مقاله بررسی سیر تحولات ستارگان

دانلود مقاله بررسی سیر تحولات ستارگان
مقدمه
برخی از ستارگان نزدیک به قطب هرگز طلوع و غروب نمی کنند؛ بلکه همیشه در بالای افق قرار دارند. این ستارگان به ستارگان حول قطبی[۱] موسومند. تعداد ستارگان حول قطبی قابل رؤیت در هر نقطه مشخص به عرض جغرافیایی آن نقطه در روی زمین بستگی دارد. درست همان طور که وضعیت خورشید در تشخیص وقت روزانه می تواند مورد استفاده قرار گیرد، ستارگان نیز یک ساعت شبانه می سازند. مجموعه معروفی از ستارگان به نام( دب اکبر) خرس بزرگ[۲] برای مردم اروپا و ایالات متحده حول قطبی هستند.
دیدنی ترین دست آورد ستاره شناسی فضایی، برنامه فضایی آپولو بود. این برنامه به افرادی امکان داد که چندین بار بر ماه فرود آیند و آنها برای نخستین بار ماده ای را از جهان دیگر برای مطالعه دانشمندان به زمین آوردند. در نتیجه اکنون ما می دانیم که سن ماه نیز مانند زمین ۴۵۰۰ میلیون سال است. یک تلسکوپ فضایی به قطر دو متر قادر بود ستارگانی را ببیند که صدها بار کم نورتر از تمامی ستارگانی هستند که تاکنون دیده شده اند. چنین تلسکوپی حتی ممکن بود بتواند سیاراتی را بیابد که به گرد ستارگان مجاور در حرکتند.
۱-۱ پیشینه ستارگان
ستاره شناسی علم شناخت کیهان، راه پیچیده و دشواری را پشت سر گذاشته است، این دانش از تصورات ساده انسان های نخستین، تعلیمات ارسطو درباره ی ثابت بودن (عدم تحول) اجسام کیهانی و نظام بطلیموسی که در آن زمین مرکز جهان بوده است به اندیشه های متفکرین برجسته ای چون کوپرنیک گالیله و ستاره شناسان جدید رسیده است تاریخ ستاره شناسی تاریخ مبارزه آشتی ناپذیر بین اندیشه های کهنه و نو است. دانش نوین ستاره شناسی به ما یاد می دهد که جسم های آسمانی همیشه در حال تغییر و تحول می باشند.
نجوم یا ستاره شناسی دانشی است مربوط به شناسایی اجسام آسمانی که در آن حرکت، ساختمان، تکامل و سیستم اجسام مزبور مورد بررسی قرار می گیرد و قوانینی که بر پایه ی این دانش وضع شده در نیازهای علمی انسان ها به کار گرفته می شود. نجوم یکی از علوم بسیار قدیمی بوده و مراحل ابتدایی آن چندین هزار سال قبل در بابل، مصر و ایران وجود داشته است. اولین رصد کنندگان و پژوهشگران در آسمان یعنی ستاره شناسان به این نتیجه رسیدند که از روی حرکت خورشید و ستارگان می توان زمان یک شبانه روز را تعیین کرد: مثلاً خورشید در نیم روز بلندترین وضع را به خود می گیرد و در نقطه ی اوج خود قرار دارد. از روی اشکال مختلف ماه که اهله قمر می گویند (هلال، بدر و مانند آنها) و برحسب وضع خورشید و سایر ستارگان در آسمان، فاصله های زیاد زمانی را تعیین نموده و بعبارت دیگر تقویم یا سالنامه ها را تهیه می نمایند. در دوران گذشته چادرنشینان و دریانوردان از روی ستارگان جهت های افق را مشخص می کردند و طی طریق می نمودند ستاره شناسی در حال حاضر نیز در خدمت چنین هدف هایی قرار دارد. ستاره شناسان بر پایه و اساس رصد ستارگان وقت دقیق را تعیین می کنند که پیوسته از رادیو پخش و اعلام می گردد. همچنین در گذشته ترسیم نقشه های جغرافیایی بدون رصد و بررسی ستارگان غیر ممکن بوده است. در ضمن دانش ستاره شناسی همراه سایر علوم شرایط مناسب و مساعد پرتاب موشکهای کیهانی و سفینه های فضایی را فراهم نموده و به انسان در امر تسخیر فضا کمک شایانی کرد. در زمان قدیم مردم در حالی که همه روزه طلوع و غروب آفتاب و ماه، انتقال مشهود ستارگان را نسبت به افق می دیدند فکر می کردند که کلیه ستارگان آسمان در اطراف کره ی زمین ساکن می چرخند و دنیای زمین و دنیای آسمان در مقابل یکدیگر قرار دارند. تجسم ساده لوحانه قدیمی درباره جهان که دید مردم دوران گذشته بوده در دانشهای مذهبی نیز منعکس شده است. بر اساس اینگونه اندیشه ها جهان به وسیله خدایان خلق شده و از آن زمان به بعد بدون هیچگونه تغییری وجود دارد. ولی دانش جهان شناسی بمردم نشان داد که «جهان» آنطوری که تجسم نموده اند نیست. ثابت شد که زمین خود جسمی آسمانی است. همانطوریکه سایر سیاره ها نامگذاری شده به دور خورشید می چرخند زمین هم بدور خورشید در حال حرکت است. ستارگان اجسامی شبیه خورشید[۳] بوده و از گازهای تابان ترکیب یافته اند. آنها از نظر اندازه بمراتب از زمین بزرگترند و حتی در اکثر موارد به مقیاس قابل توجهی بر خورشید برتری دارند. مردم با درک سبب بروز ماه گرفتگی و خورشید گرفتگی (کسوف و خسوف) و ظهور ستارگان دنباله دار و سایر رویدادهای آسمانی بتدریج ترسیدن و وحشت را کنار گذاشتند. خرافات و موهومات که بر اساس نادانی و عدم شناسایی ساختمان جهان استوار است، در حال حاضر فقط در میان مردم عقب مانده وجود و رواج دارد. دانش نجوم یا ستاره شناسی به ما می آموزد: اجسامی در آسمان وجود دارند که شبیه زمین نیستند. امکان حیات تنها در کره زمین نیست. کائنات هرگز به طور ابدی خلق نشده و هیچوقت موجودیت آن تمام شدنی نیست. مسائل مربوط به علم نجوم همچنین برای رشد و توسعه سایر علوم، بخصوص فیزیک، شیمی و زمین شناسی نیز بسیار مفید و ثمربخش می باشد.
مثلاً ستاره شناسان گاز هلیوم را در خورشید زودتر از کره زمین کشف کرده اند. در فضای لایتناهی خواص فیزیکی موادی کشف شده است که هنوز نمی توان آنها را به زمین انتقال داد. هنوز نمی توانیم گاز را آنطوری متراکم نمائیم که هزار بار فشرده تر از سیماب یا جیوه باشد و در مدتی مدید و با حرارت چندین میلیون درجه به دست آید. هنوز دلایل بعضی از انواع پخش رادیویی و مانند آنها برای ما روشن نیست. دانش نجوم ضمن کمک به سایر علوم به نوبه خود از پیشرفتهای آنها نیز بهره برداری می نماید. فیزیک دانان و ستاره شناسان به یکدیگر کمک می کنند تا روشهای جدیدی را برای رصد و بررسی ستارگان به کار برند. عکاسی، تجزیه طیفی و دوربین های نجومی رادیویی به نیرومندترین وسایل تجسس و تحقیق در دنیای فلکی مبدل شده اند. ریاضی دانان ستاره شناسان را مجهز به دستگاههای محاسباتی دقیق می نمایند که در حال حاضر و در تحقیقات نجومی معاصر، بدون چنین دستگاه ها برای ستاره شناسان موفقیتی وجود نخواهد داشت. ستاره شناسان هم چنین می توانند به تاریخ دانان کمک و یاری نمایند تا بعضی وقایع باستانی مشخص شوند و تاریخ آنها تعیین گردند. مثلاً هنگام یکی از نبردهای «مادر» و «لیدی» واقعه ای به وقوع پیوست و آن خورشید گرفتگی بود. ستاره شناسان حساب کرده اند که این خورشید گرفتگی در روز ۲۸ ماه مه سال ۵۸۵ قبل از میلاد بوده است و این واقعه تاریخی بهمین ترتیب هم ثبت شد. بسیاری از پدیده های آسمانی را یکباره نمی توان مشخص کرد آنها پس از بررسی ها و رصد ستارگان که قبلاً انجام گرفته بود می توانند واضح و مشخص شوند. تا چندی قبل نجوم بطور کلی علم دیده وری بود و کلیه نتایج بر اساس رصد ستارگان در آسمان بدست می آمد. بطوریکه ستارگان قابل دسترس نبودند. پرتاب موشکهای کیهانی ، ایجاد قمرهای مصنوعی، پرواز انسان در فضا و … همه اینها امکانات جدیدی را برای آموزش و تحقیق در فضای کیهانی بوجود آورده اند و راه نوینی را در مقابل انسان می گشایند. بدون آشنایی مستقیم با پدیده های آسمانی، بدون مشاهده و رصد ستارگان، بررسی تحقیق در علوم نجوم بصورت کتابی و مرده بوده و تجسم های آن نیز نادرست و به طور کلی بی پایه است.
در این فصل شرح حال بسیار مختصری از زندگی پنج دانشمند ، که ما را در شناخت عالم و قوانین آن بیش از همه کمک کرده و متحمل زحمات فراوانی شده اند، می آوریم. این مردان بزرگ عبارتند از : ارسطو، کپلر، گالیله ، نیوتن و انیشتین
ارسطو :
ارسطو در سال ۳۸۴ قبل از میلاد مسیح در یکی از شهرهای مقدونیه متولد شد. به مدت ۲۰ سال جزء شاگردان افلاطون بود. در سن ۶۰ سالگی درگذشت. ارسطو اولین کسی است که برای جهان یک رول ریاضی تعریف کرد که نه تنها زمین و منظومه شمسی بلکه تمام جهانی را که در آن نور شناخته شده بود در بر می گرفت. ارسطو معتقد بود در عالم چهار حرکت وجود دارد، عبارتند از : تغییر مکان که همان حرکت معمولی است، تغییر کمیت یعنی کوچک و بزرگ شدن اجسام، تغییر کیفیت مانند تغییر درجه حرارت، رنگ و بوی اشیاء و تغییر ماهیت، ارسطو معتقد بود که غیر از عناصر چهارگانه آب، آتش، خاک و هوا عنصر پنجمی وجود دارد که او آن را به منزله ی جوهر خالصانه عناصر چهارگانه دگر مزین می کرد این همان چیزی است که در فیزیک به نام «اتر» موسوم شده است.
کپلر :
کپلر، ستاره شناس آلمانی، در سال ۱۵۷۱ میلادی در شهر ویل به دنیا آمد. با کارهای ستاره شناس لهستانی به نام کپرنیک آشنا شد و سخت تحت تأثیر کارهای او قرار گرفت. او به سمت دستیار ستاره شناس معروف زمان به نام تیکو براهه [۴] در رصد خانه پروس مشغول به کار شد. در سال ۱۶۲۶ جدول نجومی دورلفی را که براهه شروع کرده بود به پایان رسانید و انتشار داد. از کتابهای مهمی که وی تألیف کرده می توان از سه کتاب «نکات درباره حرکت و مسیر مریخ» (۱۶۰۹) «هماهنگی جهان» (۱۶۱۹) و «اصول نجوم کپرنیک» (۱۶۲۱) نام برد. دانشمندان عقیده دارند که قوانین کپلراسول مطالعات و کشفیات نیوتن را در مورد قوانین حرکت سیارات پایه گذاری کرد. کپلر در سال ۱۶۳۰ میلادی در حالیکه هنوز ریاست رصدخانه پروس را به عهده داشت، درگذشت.
گالیله :
نام کامل این دانشمند گالیله گالیلی [۵] است و در شهر پیزای ایتالیا در سال ۱۵۶۴ میلادی به دنیا آمد. او به قصد مطالعه علم پزشکی وارد دانشگاه پیزا شد. قانون نوسان آونگ از اولین کشفیات گالیله است. در سال ۱۶۰۹ میلادی اوموفق به ساختن اولین تلسکوپ نجومی شد. از جمله کشفیاتی که او با تلسکوپ خود کرد، این بود که سطح ماه مانند سطح زمین ناهموار است، دارای پستی و بلند فراوان می باشد. گالیله اولین کسی بود که اعلان کرد که «راه شیری» تجمعی از میلیونها ستاره متحرک است. در سال ۱۶۱۳ میلادی گالیله، که خود شخص با نفوذی در نجوم و فیزیک بود، نظریه ی خود را با قبول نظریه کپرنیک انتشار داد. این نظریه به وضوح اعلان می کند که زمین و سایر سیارات منظومه شمسی دارای دو حرکت دورانی هستند. گالیله بقیه عمر خود را صرف مطالعه مکانیک و قوانین مکانیک کرد و دگر نظریه ای در مورد نجوم ارائه نداد. هشت سال بعد از محکومیت خودش، در گذشت.
نیوتن :
او در سال ۱۶۴۲ میلادی به دنیا آمد. او آن چنان در کار خود موفق گشت که دنیا او را به نام یکی از نوابغ دانش می داند. در طول دوران تاریخ بشر کمتر کسی به درجه نبوغ و استشهاد نیوتن، در علوم، پا به عرصه وجود گذاشته است.
یکی از مهم ترین کشفیات نیوتن قانون جاذبه عمومی است. منجمان و ستاره شناسان، با استفاده از این قانون به محاسبه مسیر حرکت ستارگان و سیارات پرداخته است. در سال ۱۶۹۶ بالاترین مقام علمی انگلستان را به نیوتن دادند و در سال رئیس جامعه سلطنتی انگلستان شد و تا پایان عمر خود این مقام را داشت. نیوتن در سال ۱۷۲۷ در سن ۸۵ سالگی درگذشت.
انیشتن :
آلبرت انیشتن در سال ۱۸۷۹ میلادی در آلمان به دنیا آمد. آن چه او در مورد نظریه نسبیت خاص و بعداً نسبیت عام انتشار داد آن قدر در سطح بالا ریاضیات قرار داشت که از میان تمام دانشمندان و ریاضیدان های روز دنیا، به استثنای یکی دو نفر، هیچ کس آن را آن طوری که می بایست درک نکرد. از نشریات انیشتن می توان کتابهای زیر را نام برد. مفهوم نسبیت و کاوش در نظیه حرکت براونی، درباره صهیونیست، چرا جنگ، سازندگان جهان، دنیایی که من می بینم و تحول فیزیک انیشتن در سال ۱۹۵۵ میلادی در آمریکا درگذشت. گرچه در هنگام مرگ تبعه ی آمریکا بود، لیکن، او همیشه خودش را به همه دنیا، و نه به یک کشور و به یک مملکت؛ متعلق می دانست.
۱-۲ ستاره چیست؟
ستارگان اجرامی هستند، آسمانی که دارای منبع انرژی بوده ( به صورت انرژی گرانشی، حرارتی و هسته ای) و این انرژی را با تابش خود بصورت امواج الکترومغناطیسی خرج می کند (از امواج رادیویی تا اشعه ی گاما)
بطور کلی ستارگان دارای مراحل مختلف جنینی، کودکی و جوانی و پیری هستند. پس از اکتشاف برابری جرم و انرژی توسط انیشتن ، دانشمندان تشخیص دادند، که کلیه ستارگان باید تغییر و تحول یابند. هر ستاره هنگامیکه نور (انرژی) پخش می کند، مقداری از ماده خویش را مصرف می کند. ستارگان همیشگی نیستند، روزی بدنیا می آیند و روزی هم از دنیا خواهند رفت. ستارگان گویهای بزرگی از گاز بسیار متراکم هستند که بواسطه نورشان می درخشند. سطح دمای ستارگان هزاران درجه است و در داخل دمایشان بیش تر است. در این دماها ماده نمی تواند به طور جامد یا مایع باشد. گازهایی که ستارگان را تشکیل می دهند، بسیار غلیظ تر از گازهایی هستند که معمولاً بر سطح زمین وجود دارند. چگالی فوق العاده زیاد آنها در نتیجه فشارهای عظیمی است که در درون آنها وجود دارد. ستارگان در فضا حرکت می کنند، اما حرکت آنها به آسانی مشهود نیست. در یک سال هیچ تغییری را در وضعیت نسبی آنها نمی توان ردیابی کرد، حتی در هزاران سال نیز حرکت قابل ملاحظه ای در آنها مشهود نمی شود. پژوهشگران اظهار می دارند که تکامل، تخریب و محصول نهایی یک ستاره، به جرم آن بستگی دارد. در واقع سرنوشت نهایی ستاره که تا چه مرحله ای از پیشرفت، خواهد رسید با جرم ستاره ارتباط مستقیم دارد.

فهرست
پیشگفتار
چکیده
بخش اول : کلیّات ستاره شناسی
فصل اول : ستاره شناسی ۲
مقدمه ۳
۱-۱ پیشینه ستارگان ۴
۱-۲ ستاره چیست؟ ۱۱
۱-۳ اندازه گیری فاصله ستارگان ۱۴
۱-۴ رصد خانه ها و تلسکوپ ها ۱۸
فصل دوم : انواع ستارگان ۲۱
مقدمه ۲۲
۲-۱ ستاره ای به نام خورشید ۲۳
۲-۲ ستاره های هالی ۲۸
۲-۳ ستاره های دنباله دار و شهابها ۳۰
۲-۴ ستارگان متغییر ۴۰
۲-۵ نواخترها، ابر نو اخترها ۴۱
۲-۶ خوشه پروین ۴۵
۲-۷ ستارگان تپنده ۴۷
۲-۸ ستاره نوترونی ۴۹
نتیجه گیری بخش اول ۵۱
بخش دوم : تحولات ستارگان
فصل سوم : ویژگی های ستارگان ۵۷
مقدمه ۵۸
۳-۱ طیف ستارگان ۵۹
۳-۲ دمای ستارگان ۶۱
۳-۳ جرم ستارگان ۶۴
۳-۴ رنگ ستارگان ۶۶
۳-۵ درخشندگی ستارگان ۶۷
۳-۶ حرکت ستارگان ۷۱
۳-۷ نیرو گرانشی ستاره ۷۴
۳-۸ مختصات استوایی ستارگان ۷۷
فصل چهارم : از تولد تا مرگ ۸۰
مقدمه ۸۱
۴-۱ نحوه تشکیل ستاره ۸۱
۴-۲ منابع انرژی ستاره ۸۶
۴-۳ زندگی ستاره ۸۷
۴-۴ واکنش زنجیری ۸۹
۴-۵ انفجار ستارگان ۹۱
۴-۶ تکامل ستارگان ۹۴
۴-۷ تحول ستارگان ۹۸
۴-۸ مرگ ستارگان ۹۹
۴- ۹ سیاه چاله ها ۱۰۵
۴-۱۰ کوتوله سفید ۱۰۵
نتیجه گیری بخش دوم ۱۰۷
بخش سوم : نجوم، فیزیک ستاره
فصل پنجم : فیزیک ستاره ۱۱۱
مقدمه ۱۱۲
۵-۱ ابرهای گازی بین ستاره ای ۱۱۳
۵-۲ ستاره های دوتایی ۱۱۵
۵-۳ اجتماعات ستارگان ۱۱۹
۵-۴ ستارگان جوان ۱۲۲
۵-۵ ستارگان خاموش ۱۲۲
نتیجه گیری بخش سوم ۱۲۹
فصل ششم : نتایج و ضمائم ۱۳۲
ضمائم ۱۳۳
واژه نامه فارسی به انگلیسی ۱۴۰
منابع ۱۴۷

منابع فارسی
۱- اسرار کهکشانها و ستارگان . ال . ای . کورویچ . از دی – سید احمد سیدی نوقابلی – مهندس بهزاد قهرمان – حسنعلی قهرمان انتشارات آستان قدس – چاپ اول ۱۳۷۰٫
۲- آشنایی با رصدخانه های دنیا – زیکفرد مارکسی ورنرفاو – ملک جلالی – مهندس بهزاد قهرمان – دکتر عدالتی – انتشارات آستان قدس – چاپ اول ۱۳۷۱
۳- پیشگامان دانش اخترشناسی – کاوین سولیوان – علی اکبر شریفی – دکتر تقی عدالتی – علی کسالیانی – انتشارات آستان قدس – چاپ اول ۱۳۷۷
۴- ۱۸۶ پرسش و پاسخ نجومی – آین نیکلسون – دکتر عبدالمهدی ریاضی – هادی رفیعی – دکتر محمد تقی عدالتی انتشارات آستان قدس چاپ دوم ۱۳۸۳٫
۵- ستاره شناسی و شناخت جهان – وسه فسو یاتشکی – شیشاکف و بایف – نازارها مبارچیان – انتشارات مهر – آبان ۱۳۶۱٫
۶- ستاره شناسی در دنیای جدید – ب . آ . واروفتسف – ویلیامینف – ابوالفضل آزموده – انتشارات گوتنبرگ – چاپ اول ۱۳۸۰٫
۷- ستارگان ساختار و تحول آن ها – آو جی . تیلر – دکتر تقی عدالتی – انتشارات استاد – چاپ اول بهار ۱۳۶۳٫
۸- ستاره ای به نام خورشید – کیورکی جورج گاموف – محمد حیدری ملایری – انتشارات پیروز – چاپ سوم ۱۳۸۰
۹- سیری کوتاه در سرگذشت عالم – دکتر علی بهروزفر – انتشارات پیروز – چاپ سوم ۱۳۸۰
۱۰-ساختار ستارگان و کهکشانها – پاول هاج – توفیق حیدرزاده – انتشارات گیتاشناسی – چاپ دوم ۱۳۷۲
۱۱-شناخت مقدماتی ستارگان – توفیق حیدرزاده – انتشارات گیتاشناسی – چاپ اول ۱۳۶۴٫
۱۲-کاوشی در ستاره شناسی – ژاکلین و سیمون میتون – محسن مدیر شانه چی – انتشارات آستان قدس – بهمن ۱۳۵۶
۱۳- نجوم و اختر فیزیک مقدماتی – زیلیک اسمیت – دکتر جمشید قنبری – دکتر تقی عدالتی – دکتر محسن سربیشه – انتشارات

منابع انگلیسی
Astronomy . monthly . Astormdia . Box92788 , Milwaukkee , WI .
Sky and telescope , monthly , sky publishing corp . ۴۹ Bay state Rd , Cambridge , MA.
space scince Reviews , montly . D . Reidel , single 419 – ۴۲۱ Dordrecht . Holland.
phsics today Reviwes , American Institute of physics 335 E . 45 thst . new yorkny
Rose . w. k . In troduction to Astrophysics . New york : Holt . Rinehartand Winston . 1973
unsold . Albrecht . the new . cosmos . 3ded . New . york : springer – verlag . 1983