انبساط عالم را چه کسی کشف کرد؟

خیلی وقت‌ها نیاز است که از روند تاریخی برخی اکتشافات در روند گسترش علم و دانش آگاهی دقیقتری داشته باشیم. کمترین فایده‌اش این است که از برخی خطاها در امان خواهیم بود. یک نمونه آن که مربوط به یک قرن پیش در بحث داغ ِ کشف انبساط عالم است.

وقتی حرف از انبساط عالم و قانون هابل می‌شود، همه مردم تلاش‌ها و اکتشافات ادوین هابل را به یادمی‌آورند. که البته خیلی هم درست است. هابل در این راه تلاش‌های بسیاری کرد و توانست نبوغ خاص خودش را به خرج دهد. ولی علاوه بر این باید انصاف هم به خرج داد و حق کسانی که زحمت‌های ابتدایی را کشیدند حفظ کرد.

مسأله این است که اصل رصدهایی که نشان‌دهنده دورشدن کهکشان‌ها از ما و مشخص کننده انبساط عالم بود توسط منجمی دیگر به نام اسلیفر انجام شده بود. در واقع این منجم چند سال پیش از آن‌که ادوین هابل وارد رصدخانه مونت ویلسون شود و آن رصدهای تاریخی‌اش را انجام دهد، توانسته بود کشف کند که تعدادی از سحابی‌های مارپیچی با سرعت‌های بسیار زیاد و اعجاب‌آمیز در حال حرکت نسبت به ما هستند. (آن زمان هنوز نمی‌دانستند آن سحابی‌ها در حقیقت کهکشان‌های دیگر هستند و در این مطلب هم منظور از سحابی‌های مارپیچی همان کهکشان‌های مارپیچی است.)

اسلیفر

وستو اسلیفر اخترشناسی بود که در سال 1901م برای تکمیل تحقیقات رصدخانه لاول به گروه منجمین آن رصدخانه پیوست. بزرگترین تلسکوپی که در این رصدخانه وجود داشت، یک تلسکوپ شکستی 24 اینچ (60 سانتی‌متری) بود. این تلسکوپ به یک طیف‌نگار برای عکسبرداری و ثبت طیف ستارگان مجهز بود.

یکی از موضوعات بسیار مهم و مورد توجه آن رصدخانه بررسی سحابی‌های مارپیچی بود. چون آن زمان چنین حدس می‌زدند که این سحابی‌ها ممکن است ابرهای گاز و غباری باشند که در حال آرام‌گرفتن برای تشکیل یک منظومه سیاره‌ای همچون منظومه خورشیدی هستند. طیف‌نگاری و تهیه طیف‌نگاشت از ستارگان یکی از اصول شناخت ستارگان بود (و البته هنوز هست!). اما آن زمان با توجه به قدرت پایین طیف‌نگارها و حساسیت بسیار پایین صفحه‌های عکاسی، فقط می‌توانستند از اجرام پرنور نقطه‌ای یعنی ستارگان طیف‌نگاری کنند.

اسلیفر خیلی مشتاق ثبت طیف سحابی‌ها بود تا بلکه بتواند در مورد مواد تشکیل‌دهنده آن‌ها نتیجه‌های خوبی به دست آورد. ولی سحابی‌ها کم‌نورتر از آن بودند که طیف‌شان به راحتی آشکار شود. برای ثبت طیف سحابی‌ها باید ساعت‌ها نوردهی از پشت طیف‌نگار بر روی صفحه عکاسی انجام می‌شد. این زمان برای بعضی از سحابی‌ها تا 40 ساعت هم به طول می‌انجامید! واقعا کاری طاقت‌فرساست.

به عبارتی اسلیفر مجبور بود شب‌های پی‌درپی و هر شب ساعت‌ها از طیف یک سحابی نورگیری کند تا شاید بتواند آثار خطوط طیف آن را آشکار کند. اسلیفر با همه سختی‌هایی که این کار داشت آن را انجام داد تا این‌که توانست اولین طیف‌نگاشت‌ها را از سحابی آندرومدا (M31) در سال 1912 به دست آورد.

مشاهده انتقال به سرخ و آبی

اما چیزی که بسیار بیشتر از موفقیت در ثبت طیف یک سحابی اسلیفر را شگفت‌زده کرده بود، انتقال به آبی‌ای بود که در کل طیف سحابی مشاهده می‌کرد. با اندازه‌گیری آن محاسبه کرد که سحابی آندرومدا در حال نزدیک شدن به ما با سرعت بسیار بالای 300 کیلومتر بر ثانیه است. این سرعت بسیار بالاتر از سرعت‌هایی بود که تا آن زمان برای اجرام نجومی (ستارگان) به دست آورده بودند!

تلسکوپ 24 اینچ لاول

عکسی قدیمی از محل قرارگرفتن چشمی‌ها و رصدگر. البته این شخص اسلیفر نیست.
هنگامی که زاویه ارتفاع تلسکوپ به آرامی تغییر می‌کند، رصدگر مجبور است صندلی خودش را روی نردبان مخصوص جابه‌جا کند.
رصدگر با دسته‌های کنترل مکانیکی که در عکس دست شخص روی یکی از آن‌هاست، حرکت‌های ریز و دقیق تلسکوپ را کنترل می‌کند.

با این دستاورد، علاقه‌مندی و تلاش اسلیفر متمرکز بر درآوردن طیف سحابی‌های بیشتری شد. اسلیفر تا سال 1917 توانسته بود طیف 21 سحابی مارپیچی را با زحمت فراوان به دست آورد. همان شگفتی آغازین در هر کدام از آن‌ها حتا بیشتر هم می‌شد. رصدها و اندازه‌گیری‌های او نشان داد که این سحابی‌ها با سرعت‌هایی باورنکردنی که برای برخی به بیش از 1000 کیلومتر بر ثانیه می‌رسید، در حال حرکت هستند! در این بین به غیر از 4 سحابی، همگی در حال دورشدن از ما بودند. با توجه به عکسی که از جدول ثبت داده‌های اسلیفر در سال 1917 منتشر شده سحابی‌های آندرومدا، M32 همجوار آن، مثلث و M81 این چهارتایی بودند که در حال نزدیک شدن به ما هستند.

سرعت شعاعی سحابی‌ها

جدول نتایج رصدی اسلیفر در سال 1917 منتشر شده در:
Proceedings of the American Philosophical Society, 1917, volume 56.

اسلیفر همه رصدهای خودش را با همان تلسکوپ 24 اینچ شکستی رصدخانه لاول انجام می‌داد. او این کار را تا سال 1925 تا جایی که نهایت قدرت تلسکوپش اجازه می‌داد ادامه داد و در جمع توانست طیف 41 سحابی را ثبت کند. کاری بسیار طاقت‌فرسا و زمان‌بر. دقت کنید که در فاصله زمانی 13 سال فقط توانست 41 سحابی را رصد کند! زیرا فرآیند عکسبرداری از طیف سحابی‌ها بسیار زمان‌بر و مشکل بود.

ادوین هابل

ادوین هابل تازه در سال 1919 وارد رصدخانه مونت ویلسون شد و به عنوان منجم تمام وقت آن رصدخانه فعالیت‌های خودش را آغاز کرد. البته او سال‌های قبل، از نتایج کارهای اسلیفر آگاه شده بود و به رصد و پژوهش بر سحابی‌های مارپیچی علاقه‌مند شده بود. اما کار طیف‌نگاری از سحابی‌ها را از سال 1925 آغاز کرد، زمانی که دو سال از اعلام نتایج رصدهایش برای اندازه‌گیری فاصله سحابی‌های مارپیچی می‌گذشت.

تلسکوپی که در کوه ویلسون در اختیار هابل بود همان تلسکوپ معروف هوکر 100 اینچی (2.5 متری) بازتابی بود که با آن کار فاصله‌سنجی سحابی‌ها را انجام می‌داد. به طور قطع قدرت این تلسکوپ بسیار بالاتر از تلسکوپ 24 اینچ اسلیفر بود. در واقع هابل کار بررسی طیف سحابی‌ها را از آن‌جایی که نهایت توان رصدی اسلیفر و ابزارش بود، شروع کرد و آن را ادامه داد.

هرچند احتمالا اسلیفر نتوانسته بود به نتیجه‌ء انبساط یافتن عالم دست یابد، اما نباید زحمت‌ها و تلاش‌های پیشگامانه‌ء او را نادیده گرفت. ولی متأسفانه نام اسلیفر آن‌چنان که شاید و باید شناخته شده نیست. به عبارتی، در فهم انبساط عالم و امتیاز کشف آن سزاوار است توجه بیشتری به اسلیفر و تلاش‌هایش کرد.

محمد همایونی ـ دوشنبه 29 فروردین 1401