ستاره‌شناس کیست و چگونه می‌توان منجّم شد؟

مقدمه

۱

زمانی که دوران نوجوانی من بود، تلویزیون تنها دو شبکه داشت: کانال ۱ و ۲ ! که البته به صورت تمام وقت هم برنامه نداشتند و در مجموع هر کانال، حدود ۱۰ تا ۱۲ ساعت پخش داشتند. برنامه‌های علمی (و مستند) هم بسیار محدود بود که بیشتر کانال ۲ آن‌ها را پخش می‌کرد. از معروف‌ترین آن‌ها برنامه «گوناگون» بود با مجری‌گری استاد عزیز مهندس احمد دالکی. آن طور که به یاد دارم، روزهای یکشنبه ساعت ۸ شب پخش می‌شد. از آن جهت که مهندس دالکی عزیز، علاقه‌ی زیادی به نجوم و اخترشناسی داشتند، در هر برنامه حتما قسمت‌هایی را در مورد نجوم و ستاره‌شناسی داشتند. و این زمان یکی از دلچسب‌ترین زمان‌هایی بود که در کنار تلویزیون به مشاهده اخبار یا پدیده‌های نجومی می‌گذراندم.

بعضی مواقع هم می‌شد که در بین برنامه‌های مستندی که از تلویزیون پخش می‌شد، چطور می‌شد که یکی از آن‌ها یک مستند نجومی بود. اوج لذت من هنگامی بود که یک ستاره‌شناس در یک رصدخانه مشغول صحبت در مورد آن موضوع خاص بود. آن موقع تنها تصوری که از یک «ستاره‌شناس» یا «منجم» داشتم، همین افراد بودند. متخصصانی که در رصدخانه‌هایی خاص و پیشرفته در کشورهایی غیر از ایران در حال مشاهده آسمان شب و تحقیق و پژوهش در عالم نجوم و اخترشناسی هستند. و صد البته که هوش و حواس از من می‌بردند.

این خاطرات مربوط به زمانی بود که دوره راهنمایی بودم، یعنی ۱۳۶۶ تا ۱۳۶۹ . و آن زمان هیچ‌گاه در مخیله‌ام نمی‌گنجید که من هم می‌توانم، و باید بخواهم که روزی یک منجم یا ستاره‌شناس شوم!

۲

در این مطلب قصد دارم در مورد این‌که «ستاره‌شناس» کیست و چه فعالیت‌هایی انجام می‌دهد توضیح دهم و بیان کنم که چند دسته اخترشناس یا منجم داریم و هر کدام به چه کارهایی مشغول هستند. و شاید از آن مهمتر، به این بپردازم که چگونه می‌توان یک «منجم» یا «ستاره‌شناس» یا «اخترشناس» شد.

آن روزها و سال‌ها گذشت و من بزرگتر شدم و کتاب‌های بیشتری منتشر شد و من می‌خواندم؛ مجله نجوم پا به عرصه مطبوعات ایران گذاشت و آموزش‌های نجوم را در دوره دبیرستان گذراندم و اندک اندک بیشتر با عالم «منجم‌»ها آشنا شدم.

در واقع متوجه شدم که «ستاره‌شناس‌»ها فقط آن‌هایی که در آن رصدخانه‌ها می‌دیدیم، نیستند و نه تنها دسته‌ای از آن‌ها هرگز در رصدخانه‌ها فعالیت نمی‌کنند؛ بلکه حتی خود مهندس دالکی هم یک «منجم» محسوب می‌شده که من از آن بی‌خبر بوده‌ام. این گستره‌ی «ستاره‌شناس»ها آنقدر وسیع است که بعدها فهمیدم مدت‌هاست که خودم هم یک ستاره‌شناس هستم و خبر ندارم؛ فقط باید بتوانیم انواع منجم‌ها را تشخیص دهیم.

با این مقدمه می‌رویم به سراغ تعریف و توصیف دسته‌های مختلفی که «ستاره‌شناس»ها دارند و مشغول فعالیت نجومی هستند.

منجم یا اخترشناس حرفه‌ای کیست؟

۳

اخترشناس، ستاره‌شناس، منجم: تقریبا از نظر عموم مردم همه این سه واژه را می‌توان بر یک معنا قرار داد. شاید در یک معنای کلی بتوان گفت: همه‌ی آن‌ها به کسی گفته می‌شود که به مطالعه و بررسی دانش ِ مربوط به اجرامی که در ورای جوّ کره زمین تا بی‌کران‌های کیهان و عالم  گسترش می‌یابند، می‌پردازند.

همانگونه که خودم در آن دوران کودکی و نوجوانی تصور می‌کردم منجمین افرادی هستند که در رصدخانه‌های بزرگ و مجهز، هر شب در پشت تلسکوپ بزرگی قرار می‌گیرند و ستاره‌های آسمان را مشاهده و رصد می‌کنند؛ همچنان هم وقتی نام منجم یا اخترشناس برده می‌شود، در ذهن عموم مردم تصویری مشابه تداعی می‌شود.

چنین تصوری در مورد یک ستاره‌شناس، در زمان قدیم و گذشته تقریبا درست بوده است؛ ولی اکنون در عصر جدید که دوران طلایی پیشرفت دانش، علم و تکنولوژی است؛ علم ِ نجوم و اخترشناسی هم بسیار گسترش یافته و نه تنها بخش‌های گوناگونی پیدا کرده که هر کدام هم زیرمجموعه‌های متنوعی در خود دارند؛ بلکه نوع فعالیتی که اخترشناسان امروزه انجام می‌دهند کاملا با آن‌چه قدیم‌ها اتفاق می‌افتاده متفاوت است.

۴

علم نجوم که یکی از علوم تجربی است بر اساس مشاهدات تجربی و رصدی و بر بستر ریاضی و مدل‌های ریاضی ساخته شده و توسعه می‌یابد. البته موضوعات و سوژه‌های این علم، از آن جهت که جدا و بیرون از کره زمین قرار دارند، برخلاف دیگر علوم تجربی در دسترس مستقیم اخترشناسان نیست. خب این هم یک ویژگی منحصر به فرد است که آزمایشگاه یک منجم را  به گستره کل کیهان گسترش داده است!

شاید در یک تعریف کلی بتوان گفت یک اخترشناس یا منجم فردی است که به یک یا چند موضوع از سوژه‌های نجومی علاقه‌مند است و مشغول مطالعه آن است و به نحوی به یکی از شاخه‌های علم اخترشناسی می‌پردازد.

برای توضیح بیشتر و دقیق‌تر باید تقسیم‌بندی‌های بیشتر موجود در این علم را هم در نظر گرفت. این شاخه‌ها عبارتند از:

کیهان‌شناسی ـ اخترفیزیک ـ علوم سیاره‌ای ـ علوم خورشید  ـ اخترزیست‌شناسی.

یک مطلب مهم این‌که: اخترشناسان برای مطالعه و پژوهش در هر یک از این موضوعات باید آن را از دریچه‌های مختلف و ابزار متفاوتی که عبارتند از: نجوم رادیویی، نجوم مرئی، نجوم پرتو ایکس، نجوم پرتو گاما، نجوم فروسرخ و امواج گرانشی؛ مشاهده و بررسی کنند.

۵

تازه علاوه بر این تقسیم‌بندی، باید این مطلب را هم در نظر گرفت که منجمینی که به صورت حرفه‌ای کار می‌کنند یا به عبارتی،‌ منجم حرفه‌ای هستند در هر یک از شاخه‌های بالا می‌توانند به دو صورت ۱- رصدی یا ۲- نظری فعالیت کنند.

یعنی یک منجم می‌تواند در شاخه کیهان‌شناسی به صورت رصدی فعالیت کند و منجم دیگر کیهان‌شناسی را به صورت نظری یا تئوری مطالعه و بررسی می‌کند. به همین صورت حالت‌های دیگری هم داریم نظیر: اخترفیزیک‌دان نظری، یا اخترفیزیک‌دان رصدی و … .

۶

دقت کنید که هر کدام از شاخه‌های اصلی نجوم، خودشان به زیرشاخه‌های متعددی تقسیم‌بندی می‌شوند. به عبارتی با رشد و توسعه دانش و یافتن پاسخ‌های جدید به پرسش‌های گذشته، سوالات جدید بسیاری ایجاد می‌شوند که می‌توانند موجب تشکیل شاخه‌ها و زیرمجموعه‌های جدید در اخترشناسی شوند.

۷

اکنون با توضیحاتی که تاکنون بیان شد، می‌توان اخترشناس یا منجم حرفه‌ای را به صورت زیر معرفی کرد:

منجم حرفه‌ای کسی است که به صورت تخصصی بر هر جرم و موضوع و پدیده‌ای که ورای کره زمین قرار دارد متمرکز شده و آن‌ها را مطالعه می‌کند.

در یک تقسیم‌بندی اولی ستاره‌شناسان حرفه‌ای به دو دسته اصلی:

• منجم رصدی.
• منجم نظری (تئوری‌پرداز).

تقسیم می‌شوند؛ که:

اخترشناس رصدی با استفاده از ابزار و تلسکوپ‌های مختلف که گستره وسیعی از آشکارسازها را شامل می‌شوند؛ به مطالعه و بررسی خواص، رفتار و کسب اطلاعات از موضوعات نجومی مشغول است. این موضوعات و اجرام نجومی از نزدیک‌ترین همسایه فضایی زمین یعنی کره ماه شروع می‌شوند، به سیاره‌ها و ستاره‌ها و سحابی‌ها می‌رسند و از میان کهکشان‌های بی‌شمار کیهان تا دورترین نقاط گیتی و دیرترین زمان‌ها یعنی لحظه تولد عالم را شامل می‌شوند.

تلسکوپ‌ها و آشکارسازهایی که این منجم‌ها استفاده می‌کنند، در چهار دسته مختلف در حال دریافت اطلاعات از اجسام نجومی موجود در کیهان هستند که عبارتند از:

امواج الکترومغناطیسی (از امواج رادیویی تا پرتوهای گاما) + ذرات نوترینو + پرتوهای کیهانی + امواج گرانشی.

اما،

اخترشناس نظری، با استفاده از مبانی نظری علوم مرتبط (به طور مشخص و اصلی: فیزیک) و ریاضیات مناسب، مشغول مدل‌سازی و فرضیه‌سازی برای توضیح و توجیه همه رفتارها و ویژگی‌هایی است که در کیهان مشاهده شده است (همان مشاهدات منجم‌های رصدی)، به همراه پیش‌بینی رفتار و پدیده‌های جدید و تمام آن‌چه را که نمی‌توانند به صورت مستقیم مشاهده و رصد کنند.

کامپیوترهای پیشرفته و به خصوص ابرکامپیوترهای بزرگ، یکی از ابزارهای بسیار مهم برای اخترشناسان نظری است تا بتوانند مدل‌سازی‌های ریاضی قدرتمند خودشان را در توصیف و توجیه آن‌چه در کیهان اتفاق افتاده و می‌افتد را با موفقیت به انجام برسانند.

نکته: هر دو دسته منجمان رصدی و نظری در ارتباط تنگاتنگ با هم هستند. علاوه این‌که بسیاری از منجمان هر دو بخش رصدی و نظری پژوهش‌هایشان را خودشان انجام می‌دهند.

معرفی شاخه‌های نجوم حرفه‌ای

۸

علم نجوم هم همچون علوم دیگر در عصر حاضر به مقدار بسیار زیاد پیشرفت کرده و پیچیده شده است. شاخه‌ها و بخش‌های تخصصی بسیار متنوعی را می‌توان برای آن در نظر گرفت. می‌توان دسته‌بندی‌های مختلف و فراوانی را برای نجوم در نظر گرفت. در این‌جا پنج دسته‌بندی اصلی را بیان کرده و مقداری معرفی می‌کنم. تقریبا می‌توان هر زمینه یا فعالیتی که منجم‌ها انجام می‌دهند را در یکی از این ۵ شاخه قرار داد. هرچند ممکن است در این دسته‌بندی، اختلاف نظرهایی هم باشد.

کیهان‌شناسی

سوال‌های اساسی و بنیادین مربوط به عالم در این بخش مطرح می‌شوند. سوال‌هایی مانند: کیهان چه موقع ایجاد شده است؟ سرانجام کیهان چه می‌شود؟ اندازه و شکل کیهان چگونه است؟ و … که کل عالم را به صورت یک سیستم یا ساختار کلی در نظر می‌گیرد.

در کیهان‌شناسی به وضعیت عالم و کیهان در اندازه‌ها و ابعاد بسیار بزرگ و کلی پرداخته می‌شود. هیچ نگاه جزئی و کوچکی در آن قرار ندارد. به عبارت دیگر، همه‌ی عالم به عنوان یک سوژه یا موضوع در نظر گرفته می‌شود و شکل‌گیری و نحوه تحول آن را از آغاز تاکنون و در آینده بررسی می‌کنند.

اکنون بهترین نظریه‌ای که در کیهان‌شناسی در مورد آغاز عالم مطرح شده و تقریبا مورد قبول همه قرار دارد، نظریه‌ی «انفجار بزرگ» یا «مِهبانگ» است. بر طبق این نظریه، کیهان در ۱۳٫۸ میلیارد سال قبل در اثر پدیده‌ای همچون یک انفجار از نقطه‌ای با چگالی و انرژی بی‌نهایت متولد شده است و تا زمان حاضر مراحل و حالت‌های مختلفی را سپری کرده است.

در کیهان‌شناسی رصدی، نیاز به ابزارها و رصدهایی است که بتواند به اخترشناس‌ها اطلاعات مفید و لازم را از ابتدای تولد عالم تاکنون، به هر صورت ممکن قرار دهد.

کیهان‌شناسی نظری بر پایه‌ی تئوری نسبیت عام بنا شده و با کمک مدل‌سازی‌های ریاضی بسیار پیشرفته و متنوع سعی دارد تا به سوالات اساسی و بنیادین انسان‌ها از کیهان، با تکیه بر شواهد رصدی و تجربی؛ پاسخ‌های مناسبی را بیابد.

اخترفیزیک

همانطور که از اسم آن برمی‌آید (یعنی ترکیب فیزیک با ستاره) با بررسی ویژگی‌های فیزیکی ستاره‌ها آغاز شد؛ ولی اکنون دامنه آن بسیار گسترده شده است. اکنون علاوه بر فیزیک و شاخه‌های مختلف آن، دانش شیمی و زیرمجموعه‌های آن هم به کمک اخترفیزیکدان‌ها آمده‌اند تا ویژگی‌ها و تحولات اجرام نجومی و کیهانی را بررسی کنند.

اخترفیزیک عبارت است از مطالعه طبیعت فیزیکی همه‌ی اجرام موجود در کیهان، از ستاره‌ها و کهکشان‌ها و سیاره‌ها گرفته تا محیط‌های میان ستاره‌ای و پرتوهای کیهانی؛ فارغ از موقعیت آن‌ها در کیهان. همه و همه در زیرمجموعه‌های اخترفیزیک بررسی و مطالعه می‌شوند.

گستردگی اخترفیزیک از همه‌ی شاخه‌های دیگر نجوم، بیشتر و بزرگتر است. در واقع جایی از این عالم نیست که اخترفیزیکدان‌ها حضور نداشته باشند و در حال مطالعه‌ی آن نباشند. به عبارتی می‌توان گفت که در اخترفیزیک، به مطالعه و بررسی ویژگی‌های فیزیکی همه اجرام موجود در کیهان هستیم. ستاره‌ها، خوشه‌ها، سحابی‌ها و محیط میان ستاره‌ای، کهکشان‌ها و محیط میان کهکشانی، پرتوهای کیهانی، سیاه‌چاله‌ها، امواج گرانشی و حتی تابش ریزموج زمینه کیهانی؛ از سوژه‌هایی هستند که در اخترفیزیک مطالعه و بررسی می‌شوند.

البته درست است که طبق این تعریف، مطالعات مربوط به سیاره‌ها، خورشید و آن‌چه مربوط به حیات و زندگی در خارج از زمین است هم زیرمجموعه اخترفیزیک قرار می‌گیرند، ولی به نظر می‌رسد اخترشناسان مایلند این بخش‌ها و پژوهش‌ها و تلاش‌های مربوط به آن‌ها را در شاخه‌های جداگانه‌ای دسته‌بندی کنند.

از طرفی برخی از موضوعات نامبرده مانند تابش ریزموج زمینه کیهانی، توضیح کهکشان‌ها، ماده و انرژی تاریک و امواج گرانشی بسیار مورد توجه کیهان‌شناسان هستند و در کیهان‌شناسی هم مورد مطالعه قرار می‌گیرند. و شاید نتوان تفکیک مشخصی بین اخترفیزیک و کیهان‌شناسی در این موضوعات ایجاد کرد.

علوم سیاره‌ای

هر آن‌چه که مربوط به اجرام و پدیده‌های موجود در منظومه شمسی می‌شوند، در این شاخه مورد توجه و مطالعه قرار می‌گیرند. سیاره‌ها، قمرها، سیارک‌ها، سیارات کوتوله و همه اتفاقاتی که در این اجرام و محیط پیرامون آن‌ها می‌افتد اهداف مورد توجه منجمین علوم سیاره‌ای است. این منجمین در سال‌های اخیر، بسیاری از پیشرفت‌های خود را مدیون سفرها و مأموریت‌های فضایی هستند که توسط سازمان‌های فضایی مختلف در گوشه و کنار منظومه شمسی انجام شده و می‌شود.

نکته جالب این‌که این شاخه به منظومه شمسی خودمان محدود نشده و مرزهای آن تا همه منظومه‌های سیاره‌ای فراخورشیدی هم گسترش یافته است. بنابراین، پژوهش‌های مربوط به کشف و بررسی سیاره‌های فراخورشیدی هم در این شاخه از نجوم مطالعه می‌شوند.

علوم خورشیدی

نزدیک‌ترین ستاره‌ای که با ما فقط ۸ دقیقه نوری فاصله دارد و به راحتی می‌توانیم با ابزارهای مختلف و کوچک و بزرگ آن را رصد کنیم، خورشید خودمان است. هرچند که مطالعه خورشید هم به عنوان یکی از اجرام اخترفیزیکی انجام می‌شود، ولی از آن جهت که اهمیت بسیار بالایی دارد و حجم اطلاعات و پژوهش‌های انجام شده روی آن بسیار زیاد است، بنابراین اخترفیزیکدان‌ها مطالعه آن را در شاخه‌ای با نام «علوم خورشیدی» جدا کرده‌اند.

خورشید نمونه‌ای از ستاره‌های کوتوله با رده طیفی G است که می‌تواند اطلاعات بسیار زیاد و قابل اطمینانی را به ما در خصوص مدل‌های ستاره‌ای بدهد. از طرفی به علت در دسترس بودن و شناخت کامل‌تر آن، معیار و استانداردی است که اخترفیزیکدان‌ها برای بررسی و بیان ویژگی‌های ستاره‌های دیگر، از مشخصات خورشید استفاده می‌کنند.

اخترزیست‌شناسی

آیا حیات در جای دیگری از کیهان وجود دارد؟ در صورت وجود، آیا به صورت هوشمند است؟ و در حقیقت، حیات و هوشمندی را چگونه می‌توان تعریف کرد؟ زندگی یا حیات، چگونه روی زمین پدید آمده است؟ و وجود احتمالی آن را در سرزمین‌های دیگر در این جهان بیکران را چگونه می‌توان مطالعه و بررسی کرد؟

بسیاری از سوالات از این دست، شاید جالب‌ترین سوال‌هایی باشد که می‌توان به آن‌ها پرداخت.

«اخترزیست‌شناسی» که یک علم نوپای میان‌رشته‌ای است، با قدرت دارد برای پاسخ یافتن به چنین سوال‌هایی فعالیت می‌کند. منشأ حیات، تحول اولیه آن، توزیع آن در کیهان و سرانجامی که در آینده خواهد داشت، موضوعاتی هستند که در این علم مورد بررسی قرار می‌گیرند.

این مطلب در حال تکمیل است …. .