تلسكوپ فضايي «هابل» چندي پيش عميق‌ترين نما را از جهان پيرامون ما به تصوير كشيد. تصوير «فراژرف» براي نخستين بار امكان مطالعه نخستين كهكشانها را كه ستارگان آنها تنها چند صد ميليون سال پس از انفجار بزرگ متولد شدند، براي دانشمندان فراهم كرد. اين تصوير فرضيه‌هاي تكامل كيهان را با چالشي اساسي مواجه كرد، به طوري كه دانشمنداني كه اين تصوير را مطالعه مي كنند آن را سوال برانگيز و يك معماي واقعي توصيف كرده‌اند.
اين تصوير بي‌سابقه كه ژرفترين نگاه بشر به جهان و سرآغاز پيدايش آن است، با مشاركت يك دانشمند ايراني تهيه شده كه بخش عمده طراحي و تهيه اين تصوير را بر عهده داشته است.
دكتر بهرام مبشر، نماينده سازمان فضايي اروپا (ESA) در ناسا و مسئول آشكارساز nikmouse تلسكوپ فضايي هابل در گفت‌و‌گويي اينترنتي با خبرنگار گروه علمي خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا) درباره تلسكوپ فضايي هابل، نحوه عملكرد آن، تصميمات اتخاذ شده براي آينده هابل، طرحهاي ساخت تلسكوپهاي جديد زميني و فضايي، اطلاعات قابل دريافت از هابل و تصاوير آن و تحقيقات جديد وي در زمينه كيهان‌شناسي توضيح مي‌دهد.
دكتر بهرام مبشر در سال 1337 در تهران متولد شد، ديپلم رياضي را از دبيرستان البرز و ليسانس فيزيك را از مدرسه عالي پارس دريافت كرد و سپس به انگلستان رفت و تحصيلات فوق ليسانس و دكتراي خود را در رشته كيهان‌شناسي مشاهداتي در دانشگاه «دورهام» انگلستان پشت سر گذاشت.
وي پس از دريافت درجه فوق‌ليسانس مهندسي اپتوالكترونيك و ديپلم مهندسي ميكروويو از دانشگاه لندن، مدت هشت سال در اين دانشگاه (كالج سلطنتي) به تدريس و تحقيق اشتغال داشته و از چند سال قبل در انستيتو تلسكوپ فضايي هابل در ناسا فعاليت دارد. دكتر مبشر در حال حاضر نماينده سازمان فضايي اروپا (ESA) در ناسا و مسئول آشكارساز nikmouse تلسكوپ فضايي هابل است.
تلسكوپ فضايي هابل كه در سال 1369 (1990) به فضا پرتاب شده طبق برنامه‌ريزي اوليه بايد تا سال آينده بازنشسته شود اما نقش بي‌بديل اين تلسكوپ در پيشبرد اكتشافات نجومي و جايگاه منحصر بفرد آن كه فراتر از يك تلسكوپ به عنوان موهبتي همگاني و استثنايي علمي و آموزشي براي پيشبرد دانش بشري ايفاي نقش كرده، در كنار توانايي هاي منحصر به فرد آن در اختر شناسي فرابنفش و نور مرئي و نبود جايگزيني براي آن حداقل تا سال 2011 ، تصميم گيري درباره ادامه كار يا پايان فعاليت اين ابزار كارامد كاوش‌هاي كيهاني را در كانون توجه اخترشناسان و مسئولان فضايي آمريكا قرار داده است.
آخرين تصميمات درباره هابل چيست؟
هابل نياز به تعميراتي دارد و همچنين دستگاه‌هاي موسوم به «جايروسكوپ» كه جهت تلسكوپ را در فضا مشخص مي‌كند و به وسيله آنها مي‌توانند تلسكوپ را به جهات مختلف بچرخانند و همچنين باتري‌هايي را كه عمرشان به پايان رسيده، بايد تعويض شوند و علاوه بر آن بايد دو دستگاه جديد روي هابل گذاشته شود كه قدرت ديد آن را چند برابر مي‌كند و اطلاعات بيشتري از آن قابل دريافت خواهد بود.
تا پيش از سانحه انفجار شاتل فضايي كلمبيا قرار بود كه شاتل با پرواز به هابل تعميرات مختصري را در حد تعويض برخي ابزارهاي فرسوده كه عمر مفيد آنها به پايان رسيده، انجام بدهد كه بعد از حادثه كلمبيا قرار شد تعمير هابل به وسيله يك سيستم روباتيك كه در حال حاضر مراحل آخر ساخت را طي مي‌كند، انجام شود؛ ولي به هر حال هنوز تصميم قطعي در اين زمينه گرفته نشده و احتمال دارد پرواز شاتل و اعزام فضانوردان صورت بگيرد و تحقيق درباره استفاده از هر دو روش ادامه دارد.
اين ربات به چه صورت به هابل اعزام خواهد شد؟
اين ربات با سفينه ديگري غير از شاتل فرستاده مي‌شود ولي مساله اين است كه به دليل خطرات موجود نمي‌خواهند انسان به آنجا برود و در واقع ربات فضانورد را با يك سفينه بدون سرنشين مي‌فرستند.
علت تصميم مسوولان ناسا براي پايان ماموريت هابل چيست؟
حدود 1/5 ميليارد دلار خرج ساختن هابل شد و هر بار كه آن را تعمير مي‌كند حدود 2 ميليارد دلار خرج دارد. يعني مخارج تعمير و نگهداري هابل بيشتر از هزينه ساختن آن بوده و اين مخارج براي ناسا سنگين است.
اگر ماموريت تعمير هابل انجام نشود، اين تلسكوپ فضايي تا كي مي‌تواند به فعاليت ادامه دهد؟
اگر تعميرات انجام شود تا سال 2010 ( پنج، شش سال ديگر) ولي اگر هيچ تعميراتي انجام نشود، بسته به عمر باتري‌ها و ساير تجهيزات، هابل تا سال 2007، 2008 به فعاليت خود ادامه مي‌دهد.
هابل به غير از تصاويري كه مي‌بينيم چه اطلاعات ديگري تهيه مي‌كند؟
هابل غير از تصويربرداري، طيف نگاري هم انجام مي‌دهد كه عناصر موجود در كهكشانها و ستاره‌ها را و از روي آن نحوه شكل گيري و سير تحول اين كهكشانها و ستاره‌ها و احتمال وجود حيات را نشان مي‌دهد.
برد تلسكوپ هابل چقدرست؟
هابل تا دورترين نقاط جهان را كه بشر توانسته مشاهده كند نشان مي‌دهد و تصوير فراژرف هابل دورترين فاصله از جهان است كه بشر توانسته آنرا مشاهده كند. دورترين كهكشانها را كشف كرده و هرچه دورتر برود به ابتداي جهان نزديك مي‌شويم و مي‌توان نحوه ايجاد جهان را مطالعه كرد. برد هابل به حدي است كه به اندازه عمر جهان مي‌تواند در زمان به عقب نگاه كند.
آيا واقعا هيچ محدوديتي براي مشاهده هابل وجود ندارد؟
محدوديت در اندازه 2 متري آينه است كه باعث مي‌شود مقدار محدودي نور را از جهان جمع آوري كند و اگر قطر آينه آن را زياد كنيم قدرت آن چندين برابر مي‌شود كه البته امكان تغيير آينه آن وجود ندارد و بنابراين دانشمندان تصميم دارند تلسكوپ «جيمز وب» را جايگزين هابل كنند.
تلسكوپ جيمز وب (james webb) هفت سال ديگر (2011) در فضا قرار خواهد گرفت و با قدرت بسيار بيشتر فعاليتهاي هابل را دنبال مي‌كند و مي‌تواند دقيقا به نقطه‌اي كه جهان مرئي از آنجا آغاز شده نگاه كند. مدار اين تلسكوپ آن سوي ماه خواهد بود و حدود 1/5 ميليون كيلومتر از زمين فاصله خواهد داشت.
اين تلسكوپ داراي آيينه‌اي به قطر 6 متر (سه برابر قطر آينه هابل) بوده و 9 تا 10 برابر هابل قدرت دارد. به طوري كه مثلا اگر يك شمع روشن را در ماه قرار دهيم مي‌توان از روي زمين آن را ديد. اين تلسكوپ همچنين قابليت تفكيك بسيار بالايي دارد و مي‌تواند كرات در حال تشكيل شدن را مشاهده كرده و دنبال سيارات ديگري همانند زمين بگردد و درون كهكشانهاي بسيار دور را ببيند.
توسط اين تلسكوپ مي‌توان تا مبداء جهان و تا لحظه ابتداي دنيا نگاه كرد؛ وقتي كه ما به دورترين نقطه جهان نگاه مي‌كنيم در حقيقت در زمان به عقب نگاه مي‌كنيم و كهكشانها را آن‌طور كه ميليون‌ها سال پيش بودند مي‌بينيم.
سازمان فضايي اروپا (ESA) چه سهمي در طرح تلسكوپ «جيمز وب» دارد؟
پرتاب تلسكوپ «جيمز وب» به فضا توسط موشك ESA انجام مي‌شود. همچنين يكي از تجهيزات علمي آن توسط محققان «اسا» ساخته مي‌شود.
اساسا با وجود تلسكوپهاي فضايي نظير «هابل» و «جيمز وب» چه نيازي به تلسكوپهاي زميني غول پيكر و گران قيمتي مثل رصدخانه VLT و تلسكوپ جغد (OWL) است؟
تلسكوپهاي زميني و هابل مكمل يكديگر هستند. تلسكوپهاي زميني بسيار بزرگ‌تر از هابل هستند ولي هابل مي‌تواند مشاهدات واضح‌تري از كمك آنها انجام دهد؛ چون وراي جو زمين قرار دارد.
بر اين اساس توجيه اجراي ماموريتهاي دشوار و پرهزينه اعزام كاوشگرهاي فضايي چيست؟
با اينكه تلسكوپ هايي نظير هابل سيارات منظومه شمسي را هم بررسي مي‌كنند ولي چون قدرت آنها خيلي زياد و وقت هم محدود است بيشتر فعاليت آنها بر كهكشانهاي خيلي دور متمركز شده است و كمتر براي بررسي سيارات منظومه شمسي استفاده مي‌شوند.
كمي درباره نحوه ارايه طرحهاي تحقيقاتي به هابل توضيح دهيد. آيا اگر يك دانشجو يا محقق ايراني براي تحقيق به كار با تلسكوپ هابل يا اطلاعات آن نياز داشته باشد با درخواستش موافقت مي‌شود؟
تمامي طرحهاي تحقيقاتي ارايه شده به هابل از سوي يك كميته علمي مورد بررسي قرار مي‌گيرند و اگر از نظر علمي ممتاز و جديد باشند به آنها وقت داده مي‌شود. محدوديتي درباره اينكه چه كسي به هابل طرح بدهد وجود ندارد ولي طرح‌ها بايد از نظر علمي خيلي ابتكاري و قوي باشند.
از زمان تصميم‌گيري براي گرفتن يك تصوير از بخشي از فضا تا گرفتن آن تصوير چه مراحلي طي مي‌شود؟
بعد از قبول پروژه تحقيقاتي، مختصات مكان اجرامي را كه مي‌خواهيم مشاهده كنيم به تلسكوپ فرستاده مي‌شود. اين اطلاعات وارد رايانه زميني شده و براي فرستادن به هابل آماده مي‌شود. سپس تلسكوپ را از روي زمين به آن سمت قرار مي‌دهيم. اطلاعات و مشاهدات در كامپيوتر تلسكوپ ثبت مي‌شود و 50 دقيقه تا يك ساعت پس از ثبت توسط آنتن تلسكوپ به پايگاه زميني رله مي‌شود و در اختيار محققان قرار مي‌گيرد.
ارزش و كاربرد تصاوير زيباي هابل در چيست؟وقتي من به عنوان يك فرد عادي به اين تصاوير نگاه مي‌كنم نمي‌توانم تصور كنم كه واقعا از چنين عكسي چه اطلاعاتي مي‌توان درباره نحوه‌ي تشكيل كهكشانها يا ابر نواخترها و … به دست آورد؟
از رنگ و شكل اين تصاوير مي‌توان به اطلاعات زيادي درباره نحوه تكوين كهكشانها و جهان دست يافت. عكس‌هاي رنگي كه مي‌بينيم از تلفيق تصاويري كه در طول موج‌هاي مختلف گرفته شده‌اند، بدست مي‌آيند و هر يك از رنگها از نظر علمي معني خاصي دارد مثلا رنگ آبي به مفهوم شكل‌گيري ستاره‌هاي جوان و رنگ قرمز به مفهوم شكل گيري ستاره‌هاي پير است و از روي سن اين كهكشانها مي‌توان نحوه ايجاد و سير تحولات آنها و ستارگان آنها را بررسي كرد.
البته هر كهكشان از صدها هزار ميليون ستاره نظير خورشيد تشكيل شده است. با اين رنگها مي‌توان ستاره‌هاي پير و جوان را متمايز كرد از طرف ديگر چون تلسكوپ هابل در فضا و خارج از جو زمين قرار دارد بسياري از محدوديت‌ها و مشكلاتي را كه تلسكوپهاي زميني به دليل وجود جو با آن مواجه‌اند ندارد بنابراين قدرت تفكيك بسيار بالايي دارد به طوري كه مثلا اگر يك سكه را در مريخ بگذاريم از سطح زمين به وضوح قابل مشاهده است. بدين ترتيب مي‌توان فهميد كه كهكشانهايي كه در فاصله بسيار دوري از ما هستند به هم برخورد كرده‌اند يا در حال برخورد هستند و مي‌توان فهميد آيا در ساير كهكشانها سياراتي مثل زمين هست و سياراتي را كه دور ستارگان ساير كهكشانها هستند مشاهده كرد.
لطفا كمي درباره «نيك ماوس»، بخشي كه در آن كار مي‌كنيد و فعاليتهاي خود توضيح دهيد.
كار اصلي من كيهان شناسي مشاهداتي است و روي تحولات كهكشانها، فراژرف و ساير پروژه‌ها كار مي‌كنم. هدف اصلي ما در اين بخش پي بردن به نحوه ايجاد و تحول كهكشانها و جهان با جست‌وجوي دورترين كهكشانها، بررسي علت تفاوت شكل كهكشانها، مطالعه درباره انرژي تاريك، نحوه ايجاد ستاره‌ها، بررسي فواصل آنها با كهكشان‌هاست.
يكي از جديدترين كارهاي تحقيقاتي ما اين بود كه با بهره‌گيري از تصوير «فراژرف» كه عميق‌ترين مشاهده بشر از جهان است، دورترين كهكشانهاي جهان و نحوه فرم گيري آنها را در ماه‌هاي اخير كشف كرده‌ايم.
اين تصوير آخرين حد قابل مشاهده بشر تاكنون است كه البته با پيشرفتهاي تكنولوژي اين حد، مطمئنا بيشتر خواهد شد ولي بهرحال محدوده بيشتر را بايد با تكنيك‌هاي ديگر در طول موج‌هاي ديگر بررسي كرد كه هدف تلسكوپ «جيمز وب» است.
علت تهيه تصوير «فراژرف» و اطلاعات قابل برداشت از آن چيست؟
سوالي كه مطرح است اين است كه اولين اجسامي كه در جهان به وجود آمدند چه بودند آيا كهكشانها بودند كه الان مي‌بينيم يا ستارگاني بودند كه كهكشانها را به وجود مي‌آورند و يا انواع خاصي از كهكشانها بودند كه امروزه شايد مقداري از آنها قابل مشاهده نباشند. براي اين كه به اين سوال پاسخ دهيم بايد آنقدر عميق به جهان نگاه كنيم كه كهكشانهاي كم‌نورتر و دورتر را كه جوانتر از كهكشان پيرامون ما هستند مشاهده كنيم. بدين ترتيب گويي در زمان به عقب نگاه مي‌كنيم و اين كهكشانها را به شكلي كه صدها ميليون سال قبل بوده‌اند مشاهده مي‌كنيم و در نهايت به ابتداي جهان كه تمام اين كهكشانها در حال فرم گيري بوده‌اند مي‌رسيم. اين كاري بوده كه تصوير فراژرف انجام داده است.
اين تصوير فوق‌العاده، امكان مطالعه اولين كهكشانهايي را كه در جهان به وجود آمده‌اند را فراهم كرده و تا الان به اين نتيجه رسيده‌ايم كه كهكشانها جزو اولين اجسامي بوده‌اند كه به وجود آمده‌اند.
اين تصوير تاكنون چه اطلاعاتي را در اختيار شما قرار داده است؟
اين يافته تعدادي از نظريات قبلي و پيش بيني‌هاي را نقض كرده و سوالات جديدي را هم مطرح كرده از جمله اين كه تعداد بيشتري از اين كهكشانها را شناسايي كرده‌ايم.
طبق محاسبات حدود 100 هزار ميليون كهكشان در جهان وجود دارد كه ما تعداد زيادي كهكشان را در فواصل بسيار دور و ابتداي جهان كشف كرده‌ايم؛ بر اين اساس عمر جهان حدود 14 ميليارد سال است و فاصله اين كهكشانها از ما حدود 10 ميليارد سال است و در آن برهه از زمان مرحله ديگري است كه هيچ چيزي به وجود نيامده است.
ما توانسته‌ايم وجود انرژي تاريك كه وجود دارد و ديده نمي‌شود و تمام انبساط و حركت كهكشانها را كنترل مي‌كند را اثبات كنيم.
درباره انرژي تاريك توضيح دهيد.
جهان در حال انبساط است و همه كهكشانها در حال دور شدن از هم هستند كه در ماه‌هاي اخير دريافته‌ايم كه اين حركت كهكشانها توسط يك انرژي موسوم به «انرژي تاريك» كنترل مي‌شود. بدين صورت كه جهان توسط «بيگ بنگ» به وجود آمده، انبساط جهان صورت گرفته و در اثر نيروي جاذبه جهان سرعت اين انبساط كم شده و بعد دوباره سرعت اين انبساط زياد شده كه ما الان دراين مرحله هستيم كه عامل اين امر انرژي تاريك است.
عمر جهان را چقدر تخمين مي‌زنيد؟
بستگي به مقدار انرژي تاريك دارد كه دقيقا مشخص نيست ولي اگر اين نظريه درست باشد عمر جهان بي‌نهايت خواهد بود يعني اين انبساط تا ابد ادامه خواهد داشت.
از طرف ديگر تمام ستارگان و كهكشانهايي كه نور آنها را در جهان مي‌بينيم تنها 1 درصد ماده موجود در جهان است؛ بيش از 90 درصد ماده موجود در جهان ماده تاريك است كه جرم دارد ولي چون نور ندارد، نمي‌توان آنرا احساس كرد و قابل مشاهده نيست.
به عقيده شما انجام اين قبيل مطالعات پرهزينه بنيادي و پي بردن به نحوه ايجاد جهان چه دستاوردهايي براي دانش بشري خواهد داشت؟
سوالاتي نظيرنحوه شكل‌گيري جهان چندين هزار سال براي فلاسفه و دانشمندان مطرح بوده و هيچ كدام به نتيجه نرسيده‌اند. ما در مرحله‌اي هستيم كه مي‌توانيم با روش‌هاي علمي به اين نتيجه برسيم و به نحوه ايجاد جهان كه يك سوال عميق بشري است پي ببريم.
علاوه بر رسيدن به پاسخ اين سوال كه عظمت جهان را به ما نشان مي‌دهد، اين قبيل مطالعات هدفي براي پيشرفت تكنولوژي ايجاد مي‌كند. توسعه تجهيزات و فناوريهايي نظير آشكارسازها و ارسال فضاپيما و تلسكوپ بدون چنين اهدافي امكان پذير نيست و از اين قبيل پيشرفتهاي تكنولوژيك مي‌توان در موارد ديگر هم استفاده كرد.
انتهاي پيام
نظرات