نگاه اجمالی
گرچه اندازه
کهکشان ما بسیار بزرگ است، ولی در ورای آن ، جهان بطور باور نکردنی گسترش دارد. در میان این فضای بزرگ ، میلیونها میلیون کهکشان وجود دارد، که برخی مانند
راه شیری ما هستند و برخی کاملا متفاوتند. درست همان طور که
خورشید ، ستاره معمولی در میان هزاران میلیون ستاره معمولی است، کهکشان ما نیز یک عضو معمولی از خانواده جهانی کهکشانها است.
کهکشان مارپیچی امراة المسلسه و مثلث ، دو عضو از خانواده محلی
کهکشانها هستند. اعضای دیگر شامل
کهکشان راه شیری ،
ابرهای ماژلان و چند کهکشان دیگر است. در حدود پانزده همسایه نزدیک راه شیری را می‌توان بوسیله
تلسکوپ دید. این خانواده محلی کهکشانها در ناحیه‌ای از جهان زندگی می‌کنند که از یک لبه تا لبه دیگر تا حدود ده میلیون
سال نوری است. اخترشناسان به چنین انبوهه‌ای از کهکشانها که در کنار هم جمع می‌شوند، خوشه کهکشان می‌گویند. آنها بزرگترین هستیهای جهان هستند.
کهکشانهای محلی
اعضای گروه محلی کهکشانها همبستگی ضعیفی بوسیله
نیروی گرانش دارند. اگر بتوان آخرین کهکشان این خوشه را پشت سر گذاشت، برای رسیدن به خوشه بزرگ بعدی ، باید فاصله‌ای در حدود پانزده میلیون سال نوری را پیمود. این مسافت بسیار زیاد خالی از اجرام آسمانی است. هر چه فاصله زیاد می‌شود، خوشه‌ها نیز کم نور تر می‌شوند.
نقشه برداری کهکشانها
خوشه‌های کهکشانها بیشتر بوسیله
تلسکوپهای اشمیت عکسبرداری شده‌اند. اگر بخواهید نقشه تقریبی یک کشور ناشناخته را تهیه کنید، بهترین کار ، مشخص کردن مکان و اندازه شهرها و دهات آن است. با این روش یک تصویر کلی بدست می‌آورید که استفاده از آن راحت تر و سریعتر از نقشه برداری دقیق تک‌تک خانه‌ها ، مغازه‌ها و ... است.
با همین شیوه اخترشناسان نیز برای دستیابی به نقشه جهان ، توجه خود را به
شهرهای بزرگ ستاره‌ای کهکشانهای غول پیکر و خوشه‌های عظیم متمرکز می‌کنند. اخترشناسان با محاسبه اندازه فاصله آنها ، امیدوارند که به چگونگی جهان پی ببرند. ولی تاکنون کاوشهای آنها به یک پاسخ قطعی نرسیده است.
ماده خوشه‌ای کهکشانها
مسئله شگفت آور خوشه‌های کهکشانها مقدار ماده موجود در آنها است. دانشمندان با مشاهده نحوه حرکت کهکشانها در میان یک خوشه ، می‌توانند مقدار ماده آن را بدست آورند. ولی نتیجه گیری آنها معمولا بیشتر از مجموع ماده قابل مشاهده در کهکشانهای معمولی یک خوشه است. با این وجود ،
تلسکوپهای پرتو ایکس مقادیر زیادی گاز داغ در خوشه‌ها یافته‌اند که بوسیله
تلسکوپهای نوری غیر قابل مشاهده است.
شاید بتوان گفت که این گازهای گسیل کننده پرتوهای ایکس ، ماده گمشده در خوشه‌های بزرگ است. گرچه چگالی آن بسیار کم و در حدود یک اتم در متر مکعب است. ولی خوشه‌ها به قدری بزرگ هستند که مجموع این گازها ، بیشتر از کهکشانها وزن دارند.
کشف فاصله کهکشانها
در سال 1912 (1291 شمسی) خانم
هنریتالیویت ، اخترشناس
رصدخانه هاروارد در آمریکا ، روش جدیدی برای تخمین فاصله اجرام دور دست کشف کرد. او با مطالعه ستارگان متغیر قیقاووسی دریافت که هرچه دوره تناوب تغییر ستاره طولانی تر باشد، درخشندگی واقعی ستاره بیشتر است. از روی میزان درخشندگی می‌توان فاصله ستاره را تخمین زد. با این کشف ، دانشمندان توانستند فاصله سحابیها را تعیین کنند.
کشف کهکشانها
در سال 1924 میلادی (1303 شمسی) انقلابی در اخترشناسی روی داد.
ادوین هابل ، اخترشناس
رصدخانه مونت ویلسون آمریکا ، کشف کرد که سحابی مارپیچی بزرگ در امراة المسلسه ، کهکشان بزرگی مانند راه شیری است و حدود دو میلیون سال نوری با ما فاصله دارد. بزودی اخترشناسان دریافتند که بیرون از کهکشان راه شیری ، کهشکانهای زیادی وجود دارند. آنها همچنین به چنین تفاوتهایی بین سحابیها و کهکشانها پی برده و به این نتیجه رسیدند که کهکشانها مانند آجرهایی هستند که ساختمان بسیار بزرگ جهان را می‌سازند و با کشف کهشکانها اخترشناسان می‌توانستند در مورد جهان و شکل آن بیشتر مطالعه کنند.
طیف کهکشانها
پنج سال بعد از کشف کهکشانها ، هابل دومین کشف بزرگ خود را انجام داد. او با مطالعه طیف کهکشانها دریافت که همه آنها در حال گریز از یکدیگر هستند. گویی جهان ، مانند بادکنکی که در آن فوت کنیم ، بزرگ و بزرگتر می‌شود. اگر طیف کهکشانهای دور دست را مطالعه کنیم، می‌بینیم که خطوط روی طیف جابجا شده‌اند. این پدیده بر مبنای
اثر دوپلر توضیح داده می‌شود. سالها قبل
کریستیان یوهان دوپلر کشف کرده بود که اگر نور از یک منبع متحرک به چشم ما برسد، در صورتی که منبع با سرعت خیلی زیاد حرکت کند ،
فرکانس یا رنگ نور تغییر می‌کند.
مشخصات هندسی کهکشانها
شکل و اندازه کهکشانها متفاوت است. بیشترشان مانند راه شیری مارپیچی هستند و برخی دیگر لیمو بیضوی هستند. تعداد اندکی نیز بی نظم هستند. انگار این کهکشانهای بدقواره به دلایلی آشفته شده‌اند. یک کهکشان ممکن است چند صد میلیون ستاره داشته باشد. کهکشانهای غول پیکر بیضوی حتی بیشتر از یک میلیارد
ستاره دارند. راه شیری از نظر تعداد ستاره ، کهکشان بزرگی است. کهکشانها بر حسب مشخصات هندسی به دو دسته کلی زیر طبقه بندی می‌شوند.
کهکشانهای بیضوی
زمانی گمان می‌رفت که کهکشانهای بیضوی به تدریج پهن تر می‌شوند و سپس بازوهای مارپیچی از آن سر بر می‌آورند. ولی این کاملا اشتباه است. کهکشانهای بیضوی کهکشانهای مارپیچی با دو شیوه کاملا متفاوت شکل گرفته‌اند و هیچ گاه به هم تبدیل نمی‌شوند.
کهکشانهای مارپیچی
در کهکشانهای مارپیچی به غیر از ستارگان قابل مشاهده ، گاز و غبار نیز وجود دارد. در بعضی از آنها که کناره دیده می‌شوند، می‌توان ابرهای غلیظ را در بازوهای مارپیچی تشخیص داد. مقدار گاز در کهکشانهای بیضوی اندک است. یا همه آن تاکنون به ستاره تبدیل شده است یا در واقع پیدایش کهکشانها یعنی دوازده هزار میلیون سال پیش منجر شده است.
نزدیک ترین کهکشان
نزدیک ترین کهکشانها ،
ابرهای ماژلان هستند که به افتخار دریانورد مشهور
فردیناند ماژلان نامگذاری شده‌اند. او نخستین کسی بود که هنگام سفر به دور دنیا ، این دو ابر را تشخیص داد. آنها در آسمان نیمکره جنوبی ، به صورت دو تکه ابر نورانی دیده می‌شوند. این ابرهای ستاره‌ای بی نظم ، کهکشانهای کوتوله هستند و در فاصله 17500 سال نوری قرار دارند.
رصد کهکشانهای دور
در صورت فلکی امراة المسلسله ، کهکشان بزرگی وجود دارد که شبیه کهکشان ما است. فاصله آن حدود دو میلیون سال نوری است و دورترین جسمی است که می‌توان با چشم غیر مسلح دید. نوری که از آن به ما می‌رسد، قبل از پیدایش انسان در زمین ، سفر خود را آغاز کرده است. با تلسکوپهای امروزی ، از کهکشانهایی عکس می‌گیرند که سه هزار میلیون سال نوری دور هستند. فرض کنید که می‌خواهیم به موجودات این کهکشانهای دور افتاده ، یک
پیام رادیویی بفرستیم. شش هزار میلیون سال طول می‌کشد تا جواب پیام خود را دریافت کنیم. واضح است که هیچ گاه به گفتگو با موجودات آنها قادر نخواهیم شد. تنها کاری که می‌توانیم انجام دهیم، دیدن این کهکشانها ، شنیدن پیام آنها و در شگفت ماندن از آنها است.
کشف سحابیها
اخترشناسان تا دو قرن پیش نمی‌دانستند که کهکشانهایی در ورای راه شیری وجود دارند. تا اینکه
ویلیام هرشل ، نقشه برداری مشهور خود را از آسمان انجام داد و
تلسکوپ سحابیهای نامعلومی را پدیدار کرد. هرشل به این نتیجه رسید که برخی از آنها می‌باید جهان جزیره‌هایی بیرون از منظومه ستاره‌ای باشند. در اوایل قرن بیستم مطالعه دقیق ستارگان متغیر قطر هرشل را تایید کرد. حتی نزدیکترین کهکشانها ، میلیونها
سال نوری از ما دور هستند.
تا حدود سیصد سال پیش ، کسی از وجود
سحابیها و
کهکشانها اطلاع نداشت. تنها در نوشته‌های
عبدالرحمن صوفی ، اخترشناس مشهور ایرانی در قرن چهارم هجری به وجود یک لکه ابری در صورت فلکی
امرة المسلسه اشاره شده بود. در آسمان نیمکره جنوبی نیز دو ابر بزرگ نورانی دیده می‌شد، ولی ماهیت آنها نامعلوم بود. پس از اختراع
تلسکوپ ، اخترشناسان لکه‌های ابری زیادی در آسمان یافتند. ولی هنوز تلسکوپها آن قدر پرتوان نبودند که جزئیات این لکه‌ها را نشان دهند. از این رو آنها را سحابی نامیدند.
در اوایل قرن بیستم ، اخترشناسی به نام
جورج ویلی ریچی (Gorg-Vilis-richy) برای نخستین بار اعلام کرد که برخی از این سحابیها از اجتماع تعداد زیادی
ستاره تشکیل شده‌اند. کشف ریچی گرچه بسیار بزرگ بود، ولی پرسشهای بی‌پاسخ زیادی وجود داشت که به عنوان نمونه می‌توان به سوالاتی نظیر اینکه این سحابیها در کجا قرار دارند؟ و به چه بزرگی هستند؟ آیا
راه شیری همه آنها را در بر گرفته است؟ اشاره کرد. پاسخ دادن به اینها در گرو یافتن روش تعیین فاصله اجرام دور دست بود.
انبساط جهان
هابل توانست فرمولی درباره
انبساط جهان ارائه دهد. طبق این فرمول ، هر چه فاصله کهکشانها ، مثلا از راه شیری بیشتر باشد، سرعت گریزشان نیز بیشتر است. مطالعه کهکشانهای دیگر نیز درستی این رابطه را نشان می‌دهد. کشف هابل ، پرسشهای زیادی را برانگیخت. از آن جمله اینکه: آیا جهان همواره به این انبساط ادامه می‌دهد؟ آیا جهان ، میلیاردها سال پیش ، اندازه کوچکتری داشته است؟ چه نیرویی کهکشانها را از هم دور می‌کند؟ بوسیله پاسخ به این پرسشها ، کیهانشناسان ، مدلهای مختلفی برای ساختمان جهان ارائه می‌دهند.
مباحث مرتبط با عنوان
