صفحه اصلي > پارسی > شاخه‌های آموزشی > نجوم و اخترفیزیک       
شنبه ٢٧ مهر ١٣٩٨
 

 نجوم و اخترفیزیک

 

نجوم یا ستاره‌شناسی یا اخترشناسی علم اشیا آسمانی (مانند ستارگان، سیارات، ستاره‌های دنباله‌دار‎، کهکشان‌ها و پدیده‌هایی است که منشا آن‌ها در خارج از جو زمین است (مانند پدیده شفق قطبی و تشعشعات پس زمینه‌ای فضا). این رشته با رشته‌هایی مانند فیزیک، شیمی و فیزیک حرکت ارتباط تنگاتنگ دارد و همچنین با رشته فضاشناسی فیزیکی (پیدایش و تکامل جهان) ارتباط نزدیکی دارد. اخترشناسی یکی از قدیمی‌ترین علوم است. ستاره‌شناسان در تمدن‌های اولیه بشری به دقت آسمان شب را بررسی می‌کردند و ابزارهای ساده ستاره‌شناسی از همان ابتدا شناخته شده بودند. با اختراع تلسکوپ، تحولی عظیم در این رشته ایجاد شد و دوران ستاره‌شناسی جدید آغاز گردید. تقریبا تمامی افراد در دوره‌های سنی متفاوت به ستاره‌شناسی و شناخت آسمان علاقه‌مند هستند، از این‌رو یکی از مباحثی که در مجموعه آموزش دانش‌های نوین در نظر گرفته شده است، نجوم می‌باشد. در ادامه به طور خلاصه به بخشی از این مباحث می‌پردازیم.


تاریخچه
نجوم یکی از قدیمی‌ترین علوم می‌باشد و تاریخ آن به حدود 6000 سال پیش برمی‌گردد. انسان‌های اولیه بیابانگرد همواره به دنبال منابع غذایی جدید و پناهگاه بوده‌اند. به همین علت می‌باید با چرخه‌های طبیعت مانند شب و روز و تغییر فصل‌ها آشنا می‌شدند. با یکجا نشین شدن آن‌ها لزوم آشنایی با چرخه‌های طبیعت بیشتر شد. کشاورزان برای دانستن زمان مناسب کاشت و برداشت، نیاز به دانستن زمان دقیق فصول داشتند. مردم با نظاره کردن به آسمان‌ها و بررسی حرکت ظاهری خورشید به نتایج دقیقی دست یافتند و توانستد طول سال را تعیین کنند. همچنین منجمان قدیم قادر بودند خوشید و ماه گرفتگی‌ها را پیشگویی کنند، بدون اینکه علت این اتفاقات را بدانند.
آثار تاریخی نجومی بسیاری در سرتاسر جهان بجا مانده است. یکی از این بناهای قدیمی که عمر آن دست کم به 4000 سال می‌رسد خرسنگی و یا استون هنج در انگلستان می‌باشد. این بنا در جنوب انگلستان واقع شده است و با کمک آن می‌توان روزها و طول سال را به دقت تعیین کرد. در ایران نیز در نقش رستم بنایی وجود دارد که با کمک آن می‌توان روزها را با دقت تعیین کرد.

 

بنای تعیین روزها در نقش رستم.

 

انسان‌های اولیه تصورات جالبی در مورد زمین و ستارگان داشته‌اند. آن‌ها تصور می‌کردند زمین سطحی صاف است و ستارگان مانند گنبدی بر روی آسمان قرار دارند. در بسیاری از تمدن‌های قدیمی فرض می‌شد که خدایان هر روز خورشید و ماه را سوار بر ارابه بر روی گنبد آسمان حرکت می‌داده‌اند. فیثاغورث اولین کسی بود که زمین را کروی فرض کرد. ارسطو فرض می‌کرد که زمین کروی و مرکز عالم است و ماه و خورشید و دیگر ستارگان به دور آن می‌چرخند. سال‌ها بعد کپرنیک نظریه خورشید مرکزی را معرفی کرد و ادعا کرد زمین به دور خورشید می‌گردد. بعدها کپلر بدون داشتن وسائل رصد و تلسکوپ قوانین حرکت سیارات به دور خورشید را منتشر ساخت. این قوانین بعدها با کمک علوم جدید و همچنین رصد آسمان اثبات شدند. در قرن هفدهم گالیله پدر علوم تجربی تلسکوپ را اختراع کرد که برای همیشه ستاره شناسی را تغییر داد. گالیله با کمک تلسکوپ آسمان را رصد کرد و موفق شد قمرهای مشتری را کشف کند. از آن زمان تاکنون دانشمندان بسیاری مانند نیوتن و انیشتین کشفیات زیادی در مورد ستاره شناسی و اخترشناسی داشته‌اند.
امروزه از ابزارهای بسیار پیشرفته‌ای مانند تلسکوپ‌های غول پیکر، فضاپیماها، تلسکوپ‌های رادیویی و .... به منظور مطالعه ستارگان استفاده می‌شود. بشر توانسته است تلسکوپ‌هایی را مانند تلسکوپ فضایی هابل را در خارج از جو قرار دهد و یا به ماه سفر کند. فضا پیماهایی بسیاری به سمت دیگر سیارات فرستاده شده و اطلاعات زیادی از این سیارات کشف کرده‌اند.


اجزای جهان
جهان از اجزای بیشماری تشکیل شده است که بسیاری از آنان هنوز برای بشر ناشناخته‌اند. هر روزه تلاش‌های فراوانی در راستای مطالعه و بررسی بیشتر این اجزا انجام می‌شود. می‌توان این اجزا را به چند دسته کلی تقسیم‌بندی کرد. به منظور آشنایی با ستاره شناسی ابتدا باید با این دسته‌بندی‌ها آشنا شویم. این اجزا عبارتند از کهکشان، ستاره، سیاره، سیارک، ستاره دنباله‌دار، شهاب سنگ و سحابی که در زیر به طور مختصر هر کدام را معرفی می‌کنیم.


پیدایش جهان
اینکه چگونه جهان به این پهناوری با این همه اجزا گوناگون به وجود آمده است و چطور کهکشان‌ها، ستارگان و زمین شکل گرفته‌اند، از دیرباز ذهن بشر را به خود مشغول ساخته است. امروزه تقریبا می‌دانیم که بیش از 90 درصد از جرم جهان گم شده است (از چشم ما پنهان است). می‌دانیم اجرام شگفت آوری به نام سیاهچاله‌ها وجود دارند که هنوز از ساختار آنها اطلاع درستی نداریم و ... . به منظور پاسخگویی به این سوالات باید بتوانیم به سوال چگونگی پیداش جهان پاسخ دهیم. نظریات گوناگونی در مورد پیدایش جهان وجود دارد. نظریه‌ای که امروزه پذیرفته‌تر است بر پایه کارهای انیشتین می‌باشد. این نظریه که انفجار بزرگ نام دارد می‌گوید که جهان 7/13 میلیارد سال پیش از یک تک ذره بسیار داغ و چگال (جرمی بسیار بزرگ درون همان تک ذره قرار داشته است) بوجود آمده است. در 7/13 میلیارد سال پیش این ذره منفجر شده است که ما به آن انفجار بزرگ می‌گویم. پس از آن جهان آغاز شده است. از همان لحظه شروع به انبساط کرده است (هر روز بزرگ و بزرگتر می¬شود.) و همزمان دمای جهان شروع به کاهش پیدا کرده است. بر طبق این نظریه تمام اجزای کنونی جهان از همان ذره اولیه بوجود آمده‌اند.

 

انفجار بزرگ.

 

کهکشان
کهکشان محل زندگی ستارگان است. میلیاردها ستاره در هر کهکشان زندگی می‌کنند. کهکشان بزرگترین جز عالم می‌باشد. در جهان تقریبا 170 میلیارد کهکشان وجود دارد. که کهکشان راه شیری تنها یکی از این میلیاردها کهکشان می‌باشد. کهکشان‌ها شکل‌های مختلفی دارند و در نتیجه طبقه بندی‌های متنوعی روی آنها صورت گرفته است. سه دسته عمده کهکشان‌ها عبارتند از بیضوی، مارپیچی و نامنظم. کهکشان راه شیری که خورشید در آن ساکن است یک کهکشان مارپیچی می‌باشد که خورشید روی یکی از بازوهای کهکشان قرار گرفته است.

 

 

کهکشان راه شیری.

 

ستاره
بزرگترین اجزای جهان بعد از کهکشان‌ها ستارگان می‌باشند. ستارگان از لحاظ اندازه، جرم و دما بسیار گوناگون هستند. خورشید نیز یک ستاره با اندازه و دما متوسط نسبت به دیگر ستارگان است. ستارگان دوره زندگی دارند، به این معنی که متولد می‌شوند، جوانی و کهولت دارند و در انتها می‌میرند. عمر ستارگان و دوره زندگی‌شان وابسته به انداره و دمایشان می‌باشد. به منظور طبقه بندی ستارگان، آنها را بر اساس جرم و دمایشان دسته‌بندی می‌کنند. ستارگان منابع تولید انرژی می‌باشند ودر نتیجه از خودشان نور تولید می‌کنند. قدیمی‌ترین دسته‌بندی ستارگان بر اساس همین درخشندگی می‌باشد.ستارگان نیز مانند دیگر اجزای جهان در حرکتند و انواع مختف حرکت دارند. ستارگان داغ‌تر و بزرگتر عمر کوتاه‌تری دارند و سریع‌تر از بین می‌روند. ستارگان پس از مرگ بسته به جرمشان تبدیل به اجرامی مانندغول‌ها، کوتوله‌های سفید و قرمز، ستارگان نوترونی، ستارگان کوارکی، نواخترها و سیاهچاله‌ها می‌شوند.

 

ستاره.

 

سیاره
سیاره به اجرامی با جرم زیاد که به دور یک ستاره در گردشند و خود نیز ستاره نیستند گفته می‌شوند. بنا به تعریف اتحادیه بین المللی اختر شناسی، سیاره می‌باید آنقدر جرم داشته باشد تا شکل آن به علت نیروی گرانش، مدور باشد. در منظومه شمسی هشت سیاره با نامهای عطارد، زهره، زمین، مریخ، مشتری، زحل، اورانوس و نپتون وجود دارد. در مکان‌های دیگر جهان نیز سیارات دیگری وجود دارند. تفاوت عمده ستاره و سیاره را می‌توان تولید انرژی توسط ستارگان دانست، در صورتیکه سیارات خود منبع تولید انرژی نیستند و تنها نور ستارگان را منعکس می‌کنند. سیارات می‌توانند مانند زمین جامد باشند و پوسته سنگی داشته باشند و یا مانند مشتری توده عظیمی از گرد و غبار باشند.

 

سیارات منظومه شمسی.

 

سیارک
اجسامی با جرم کمتر از سیارات که آنقدر گرانش ندارند که شکل مدور پیدا کنند را سیارک می‌گویند. سیارک‌ها جامدند و اشکال هندسی نامنظمی دارند. در منظومه شمسی در فاصله بین مریخ و مشتری میلیون‌ها سیارک با اجرام و اشکال متفاوت وجود دارد که بزرگترین آنها سرس نام دارد. به نظر می‌رسد منشا تشکیل این سیارک‌ها، همان سحابی منظومه شمسی بوده است و این سیارک‌ها نیز همزمان با دیگر اجرام منظومه شمسی تشکیل شده‌اند.

 

کمربند سیارک‌ها بین مشتری و مریخ مشاهده می‌شود.

 

شهاب سنگ
شهاب پدیده‌ای است زودگذر که فقط چند ثانیه دوام می‌آورد. آنچه در آسمان می‌بینیم خود این شی نیست بلکه خط روشنی است که در اثر عبور جسم جامد کوچکی در جو زمین ایجاد می‌شود. شی حقیقی را که سبب ایجاد این پدیده می‌شود را شهاب سنگ می‌گویند. بیشتر شهاب سنگ‌ها اندازه دانه شن می‌باشند و با ورود به جو منهدم می‌شوند. اما شهاب سنگ‌های بزرگتری نیز وجود دارند.


ستاره دنباله‌دار
ستارگان دنباله‌دار آمیزه‌ای از ذرات غبار مانند همراه با یخ و گاز منجمد می‌باشند. در منظومه شمسی نیز تعدادی ستاره دنباله‌دار وجود دارد که به دور خورشید گردش می‌کنند. این اجرام با نزدیک شدن به خورشید دمشان بلندتر می‌شود و با دورتر شدن از خورشید دمشان کوتاه می‌شود. این پدیده به این علت است که با نزدیک شدن به خورشید قسمتی از ستاره دنباله دار که منجمد است، بخار شده و مانند دم در پشت آن قرار می‌گیرد و با دور شدن این ستاره این ذرات مجددا به حالت منجمد در می‌آیند. این همواره پشت به خورشید قرار می‌گیرد.

 

ستاره دنباله‌دار هالی.

 

سحابی
از دیگر اجزای جهان سحابی می‌باشد که گازهای میان ستاره‌ای هستند. سحابی‌ها محل تولد و مرگ ستارگان هستند و ستاره از سحابی متولد می‌شود و به هنگام مرگ قسمتی از جرم خود را به سحابی تبدیل می‌کنند. منظومه شمسی نیز از سحابی منظومه شمسی بوجود آمده است. سحابی ابر عظیمی از گرد و غبار و گاز است که از گرد هم آمدن همین گازها ستارگان تشکیل می‌شوند.

 

سحابی.

 

منظومه شمسی
زمین و ماه که تا کنون مورد بررسی قرار گرفته‌اند، اجزای منظومه شمسی می‌باشند. منظومه شمسی متشکل از چندین جرم آسمانی است، که بحث بعدی ما در مورد این منظومه و اجزای مهم آن و خصوصیات این مجموعه می‌باشد. منظومه شمسی 6/4 میلیارد سال پیش از سحابی به همین نام شکل گرفته است. سحابی منظومه شمسی یک سحابی صفحه‌ای بوده است که در مرکز این سحابی خورشید قرار دارد و اجزای دیگر منظومه از گرد و غبار باقی مانده سحابی شکل گرفته‌اند. به همین دلیل عمر تمامی اجزای منظومه شمسی یکسان و 6/4 میلیارد سال می‌باشد. سحابی منظومه شمسی بعد از بوجود آمدن آن بطور کامل از بین رفته است. منظومه شمسی که می‌توان آن را خانه زمین نامید را در زیر بررسی می‌کنیم.


اجزای منظومه شمسی
مهمترین عضو منظومه شمسی خورشید است که تنها ستاره منظومه شمسی می‌باشد. در این منظومه علاوه بر خورشید، 9 سیاره نیز وجود دارد. این سیارات به ترتیب فاصله‌اشان از خورشید عبارتند از عطارد، زهره، زمین، مریخ، مشتری، زحل، اورانوس، نپتون و پلوتو. البته سیاره پلوتو به علت دارا نبودن شرایط یکسان با دیگر سیارات از منظومه شمسی اخراج شد.
علاوه بر خورشید و سیارات، اجرام آسمانی کوچکتری هم در این مجموعه وجود دارند. مانند سیارک‌ها که بیشتر آنان بر روی کمربندی بین مریخ و مشتری در حرکتند و بزرگترین آنها سرس نام دارد. دیگر اجزای منظومه شمسی ستارگان دنباله‌دار مانند هالی و شهاب سنگ‌ها می‌باشند.

 

سیارات منظومه شمسی.

 

صورت فلکی
از زمانهای کهن، مردم در آسمان شب در میان گروههای ستارگان، اشکالی خیالی دیده‌اند. با استفاده از خطوط، آنها ستارگان این گروه‌ها را به یکدیگر متصل کرده و اشکالی به نام صورت فلکی را تشکیل داده‌اند. امروز طبق سیستمی بین المللی آسمان پیرامون زمین به 88 منطقه تقسیم می‌شود و هر منطقه در بر گیرنده یک صورت فلکی است. طرح هر صورت فلکی نمایانگر شیء یا جانداری است و تعدادی از آنها به یاد شخصیتهای اسطوره‌ای نامگذاری شده‌اند. از زمین، ستارگان هر صورت فلکی مجاور یکدیگر به نظر می‌آیند، اما در حقیقت آنها فاصله بسیاری از همدیگر دارند. همگی آنها در فواصل مختلفی از زمین قرار دارند. اگر می‌توانستیم از جای دیگری از فضا به صورت فلکی جبار نگاه کنیم، طرح ستاره‌ای آن از آنچه که از زمین می‌بینیم، متفاوت می‌باشد.
از زمین، صورتهای فلکی چنین به نظر می‌رسند که به داخل کره‌ای تو خالی معروف به کره آسمان چسبیده‌اند. ظاهراً این کره هر 24 ساعت یکبار در مسیری شرقی _ غربی به دور زمین می‌گردد. شبکه‌ای از خطوط معروف به بعد و میل به اختر شناسان کمک می‌کند تا محل ستارگان کره آسمان را بیابند و نقشه‌های ستارگان، تصویر کره‌ای فرضی بر روی صفحه‌ای تخت هستند. چنین به نظر می‌رسد که همزمان با گردش زمین به دور خورشید، خورشید در مقابل زمینه متغیری از ستارگان حرکت می‌کند. مسیر سالیانه خورشید به دایرة البروج و پهنه‌ای از آسمان که با زاویه تقریبی 9 درجه از طرفین آن گسترده می شود، به منطقه البروج معروف است. تمدنهای باستانی برای اندازه گیری زمان، منطقه البروج را به 12 صورت فلکی تقسیم کردند ولی اکنون صورت فلکی دیگری به نام حوا به این باریکه آسمان افزوده شده است. برخی از 88 صور فلکی از سایرین معروفتند، و طرحهایی دارند که فوراً تشخیص داده می‌شوند. این طرحها همچون نشانه به ستاره شناسان در یافتن آنها در آسمان شبانه کمک می‌کنند. بهترین نمونه، جبار (شکارچی)، از درخشنانترین صور فلکی آسمان است. صورت فلکی معروف دیگر دب اکبر (خرس بزرگ) است. دب اکبر شامل هفت ستاره درخشان است که برای مدتهای طولانی علاوه بر ستاره شناسی ، در دریانوردی نیز راهنمای مفیدی بوده‌اند.

 

صور فلکی جبار.

 

تولد ستارگان
تولد ستارگان مانند تولد خورشید از یک سحابی تشکیل می‌شود. ذرات موجود در سحابی به علت نیروی گرانش کنار یکدیگر جمع شده‌اند و یک هسته کوچک اولیه را بوجود می‌آوردند. این هسته اولیه به این علت که از دیگر قسمت‌های سحابی بزرگتر است، بوسیله گرانش جرم بیشتر و بیشتری را دور خود جمع می‌کند. با بزرگ شدن این هسته، فشار در مرکز هسته بالا رفته تا جایی که فشار کافی برای انجام واکنش هسته‌ای فراهم می‌شود. با آغاز واکنش‌های هسته‌ای دیگر ستاره متولد شد است. عمر ستاره تا زمانیکه سوخت دارد ادامه می‌یابد. پس از آن ستاره وابسته به اندازه‌اش تبدیل به اجرام دیگری می‌شود. ستارگان کوچک تبدیل به کوتوله‌های سفید و قرمز می‌شوند. ستارگان متوسط به ستارگان نوترونی و کوارکی تبدیل می‌شوند. ستارگان با جرم بسیار زیاد تبدیل به سیاهچاله‌ها می‌شوند.

 

شروع یک ستاره.

 

معرفی نرم‌افزارهای نجومی
گذشته از ميزان مهارتي كه در اخترشناسي داريد، كاوش آسمان همواره با دو سؤال همراه است: آن جرم چيست؟ و آن جرم كجاست؟ جرم رؤيت شده مي‌تواند يك كهكشان، دنباله‌دار و يا هر جرم آسماني ديگري باشد.
منابع فراواني وجود دارند كه مي‌توانند شما را در يافتن پاسخ اين دو سؤال ياري كنند. گذشته از مقاله‌هاي كه مطالعه مي‌كنيد، مي‌توانيد از كتاب‌هاي راهنما و اطلس‌هاي موجود نيز استفاده كنيد. در سایت‌های اينترنتي مختلف هم اطلاعات زيادي وجود دارد. با اين حال مجله‌ها، كتاب‌ها و سايت‌هاي اينترنتي ابزارهايي متعلق به قرن گذشته‌اند! اكنون می‌توانيد از ابزارهاي الكترونيكي جديد و پيشرفته استفاده كنيد. اگر كار با اين ابزارها را ياد بگيريد، نه تنها لذت بيشتري از آسمان شب خواهيد برد، بلكه روش فوق‌العاده‌اي براي معرفي اجرام آسماني به دوستان و خانوادة خود خواهيد يافت.
يكي از مهيج‌ترين پيشرفت‌هاي چند سال اخير براي علاقه‌مندان به نرم‌افزارهاي نجومي، ظهور نرم‌افزارهاي ويژة ابزارهاي بسيار سبك بوده است. از جمله این نرم‌افزارها می‌‎توان به نرم‌افزار استلاریوم، استاری نایت، شبیه‌سازی سه بعدی منظومه شمسی و ... اشاره کرد.
نرم افزار استاری نایت نخستین مجموعه‌ی نرم افزار نجومی در بازار است که قدرت و دانشی بیش از حتی برجسته ترین اخترشناسان جهان در چند سال گذشته در اختیار شما قرار می‌دهد.
می‌توان آسمان امشب، فردا یا حتی روزهای گذشته و آینده را دید. می‌توان ستاره‌ها را همان‌طور که از یک حیاط، از شهری در آن سوی کره‌ی زمین یا از سیاره‌ای دیگر دیده می‌شوند نظاره کرد. می‌توان شاهد یک خورشیدگرفتگی کامل در ماه بود، غروب خورشید را در سطح مریخ تماشا کرد، یا سوار یک دنباله‌دار شد. تنها محدودیت شما کنجکاوی شماست.
چه شما عکاس نجومی باشید، چه یک منجم آماتور و چه فردی باشید که به تازگی رصد آسمان را شروع کرده، استاری نایت نرم افزاری است که می‌تواند به نیاز شما پاسخ گوید.

 

نرم‌افزار استاری نایت.

 

نرم‌افزار استلاریوم مدلی سه‌ بعدی از آسمان است اما نه با مقیاسی معادل صدها یا میلیون‌ها کیلومتر در هر سانتی‌متر؛ بلکه مقیاس آن تریلیون‌ها کیلومتر در هر سانتی‌متر است. استلاریوم یک نرم‌افزار افلاک‌نما است که آسمان را به‌شکل سه‌بعدی و کاملاً واقعی به شما نمایش می‌دهد؛ گویی که آسمان را با چشم خود یا چشمان مسلح به دوربین و تلسکوپ مشاهده می‌کنید.

 

نرم­‌افزار استلاریوم.

 

نرم‌افزار نجومی که برای مشاهده منظومه شمسی و بدست آوردن اطلاعات از منظومه شمسی مناسب می‌باشد، شبیه‌ساز سه بعدی منظومه شمسی می‌باشد.

 


نرم‌افزار شبیه‌ساز منظومه شمسی.

 

 

کل بازديدهاي سايت: 71653 | بازدیدهاي امروز سايت: 22 | کل بازدیدهاي این صفحه: 2749 | بازديدکنندگان آنلاين: 6 | زمان بارگذاري صفحه: 0.13
آدرس: بوشهر، خیابان خلیج فارس (ساحلی)، بعد از مجتمع فرهنگی هنری، پارک علمی کودک و نوجوان تلفن: 33333560 (077)
  نمابر: 33330136 (077)
همه حقوق متعلق به پارك علم و فناوری خليج فارس و شرکت پژوه‌ افزار لیان است. Copyright © Persian Gulf Science and Technology Park and Lianware Co. Ltd. All rights reserved.