حل معما: تلسکوپ‌ها چگونه گذشته کیهان را می‌بینند؟

تلسکوپ‌ها فقط دوردست‌ها را نمی‌بینند - آن‌ها مانند «ماشین‌های زمان» هستند که به جهان اولیه میلیاردها سال پیش نگاه می‌کنند.

وقتی به آسمان شب نگاه می‌کنید، نورهای چشمک‌زن ستارگان در واقع پیام‌هایی از گذشته هستند. این اجرام آسمانی میلیون‌ها یا حتی میلیاردها سال پیش نور ساطع کرده‌اند و تازه به زمین رسیده‌اند. پس تلسکوپ‌ها چگونه می‌توانند چنین کهکشان‌های دوری را «ببینند»؟

با اینکه ماه خیلی به ما نزدیک است، اما هنوز ۱.۳ ثانیه طول می‌کشد تا نور آن به چشم ناظر برسد. (منبع: ناسا)

نور - پیامی از جهان باستان

اجرام آسمانی در جهان هستی دائماً تابش الکترومغناطیسی ساطع می‌کنند، از جمله نوری که چشم انسان می‌تواند ببیند. این نور با سرعتی حدود ۳۰۰۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه حرکت می‌کند. وقتی می‌گوییم یک کهکشان ۱۳ میلیارد سال نوری از زمین فاصله دارد، به این معنی است که نور آن کهکشان ۱۳ میلیارد سال طول کشیده تا به ما برسد. بنابراین تلسکوپ‌ها حال را نمی‌بینند، بلکه گذشته جهان را می‌بینند.

چشم انسان توانایی بسیار محدودی در جمع‌آوری نور دارد. در همین حال، یک تلسکوپ به عنوان یک جمع‌کننده نور غول‌پیکر عمل می‌کند. توانایی جمع‌آوری نور یک تلسکوپ متناسب با مجذور قطر آینه اولیه است. به عنوان مثال، یک تلسکوپ با قطر ۲ متر، ۴ برابر یک تلسکوپ ۱ متری توانایی جمع‌آوری نور دارد.

این تلسکوپ که در قله کوه مائونا کیا (هاوایی) واقع شده است، دارای یک آینه ۱۰ متری است که می‌تواند ۶۰۰۰۰۰ برابر بیشتر از چشم انسان نور جمع‌آوری کند. به لطف این، می‌تواند کهکشان‌هایی را که بیش از ۱۳ میلیارد سال نوری از ما فاصله دارند، مشاهده کند.

رصدخانه ورا سی. روبین یکی از پیشرفته‌ترین تلسکوپ‌های زمینی جهان است. (منبع: رصدخانه روبین)

رصدخانه ورا سی. روبین یکی از پیشرفته‌ترین تلسکوپ‌های زمینی جهان است که بر فراز کوه سرو پاچون در شیلی ساخته شده است. رصدخانه ورا سی. روبین در ۲۳ ژوئن ۲۰۲۵ «اولین نور» خود را خواهد دید، که نشانگر زمان شروع به کار تلسکوپ و ثبت اولین تصاویر از فضا است.

روبین در بیش از هفت ساعت رصد، ۶۷۸ تصویر گرفت که جزئیات سحابی سه‌تکه، سحابی مرداب و هزاران کهکشان دوردست را آشکار کرد. در همان زمان، این تلسکوپ بیش از ۲۰۰۰ سیارک جدید را نیز کشف کرد که نشان‌دهنده توانایی آن در ردیابی اجرام در منظومه شمسی است.

روبین وارد یک مرحله بررسی ۱۰ ساله - بررسی میراث فضا و زمان (LSST) - شده است تا یک "فیلم کیهانی" درباره تکامل کهکشان‌ها، ستارگان و سیارات بسازد.

خوشه کهکشانی کما بیش از ۳۰۰ میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد - اثباتی بر این که فناوری برای کمک به بشریت به شیوه‌ای بی‌سابقه پیدا شده است. (منبع: رصدخانه روبین)

وقتی فناوری به بشریت کمک می‌کند تا نادیده‌ها را ببیند

تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) که در سال ۲۰۲۱ پرتاب شد، پیشرفته‌ترین ابزار امروزی است. آینه اصلی وب ۶.۵ متر قطر دارد و مساحت جمع‌آوری نور آن بیش از ۲۵ متر مربع است.

به دلیل انبساط جهان، نور کهکشان‌های دوردست به طول موج‌های مادون قرمز کشیده می‌شود - پدیده‌ای به نام "انتقال به سرخ". تلسکوپ وب برای تشخیص این نور طراحی شده است و به ما این امکان را می‌دهد که "به گذشته نگاه کنیم" و به جهان اولیه برگردیم.

در آگوست ۲۰۲۵، وب تصویری از میدان ژرف هابل گرفت - ناحیه‌ای کوچک از آسمان که تنها ۱/۱۲.۷ میلیونیم آسمان را پوشش می‌دهد، اما شامل بیش از ۲۵۰۰ کهکشان دوردست است که برخی از آنها تنها ۳۰۰ تا ۴۰۰ میلیون سال پس از بیگ بنگ تشکیل شده‌اند.

تلسکوپ جیمز وب (منبع: ناسا)

قدرت تفکیک یک تلسکوپ به گشودگی آن بستگی دارد. طبق معیار ریلی، تفکیک‌پذیری زاویه‌ای با قطر آینه نسبت معکوس دارد. تلسکوپ فضایی هابل با گشودگی ۲.۴ متر، تفکیک‌پذیری ۰.۰۵ ثانیه قوسی دارد که برای تشخیص ستارگان منفرد در کهکشان آندرومدا در فاصله ۲.۵ میلیون سال نوری کافی است.

تلسکوپ بسیار بزرگ اروپایی (ELT) که در شیلی در حال ساخت است، آینه اصلی ۳۹.۳ متری خواهد داشت. پس از تکمیل، ELT وضوحی تا ۰.۰۰۱ ثانیه قوسی خواهد داشت که امکان مشاهده مستقیم سطوح سیارات فراخورشیدی را فراهم می‌کند.

تلسکوپ‌ها به فضا نفوذ نمی‌کنند، بلکه فوتون‌های باستانی را که میلیاردها سال نوری سفر کرده‌اند، ثبت و رمزگشایی می‌کنند. به لطف فناوری مدرن، بشریت به تدریج مرزهای مشاهده کیهانی را گسترش می‌دهد و اسرار منشأ و تکامل کهکشان‌ها، ستاره‌ها و سیارات را کشف می‌کند .

آقای کوانگ

منبع: https://vtcnews.vn/giai-ma-bi-an-cach-kinh-thien-van-nhin-thay-qua-khu-vu-tru-ar972298.html