عرفان کسرایی | دویچه وله فارسی
اخبار مربوط به تلسکوپ فضایی جیمز وب با گذشت چند هفته از پرتاب آن همچنان در صدر خبرهای مربوط به علم و فناوری است و در این مدت، مردم بسیاری در سراسر جهان، مراحل پرتاب، باز شدن تدریجی و استقرار آن در فضا را روز به روز و لحظه به لحظه دنبال کردند. اینک تمامی بخش های تلسکوپ فضایی جیمز وب طبق برنامه ریزی از هم باز شده و به تدریج طی چند ماه آینده، باید در انتظار ارسال نخستین داده های رصدی جیمز وب باشیم.
درباره مشخصات فنی و اطلاعات مربوط به تجهیزات تعبیه شده روی جیمز وب بسیار گفته اند و نوشته اند اما آنچه که کمتر به آن توجه شده شاید این پرسش باشد که تلسکوپ فضایی جیمز وب اساسا قرار است چه چیزی را رصد کند و چگونه قرار است این کار را انجام دهد. پیش از پاسخ به این پرسش لازم است یادآوری کنیم که جیمز وب، تلسکوپی عمدتا مبتنی بر آشکارسازی امواج فروسرخ است. در واقع تلسکوپ های مختلف، هر کدام بخشی از جهان هستی را برای ما آشکار می کنند که با تلسکوپ های دیگر قابل مشاهده نیست. ما با پرتوهای ایکس، گاما، فرابنفش و یا امواج رادیویی، چیزهایی را می بینیم که با نور مرئی و به عبارتی با تلسکوپ های اپتیکی قابل مشاهده نیستند. داده های حاصل از هر کدام از این تلسکوپ ها از جهات مختلفی برای کیهان شناسان و ستاره شناسان ارزشمند است. برای مثال تلسکوپ فضایی هابل، نور مرئی، فرابنفش و بخشی از امواج فروسرخ را رصد می کرد اما تلسکوپ فضایی جیمز وب، بخش هایی از کیهان را می بیند که طیف به مراتب بزرگتری از ناحیه فروسرخ یا همان مادون قرمز را در بر می گیرد. حال پرسشی که پیش می آید این است که امواج فروسرخ، چه اطلاعاتی درباره کیهان به ما می دهند و نگاه کردن با عینک امواج فروسرخ به کیهان چه سودی دارد؟
ارتش فروسرخ، میراث گرانبهای گری نویگباوئر
دهه هاست که دانشمندان به اهمیت آشکارسازی امواج فروسرخ در اعماق کیهان پی برده اند اما احتمالا کمتر کسی درباره گری نویگباوئر دانشمند آمریکایی متولد گوتینگن آلمان چیزی شنیده است. نویگباوئر که حدود هشت سال پیش در گذشت، یکی از پیشگامان نجوم فروسرخ بود که از دهه شصت میلادی به این سو، سهم بزرگی در رصد این بخش از جهان هستی ایفا کرد. پروژه هایی از جمله تی ام اس اس انقلابی در نجوم فروسرخ به وجود آوردند و حجم دانسته های ما از کیهان را به شکلی انفجاری افزایش دادند. از نقطه نظر تاریخی، مبنای فکری ساخت و پرتاب تلسکوپ فضایی جیمز وب، در تحولات نجوم فروسرخ طی دهه های شصت و هفتاد و هشتاد میلادی ریشه دارد و به بیان دیگر، در تحقیقات تیمی از پژوهشگران که در آن زمان، ارتش فروسرخ نامیده می شدند.
مشاهده طیف فروسرخ چه اهمیتی دارد؟
واقعیت این است که برخی اجرام در کیهان، اصطلاحا سردند و نور مرئی یا انرژی زیادی از خود ساطع نمی کنند. امواج نور مرئی در بسیاری از موارد بر سر راه خود با موانعی چون سحابی های متراکم و ابرها و غبارهای عظیم مواجه می شوند و از این رو برای ما قابل مشاهده نیستند. یکی از کارهایی که تلسکوپ های آشکارساز فروسرخ مانند جیمز وب انجام می دهند در واقع این است که به ما این امکان را می دهند که به درون ابرهای متراکم نگاه کنیم و ببینیم پشت این توده های متراکم سحابی و غبار، چه می گذرد. مساله بر سر این است که کوتوله های قهوه ای یا مراحل تشکیل پیش ستاره ها در اعماق یک سحابی به سختی قابل مشاهده اند. از این رو، جیمز وب، بخش های پنهانی از کیهان را برای ما قابل مشاهده می کند که اصولا قابل مشاهده نیستند.
کار دیگر تلسکوپ فروسرخ نظیر تلسکوپ فضایی جیمزوب، مشاهده دوران نوزادی کیهان است و به عبارتی شاید این طور توان گفت که در مقایسه با تلسکوپ فضایی هابل، یک گام عقب تر می رود و سرنخ هایی درباره جهانی به مراتب جوان تر، جهانی که در آن نخستین ستاره ها و کهکشان ها شکل گرفتند، در اختیار دانشمندان می گذارد. دلیل آن هم این است که جهان ما در حال انبساط است و از این رو، نور مرئی یا حتی پرتوهای فرابنفش ستارگان دوردست، در اثر پدیده ای که اصطلاحا انتقال سرخ نام دارد به سمت طول موج های بلندتر فروسرخ جابجا می شوند. به همین جهت، آشکارسازی این بخش از امواج الکترومغناطیسی، یعنی طیف فروسرخ می تواند اطلاعات بسیاری درباره ماهیت ماده تاریک، انرژی تاریک، سیاهچاله ها و روند تکامل کهکشان ها در اختیارمان بگذارد. تجهیزات نصب شده بر روی جیمز وب، بخش هایی از طیف فروسرخ که فروسرخ نزدیک و فروسرخ میانه نام دارند را دریافت می کند که به کمک آنها می توان چیزهایی را مشاهده کرد که هابل قادر به رصد آنها نبود. اگرچه تلسکوپ فضایی هابل نیز بخش هایی از طیف فروسرخ را رصد می کرد اما در مقام مقایسه، هابل می توانست اجرامی که تنها حدود چهارصد میلیون سال پس از بیگ بنگ ایجاد شده بودند را ببیند ولی جیمز وب می تواند از این نیز عقب تر برود و با استفاده از تجهیزات آشکارسازی فروسرخ، کیهانی را مشاهده کند که تنها حدود صد میلیون سال از عمر آن گذشته است. هنوز هیچکس نمی داند که کیهان دقیقا چگونه از حالتی ساده که فقط از هیدروژن و هیلیوم تشکیل شده بود به شکل پیچیده امروزی در آمده است. شاید پرسیده شود که اگر جیمز وب، یک گام از هابل عقب تر رفته و می تواند از اسرار کیهان صد میلیون ساله پرده بردارد این کار تا کجا ممکن است ادامه پیدا کند و آیا برای مثال می توان در آینده تلسکوپی ساخت که به کمک آن نه فقط کودکی و یا نوزادی جهان هستی، بلکه لحظه تولد جهان را مشاهده کرد؟ پاسخ به این پرسش متاسفانه منفی است. چرا که بین ما و بیگ بنگ، دیواری از پلاسما وجود دارد که اجازه نمی دهد از مرز سیصد و هشتاد هزار سال، عقب تر برویم و نور جهان ابتدایی و تازه متولد شده که فقط چند هزار سال عمر دارد یا حتی لحظه پیدایش جهان را مشاهده کنیم.