مقدمه‌ای بر ستاره‌شناسی، اخترفیزیک و کیهان‌شناسی:

انسان از دیرباز به شناخت و مطالعه‌ی محیط پیرامون خود علاقه‌مند بوده است، اما شناخت آسمان به سبب آن که دور از دسترس انسان قرار داشته است رمزآلودتر بوده و همیشه کنجکاوی بشر را برانگیخته است. دانشمندانِ بسیاری از زمان‌هایی دور مطالعه‌ی آسمان، اجرام آسمانی و حرکت و تغییرات آن‌ها را آغاز کرده‌اند و کشفیات بشر هر روز بر دانسته‌های آن‌ها افزوده است تا ما به شناخت امروز از کیهان دست یافته‌ایم. کسانی چون کوپرنیک، کپلر، خیام و خوارزمی از پیشگامان این دانش شگفت‌انگیزند.

هرچند مسلم است که ناشناخته‌های ما از جهان بسیار بیشتر از دانسته‌هاست اما دانشمندان با تلاشی بی‌وقفه در راستای شناختن دنیای رمزآلود کیهان گام برمی‌دارند. ابزارهایی که با پیشرفت علم و تکنولوژی در اختیار بشر قرار گرفته است نیز کمک شایانی به شناخت هر چه بیشتر جهان و اجزای آن کرده است.

در دوران کنونی به سبب گسترش حوزه‌های مطالعاتی بشر، شاخه‌های علم نیز گسترده‌تر شده است. برای مطالعه‌ی کیهان و آسمان نیز با توجه به نوع مطالعات و موضوع مورد بررسی امروز سه شاخه‌ی متفاوت ستاره‌شناسی (astronomy)، اخترفیزیک (astrophysics) و کیهان‌شناسی (cosmology) در نظر گرفته شده است که در هر زمینه مطالعات به صورت نظری یا رصدی انجام می‌شود. برای آن که درکی کلی از هر کدام از شاخه‌های گفته شده داشته باشیم تعریف کوتاهی از هر زمینه در ادامه می‌آوریم.

تعاریف

ستاره‌شناسی (نجوم): دانش مشاهده و اندازه‌گیری موقعیت، ویژگی‌ها و تغییرات اشیاء و پدیده‌های آسمانی را ستاره‌شناسی می‌نامیم.

اخترفیزیک: کاربرد علم فیزیک در مطالعه، درک و تفسیر پدیده‌هایی که در کیهان ما رخ می‌دهد را با عنوان اخترفیزیک می‌شناسیم.

کیهان‌شناسی: مطالعه و بررسی سرآغاز کیهان، گسترش و تکامل آن و شناخت ساختار و دینامک آن را کیهان‌شناسی می‌گوییم. به عبارتی می‌توان گفت کیهان‌شناسی دانش مطالعه‌ی تاریخچه‌ی کیهان و سرنوشت و آینده‌ی آن است.

این سه حوزه هرچند بسیار به هم نزدیک و مرتبطند اما امروز سه شاخه‌ی مجزا از دانش مطالعه‌ی کیهان و اجزای آن را تشکیل می‌دهند.

مقدمه‌ای برای آشنایی با کیهان و اجزای آن:

امروز اغلب دانشمندان دنیای فیزیک بر این باورند که جهان ما حدود ۱۴ میلیارد سال عمر دارد و سرآغاز این زمان مهبانگ است. حدود پنج میلیارد سال پیش منظومه‌ی خورشیدی ما شروع به شکل‌گیری می‌کند و حدود چهار و نیم میلیارد سال پیش زمین شکل می‌گیرد. منظومه‌ی خورشیدی تنها شامل هشت سیاره است اما هزاران شیئ دیگر مانند پلوتو و خرده سیارک‌ها را نیز دربرمی‌گیرد. بر اساس مطالعاتی که دانشمندان تاکنون داشته‌اند ستاره‌های کهکشان راه شیری و تمام کهکشان‌های عالم تنها حدود چهار درصد از جرم کل کیهان را تشکیل می‌دهد. ۹۶ درصد باقی‌مانده‌ی کیهان را ماده تاریک و انرژی تاریک تشکیل داده‌اند، دو ماده‌ی مرموزی که ما هنوز شناخت درستی از آن‌ها نداریم و وجودشان را تنها بر اساس شواهد و اثرات گرانشی‌شان تشخیص داده‌ایم. ستاره‌شناسان بر اساس نوری که از ستاره‌ها، کهکشان‌ها و محیط میان آن‌ها به ما می‌رسد طبیعت و سرشت اجزای اصلی کیهان را مورد مطالعه و بررسی قرار می‌دهند.

هدف ما این است که در یک برنامه‌ی منظم و دنباله‌دار مطالبی را به صورت هفتگی در درگاه فیزیک ایرانیان ارائه کنیم و مقدمه‌ای فراهم کنیم تا علاقه‌مندان به این مباحث بتوانند آشنایی اولیه‌ای با کیهان، و آن‌چه در آن است، بیابند. خط سیر و مرجع اصلی این مطالب درسنامه‌ای است که در وب‌گاه کالج پن-استیت ارائه شده است، اما گاهی ممکن است برای بیان مفاهیم از منابع دیگری نیز کمک بگیریم. تلاش ما بر این است که تا حد امکان مطالب به زبان ساده و با کم‌ترین ریاضیات ممکن ارائه شود. امیدواریم که مطالب به قدر کافی گویا و مفید باشد.

با ما همراه باشید.