درس ۱ · صفحهٔ ۱۰۷ تا ۱۱۰ · حدود ۱۳ دقیقه · تولید هوش مصنوعی
علم نجوم
در این درس یاد می‌گیری ابزارهای رصد چه نقشی در پیشرفت نجوم داشته‌اند، کهکشان چیست و سامانهٔ خورشیدی چه جایگاهی در راه شیری و کیهان دارد.
پیش از شروع
اگر می‌توانستیم از سامانهٔ خورشیدی خیلی دور شویم و از بیرون به آن نگاه کنیم، آیا تمام کهکشان راه شیری را دیده بودیم؟
نه؛ سامانهٔ خورشیدی فقط بخش بسیار کوچکی از کهکشان راه شیری است. خود راه شیری هم تنها یکی از میلیاردها کهکشان کیهان است؛ شناخت این دنیای بزرگ با مشاهدهٔ آسمان و پیشرفت ابزارهای نجومی گسترش یافته است.
از مشاهده تا اندازه‌گیری
از مشاهده تا اندازه‌گیری
تا به حال ستاره‌ای را نزدیک افق و ستاره‌ای دیگر را بالای سرت دیده‌ای؟ گفتنِ «این یکی بالاتر است» یک مشاهده است؛ اما برای مقایسهٔ دقیق، باید اندازه‌گیری کنیم. علم نجوم با مشاهده و مطالعهٔ اجرام آسمانی پیش می‌رود.
منجمان ایرانی و مسلمان برای دقیق‌تر شدن این مطالعه‌ها، ابزار می‌ساختند، رصدخانه برپا می‌کردند و نتیجهٔ رصدها را در جدول‌های نجومی ثبت می‌کردند. یکی از ابزارهای آن‌ها اسطرلاب بود که برای تعیین زاویهٔ ارتفاع ستاره‌ها به کار می‌رفت.
زاویهٔ ارتفاع یعنی زاویهٔ میان راستای افق و جهت نگاه ما به ستاره. مثلاً وقتی از داخل نیِ یک اسطرلاب ساده به ستاره نگاه می‌کنی، نخ و وزنه به خواندن این زاویه کمک می‌کنند. دقت کن: این ابزار نشان نمی‌دهد ستاره چقدر از زمین دور است؛ بلکه مشخص می‌کند آن را با چه زاویه‌ای بالاتر از افق می‌بینیم.
کتاب درسی، صفحهٔ ۱۰۸
ابزار بهتر، شناخت بیشتر
ابزار بهتر، شناخت بیشتر
اگر نوشته‌ای دور از تو باشد، شاید آن را ببینی اما نتوانی بخوانی. ابزار مناسب کمک می‌کند جزئیاتی را تشخیص بدهی که چشم به‌تنهایی نمی‌بیند. در مطالعهٔ آسمان هم بهتر شدن ابزارها، شناخت ما را بیشتر کرده است.
در رصدخانهٔ مراغه، که به همت خواجه نصیرالدین طوسی ساخته شد، منجمان محیطی برای رصد و پژوهش داشتند. بعدها گالیله با استفاده از تلسکوپ، راه تازه‌ای برای مشاهدهٔ دقیق‌تر آسمان باز کرد. تلسکوپ نور بیشتری نسبت به چشم جمع می‌کند؛ بنابراین می‌توان با آن اجرام کم‌نورتر و جزئیات بیشتری را دید.
با پیشرفت ابزارها، دامنهٔ پژوهش‌های نجومی هم گسترده‌تر شد: منجمان فقط به مطالعهٔ سامانهٔ خورشیدی محدود نماندند و توانستند فضاهای کهکشانی را هم بررسی کنند. امروزه نیز تجهیزات پیشرفته کمک می‌کنند اطلاعات تازه‌ای از جهان به دست آوریم؛ هرچند هنوز ناشناخته‌های زیادی باقی مانده است.
کتاب درسی، صفحهٔ ۱۰۹
کهکشان چیست؟
کهکشان چیست؟
وقتی نام «کهکشان» را می‌شنوی، شاید فقط تعداد بسیار زیادی ستاره را تصور کنی. اما ستاره‌ها همهٔ ماجرا نیستند! کهکشان مجموعه‌ای عظیم از ستارگان، گازها، گردوغبار و فضای بین‌ستاره‌ای است. پس فاصله‌های میان ستاره‌ها هم بخشی از این مجموعه‌اند؛ کهکشان فقط نقاط روشن آن نیست.
چه چیزی این مجموعهٔ عظیم را کنار هم نگه می‌دارد؟ جاذبهٔ گرانشی متقابل؛ یعنی اجزای کهکشان یکدیگر را با نیروی گرانش جذب می‌کنند. همان‌طور که کشش گرانشی زمین باعث افتادن توپ می‌شود، گرانش در مقیاسی بسیار بزرگ‌تر هم نقش دارد و اجزای کهکشان را کنار هم نگه می‌دارد.
بنابراین، برای شناخت کهکشان دو نکته را به یاد بسپار: هم از چه چیزهایی تشکیل شده است و هم چه نیرویی اجزایش را کنار هم نگه می‌دارد.
کتاب درسی، صفحهٔ ۱۱۰
نشانی ما در کیهان
نشانی ما در کیهان
وقتی نشانی خانه‌ات را می‌نویسی، نام کوچه، شهر و کشور را کنار هم می‌آوری. برای پیدا کردن جای خودمان در فضا هم می‌توانیم از چنین نشانی‌ای کمک بگیریم:
زمین ← سامانهٔ خورشیدی ← کهکشان راه شیری ← کیهان
این پیکان‌ها یعنی هر کدام، بخشی از مجموعهٔ بعدی است. زمین در سامانهٔ خورشیدی قرار دارد؛ اما سامانهٔ خورشیدی تمام راه شیری نیست، بلکه فقط بخش بسیار کوچکی از آن است. خود راه شیری هم تمام جهان نیست؛ کیهان میلیاردها کهکشان دارد و راه شیری یکی از آنهاست.
حالا به پرسش آغاز درس برگردیم: فقط بیرون رفتن از سامانهٔ خورشیدی به معنای بیرون رفتن از راه شیری نیست؛ همان‌طور که بیرون رفتن از خانه، لزوماً به معنای بیرون رفتن از شهر نیست!
کتاب درسی، صفحهٔ ۱۱۰
مثال حل‌شده
دوستی می‌گوید: «امشب چند ستاره را دیدم؛ پس تمام کهکشان راه شیری را دیده‌ام!» چگونه با استفاده از مفهوم کهکشان، اشتباه او را توضیح می‌دهی؟
ابتدا مشخص می‌کنیم که ادعای دوستمان دربارهٔ دیدن «تمام» یک کهکشان است، نه فقط چند جرم آسمانی.
کهکشان تنها چند ستاره نیست؛ مجموعه‌ای عظیم از ستارگان، گازها، گردوغبار و فضای بین‌ستاره‌ای است.
دیدن چند عضو یک مجموعه، مانند دیدن چند خانه از یک شهر، به معنای دیدن همهٔ آن مجموعه نیست.
پس مشاهدهٔ چند ستاره کافی نیست تا بگوییم تمام راه شیری و همهٔ اجزای آن را دیده‌ایم.
نکات مهم
- نجوم با مشاهده و اندازه‌گیری پیش می‌رود و ابزارهایی مانند اسطرلاب و تلسکوپ، همراه با رصدخانه‌ها، شناخت ما از فضا را گسترش داده‌اند.
- کهکشان مجموعه‌ای عظیم از ستارگان، گازها، گردوغبار و فضای بین‌ستاره‌ای است که گرانش اجزای آن را کنار هم نگه می‌دارد.
- سامانهٔ خورشیدی بخش کوچکی از راه شیری است و راه شیری تنها یکی از میلیاردها کهکشان کیهان است.