موفقیت علمی فضایی ایران در پرتاب نخستین راکت کاوشی، از پیشرفت فضایی و موفقیت‌های ارزنده علمی کشورمان خبر می‌دهد.

رونمایی از نخستین سامانه فضایی جمهوری اسلامی روز دوشنبه ? ???بهمن توسط رییس‌جمهوری کشورمان با پرتاب "موشک کاوشگر یک" انجام شد که در ارتفاع پایین، وظیفه شناسایی محیط پروازی ماهواره‌ها را قبل از پرتاب برعهده دارد. انتشار خبر پرتاب "موشک کاوشگر یک" و پرده برداری از ماهواره امید موجب شگفتی در جهان شده که دانش ایرانی توانسته مرزهای دست نیافتنی و انحصاری قدرت‌های بزرگ را درنوردد.

رویای فضا
سفر به فضا از مهمترین آرزوهای بشر بوده است. از اواسط قرن بیستم تاکنون پیشرفت‌های بزرگی در این عرصه انجام شده که مدیون تلاش، تفکر و استمرار در راه این هدف دیرینه است. با این حال این اقدام بزرگ در چند کشور خاص انجام می‌شود و ابعاد و زوایای این کار برای دیگران به صورت راز مبهم و بسیار پیچیده باقی مانده است.

حجم فعالیت‌های انجام شده در زمینه ماهواره و مسایل مربوط به آن در اقصی نقاط جهان مدام در حال گسترش است، و در این میان انتخاب "محل استقرار" پایگاه پرتاب فضایی مساله‌ای بسیار مهم است و باید بررسی‌های بسیاری برای انتخاب بهینه این جایگاه انجام شود. همچنین تعیین جهت برای ماهواره‌ها بسیار مهم و حساس است، زیرا ماهواره‌هادر فضاثابت نمی‌مانند و در اثر وجود گرادیان‌های نامتقارن جاذبه‌ای میدان مغناطیسی زمین، تابش‌های خورشیدی و سایر عوامل، جهت آنها در فضا تغییر می‌کند. بنابراین باید به صورت لحظه‌ای جهت ماهواره‌ها نسبت به یک نقطه مرجع، مشخص شود. 
سامانه فضایی چیست؟
سامانه از "سیستم (موشک) پرتاب ماهواره"، "ماهواره" "پایگاه پرتاب" تشکیل شده است.

نخستین راکتهای حامل ماهواره، نمونه‌های توسعه یافته موشک وی ? ??آلمان بودند که فاتحان جنگ جهانی دوم در دو سوی کره زمین با بهره‌گیری از دانش فنی متخصصان آلمانی و صرف بودجه‌های هنگفت در اوایل دهه ? ???میلادی آنها را به دنیا معرفی کردند.

در حقیقت ماموریت یک سیستم حامل ماهواره قرار دادن محموله خود در محل مناسب و در زمان مشخص شده است و می‌توان گفت یک سیستم پرتاب ماهواره موشکی است با دو یا چند مرحله که هر مرحله شامل موتور راکت (با ساخت شیمیایی) و سازه(بدنه) و مکانیزم جدایش است. هر مرحله پس از اتمام سوخت موجود در آن از راکت جدا می‌شود و موتور مرحله بعد روشن می‌شود تا با شتاب دادن به محموله آنرا به مقصد نهایی خود برساند. آنچه را که در این بخش به عنوان دستاورد کشور در پرتاب کاوشگر می‌توان برشمرد، دستیابی به فناوری بومی ساخت و پرتاب راکتهای کاوش و جمع‌آوری و تحلیل اطلاعات بدست آمده از پرواز آنها است.

 ماهواره؟
در مراسم پرتاب موفق راکت کاوشگر یک، از ماهواره تحقیقاتی "امید" نیز پرده‌برداری شد، این ماهواره کوچک تحقیقاتی جهت استفاده در مدار پایین زمینی طراحی شده است. "امید" یک ماهواره تحقیقاتی پیشرفته است که در آینده نزدیک توسط ماهواره‌بر و از پایگاه فضایی ایران به مدار پرتاب خواهد شد. ماهواره‌ها، به گفته کارشناسان، به عنوان "چشم سوم بشر" در فضا مجموعه وسیعی از امکانات را در اختیار می‌گذارند و با توجه به همین موضوع کشورهایی که ماهواره‌ای از آن خود ندارند را کشورهای "کور" لقب می‌دهند. تصاویر ارسالی ماهواره جهت پیش‌بینی بلایای طبیعی و مدیریت پیامدهای آن جهت کاهش خسارات، اکتشافات معدنی، بررسی تغییرات آب و هوایی و اقلیمی، پایش جنگلها، مراتع، اقیانوسها و کاربردهای متنوع دیگر به کار می‌روند.

استفاده از ماهواره در ارتباطات، انتقال داده و تصویر مدتهاست کیفیت زندگی بشر را ارتقا داده است، پخش زنده تلویزیونی و ارتباطات تلفنی از اقصی نقاط جهان مدیون توسعه فناوری فضایی است.

همچنین ناوبری و تعیین مسیر حرکت هواپیماها، کشتی‌ها و هر نوع وسیله دیگر امروزه به کمک ماهواره‌ها تسهیل شده است، کشور ما نیز در این عرصه برنامه‌های مشخصی دارد. در حقیقت پایگاه پرتاب ماهواره مجموعه‌ای از تاسیسات و تجهیزات بسیار مدرن برای آماده‌سازی نهایی ماهواره، کنترل مسیر حرکت موشک پرتاب‌کننده ماهواره، نگهداری سیستم پرتاب و سکوهای پرتاب است.

 پایگاه پرتاب
فرآیند پرتاب با توجه به هزینه‌های بسیار بالای صرف شده برای توسعه سامانه‌های فضایی بسیار حساس بوده و ایمنی در آن از اهمیت فوق‌العاده ای برخوردار است.

طراحی سکوی پرتاب با توجه به حرارت بسیار بالای گازهای خروجی و همچنین تجهیزات تزریق سوخت و آماده‌سازی موشک قبل از پرتاب دارای فناوری پیچیده‌ای است.

 رویکرد به فضا به دلیل جنبه‌های اقتصادی
"رضا اصلانی" مدیر عامل یک شرکت هوافضایی در خصوص فناوری فضایی می‌گوید بحث فضا در تمام دنیا جنبه اقتصادی پیدا کرده و این موضوع بر خلاف رویکرد کشورها در ? ???سال قبل است که فناوری فضایی جنبه امنیتی، ابرقدرتی و رقابتی داشت اما اکنون این جنبه‌ها کمرنگ شده است. وی افزود: اکنون اغلب دنیا، با دید اقتصادی به فناوری فضایی روی می‌آورند و این موضوع باعث شده حتی کشورهای در حال توسعه هم به این حوزه روی آورند. وی در خصوص حساسیت برخی کشورها به فناوری فضایی ایران توضیح داد: اگر آنها بدبینی نکرده و منصفانه رفتار کنند، نظر مثبتی به این موضوع خواهند داشت و البته خودشان نیز می‌دانند که این بحث اقتصادی، فنی و فناوری است. تجارت در بخش فناوری فضایی اکنون رونق بسیاری دارد و در تمام دنیا از ماهواره‌ها برای خدمات مخابراتی، انتقال داده و بسیاری موارد دیگر استفاده می‌شود.

حتی اینترنت که سبب این همه کسب و کار و گردش مالی در دنیا شده است، با استفاده از فناوری فضایی پابرجاست.

وی که کارشناس ارشد مهندسی فضاست، اظهار داشت: کشور ما نیز باید وارد بحث فناوری فضایی شود و اقدام به ساخت ماهواره کند و با کشورهای دیگر نیز در این زمینه همکاری داشته و همکاری خود را حفظ کند.

وی کشورهایی را دارای فناوری طراحی، ساخت و پرتاب ماهواره هستند، آمریکا، روسیه، چین، فرانسه، انگلستان، هند، ژاپن، رژیم صهیونیستی، کره شمالی و برزیل ذکر کرد.

وی با اشاره به اینکه قزاقستان دارای بزرگترین مجتمع پرتاب ماهواره دنیا است، توضیح داد: البته قزاقستان خود اقدام به پرتاب ماهواره نمی‌کند و سکوی خود را به کشورهای دیگر برای پرتاب اجاره می‌دهد و از این بخش مبالغ هنگفتی نیز آمد به دست می‌آورد.

اصلانی پرتاب موشک کاوشگر را اولین و مهمترین گام برای پرتاب ماهواره به فضا دانست و افزود: گام کوچک دیگری نیز برای پرتاب نهایی ماهواره وجود دارد که البته وقتی مهمترین بخش کار انجام شده، آن نیز قابل انجام است.

این کارشناس فناوری فضایی ادامه داد: کشور ما از لحاظ موقعیت جغرافیایی و قرارگرفتن در روی کره زمین دارای محل مناسبی برای ایستگاه‌های پرتاب است.

 کوری بدون ماهواره
در عصر کنونی کشورهایی که فاقد فناوری ماهواره هستند، عملا از بسیاری پیشرفت‌ها بی‌بهره‌اند.

عضو کمیته مخابرات مجلس شورای اسلامی می‌گوید: مدت مدیدی است که وارد عرصه علوم فضایی و صنعت هوافضا شده‌ایم که می‌توان به اقدامات اخیر پرتاب موشک کاوشگر و تولید داخلی دو ماهواره مصباح و زهره اشاره کرد. "احمد بزرگیان" افزود: اکنون می‌توان گفت کارهای جدی در بخش تحقیقاتی مخابراتی کشور با کمک سازمان‌های تحقیقاتی و پژوهشی فضایی انجام شده است.

به گفته وی، اقدام اخیر "پرتاب موشک کاوشگر" یکی از بلندترین گام‌هایی است که در جهت استفاده از فضا برای ارایه خدمات ماهواره‌ای نظیر مخابرات، هواشناسی و شناخت موقعیت‌های جغرافیایی، برداشته شده است.

وی ادامه داد: ما می‌توانیم از این سامانه فضایی که برای پرتاب موشک از آن استفاده می‌شود، علاوه بر منفعت اقتصادی برای کشور به سایر کشورها نیز خدمات ارایه کنیم.

این‌مقام اظهار داشت: دست یافتن به فناوری فضایی، مانند فناوری هسته‌ای و نانوتکنولوژی علاوه بر این که جنبه اقتصادی دارد، بلکه جایگاه علمی ایران را در سطح جهان ارتقا داده است.

وی با اشاره به اینکه پرتاب ماهواره به وسیله خودمان دارای اهمیت بسیاری است، توضیح داد: برخی کشورها سکوی پرتاب دارند، اما خود قادر به پرتاب موشک نیستند.

وی در پایان تاکیدکرد: مااین سامانه فضایی را خود طراحی و با استفاده از فناوری موجود دنیا آن را بومی‌سازی کرده‌ایم.

دانشمندان ایرانی توان خود را در رشته‌های مختلف علمی یکی پس از دیگری به نمایش می‌گذارند و تازه‌ترین دستاورد، یعنی وارد شدن ایران به جرگه کشورهایی که می‌توانند فضا را درنوردند، جایگاه علمی کشور را به "فضا" می‌برد.

  گزارش از: بهار امیری

" کاوشگر یک " چشم ایرانی‌ها روی کشورشان

با بهره‌برداری از نخستین سامانه فضایی بومی متشکل ازبالا برنده، ماهواره امید و ایستگاه‌های مربوطه که دوشنبه این هفته صورت گرفت، ایران به باشگاه کم عضو فضایی جهان ملحق شد.

این سامانه همراه با فن‌آوری ساخت و پرتاب ماهواره، به ایران امکان آنرا می‌دهد تا دانش فضایی را برای پوشش و نظارت بر سرزمین خود در ابعاد مختلف چون ارتباطات ، زمین شناسی ، نظارت بر تحولات آب و هوایی، نگهبانی از جنگل -ها و پایش میزان گرمای زمین در اختیار بگیرد. موقعیت جغرافیایی‌ایران وقرارگرفتن آن دریک گستره‌جغرافیایی با گوناگونی- ها، این‌کشور را نیازمندآن ساخته‌است تابرای پوشش کشورازماهواره کمک بگیرد. موفقیت ایران درآزمایش نخستین سامانه فضایی، به آن این امکان را می‌دهد تا در آینده به عنوان یک تولیدکننده بالابرها و پرتاب‌کننده ماهواره، سهمی از بازار پرپولی را که اینک در اختیار تعداد اندکی از کشورها از جمله آمریکا، روسیه، فرانسه، چین و هند قرار دارد، ازآن خود کند و لذا می‌توان حدس زد که رقبا بیکار ننشینند و جوسازی‌های خود را علیه تهران با پوششی سیاسی ، تشدید کنند.

" کاوشگر یک " موشک ایرانی که قادر به پرتاب ماهواره است و نیز "امید" ماهواره دردست ساخت ایران که در آینده نزدیک به مدار زمین فرستاده می‌شود، ویژگی‌های علمی متعددی دارند که در تطبیق آنها با مشخصات بالابرنده‌ها در نشریات علمی از جمله "جینز دیفنس" و ماهنامه علمی "هوانوردی " چاپ آمریکا می توان هر دوی آنها را در ردیف نمونه‌های تجاری قرار داد.

راکت کاوشی که ایران این هفته آنرا با موفقیت آزمایش کرد ، از جمله مقدمات اولیه پرتاب ماهواره به مدار است و توسط این راکت‌ها شناسایی محیط پروازی ماهواره‌ها قبل از پرتاب انجام می‌پذیرد.

به‌گفته"محمود احمدی‌نژاد " رییس جمهوری، ایران سامانه پرتاب و ایستگاه -های رهگیری و کنترل و ارتباط با ماهواره را به‌طورکامل درداخل کشور طراحی و ساخته است .

در دانشگاهها و پژوهشکده‌های ایران در سالهای اخیر رشته‌های تحصیلی جدیدی در زمینه علوم فضایی دایر شده است و این مراکز فارغ التحصیلانی داشته‌اند که‌اینک بدنه علمی هیات‌های تحقیقاتی وعلمی کشور را در امور فضایی می‌سازند.

"ابراهیم محمودزاده" مدیر گروه سازنده ماهواره امید در توصیف ویژگی‌های "کاوشگر یک" گفته است که ? ????درصد قطعات و تجهیزات سیستم فضایی ماهواره امید ساخت جمهوری اسلامی ایران است.

ایران در جنوب غرب آسیا قرار گرفته و کشوری نیمه خشک محسوب می‌شود.

کویرهای بزرگ ، جنگل‌های در معرض آسیب و کوهستان‌های سربه فلک کشیده که در دل خود معادن بسیار و متنوعی را جای داده‌اند، در کنار لرزه‌خیز بودن ایران به علاوه با سابقه‌بودن تقریبا تمامی بلایای طبیعی در آن، از جمله زمینه‌هایی‌برشمرده شده که دانشمندان ایرانی بنا دارند با دسترسی به فن‌آوری ساخت،پرتاب و ردگیری ماهواره،آنها را تحت کنترل ، نظارت ، و قابل بهره - برداری سازند.

در تاریخچه زمین لرزه‌های بزرگ جهان ، ایران متاسفانه دارای رتبه بالایی است و تقریبا هر ده سال یک زمین لرزه فوق‌العاده شدید در آن رخ داده است که زمین لرزه ? ?/??ریشتری ? ???خرداد ? ?????درشمال ایران که در عرض چند ثانیه ? ???شهر و یک هزار و ? ????روستای ایران در مساحتی به وسعت دو هزار و ????? کیلومتر را تکان داد و نزدیک به? ???هزارکشته گرفت و زمین لرزه پنجم دیماه ? ?????در منطقه بم که جنوب شرق ایران را با شدت ? ?/??درجه ریشتر تکان داد و آنهم نزدیک به ? ???هزار قربانی گرفت، هنوز در یاد جهانیان هست .

پیشرفت هاى پدید آمده در مسیر کشفیات، در سده گذشته، افق هاى تازه اى را براى درک منشا و خاستگاه کیهان به روى ما گشوده است، لکن هنوز راز و رمزهاى بزرگى باقى است و سالیانى خواهد گذشت تا ستاره شناسان این رموز را کشف کنند.
ممکن است از یاد برده باشیم که در حدود یک قرن پیش، هیچ کس سیاره  پلوتو را مشاهده نکرده بود و همین طور ستاره شناسان معتقد بودند که جهان هستى محدود به سر حدات ناحیه درخشانى به  نام راه شیرى است.این تصویر از عالم در حالى که ما به قرن ?? پا گذاشته ایم به مراتب پیچیده تر شده است. نظریه نسبیت عام که توسط آلبرت اینشتین ارائه شده است توضیح مى دهد که چگونه گرانش موجب خمیدگى فضا- زمان مى شود و بدین وسیله بیان مى دارد که هر جرم مانند توپ بولینگى که بر روى یک تشک قرار دارد، فرورفتگى اندکى را در سیستم فضا - زمان ایجاد مى کند. در هر حال اینشتین به اشتباه معتقد بود که عالم بدون تغییر است. براى این که نظر خود را در معادلاتش لحاظ کند یک ساختار جدید ریاضى را فرض کرد (ثابت کیهان شناختى)، که این مورد تامین کننده یک نیروى دافعه است که از سقوط عالم در اثر نیروى گرانش خود پیشگیرى مى کند.
ریاضیدان گمنامى به نام الکساندر فریدمن که اهل روسیه بود دریافت که ایده هاى اینشتین در رابطه با گرانش مى تواند بیانگر تفسیرى کاملاً متفاوت باشد، یعنى عالم هستى به جاى آن که پایدارى و ثبات داشته باشد به  سوى انبساط و گسترش پیش مى رود.کیهان شناسى بلژیکى به  نام جورج لومتر که یک کشیش کاتولیک بود، نیز از فرضیه جهان در حال انبساط جانبدارى مى کرد.وى در سال ???? بیان کرد که انتقال مشهور دوپلر در نورى که از سحابى ها (که البته امروزه آن سحابى ها را کهکشان مى نامیم) به ما مى رسد و به سوى طول موج هاى بلندتر میل مى کند بیانگر این نکته است که سحابى ها از زمین دور مى شوند. بدین ترتیب نشان داد که عالم در حال انبساط است.لومتر فرضیه اى را بنیان نهاد که بر طبق آن عالم هستى، از اندازه اى کوچک آغاز شده و تا رسیدن به مقیاس ایده آل خود به پیش مى رود. البته اینشتین این فرضیه را تایید نکرد.در هرحال در سال ???? ادوین هابل با بهره گیرى از میزان درخشندگى ستارگان متغیر، موفق به ایجاد معیارى براى محاسبه فاصله کهکشان ها شد.
هابل دریافت که هرچه یک کهکشان از زمین دورتر باشد، با سرعت بیشترى از ما فاصله مى گیرد.امروزه معتقدیم که انبساط مذکور، در حقیقت انبساط و گسترش فضا است و نه حرکت کهکشان ها در فضا. (مفهومى که هابل هیچ گاه آن را به طور کامل نپذیرفت)در سال ???? جورج گاموف و رالف آلفر با بهره گیرى از ایده لومتر و همچنین مشاهدات هابل، نظریه «انفجار بزرگ» خود را ارائه کردند.آنها مدعى شدند که انفجار کیهانى، موجب تشکیل ماده اولیه اى شده است که بى نهایت داغ بوده و در ضمن حاوى نوترون ها و پس مانده هاى حاصل از انهدام آنها بوده است.این ایده عجیب یک پیش بینى قابل آزمایش را در خود نهفته داشت که براى سالیانى از نظر دور مانده بود:«باقى مانده سرد مهبانگ در قالب تابش ریزموج از زمین قابل آشکارسازى است.» در سال ???? و ???? رابرت ویلسون و آرنو پنزیاس، دانشمندان لابراتوار اى تى  اند  تى بل از یک رادیو تلسکوپ که براى دریافت اطلاعات از نخستین ماهواره ارتباطاتى طراحى شده بود، استفاده کردند تا علائم مربوط به تابش فراگیر ریزموج را آشکار سازند.
وجود این پارازیت ، کاملاً مستقل از جهت قرارگرفتن آنتن بود. آن دو مجدداً تلسکوپ را تنظیم و آن را تمیز کردند اما سیگنال مذکور همچنان وجود داشت.
این پارازیت رادیویى صرفنظر از این که پنزیاس و ویلسون تلسکوپ خود را به سوى خورشید و یا کهکشان راه شیرى نشانه بروند به شکل سابق خود باقى مى ماند و این مورد بیانگر این مطلب بود که تابش موردنظر، منشاء خورشیدى و یا کهکشانى ندارد. پنزیاس و ویلسون به زودى دریافتند که این پارازیت همان تابش مایکروویو است که گامو و آلفر پیش بینى کرده بودند.
با توجه به موارد فوق، دیگر انفجار بزرگ مطلبى دور از ذهن نبود.در هرحال نظریه انفجار بزرگ مانند تمامى نظریه هاى عظیم قرون گذشته و احتمالاً تمام نظریه هاى بزرگى که در آینده ارائه خواهند شد، بیش از آن که به ابهامات پاسخ روشنى بدهد، سئوالات تازه اى را بر سر راه دانشمندان قرار داد.
در سال ???? گروه هاى جداگانه اى از ستاره شناسان که سرپرستى آنها برعهده برایان اشمیت (از رصدخانه هاى سایدینگ اسپرینگ و مونت استروملو، واقع در وسترن کریک استرالیا) و سول پرلماتر (آزمایشگاه ملى لورنس واقع در برکلى _ کالیفرنیا) بود به ثبت درخشندگى ابرنواخترهاى دوردست پرداختند تا میزان کندشدن انبساط عالم را محاسبه کنند.هر دو گروه به یافته هایى نائل شدند که هر جزء آن به نوبه خود به اندازه یافته هاى پنزیاس و ویلسون، در رابطه با ریزموج پس زمینه کیهانى غیرمنتظره بود.«کهکشان هاى دوردست که دربردارنده ابرنواختر هستند با سرعتى که با گذشت زمان کاهش پیدا کند از ما دور نمى شوند، بلکه این کهکشان ها با شتاب از ما دور مى شوند.»این کشف مانند تمامى پیشرفت هاى غیرمنتظره علمى که در گذشته روى داده است، مجموعه اى از سئوالات را در رابطه با موضوع مورد بحث پدید آورد. معماهایى که در ذیل مورد بحث قرار خواهند گرفت نشانى از دستاوردهاى سترگ قرن گذشته است و در عین حال ما را آگاه مى سازد که هنوز راه درازى در پیش داریم.

 جهان هستى در چند بعد خلاصه مى شود
فى الواقع به جز در نمایش هاى شعبده بازى هیچ کس یک خرگوش را از یک کلاه خالى بیرون نمى آورد،  براى ما که در جهانى سه بعدى زندگى مى کنیم. مگر نه؟ ولى شاید هم این طور نباشد. فیزیکدان ها به طور سنتى عالم هستى را با بهره گیرى از چهار بعد ترسیم و تفسیر مى کنند: سه بعد فضایى  آشنا و دیگرى بعد زمان.مدل مذکور به ما کمک مى کند تا براى همه چیز توضیح و تفسیرى داشته باشیم، از خمیدگى نور ستارگان در هنگام عبور از کنار خورشید گرفته تا شکل گیرى سیاهچاله ها. اکنون فیزیکدانان به این مطلب مى اندیشند که احتمالاً باید چند بعد فضایى دیگر را به سیستم کنونى بیفزایند.مسئله سلسله مراتب موجبات تحریک فیزیکدانان را فراهم مى سازد. به بیان ساده تر آنان نمى دانند که چرا نیروى جاذبه گرانشى به شدت از سه نیروى بنیادین دیگر یعنى الکترومغناطیس، نیروى قوى و نیروى ضعیف، ضعیف تر است. دو فیزیکدان به نام هاى لیزا راندال از موسسه  فناورى ماساچوست در کمبریج و رامان ساندرام از دانشگاه جان هاپکینز در بالتیمور (مریلند) تفسیرى ارائه کرده اند که بر طبق آن بعد دیگرى به ابعاد کنونى اضافه مى شود.در مدلى که آن دو ارائه دادند ما در دنیاى چهار بعدى زندگى مى کنیم و ذرات گراویتون که حامل نیروى گرانشى هستند، در بعدى دیگر واقع اند.اختلافى کوچک در بعد پنجم، میان این دو جهان، موجب کاهش چشمگیر نیروى گرانشى مى شود.نظریه پردازان تئورى ریسمان حتى از این هم فراتر مى روند. آنها چهار نیروى بنیادین فیزیک را در یک مدل یازده بعدى یکپارچه مى سازند، که در آن، حلقه هاى بسیار کوچک و قطعات ریسمانى، بنیادى ترین ذرات هستند.اما حتى خوش بین ترین نظریه پردازان تئورى ریسمان نیز تردید دارند که در آینده نزدیک بتوانند این ریسمان ها را مشاهده کنند.نظریه مذکور پیش بینى مى کند که این ریسمان ها ??? میلیون میلیارد برابر کوچکتر از ریزترین ذرات زیراتمى هستند. (منظور ذراتى است که توسط نیرومندترین شتاب دهنده هاى ذرات ایجاد شده اند.)اما در این بین شواهد دال بر بعد پنجم مى تواند بسیار زودتر به دست ما برسد. راندال و ساندرام پیش بینى مى کنند که شتابدهنده بزرگ هادرون، واقع در جنوا که قرار است در سال ???? شروع به کار کند مى تواند انرژى کافى را براى نفوذ یک گراویتون به دنیاى ما فراهم سازد

 جهان چگونه شکل گرفت
میان کیهان شناسان بر سر زمان شکل گیرى عالم قابل رویت، این اجماع وجود دارد که جهانى که ما مى توانیم ببینیم، زائیده رویدادى است که بین ?? تا ?? میلیارد سال پیش اتفاق افتاده است.در مدت یک میکرو ثانیه پس از واقعه مذکور، عالم آشامه اى (سوپى) بى اندازه داغ بوده که حاوى کوارک ها و دیگر ذرات عجیب بوده است.
در همان اثنا که این سوپ داغ در حال خنک تر شدن بود، کوارک ها متراکم شدند و موجبات تشکیل پروتون ها و نوترون ها و همین طور ذراتى از این دست منجمله هادرون ها و مزون ها را فراهم کردند.هنگامى که جهان هستى در زمانى معادل یک ثانیه به بلوغى خاص رسیده بود، دیگر به جز نوترون ها، پروتون ها، فوتون ها، الکترون ها و نوترینوها چیز دیگرى وجود نداشت.مجموعه اى از واکنش هاى هسته اى در دویست ثانیه بعدى، موجبات تشکیل هسته سه عنصر اولیه را که کوچکترین عناصر هستند فراهم ساخت.
امواج صوتى حاصل از پژواک مهبانگ که در شرف محو شدن بود در درون سیال بى اندازه داغ و چگال جهان، که هنوز در نخستین دوره رشد خود بود، مانند موج درون یک دریاچه انتشار مى یافت.یک گروه متراکم از الکترون هاى آزاد با بار منفى که توسط پروتون ها (که بار مثبت دارند) کشیده مى شدند، با جزر و مد این سیال همراه مى شدند، در این مسیر فوتون ها در برخورد با ذرات باردار مذکور، جمع آورى و محصور مى شوند.در آن هنگام که جهان سیصد و هشتاد هزار سالگى خویش را پشت سر گذاشته بود به اندازه کافى سرد شده بود که اتم ها براى شکل گیرى مجال پیدا کنند.این اتفاق موجب شد که فوتون هاى محصور، آزاد شوند و آنگاه روشنایى جهانى هستى را فرا گرفت.فوتون هاى رها شده حامل اطلاعات در رابطه با نوسانات چگالى و دما در عالم نوپا در قالب الگویى از تغییرات درخشندگى بودند.
ستاره شناسان به این تابش باستانى که از دوران هاى نخستین  حیات عالم بر جاى مانده است (که البته نخستین بار توسط پنزیاس و ویلسون مشاهده گردید)، عبارت ریزموج پس زمینه اى کیهانى اطلاق مى کنند.
هنگامى که ستاره شناسان تلسکوپ هاى ریزموج مانند کاوشگر پس زمینه کیهانى و یا جایگزین آن (کاوشگر ناهمسانگردى موج) به نام ویلکینسون را به جهت خاصى نشانه رفتند و آنگاه دماى کهموج زمینه اى کیهانى را محاسبه کردند، تابشى را مشاهده کردند که دمایى در حدود ?/? درجه سیلسیوس بالاتر از صفر مطلق داشت (یا به عبارتى ?/? درجه کلوین).هنگامى که جهت مخالف را بررسى کردند مجدداً ?/? درجه کلوین را به دست آوردند. البته نوساناتى هم وجود داشت که ناچیز بود و در حالت بیشنیه به حدود یک واحد در صدهزار مى رسد.هر انفجارى که موجبات یکنواختى کنونى عالم را فراهم آورده باشد کیهان شناسان را شیفته خود مى کند. حالتى که در آن گویى تمامى اجزاى عالم نوپا به یکدیگر مرتبط و متصل بوده است.حال سئوال اینجاست که چنین امرى چگونه امکان پذیر است؟آلن گات (???? م) در حالى که در اواخر دهه ?? میلادى بر روى مسئله فوق در حال تفکر و بررسى بود به درک حیرت انگیزى نائل شد که چنین بود: چه مى شد اگر جهانى که امروز براى ما رویت پذیر است به شکل حباب بسیار کوچک و در عین حال فوق العاده یکنواختى پدیدار شده باشد و به ناگاه با چنان سرعتى منبسط شده که فرصتى براى تغییر و دگرگونى نیافته است.
نظریه تورم گات نه تنها یکنواختى موجود در تابش زمینه کیهانى به میزان یک واحد از صد هزار را توضیح مى دهد بلکه این فرض را مطرح مى کند که وضعیت توده اى مورد نظر خود برخاسته از نوسانات کوانتومى واقع شده در طول مدت تورم است.
کیهان شناسان بر این امر توافق دارند که نوسانات بسیار کوچک در عالم نوپا به وسیله نیروى گرانشى تقویت شده است تا توده هاى بزرگى را که امروزه مشاهده مى کنیم تشکیل بدهد، البته هنوز لازم است که تمامى جزئیات مورد بررسى و تحلیل قرار گیرد.
در ضمن نظریه گات پیش بینى قابل آزمایشى را بیان مى دارد که چنین است: جهانى که به صورت حبابى متورم شده است، در اصطلاح کیهان شناختى تخت به نظر مى رسد. تخت به این معنى است که در یک فضاى تخت هرگز دو خط موازى یکدیگر را قطع نمى کنند حتى اگر آن دو تمامى عالم را بپیمایند. در سال هاى اخیر ستاره شناسان با محاسبه اندازه هاى زاویه اى تغییرات تابش زمینه کیهانى که البته بسیار کم است، بارها (و اکنون در موسسه فناورى ماساچوست) پیش بینى گات را مورد آزمایش قرار داده اند.در هر بار آزمایش، آنان، به نتیجه اى به جز تخت بودن عالم هستى دست نیافتند. مارتین وایت اخترفیزیکدان دانشگاه برکلى (کالیفرنیا) مى گوید: مورد مذکور ساده ترین راه حلى است که مى توان براى معادله اینشتین ارائه کرد لکن مى تواند جهان را به طور دقیقى توضیح دهد.هیچکس بر این امر وقوف کامل ندارد که چه چیزى موجبات پیشروى این تورم را فراهم کرده است.فیزیکدان ها لیست طویلى از مدل ها را براى عالم در حال انبساط پیشنهاد کرده اند ولى اغلب این راه حل ها پایه و اساس کاملاً فیزیکى ندارند و براى سهولت کار از یک سرى ملاحظات و حذفیات ریاضى نیز در آنها استفاده شده است.
ادوارد راکى کولب، اخترفیزیکدان شتابدهنده فرمى مى گوید: «پس از بررسى تمامى تئورى هاى موجود درباره مبحث تورم و انبساط عالم به این نتیجه مى رسیم که هنوز نظریه اى کامل در این مورد در اختیار نداریم

 دلیل انباشتگى ماده در عالم چیست؟
اگر جهان کاملاً متقارن مى بود هیچ سیاره، ذره و یا بشرى وجود نمى داشت، زیرا در چنین حالتى،  عالم هستى دقیقاً به یک میزان توسط ذره ها و پادذره ها آکنده مى گشت و آن گاه ذره ها و پادذره ها به سرعت منهدم مى شدند و حاصل آن انتشار پرتو گاما مى بود. چنین جهانى مملو از تشعشعات و فاقد هرگونه اتم مى بود.
در هر حال، هیچ پادماده اى واقعاً در جهان حضور ندارد که البته توضیح چنین مطلبى براى نظریه پردازان مشکل است.
انبساط و تورمى که مدنظر گات است (و پیشتر به آن اشاره شد) مى بایست تامین کننده مقادیر یکسانى از ماده و پادماده باشد.
البته اگر مقدار ماده و پادماده دقیقاً به یک میزان مى بود و موجب انهدام طرف مقابل مى شد آن گاه دیگر نظریه پردازى وجود نمى داشت تا این فرضیه ها را ابراز نماید.
اکنون این سئوال پیش مى آید که ماده چگونه توانسته از انهدام، جان سالم به در برد؟ این احتمال وجود دارد که پاد ماده هنوز در جهان باقى باشد لکن مقیم نقطه اى از عالم است که آنقدر از ما دور است که نمى توان آن را مشاهده کرد. جاناتان فنگ فیزیکدان دانشگاه کالیفرنیا (ارواین) اشاره مى  کند که: «مى توان تصور کرد در جایى دیگر مواردى مانند پاد بشر و پاد کهکشان هایى وجود داشته باشد لکن این موضوع پیامدها و نتایجى در برخواهد داشت که هنوز قابل درک نیست.»
احتمال دوم این است که ما فرض کنیم عالم کاملاً متقارن است اما همین جهان متقارن پس از روى دادن انفجار بزرگ (مهبانگ) از اتفاقى به نام «فاجعه انهدام» احتراز کرده باشد و مى توان براى استدلال چنین بیان کرد که علت این امر تمایل (اندک) قوانین فیزیک به سمت ماده است.
.همین اندک رجحان موجود، موجب خلق مقدار اندکى ماده اضافى شده است و جهانى که امروز مى بینیم توسط همان بقایا ایجاد شده است.
در اواسط دهه ???? جیمز کرونین و وال فیچ دو فیزیکدان آمریکایى در آزمایشات خود به نتایجى دست یافتند که همکارانشان را حیرت زده کرد. آنان در آزمایشات خود نشان دادند که در ?/? درصد از مواردى که منجر به انهدام ذرات بنیادى خاصى مى شود، تقارن مورد انتظار رعایت نمى شود. پس از این آزمایش، کیهان شناسان بلافاصله این مطلب را مطرح کردند که احتمالاً نتایج به دست آمده از آزمایشات فوق مى تواند توجیهى براى وجود ماده در عالم باشد، لکن هنوز تا نیل به نتیجه قطعى راه درازى در پیش است.

 نحوه شکل گیرى کهکشان ها چگونه بوده است؟
وایت مى گوید: «ما توصیفى مصور و تصویرگونه از نحوه شکل گیرى کهکشان  ها در دست داریم که وضعیتى کلى را براى ما نمایان مى سازد لکن این مورد از استحکام لازم برخوردار نیست.»
توده هاى ماده در عالم نوپا از کجا آمده و چگونه این توده  ها در دوران هاى بعدى به وسیله نیروى گرانشى تقویت شده و به کهکشان  ها تبدیل شده اند ؟ کیهان شناسان قادر به پاسخگویى به این قبیل پرسش ها نیستند اما بر سر این مطلب توافق دارند که توده هاى ماده اى که در سرتاسر عالم نوپا پراکنده شده بودند در اثر گرانش حاصل از وجود خود، فرو ریخته اند و در همین حین پروتون ها و نوترون ها (که مجموعاً باریون نامیده مى شوند) را در پى خود مى کشند و موجب بالا رفتن دماى آنها مى شوند.
باریون هاى پرسرعت با یکدیگر برخورد کرده و انرژى از دست دادند. آن گاه (مانند سنگى در چشمه) در چشمه هاى گرانشى ته نشین گشتند.»
با توجه به موارد فوق، اگرچه مدل   هاى سه بعدى کهکشانى، مدل حبابى عالم را به طریقى کلى مورد تایید قرار مى دهد لکن جزئیات مربوط به آن بسیار دشوار است و درک آن به آسانى قابل درک نیست.
اکنون سئوالى پیش روى ما قرار دارد مبنى بر اینکه آیا برخورد کهکشان هاى مارپیچى موجب ایجاد کهکشان   هاى بیضوى مى شود؟
اگر پاسخ ما به این پرسش مثبت باشد، مسئله دیگرى که وجود دارد این است که چرا این دو نوع کهکشان رد پاى متفاوتى از خود بر جاى مى گذارند؟
به این دلیل که انجام محاسبات براى تعیین فواصل کهکشانى مستلزم صرف زمان زیادى است، پیشرفت هاى صورت گرفته در مسیر حل پرسش هاى فوق به کندى انجام شده است، لکن فعالیت هاى مداومى در این راستا انجام پذیرفته است. گروهى انگلیسى _ استرالیایى که مسئولیت تحقیق درباره قرمزگرایى کهکشان df2 را بر عهده دارند، فاصله بیش از دویست و بیست هزار کهکشان را به دست آورده اند و گروهى به نام SDSS نیز انتظار دارند که تا پایان سال ???? میلادى که کاوش مذکور به مرحله مطلوبى برسد نقشه اى سه بعدى از حدود یک میلیون کهکشان را تهیه کنند. لازم به ذکر است که گروه SDSS تاکنون فواصل بیش از دویست هزار کهکشان را محاسبه کرده اند.
دیوید وینبرگ اخترفیزیکدان دانشگاه ایالتى اوهایو مى گوید: «فى الواقع، داده   هاى مذکور مى بایست در یافتن روزنى به سوى پاسخ این پرسش که کهکشان ها چگونه پدید آمده اند به ما کمک شایانى بکند

 ماده تاریک سرد چیست؟
مى دانیم که مجموع ستارگان و کهکشان ها جرمى کمتر از ?/? درصد از کل جرم موجود در عالم را تشکیل مى دهند و حتى اگر ابرهاى نامرئى تشکیل شده از اتم ها را (که برخى عقیده دارند در نقاط دوردست عالم شناور هستند) به این مقدار بیفزاییم، میزان فوق از ??  درصد تجاوز نمى کند.
مابقى آن متشکل از ماده تاریک سرد و انرژى تاریک است.اگرچه ستاره شناسان قادر به مشاهده مستقیم ماده تاریک نیستند، لکن بر این عقیده اند که میزان آن به حدود ?? درصد ماده موجود در عالم مى رسد. استدلال آنها در این مورد بر پایه بررسى هایى است که بر روى نحوه کشیده شدن ستارگان به وسیله ماده تاریک و همین طور پدیده خمش نور است. ماده تاریک سرد در طول خلاء موجود در کیهان، به صورت یک رشته مجتمع شده اند که طولى در حدود چند صد میلیارد سال نورى را در برمى گیرد.
چنین تصویرى به این مورد اشاره مى کند که ماده تاریک، حرکتى کند دارد و به همین دلیل از دماى پایینى برخوردار است.
اگر ماده تاریک، گرم و پرسرعت مى بود، در زمان   هاى بسیار دور موجب محو شدن جرم جهان مى شد و همین امر از شکل گیرى کهکشان ها جلوگیرى مى کرد. در ضمن واکنش ذرات ماده تاریک سرد با مواد معمول، مى بایست بسیار ضعیف باشد (البته اگر نخواهیم وقوع این امر را به طور کامل نفى کنیم). در غیر این صورت هاله   هاى کروى شکل ماده تاریک که راه شیرى و سایر کهکشان ها را احاطه کرده اند مسطح مى شدند و به شکل صفحات کهکشان مانندى در مى آمدند. اگر ذرات ماده تاریک تنها با مواد عادى واکنش مى دادند (که فى الواقع همین طور است) آشکار نمودن آنها آسان مى بود.
اما این واکنش ها به قدرى ضعیف هستند که آشکار کردن آنها براى ما امکان ندارد.علاوه بر این، براى بیشتر این ذرات زمانى طولانى تر از عمر عالم هستى لازم است تا اولین برخورد خویش را تجربه کنند.فیزیکدان ها در حال بررسى دو راهکار هستند تا به ماهیت این ذرات ناشناخته پى ببرند.یکى از این راهکارها، بررسى این مورد در مقیاس وسیع است و چنین بیان مى شود که انهدام ذرات ماده تاریک و پادذره هاى آنها در مرکز کهکشان راه شیرى و یا در هسته خورشید لزوماً،  مى بایست موجب تشکیل نوترینو بشود. در چنین وضعیتى که نوترینوها به طور ضعیفى با مواد وارد واکنش مى شوند، مى بایست گاه و بیگاه یکى از این ذرات بنیادى با یک مولکول آب برخورد کند و تشعشعى از نور را آزاد کند.
فیزیکدان ها به این امید که یکى از این پرتوها را آشکار نمایند، در حال تبدیل دریاى مدیترانه، دریاى آدریاتیک (این دریا بخشى از دریاى مدیترانه است که توسط کشورهاى ایتالیا، کرواسى، اسلونى، بوسنى و مونته نگرو احاطه شده است) و کانون یخى قطب جنوب به یک رصدخانه عظیم و پهناور براى آشکارسازى نوترینوها هستند و این کار را با قرار دادن رشته هاى طویلى در زیر آب و یخ (البته رشته هاى حساس به نور) انجام مى دهند.
ایده دیگر در این رابطه بررسى جزیى اما دقیق است. براى مطالعه جزء به جزء این مطلب دو حسگر به نام هاى  در حال فعالیت هستند که اولى در دانشگاه استنفورد ساخته شده و در اتاقى حدود ده متر زیرزمین قرار دارد و دیگرى که در اواخر سال ???? شروع به کار کرده در یک معدن آهن در مینه سوتا و در حدود ??? مترى سطح زمین قرار گرفته است.در سال ???? میلادى گروهى از محققان ایتالیایى که سرگرم انجام DAMA پروژه اى در رابطه با ماده تاریک) بودند، ادعا کردند که ماده تاریک را یافته اند.
اما نتایج مذکور به سرعت و به طور گسترده دچار بى اعتبارى شد زیرا پژوهشگران دیگر موفق به تایید این یافته  ها نشدند و در نتیجه نتوانستند ادعاى گروه مذکور را تایید کنند.در همین اثنا آزمایشات دیگرى در ایالات متحده، ایتالیا، آلمان و ژاپن انجام پذیرفت اما هیچ کدام موفق به یافتن شواهدى که خالى از ابهام باشد و در عین حال به شواهدى مبنى بر وجود ذرات ماده تاریک (که تصور مى شد بسیار فراوان باشند) دلالت نماید، نشدند.

 آیا تمامى باریون ها در درون کهکشان ها شکل گرفته اند؟
تنها ده درصد از ماده نرمال و معمول موجود در عالم (منظور مواد باریونیک است که از پروتون ها، نوترون ها و الکترون ها تشکیل شده اند) در داخل ستارگان قرار دارند.ستاره شناسان درصدد هستند تا باریون هاى بیشترى را در کوازارها بیابند، کوازارها اجرام درخشانى هستند که در فواصل دوردستى از زمین قرار دارند و نیرو محرکه شان توسط سیاهچاله ها تامین مى شود.
اگر نور کوازار در راه خود به سوى زمین از میان باریون هاى گازى عبور کند، اتم هاى موجود در گاز، اثر خود را در قالب خطوط جذبى بر طیف کوازار باقى خواهند گذاشت.لکن مسئله اینجاست که ستاره شناسان تنها کسر کوچکى از آنچه که انتظارش را مى داشتند، یافتند و اکنون این سئوال مطرح مى شود که باریون ها کجا رفته اند؟ بیشتر اخترفیزیکدان ها بر این عقیده اند که باریون هاى مذکور جایى نرفته اند و هنوز در فضا غوطه ور هستند، لکن از میلیاردها سال قبل که ابرهاى گازى شکل گرفته  اند، باریون ها با یکدیگر برخورد کرده و انرژى آزاد کرده اند و به واسطه این انرژى دماى گازها را تا حدود یک میلیون درجه سانتى گراد افزایش داده اند. جرى آستریکر اخترفیزیکدان دانشگاه پرینستون مى گوید: «گاز در این محدوده هاى دمایى جذب و نشر کاملى ندارد و این یک تصادف نامیمون است.» دیوید وینبرگ و همکارانش در سال ???? به مدت یک هفته از رصدخانه پرتوایکس چاندرا استفاده نمودند تا گواهى دال بر وجود گاز در هاله هایى از ماده تاریک که کهکشان ها را احاطه کرده اند، بیابند.
وینبرگ ?? درصد مطمئن است که ردپاى گاز را در داده   هاى مربوط به جذب پرتوایکس مشاهده کرده است اما مى گوید که وى براى حصول اطمینان کامل نیازمند زمان بیشترى بوده است. البته او اقرار مى کند که: «اختصاص چنین زمانى براى یک رصد خاص که ممکن است هیچ نتیجه اى در بر نداشته باشد مدت زیادى به حساب مى آید. اما این مسیر مى توانست بهترین راه براى دریافتن این مطلب باشد که امروزه باریون  ها کجا هستند.»مورد مذکور یکى از موارد اساسى در مسیر ارائه تصویرى روشن از کیهان است.

 انرژى تاریک چیست؟
براى تامین نیرو محرکه لازم براى حفظ شتاب کنونى عالم، مى بایست تا ?? درصد از کل چگالى عالم توسط انرژى تاریک اشتغال شده باشد.بزرگ ترین مشکل که بر سر راه این ایده وجود دارد این است که هیچکس نظرى درباره ماهیت انرژى تاریک ندارد.
مایکل ترنر از دانشگاه شیکاگو مى گوید: «آنچه ما تاکنون توانسته ایم انجام دهیم تنها نامگذارى این انرژى بوده است.» این انرژى مى تواند بى ارتباط با جهان باشد (به طور مثال خود خلأ) و یا تاثیرات ابعاد فضایى پنهان داشته باشد.»
اما حداقل ستاره شناسان مى دانند که این انرژى چه مى کند.پرل ماتر مى گوید: «انرژى مذکور مانند انرژى پادگرانى حالت دافعه دارد اما اینطور نیست که با ویژگى ذاتى ذرات بى ارتباط باشد و به طور مستقیم در فضا عمل مى کند.»وضعیت ارتجاعى موجود در فضا اندکى شبیه به انبساط عالم نوپا است و تنها تفاوت در اینجاست که انرژى تاریک در این مدت طولانى تاثیرات بسیار کمترى را بر جاى گذاشته است.فیزیکدان ها در تلاشند تا با بهره گیرى از نظریه هاى فیزیکى مورد قبول دانشمندان چگالى انرژى تاریک را محاسبه کنند. اما نتایجى که به دست آورده اند با واقعیت سازگارى ندارد. تاکنون مقدار محاسبه شده در حدود ???? برابر بزرگتر از میزان مشاهده شده است. (البته برخى معتقدند که این مقدار مى تواند تا ???? هم پیش برود.)
کیهان شناسان همواره با اعداد و ارقام بزرگ سروکار داشته اند اما حتى آنها نیز از چنین اختلافى دچار نگرانى شده اند. کولب مى گوید: «تمامى این صفر ها (منظور اختلاف هاى موجود است) بیانگر این مطلب است که هنوز در فرضیه هاى ما یک مطلب اساسى از قلم افتاده است

چگالى عالم چقدر است؟
بیشتر ماده و انرژى موجود در عالم با انبساط آن تنها در اختیار مواد و نیروى گرانشى حاصل از آنها مى بود، تاکنون این نیرو موجب سقوط عالم و بازگشت آن به وضعیت نقطه اى شده بود. اما انرژى تاریک باعث گسترش عالم شده است. به تحقیق سرنوشت جهان هستى نامعلوم است زیرا دانسته هاى ما در رابطه با انرژى تاریک، ناقص و سطحى است. علت وجود شتاب در جهان در مسیر انبساط، وجود انرژى تاریک است و اگر چگالى انرژى تاریک، ثابتى جهانى باشد و یا حداقل در سرتاسر عالم میزانى مثبت را اختیار کند آن گاه پیروزى از آن انرژى تاریک خواهد بودبا توجه به موارد فوق جهان هستى با سرعتى که به صورت یکنواخت افزایش مى یابد به انبساط خود ادامه خواهد داد و بنابراین تا صد میلیارد سال آینده ما با تلسکوپ هاى امروزى تنها مى توانیم تعداد انگشت شمارى از کهکشان ها را مشاهده کنیم. اما انرژى تاریک (ثابت کیهانى مشهور اینشتین) مى تواند در واقع متغیر باشد. حتى این مقدار مى تواند منفى هم بشود که البته در این صورت جهان به سوى سقوط پیش خواهد رفت

سر مارتین ریس، اختر فیزیکدان دانشگاه کمبریج مى گوید: «حتى اگر این مقدار، اندکى از صفر کوچکتر بشود مى تواند موجبات سقوط (رمبش) عالم را فراهم کند.» امروزه هیچ تلکسوپى آنقدر برد ندارد که براى ما روشن سازد که کدام نظر صحیح است.
دورترین ابرنواخترهایى که تاکنون براى تحقیق در رابطه با چگالى انرژى تاریک مورد بررسى قرار گرفته اند، در اصطلاح کیهان شناسى، همسایه هاى دیوار به دیوار ما بوده اند.اما محققان بر روى ماهواره تحقیقاتى SNAP حساب ویژه اى باز کرده اند تا شرایط را مساعدتر سازند. تلسکوپ که به شکار ابرنواخترها اختصاص یافته است به این دلیل که مدارى بسیار بالاتر از جو تیره و تار زمین را اختیار مى کند انرژى تاریک را به میزان نیمى از راه به سوى مهبانگ نزدیک تر مى سازد و این امید را در دل دانشمندان زنده مى کند که یک بار و براى همیشه به این سئوال پاسخ دهند.هشت معمایى که در این مقاله مطرح شد، رموز اساسى کیهان شناسى به شمار مى روند و اگر بخت یار دانشمندان باشد مى توان امیدوار بود که پاسخ این پرسش تا سال ???? معین شود. اما کیهان شناسان یک چیز را به خوبى مى دانند، اینکه هر پاسخى، خود، خالق سئوالاتى تازه است

ما انسانها و هر آنچه در اطراف ماست از موجودات زنده زمین و سیارات ، خورشید و دیگر ستارگان ، همه از ماده ساخته شده‌ایم. اما با تصور وجود یک جهان دیگر که مانند تصویر آینه‌ای جهان کنونی ما باشد، چه احساسی به شما دست میدهد؟ البته وجود چنین جهانی پذیرفته نیست. با این حال جهان ذرات زیر اتمی (الکترون ، پروتون ، نوترون ، ...) چنین همتایی دارد و هر یک از این ذرات برای خود همتایی در آن جهان دارند که به اصطلاح پاد ذره آن ذرات مینامند.
 پاد ماده (ضد ماده)
ضدماده

ما انسانها و هر آنچه در اطراف ماست از موجودات زنده زمین و سیارات ، خورشید و دیگر ستارگان ، همه از ماده ساخته شده‌ایم. اما با تصور وجود یک جهان دیگر که مانند تصویر آینه‌ای جهان کنونی ما باشد، چه احساسی به شما دست میدهد؟ البته وجود چنین جهانی پذیرفته نیست. با این حال جهان ذرات زیر اتمی (الکترون ، پروتون ، نوترون ، ...) چنین همتایی دارد و هر یک از این ذرات برای خود همتایی در آن جهان دارند که به اصطلاح پاد ذره آن ذرات مینامند.

تاریخچه

دیراک فیزیکدان معروف در 1928 چنین استنباط کرد که همه مواد میتوانند در دو حالت وجود داشته باشند. وی در آغاز نظریه خود را در مورد الکترون بیان کرد و اظهار داشت که باید ذراتی به نام ضد الکترون هم وجود داشته با شد. این گفته تحقق یافت و فیزیکدان آمریکایی کارل اندرسون در 1932 ضد الکترون و یا پوزیترون را کشف کرد. پس از اکتشاف دیراک و اندرسون ، سرانجام در اکتبر 1955 اییلوگسلر ، فیزیکدان اهل ایتالیا توانست در شتابدهنده بیوترون در آزمایشگاهی در کالیفورنیا پاد پروتون و یک سال بعد 1956 پاد نوترون را آشکار کند. اما دانشمندان پارا فراتر گذاشته و در پی ساخت پاد اتم و پاد مولکول برآمدند.

مکانیزم

اینکه اصلا پاد ذرات چیستند ، چه خواصی دارند و در قیاس با همتای ماده‌ای خود چگونه رفتار میکنند، مدتی فیزیکدان را به خود مشغول کرد؟ ابتدا این تصور وجود داشت که پاد ماده در واقع تصویری از ماده در آینه است. این بدان مناست که پاذرات ، باید باری مخالف و هم اندازه و جرمی قرینه جرم تصویری خود در دنیای ماده داشته باشند. بحث بار الکتریکی کاملا پذیرفته شده بود. اما جرم منفی بسیار دشوار مینماید. ویژگی دیگر پاد ذرات ، ویژگی نابودی در صورت برخورد و تماس با پاد ماده خود است. در این انهدام مشترک هر دو نابود میشوند، و به مقدار قابل توجهی انرژی که بیشتر به صورت پرتوهای گاما ظاهر میشود، در میآیند. البته اگر این انرژی به اندازه کافی زیاد باشد، میتواند به جفت ماده و پاد ماده دیگری نیز تبدیل شود که این تصویر خوبی از تبدیل ماده و انرژی به یکدیگر و بیان فرمول معروف انیشتن است.

پاد ذرات از برخورد شدید ذرات دیگر بوجود میآیند. این وظیفه به عهده شتابدهنده‌ها است. در توضیح اینکه چرا ما بیشتر ماده را میبینیم تا ضد ماده ، در تاریخ کیهان آمده است. در مرحله دوم از هشت مرحله یا مقطع تاریخ کیهان آمده است که اولین سنگ بناهای ماده (مثلا کوارک و الکترون و پاد ذرات آنها) از برخورد پرتوها ، با یکدیگر بوجود میآیند. قسمتی از این سنگ بناها دوباره با یکدیگر برخورد میکنند و به صورت تشعشع فرو میپاشند. در لحظه های بسیار بسیار اولیه ، ذرات فوق سنگین نیز میتوانسته‌اند بوجود آمده باشند. این ذرات دارای این ویژگی هستند که هنگام فروپاشی ، ماده بیشتری نسبت ضد ماده (مثلا کوارک‌های بیشتری نسبت به آنتی کوارکها) ایجاد کنند. ذراتی که فقط در میان اولین اجزای بسیار کوچک ثانیه‌ها وجود داشتند، برای ما میراث مهمی به جا گذاردند که عبارت از فزونی ماده در برابر ضد ماده بود.

آزمایش ساده

برای تصور جسم منفی ، ماهی باهوشی را تصور کنید که به سطح آب میآید و به قعر آن نمیرود. همچنین فرض کنید حباب‌هایی از داخل بطری که در کف اقیانوس قرار دارد به سمت بالا حرکت میکنند. ماهی باهوش با مشاهده حباب‌ها شدیدا علاقمند خواهند شد به آن جرمی منفی نسبت دهد. زیرا در خلاف جهت نیروی وارد از سوی جاذبه زمین حرکت میکنند. با این تصورات ، فیزیکدانان وجود چنین حالتی را برای پاد ماده غیر تحمل میدانند.

آینده پاد ماده

نویسندگان داستان غیر علمی ، تخیلی بر این باورند که میتوان با استفاده از ماده و پاد ماده ، فضاپیماهایی را به جلو راند. یک فضاپیمای مجهز به موتور ماده - پاد ماده در کسری از مدت زمان که امروزه یک فضاپیمای مجهز به موتور هیدروژن مایع لازم دارد تا به ستارگان همسایه خورشید برسد، ما را به آن سوی مرزهای منظومه شمسی (خورشیدی) خواهد برد. سرعت این چنین فضاپیمایی در مقایسه با سرعت شاتلهای فضاهای کنونی هم ، چون سرعت یک یوزپلنگ در مقابل لاک پشت است. این فضاپیما میتواند سفر یازده ماهه جستجوگر سیاره بهرام را یک ماهه به انجام رساند. دیگر توانایی پاد ماده در ایجاد سرعتهای بسیار بالا و نزدیک به سرعت نور است. اما این بار به جای سفر در کیهان ، سفر در زمان مورد نظر است. این تصور جدید از زمان ، به ما میآموزد که میتوان با سرعت گرفتن ، نقطه خاصی از فضا- زمان را کمتر منتظر گذاشت و این همان جایی است که پاد ماده به کمک ما میشتابد.

هر ستاره دنباله دار، هسته ای متشکل از یخ و غبار (موسوم به گلوله برفی کثیف) دارد که پهنای آن حدود 20 کیلومتر (12 مایل) است. هنگامیکه این ستاره به خورشید نزدیک می گردد، هسته اش تبخیر شده و سری درخشان و دنباله ای طولانی شکل می گیرد.
 ستاره دنباله دار
هر ستاره دنباله دار، هسته ای متشکل از یخ و غبار (موسوم به گلوله برفی کثیف) دارد که پهنای آن حدود 20 کیلومتر (12 مایل) است. هنگامیکه این ستاره به خورشید نزدیک می گردد، هسته اش تبخیر شده و سری درخشان و دنباله ای طولانی شکل می گیرد.

بخش اعظم میلیاردها ستاره دنباله دار منظومه شمسی، در محدوده های دور دست آن قرار دارند، اما مدار بعضی از این ستارگان از نزدیکی خورشید عبور می کند و این امر موجب می شود تا شب هنگام در آسمان بخوبی دیده شوند.

تمام منظومه شمسی ما از جمله دنباله دارها حدود4.5 میلیون سال پیش از رمبیدن یک توده ی بزرگ ابر و گاز به وجود آمد.این توده ابتدا به آرامی می چرخید ولی هر چه رمبش ادامه پیدا کرد ،چرخش سریعتر شد و دمای آن بالا رفت.(درست مثل این که یک اسکیت باز با جمع کردن دستانش سریعتر می چرخد). این چرخش سریع از ریختن همه ی مواد به داخل هسته جلوگیری کرد.در عوض این ابر و مواد موجود در آن به شکل یک صفحه ی تخت متراکم گشت.در همین زمان دمای هسته ی این ابر بالا رفت تا آن جا که همجوشی هسته ای آغاز گشت و بدین گونه خورشید به وجود آمد. با وجود این مناطق خارجی این صفحه کاملا سرد بود .به علت کم بودن دما دانه های یخ شکل گرفتند و با تجمع آن ها توده های یخی با بزرگی چند کیلومتر شکل گرفتند،و توده های بزرگتر نیز سیاره ها را شکل دادند.

پهنای هسته یک ستاره دنباله دار فقط چند کیلومتر می باشد، اما دنباله آن بسیار طولانی است. ستاره دنباله دار عظیمی که در سال 1843 دیده شد، دارای دنباله ای بطول 330 میلیون کیلومتر (205 میلیون مایل) بود. چگالی این دنباله ها حتی از بهترین خلئی که در شرایط آزمایشگاهی در روی زمین ایجاد شده، کمتر است.

چرا ستاره های دنباله دار دنباله دارند؟

دنباله ی یک دنباله دار بارزترین مشخصه آن است. همچنانکه دنباله دار به خورشید نزدیک تر می شود دم درخشانی در امتداد آن و در جهت مخالف خورشید گسترش می یابد. در فاصله ای زیاد از خورشید هسته دنباله دار ها سرد و مواد داخل آن منجمد می باشند. با نزدیک شدن به خورشید باد های شدید خورشیدی قسمتی از هسته را تصعید می کنند که این مواد کما را تشکیل می دهند. فعل و انفعالاتی که باد های خورشیدی روی کما انجام می دهند باعث به وجود آمدن هسته می شوند. ساختار شیمیایی کما مواد تشکیل دهنده دنباله را تعیین می کند. ممکن است به نظر آید که دنباله داری دم ندارد ولی واقعا این طور نیست بلکه دنباله آن قدر شفاف است که دیده نمی شودولی دانشمندان با استفاده از فیلتر های مخصوص قادر به دیدن آن ها هستند.مثلا دم دنباله دار هیل پاب(1997)به راحتی در نور مرئی دیده می شد ولی عکس هایی که با فیلترتهییه شده بودند وجود تعدادی دنباله تشکیل شده از غبار و گاز های یونیده را نشان دادند.

انواع دنباله ها:

دو نوع دنباله وجود دارد:غبار و گاز یونیده.یک دم تشکیل شده از غبار محتوی ذراتی به بزرگی ذرات موجود دردود می باشد.این نوع دم هنگامی تشکیل می شود که یک باد خورشیدی مقداری ماده از کما جدا می کند.چون این ذرات بسیار کوچکند با کوچکترین نیرویی جابجا می شوند در نتیجه این دنباله ها مامولا پخش و خمیده اند.دنباله های گازی وقتی تشکیل می شوند که نورخورشید مقداری از مواد کما را یونیده می کند و سپس یک باد خورشیدی این مواد یونیده را از کما دور میکند.دنباله های یونی معمولا کشیده تر و باریک ترند.هر دوی این دنباله ها ممکن است تا میلیون ها کیلومتر در فضا پراکنده شوند.وقتی که دنباله دار از خورشید دور میشود دم و کما ازبین میروند و فقط مواد سرد و سخت درون هسته باقی می مانند.تحقیقات راجع به ستاره دنباله دار هیل پاب وجود نوعی دم رانشان داد که شبیه دنباله های تشکیل شده از غبار بود ولی از سدیم خنثی تشکیل شده بود.(همان طور که گفتیم مواد موجود در هسته نوی کما و دنباله را تعیین می کنند).

دنباله دار ها از کجا می آیند؟

دنباله دار ها در دو جا به طور بارز یافت می شوند :کمر بند کوییپر و ابر اورت.دنباله دار های کوتاه مدت معمولا از ناحیه ای به نام کمربند کوییپر می آیند.این کمربند فراتر از مدار نپتون قرار گرفته است.اولین جرم متعلق به کمربند کوییپر در سال 1922 کشف شد.این اجسام معمولا کوچک هستند و اندازه ی آن ها از 10 تا 100 کیلومتر تغییر می کند.طبق رصد های هابل حدود 200میلیون دنباله دار در این ناحیه وجود دارد که گمان می رود از ابتدای تشکیل منظومه ی شمسی بدون تغییر مانده اند.دنباله دار های با تناوب طولانی مدت از ناحیه ای کروی متشکل از اجرام یخ زده به نام ابر اورت سرچشمه می گیرند.این اجرام در دورترین قسمت منظومه ی شمسی قرار دارند و از آمونیاک منجمد ، متان ، سیانوژن ، یخ آب و صخره تشکیل شده اند.معمولا یک اختلال گرانشی باعث راه یافتن آن ها به داخل منظومه ی شمسی می شود.

مسیر حرکت دنباله دارها

مدار سیارات نزدیک به دایره است حال آن که مدار دنباله دار ها به شدت بیضوی است. به علت تاثیرات گرانشی دنباله دار ها در حضیض سریعتر حرکت می کنند تا در اوج.دنباله دار ها از مدت چرخششان یه دور خورشید طبقه بتدی می شوند: دنباله دار ها بامدت تناوب کوتاه و متوسط-مانند هالی با دوره تناوب 76 سال- بیشتر در بین خورشید و پلوتون به سر می برند.این دنباله دارها ابتدا در کمربند کوییپر هستند ولی نیروی گرانش یکی از سیارات به خصوص مشتری آن ها را نزدیک خورشید می راند و دوره تناوب آن ها کمتر از 200 سال است.(شومیکر-لوی 9 یکی از این دنباله دارها بود که عاقبت در مشتری سقوط کرد). دنباله دار های بلند مدت با تناوبی بیش از 200 سال که بیشتر در ابر اورت هستند. هیل پاب نمونه ای از این دنباله دار ها است که تناوبی برابر با4،000 سال دارد.

ستارگان دنباله دار بر اساس دوره تناوب مداری شان به دو دسته تقسیم میشوند:

ستارگان دارای دوره تناوب مداری بیش از 200 سال و ستارگانی که دوره تناوب مداری شان کمتر از 200 سال می باشد.

گروه اول، ستارگان با دوره تناوب طولانی و گروه دوم ستارگان با دوره تناوب مداری کوتاه هستند.

این ظن وجود دارد که ستارگان دارای دوره تناوب مداری کوتاه، زمانی در ابر اوپتیک - اورت دارای دوره تناوب طولانی بوده اند. بسیاری از ستارگان دارای دوره تناوب مداری کوتا ، در فواصل زمانی منظمی دیده شده اند که معروفترین آنها ستاره دنباله دار هالی است. ستاره دنباله دار انکی کوتاهترین دوره تناوب مداری را دارد که 5/3 سال می باشد.

ستارگان دنباله دار با هر بار گذشتن از کنار خورشید، مقداری از مواد خود را بر اثر تبخیر از دست می دهند. دنباله ستارگان دارای دوره تناوب مداری کوتاه، بسیار درخشان است، اما با هر بار گذشتن از کنار خورشید، مواد خود را از دست داده و بدین ترتیب، امکان رویت آنها کمتر می شود.

بعضی از این ستارگان قبل از متلاشی شدن فقط یک بار دیده می شوند، هر چند که طول عمر معمولی یک ستاره دنباله دار با دوره تناوب کوتاه حدود 10000 سال است. گردش بسیاری از ستارگان دنباله دار دارای دوره تناوب طولانی بدور خورشید هزاران یا حتی میلیونها سال طول می کشد. بنابر این، طول عمر این ستارگان بسیار بیشتر از نوع دیگر است.