سازمان فضایی ناسا نشانه هایی را مبنی بر وجود ماده تاریک یافت.

ماده تاریک و ماده معمولی دارای قسمت های به هم پیچ خورده هستند که از برخورد دو خوشه کهکشانی با هم پدید آمده است.این مشاهدات توسط تلسکوپ فضایی چاندرا و برخی دیگر از تلسکوپ ها مدارکی برای موجودیت ماده تاریک است.

ماکسیم مارک ویچ یکی از اعضای تیم مرکز اختر فیزیک اسمیت سونی هاروارد در کمبریج می گوید : " این انرژی شدید کیهانی یکی از رویداد هایی است که بعد از مهبانگ در حال مطالعه است."

این مشاهدات دلایل محکمی را مبنی بر اینکه بیشتر ماده تاریک در جهان سیاه می باشد را بیان میکند.

با وجود اینکه مدارک قابل توجهی وجود دارد که ماده تاریک وجود دارد، بسیاری از دانشمندان تئوری های جدیدی را برای گرانش قوی بین کهکشانی که قبلا توسط نیوتون و انیشتن نیز پیش بینی شده را مطرح می کنند که نیاز ما را به ماده تاریک برای اثبات برخی تئوری های کیهانی رفع می کند. هر چند که چنین تئوری هایی نمی تواند اثرات برخورد های مشاهده شده را توضیح دهد.

داووگ کلو از دانشگاه آریزونا می گوید : " این موضوع که ماده تاریک بر جهان حکفرماست کمی نادرست به نظر می آید بنابراین  ما قصد داریم تا این موارد را آزمایش کنیم زیرا برخی از این ناهمواریها،می تواند خدشه هایی در تفکرات پایه ای ما باشد."" این دست آورد ها و آزمایشات گواهی بر موجودیت ماده تاریک است."

در خوشه های کهکشانی ماده معمولی مانند اتم، ستاره ها،سیارات و هرچه که در زمین وجود دارد را از گاز داغ و ستاره ها، به وجود می آورد.جرم این گازهای داغ میان کهکشانی به مراتب بیشتر از جرم ستاره ها در تمام کهکشان هاست.

تلسکوپ چاندرا بیش از 100 ساعت برای مشاهده خوشه کهکشانی 1E0657-56 صرف نمود.این خوشه کهکشانی مانند گلوله دیده میشود که شامل ابر هایی گازی  با دمای 100 میلیون درجه است.

این یافته ها توسط تلسکوپ چاندرا،هابل،آرایه جنوبی اروپا و تلسکوپ ماژلان بدست آمده است، این تلسکوپ ها اندازه گیری هایی را برای تایین جرم این ناحیه از خوشه انجام دادند.این اندازه گیری ها توسط لنز های گرانشی، جایی که نور به دلیل گرانش خوشه در پیش زمینه کهکشان ها خمیده می شود که قبلا نیز توسط نسبیت خاص انیشتن پیش بینی شده بود، انجام شد.

گازهای داغ در این برخورد به وسیله اصطکاک نیرو آرام می شود و به ایستایی و همسان بودن هوا می رسند.در این برابری ماده تاریک به سبب فشرده شدن آرام نمی شود زیرا حالت مستقیم فعل و انفعالی با خودش یا گازی که شامل گرانش نمی شود را، ندارد. این فرآیند سبب تفکیک ماده معمولی با ماده تاریک میشود که ما آن را مشاهده می کنیم. اگر گازهای داغ جرم زیادی از ترکیب خوشه ها باشند، بر طبق تئوری گرانش چنین تفکیکی نباید مشاهده شود.

سین کارول، کیهان شناس دانشگاه شیکاگو می گوید : " این دستاورها سبب میشود تا  نظریات آینده مبتنی بر یافته های جدید باشد."" از این به بعد حرکت ما برای فهمیدن درست ماده تاریک خواهد بود زیرا این دستاورد جدید حقیقتی است که نمی توان از آن چشم پوشی نمود."

همچنین، این دستاورد به دانشمندان درمورد گرانش آشنای نیوتن در زمین، منظومه شمسی و همچنین کار بر روی خوشه های عظیم و سنگین کهکشانی، اطمینان بیشتری می دهد.

کلو می گوید : " ما پرونده گرانش را بسته ایم و اکنون در پی بستن پرونده ماده مرئی هستیم. "

این دستاورد سبب آغاز  انتشار یک خبر داغ در ژورنال اخترفیزیکی برجسته دنیا مانند :

NASA's Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala., manages the Chandra program. The Smithsonian Astrophysical Observatory controls science and flight operations from the Chandra X-ray Center, Cambridge, Mass

می باشد.

ستاره شناسانى كه در جست وجوى حيات فرازمينى هستند اكنون ليست كوتاهى از مكان هايى كه مى بايد تلسكوپ هاى خود را به سمت آنها نشانه بروند، تهيه كرده اند.

 دانشمندان مى گويند اين مكان ها شامل ستاره هاى نزديكى هستند كه به دليل اندازه، سن و تركيب مناسب سياره هايى مشابه زمين دارند كه به دور آنها مى چرخند. اين ستاره شناسان طى جلسه «انجمن آمريكا براى اعتلاى علم» گفتند كه كاهش سرمايه گذارى فدرال باعث شده كه سازمان هاى خصوصى اولين كسانى باشند كه در صورت وجود حيات فرازمينى موفق به كشف آن شوند. دكتر «مارگارت ترنبول» اخترشناس موسسه Carnegie واشينگتن يك ليست كه شامل ده ستاره اصلى است را تهيه و ارائه كرده است. ستاره هاى اشاره شده در ليست اولين اهدافى خواهند بود كه توسط «سياره ياب زمينى» سازمان ناسا جست وجو مى شوند. اين سياره ياب سامانه اى از دو رصدخانه مدارگرد است كه پرتاب آن براى سال ۲۰۲۰ برنامه ريزى شده است. «ترنبول» مى گويد: «چهارصد ميليارد ستاره در كهكشان وجود دارند و مسلماً ما قصد نداريم كه سياره ياب را به سوى تمامى آنها نشانه گيرى كنيم.» بنابراين «ترنبول» از طرف سازمان ناسا و موسسه «جست وجو براى هوش فرازمينى» كه به طور مستقل براى آن سرمايه گذارى شد ليست خود را به ستاره هايى محدود كرد كه سياره هايى داراى آب مايع به دور آنها مى گردند. وى اضافه مى كند: «ما قصد داريم كه اين سياره هاى قابل سكونت را با چشم خودمان مشاهده كنيم. بنابراين ستاره ها نبايد خيلى درخشان باشند زيرا ممكن است درخشش زياد باعث مبهم شدن سياره ها شود.» احتمالاً ستاره هاى متغير كه خنك تر و گرم تر مى شوند شرايط مساعدى براى  ايجاد و حفظ حيات ندارند. بنابراين اين نوع ستاره ها و ستاره هايى كه خيلى جوان و يا پير هستند نيز در اين ليست جا داده نشدند.
برخى از ستاره ها آنقدر گازى هستند كه نمى توانند سياره هايى مانند زمين را خلق كنند زيرا زمين حاوى مقدار زيادى فلز است. تعداد ديگرى از ستاره ها داراى همراهان بسيار بزرگ هستند. گرانش اين همراهان در شرايط يكنواخت و ثابت مورد نياز براى تكامل حيات تداخل ايجاد مى كند و بنابراين كانديداهاى مناسبى نيستند.
• ليست ۱۰ ستاره اصلى
يكى از ستاره هايى كه در اين ليست قرار دارد «Pegasus 51» (اسب بالدار) است. اخترشناسان سوئيسى در سال ۱۹۹۵ گزارش دادند اولين سياره را در وراى سامانه خورشيدى ما رديابى كرده اند كه به دور «Pegasus 51» مى چرخد. اين سياره يك غول شبيه مشترى است.
يكى ديگر از ستارگان «Sco 18» است كه در صورت فلكى عقرب قرار دارد و بسيار شبيه خورشيد است. «epsilon Indi A» ستاره ديگرى است كه درخشش آن يك دهم خورشيد است. «alpha Centauri B» كه عضوى از نزديك ترين سامانه خورشيدى به سامانه ماست از ديگر كانديداهاست. به گفته «ترنبول»: «حقيقت اين است زمانى كه به اين سامانه هاى خورشيدى قابل سكونت نگاه مى اندازيم واقعاً سخت است كه آنها را رتبه بندى كنيم. من اطلاعات كافى در مورد هر كدام از اين ستاره ها ندارم تا بگويم كدام يك بهترين كانديداست.» اما دكتر «كارول كلى لاند» از دانشگاه كلرادو استدلال مى كند كه اخترشناسان با جست وجو به دنبال سياره هايى كه بسيار شبيه زمين هستند تحقيقات خود را محدود مى كنند.
وى مى گويد: «در واقع من فكر مى كنم كه ما مى بايد به دنبال حياتى باشيم كه براى ما شناخته شده نيست.»
وى در ادامه مى گويد كه حيات در روى كره زمين
- بر اساس DNA كه از اجزاى اصلى مشخصى ساخته شده- آنقدر مشابه است كه احتمالاً از يك منشاء مجزا به وجود آمده است. «كارول» اضافه مى كند كه ممكن است حيات در مكانى ديگر از اجزا و تركيبات متفاوتى ساخته شده باشد و يا اينكه از ساختار كاملاً متفاوتى برخوردار باشد

نظريه‌ انفجار بزرگ كه توجيهي براي پيدايش و انبساط عالم است ، يك ايراد جدي رياضي در خود دارد كه در اين قسمت به توضيح آن مي‌پردازيم .

همانطور كه ميدانيم دايره شكل هندسي بر روي يك صفحه است كه فاصله‌ تمامي نقاط واقع در محيط آن از يك نقطه‌ فرضي به نام مركز ، مساوي و برابر مي‌باشد .

طبق شكل فوق اگر شعاع دايره از r0 به r افزايش يابد ، چون r  مقدار ثابتي در نظر گرفته شده است ، شكل هندسي جديد نيز يك دايره محسوب ميشود ، براي اينكه فاصله‌ تمامي نقاط واقع در محيط دايره D2 از مركز C به يك اندازه ( يعني همان r ) ميباشد . در واقع دايره به انداز  r-r0=∆r افزايش شعاع داشته است .

چنانچه يك دايره را حول محور فرضي منطبق بر قطر آن در فضاي سه بعدي به چرخانيم ( دوران دهيم ) شكل فضايي كره‌ي تو خالي به دست مي‌آيد و اگر داخل دايره را يك سطح در نظر بگيريم ، حاصل دوران يك كره‌ي تو پر خواهد بود .

طبق تعريف ، كره شكل هندسي فضايي است كه فاصله‌ي تمامي نقاط واقع بر سطح آن از يك نقطه به نام مركز ، مساوي و برابر باشد .

اينك اگر طبق شكل فوق شعاع كره را از  r0 به r افزايش دهيم ، چون r خود مقدار ثابتي است ، شكل هندسي جديد نيز يك كره محسوب ميشود براي اينكه فاصله‌ تمامي نقاط واقع در سطح كره K2 از مركز C به يك اندازه ( يعني همان r ) ميباشد . در واقع شعاع كره به انداز  r-r0=∆r افزايش يافته است .

طبق نظريه‌ مه بانگ جهان حدود 13 الي 15 ميليارد سال پيش بر اثر يك انفجار بزرگ به وجود آمده است . يعني هنگامي كه يك توده‌ بسيار متراكم و به شدت داغ ساخته شده از ذرات بنيادي بر اثر يك نيروي غير قابل تصور از هم پاشيده است . در اين انفجار بزرگ اتم‌هاي هيدروژن ، نخستين اتم‌هايي بوده‌اند كه به هستي پا نهاده‌اند . بنابه اين نظريه كل جرم و انرژي فعلي هستي ، قبل از انفجار بزرگ در گوي بسيار كوچك و چگالي  جاي داشته است .

اينك ما سعي خواهيم كرد تا يك انفجار واقعي  را برسي كنيم !

در تمامي انفجارها ( يعني رها شدن سريع مقادير قابل توجهي انرژي در فضا به هر صورت ممكن ) انرژي و ماده هر كدام به صورت يكنواخت در محيط سه بعدي و كروي شكل توسعه مي‌يابند ، يعني جهت تمامي نيروهاي حاصل از انفجار به صورت يكنواخت در كل محيط سه بعدي مركز انفجار به صورت كره گسترش مي‌يابد ، لازم به ذكر است كه انرژي انفجار همواره پيشروتر از مواد حاصل از انفجار است . تصوير فوق عكس‌هايي از مراسم آتشبازي را نشان ميدهد . اين انفجارها همگي در حوزه‌ جاذبه‌ سياره زمين روي داده و مركز انفجار داراي سرعت اوليه بوده است ولي چون قدرت و سرعت انفجار نسبتا زياد بوده است ، همگي انفجارها در لحظات اوليه به صورت كره بوده‌اند ، همانطور كه مشخص است با كم شدن انرژي جنبشي ذرات به علت مقاومت هوا ، ذرات تحت تاثير نيروي گرانش زمين به طرف پايين منحرف شده و سقوط مي‌كنند . ولي در انفجار بزرگ هيچ نيروي خارجي وجود نداشته است تا مسير حركت ذرات را تحت تاثير خود قرار دهد و با توجه به اينكه مركز انفجار نيز ساكن بوده است و به روايت اين نظريه ، مكان انفجار نقطه‌ صفر فضا و زمان بوده است ، در نتيجه امروزه حاصل اين انفجار بزرگ مي‌بايست عالمي كروي شكل در حال انبساط و به شعاع چند ميليارد سال نوري باشد كه چنين نيست !

با اسكن عالم به روشهاي گوناگون چنين مشخص شده است كه شكل فضايي عالم تقريبا به صورت يك بيضي مدور حول قطر كوچكش ميباشد .

تصاوير فوق توسط وب سايت ناسا ارايه شده است . اينك ميتوانيم شكل فضايي هستي را با در نظر گرفتن تصوير زير مجسم نماييم .

تصوير سمت راست دوران بيضي حول قطر كوچكش را از پهلو و تصوير سمت چپ نماي آن را از بالا نشان ميدهد .

با توجه به شكل فوق بايد چنين فرض كنيم كه چون بيضي شكل هندسي داراي دو كانون است ، پس ميبايست دو انفجار هم زمان روي داده باشد كه اين چنين چيزي با مد نظر گرفتن فاصله‌ بسيار دور دو كانون ، بعيد به نظر ميرسد چرا كه حاصل يك چنين انفجار دوگانه‌اي چيزي شبيه به تخم مرغ يعني دوران بيضي حول قطر بزرگش خواهد بود .

در يك انفجار ، ماده و انرژي هركدام به صورت يكنواخت پراكنده ميشوند و از مركز انفجار فاصله مي‌گيرند ولي از تصاوير ارايه شده توسط وب سايت ناسا چنين بر مي‌آيد كه بيشتر جرم هستي در امتداد مركز و پيرامون صفحه‌اي قرار گرفته است كه از قطر بزرگ بيضي مي‌گذرد و عالم را به دو نيمه‌ مساوي تقسيم ميكند . چگالي ماده در اين قسمت بيشتر از نواحي ديگر به نظر ميرسد .

احتمال بعدي اين است كه گوي بسيار چگال و داغ به دو قسمت مساوي تقسيم شده و بعد از فاصله گرفتن و دور شدن از يكديگر در يك زمان واحد اين دو انفجار روي داده باشد ، كه اين چنين چيزي هم غير ممكن است و با فرض اينكه به هر دليل دو انفجار در يك زمان واحد روي داده باشد امروزه بايد شاهد باشيم كه اجرام سماوي مابين كانونهاي عالم با سرعت در حال نزديك شدن به طرف يكديگر و يا حتي تصادم با همديگر باشند كه چنين چيزي روي نداده و نمي‌دهد .

 مسئله ديگر اينكه كانونهاي هستي كه بر محيط يك دايره واقع شده‌اند نيز در حال دور شدن از يكديگر هستند و ما هيچ تك نقطه و يا دو محل ثابتي را براي در نظر گرفتن مكان انفجار يا انفجارهاي بزرگ در هستي نمي‌يابيم ، چرا كه تمامي انفجارها براي خود يك مركز ساكن به نام مركز انفجار دارند كه موج انفجار پيرامون اين مركز با داشتن شعاع‌هاي مساوي گسترش مي‌يابد . راه آخر در نظر گرفتن اين موضوع است كه عالم به جاي اينكه قبلا به صورت گوي بوده باشد به صورت يك كپسول بسيار طويل يا يك ريسمان بوده است كه در اين صورت مسئله حرارت بالا به علت فشار بالا و مسئله انفجار منتفي ميباشد و عالم ميبايست به همان شكل كپسولي و ريسماني خود باقي مي‌مانده است آنهم با طول چندين هزار سال نوري كه در صورت انفجار  شكلي همانند شكل ساندويچ سوسيس حاصل ميشود . پس ميتوانيم نتيجه بگيريم كه با توجه به اينكه نظريه‌ انفجار بزرگ نه تنها نمي‌تواند شكل فعلي هستي را توجيه نمايد بلكه ناقض آن نيز ميباشد ، پس اين نظريه نمي‌تواند درست باشد و علت انبساط عالم را بايد در پديده‌ها و دلايل ديگري جستجو نمود ، منجمله اينكه سرعت انبساط عالم فزاينده است ، به اين معني كه سرعت دور شدن كهكشانها از يكديگر و در كل ، سرعت انبساط عالم ثابت نيست بلكه لحظه به لحظه در حال افزايش است و اينگونه افزايش سرعتها ، نيرويي پيوسته ميخواهد كه به صورت مداوم به اجرام نيرو وارد كند و پيوسته به سرعت آنها بيافزايد و اصطلاحا حركت شتاب دار باشد ، اين در حالي است كه انرژي انفجار لحظه‌اي بوده و پيوسته نمي‌باشد ، در واقع نيروي انفجار در يك لحظه آزاد و تخليه شده و يك بار به ذرات انفجار نيرو وارد ميكند كه اين نيرو باعث حركت ذرات با سرعت ثابت ميشود ، البته اگر ذرات تحت تاثير نيروي خارجي قرار نگرفته باشند ، از اين رو نظريه‌اي به نام انرژي تاريك ارايه شده است كه عنوان ميكند در عالم انرژي و نيرويي وجود دارد كه باعث ميشود به جاي اينكه كهكشانها يكديگر را بربايند باعث ميشود آنها يكديگر را به شدت از هم برانند و علت اصلي انبساط عالم از انرژي تاريك است ، شايد اين نيرو خاصيت ضد گرانشي نيز داشته باشد ! آيا انرژي تاريك وجود دارد ؟ و اگر وجود دارد ماهيت آن چيست ؟ در مباحث بعدي به آن خواهيم پرداخت ولي موضوع بسيار مهم اينكه اين انرژي هرچه كه باشد نمي‌تواند حاصل يك انفجار بزرگ بوده باشد چرا كه سرعت حركت و انتشار انرژي انفجار ثابت است براي اينكه سرعت امواج الكترومغناطيس در عالم ثابت اندازه گيري شده است ، البته در محيطهاي يكسان و همگن ، و چون فضا در كل محيطش ثابت و همگن است پس سرعت حركت هرگونه انرژي در آن ثابت خواهد بود مگر اينكه از محيطي به محيط ديگري وارد و يا خارج شود كه در كل ساختار فضا ، اينگونه پديده‌اي  مشاهده نمي‌شود و از اين رو نظريه نسبيت ارايه شده است و پايه و اساس آن ثابت بودن سرعت حركت و انتشار نور در فضاست و هرچند كه نظريه نسبيت در مورد فضا نظرات ديگري دارد . انرژي انفجار شايد در لحظات اوليه بتواند سرعت شتاب داري را سبب شود ولي انرژي انفجار سريعا به صفر ميرسد و سرعت در لحظه آخر ثابت مي‌شود ، از اين رو اگر عالم بر اثر انفجار بزرگ شكل گرفته باشد پس انبساط آن نيز بايد ثابت باشد كه اينگونه نيست بلكه سرعت انبساط عالم فزاينده و شتاب دار است و آيا اين شتاب ثابت است يا خود اين شتاب نيز فزاينده است ؟ سوالي است كه آينده به آن پاسخ خواهد داد !  قدر مسلم اينكه امروزه انرژي حاصل از انفجار بزرگ در عالم به آن مقدار مشهود نيست كه به صورت پيوسته به اجرام نيرو وارد كند و باعث شتاب آنها و افزايش سرعت انبساط عالم شود !

شكل روبرو نمودار سرعت ثابت را نشان ميدهد
شكل روبرو نمودار سرعت با شتاب ثابت را نشان ميدهد كه تقريبا براي انبساط فعلي عالم مناسب است .
شكل روبرو نمودار سرعت ذرات انفجار را در فضا بدون تاثير نيروي گرانش و مقاومت هوا نشان ميدهد كه با نظريه‌ انفجار بزرگ سازگار است كه نمي‌تواند سرعت انبساط فعلي عالم را توجيه نمايد.

" /  تنها بيست سال پيش ، ستاره شناسان به يكي از قدرتمندترين انفجارها در ميدان ديدي كه تا 400 سال پيش يعني تا قبل از ظهور تلسكوپها ديده نشده بود ، برخورد كردند . اين تصوير انفجار ابر نو اختر 1987A، توسط تلسكوپ فضايي هابل گرفته شده است .

چيزي كه ما اكنون به نام ابر نو اختر 1987A كه در ابر مغناطيسي بزرگي در 23 فوريه 1987 در اثر انفجار بزرگي كشف شد مي‌شناسيم ، اطلاعات زيادي را براي ستاره شناسان به همراه دارد . اين ابر نو اختر حدود 163 هزار سال پيش منفجر شد . اين خود به ما نشان مي‌دهد كه چه مقدار طول مي‌كشد تا نور آن به ما برسد . تلسكوپ فضايي هابل نشان داد كه چه قدر ابر نو اختران پيچيده‌تر از آن هستند كه ستاره شناسان تصور مي‌كردند .

تصوير گرفته شده حلقه‌ نوراني بسيار زيبايي را از چرخش مواد به دور ابر نو اختر نشان مي‌دهد . اين حلقه براي سالها در آن مكان بوده است اما ابر نو اختر 1987A آن را مانند يك موج نوراني در حال ارتعاش از ميان مواد گازي نوراني‌تر كرده است . همينطور كه اين حلقه نوراني وسيع‌تر مي‌شود ، جزئياتي را درباره رفتار ستاره قبل از انفجارش به ما مي‌دهد . اين تصوير در دسامبر  2006 ، توسط دوربين نقشه بردار پيشرفته‌ هابل گرفته شد . انفجار ستاره‌اي سبب توليد عناصري نظير كربن ، آهن و عناصر سازنده‌ ستارگان و سياره‌هاي جديد مي‌شود . به عنوان مثال آهن بدن انسان از اين انفجار ابر نو اختري توليد مي‌شود . اين ابر نو اختر حدود 20000 برابر جرم زمين را به صورت آهن راديواكتيو آزاد مي‌كند . "

در عكس فوق ، حلقه‌ نوراني به صورت دايره‌وار در حال گسترش است ، ولي به علت وجود مقداري زاويه‌ ديد با مركز دايره ، حلقه به صورت بيضي ديده ميشود .

عكس فوق توسط آشكار سازي اشعه ايكس گرفته شده است ، حجم كروي شكل بيانگر ذرات پراكنده شده توسط انفجار ابر نو اختري و نقطه‌ نوراني در مركز كره ، نشان دهنده‌ ستاره‌ نوتروني بوجود آمده است . و مشاهده‌ اين دو پديده دال بر اين واقعيت است كه پرتاب ذرات حاصل از انفجار يك ابر نو اختر به صورت دايره و كره در فضاي سه بعدي توسعه و گسترش مي‌يابد .  به انيميشن زير كه شبيه‌سازي يك انفجار است توجه فرماييد .

به نام خدا
نگاه اجمالی
تلسکوپ فضایی هابل (HST) از بسیاری جهات توانمندترین تلسکوپ اپتیکی است که تا کنون ساخته شده است. این تلسکوپ بزرگترین تلسکوپ نیست، آینه اصلی آن با قطر 2.4 متر در مقایسه با تلسکوپ کک در هاوایی که 10 متر قطر دارد کوچکتر است. ولی این تلسکوپ ، که در مداری به فاصله 500 کیلومتری سطح زمین قرار دارد، از اثرات مختل کننده جو زمین به دور است. این امر امکان می‌دهد تا جزئیات دقیقتری نسبت به تلسکوپهای مستقر در زمین دیده شوند و نیز طول موجهایی مثل فرابنفش که به سطح زمین نمی‌رسند قابل مشاده باشند.






تاریخچه تلسکوپ فضایی هابل
این تلسکوپ به نام اختر شناس آمریکایی ، اووین هابل که در دهه 1920 به دو کشف عمده در اختر شناسی نایل آمد. نام گذاری و عملا تمام کهکشهانها در حال دور شدن از ما هستند (یعنی عالم در حال انبساط است). کشف اخیر به مفهوم مهبانگ به عنوان سرآغاز انبساط عالم منجر شد. در طرح اصلی که به درستی برای HST1 در نظر گرفته شده‌اند، عبارتند از مطالعه کهکشانها و مطالعه مهبانگ.

مشخصات تلسکوپ فضایی هابل
تلسکوپ HST تقریبا 14 متر طول 5 متر و 11500 کیلوگرم وزن دارد. این تلسکوپ طوری طراحی شده است که از تمام ظرفیت سفینه فضایی که آن را در 25 آوریل 1990 در مدار قرار داد استفاده کند. صفحه‌های خورشیدی که در مدار برافراشته شده‌اند و 10 متر طول دارند، توسط آژانش فضایی اروپا فراهم شدند. نوری که لوله تلسکوپ را بپیماید و به آینه اصلی برخورد کند که بازتابیده می‌شود و به آینه کوچک دومی که در مرکز لوله قرار دارد بر می‌گردد.

این آینه نور را به طرف آینه اصلی بر می‌گرداند و از سوراخی که در مرکز آن قرار می‌گذارند. این طرح اپتیکی را تلسکوپ کاسگرینی نوع ریچی - کرتن می‌نامند. در پشت سوراخ چهار سنجش افزار علمی عمده قرار دارند که عبارتند از دو دوربین عکاسی و دو طیف نگار ، هر دو دوربین عکاسی می‌توانند تصویرهایی مرئی و فرابنفش گرفته ، دوربینها طوری طراحی شده‌اند که تفکیک بسیار بهتری نسبت به آنجه بر روی زمین قابل دستیابی است بدست می‌دهند.

دهانه ورودی طیف نگارها بسیار کوچک است و این امر امکان می‌دهد که HST تفکیک خوبی داشته باشد و طیف نمایی اجسام منفرد در میدانهای شلوغی مثل مرکز خوشه‌های ستاره‌ای کروی مسیر شود، در حالی که چنین مشاهداتی از روی زمین غیر ممکن هستند و همچنین طیف نگارها می توانند نسبت به سیگنال به نوفه بسیار بزرگتر و تفکیک طیفی بهتری نسبت به تلسکوپهای فرابنفش قبلی در حال چرخش مدار بدست دهند و اندازه گیری وی‍ژگیهای طیفی ضعیفی را که قبلا هرگز دیده نشده است امکان پذیر کنند.

تعمیرات تلسکوپ هابل
کمی پس از پرتاب معلوم شد که آینه اصلی HST دارای ابیراهی کروی است و این نقصی است که باعث می‌شود که تصویرها حاوی 15 درصد نور متمرکز شده باشند و باقی به صورت نامشخص پخش شود. این نقص ، در نهایت با تجهیزات آزمایشی معیوبی مرتبط می‌شد که سالها قبل از پرتاب موقع ساختن آینه بکار رفته بود. اگر چه پردازش شدید رابانه‌ای توانسته بود بیشتر مشکلات تصویرها را بر طرف کند و مشاهدات طیف نوری را همچنان به انجام برساند، توانایی تلسکوپ در ایجاد تصویر اجسام ضعیف نسل آنهایی که در لبه عالم قرار دارند از بین رفته بود.

فضانوردان سفینه فضایی در دسامبر 1993 بیشتر از ده تعمیر عمده روی تلسکوپ انجام دادند. و از جمله ژپروسکوپهای جدید ، صفحه‌های خورشیدی ، آینه‌های تصحیح کننده بسیار دقیق و کوچکی روی آن نصب کردند و تلسکوپ را به کارآیی اپتیکی طرح اولیه بازگرداند. نصب دستگاههای اپتیکی تصحیح کننده مستلزم این بود که یکی از پنج سنجش افزار اصلی HST ، یعنی نورسنج خیلی سریع را بردارند. اکنون ، توان تفکیک در این دستگاه نزدیک به حدی است که از خواص موجی نور انتظار می‌رود.






شرایط استفاده از تلسکوپ هابل
استفاده از HST مستلزم کارهای تدارکاتی دقیق است. قبل از پرتاب ، همه آسمان نقشه برداری شد و نزدیک به 20 میلیون ستاره راهنما مشخص شدند. این نقشه خیلی کاملتر از جامع‌ترین کاتالوگ ستاره‌هاست که تا آن زمان تهیه شده بود. هر اختر شناسی که شخصا خواهان استفاده از این تلسکوپ باشد (همه منجمان جهان واجد شرایط هستند) ، از حدود یک سال جلوتر با مشخص کردن پرسش علمی مورد نظرش و مشاهدات پیشنهادی‌اش می‌تواند متقاضی استفاده از HST شود.

برای استفاده از HST معمولا 800 تقاضا در هر سال دریافت می‌شود. گروههای شش تا هفت نفری اختر شناسایی که نماینده عرصه‌های مختلف تخصصی‌اند. یک هفته را صرف رده بندی پیشنهادها و تعیین زمان استفاده از تلسکوپ می‌کنند. در برنامه پذیرفته شده متوسط ممکن است بیست و پنج ساعت وقت استفاده از تلسکوپ را به خود اختصاص می‌دهد.

کشفیات تلسکوپ هابل در چهار سال اول
در خلال چهار سال اول کارکرد HST ، کشفهای مهم زیادی حاصل شده‌اند. بیشترین این کشفها از تکنیک بی سابقه یا از ترکیب طیف نمایی با تفکیک خوب طیف نمایی با دقت زیاد بدست آمده‌اند. نمونه‌های اول ، کاوش هسته‌های مربوط به خوشه‌های کروی ستاره‌ها و کهکشانهای بیضوی غول آسا را شامل می‌شوند. افزوده شدن طیفها به اندازه گیری انتقالهای دوپلری ، سرعتهای بسیار زیادی را درست در هسته چندین کهکشان بیضوی نشان داده است.

این امر شاهد ضمنی مهمی بر وجود سیاه چاله‌ای در حدود 109برابر جرم خورشید در آنجاست. تصویرگیری در سحابی جبار ، که ناحیه‌ای جوان از لحاظ تشکیل ستاره‌هاست و در فاصله‌ 1500 سال نوری از خورشید قرار دارد. شواهدی از وجود قرصهایی از ماده را در اطراف بسیاری از ستاره‌ها نشان داده است. این موارد را به احتمال قوی می‌توان نمونه‌هایی از منظومه شمسی در حال تشکیل دانست.






پیش بینی هابل
ادومین با شناسایی غلیظ و سیال در کهکشان امراه المسلسله در سال 1924 برای اولین بار ثابت کرد که کهکشانها از راه شیری خیلی دورترند. مطالعه این ستاره‌ها در کهکشانهای دورتر توسط SHT ظاهرا به جمع آوری دلایلی منجر می‌شود که عالم از آنچه قبلا تصور می‌شد کوچکتر و جوانتر است.


پیش بینی مهم دیگر نظریه مهبانگ این است که در آغاز پیدایش عالم فقط سه عنصر اول هیدروژن ، هلیوم و اندکی لیتیوم تولید شده‌اند. به کمک رصدهای SHT نشان داده می‌شود که این پیش بینی در واقع صحیح است و عناصر دیگر به مرور زمان در طول تاریخ کهکشان راه شیری در ابر نواخترها ساخته شده‌اند.
آینده تلسکوپ هابل
تلکسوپ فضایی هابل SHT با قابلیت استفاده از خدمات سفینه فضایی و اینکه قرار است در آینده به وسایل جدیدی مثل طیف نگار قدرتمندتر و دوربین عکاسی فرو سرخ مجهز شود، باید برای بیشتر از یک دهه کارش را ادامه دهد

ستاره دنباله دار یك جسم آسمانی یخی ست كه دور خورشید می گردد. بیشتر ستاره های دنباله داری كه از زمین دیده می شوند، در مدارهایی بلند و بیضی شكل دور خورشید می گردند. ستاره دنباله دار از یك هسته (متشكل از خاك، گرد و غبار وگاز و یخ منجمد شده) تشكیل شده كه به وسیله یك جو ابری به نام كوما (بخارآب، دی اكسید كربن و گازهای دیگر) و یك یا دو دنباله بلند (ساخته شده از گرد و غبار و گازهای یونیزه شده) احاطه شده. دنباله موقعی كه ستاره دنباله دار به خورشید نزدیك است، رشد می كند.
دم بلند یونی ستاره دنباله دار به خاطرنیروی بادهای خورشیدی همیشه از خورشید دورتر قرار می گیرد. بلندی دم می تواند تا 250 میلیون كیلومتر برسد و بیشترین چیزی كه ما از یك ستاره دنباله دار می توانیم ببینیم همین دم است. ستاره های دنباله دار فقط وقتی كه نزدیك خورشید و در مدارهای بیضی هستند، قابل دیدن هستند.
بیشتر ستاره های دنباله دار به قدری كوچك یا به قدری ضعیفند كه بدون تلسكوپ دیده نمی شوند. اما بعضی از ستاره های دنباله دار چند هفته با چشم غیرمسلح قابل دیدن هستند. علت قابل دیدن بودنشان این است كه از نزدیك خورشید عبور می كنند. ما به خاطر این می توانیم ستاره های دنباله دار را ببینیم كه گاز و گرد و غباری كه در كوما های آنها هستند و همچنین دنباله ها، نور خورشید را بازتاب می دهند. همچنین گازها انرژی ای را كه از خورشید جذب كرده اند آزاد می كنند كه این باعث می شود تابناك و درخشان شوند.
ستاره شناسان ستاره های دنباله دار را بر این مبنا طبقه بندی می كنند كه چقدر طول می كشد كه آنها دور خورشید بگردند. آنهایی كه در دوره كوتاه تری دور خورشید می گردند كمتر از 200 سال طول می كشد تا یك دور گردششان به دور خورشید را كامل كنند. در حالی كه 200 سال یا بیشتر طول می كشد كه آنهایی كه مدت بیشتری طول می كشد تا به دور خورشید بگردند یك دور گردششان را كامل كنند.
ستاره شناسان باور دارند كه ستاره های دنباله دار، از مجموعه ای از گاز، یخ ، سنگ و گرد و غبار تشکیل شده اند كه حدود 6/4 میلیارد سال پیش سیاره های خارجی تر از آنها شكل گرفته اند. بعضی از دانشمندان باور دارند كه ستاره های دنباله دار در ابتدا مقداری آب و مولكول های با پایه كربن را به زمین آورده اند كه زمینه حیات در زمین را به وجود آورده.

قسمت های تشكیل دهنده یك ستاره دنباله دار
هسته: هسته ستاره دنباله دار عبارت ازیك توپ یخی و ذرات گرد وغبار سنگی ست وبه طورکلی شبیه یك گلوله برفی كثیف است. یخ به طور كلی از آب یخ زده تشكیل شده. اما ممكن است شامل مواد یخ زده دیگر مثل آمونیاك، دی اكسید كربن، مونوكسید كربن و متان هم باشد. دانشمندان باور دارند كه هسته بعضی از ستاره های دنباله دار ممكن است نازك و شكننده باشد چون چندین ستاره دنباله دار بدون دلیلی كه مشهود باشد از هم پاشیده اند. ولی به هر حال هسته هر چند كه خیلی كوچك هم باشد، با این همه بیشتر جرم ستاره دنباله دار را در خود دارد. پهنای هسته بیشتر ستاره های دنباله دار ده مایل ( 16 كیلومتر) یا كمتر از این است. ولی قطر بعضی از آنها هم حدود یك میلیون مایل یا 6/1 میلیون كیلومتر است.
كوما: كوما تقریباً فضایی از گاز است كه هسته را احاطه كرده است و حدود یك میلیون كیلومتر عرض دارد. هنگامی كه ستاره دنباله دار به منظومه شمسی داخلی نزدیك می شود گرمای ناشی از خورشید مقداری از یخ روی سطح هسته را بخار می كند و ذرات گاز و گرد و غبار را به فضا بیرون می دهد. این همان كوماست. كوما ازتركیب بخار آب، گاز دی اكسید كربن، آمونیاك، گرد وغبار و گازهای طبیعی كه از هسته خاكی تصعید شده، تشكیل شده. كوما و هسته سر ستاره دنباله دار را تشكیل می دهند.

دنباله یونی: دنباله ای كه از گازهای یونی است. باد خورشیدی بعضی از گازها را به یون تبدیل می كند. جریان این یون ها از كوما دور می شود و یك دنباله یونی را به وجود می آورد. دنباله یونی به خاطر وجود بادهای خورشیدی (بادهای خورشیدی یون هایی هستند كه با سرعت بالا از سمت خورشید جریان پیدا می كنند) كه آنها را دفع می كند، همیشه رویش را از خورشید بر می گرداند. وقتی كه ستاره دنباله دار به خورشید نزدیك می شود، دنباله یونی عقب می ماند و وقتی كه ستاره دنباله دار خورشید را ترك می كند، دنباله یونی به جلو می رود. هنگامی كه دنباله از خورشید دور می شود، از بین می رود. طول دنباله ستاره دنباله دار می تواند به بیش از 100 میلیون كیلومتر هم برسد.

دنباله گرد وغبار: امواجی كه از خورشید ساطع می شود, ذرات گرد وغبار را از كوما دور می كند. این ذرات دمی را به نام دم گرد وغباری تشكیل می دهند.

مدار ستاره دنباله دار
ستاره های دنباله دار در مدارهای بسیار بیضی شكل دور خورشید می گردند. سرعت آنها وقتی كه نزدیك خورشیدند خیلی زیاد می شود. ستاره های دنباله دار وقتی روشن می شوند كه به خورشید نزدیك می شوند و تبخیر می شوند. وگرنه ستاره های دنباله داردر قسمت بیشتر مسیر مدارشان تاریك و غیر قابل دیدن هستند .بعضی از ستاره های دنباله دار با خورشید برخورد می كنند یا آن قدر به خورشید نزدیك می شوند كه می سوزند. یك نظریه جدید می گوید كه ستاره های دنباله دار با تركیب آب یخ زده زمین را بمباران می كنند. این گلوله های برفی در جو بخار می شوند و به بخار آب زمین اضافه می شوند و به محیط زمین می آیند. به طور كلی باور بر این است كه ستارگان دنباله دار تركیباتی از ماده پایه ای برای زندگی را دارند. این مواد در تشكیل ستارگان و سیاره ها مورد استفاده قرار گرفته اند. به عنوان مثال عناصر غنی از پایه كربن احتمالاً كلیدهایی درباره طبیعت مواد سازنده منظومه شمسی ما به دست می دهند. اما مهم تر از آن این است كه شواهدی وجود دارد كه بر اساس آن ستاره های دنباله دار آب را به زمین آورده اند و زندگی را بر روی زمین امكان پذیر كرده اند.

دنياى بزرگ ما از تعداد بى شمارى اَبَر خوشه تشكيل شده كه ميلياردها كهكشان را در خود جاى داده است. كهكشان ها مجموعه هاى بسيار بزرگى هستند كه از ستارگان، گاز و غبار تشكيل شده اند. ميلياردها سال پيش توده هاى عظيم ماده عالم اوليه بر اثر گرانش بسيار بالاى خود در هم رمبيدند و كهكشان ها را به وجود آوردند. در درون كهكشان ها ميليون ها ستاره وجود دارد كه اندازه تعدادى از آنها ده ها بار بزرگ تر از خورشيد است. بيشتر كهكشان ها در خوشه هاى همبسته با گرانش متشكل از سه تا سه هزار كهكشان مجتمع شده اند. پيشتر گمان بر اين بود كه فضاى ميان كهكشان ها خلاء كامل است اما امروزه دانشمندان با توجه به مشاهدات جديد رصدى به اين نتيجه رسيده اند كه اين فضاى ميا ن كهكشانى اصلاً خالى نيست و اجرام بسيارى در فضاى ميان كهكشان ها وجود دارد.
بزرگ  ترين كهكشان ها داراى يك تريليون و كوچكترين كهكشان ها داراى ۱۰ميليون ستاره هستند. فضاى خالى بين ستارگان را گازهاى ميان ستاره اى پر كرده اند كه از هيدروژن تشكيل شده اند. ستارگان جديد در ميان همين گازهاى ميان ستاره اى متولد مى شوند.
به علت وسعت بيكران دنيا و گستردگى هستى براى سنجش فواصل كهكشان ها و اجرام دوردست آسمانى به جاى كيلومتر از واحدى به نام پارسك (Parsec) استفاده مى شود. هر پارسك برابر ۲۶/۳سال نورى و معادل ۲۰۶ هزار واحد نجومى است. واحد نجومى (AU) مقدار فاصله زمين تا خورشيد و برابر صد و پنجاه ميليون كيلومتر است. هر ثانيه نورى سرعت نور در يك ثانيه است كه نزديك به ۳۰۰ هزار كيلومتر در ثانيه است. يك سال نورى نيز معادل مسافتى است كه نور در يك سال طى مى كند.
كهكشان ها از لحاظ شكل ظاهرى به سه دسته تقسيم مى شوند:
كهكشان هاى مارپيچى: در تمامى كهكشان هاى مارپيچى گاز و غبار در درون قرص مركزى است. در اين گونه از كهكشان ها ستارگان در بازوهاى مارپيچى تشكيل مى شوند. كهكشان هاى مارپيچى خود به سه رده Sa، Sb و Sc تقسيم مى شوند. كهكشان ما از نوع Sb است كه بازوهاى مارپيچى بازى دارد و فراوانى گاز در آن به اندازه مناسب است. ابرهاى ماژلانى بزرگ و كوچك كه در حدود ۵۰ هزار پارسك از كهكشان ما فاصله دارند كهكشان هاى مارپيچى هستند. ابرهاى ماژلانى بازمانده توده هاى بزرگ كلوخه هاى عالم اوليه هستند كه در حال پيوستن به كهكشان مادر خود _راه شيرى- هستند.
كهكشان هاى بيضوى: بيشتر كهكشان ها بيضوى شكل هستند. در اين كهكشان ها گاز و غبار كمى وجود دارد و گاز موجود نيز به شدت گرم است. به همين دليل در اين كهكشان ها ستارگان نمى توانند تشكيل شوند. كهكشان هاى بيضوى از لحاظ شكل ظاهرى به سه دسته تقسيم مى شوند: ۱- SBa كره اى كشيده شده كه شبيه سوسيس است. ۲- SBb كره اى فشرده شده همچون همبرگر. ۳-SBc كره اى كه از طرفى كشيده شده و از طرفى ديگر فشرده شده شبيه به سيب زمينى. بزرگ ترين و كوچك ترين كهكشان هاى عالم بيضوى شكل هستند. احتمال داده مى شود كه كهكشان هاى بيضوى از برخورد كهكشان هاى مارپيچى تشكيل شده باشند. كهكشان هاى بيضوى پر از ستاره هاى پير هستند و ابرهاى ستاره اى ندارند در حالى كه كهكشان هاى مارپيچى داراى سحابى هاى بسيارى هستند و ستاره هاى جوان در حال تولد هستند. به همين خاطر قرص كهكشان هاى مارپيچى بسيار سريع تر از كهكشان هاى بيضوى مى چرخد و سرعت گردش كهكشان هاى بيضوى به دور خود كندتر از كهكشان هاى مارپيچى است.
كهكشان هاى نامنظم: كهكشان هايى كه شكل ظاهرى آنها بدون هيچ نظم خاصى باشد را نامنظم مى نامند. كهكشان هاى نامنظم جايگاه تشكيل ستارگان بسيار زيادى است. در اين كهكشان ها مقادير فراوانى گاز و غبار وجود دارد. در كهكشان هاى نامنظم ستاره ها بسيار بى نظم و به صورت اتفاقى در حركتند و مدارهاى كشيده اى دارند كه گاه مدارهايشان از هم مى گذرد. اما برخلاف كهكشان هاى نامنظم و بيضوى، كهكشان هاى مارپيچى حاوى ستارگانى هستند كه مدارهاى منظم و مدورى دارند.
???
ما انسان ها در راه كهكشان (راه شيرى) سكونت داريم. ?راه شيرى? كهكشانى مارپيچى است كه از يك قرص مركزى و چهار بازوى اصلى تشكيل شده است. در قسمت مركزى كهكشان سياه چاله اى با جرم تقريبى دو ميليون برابر جرم خورشيد قرار دارد. كهكشان راه شيرى مجموعه اى بزرگ متشكل از ميلياردها ستاره است كه در بازوهاى آن، ابرهاى گازى به توليد ستاره هاى جديد مى پردازند.
بيش از ۵/۴ ميليارد سال پيش منظومه خورشيدى ما در درون يكى از همين ابرهاى گازى راه شيرى متولد شد. منظومه خورشيدى در انتهاى يكى از بازوهاى راه شيرى و در فاصله۲۶۰۰۰ سال نورى از مركز كهكشان قرار گرفته است. فاصله خورشيد تا مركز كهكشان راه شيرى ۲۸ هزار سال نورى (۸۵۰۰ پارسك) است. يك  بار گردش خورشيد به گرد مركز كهكشان ۲۴۰ ميليون سال به طول مى انجامد. سرعت چرخش خورشيد برابر است با ۲۲۰ كيلومتر در ثانيه. بنابراين در طول ۵/۴ ميليارد سالى كه از عمر خورشيد گذشته است خورشيد بيش از ۱۹ بار به دور مركز كهكشان چرخيده است. بازوهاى بزرگ مارپيچى راه شيرى با نور ميلياردها ستاره همانند خورشيد روشن و نورانى هستند.
قطر كهكشان راه شيرى صد هزار سال نورى است. در فاصله۹/۲ ميليون سال نورى از ما كهكشان آندرومدا قرار دارد. قطر?آندرومدا? كه نزديك  ترين كهكشان به ما است دو برابر قطر راه شيرى است. آندرومدا را مى توان در آسمانى صاف و به دور از آلودگى نورى شهرها با چشم غيرمسلح (بدون تلسكوپ) مشاهده كرد. آن چه در آينده اين دو كهكشان جالب توجه است سرانجام آن دو است كه سرنوشت يكسانى در انتظارشان است. راه شيرى و آندرومدا كه با سرعت ۸۰ كيلومتر بر ثانيه به هم نزديك مى شوند در حدود ۱۲ ميليارد سال ديگر به هم مى رسند و تبديل به يك كهكشان بزرگ بيضوى مى شوند. البته هيچ كدام يك از ما انسان ها در آن زمان نخواهيم بود تا اين اتفاق بزرگ را مشاهده كنيم ولى شايان گفتن است كه از چند ميليارد سال ديگر سرعت نزديكى دو كهكشان به يكديگر بيشتر مى شود تا سرانجام هر دو درون همديگر فرو مى روند و صحنه بسيار زيبايى را به تصوير مى كشند كه بى شك هيچ گاه در قلمرو كهكشان ما رخ نداده است. البته در آن هنگام ديگر زمينى وجود ندارد كه نوادگان انسان هاى امروزى بتوانند اين واقع استثنايى را مشاهده كنند زيرا كه پيش از آن در ۵ ميليارد سال آينده خورشيد تبديل به يك غول سرخ خواهد شد و سيارات عطارد، زهره و زمين را در خود خواهد بلعيد. شايد كه در آن زمان انسان هاى ديگرى در گوشه ديگرى از اين دنيا شاهد اين پديده زيبا باشند

براي پاسخ به اين پرسش، نياز نيست فراتر از سياره‌ي خود را جستجو كنيم تا مثال‌هايي از انواع اكوسيستم‌هاي خارجي كه مي‌توانند  حيات را روي قمر آبفشان زحل به وجود آورند، پيدا كنيم. پاسخ به نظر مي‌رسد مثبت است، اين امكان مي‌تواند وجود داشته باشد.

در سال‌هاي اخير گونه‌هايي از حيات روي زمين يافت شده است كه در مكان‌هايي كه خورشيد نمي تابد و به دليل رخ ندادن عمل فوتوسنتز اكسيژن نيز موجود نيست، خوب رشد مي‌كنند. ميكروب‌هايي كشف شده‌اند كه با انرژي‌اي كه از واكنش شيميايي بين انواع متفاوت مواد معدني به دست مي‌آيد، زنده مي مانند و انواعي ديگر از واپاشي‌هاي راديو اكتيو ميان صخره‌اي انرژي لازم براي زنده ماندن را كسب مي‌كنند. اين اكوسيستم‌ها به طور كامل از اكسيژن يا مواد آلي كه با فوتوسنتز در روي سطح زمين توليد ‌مي‌شود، مستقل هستند. اين اكوسيستم‌هاي ميكروبي استثنايي نمونه‌هايي ازحيات هستند كه ممكن است امروزه در داخل انسلادوس وجود داشته باشند.

سه نوع از اين اكوسيستم‌ها كه روي زمين يافت شده‌اند به احتمال زياد مي‌توانند مبنايي براي حيات روي انسلادوس باشند. دو گونه‌ي آن‌ها بر اساس متانوژنها(‌methanogen)‌عمل مي‌كنند كه به يك گروه باستاني مربوط به باكتري به نام آركايي(archaea)، ‌باكتري‌هاي زنده‌اي كه در محيط‌هاي سخت بدون اكسيژن رشد مي‌كنند‌، تعلق دارد. صخره هاي آتشفشاني عميق در طول رود كلمبيا و آبشار‌هاي آيداهو ميزبان دو نوع از اين اكوسيستم‌ها هستند كه انرژي خود را از ميان واكنش‌هاي شيميايي صخره هاي مختلف بيرون مي‌كشند. سومين اكوسيستم با انرژي توليد شده در واپاشي راديو اكتيو صخره‌‌ها تقويت مي‌شود و بسيار پايين‌تر از سطح زمين در يك معدن در آفريقاي جنوبي يافت شد.بنابراين شواهد به امكان حيات در انسلادوس اشاره مي‌كند.

ولي چگونه اين حيات آغاز خواهد شد؟ يك مشكل اساسي در پاسخ به اين سوال اين است كه ما نمي‌دانيم چگونه حيات روي زمين سرچشمه گرفت و هم‌چنين قادر به ايجاد مجدد اولين جرقه‌ي حيات در آزمايشگاه نيستيم. ولي خبرهاي خوبي نيز وجود دارد: نظريه‌هاي بسياري براي آغاز حيات روي زمين وجود دارد. حال سوال اين است كه آيا اين نظريه‌ها در انسلادوس صادق هستند؟ به نظر مي‌رسد دو نظريه از نظريه‌هاي مربوط به آغاز حيات روي زمين، نظريه‌ي سوپ آغازين و نظريه‌ي خروجي درياي عميق، در انسلادوس مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

 نظريه‌ي سوپ آغازين

بنا بر اين نظريه آغاز حيات در سوپي از مواد آلي كه از منابع غير زيستي گرد هم مي‌آيند، رخ مي‌دهد. اين نظريه توسط چارلز داروين طراحي شد و در آزمايشي معروف در سال 1953 هنگامي كه دو شيميدان به نام‌هاي استنلي ال ميلر (Stanley L.Miller)  و هارولد سي يوري (Harold C.Urey) سوپ آغازين مواد شيميايي را كه تصور مي‌شد در زمين ابتدايي قبل از شروع حيات وجود داشته است پختند، ثابت شد. يك جرقه، شبيه صاعقه از ميان اين مخلوط به شدت تقليل يافته‌ي متان، آمونياك، بخار آب و هيدروژن عبور داده شد. در طول دو هفته، مقدار كمي اسيد آمينه ‌ـ‌مقداري از بلوك‌هاي سازنده حيات‌ـ در سوپ شكل گرفت.

اگر چه ميلر و يوري حيات را ايجاد نكردند، آن‌ها نشان دادند مولكول‌هاي بسيار پيچيده‌اي ـ‌‌اسيد‌هاي آمينه‌ـ به طور خود به خود مي‌توانند از مواد شيميايي ساده‌تر حاصل شوند. در روي زمين، اين امكان وجود دارد كه عناصر آلي سوپ از مواد موجود روي زمين اوليه توليد شده باشند. نظريه‌ي ديگر اين است كه سوپ عناصري مانند مواد دنباله‌دارهاي فرودي و غبار بين سياره‌اي را مخلوط مي‌كند. مواد شيميايي آلي قسمتي از مواد خامي بودند كه انسلادوس و قمر‌هاي ديگر زحل را تشكيل دادند. منشٲ گرماي انسلادوس به درستي مشخص نيست، ولي احتمالات متعددي وجود دارد كه مي‌توانسته به انسلادوس يك لايه آب مايع داده باشد و تا به امروز باقي مانده است.

پيشتر از اين، اين امكان وجود دارد كه واپاشي‌هاي راديو اكتيويته‌ي كوتاه عمر كه در صخره‌ها رخ مي‌دهند، انسلادوس را گرم كرده باشد و اثرات كشندي اين گرما را تا به امروز حفظ كرده باشند يا ممكن است مدار كشيده‌ي اوليه، گرماي كشندي بيشتري از آن‌چه كه امروزه وجود دارد را موجب شده باشد. يك ارتباط كشندي قديمي با قمري ديگر گرما را ايجاد كرده است. نظريه‌ي ديگر  گرما را حاصل از  جرياني به نام سرپنتيزيشن( serpentization)، در جايي كه پيوند شيميايي آب و صخره‌ها‌ي سيليكات  در لايه‌اي بالاتر از هسته‌ي قمر رخ مي‌دهد، مي‌داند. اين رويداد حجم صخره را افزايش مي‌دهد و انرژي را به شكل گرما توليد مي‌كند. هريك از اين مكانيزم‌هاي گرمايي ممكن است يك زير سطح مايع محتوي محلول غني از نظر مواد آلي ايجاد كند كه به انسلادوس اين امكان را مي‌دهد تا سوپ مناسب آغازين حيات را مهيا كند.

نظريه‌ي خروجي درياي عميق

نظريه‌ي خروجي درياي عميق براي پيدايش حيات بر روي زمين ممكن است به خوبي در انسلادوس هم به كار گرفته شود. در اين طرح ، حيات روي زمين در يك فصل مشترك آغاز مي‌شود، جايي كه شاره‌هاي قدرتمند شيميايي كه توسط مكانيزم كشندي يا ساير مكانيزم‌ها گرم شده‌اند، از زير بستر دريا بيرون مي‌آيند. انرژي شيميايي كه از گاز‌هاي تقليل يافته شده مانند سولفيد هيدروژن و هيدروژن دريافت مي‌شود، از يك خروجي در تماس با يك عامل اكسيد كننده مناسب مانند دي‌اكسيد‌كربن بيرون مي‌آيد. نقاط داغ روي كف درياي انسلادوس مي‌تواند مكان‌هايي براي اين گونه جريان باشند.

اين كه چه مدت طول مي‌كشد تا حيات در زماني ‌كه عناصر موجود و محيط مناسب باشد آغاز شود، خود سوالي است كه پاسخي براي آن نداريم، ولي به نظر مي‌رسد كه در روي زمين اين روند به سرعت رخ داده است. پس احتمال دارد حيات بر روي انسلادوس در يك درياچه‌ي كوچك گرم زير سطح يخي بيش از ده‌ها مليون سال پيش آغاز شده باشد. بقاي زندگي نياز به يك محيط از آب مايع، عناصر ضروري و مواد غذايي و يك منبع انرژي دارد. در انسلادوس ما شواهدي براي آب مايع داريم، ولي ما از منشٲ آن اطلاعي نداريم.

ما مواد شيميايي آلي در آن‌جا مشاهده كرده‌ايم، پرواز نزديك فضاپيماي كاسيني از كنار انسلادوس در 22 اسفند سال گذشته مقداري مواد شيميايي آلي پيچيده را نيز نشان مي‌دهد. هر منبع انرژي از هر نوع، چشمه‌ها‌ي آب گرم ايجاد مي‌كند. همچنان‌كه بررسي‌هاي كاسيني ادامه دارد، ما به دنبال قطعه‌هاي بيشتري از اين پازل جالب مي‌گرديم.

اولين قدم براي پاسخ به اين پرسش كه آيا حيات در داخل سطح زيرين حاوي آب انسلادوس وجود دارد يا نه اين است كه تركيبات آلي در داخل ستون ابر (Plume) را تجزيه و تحليل كنيم. عبور كاسيني در 22 اسفند سال گذشته از ميان ستون ابر برخي اندازه گيري‌هايي را كه به ما در رسيدن به پاسخ كمك مي‌كند را فراهم كرد. در ضمن فراخواني آن براي پرواز دوباره از ميان ستون ابر براي دستيابي به اندازه گيري‌هاي بيشتر در آينده، مقدم بر ديگر برنامه‌هاي اين فضاپيما است. سرانجام در ماموريت ديگري در آينده ممكن است، فضاپيمايي بتواند نزديك ستون ابر فرود آيد و يا حتي مواد داخل ستون ابر را به منظور تجزيه و تحليل آزمايشگاهي به زمين منتقل كند.

www.nojum.ir

دانشمندان بر اين باورند كه كائنات در 15 بيليون سال پيش در پي پديده اي عظيم، به نام بيگ بنگ (انفجار بزرگ) به وجود آمده است. تمامي فضا، زمان، انرژي و موادي كه امروزه جهان ما را تشكيل مي دهند در پس اين انفجار بزرگ ايجاد شده اند. دنياي پيش از بيگ بنگ يك دنياي بينهايت كوچك، فشرده و داغ بوده است. در نخستين كسرهاي ثانيه اول فقط انرﮋي وجود داشت. هنگامي كه دنيا شروع به بزرگ شدن و سرد شدن نمود، چهار نيروي اوليه (گرانش، الكترو مغناطيس، نيروي ضعيف و نيروي قوي پيوندهاي هسته اي) ظاهر شدند. كوارك ها و سپس ذرات اتمي و ذرات ضد آنها (ضد مواد) به عرصه پيوستند. ماده و ضد ماده در مجاورت يكديگر همديگر را خنثي كرده(با برتري جزئي ماده نسبت به ضد ماده) و توليد انرﮋي و ماده اوليه يعني هيدروﮋن و هليوم نمودند. پس مانده ضعيف گرماي ناشي از بيگ بيگ همچنان در سراسر آسمان ديده مي شود. كهكشانها در ابتدا توزيع انرﮋي و ذرات در كل جهان يكسان نبود. اين ناهمگوني ها اين امكان را به انواع نيروها داد تا بتوانند ذرات را گردآوري و متمركز كنند. اين توده سازي و متمركزسازي آغاز شد تا ساختارهاي پيچيده تر به وجود آيند. تمركز ذرات منجر به پديدار شدن غبارها در آسمان گرديد و سپس غبارهاي فشرده و متمركز تبديل به ستاره ها و مجموعه هاي ستارگان شدند. مجموعه هايي كه به آنها كهكشان مي گوييم. از حركت و گردش كهكشانها پيداست كه ستارگان و گازهاي پراكنده و غبارها يي كه در يك كهكشان قابل مشاهده هستند تنها يك دهم جرم كل يك كهكشان را تشكيل مي دهند و بيشتر جرم يك كهكشان مربوط به بخش غير قابل مشاهده ايست كه اصطلاحا جرم پنهان خوانده مي شود. اين بخش نامرئي راز سرنوشت كائنات را در بر گرفته است. آيا كائنات تا ابد به انبساط خود ادامه خواهد داد يا اينكه در اثر نيروهاي گرانشي كه مقدار آن تا به امروز در جرم پنهان مخفي مانده پس از دوره انبساط دوران انقباض را آغاز خواهد نمود. از ديدگاه توسعه و بسط حيات، آنچه اهميت دارد اين است كه هر كهكشان يك كارخانه ستاره سازيست كه ستاره ها ي خود را از غبارها و ابرهاي عظيم توليد مي كند. هر ستاره يك كارخانه شيمياييست كه در آن عناصر سبك به عناصرسنگين تر و پيچيده تر تبديل مي شوند و حيات نيز مجموعه ايست از همين عناصرو مولكول هاي پيچيده. نوع كهكشانها با محاسبه چگونگي توزيع ستارگان و درخشش يا تاريكي آن مشخص مي شود. ابرهاي عظيم مولكولي بيشترين ساكنين كهكشانها ابرهاي عظيم مولكولي هستند كه مواد اوليه براي تشكيل ستاره ها و سيارات را در بردارند. ابري با ضخامت 300 سال نوري (هر سال نوري برابراست با حدود 10 تريليون كيلومتر) جرم كافي براي ساخت ده هزار تا يك ميليون ستاره، هر يك به اندازه جرم خورشيد ما را دارد. 10 درصد از اين ابر چگالي كافي براي تشكيل چند صد تا چند هزار ستاره را دارد.عمر اين ابرها بين 10 تا 100 ميليون سال است و بعد از آن از هم مي پاشند. تشكيل عناصر در ستارگان غبارها و تولد ستارگان گرانش بر ذرات خاصي اثر مي گذارد تا مجموعه اي از ذرات را ايجاد نمايد كه آنها خود جذب كننده ذرات ديگرند.

در شرايط مناسب، گرانش، قدرت غلبه بر نيروهاي مخالف خود را پيدا مي كند و توده اي از غبار را توليد مي كند كه به اندازه كافي، براي آفرينش يك ستاره، فشرده است. اما اين ستاره جوان احتمالا هنوز در نور مرئي آشكار نيست. اين ستاره در ميان پوششي از غبار غليظ و مات احاطه شده است. زمانيكه ستاره غبار اطرافش را پراكنده مي كند، توسط دوربين هاي مادون قرمز به صورت نقطه اي سوزان در بين يك ابر غليظ مولكولي قابل رويت مي شود. در نهايت بادهاي ستاره اي پس مانده غبارها و ابرها ي مولكولي را كنار مي زنند و در اين زمان با تلسكوپ هاي اپتيكال نيزقابل رويت خواهد بود. ستارگان بالغ و تركيبات هسته اي ستارگان جوان در عرصه تلاش براي حفظ تعادل بين نيروي گرانش، كه سعي در فرو كشيدن ستاره دارد و فشارهاي ناشي از فعل و انفعالات هسته اي درون خود، كه سعي در از هم پاشيدن ستاره دارد قرار مي گيرند. ستاره ها ي بالغ به آن تعادل دست پيدا كرده اند و تقريبا همه عمر خود را در تعادل سپري مي كنند. اندازه ستاره، رنگ آن، درخشش آن و حتي طول عمر آن ارتباط مستقيم با جرم ستاره دارد. ستاره ها يي با جرم كمتراز خورشيد ما كوتوله ها ي قرمزي مي شوند كه تا چندين بيليون سال زنده اند. ستاره اي به اندازه خورشيد 10 بيليون سال زندگي مي كند و ستاره ها ي غول پيكر همه سوخت هسته اي خود را در ظرف چند ميليون سال با شدت تمام مي سوزانند. ستاره ها همه عمر در هسته خود هيدروﮋن را سوزانده و به هليم تبديل مي كنند. در ادامه هليم نيز به قدري فشرده و داغ مي شود كه به عناصر سنگينتر تبديل مي گردد. اين چرخه تبديل ادامه دارد. چرخه اي كه هر لايه آن انرﮋي و گرماي بيشتر و بيشتري مي طلبد. اين انرﮋي از انفجارهاي ناشي از فعل و انفعالات لايه هاي زيرين تامين و منجر به تشكيل عناصر سنگين و سنگين تر مي شود. گرماي زيادي كه در ستاره ايجاد مي شود آن را متورم مي كند. مرگ ستاره در نهايت سوخت هسته اي همه ستارگان روزي تمام مي شود. آنها تعادل خود را از دست مي دهند طوريكه نيروي گرانش غالب مي شود. تفاوت جرم ستارگان باعث تفاوت در مرگ آنها نيزمي شود. ستاره هاي كم جرم به آرامي باقيمانده سوخت خود را سوزانده و مي ميرند. ستاره هايي به اندازه خورشيد، به سرعت به يك كوتوله سفيد به اندازه زمين تبديل مي شوند. لايه بيروني ستاره كه از اتمهايي تشكيل شده كه در فرايند تبادلات هسته اي به وجود آمده اند، از آن جدا شده و به شكل ذرات در عرصه بي انتهاي آسمان رها مي شوند. هسته يك ستاره غول پيكر تقريبا به شكل آني منفجر مي شود. هسته به سمت بيرون پخش ميشود و با ذراتي برخورد ميكند كه به سمت درون ستاره كشيده شده اند. اين برخورد با توليد انرژي انبوهي همراه است كه هم عناصر سنگين موجود در كائنات را پديدار مي نمايد و هم منجر به تكه تكه شدن ستاره مي شود. اين انفجار ابر نواختر، منشا اوليه همه عناصر سنگين يافت شده در اجرام، ستاره ها، سياره ها و فضاهاي ميان كهكشانهاست. در اعماق سرد فضا، عناصري مانند كربن، اكسيﮊن و نيتروژن مي توانند با عنصر اوليه يعني هيدروژن تركيب شده و مولكولهاي پيچيده اي را بسازند مخصوصا در فضاهاي با چگالي و غلظت بالاتر كه امكان برخورد ذرات به يكديگر بيشتر است. تعداد بسيار زيادي از انواع مولكولهاي پيشرفته، به خصوص مولكولهايي كه اتم كربن در تركيب آنها حضور دارد، در فضاي ميان ستارگان يافت شده است. شكل گيري سيارات صفحات سياره اي مرحله شكل گيري يك سياره ممكن است كه به صورت يك صفحه درخشنده و يا تاريك در مقابل يك جرم آسماني درخشان به چشم آيد. برخي از اين صفحات در انبوه گاز و غبار مخفي و تنها در نور مادون قرمز نمايان مي شوند. صفحات سياره اي ديگر به صورت گرده هاي ذراتي شبيه به ستاره هاي دنباله دار ديده مي شوند كه در اثر وزش بادهاي ستاره اي شكل گرفته اند. وسعت هر يك از اين مناطق سياره خيز بيش از 20 برابر منظومه شمسي ما است. همه ذرات و مواد موجود در صفحات سياره اي در يك جهت در حال چرخش به دور يك ستاره مي باشند. محتويات صفحات سياره اي، شامل مولكول هاي پيچيده اي است كه برخي از آنها تنها در شرايط موجود دراين گونه صفحات به وجود مي آيند و برخي مولكولهايي هستند كه در فضاهاي ميان ستاره ها و كهكشانها نيز يافت شده اند. تشكيل اجرام ضمن گردش صفحات به دور ستاره، گرانش به انبوه اين ذرات اجازه تشكيل اجرام كوچك را مي دهد. فلزات سنگين و سيليكاتها در معركه داغ محدوده نزديك به ستاره نيز دوام مي آورند اما ذرات سبك تر و مولكول هاي فرار از جمله آب و گاز هيدروﮋن در قسمتهايي از صفحه كه از ستاره دورتر است امكان ادامه حيات دارند. توده ها ي ذرات سنگين پس از اينكه جرم كافي به دست آوردند شروع به سخت شدن مي نمايند و در اثر برخورد و تصادم ذرات با آنها رفته رفته اجرام بزرگي مي شوند. سرانجام اين توده ها و اجرام با يكپارجه شدن و جذب گازها و غبار اطراف بر فضاي خود مسلط مي شوند. شكل گيري سياراتي چون زمين و مشتري اختلافات ماهرانه در توزيع ذرات بين قسمتهاي مختلف يك صفحه سياره اي تعين كننده مكان و بزرگي سيارات در آن صفحه است. اجرام كوچك صخره اي و فلزي درمنظومه شمسي سياره اي همچون زمين را به شكل گدازان پديد آورده اند. در پي سرد شدن اين سيارات لايه هاي سخت آنها تشكيل مي شود. احتمال مي رود كه با گذشت زمان همه بخشهاي اين سيارات منجمد گردد. اين سيارات تحت بمباران هاي اجرام كوچك صخره اي قرار مي گيرند كه حامل عناصر و مولكولهايي از جمله مهمترين عنصر شناخته شده حيات يعني آب مي باشند. اجرام سرد و يخي كه در فاصله بيشتري از خورشيد قرار داشتند سياره اي چون مشتري را به وجود آورده اند. اين سيارات ممكن است داراي هسته هاي فلزي و سخت باشند ولي سطح خارجي آنها به شكل مايع و پوشيده از لايه هاي گازاست. ساختار سياره اي چون مشتري بسيار شبيه ستاره ايست كه گرد آن در گردش است. اين سيارات نيز مدام تحت آماج برخوردهاي اجرام كوچك قرار مي گيرند. كيمياي حيات در ساختار كائنات و بالطبع سيارات، مولكولهاي پيچيده كربن و اسيدهاي آمينه، دوركن اصلي تشكيل حيات، وجود دارند. با انتشار دقيق و تركيب اين اجزا و ذرات اوليه، طبيعت قادر به ساخت DNA شالوده اساسي حيات و زندگي در كره زمين گرديده است. چگونگي و شرايط تركيب اين اجزا هنوز در حال بررسي است. اما اين حقيقت كه اين تركيب در حال حاضر صورت گرفته و منجر به ايجاد حيات در كره زمين شده است و با در نظر گرفتن زنجيره ذرات در كائنات، رخ دادن اين گونه تركيبات و در نتيجه وجود حيات در قسمتهاي ديگري از كائنات همواره امكان پذير مي باشد.

به نام خدا
پيدايش جهان هستي را كه در تئوري كلاسيك جاذبه كه بر روي فضا – زمان حقيقي پايه گذاري شده است فقط به دو طريق مي توان بيان كرد. يا آن كه از بينهايت قبل وجود داشته باشند يا اينكه با بيگ بنگ در لحظه اي با خصوصيت عجيب به نام تكينگي يا نقطه ي يگانه در زمان گذشته آغاز گرديده است ولي حالت سومي هم وجود مي تواند داشته باشد كه هر دو حالت قبل را شامل باشد و هيچ كدام به طور مستقل نباشد .يعني اينكه فضا – زمان از بينهايت قبل وجود داشته باشد ولي در هر بازه ي زماني معين به نام دوره ي تناوب مسير معيني را بپيمايد . اين به معناي حركت فضا در طي زمان ميباشد نه به اين معنا كه جهان در قالبي در حال حركت است. در تئوري كوانتم جاذبه امكان ديگري نيز وجود دارد زيرا هنگامي كه از زمان و فضاي نا اقليدسي استفاده مي كنيم كه در آن جهت زمان و فضا يك نوع هستند . امكان اين كه فضا – زمان در حالت انبساط مشخص و معين باشند (يعني بي نهايت نباشند) موجود است ول در عين حال مي توانند هيچ گونه مرز و كناره اي نداشته باشند .فضا-زمان مي تواند همانند سطح كره دو بعدي باشد .انبساط و گسترش بر روي سطح كره زمين مشخص است ولي حد و مرزي نداشته باشد به معناي اينكه شما در هر جهت حركت كنيد به پاياني نمي رسيد عليرغم اينكه زمين محدود است كناره اي وجود ندارد و اين به خاطر انحناي سطح كره است و سطح نا اقليدسي آن .



مي توان به طرف غروب رفت و به پاياني نرسيد .
بنابراين تئوري كوانتمي جاذبه راهي باز نموده است كه در آن فضا-زمان فاقد مرز و كناره باشد و لزومي ندارد كه براي آن لحظه ي بيگ بنگ تكينگي قائل شد تا در آن كليه ي قوانين فيزيك بي اعتبار و بدون ارزش باشند.
در تئوري كوانتمي جاذبه مفهوم زمان موهومي وارد مي شود . زمان موهومي به وسيله ي اعداد موهومي اندازه گيري مي شوند .زمان موهومي مفهوم كاملا مشخص رياضي دارد.اگر ما يك عدد حقيقي را در خودش ضرب كنيم يك عدد مثبت حقيقي حاصل مي شود ولي بنا به ضرورت هاي دنياي رياضيات و تبعا فيزيك مجموعه ي جديدي از اعداد با خواص عجيب و نامانوس وارد محاسبات شدند كه تعاريف دقيق رياضي داشتند . براي مثال حاصل توان دوم اين اعداد عددي منفي است يعني از حاصل ضرب هر عدد اين مجموعه در خودش عددي منفي حاصل مي شود . براي درك بهتر زمان موهومي به مثال زير توجه كنيد :
نويسنده در 25 فروردين به دنيا آمده است در سال 1369 . حال ما مي توانيم چند نتيجه بگيريم :25فروردين سال 69 زماني است كه نويسنده به دنيا آمده است و يا زماني كه نويسنده به دنيا آمده است 25 فروردين 1369 است . در نگاه اول اين دو جمله يكسان به نظر مي رسند ولي در با اندكي تفكر مي توان به اين نتيجه رسيد كه اين دو دو اتفاق مجزا هستند كه تحت شرايطي به صورت همزمان رخ داده اند . يعني يكي تولد و ديگري 25 فروردين سال 1369.حال زمان واقعي را در نظر بگيريد تحت هيچ شرايطي زمان واقعي به عقب بر نمي گردد و همواره جهت خا