۱۰ کشفی که بدون سفر فضایی به آن‌ها نمی‌رسید

جی پلاس، اکتشافات و سفر‌های فضایی فقط به فضانوردان محدود نمی‌شود و برخی از شگفت‌انگیزترین اکتشافات بدون استفاده از فناوری ممکن نبودند.

به گزارش listverse، با نگاهی دقیق‌تر به داده‌های فناوری می‌توانیم دریابیم که چگونه علم پشت اکتشافات بین ستاره‌ای به دانش و پیشرفت‌هایی که امروزه می‌شناسیم منجر شده است. در ادامه به بررسی تعدادی از کشفیات فضایی می‌پردازیم.

۱۰ کشف فضایی که نیاز به سفر فضایی دارند

۱) کرم چاله قابل عبور

نظریه نسبیت عام انیشتین، که در سال ۱۹۱۵ ارائه شد، گرانش را به‌عنوان یک عامل هندسی و نه یک نیرو بررسی کرد. در این نظریه، فضا-زمان توسط هندسه ریمانی بررسی شد. انیشتین گرانش را در نظر نگرفت و کشف کرد که اجسام عظیم فضا-زمان را از طریق گرانش منحرف می‌کنند.

نسبیت عام به این موضوع اشاره می‌کند که چگونه کرم‌چاله‌ها در مناطق منحنی فضا-زمان هستند و دو نقطه دوردست را مانند یک تونل به هم متصل می‌کنند. اما دانشمندان مستقیماً این‌ها را در طبیعت مشاهده نکرده‌اند و هیچ مدرکی مبنی بر وجود آن‌ها برای تأیید این نظریه در دسترس نیست. به گفته دانشمندان هر کرم‌چاله‌ای بسیار ناپایدار است. برخی از دانشمندان این نظریه را مطرح کرده اند که راهی برای نگه داشتن کرم چاله‌ها و جلوگیری از فروپاشی آن‌ها از طریق استفاده از جرم منفی یا الکترون‌ها وجود دارد.

نظریه دیگر این است که با لایه‌بندی ورودی کرم‌چاله با پوسته‌هایی از ماده تثبیت می‌شود. محققانی که این اکتشافات را ارائه کردند، قصد دارند این نظریه‌ها را به صورت تجربی آزمایش کنند. در صورت اثبات صحت آن، بزرگترین رویا‌های علمی تخیلی انسان‎ها در باره این سفرها  به حقیقت می‌پیوندند و درک شما از جهان را به چالش می‌کشند.

۲) مارشلک

فرودگر اینسایت (InSight) ناسا که در سال ۲۰۱۸ به فضا پرتاب شد، سه زمین لرزه جداگانه را در سیاره سرخ اندازه گیری کرد. در ۱۸ سپتامبر ۲۰۲۱، اینسایت در هزارمین روز خود در مریخ، لرزش ۴.۲ را اندازه‌گیری کرد که یک ساعت و نیم ادامه داشت. متوسط این زمین لرزه روی زمین، حدود سی ثانیه طول می‌کشد.

فرودگر اینسایت از ترکیب سیاره، نحوه شکل‌گیری آن و حرکت این لرزش‌ها در پوسته، گوشته و هسته مریخ اطلاعاتی ارائه می‌کند. این یک تماس نزدیک برای فرودگر بود تا این مریخ‌لرزه‌ها را شناسایی کند. به دلیل مدار بیضی شکل سیاره که آن را از خورشید دورتر می‌کند، باعث شد که اینسایت از گرمکن‌ها برای گرم ماندن استفاده کند. همانطور که اینسایت دوباره به خورشید نزدیک می‌شود، سطح انرژی آن می‌تواند افزایش یابد و به جمع آوری داده‌ها در سیاره سرخ ادامه دهد.

۳) زنده ماندن از مرگ یک ستاره

دانشمندان تعداد ۴۳۲۴ سیاره فراخورشیدی را در سال ۲۰۲۰ کشف کردند. از آن زمان تاکنون، مجموع آن‌ها به ۴۹۰۳ افزایش یافته است. اما در سپتامبر ۲۰۲۰، یک سیاره عظیم به اندازه مشتری به نام WD ۱۸۵۶ b پیدا شد که به دور یک ستاره کوتوله سفید در چرخ بود. اگرچه این ستاره یک کوتوله حساب می‌شود، اما در واقع اندازه آن چهل درصد بزرگتر از زمین است. ستارگان کوتوله بقایای متراکم ستاره‌ای شبیه به خورشید هستند که تمام انرژی خود را ساطع کرده، متورم شده و سپس لایه‌های بیرونی خود را به اطراف پرتاب کرده تا هشتاد درصد از جرم خود را از دست بدهد و تنها یک هسته متراکم باقی بماند.

۴) استخراج سیارک

در حالی که استخراج سیارک‌ها در داستان‌های علمی تخیلی، عمدتاً برای کهکشان‌هایی است که منابع سیاره را مصرف کرده اند و به دنبال گزینه‌های دیگری برای سوخت هستند، ممکن است به واقعیت تبدیل شود.

فضاپیمای OSIRIS-REx در سال ۲۰۱۶ به فضا پرتاب شد و به سیارک Bennu که نزدیک به زمین است سفر کرد. هدف از این ماموریت جمع‌آوری نمونه‌ای از سنگ‌ها و مواد از سطح سیارک برای درک بهتر ترکیب شیمیایی آن، چگونگی شکل‌گیری حیات، سیارات است. همچنین بازگشت برنامه ریزی شده فضاپیمای OSIRIS-Rex به زمین، مجموعه‌ای از نمونه‌های فرا زمینی را برای مطالعه به دست گردانندگان آن خواهد آورد.

۵) اکتشافات وویجر‌ها

در آگوست ۱۹۷۷، وویجر ۱ برای رصد سیاره‌های مشتری، زحل، اورانوس و نپتون به فضا پرتاب شد. در سپتامبر ۱۹۷۷، وویجر ۲ با همان هدف در محدوده‌های بیرونی منظومه شمسی و تأثیر دسترسی خورشید به فضا رفت.

فضاپیمای وویجر با سرعتی در حدود ۳۸۰۰۰ مایل در ساعت به فضا پرتاب شد. از زمان پرتاب خود در بیش از چهل سال پیش، این دو قمر‌های پوشیده از یخ، آتشفشان‌های اعماق فضایی و شواهدی از وجود آب در سیارات دیگر را کشف کرده‌اند.

درحال حاضر وویجر ۲، ۱۲ میلیارد مایل و وویجر ۱، ۱۴ میلیارد مایل از زمین فاصله دارند. آن‌ها اولین فضاپیما‌های پرنده‌ای هستند که به فضای بین ستاره‌ای سفر کردند. همچنین دو روز طول می‌کشد تا آن‌ها کنترل ماموریت ارتباطات ورودی را دریافت کنند.

۶) قضیه مساحت سیاهچاله

در سال ۱۹۷۱، استیون هاوکینگ این نظریه را ارائه کرد که سیاهچاله‌ها نمی‌توانند در طول زمان از نظر اندازه کاهش پیدا کنند. این نظریه به عنوان قضیه منطقه سیاه چاله نیز شناخته می‌شود که اساساً بر اساس اصل ترمودینامیکی آنتروپی عمل می‌کند. اصل ترمودینامیکی آنتروپی انرژی حرارتی یک سیستم است که به کار مکانیکی تبدیل می‌شود و گرما را به حرکت تبدیل می‌کند.

پس از پنجاه سال پیشنهاد، سرانجام در سال ۲۰۲۱ محققان نظریه هاوکینگ را با تجزیه و تحلیل امواج گرانشی تولید شده توسط سیاهچاله‌ها اثبات کردند. همچنین دانشمندان مساحت سطح دو سیاهچاله را قبل و بعد از ادغام آن‌ها محاسبه کردند. سرانجام آن‌ها متوجه شدند که این مساحت از مجموع دو سیاهچاله جداگانه بزرگتر است.

۷) گرد و غبار فضایی

بدون سفر فضایی، انسان‌ها هرگز متوجه نمی‌شدند که سالانه ۵۲۰۰ تن غبار فضایی به زمین اضافه می‌شود. غبار فضایی در آسمان قابل مشاهده است و در غیر این صورت به عنوان نور زودیاک شناخته می‌شود که درخشش ضعیفی را در غروب یا طلوع خورشید پخش می‌کند.

در طی یک مطالعه بیست ساله، دانشمندان داده‌هایی درباره این ذرات و چگونه به وجود آمدن آن‌ها جمع آوری کرده‌اند. غبار فضایی شامل غبار دنباله دار، سیارک و بین ستاره‌ای است که از منظومه شمسی عبور می‌کند. اگرچه اکثر ذرات از چند مولکول تا ۰.۱ میلی‌متر متغیر هستند، اما این غبار حاوی ترکیبات آلی است که توسط ستاره‌ها تشکیل شده است.

۸) یک روز در زهره

طول روز زهره در هر گردش بیست دقیقه تغییر می‌کند. گروهی از دانشمندان، یک ماموریت تحقیقاتی یک دهه‌ای را با استفاده از رادار برای پرتاب امواج نور از سیاره، اندازه گیری انحراف محوری، اندازه هسته آن و مدت زمان لازم برای تکمیل یک مدار انجام دادند.

اگر دانشمندان بخواهند مأموریتی به زهره بفرستند، چرخش و طول مدار باید دقیق باشد. در غیر این صورت، یک فضاپیما می‌تواند بیست مایل دورتر از مسیر خود فرود بیاید و به شدت بر ماموریت تأثیر بگذارد. تیم تحقیقاتی کشف کردند که یک روز در زهره معادل ۲۴۳ روز زمین است. همچنین اختلافی که قبلاً دانشمندان با آن مواجه شده بودند به دلیل ابر‌های ضخیم و سریع در جو زهره بود که موجب تغییر چرخش سیاره می‌شد.

۹) کهکشان کوتوله

در سال ۲۰۲۱، دانشمندان یک کهکشان کوچک جدید را کشف کردند که اندازه آن تنها یک درصد راه شیری بود. این کهکشان هنوز در حال توسعه و در مراحل اولیه گسترش است. با این حال، دانشمندان توانستند آن را با لنز گرانشی پیدا کنند، جایی که اجسام بزرگ، نور را خم و بزرگ‌نمایی می‌کنند.

۱۰) نیروی پنجم

چهار نیروی اساسی که عبارتند از گرانش، الکترومغناطیسی، هسته قوی و ضعیف بر فضا_زمان حاکم است. مدل استاندارد فیزیک همه این نیرو‌ها را ترکیب می‌کند، اما دانشمندان آزمایش‌هایی انجام دادند که تأیید کرد این مدل ناقص است. مدل استاندارد گرانش را با سه نیروی دیگر یکی نمی‌کند و ماده تاریکی را که ۹۶ درصد جهان را تشکیل می‌دهد، توضیح نمی‌دهد.

دانشمندان شروع به بررسی کوارک‌ها و روند فروپاشی آن‌ها کردند که مجموعه‌ای از ذرات نور را از طریق نیروی ضعیف ایجاد می‌کند. نوع ذراتی که این کوارک‌ها در حال تجزیه آن هستند، قانون جهانی بودن لپتون را نقض می‌کند. اگرچه این کشف هنوز به داده‌های بیشتری نیاز دارد، اما محققان در آستانه کشف عنصر پنجمی هستند که می‌تواند برای همیشه درک شما از فیزیک را تغییر دهد.