگری در قنطورس بنام پروکسیا (که در لاتن بمعنی نزدیک است) کشف شد که بمیزان ۱ صدم از آلفای قنطورس به زمین نزدیک‌تر است. این خورشید آفتابی کوچک و قرمز است.

دورترین کوکب‌های قابل رویت با تلسکوپ‌های امروزی در فاصله یک میلیارد سال نوری قرار دارند.