سرشت علم(۷۷): نمونه ی کاربردی – ابزار‌ها و محدودیت‌ های بینشی

دکتر ریموند رخشانی

6 سال پیش

مقاله و فایل صوتی هفتاد و هفتم

با سلام، من ریموند رخشانی هستم و حوزه کارشناسی من مهندسی‌ سیستم‌ هاست، و تخصص علمی من در بکارگیری اندیشه سیستمی‌ برای انتقال فن آوری مدرن و اجرا و پیاده سازی تولید فراورده‌ های نوین می‌‌ باشد.
در این سلسله از مقالات و فایل‌ های صوتی، کوشش می کنم که علم مدرن را (به زبان فارسی) از پایه به دوستانی که علاقمند هستند، در حد توان، ارائه کنم. از اساتید، پژوهشگران و اندیشمندان عزیز، خواهشمندم که لینک‌ ها را به دوستان و بویژه به جوانان دانش پژوه ما (که اغلب دسترسی نظام مند برای آشنایی با علم مدرن – به زبان فارسی – ندارند) ارسال فرمایند.

لینک همه مقالات و فایل‌های صوتی پیشین در پایان مقاله گذاشته شده است[۱].

دوستانی هم که در شبکه‌ های اجتماعی حضور دارند، می توانند این مجموعه فایل‌ های صوتی و مقالات “سرشت علم” را از ابتدا از طریق لینک تلگرام زیر با دوستان دیگر شریک شوند. با احترام، ر. رخشانی

(“https://t.me/natureofscience”)

https://melliun.org/v/wp-content/uploads/2019/12/serechte-elm-77.m4a?_=1

نمونه ی کاربردی – ابزار‌ها و محدودیت‌ های بینشی

کُهن‌ ترین ستارگانی که دانشمندان[۲] مشاهده کرده اند قَریب به ۱۳ میلیارد سال قدمَت دارند[۳]. دریافتِ نور از آن ستارگان با اتم‌ هایی‌ که در میانه ی راه هستند[۴] تعدیل می ‌‌شوند[۵]. ابزار‌هایِ مُدرنِ علمیِ‌ امروزی محاسبه کرده اند که گیتی‌ در حدود ۱۳.۷۳ میلیارد سال است[۶] که در فرآیندِ گسترش[۷] است[۸]. (پینوشت ح)

دانشمندان امروزی با بکارگیری ابزار‌ها قادرند تا جرم گیتی‌ را اندازه گیری کنند[۹] و همه ی اندازه گیری ‌ها مستقلاً با یکدیگر همخوانی دارند[۱۰] و چیزی نزدیک به ۳۰ در صد کلّ جرم را نشان می‌‌ دهند[۱۱] و بنابراین نیاز بوجود ۷۰ درصد باقیمانده ای هم هست که انرژی تاریک[۱۲] خوانده شده[۱۳] است[۱۴]. ابزار‌ها و روش‌ های متفاوتی برای چنین کاری موجودند:[۱۵]

با مطالعه ی حرکت اجسام و استفاده از میدان گرانش یا جاذبه ی هر کهکشانی[۱۶] میزان جرم آن اندازه گیری شده است که گواهی برای وجود ماده ی تاریک[۱۷] هم در گیتی[۱۸] است[۱۹]، و
با مطالعه ی خوشه یا مجموعه ‌های کهکشانی[۲۰] و اندازه گیری سرعت آنها[۲۱]، و
با مطالعه ی حرکت نور[۲۲] در خوشه‌ های کهکشانی[۲۳] و پدیده ی عدسی گرایی گرانشی یا جاذبه ای[۲۴] نور، و
با نگاه به تصویرِ گاز‌های اشعه ی ایکسی در میانه ی کهکشان‌ ها هم جرم گیتی اندازه گیری شده است[۲۵].

برای میزانِ ماده یِ معمولی‌ هم در گیتی دانشمندان در آزمون ‌هایی‌ مستقل[۲۶] از هم، آن میزان را با ابزار‌ها و روش ‌های زیر اندازه گیری کرده اند[۲۷]:

از طریق مطالعه یِ هم نِهِشتی اولیه یا ازلی و اندازه گیریِ میزانِ درصدیِ هِلیوم[۲۸] و مقایسه یِ جِرمِ آن[۲۹] با کلّ موادِ معمولی[۳۰]‌، و
از طریق محاسباتِ آماریِ توزیعِ حرارت ‌ها[۳۱] در پس زمینه ی میکروموجیِ کهکشانی[۳۲]، و
و بالاخره از طریقِ مدل‌ هایِ کامپیوتری و محاسباتی که میزانِ ماده ی معمولی‌ و ماده ی تاریک[۳۳] را در گیتی‌ بار‌ها مستقلاً به اثبات رسانده اند[۳۴].

در اوایلِ قرن ۲۰ میلادی، دانشمندانِ رصدخانه ی لووِل^[۳۵] در آمریکا برنامه ای[۳۶] را جهتِ اندازه گیری سرعت‌ های ” سحاب ها یا میغ واره های مارپیچ^[۳۷]” آغاز کردند. [۳۸]

فرضیه ی علمیِ‌ غالب چنان بود[۳۹] که این سحاب ها یا میغ واره ها منظومه‌ هایی خورشیدی در حالِ شکل گیری در کهکشانِ راه شیری هستند[۴۰].
آن اندازه گیری‌ هایِ سرعت “میغ واره های مارپیچ”، از طریقِ مشاهده ی شیفتِ طولِ موجی^[۴۱] نور آنها انجام شد[۴۲].
شگفت انگیز آن بود که از ۲۱ مشاهده ۱۷ عددِ اندازه گیری ‌ها به سویِ انتهایِ قرمزِ طیف گرایش نشان می ‌‌دادند[۴۳] و استنباطِ علمی‌[۴۴] آن بود که آنها در حال دورشدن از کره ی زمین هستند[۴۵].

همانطور که پیشتر به آن پرداخته شد دلیلِ این گذار یا شیفت به سویه ی قرمزِ طیف، تاثیرِ دوپلری^[۴۶] نامیده شده است[۴۷].

هنگامیکه اجسامِ درحالِ حرکت موج می‌‌ فرستند، اگر بسویِ مشاهده گر در حرکت باشند، طولِ موج‌ ها (و موج اوج ها^[۴۸]) بهم نزدیک تر هستند[۴۹].
برعکس اجسامی که از مشاهده گر دور می ‌‌شوند موج ‌اوج هایی‌ دورتر از هم دارند[۵۰].
تا آنجا که به نور مربوط است، رنگ صورتِ خارجی^[۵۱] طولِ موج هاست و اجسامی که به مشاهده گر نزدیک می ‌‌شوند )گذاری آبی و طولِ موجی کوتاه تر (یا شیفتی آبی^[۵۲] و آنها که دور می‌‌ شوند (گذاری سرخ و طولِ موجی بلندتر (یا شیفتی قرمز^[۵۳] دارند.[۵۴]

در همان زمان اِدوین هابل^[۵۵] هم در مشاهداتِ خود ستارگانی را در درونِ آن سحاب ها یا میغ واره‌ ها کشف کرده بود[۵۶].

این بدین مفهوم بود که کهکشان‌ های دیگری هم بجز کهکشانِ ما موجود هستند[۵۷].
او با اندازه گیریِ نورِ ستارگانی که به نحوی منظم در تپش^[۵۸] بودند فاصله ی آن سحاب ها یا میغ واره‌ ها را تا کهکشانِ راهِ شیری محاسبه کرد[۵۹].
مطالعه ی تطبیقی دو کشفِ فوق ثابت می‌‌ کرد که هرچه سحاب ها یا میغ واره ‌ها از کهکشان ما دورتر، سرعتِ دور شدن آنها از ما سریع تر بوده است[۶۰].

تفسیر‌های غیرعِلمی‌ و ساده اِنگارانه و عامیانه ی برخی‌ محافلِ رسانه ای آن زمان از این مشاهداتِ علمی‌ نگران کننده بودند[۶۱].

برای نمونه اینکه برخی‌ از آن محافل استنباط می‌‌ کردند که اگر کهکشان‌ ها رو به بسط و گسترش اند و از ما دور می‌‌ شوند پس شاید ما در مرکز گیتی‌ هستیم[۶۲]!
برخی‌ محافل دینی دیگر به این نتیجه رسیده بودند که دور شدن آنها از ما بدلیل ذکاوتِ الهی است[۶۳].
اما این عِلم بود که ثابت کرده بود که در واقع ما هیچ جایگاهِ ویژه ای^[۶۴] در نظمِ گیتی در مقایسه با دیگر ستارگان نداریم یعنی‌ هر ستارهای در گیتی‌ می‌‌تواند خود را مرکزِ گیتی فرض نماید[۶۵].

از نظر علمی‌ ساده ‌ترین تفسیر آن بود که فضا‌زمان ثابت نبوده و در کلیتِ خود رو به بسط و گسترش است[۶۶].

اگر فضا‌زمان در کلیتِ خود رو به گسترش است[۶۷]، بنابراین فاصله ی بین هر دو جسمِ آسمانی و یا فاصله ی بین هر دو کهکشانی رو به افزایش خواهد بود[۶۸].
از آن گذشته، هرچه فاصله ی نخستین و ازلیِ بین هر دو جسمی بیشتر بوده باشد آن فاصله سریع تر گسترش می‌‌ یابد[۶۹].
برای نمونهی تمثیلی (اگرچه ساده) اگر نقاطی را بر روی یک بادکنک بکشیم و سپس آن را باد کنیم با بسطِ بادکنک فاصله ی بین نقاط از یکدیگر بیشتر می‌‌ شود[۷۰]. البته این تمثیل بسیار بسیار ساده انگارانه است چون هر بادکنکی بیرون و درون دارد در حالیکه گیتی‌ را بیرون و درونی‌ نیست[۷۱].

برای دانشمندان چاره ای نبود جز اینکه با استفاده از ابزار مدرن، آزمون‌ های مستقلی^[۷۲] را انجام دهند و اسناد و گواه‌ هایی‌ داشته باشند تا فرضیه ی بسط و گسترشِ گیتی را ثابت کنند[۷۳]. در واقع ریشه ی شکل گیری فرضیه ی بیگ بنگ یا مهبانگ در همین آزمون‌ ها و آزمایشاتِ علمی‌ و اندازه گیری‌ های مستقل بود.^[۷۴]

از شیفتِ قرمز (یا گذار سرخ) که در نتیجه ی بسطِ گیتی القا می ‌‌شود دانشمندان برای اندازه گیری فاصله‌ های اجسامِ دوردست استفاده می‌‌ کنند[۷۵].
از آنجا که اتمِ هیدروژن در همه ی گیتی‌ یکسان است، جهش‌ های الکترون‌ های آن اتم طولِ موج‌ هایی شناخته شده و بار‌ها آزمون و اندازه گیری شده دارند[۷۶].
با ابزار‌هایِ مدرن هم بسادگی می ‌‌توان طولِ موج‌ های اجسام دوردست را اندازه گرفت[۷۷].

نسبتِ طول موج‌ هایِ گسیل شده یا ‌‌تابیده^[۷۸] و مشاهده شده ی اجسامِ دوردست، به طولِ موج‌ هایِ شناخته شده، بسادگی میزانِ (یا فاکتورِ) بسط و گسترشِ^[۷۹] آن اجسام (یا کهکشان ‌هایِ دیگر) را معیّن می ‌‌کند[۸۰].

هنگامیکه موج‌ ها در فضا‌زمانِ (رو به بسط) در سفرند موج اوج‌ هایِ آنها از هم دورتر می‌‌ شوند (پدیده ی شیفتِ قرمز[۸۱].)
برای نمونه اگر فضا‌زمان دو برابر بسط پذیرفته باشد فاصله ی موج اوج‌ ها نیز دوبرابر است[۸۲].
بنابراین می ‌‌توان، پس از اندازه گیری آهنگِ بسط یا گسترش^[۸۳] هر جسمی‌ در گیتی‌، و مقایسه ی آن با اجسامی که فاصله ی آنها در کیهان اندازه گیری شده است، از طریقِ شیفتِ قرمزِ آن جسم (یا گذارِ سرخِ آن) مستقیما فاصله ی آن جسم آسمانی را دانست[۸۴].

دورترین کهکشان ‌هایی‌ را که دانشمندان ردیابی کرده اند فاکتورِ گذار یا شیفتِ قرمزی^[۸۵] معادل با ۵.۶ دارند[۸۶].

این بدان معناست که گیتی‌ حدودا نزدیک به ۷ برابر کوچک تر بوده است[۸۷].
بدیگر سخن اینکه در مقیاسِ سه بعدی، گیتی‌ ۷x ۷x ۷ یعنی‌ حدودا ۳۵۰ برابر از امروز فشرده تر بوده است[۸۸].
تعدادِ ذراتِ بنیادینِ گیتی هم از آن زمان تا کنون تغییرِ چندانی نداشته است[۸۹].
نورِ دریافتی از آن کهکشان ‌ها ،قریبِ به ۱۲.۹ میلیارد سالِ پیش گسیل شده است یا تابیده است یعنی‌ حدودا در زمانی‌ که قدمتِ گیتی چیزی نزدیک به ۸۵۰ میلیون سال بوده است[۹۰].
پرسشِ دانشمندان این بوده است که با استفاده از این نورِ کهن[۹۱] چگونه می ‌‌توانند تاریخِ اتم‌ ها را شناسایی کنند[۹۲].

با استفاده از ابزار‌های مدرن و روش ‌های علمی، دانشمندان ثابت کرده اند که چند دقیقه پس از بیگ بنگ یا مهبانگ، تنها ۶ ایزوتوپ در گیتی موجود بودند[۹۳] یعنی‌ دو ایزوتوپ از هر یک از اتم‌ های هیدروژن، هلیوم و لیتیوم: ^۱H, ^۲H, ^۳He, ^۴He, ^۶Li, ^۷Li .

مقدارِ نسبیِ‌ هر یک از آن ایزوتوپ ها محدودیت‌ های شدیدی^[۹۴] را بر لحظاتِ نخستینِ شکل گیری گیتی وارد می ‌‌کرد[۹۵].

اندازه گیری میزانِ وفور هر یک از ایزوتوپ‌ ها در فاصله ی ۱۳ میلیارد سالِ نوری چالشی بس بزرگ بود و دانشمندان به ابزار‌هایی‌ بسیار پیچیده[۹۶] نیازمند بودند[۹۷].

در لحظاتِ نخستینِ شکل گیریِ گیتی، ماده آنچنان درهم انبوه نشده بود تا کهکشان‌ ها شروع به شکل گیری کنند و تنها به شکلِ ابر‌هایِ گردوغباریِ قلیل و رقیقی^[۹۸] در فضا پراکنده بود[۹۹].
نخستین مناطقِ متراکم و انبوه به صورت سیاه چاله ها^[۱۰۰] در حدودِ میلیارد‌ها برابر جرمِ خورشید شکل گرفت که موادِ موجود را با آهنگی شگفت آور و بهت انگیز می ‌‌بلعید[۱۰۱].
این سیاه چاله ها نوری را حدودا برابر با نورِ کهکشانی شامل صد‌ها میلیارد ستاره گسیل می‌‌ کرد که هنوز آن نور بسادگی در فواصلی بسیار دور دیده می‌‌ شود[۱۰۲].
با گذر آن نور از انبوهِ ابر‌های گاز‌ها و غبارها، اتم‌ هایِ دیوتریوم ( ^۲H ) طول موج نوری را که با طول موجِ جهشِ الکترونی‌ خود همخوانی داشت (و که با طولِ موجِ هیدروژن معمولی‌ کمی‌ متفاوت است) جذب کردند.
با ابزار‌های فنی‌ امروزی هر دو ایزوتوپِ هیدروژن ^۱H و دیوتریوم ^۲H در ابر‌های فضایی ردیابی شده؛ میزانِ وفور هر دو اندازه گیری می ‌‌شود.
از آنجا که آن گاز‌ها دچار آلودگی نشده اند، اندازه گیری‌ ها میزانِ دقیقِ موادِ اولیه یا ازلی ^[۱۰۳] را بهنگامِ بیگ بنگ مشخص کرده اند که برابر با ۳۰ اتم دیوتریوم^۲H برای هر یک میلیون اتم هیدروژن است .

اندازه گیری میزانِ ۴ ایزوتوپِ دیگر با استفاده از پدیده ی شیفتِ قرمز کمی‌ سخت تر است و دانشمندان با ابزار‌های نوین و روش‌ های مدرن به اندازه گیری آنها پرداخته اند[۱۰۴].

کهکشان‌ هایی‌ که در گیتی‌ در حال شکل گیری اند نمونه‌ های نسبتا ناآلوده ای از موادِ اولیه یا ازلی را فراهم می ‌‌کنند.^[۱۰۵]

کهن ‌ترین سیارات در کهکشانِ ما هم ساخته شده از ترکیبِ موادی هستند که به موادِ اولیه یا ازلی نزدیک اند[۱۰۶].
با اندازه گیری آن مواد در آن سیارات و با مشاهده ی وفور هر یک از آنها در آن سیارات، میزان‌ های بدست آمده ی کنونی چنین اند: ۲۲ در صد هلیوم ۴؛ ۵۰ هلیوم ۳ برای هر یک میلیون هلیوم ۴ ؛ ۳ لیتیوم ۷ برای هر میلیارد هلیوم ۴؛ و میزان لیتیوم ۶ هنوز دقیق نیست و در حالِ حاضر صحبت از ۱ لیتیوم ۶ برای هریک تریلیارد هلیوم ۴ می‌‌ شود[۱۰۷].
این میزان از هریک از موادِ اولیه یا ازلی محدودیت‌ های خود را در لحظاتِ نخستینِ آفرینشِ گیتی بوجود آورده بودند[۱۰۸].

مشاهداتِ علمیِ‌ دانشمندان آشکار می ‌‌سازند که کهن ‌ترین فوتون‌ ها در گیتی هم تصویری از ساختار و شرایطِ گیتی هنگامیکه تنها ۳۸۰۰۰۰ سال قدمت داشت می ‌‌دهند[۱۰۹].

تا کنون دورترین جسمِ فضاییِ کشف شده ی دانشمندان؛ که از خود نور گسیل می‌‌ کند یا می ‌‌تابد در فاصله ی ۱۲.۹ میلیارد سالِ نوری از ماست^[۱۱۰].
هنگامیکه آن نور از آن جسم گسیل شد گیتی قدمتی برابر با ۸۵۰ میلیون سال بیشتر نداشت[۱۱۱].
یکی‌ از فرضیاتِ دانشمندان این است که شاید نیاز به چنان زمانی‌ بود تا گردوغبار‌های پراکنده بدلیلِ نیروی درون گرای گرانش یا جاذبه درهم تنیده شده و اجسام فضایی نورانی – سیاه چاله ها و ستارگان – را ساختند که ما امروز با بکارگیری ابزار‌هایِ پیچیده ی خود قادر به دیدن ‌شان هستیم[۱۱۲].

امروز با مشاهده ی فضا در ابعادِ طول موج ‌های میکروموجی ( ۱ میلیمتر تا ۱ سانتیمتر) تابشِ پراکنده ای^[۱۱۳] را ردیابی می ‌‌توان کرد که پس زمینه ی میکروموج‌ های کیهانی یا کهکشانی^[۱۱۴] (CMB) نامیده می‌‌ شود.

طیفِ طولِ موجی این پس زمینه (CMB) کاملا با تابشِ جسمی‌ بدنه سیاه^[۱۱۵] در درجه ی حرارتی برابر با ۲.۲۷۶ کلوین همخوانی دارد[۱۱۶].
جسمِ بدنه سیاه^[۱۱۷] به اجسامی فضایی اطلاق می ‌‌شود که به نحوی فرضی‌ قادر اند ۱۰۰ درصد انرژی را به خود جذب کنند (یعنی‌ سیاهِ کامل هستند[۱۱۸].)
توزیع طولِ موج‌ هایِ گسیل شده از انرژیِ الکترومغناطیسیِ‌ چنین جسمی، طیفِ اجسام سیاه^[۱۱۹] خوانده می‌‌ شود[۱۲۰].
بالاترین شدتِ آن طیف رابطه ای معکوس با دما یا درجه ی حرارت آن جسم دارد[۱۲۱].
پسزمینه ی میکروموجیِ کیهانی (CMB) شدت و درجه ی حرارتی یکنواخت در سرتاسرِ گیتی‌ دارد[۱۲۲].
نوسانات^[۱۲۳] بسیار ناچیز درجه ی حرارت آن پس زمینه ی میکروموجیِ کهکشانی هم تنها نشانه ای از کمی‌ نایکنواختی در نخستین لحظاتِ گیتی دارند.[۱۲۴]

چنین تابش یا گسیل شدگی ای از لحظاتی که نخستین اتم ‌ها شکل گرفتند یعنی‌ ۳۸۰۰۰۰ سال پس از بیگ بنگ یا مهبانگ آغاز شده است.

پیش از آن زمان تمامیتِ گیتی‌ بسیار داغ تر از آن بود ( بیش از ۳۰۰۰ کلوین) که اجازه داده شود تا اتم‌ هیدروژنی شکل بگیرند[۱۲۵].
در چنین درجه ی حرارتی برخوردِ^[۱۲۶] شدیدِ فوتون‌ ها هرگز به الکترونی‌ اجازه ی پیوند با پروتونی را نمی داد تا اتمِ هیدروژن شکل بگیرد[۱۲۷].
با گسترشِ تدریجی‌ گیتی‌، درجه ی حرارت بتدریج به زیر ۳۰۰۰ درجه ی کلوین سقوط کرده و نخستین اتم‌ هایِ هیدروژن شکل گرفتند[۱۲۸].
با پیوندِ الکترون‌ ها به پروتون ها، فوتون ‌ها به نحوی آزادانه جریان یافتند و آنچه ما با تلسکوپ ‌هایِ نوین می ‌‌بینیم و اندازه گیری می‌‌ کنیم همان فوتون‌ هایی‌ هستند که ما پس زمینه ی میکروموجیِ کیهانی (یا کهکشانی) می ‌‌خوانیم[۱۲۹].
دانشمندان با مدل ‌هایِ کامپیوتریِ چنین تابشی یا گسیل شدگی ای، دقیق ‌ترین الگو‌های فرضیه ی بیگ بنگ یا مهبانگ^[۱۳۰] را ساخته اند[۱۳۱].

———————————————-

[۱]

https://www.linkedin.com/in/raymond-rakhshani-16628a5/detail/recent-activity/shares/

[۲]

چاپ و انتشار این مقالات و فایل‌ های صوتی بدون ذکر نام نویسنده (ر. رخشانی) و مرجع، و هرگونه استفاده برای مقاصد خصوصی و اهداف انتفاعی بدون گرفتن مجوز از نویسنده اکیدا غیرقانونی است.

[۳]

Rakhshani, Raymond. Origins of Modernity. Even Development in the Evolution of Science and Technology. South Carolina: CreateSpace, A Division of Amazon Publishing, 2011.

[۴]

Dufay, Jean. Introduction to Astrophysics: The Stars. Dover Publications, 2012.

[۵]

Kelly, Erin Entrada, and Roxas, Isabel. Hello, Universe. Greenwillow press, 2017.

[۶]

Gould, Roy, R. Universe in Creation: A New Understanding of the Big Bang and the Emergence of Life. Harvard University Press, 2018.

[۷]

Edwards, Owen, and Levay, Zoltan. Expanding Universe: Photographs from the Hubble Space Telescope. Taschen, 2015.

[۸]

Gribbin, John, and Devereaux, Sam. The Quest to Find the True Age of the Universe and the Theory of Everything. University Press Audiobooks, 2018.

[۹]

Hawking, Stephen. Brief Answers to the Big Questions. Bantam, 2018.

[۱۰]

Rovelli, Carlo. The Order of Time. Riverhead Books, 2018.

[۱۱]

Poettgen, Ruth. Search for Dark Matter with ATLAS. Springer, 2016.

[۱۲]

Nocholson, I. The Dark Side of the Universe: Dark Matter, Dark energy, and the Fate of the Cosmos. Baltimore, MD: Johns Hopkins University Press, 2007.

[۱۳]

Stoner, Paul. Dark Energy: The Biggest Mystery in the Universe. Amazon Digital Services LLC, 2014.

[۱۴]

Li, Miao, and Li, Xiao-Dong. Dark Energy. WSPC Publishers, 2014.

[۱۵]

Lewis, Geraint, F., and Barnes, Luke, A., and Schmidt, Brian. A Fortunate Universe: Life in a Finely Tuned Cosmos. Cambridge University Press, 2016.

[۱۶]

Loeb, Abraham, and Furlanetto, Steven, R. The First Galaxies in the Universe (Princeton Series in Astrophysics Books.) Princeton University Press, 2013.

[۱۷]

Dark Matter

[۱۸]

Calderback, Valerie. Cruising the Cosmos: From the Big Bang to Dark Matter, Riding the Gravitational Waves. Calderbank Books, 2018.

[۱۹]

Randall, Lisa. Dark Matter and the Dinosaurs. Ecco, 2016.

[۲۰]

Clusters of galaxies

[۲۱]

MacDonald, James. Structure and Evolution of Single Stars: An Introduction. Morgan & Claypool Publishers, 2015.

[۲۲]

Anderson, James. Questions on Space, Time, and Beyond: Question and Answer Guide to Astronomy. Createspace Independent Publishing Platform, 2015.

[۲۳]

Finlay, Warren H. Concise Catalog of Deep-Sky Objects: Astrophysical Information for 550 Galaxies, Clusters and Nebulae. Springer, 2014.

[۲۴]

Gravitational Lensing

[۲۵]

Dickinson, Terence. Hubble’s Universe: Greatest Discoveries and Latest Images. Firefly Books, 2017.

[۲۶]

DeGrasse Tyson, Neil. Astrophysics for People in a Hurry. W. W. Norton & Company, 2017.

[۲۷]

Morris, R. Cosmic Questions: Galactic Halos, Cold Dark Matter, and the End of Time. New York: Wiley, 1993.

[۲۸]

Goldsmith, D. The Runaway Universe. Cambridge, MA: Perseus, 1998.

[۲۹]

Hogan, C. The Little Book of the Big Bang. New York: Copernicus, 1998.

[۳۰]

Poettgen, Ruth. Search for Dark Matter with ATLAS: Using Events with a Highly Energetic Jets and Missing Transverse Momentum. Springer, 2016.

[۳۱]

Cameron, A.G. W. and Kyle, David Miles. Stellar Evolution, Nuclear Astrophysics, and Nucleogenesis. Dover Publication, 2013.

[۳۲]

Universal Background of Microwave Radiation

[۳۳]

Freeman, K. and McNamara, G. In Search of Dark Matter. New York: Springer Praxis Books, 2006.

[۳۴]

Zeilik, M. Astronomy: The Evolving Universe, Sixth Edition. New York: Wiley, 1991.

[۳۵]

Lowell Observatory

[۳۶]

Dodleson, Scott. Gravitational Lensing. Cambridge University Press, 2017.

[۳۷]

spiral nebulae

[۳۸]

Green, B. The Fabric of the Cosmos. New York: Knopf, 2004.

[۳۹]

Hawking, Stephen. Brief Answers to the Big Questions. Bantam, 2018.

[۴۰]

Hawking, Stephen. W. The Theory of Everything. Jaico Publishing House, 2006.

[۴۱]

wavelength shift

[۴۲]

Cameron, A.G. W. and Kyle, David Miles. Stellar Evolution, Nuclear Astrophysics, and Nucleogenesis. Dover Publication, 2013.

[۴۳]

Randall, L. Warped Passages: Unraveling the Mysteries of the Universe’s Hidden Dimensions. New York: Ecco, 2005.

[۴۴]

Friedmann, Alexander, A. and Petkov, Vasselin. Papers on Curved Spaces and Cosmology. Minkowski Institute Press, 2014.

[۴۵]

ever-expanding or open universe

[۴۶]

Doppler Effect

[۴۷]

Bundschuh, Bernhard, and Wadjounnie, Eric Christian Nana. The Doppler Effect in Terms of System Theory: Relativistic and Non-Relativistic Effect. Suedwestdeutscher Verlag fuer Hochschulschriften, 2009.

[۴۸]

wave crests

[۴۹]

Brush, Stephen, G. A History of Modern Planetary Physics: Volume 1, The Origin of the Solar System and the Core of the Earth from LaPlace to Jeffreys: Nebulous Earth. Cambridge University Press, 2009.

[۵۰]

Freedman, Roger and Geller, Robert, and Kaufmann, William, J. Universe: Stars and Galaxies. W. H. Freeman, 2015.

manifestation

blue shift

red shift

Bennett, J.O. and Donahue, M. and Schneider, N. And Voit, M. The Essential Cosmic Perspective. 5^th Edition. Upper Saddle River, NJ: Addison-Wesley, 2009.

[۵۵]

Edwin Hubble

[۵۶]

Gonzalez, Walter, and Burch, James, L. Key Processes in Solar- Terrestrial Physics. Springer, 2012.

[۵۷]

Catelan, Marcio, and Smith, Horace, A. Pulsating Stars. Wiley-VCH, 2015.

[۵۸]

regularly pulsating

[۵۹]

Stevenson, David. The Complex Lives of Star Clusters (Astronomers’ Universe.) Springer, 2015.

[۶۰]

Dufay, Jean, and Gingerich, Owen. Introduction to Astrophysics: The Stars. Dover Publication, 2012.

[۶۱]

Pankaj, Joshi, S. The Story of Collapsing Stars: Black Holes, Naked Singularities, and the Cosmic Play of Quantum Gravity. Oxford University Press, 2015.

[۶۲]

Zeilik, M. Astronomy: The Evolving Universe, Sixth Edition. New York: Wiley, 1991.

[۶۳]

Kaku, Michio. The Future of Humanity: Terraforming Mars, Interstellar Travel, Immortality, and Our Destiny Beyond Earth. Doubleday, 2018.

[۶۴]

No special place

[۶۵]

Meadows, Donella, H. Thinking in Systems: A Primer. Chelsea Green Publishing, 2008.

[۶۶]

Russel, Henry Norris. The Solar System and Its Origin. Nabu Press, 2011.

[۶۷]

Berlepsch, Regina, von. Deciphering the Universe through Spectroscopy. Wiley- VCH, 2012.

[۶۸]

Aguilar, David, A. The Seven Wonders of the Milky Way. Vikings Books for Young Readers, 2018.

[۶۹]

Frebel, Anna. Searching for the Oldest Stars: Ancient Relics from the Early Universe. Princeton University Press, 2015.

[۷۰]

Dufay, Jean. Introduction to Astrophysics: The Stars. Dover Publications, 2012.

[۷۱]

Sanchez, Norma, G. Zichichi, Antonio. Current Topics in Astro-fundamental Physics: Primordial Cosmology (NATO Science Series.) Springer, 2012.

[۷۲]

independent tests

[۷۳]

Jordi, Jose. Stellar Explosions: Hydrodynamics and Nucleosynthesis (Series in Astronomy and Astrophysics.) CRC Press, 2015.

[۷۴]

Harrison, E. Cosmology: The Science of the Universe, 2^nd Edition. Cambridge: Cambridge University Press, 2000.

[۷۵]

Russel, Henry Norris. The Solar System and Its Origin. Nabu Press, 2011.

[۷۶]

Oerter, Robert. The Theory of Almost Everything: The Standard Model, the Unsung Triumph of Modern Physics. Plume, Reprint Edition, 2006.

[۷۷]

Lewis, Geraint, F., and Barnes, Luke, A., and Schmidt, Brian. A Fortunate Universe: Life in a Finely Tuned Cosmos. Cambridge University Press, 2016.

[۷۸]

Emitted and observed

[۷۹]

expansion factor

[۸۰]

Ivezic, Zeljko. and Connolly, Andrew, J. VanderPlas, Jacob, T. and Gray, Alexander. Statistics, Data Mining, and Machine Learning in Astronomy: A Practical Python Guide for the Analysis of Survey Data (Princeton Series in Modern Observational Astronomy.) Princeton University Press, 2014.

[۸۱]

Appenzeller, Immo. High-Redshift Galaxies: Light from the Early Universe (Astronomy and Astrophysics Library.) Springer, 2009.

[۸۲]

Bertola, Francesco, and Sulentic, Jack, W. and Madore, Barry, F. New Ideas in Astronomy. Cambridge University Press, 1988.

[۸۳]

rate of expansion

[۸۴]

Arp, Halton. Seeing Red: Red Shifts, Cosmology and Academic Science. Apeiron, 1997.

[۸۵]

red shift factor

[۸۶]

Gould, Roy, R. Universe in Creation: A New Understanding of the Big Bang and the Emergence of Life. Harvard University Press, 2018.

[۸۷]

Feigleson, Eric, D. and Babu, Jogesh, G. Modern Statistical Methods for Astronomy: With R. Applications. Cambridge University Press, 2012.

[۸۸]

Geach, James. Five Photons: Remarkable Journeys of Light Across Space and Time. Reaktion Books, 2018.

[۸۹]

Alves, Joao, F., and McCaughrean, Mark, J. The Origins of Stars and Planets: The VLT View. Springer, 2002.

[۹۰]

[۹۱]

Devorkin, David, H. and Smith, Robert, W. and Kirshner, Robert, P. The Hubble Cosmos: 25 years of New Vistas in Space. National Geographic, 2015.

[۹۲]

Trefil, J.S. and Hazen, R.M. The Sciences, An Integrated Approach, 2nd Edition. New York: Wiley, 1997.

[۹۳]

Hawking, Stephen. Brief Answers to the Big Questions. Bantam, 2018.

[۹۴]

strong constraints

[۹۵]

Hawking, Stephen, and Mlodinow, Leonard. The Grand Design. Bantam, 2012.

[۹۶]

Dodleson, Scott. Gravitational Lensing. Cambridge University Press, 2017.

[۹۷]

Choquet-Bruhat, Yvonne. Introduction to General Relativity, Black Holes, and Cosmology. OUP Oxford, 2014.

[۹۸]

tenuous clouds

[۹۹]

Burgess, Eric, and Dunne, James, A. The Voyage of Mariner 10: Mission to Venus and Mercury (NASA History Series Book.) National Aeronautics and Space Administration, 2012.

[۱۰۰]

black holes

[۱۰۱]

Asimov, Isaac and Huntula, Richard. Black Holes, Pulsars and Quasars. Gareth Stevens Publishing Learning Library, 2005.

[۱۰۲]

National Aeronautics and Space Administration (NASA.) Venture into Space: Early Years of Goddard Space Flight Center – Report on Vanguard, Mercury Tracking, Explorer, Pioneer, Tiros, Telstar, Relay, and Syncom Satellites. Independently Published, 2017.

[۱۰۳]

primordial material

[۱۰۴]

Dickinson, Terence. Hubble’s Universe: Greatest Discoveries and Latest Images. Firefly Books, 2017.

[۱۰۵]

Rees, L. M. Our Cosmic Habitat. Princeton, NJ: Princeton University Press, 2001.

[۱۰۶]

Meersman, Thomas, and Brunner, Eike. Hyperpolarized Xenon-129 Magnetic Resonance: Concepts, Production, Techniques and Applications. Royal Society of Chemistry, 2015.

[۱۰۷]

Burbine, Thomas, H. Astroids: Astronomical and Geological Bodies. Cambridge University Press, 2017.

[۱۰۸]

Igel, Heiner. Computational Seismology. Oxford University Press, 2017.

[۱۰۹]

Hoge, Bradley. Nebular Hypothesis. Cawing Crow Press, 2016.

[۱۱۰]

برای دریافت نیاز‌های ابزاری و شناخت ابعاد و مقیاس‌هایی‌ که در این کتاب بدان‌ها پرداخته شده، نگاه کنید به:

http://htwins.net

[۱۱۱]

Krugel, Endrik. An Introduction into the Physics of Interstellar Dust (Series in Astronomy and Astrophysics.) CRC Press, 2007.

[۱۱۲]

Woolfson, Michael Mark. Dialogue Concerning the Two Chief Models of Planet Formation. WSPC, 2017.

[۱۱۳]

diffuse glow

[۱۱۴]

cosmic microwave background

[۱۱۵]

blackbody glow

[۱۱۶]

Gridley, Albert Leverett. Suborganic Evolution, or Thoughts on the Nebular Hypothesis. Forgotten Books, 2018.

[۱۱۷]

blackbody

[۱۱۸]

Green, B. The Fabric of the Cosmos. New York: Knopf, 2004.

[۱۱۹]

blackbody spectrum

[۱۲۰]

Hogan, C. The Little Book of the Big Bang. New York: Copernicus, 1998.

[۱۲۱]

Zeilik, M. Astronomy: The Evolving Universe, 6^th Edition. New York: Wiley, 1991.

[۱۲۲]

Calderback, Valerie. Cruising the Cosmos: From the Big Bang to Dark Matter, Riding the Gravitational Waves. Calderbank Books, 2018.

[۱۲۳]

fluctuations

[۱۲۴]

Thomas, Andrew. Hidden in Plain Sight 2: The Equation of the Universe. Amazon Digital Services LLC, 2013.

[۱۲۵]

Jain, Pankaj. An Introduction to Astronomy and Astrophysics. CRC Press, 2015.

[۱۲۶]

collision

[۱۲۷]

Anderson, James. Questions on Space, Time, and Beyond: Question and Answer Guide to Astronomy. Createspace Independent Publishing Platform, 2015.

[۱۲۸]

Loeb, Abraham, and Furlanetto, Steven, R. The First Galaxies in the Universe (Princeton Series in Astrophysics Books.) Princeton University Press, 2013.

[۱۲۹]

DeGrasse Tyson, Neil. Astrophysics for People in a Hurry. W. W. Norton & Company, 2017.

[۱۳۰]

Big Bang models

[۱۳۱]

Rovelli, Carlo. The Order of Time. Riverhead Books, 2018.

پی نوشت ح