مقدمه

حدود 200 میلیارد کهکشان که هر کدام دارای تقریبا 200 میلیارد ستاره است بوسیله تلسکوپها قابل تشخیص است. اما این تعداد فقط 4 درصد از محل گیتی را تشکیل می‌دهد. حدود 73 درصد از جهان از ماده دیگری ساخته شده است که «انرژی تاریک» (dark matter) نامیده می‌شود. هیچ کس نمی‌داند که ماهیت این ماده ناشناخته چیست، اما مقدار این نوع ماده از تمام اتمهای موجود در تمام ستارگان موجود در کل کهکشانهای قابل شناسایی گستره فضا بسیار بیشتر است.

 انبساط جهان

این یافته‌ها به مشاجرات فراوانی که در مورد جهان ، عمر جهان ، سرعت انبساط آن و ترکیب آن جریان داشت پایان داد. با استفاده از نتایج دو تحقیق ذکر شده ، اخترشناسان امروز بر این باورند که سن جهان 13.7 میلیارد سال با تقریب چند صد هزار سال است. بر اساس اطلاعات موجود ، جهان با سرعت شگفت آور 71 کیلومتر در ثانیه در مگا پارسک در حال انبساط است. (پارسک یک واحد اخترشناسی است و تقریبا برابر 3.26 میلیون سال نوری است).

به نظر می‌رسد که چیزی در فضا نهفته است و همانند نوعی نیروی ضد گرانشی عمل می‌کند.‌ این نیرو باعث می‌شود که بجای آنکه جهان متراکم شود و اجزای آن به یکدیگر نزدیک شود، انبساط می‌یابد. از حدود بیست سال پیش حدس می‌زنند که در جهان ماده تاریک وجود دارد، چرا که در آن زمان دریافتند که جهان به گونه‌ای عمل می‌کند که انگار بسیار سنگینتر از چیزی است که واقعا به نظر می‌رسد.

دانشمندان برای توجیه پدیده مشاهده شده همه احتمالات ممکن را در نظر گرفتند از جمله وجود سیاهچاله‌ها ، کوتوله‌های قهوه‌ای و ذرات غیرقابل شناسایی که از نظر ماهیت با انواع معمولی اتمها تفاوت دارند. اما هیچ کدام از آنها نتوانست جرم بسیار زیاد مشاهده شده را توجیه کند.

 آغاز داستان انرژی تاریک

داستان انرژی تاریک از سال 1998 آغاز شد. در آن زمان دانشمندان دریافتند که بسیاری از کهکشانهای دور دست با سرعتی بسیار بیشتر از آنچه که محاسبات موجود پیش بینی کرده‌اند، از یکدیگر دور می‌شوند. تحقیقاتی که روی انواع ویژه‌ای از ابر نواخترها (Supernova) انجام شد، بیانگر آن بود که محاسبات انجام شده اشتباهی نداشت، به عبارت دیگر محاسبات دقیقا نشان دهنده آن بود که سرعت انبساط جهان لحظه به لحظه در حال افزایش است و از سرعت این انبساط کاسته نمی‌شود.

به نظر می‌رسد کشف بعضی از انواع نیروهای غیرمنتظره غیرقابل شناسایی که باعث می‌شوند ساختار فضا بطور مرتب از یکدیگر فاصله گرفته و از هم دور شوند، موءید مشاهدات هالدین (JBS Haldane) دانشمند انگلیسی است که سالها پیش صورت گرفته است. وی می‌گوید: «جهان عجیبتر از چیزی است که فکر می‌کنیم، جهان حتی عجیبتر از چیزی است که بتوان فکرش را کرد.»

از قرنهای چهارم تا ششم پیش از میلاد مسیح ، اخترشناسان یونانی پی بردند که باید بیشتر از یک سایبان (آسمان) وجود داشته باشد. چون اوضاع نسبی ستارگان ثابت ، که حول زمین حرکت می‌کنند، ظاهرا تغییری نمی‌کند، اما اوضاع نسبی خورشید ، ماه و پنج جسم درخشان ستاره مانند که امروزه سیارات عطارد ، زهره ، مریخ ، مشتری و زحل می‌گویند) تغییر می‌کنند. در قرآن مجید نیز ، جایی که صحبت از حقیقت آسمان می‌کند، لفظ آسمان های هفتگانه بکار برده می‌شود.

 روشهای مختلف اندازه گیری فواصل کیهانی  

برای تعیین فاصله خورشید نیز ، آریستاکوس ، یک روش هندسی را بکار برد که از نظر تئوری درست بود. اما نیاز به اندازه گیری زاویه‌هایی چنان کوچک داشت که جز با استفاده از وسایل امروزی ممکن نبود. هر چند که ارقام وی درست نبود، اما او نتیجه گرفت که خورشید حداقل باید هفت برابر بزرگتر از زمین باشد و لذا گردش خورشید به دور زمین که در آن زمان رایج بود، غیر منطقی دانست.

اختر شناسان بعدی حرکات اجرام آسمانی را بر مبنای این نظریه مورد مطالعه قرار دادند که زمین ساکن است و در مرکز عالم قرار دارد. نفوذ و سلطه این نظریه تا سال 1543 ، یعنی تا زمانی که کوپرنیک (Nicolaus Copernicus) کتاب خود را منتشر کرد و با پذیرش عقیده آریستاکوس ، زمین را برای همیشه از مرکز جهان بودن بیرون راند، حاکم بود.

• یکی دیگر از روشهایی که با آن می‌توان فاصله‌های کیهانی را محاسبه کرد، استفاده از روش پارالاکس (Parallax) است.

• روش دیگر استفاده از مثلثات است. بطلیموس با استفاده از مثلثات توانست فاصله راه را از روی پارالاکس آن تعیین کند و نتیجه‌اش با رقم پیشین ، که بوسیله هیپارکوس بدست آمده بود، تطبیق می‌کرد.

• البته امروزه روشهای مختلف دیگری که خیلی دقیقتر از روشهای فوق است، فاصله خورشید از زمین بطور متوسط تقریبا ، برابر 5‚149 میلیون کیلومتر است. این فاصله متوسط را واحد نجومی (با علامت اختصاری A.U) می‌نامند و فاصله‌های دیگر منظومه شمسی را با این واحد می‌سنجند.

 سیر تحولی و رشد

با گسترش روز افزون علم و ساخت تلسکوپهای دقیق ، دانشمندان ، در اندازه گیری ابعاد جهان روز به روز به نتایج جدیدتری نائل می‌شدند. با ساخته شدن و گسترش این وسایل اندازه گیری ، دید بشر نسبت به جهان نیز تغییر یافت. به عنوان مثال با چشم غیر مسلح تقریبا می‌توانیم در حدود 6 هزار ستاره را ببینیم، اما اختراع تلسکوپ ناگهان آشکار کرد که این فقط جزیی از جهان است.

هر چند با بوجود آمدن وسایل دقیق اندازه گیری ، دانش نیز نسبت به جهان هستی ، گسترش پیدا می‌کرد، اما نظریه‌های مختلفی توسط دانشمندان ارائه می‌گردد. از جمله دانشمندانی که نسبت به ارایه این نظریه‌ها اقدام کردند می‌توان به ویلیام هرشل (Wiliam Herschel) ، اختر شناس آلمانی الاصل انگلیسی یا کوبوس کورنلیس کاپیتن (Jacobus cornelis kapteyn) ، اخترشناس هلندی ، شارل مسیر (Charles Messier) و هابل و … اشاره کرد.

 پایان جهان کجاست؟

• سرانجام بعد از تحقیقات گسترده توسط پیچیده‌ترین تلسکوپها ، دانشمندان دریافتند که:

• غیر از کهکشان ما ، کهکشانهای دیگری نیز وجود دارد.

• کهکشانهایی وجود دارند که جرم آنها بیشتر از کهکشان ماست.

• بر اساس مقیاس جدید فاصله‌ها ، سن زمین حد اقل 5 میلیارد سال است و این حد با حدسیات زمین شناسان در مورد سن زمین مطابقت دارد.

همچنین تلسکوپهای جدید وجود خوشه‌های کهکشانی را نشان می‌دهد. کهکشان ما نیز ظاهرا جزیی از یک خوشه محلی است که شامل ابرهای ماژلان ، کهکشان امرأة المسلسله و سه‌ها ، کهکشان کوچک نزدیک آن و چند کهکشان کوچک دیگر هست که روی هم رفته نوزده عضو را تشکیل می‌دهند.

اگر کهکشانها خوشه ها را و خوشه‌ها نیز خوشه‌های بزرگتری را تشکیل می‌دهند، آیا می‌توان گفت که جهان و به تبع آن فضا ، تا بینهایت گسترده شده است؟ یا اینکه چرا برای جهان و چه برای فضا انتهایی وجود ندارد؟ در هر حال ، دانشمندان با وجود اینکه با تخمین می‌توانند تا فاصله 9 میلیارد سال نوری ، چیزهایی را تشخیص دهند، ولی هنوز هم نشانه‌ای از پایان جهان پیدا نکرده‌اند.

زندگی در فضا

بارزترین اختلاف زندگی در زمین و فضا بی وزنی است، که بر کلیه شئون زندگی مسافر تاثیر می گذارد. برخی میگویند که محدود بودن در مکان کوچکی نظیر ایستگاه میر به مدت طولانی می تواند مشکلاتی پدید آورد. برای راحتی بیشتر، ایستگاه فضایی میر با رنگهای آرامش بخش تزئین شده است. ساکنان میر تاحدودی زندگی خصوصی و اتاقکهایی برای استراحت دارند. کتاب و موسیقی در اختیارشان قرار می گیرد و برای تماشای زمین دریچه ای دارند. سفینه های تدارکاتی نامه و هدایای خانواده هایشان و کالاهای تجملاتی نظیر میوه تازه به ایستگاه می آورند.

  خوردن:  

تمام غذایی که در فضا خورده می شود، از زمین برده می شود و برای کاهش وزن سفینه، اکثر آن خشک و در بسته های مجزا بسته بندی می شود. آب غذا گرفته می شود، یعنی قبل از خوردن غذا باید به آن آب افزود. سپس غذا در اجاقی گرم می شود. غذاهای کنسروی نیز خورده می شوند. برای نوشیدن، فضانوردان باید مایعات را با نی از بطری یا فنجان دردار بنوشند. بدون در پوش ، مایعات به بیرون شناور می شوند.

   خواب :  

در فضا فضانوردان برای خواب احتیاجی به تخت ندارند. در عوض از کیسه خواب استفاده می کنند. این کیسه ها به دیوار متصل می شوند تا مانع حرکت و برخورد آنها به اجسام دیگر شوند. اگر دست فضانوردان بسته نشود، شناور می شوند. بنابراین به هنگام خواب دست و پایشان بسته می شود. در محیطی بی وزن فراز و نشیب نیست بنابراین فضانوردان می توانند در هر زاویه ای بخوابند. سفینه ها پر سرو صدا هستند بنابراین برخی از فضانوردان برای کسب آسایش و آرامش گوشی می گذارند.

در روزهای اولیه پرواز فضایی، فضانوردان از گروه نخبه خلبانان آموزشی نظامی انتخاب می شدند. فضانوردان آینده باید تحصیلات عالی، معمولا دارای مدرک تحصیلی علوم یا مهندسی می داشتند. آنها همچنین باید فوق العاده ورزیده بودند و قبل از پذیرش برای آموزش تحت معاینات پزشکی و روانی قرار می گرفتند. فضا نوردان باید شتابهای بالایی را در خلال پرتاب یا بازگشت تحمل می کردند، بنابراین دستگاههای مخصوصی برای آزمودن آنها ساخته شد. فضانوردان همچنین به طراحان و مهندسان سازنده سفینه در کار ساخت آن یاری می رساندند.

  نرمش:  

نرمش عضلات قائم نگهدارنده بدن در زمین ضروری است. بدون نرمش ممکن است فضانورد آنقدر تضعیف شود که در بازگشت به زمین پس از ماموریتی طولانی نتواند بایستد.
 

   آموزشهای نوین  :  

کماکان فضانوردان باید در علوم پایه، مهندسی یا پزشکی تحصیلات عالی داشته باشند. بسیاری از خلبانان از نیروی هوایی انتخاب می شوند و درمیان خدمه متخصصانی هستند که برای انجام آزمایشها تعلیم می بینند. سفر با شاتل فضایی آنها را در معرض شتابهای سفینه های سابق قرار نمی دهد، ولی باید همچنان ورزیده باشند. در هواپیماهایی به نام ستاره تهوع آور آنها برای مدتی کوتاه بیوزنی را تجربه می کنند.
 

تا کنون هیچ نشانه ای از حیات در نقاط دیگر منظومه شمسی نیافته ایم، ولی میدانیم که میلیاردها ستاره و سیاره دیگر وجود دارند. بسیاری از این ستارگان شبیه خورشیدند و می دانیم که حتی شاید یکی از آنها سیاراتی نظیر منظومه شمسی داشته باشد. تلسکوپهای نوری آنقدر قوی نیستند که سیاره دیگری را مثل زمین ببینند، ولی می توانند غبار اطراف ستارگان را که شاید محل تشکیل سیارات باشند، ببینند. گروهی از دانشمندان به نام کاوش هوش فرا زمینی(ستی) در جستجوی زندگی هوشمند در نقاط دیگر کهکشان مان هستند آنها با بشقابهای رادیویی علائم رادیویی را جمع آوری و با رایانه تجزیه می کنند. رایانه ها می توانند علائم مصنوعی را شناسایی کند.

   بی وزنی:   

در مدار به محض خاموش شدن موتورهای اصلی، فضانوردان دچار وضعیت بی وزنی ظاهری می شوند. در زمین ما ار وزنمان آگاهیم زیرا فشار رو به بالای هر چیزی که بر رویش ایستاده ایم مانع کشش رو به پایین جاذبه بر بدنمان می شود. در فضا، فضا پیما و سرنشینانش تحت تاثیر جاذبه مرتبا بسوی زمین کشیده می شوند. فضانوردان که چیزی مانع سقوطشان نمی شود، درون سفینه شناور می شوند. 

   بی وزنی در فضا:   

در مدار، سقوط فضا پیما و سرنشینانش بسوی زمین به همراه حرکت رو به جلوی فضا پیما باعث ایجاد مسیر مداری منحنی شکل می شود.
در مدار فضانوردان احساس می کنند بسوی زمین سقوط آزاد می نمایند و بی وزن اند.
هنگام بر خاستن فضا پیما، شتاب باعث می شود فضا نوردان خود را سنگین تر احساس کنند.
 

   کار کردن در فضا  :    

فضا نوردان همواره در فضا پرکارند. شاتل فضایی آمریکا و ایستگاه فضایی میر برای فضانوردان محل انجام آزمایشات فراوانی می باشند تا در مدار انجام دهند. فضا نوردان برای رصد فضا از تلسکوپ و برای عکس برداری از زمین از دوربین استفاده می کنند. آنها همچنین باید سفینه را نگهداری و نظافت کنند اولین ایستگاههای فضایی بصورت یک قطعه پرتاب می شدند، اما فضانوردان با افزودن واحدهای جدید به ساختار فعلی، آن را گسترش می دهند. ایستگاه پیشنهادی آلفا در مدار توسط فضانوردان مونتاژ می شود و قطعاتش با سفینه به فضا برده می شوند.

سرنشینان شاتل فضایی برای برگرداندن و تعمیر ماهواره ها می توانند در مداری کوتاه با ماهواره ملاقات کرده، با بازوی قابل تنظیم آن را بگیرند و برای تعمیر در مخزن محموله قرار دهند. در سال 1984، فضانوردان شاتل با گرفتن ماهواره های وستار 6 و پالاپا ب 2، آنها را برای تعمیر به زمین آوردند. برخی از ماهواره ها قطعاتی دارند که براحتی در فضا تعویض می شوند. در سال 1993، یک شاتل بسوی تلسکوپ فضایی هابل در مدار رفته، صفحه های خورشیدی آنرا تعویض نمود و آینه های آن را اصلاح کرد.
 

   انجام آزمایش:  

اکثر آزمایشهای فضا درباره خواص بی وزنی وکاربردهای احتمالی آن است. فضانوردان مرتبا بدنشان را آزمایش می کنند تاببینند چگونه انسان به زندگی در محیط بی وزن واکنش نشان می دهد. موجوداتی که همسفر انسان به فضا بوده اند عبارتند از :حشرات، قورباغه، مارمولک، بچه قورباغه، موش و عنکبوت. رشد و رفتار آنها در مدار مورد مطالعه قرار می گیرد. هدف آزمایشات پرورش گیاهانی جهت تامین غذای مجتمع های فضایی احتمالی در آینده است. متاسفانه تا کنون این آزمایشها ناموفق بوده اند.

تولید در شرایط جاذبه خفیف:  
اگر چه تولید مواد در فضا هنوز در مراحل آزمایشی است، تایید شده است که جاذبه خفیف می تواند برای برخی از فرآیندها مفید باشد. در زمین جاذبه جریانهای کنوکسیون را پدید می آورد که مایعات سردتر یا سنگین تر را به پایین می کشد. در شرایط جاذبه خفیف، این جریانها پدید نمی آیند و بنابراین می توان به آسانی بلورهای بزرگتر و خالص تر برای برخی از اجزای الکترونیکی تولید کرد. در زمینه تهیه آلیاژ و تولید دارو آزمایشهایی صورت گرفته تا مزایای جاذبه خفیف مطالعه شود، اما تولید کالا در فضا تا هنگام کاهش هزینه سفر فضایی مقرون به صرفه نیست.
 

   لباس فضایی:  

در خارج از محیط محافظ سفینه فضایی، فضانورد باید برای زنده ماندن لباس فضایی بپوشند. چنان لباسهایی تضمین می کنند که فشار مناسب بر بدن فضانورد حفظ می شود. بدون این فشار بر بدن، فضانورد می میرد زیرا گازهای جریان خون در شریان حبابهای مرگباری را تشکیل می دهند. کپسول اکسیژن کافی را تامین میکند تا فضانورد عادی تنفس کند لایه خارجی لباس برای حفاظت فضانورد از ذرات متحرک در فضا محکم است. شیشه کلاه خود از جشمها در برابر تشعشع ماوراء بنفش خطرناک خورشید محافظت می کند. میکروفونها و گوشی های داخل کلاه به فضانورد امکان ایجاد تماس با خدمه یا مرکز هدایت زمینی را می دهد.

    
   در شرایط ظاهرا بی وزن سفینه ، بدن انسان دچار تغییرات اندکی می شود. ستوان فقرات تا 5/2 سانتیمتر افزایش می یابد، ضربان قلب کند می شود، مایعات بدن بیشتر می شوند و در نتیجه چهره چاقتر و سر سنگین تر به نظر می آید. عضلاتی که بدن را در زمین قائم نگه می دارند، در فضا کاربردی ندارند و ضعیف می شوند، و استخوانها برخی از کلسیم تقویت کننده شان را از دست می دهند. با کمک تمرین منظم درخلال پرواز فضایی، بدن بعد از بازگشت به زمین به حالت عادی باز می گردد. فضا زدگی که مشابه تهوع ناشی از سفر است، نیز بر مسافران فضایی اثر می گذارد.

   راه پیمایی در فضا:  

فضانوردان برای تعمیر سفینه، انجام آزمایش و تعمیر ماهواره سفینه شان را ترک می کنند. پوشیدن لباس فضایی ضروری است. طنابی به فضانوردان متصل می شود تا در فضا شناور نشوند. باید همه ابزارها را بست و گرنه بصورت زباله های فضایی پیرامون زمین شناور می شوند. فضانوردان شاتل فضایی با استفاده از انتهای بازوهای قابل تنظیم سکویی می سازند تا به هنگام کار ثابت بایستند. بخاطر آنکه آنها بی وزنند، همه حرکات فضا نوردان آنها را در جهت مخالف به درون فضا می راند، بنابراین آنها بوسیله طناب به سفینه شان متصل می شوند.

   واحد مانور سرنشین دار:    

یک بسته دارای موتور جت متصل شونده به لباس فضایی به نام واحد مانور سرنشین دار 24 دهانه دارد که گاز نیتروژن را به بیرون می دهند و باعث حرکت فضانورد در هر جهتی می شوند. دسته های روی آستین سرعت و جهت فضا نورد را تنظیم می کنند. میتوان مخزن نیتروژن را در شاتل فضایی پرکرد. با پوشیدن این بسته فضانوردان می توانند به راحتی در خارج شاتل حرکت کرده، به تعمیر ماهواره ها بپردازند.

   رکوردهای اقامت در فضا:   
با افزایش تدریجی طول ماموریتها برای مشاهده چگونگی تاثیر بی وزنی بر بدن انسانها در دوره های طولانی تر، اولین رکوردهای اقامت در فضا شکسته می شد. به منظور مهیا شدن برای برنامه آپولو، لازم بود که معلوم شود که آیا فضانوردان می توانند برای سفر رفت و برگشت به ماه دوام کافی بیاورند. درسال 1965، ماموریت جمینی 5 نشان داد که این امر امکان پذیز است. حالا دیگر فضا نوردان روس آنقدر در فضا مانده اند که می توانند به مریخ، مقصد احتمالا بعدی انسان، سفرکنند. از سال 1973 که فضانوردان آمریکایی رکورد 84 روزه اقامت در اسکای لاب را ثبت نموده اند، آمریکا دیگر ایستگاه فضایی نداشته است.
بنابراین روسها صاحب تازه ترین رکورد اقامت در فضا هستند که در خلال سفر به ایستگاه های فضایی سالیوت و میر به ثبت رسانده اند.

   مرکز هدایت زمینی  :      

هر فضا پیما، کاوشگر و یا ماهواره در حال فعالیتی باید با مرکز هدایت زمینی در ارتباط باشد. فضا پیماها برای در جریان گذاشتن مرکز هدایت زمینی ازکارهای عادی خود، علایمی را به این مرکز مخابره می کنند. درضمن مرکز فضایی مربوطه نیز دستورات لازم در مورد مسیر حرکت و دیگر عملیات فضا پیما را برای آن می فرستد. در زمان پرتاب، فضا پیما از پایگاه پرتاب هدایت می شود، اما به محض قرار گرفتن فضا پیما در فضا، مرکز اصلی هدایت زمینی هدایت آن را بر عهده میگیرد.مراکز گوچکتر برقراری ارتباط با فضا پیما در سراسرجهان پراکنده اند. این مراکز ارتباط 24 ساعته را با فضا پیما میسر میکنند. همچنین ماهواره های مخابراتی می توانند علایم را از فضا پیما گرفته و به نزدیکترین مرکز هدایت زمینی بفرستند.

   مرکز فضایی کندی:   

شاتل های فضایی، آپولو و اغلب ماهواره ها و کاوشگر های فضایی آمریکا از مرکز فضایی کندی در فلوریدا (کیپ کاناورال)، به فضا پرتاب شده اند.این مرکز اکنون صاحب 2 سکوی پرتاب برای شاتل های فضایی، 2 سکو برای پرتاب ماهواره ها و یک بند فرود برای نشستن شاتل های فضایی است. تجهیز شاتل در آشیانه های بزرگی صورت میگیرد. پایگاه نیروی هوایی واندنبرگ در کالیفرنیا یکی دیگر از مهمترین پایگاه های فضایی آمریکا محسوب می شود. ماهواره های نظامی و آنهایی که در مدارهای قطبی قرار میگیرند، از این پایگاه به فضا پرتاب می شوند.
 

    سکوهای پرتاب:  

بایکونور در قزاقستان محل پرتاب تمام پروازهای سرنشین دار روسیه است. از این همچنین برای پرتاب ماهواره های زیادی استفاده می شود. موشکها در آشیانه ها، موشکها را درمقابل شرایط جوی نامناسب از هوای بسیار سرد گرفته تا هوای بسیار گرم محافظت می کنند. سکوهای پرتاب شمالی در پلستک روسیه شلوغترین پایگاه پرتاب در جهان بوده اند. از 14 سکوی این پایگاه پرتاب، ماهواره های نظامی زیادی به فضا پرتاب شده اند.

دب اکبر

دید کلی

هفت ستاره پر نور ، نقش دب اکبر (آب گردان) را پدید می‌آورد، چهار ستاره که کاسه را تشکیل می‌دهند با نامهای دبه ، مراق ، فخذ و مغرز معروفند که همگی اسامی عربی هستند: دبه به معنای خرس است و مراق به معنی گرده ، فخذو مغرز به ترتیب ران و بن دم خرس هستند. ستارگانی که دسته آب گردان را تشکیل می‌دهند به نامهای قائد ، عنان و جون موسومند که باز هم نامهایی عربی به معانی جلودار و بزغاله هستند. معنای دقیق جون هنوز مورد اختلاف است. در نزدیکی عناق ستاره کوچک سها قرار دارد. اعراب این دو ستاره را اسب و سوار می‌نامیدند و از ستاره‌ها برای آزمون دید خوب استفاده می‌کردند.  

افسانه‌ها

یکی از نخستین نامهایی که به این صورت فلکی داده شد خرس بزرگ بود و نامهای عربی به معنای ران ، گرده و غیره قسمتهای مختلف بدن خرس را بیان می‌کنند. دلیل این نام روشن نیست، زیرا که ناظر به دشواری می‌تواند طرح بدن خرس یا حیوان دیگری را در این صورت تصویر کند. بنابر افسانه‌ای کهن ، خرس نشان دهنده کالیستو ، دختر شاه آرکادیا و معشوقه ژوپیتر بود و ژوپیتر برای حفاظت از او وی را به صورت خرسی در آورد و بر آسمانها نهاد.

 

بنابر افسانه‌ای دیگر ، روح بزرگ ، را با قصد و عمد بر آسمان نهاد تا گاه شمار خرسهای زمینی باشد. در نیم سالی که خرس بزرگ بر ارتفاعی کم جای دارد، همه خرسهای زمینی در غارهای خود می‌مانند و خود را گرم نگه می‌دارند. وقتی که خرس بزرگ در آسمان اوج می‌گیرد، خرسها نیز غارهایشان را ترک می‌گوبند زیرا تابستان آغاز شده است.

نامهای دیگر

نامهای دب اکبر و آب گردان هنوز مصطلح هستند. نام علمی این صورت فلکی ترجمه لاتینی خرس بزرگ یعنی Ursa Major است. در انگلستان این صورت را گاو آهن یا ارابه گویند. اگر بخواهیم دقیق باشیم اصطلاح آب گردان را باید به هفت ستاره پر نور و اصطلاح دب اکبر یا Ursa Major را به همه ستاره‌های این صورت اطلاق کرد. اما اغلب این دو اصطلاح را به جای هم بکار می‌برند.
 

روشنی ظاهری ستارگان

روشنی ظاهری هفت ستاره آب گردان باهم فرق می‌کند. پر نورترین آنها جون و کم فروغ‌ترینشان مغرز است. این مطلب بطور فنی ، بر حسب قدر ظاهری بیان می‌شود: جون کمترین قدر ظاهری (1.7) و مغرز بیشترین قدر ظاهری (3.4) را دارد.

طبقه بندی ابرخس بر اساس روشنی ستارگان

منجمان یونان باستان ستاره‌های مرئی را بر حسب روشنی ظاهریشان به شش گروه تقسیم می‌کردند. این طبقه بندی اولیه هنوز هم کم و بیش معتبر است. افتخار این طبقه بندی به ابر خس که در قرن دوم قبل از میلاد در جزیره رودس می‌زیست داده می‌شود.

او پر نورترین بیست ستاره‌ای را که می‌شناخت بطور دلخواه ستارگان قدر اول نامید، پنجاه ستاره بعدی به ترتیب روشنی ظاهری ستارگان قدر دوم نامیده شدند و الی آخر نام قدر ششم به چند صد ستاره‌ای داده شد که به دشواری قابل رؤیت با چشم انسان معمولی بودند. بدین طریق یک طبقه بندی کاملاً اختیاری بر اساس روشنی بدست آمد، اما این قدرها صرفاً قدرهای ظاهری هستند. برخی از ستارگان در واقع پرنورند، ولی به سبب فاصله زیادشان کم نور به نظر می‌رسند.
 

رابطه میان قدر ظاهری و روشنی ظاهری

 

رابطه ساده‌ای میان قدر ظاهری و روشنی ظاهری وجود دارد. این رابطه بر قانونی روان فیزیکی مبتنی است که هرگاه محرک مثلاً روشنی به صورت یک تصاعد هندسی نظیر 1 ، 2 ، 4 ، 8 ، 16 ، 000 افزایش یابد احساس حاصل از آن به صورت یک تصاعد حسابی ، 1 ، 2 ، 3 ، 4 ، 5 ، 0000 زیاد می‌شود. از این قانون بطور تجربی تعیین شد که ستارگان قدردوم ، 2.5 ( به عبارت دقیقتر 2.512) برابر روشنتر از ستارگان قدر سوم هستند. همینطور ستارگان قدر سوم ، 2.512 برابر روشنتر از ستارگان قدر چهارم هستند و الی آخر.  

مقادیر صفر و منفی قدر ظاهری

بیست ستاره‌ای که بدواً ستارگان قدر اول به شمار آمدند، بعدها مجدداً دسته بندی شدند. این کار از آنرو ضرورت داشت که برخی از این ستارگان بسیار پر نورتر از دیگران بودند. ستارگان پر نورتر این گروه با قدرهای 0.7 ، 0.8 ، 0.9 و غیره تا صفر و اعداد منفی مشخص گردیدند. ستاره‌ای که شب هنگام بیشترین روشنی ظاهری را دارد شعرای یمانی است. قدر ظاهری آن 1.6- است. در این مقیاس قدر ظاهری خورشید بسیار زیاد است، 26.7-.  

حرکات ظاهری روزانه ستارگان

همه می‌دانند که خورشید به ظاهر در مشرق طلوع می‌کند قوسی را در آسمان می‌پیماید و در مغرب غروب می‌کند. ستارگان نیز به ظاهر قوسهایی را (از سمت شرقی افق به سمت غربی آن) در آسمان طی می‌کنند. یک دوران کامل 23 ساعت و 56 دقیقه و 4.09 ثانیه طول می‌کشد. این را به سهولت می‌توان در یک شب صاف به کمک یک ساعت مچی خوب به تقریب ثابت کرد. این دوران شبانه روزی را با مشاهده صورتی چون دب اکبر می‌توان بخوبی رصد کرد.

 

اگر در رصد اول این صورت فلکی محاذی افق و کاسه آن در طرف راست باشد، شش ساعت بعد دسته آبگردان به طرف پایین خواهد بود، دوازده ساعت پس از رصد اول دهانه باز کاسه آبگردان رو به پایین به نظر خواهد آمد. هجده ساعت پس از رصد اول دسته آبگردان به سمت بالا خواهد بود. در هر 23 ساعت و 56 دقیقه و چهار ثانیه دب اکبر را در هر یک از این وضعیتها می‌توان دید. البته در بخشی از این زمان ، آفتاب مانع رصد کردن خواهد شد، نور ضعیف ستاره را در آسمان روشن روز نمی‌توان مشاهده کرد.
 

حرکت ظاهری سالانه ستارگان

این واقعیت که ستارگان یک گردش کامل را در کمتر از بیست و چهار ساعت انجام می‌دهند، بسیار مهم است. البته معنی آن این است که ستارگان در یک دوره بیست و چهار ساعته بیش از یک گردش کامل را می‌پیمایند. بنابراین ستارگان در سه دقیقه و 56 ثانیه باقیمانده دوران بعدی را شروع می‌کنند، این را می‌توان با رصد اثبات کرد. ستاره ای که فرضاً در ساعت هشت شامگاه یکشنبه در افق پدیدار می‌شود، شامگاه روز بعد در ساعت هشت اندکی بالای افق خواهد بود. این ستاره در ساعت هشت شامگاه روز سه شنبه ارتفاع بیشتری از افق خواهد داشت و یک ماه بعد در ساعت هشت ستاره به مقدار قابل ملاحظه‌ای از افق بالاتر خواهد بود.

 

سه ماه بعد ، در ساعت هشت بعد از ظهر ستاره به اندازه یک چهارم دایره از افق شرقی فاصله خواهد داشت. در پایان یک سال ستاره یک دایره ظاهری را کامل کرده است. این حرکت ستاره نیز حرکتی ظاهری و در نتیجه حرکت واقعی زمین حول خورشید است. زمین در حرکت انتقالی خود به دور خورشید یک گردش کامل را در دوازده ماه می‌پیماید. این حرکت ظاهری سالانه ستارگان بر صورتهای فلکی نیز حکم فرماست.

بدین طریق در ساعت هشت بعد از ظهر در مهر ماه ، آبگردان دب اکبر نزدیک افق و در وضعیتی است که دهانه کاسه رو به بالاست. سه ماه بعد در همان زمان به هنگام شب ، دسته آبگردان رو به پایین است. در ماه فروردین در همان شب دب اکبر ارتفاع زیادی از افق دارد و کاسه آبگردان در طرف چپ به نظر می‌رسد. در تیر ماه در همان ساعت شب کاسه آبگردان به طرف پایین است. بنابراین در مدتی برابر 365 روز دب اکبر 366 بار گردش ظاهری را انجام می‌دهد: 365 بار بر اثر دوران زمین به دور محورش و یک بار در نتیجه حرکت انتقالی زمین به دور خورشید.