تلسکوپ فضایی جیمز وب یکی از پیشرفته ترین تلسکوپ هایی است که تاکنون ساخته شده است. برنامه ریزی برای راه اندازی جیمز وب بیش از 25 سال پیش آغاز شد و تلاش برای ساخت بیش از یک دهه طول کشید. در 25 دسامبر 2021، این تلسکوپ به فضا پرتاب شد و ظرف یک ماه به مقصد نهایی خود یعنی 930000 مایلی از زمین رسید. موقعیت او در فضا به او دید نسبتاً آزادانه ای از جهان می دهد.
به گزارش سرگرمی روز، طراحی این تلسکوپ یک تلاش جهانی به رهبری ناسا است و هدف آن جابجایی مرزهای رصد نجومی با مهندسی انقلابی است. آینه آن عظیم است، حدود 21 فوت (6.5 متر) قطر دارد، تقریباً سه برابر اندازه تلسکوپ فضایی هابل، که در سال 1990 به فضا پرتاب شد و هنوز هم در حال کار است.
این آینه تلسکوپ است که به آن اجازه می دهد نور را جمع آوری کند. جیمز وب آنقدر بزرگ است که می تواند کم نورترین و دورترین کهکشان ها و ستاره های جهان را ببیند. ابزارهای پیشرفته آن می توانند اطلاعاتی در مورد ترکیب، دما و حرکت این اجرام کیهانی دوردست آشکار کنند.
اخترفیزیکدانان دائماً به گذشته نگاه می کنند تا ببینند ستاره ها، کهکشان ها و سیاهچاله های کلان پرجرم در هنگام شروع سفر نور آنها به زمین چگونه بودند و از این اطلاعات برای درک بهتر رشد و تکامل آنها استفاده می کنند. برای دانشمند فضایی، تلسکوپ فضایی جیمز وب پنجره ای به این دنیای ناشناخته است. جیمز وب چقدر می تواند به جهان و گذشته آن نگاه کند؟ پاسخ حدود 13.5 میلیارد سال است.
سفر در زمان
تلسکوپ ستارگان، کهکشان ها و سیارات فراخورشیدی را آنطور که هستند نشان نمی دهد. در عوض، ستاره شناسان می بینند که در گذشته چگونه بوده اند. طول می کشد تا نور در فضا حرکت کند و به تلسکوپ ما برسد. اساساً این بدان معنی است که نگاه کردن به فضا نیز سفری به گذشته است.
این حتی برای اشیایی که کاملاً به ما نزدیک هستند نیز صادق است. نوری که از خورشید می بینید حدود هشت دقیقه و 20 ثانیه زودتر باقی مانده است. این مدت زمانی است که نور خورشید به زمین می رسد.
شما به راحتی می توانید محاسبات را در این مورد انجام دهید. تمام نورها، چه نور خورشید، چه چراغ قوه یا یک لامپ در خانه شما، با سرعت 186000 مایل (تقریباً 300000 کیلومتر) در ثانیه حرکت می کنند. این بیش از 11 میلیون مایل است که حدود 18 میلیون کیلومتر در دقیقه است. خورشید حدود 93 میلیون مایل (150 میلیون کیلومتر) از زمین فاصله دارد. که زمان رسیدن به نور را به حدود هشت دقیقه و 20 ثانیه می رساند.
اما هر چه چیزی دورتر باشد، نور آن بیشتر طول می کشد تا به ما برسد. به همین دلیل است که نوری که از نزدیکترین ستاره غیر از خورشید، پروکسیما قنطورس، می بینیم، به چهار سال قبل بازمی گردد. این ستاره حدود 25 تریلیون مایل (حدود 40 تریلیون کیلومتر) از زمین فاصله دارد، بنابراین کمی بیش از چهار سال طول می کشد تا نور آن به ما برسد.
جیمز وب اخیراً ستاره Earendel را مشاهده کرده است که یکی از دورترین ستارگان کشف شده است و نوری که جیمز وب می بیند حدود 12.9 میلیارد سال قدمت دارد.
تلسکوپ فضایی جیمز وب در گذشته بسیار دورتر از تلسکوپ های دیگر مانند تلسکوپ فضایی هابل سفر کرده است. به عنوان مثال، اگرچه هابل می تواند اجسامی را 60000 بار کم نورتر از چشم انسان ببیند، جیمز وب می تواند اجسامی را تقریبا 9 برابر کم نورتر از حتی هابل ببیند.
اما آیا امکان بازگشت به آغاز زمان وجود دارد؟
بیگ بنگ اصطلاحی است که برای تعریف آغاز جهان آنطور که ما می شناسیم استفاده می شود. دانشمندان بر این باورند که این اتفاق در حدود 13.8 میلیارد سال پیش رخ داده است. این نظریه پذیرفته شده ترین نظریه در بین فیزیکدانان برای توضیح تاریخ جهان ماست.
با این حال، این نام کمی گمراه کننده است زیرا نشان می دهد که نوعی انفجار، مانند آتش بازی، جهان را ایجاد کرده است. بیگ بنگ با دقت بیشتری فضا را نشان می دهد که به سرعت در حال گسترش در همه جای جهان است. محیط بلافاصله پس از انفجار بزرگ شبیه یک مه کیهانی بود که جهان را پوشانده و عبور نور را دشوار می کرد. در نهایت، کهکشان ها، ستاره ها و سیارات شروع به رشد کردند.
بنابراین در جهان این دوره را «عصر تاریک کیهانی» می نامند. با ادامه گسترش جهان، مه کیهانی شروع به بلند شدن کرد و نور سرانجام توانست آزادانه در فضا سفر کند. در واقع، تعداد کمی از ماهواره ها نور باقی مانده از انفجار بزرگ را 380000 سال پس از وقوع آن مشاهده کرده اند. این تلسکوپ ها برای تشخیص درخشش باقی مانده از سحابی طراحی شده اند که نور آن را می توان در نوار مایکروویو ردیابی کرد.
با این حال، حتی 380000 سال پس از انفجار بزرگ، هیچ ستاره یا کهکشانی وجود نداشت. دنیا هنوز جای بسیار تاریکی بود. دوران تاریک کیهانی تنها چند صد میلیون سال بعد، زمانی که اولین ستاره ها و کهکشان ها شروع به شکل گیری کردند، به پایان رسید.
تلسکوپ فضایی جیمز وب برای رصد زمان منتهی به بیگ بنگ طراحی نشده بود، بلکه برای دیدن دوره ای طراحی شد که اولین اجرام در جهان شروع به تشکیل و انتشار نور کردند.
قبل از این دوره زمانی، به دلیل شرایط جهان اولیه و نبود کهکشان ها و ستارگان، نور کمی برای رصد از تلسکوپ فضایی جیمز وب وجود داشت.
نگاه کردن به دوره زمانی نزدیک بیگ بنگ صرفاً داشتن یک آینه بزرگتر نیست، و ستاره شناسان قبلاً این کار را با استفاده از ماهواره های دیگری انجام داده اند که انتشار امواج مایکروویو را مدت ها پس از انفجار بزرگ مشاهده کرده اند. بنابراین تلسکوپ فضایی جیمز وب که چند صد میلیون سال پس از انفجار بزرگ جهان را رصد می کند، محدودیتی برای تلسکوپ ها نیست. در عوض، این در واقع ماموریت تلسکوپ است. این بازتابی از جایی است که انتظار داریم اولین نور ستارگان و کهکشان ها را ببینیم.
با مطالعه کهکشان های باستانی، دانشمندان امیدوارند شرایط منحصر به فرد جهان اولیه را درک کنند و در مورد فرآیندهایی که به شکوفایی آنها کمک کرده است بینشی به دست آورند. این شامل تکامل سیاهچاله های بسیار پرجرم، چرخه زندگی ستارگان و آنچه سیارات فراخورشیدی از آن ساخته شده اند، می شود.
