«علم، ماجرای تمامی بشریت است برای آموختن، برایزیستن در جهان و شاید برای دوست داشتن آن. برای آنکه جزیی از این ماجراباشیم باید بفهمیم، خود را درک کنیم، به این احساس نزدیک شویم که در آدمیظرفیتی است بسیار بیشتر از آنچه تاکنون حس کرده است، ظرفیتی از امکاناتانسانی به وسعت نامتناهی... پیشنهاد من این است که علم را در هر سطح، ازپایین ترین تا بالاترین آن، به طریقی بشردوستانه بیاموزیم، با نوعی فهمفلسفی، با فهمی اجتماعی و فهمی انسانی از سرگذشت و گوهر کسانی که این بنارا ساخته اند، با پیروزی ها، تلاش ها و شکست هایی که داشته اند بیاموزیم.»
شاید این گفته آیزاک رابی، فیزیکدان برجسته و برنده جایزه نوبلفیزیک، بهترین پاسخ را برای سوال «فیزیکدان ها چه می کنند؟» ارائه دهد.جهانی که ما هم اکنون در سیاره ای کوچک در یکی از کهکشان های آن زندگی میکنیم، پر از اسرار و ناشناخته ها است.
انسان از بدو کودکی در مواجهه با شگفتی های جهان پیرامون خود با پرسشهایی مواجه می شود. پرسش هایی کودکانه نظیر اینکه چرا ستاره ها پایین نمیافتند؟ رنگین کمان چگونه شکل می گیرد؟ چرا رعد و برق می شود؟ و هزارانپرسش دیگر. اما اغلب اشخاص، خیلی زود این سوال های کودکانه را در لابه لایدیگر مسائل زندگی از یاد می برند.
شاید مهم ترین وجه تمایز فیزیکدان ها نسبت به بقیه آدم ها این باشدکه آنها این کنجکاوی های کودکانه خود را در برابر عظمت آفرینش، تا آخر عمرهمچنان حفظ می کنند. همان طور که نیوتن در جمله مشهور خود می گوید؛ «نمیدانم از نگاه دیگران چگونه هستم، اما از نگاه خودم صرفاً به پسرک کوچکی میمانم که در ساحل دریا مشغول بازی کردن است. هر از چندگاه، قلوه سنگ جالبیا صدف زیبایی را از لابه لای شن ها پیدا می کنم و این درحالی است کهاقیانوسی ناشناخته از حقیقت در پیش رویم کشف نشده باقی مانده است.»
بنابراین در یک پاسخ کلی می توان گفت که کار فیزیکدان ها، کاوش دراین اقیانوس لایتناهی است. آنها اتم ها را شکافته اند، سرزمین هایاسرارآمیز سیاره های دیگر را جست و جو کرده اند، ابعاد کهکشان را اندازهگرفته اند، آوای آفرینش کیهان را ثبت کرده اند، امکان مسافرت در زمان رابررسی کرده اند، از جهان های دیگر سخن گفته اند و هزاران هزار کار شگفتانگیز دیگر. آنها هرچه در کاوش در جهان به پیش رفته اند، گستره کاوش نشدهوسیع تری را پیش روی خود دیده اند، گویی که این اقیانوس ناشناخته انتهاییندارد. در این مقاله تصمیم داریم با بررسی زندگی، تلاش ها و دستاورد هایچند تن از بزرگترین دانشمندان و فیزیکدانان با حوزه مختلف پژوهش در فیزیکو دشواری های آن آشنا شویم.
● نامدارترین فیزیکدان مسلمان، محمد عبدالسلام (۱۹۹۶ - ۱۹۲۶)
محمد عبدالسلام در سال ۱۳۰۴ شمسی در شهر ساهیوال در نزدیکی لاهور (کهدر آن زمان متعلق به هند بود و بعدها جزء پاکستان شد) به دنیا آمد. دورهدبیرستان را در همانجا به پایان برد. محمد ۱۴ سال بیشتر نداشت که در آزمونورودی دانشگاه پنجاب لاهور شرکت کرد و بالاترین نمره ای را که تاکنون کسیدر این آزمون کسب کرده بود، به دست آورد. پس از اخذ کارشناسی ارشد از ایندانشگاه، موفق به دریافت بورس تحصیلی شد و بدین ترتیب عازم دانشگاه کمبریجانگلستان شد. در کمبریج، عالی ترین نمرات را در ریاضیات و فیزیک کسب کرد.
پس از گرفتن دکترا به پاکستان بازگشت و در فاصله سال های ۱۳۳۰ تا۱۳۳۴ شمسی، ریاست بخش ریاضیات دانشگاه پنجاب را برعهده داشت. پس از آنبرای تدریس در امپریال کالج لندن به انگلستان دعوت شد و برای همین مجدداًبه انگلستان بازگشت و در آنجا استاد فیزیک نظری شد. عبدالسلام با همکاریفیزیکدان دیگری به نام استیون واینبرگ توانست فرمول بندی واحدی را برایتبیین رفتار دو نیروی بنیادین جهان یعنی نیروی الکترومغناطیسی و هسته ایضعیف ارائه کند. به واسطه ارائه همین نظریه که نظریه الکتروضعیف نام گرفت،جایزه نوبل ۱۹۷۹ فیزیک مشترکاً به عبدالسلام، واینبرگ و فیزیکدان دیگری بهنام شلدون گلاشو اهدا شد. نظریه الکتروضعیف، گامی در جهت رسیدن به نظریهای واحد در فیزیک بود که سعی دارد رفتار تمامی نیروهای جهان را در قالبریاضی واحدی تبیین کند. محمد عبدالسلام تنها فیزیکدان مسلمانی است کهتاکنون جایزه نوبل فیزیک را دریافت کرده است. کاوش در اسرار جهان، تنهادلمشغولی عبدالسلام نبود، چراکه او یک دغدغه خاطر دیگر هم داشت و آن، ریشهیابی عقب ماندگی علمی کشورهای جهان سوم و تلاش برای جبران این عقب ماندگیبود. با همین آرمان بود که عبدالسلام پس از مدت ها بحث و تکاپو در محافلبین المللی و گفت وگو با سیاستگذاران علمی در کشورهای شمال و جنوب،بالاخره موفق شد در سال ۱۳۴۳ شمسی، مرکز بین المللی فیزیک نظری (ICTP) رادر تریست ایتالیا تاسیس کند.
این مرکز در زیر چتر حمایتی یونسکو ولی عمدتاً با پشتیبانی مالیایتالیا به وجود آمد. سال هاست که دانش پژوهان و خصوصاً فیزیکدانان وریاضی دانان کشورهای در حال توسعه به سهولت به این مرکز سفر می کنند و باپیشروترین چهره های علمی جهان در شاخه های مختلف علمی به بحث و تبادل نظرمی پردازند.
عبدالسلام تا پایان عمر، شخصاً مدیریت این مرکز را برعهده داشت. بایدگفت که حتی اگر عبدالسلام، برنده جایزه نوبل هم نبود، صرفاً به خاطر تاسیسICTP و سی سال رهبری معنوی این مرکز، باز هم به چهره ای ماندگار تبدیل میشد.
مرکز بین المللی فیزیک نظری در توسعه علم در بخشی از جهان که شاید بهعلت اوضاع و احوال اجتماعی و سیاسی، همواره نسبت به توسعه علوم پایه بیتوجه بوده، تاثیر انکارناپذیری داشته است. عبدالسلام در سال ۱۳۶۲ شمسی،فرهنگستان علوم جهان سوم را بنیاد نهاد. هدف این نهاد، شناسایی و ارجنهادن به دانش پیشگان کشورهای در حال توسعه و کمک به تقلیل مشکلات کاریآنها است. اعضای این فرهنگستان از میان دانش پیشگان برجسته کشورهای در حالتوسعه در رشته های علوم پایه، پزشکی، کشاورزی و مهندسی انتخاب می شوند.
عبدالسلام در سال ۱۳۶۷ شمسی نیز شبکه سازمان های علمی کشورهای جهانسوم را تاسیس کرد. اعضای این شبکه، وزارتخانه های علوم، سازمان ها وشوراهای علمی، فرهنگستان ها و موسسات تحقیقاتی بزرگ کشورهای جهان سوم اند.هدف از این اقدام، گردهم آوردن سیاستگذاران عرصه دانش و فناوری در کشورهایجهان سوم بود، به این امید که با تعامل افکار بتوانند راه حل هایی مناسببرای توسعه بومی دانش و فناوری بیابند. از کشور ما نیز وزارت علوم،تحقیقات و فناوری و نیز سازمان انرژی اتمی ایران عضو این شبکه هستند.
محمد عبدالسلام در سال ۱۳۷۵ شمسی پس از یک عمر تلاش در راه توسعه علم بشر و توسعه علمی جهان سوم، دار فانی را ترک کرد.
● در جست وجوی اشباح، فردریک راینز (۱۹۹۸ - ۱۹۱۸) و کلاید کوان (۱۹۷۴ - ۱۹۱۹)
هم اکنون که در حال خواندن این مطلب هستید، در هر ثانیه، میلیاردهانوترینو در حال عبور از بدن شما هستند. اغلب این ذرات شبح گون که به ما میرسند، در واکنش های گرماهسته ای که در قلب خورشید انجام می شود، تولید شدهاند.
این نوترینوها از خورشید به تمامی جهت های پهنه کیهان گسیل می شوند وهیچ چیز جلودار آنها نیست. نوترینوهایی که در مسیر حرکت خود به سیاره مامی رسند، از یک طرف وارد کره زمین شده و به راحتی از طرف دیگر آن بیرون میروند، گویی که هیچ چیز در مسیر حرکت آنها نبوده است. محاسبه ها نشان میدهند که حتی یک سپر فرضی سربی به ضخامت یک سال نوری هم نمی تواند بیش ازنیمی از این نوترینوهای خورشیدی را متوقف کند. وجود نوترینو برای نخستینبار در سال ۱۹۳۰ توسط ولفگانگ پائولی پیش بینی شده بود.
داستان از این قرار بود که نتایج آزمایش های صورت گرفته بر رویواپاشی بتا، با قوانین مشهور پایستگی انرژی و تکانه جور درنمی آمد. پائولیبر این باور بود که نقض ظاهری این دو قانون بدان علت است که در واپاشیبتا، ذره ای شبح مانند نیز تولید می شود که بدون آنکه با هیچ یک از دستگاههای آشکارساز ما برهم کنشی داشته باشد، مقداری از انرژی و تکانه واکنش رابا خود می برد.
رفتار شبح مانند این ذرات، به دام انداختن آنها را برای فیزیکدان هاغیرممکن کرده بود تا نهایتاً ۲۵ سال بعد، دو فیزیکدان به نام های فردریکراینز (Frederick Reines) و کلاید کوان (Clyde Cowan) موفق شدند با کمکگروه تحقیقاتی تحت سرپرستی خود، تعدادی از این ذرات گریزپا را صید کنند.دستاورد راینز و کوان، گام مهمی در شناخت فیزیک نوترینوها محسوب می شد.
این دستاورد، راه را برای توسعه سیستم های آشکارساز نوترینو باز کرد.با توسعه چنین سیستم هایی مشخص شد که نوترینوها علاوه بر قلب خورشید وستارگان، در انفجارهای عظیم ابرنواختری نیز به میزان بسیار فراوان ایجادمی شوند. در واقع بیش از ۹۹ درصد انرژی خارق العاده این انفجارهای کیهانیتوسط نوترینوها حمل می شود. امروزه می دانیم که نوترینو، یکی از فراوانترین ذرات جهان است به طوری که به ازای هر پروتون، چیزی در حدود یکمیلیارد نوترینو در جهان وجود دارد.
با توجه به اهمیت بسیار زیاد دستاورد راینز و کوان، جایزه نوبل ۱۹۹۵فیزیک مشترکاً به آنها اهدا شد. (البته کوان در آن زمان زنده نبود ولی ناماو در فهرست دریافت کنندگان این جایزه بزرگ علمی قرار گرفت.) از زمانآشکارسازی اولین نوترینوها تا به امروز، دستگاه های آشکارساز نوترینو،روزبه روز پیچیده تر و کامل تر شده اند، تا جایی که امروزه رصدخانه هایعظیم نوترینو را حتی در زیر یخ های قطبی و یا اعماق دریاها نیز نصب میکنند. در سایه تلاش های این فیزیکدانان، شگفتی های بیشتری از ویژگی هایاسرارآمیز نوترینوها بر بشر آشکار شده است. اکنون می دانیم که ۳ نوعنوترینو در جهان وجود دارد و اینکه نوترینوها برخلاف تصور اولیه، فاقد جرمنیستند بلکه جرم اندکی دارند. اما تمامی این ویژگی ها، ارتباط تنگاتنگی بابنیادی ترین نظریات موجود در مورد ذرات بنیادی و کیهان شناسی دارند.
● از انبساط بادکنک ها تا انبساط جهان، ادوین هابل (۱۹۵۳ - ۱۸۸۹)
ادوین هابل (Edwin Hubble) در نوامبر ۱۸۸۹ در ایالت میسوری امریکا بهدنیا آمد. بعدها با خانواده اش به حومه شیکاگو رفت و تحصیلات دبیرستانی اشرا در همانجا به پایان رساند. سپس با یک بورس تحصیلی وارد دانشگاه شیکاگوشد و در ۱۹۱۰، مدرک کارشناسی خود را در اخترشناسی و ریاضیات از ایندانشگاه گرفت. هابل در کنار درس خواندن، ورزشکار هم بود و در رشته هایبسکتبال و بوکس به چهره ای شناخته شده تبدیل شده بود.
موفقیت های هابل در عرصه های دانش و ورزش، بورس تحصیلی برای ادامهتحصیل در دانشگاه آکسفورد را برایش به ارمغان آورد و بدین ترتیب روانهانگلستان شد. در آکسفورد بنابر وصیت پدرش رشته حقوق را برگزید و پس از سهسال با مدرک کارشناسی ارشد حقوق به امریکا بازگشت.
علاقه هابل به کشف شگفتی های جهان، خیلی زود او را دوباره به عرصهاخترشناسی بازگرداند، به طوری که تنها پس از یک سال از بازگشت به امریکا،برای ادامه تحصیل در اخترشناسی در رصدخانه مشهور مرکز ثبت نام کرد. هابلدر سال ۱۹۱۷، دکترای خود را دریافت کرد و پس از گذراندن دوره سربازی درنیروی دریایی به رصدخانه عظیم کوه ویلسون ملحق شد. در آن زمان این رصدخانهبا تلسکوپ ۵/۲ متری خود، بزرگ ترین رصدخانه جهان محسوب می شد.
تا آن زمان اخترشناسان هنوز نمی دانستند که کهکشان های دیگری هم درخارج از راه شیری وجود دارند. در واقع آنها راه شیری را معادل کل جهان میپنداشتند و تمامی کهکشان هایی که با تلسکوپ های آن زمان قابل مشاهده بودرا به عنوان سحابی هایی در داخل راه شیری محسوب می کردند. اما اندازه گیریهای هابل بر روی ستارگان متغیر قیقاووسی در سحابی آندرومدا نشان داد کهاین سحابی، دورتر از آن است که در داخل کهکشان ما باشد و بنابراین باید آنرا به عنوان یک کهکشان مستقل محسوب کرد. رصدهای بعدی هابل نشان دادند کهنه تنها کهکشان های بسیاری در جهان وجود دارند، بلکه این کهکشان ها همگیدر حال دورشدن از کهکشان ما هستند. آری، هابل، انبساط جهان را مشاهده کردهبود.
در واقع انبساط جهان، چند سال پیش از مشاهده رصدی آن توسط هابل، ازسوی یک ریاضی دان و کیهان شناس روسی به نام الکساندر فریدمن پیش بینی شدهبود. فریدمن با استفاده از معادلات نسبیت عام اینشتین نشان داده بود کهجهان، برخلاف تصور موجود، ایستا نیست، بلکه باید همانند یک بادکنک در حالانبساط باشد. اگرچه هابل به خاطر کشف مهم خود شایسته دریافت جایزه نوبلبود، اما در آن زمان کمیته نوبل جایزه ای را به تحقیقات اخترشناسی اختصاصنمی داد.
نهایتاً در سال ۱۹۵۳ این کمیته تصمیم گرفت اخترشناسی را نیز به عنوانزیرشاخه ای از فیزیک به رسمیت بشناسد. بدین ترتیب، نام هابل در فهرستنامزدهای آینده دریافت این جایزه مهم قرار گرفت اما او فرصت نکرد آن رادریافت کند. اگرچه ادوین هابل در ۲۸ سپتامبر همان سال از دنیا رفت، اماکشف بزرگش یعنی انبساط جهان برای همیشه در تاریخ علم ماندگار شد.
● مرد هسته ای جهان، انریکو فرمی (۱۹۵۴ - ۱۹۰۱)
انریکو فرمی (Enrico Fermi) در ۲۹ سپتامبر ۱۹۰۱ در شهر رم ایتالیا بهدنیا آمد. او از کودکی به خواندن کتاب های علمی علاقه زیادی داشت. انریکودو جلد کتاب قدیمی آموزش فیزیک مقدماتی را از یک دست فروش تهیه کرد و باعلاقه فراوان شروع به مطالعه آنها کرد. بعدها به خواهر بزرگترش ماریا گفتکه آن زمان آنچنان مجذوب فرمول های کتاب شده بود که تا پایان کتاب اصلاًمتوجه نشده بود که کتاب، به زبان لاتین نوشته شده است.
پیشرفت فرمی در فراگیری فیزیک و ریاضیات، خارق العاده بود. انریکو پساز پایان دبیرستان در آزمون ورودی دانشگاه پیزا شرکت کرد. در آن زمانمتقاضیان ورود به دانشگاه پیزا باید علاوه بر شرکت در آزمون ورودی، یکمقاله علمی نیز به دانشگاه ارائه می دادند. مقاله علمی فرمی از چنان سطحبالایی برخوردار بود که حتی برای آزمون ورودی دکترا نیز مناسب بود. فرمی۱۹ ساله بود که عملاً به اساتید خود در دانشگاه درس می داد. او درحالیکههنوز یک دانشجوی دوره کارشناسی بود، کار بر روی اولین نظریه ماندگار خوددر عرصه فیزیک را آغاز کرد. بدین ترتیب انریکو فرمی در ۲۴ سالگی استادفیزیک دانشگاه رم شد.
در آن زمان ایجاد رادیواکتیویته مصنوعی با کمک پرتودهی عناصر با ذراتآلفا به تازگی توسط فردریک ژولیو و ایرن کوری (داماد و دختر ماری کوری)کشف شده بود. انریکو فرمی در موسسه فیزیک دانشگاه رم، به سرعت متوجهکاربرد بسیار مهم رادیواکتیویته مصنوعی شد؛ تولید ایزوتوپ های جدید به کمکپرتودهی. بدین ترتیب فرمی بی درنگ مشغول کار شد، اما به جای استفاده ازذرات آلفا برای پرتودهی از نوترون استفاده کرد، زیرا به این نتیجه رسیدهبود که نوترون به دلیل خنثی بودن، از سوی هسته پس رانده نخواهد شد وبنابراین کارآمدتر خواهد بود.
فرمی از ۱۹۳۴ به کمک دستیاران خود به بمباران تک تک عنصرهای شناختهشده به ترتیب شماره شان در جدول تناوبی مشغول شد، به این امید که از هریکاز آنها ایزوتوپ های جدیدی به دست آورد و موفق هم شد. او در ماه ژوئن همانسال اعلام کرد که برای ۴۷ عنصر از ۶۸ عنصر مطالعه شده، ایزوتوپ هایرادیواکتیو ایجاد کرده است. در پایان ژوئن نوبت به اورانیوم، یعنی سنگینترین عنصر شناخته شده آن زمان رسید. مطالعه رفتار هسته اورانیوم با ۹۲پروتون برای فرمی بسیار جالب بود، زیرا او تصور می کرد که احتمالاً هستهاورانیوم با جذب یک نوترون، ناپایدار شده و در نتیجه یکی از نوترون های آنبه واسطه واپاشی بتا، به پروتون تبدیل شده و هسته ای با ۹۳ پروتون ایجادمی شود (یعنی یک عنصر جدید که پیش از آن در طبیعت موجود نبوده است).
اما پس از بمباران اورانیوم با نوترون، فرمی به جای یک عنصر جدید باچند عنصر متفاوت مواجه شد و این، نقطه عطفی در تاریخ فیزیک هسته ای بود،چراکه فرمی بدون آنکه بداند، اولین واکنش شکافت هسته ای تاریخ را انجامداده بود (در واقع هسته اورانیوم آن قدر سنگین بود که بر اثر برخوردنوترون، به جای جذب آن، شکافته می شد).
انریکو فرمی در ۱۹۳۸ به خاطر کشف ارزشمند خود یعنی کشف ایزوتوپ هایرادیواکتیو عنصر ها، جایزه نوبل فیزیک را دریافت کرد، اما با توجه به رویکار آمدن دولت فاشیستی موسیلینی در ایتالیا، فرمی دیگر به کشور خودبازنگشت، بلکه مستقیم از استکهلم عازم امریکا شد. فرمی در امریکا آزمایشهای خود را بر روی شکافت هسته ای ادامه داد و در نهایت در دوم دسامبر۱۹۴۲، اولین راکتور هسته ای جهان توسط گروه تحقیقاتی فرمی در دانشگاهشیکاگو به کار افتاد و این، سرآغازی بود برای آشکاری انرژی عظیمی که درقلب اتم نهفته است.

● دخترکی با فرفره های کیهانی، سوزان جاسلین بل (۱۹۴۳)
سوزان جاسلین بل (Susan Jocelyn Bell) در ۱۵ جولای ۱۹۴۳ در شهر بلفاستدر ایرلند شمالی به دنیا آمد. پدرش معمار رصدخانه آرما بود که در حومه شهرقرارداشت و سوزان اغلب اوقات با او به رصدخانه می رفت. مصاحبت با کارکنانرصدخانه، سوزان را از همان کودکی شیفته اخترشناسی کرد. او پس از اتمامدبیرستان به دانشگاه گلاسکو رفت و در سال ۱۹۶۵ مدرک کارشناسی خود را دررشته فیزیک از این دانشگاه اخذ کرد و در همان سال در دوره دکترایاخترشناسی دانشگاه کمبریج پذیرفته شد.
جاسلین بل در کمبریج، زیر نظر آنتونی هویش، ساخت رادیوتلسکوپ بزرگیرا برای رصد اختروش ها آغاز کرد. ساخت این رادیوتلسکوپ که ارائه ای عظیممتشکل از ۲ هزار آنتن دوقطبی در زمینی به مساحت تقریبی دو هکتار بود و درطول موج ۷/۳ متری کار می کرد، دو سال تمام طول کشید. در نهایت در ماهجولای ۱۹۶۷ کار رصد آسمان با این رادیوتلسکوپ جدید آغاز شد.
علائم رادیویی دریافت شده از اعماق آسمان توسط این رادیوتلسکوپ بهکمک قلم های آغشته به مرکب بر روی کاغذهای ثبات متحرک مخصوصی ثبت می شد.جاسلین بل باید در هر هفته تقریباً یکصد متر نمودار ثبت شده بر روی کاغذثبات را به دقت تحلیل کند.
در یکی از شب های تابستان در ماه آگوست، جاسلین بل به یک سیگنالرادیویی عجیب برخورد کرد. تحلیل سیگنال نشان می داد که احتمالاً از یکمنبع رادیویی چشمک زن در پهنه آسمان حاصل شده است. طی هفته های بعد نیزاین منبع رادیویی اسرارآمیز همچنان به چشمک زدن خود ادامه داد. برای تحلیلدقیق تر این منبع به دستگاه ثباتی نیاز بود که کاغذ را با سرعت بسیاربیشتری عبور دهد. متأسفانه ساخت این دستگاه کمی طول کشید و منبع از حوزهدید آسمان محل خارج شد.
اواخر نوامبر بود که منبع دوباره از سوی دیگر آسمان پدیدار شد. رصداین منبع با سیستم ثبات جدید، بسیار شگفت انگیز بود. این منبع کیهانیاسرارآمیز تقریباً هر ۳/۱ ثانیه یک پالس منظم از خود گسیل می کرد. خبر اینکشف حیرت انگیز، در میان اخترفیزیکدان ها غوغایی برپا کرد. به زودی مشخصشد که این منبع ناشناخته در واقع یک ستاره نوترونی در حال دوران است که درهربار چرخش خود، پرتوهایی را همانند یک فانوس دریایی عظیم در پهنه کیهانگسیل می کند.
بدین ترتیب جاسلین بل اولین تپ اختر شناخته شده توسط انسان را صیدکرده بود. از آن زمان تاکنون چند صد نمونه دیگر از این فرفره های کیهانیکشف شده اند که سریع ترین آنها در هر ثانیه هزار بار به دور خود می چرخد.به پاس این کشف مهم، جوایز مهمی نظیر جایزه اوپنهایمر، جایزه انجمن سلطنتینجوم، جایزه انجمن اخترشناسی امریکا و دکترای افتخاری دانشگاه هاروارد بهجاسلین بل اهدا شد. او هم اکنون نیز در انواع طول موج ها، جست و جوی خودرا در پهنه کیهان ادامه می دهد.
● پدر سیاهچاله ها، جان ویلر (۱۹۱۱ )
شاید هیچ چیز در دنیای فیزیک همانند سیاهچاله ها اسرارآمیز نباشد،پدیده هایی کیهانی که همه چیز را به درون خود می کشند و حتی زمان را نیزدر دل خود متوقف می سازند. بنابراین حتماً برایتان جالب خواهد بود کهبدانید واژه سیاهچاله توسط کدام فیزیکدان پا به عرصه فیزیک گذاشت. اینفیزیکدان کسی نبود جز جان ویلر (John Wheeler). جان ویلر، یکی از آخرینبازماندگان نسل فیزیکدانانی است که مستقیم با اینشتین همکاری داشته اند.
در واقع ویلر را می توان ادامه دهنده راه اینشتین در دست یابی بهنظریه میدان واحد در فیزیک محسوب کرد. جان ویلر در نهم جولای ۱۹۱۱ درفلوریدا دیده به جهان گشود. ۲۲ سال بیشتر نداشت که دکترای خود را ازدانشگاه معروف جان هاپکینز امریکا دریافت کرد. او نزدیک به چهل سال تمام،استاد فیزیک دانشگاه پرینستون بود. ویلر برخلاف اغلب دانشگاهیان آن دوران،در کنار تحقیق، اهمیت بسیار زیادی برای تدریس و آموزش نیز قائل بود.
روش تدریس ویلر مملو از خلاقیت، تخیل و ابتکار بود تاجایی که می تواناو را علاوه بر یک فیزیکدان فوق العاده، یکی از شاخص ترین چهره ها در عرصهآموزش فیزیک نیز محسوب کرد. شاید به همین دلیل بود که فیزیکدانان بزرگینظیر ریچارد فاینمن و کیپ ثورن (Kip Thorne) نزد او پرورش یافتند. ویلر درسال ۱۹۵۷، تعمیم نظریه نسبیت عام را آغاز کرد و بدین ترتیب از پدیده حیرتانگیز دیگری در پهنه کیهان پرده برداشت؛ کرمچاله ها. کرمچاله ها تونل هاییفضازمانی هستند که بخشی از جهان را به صورت میان بر به بخشی دیگر از آنمتصل می کنند.
کرمچاله ها حتی می توانند با اتصال یک لحظه زمانی به لحظه ای دیگر درگذشته یا آینده، نقش ماشین زمان را ایفا کنند. از آن عجیب تر آنکه کرمچالهها ممکن است کانال هایی برای خروج از این جهان و ورود به جهان های دیگرباشند. ویلر در یک سخنرانی عمومی در سال ۱۹۶۷ برای نخستین بار واژه«سیاهچاله» را به جهان فیزیک معرفی کرد. در ضمن، ویلر را می توان جزء یکیاز پیشگامان نظریه گرانش کوانتومی به حساب آورد.
او زمانی در جمله مشهوری چنین گفت؛ «در کائنات چیزی جز فضازمان وجودندارد. ماده، بار الکتریکی، الکترومغناطیس و تمامی میدان های دیگر همگیصرفاً تجلیاتی از همین فضازمان هستند.» جالب اینجا است که جدیدتریندستاوردهای فیزیکدانان در عرصه گرانش کوانتومی، این سخن ویلر را که مدت هاپیش بیان شده بود، تایید می کند. اگر چنین باشد باید گفت که ما حقیقتاً باتمامی کائنات یگانه ایم.
● معادله ای برای ابدیت، آلبرت اینشتین(۱۹۵۵ - ۱۸۷۹)
آلبرت اینشتین در چهاردهم ماه مارس سال ۱۸۷۹ در شهر قدیمی و کوچک اولمدر کوهپایه های آلپ و در کرانه رود دانوب به دنیا آمد. یک ساله بود کهخانواده او به مونیخ نقل مکان کردند. چهار سال بعد، پدر و عموی آلبرت باکمک همدیگر کارخانه ای کوچک را برای تولید وسایل الکتریکی در حومه مونیخراه اندازی کردند.
آلبرت تحصیلات خود را تا اواخر دبیرستان در همین شهر ادامه داد اماازآنجایی که کارخانه لوازم الکتریکی خانوادگی آنها چندان سودآور نبود،خانواده اینشتین تصمیم گرفتند بخت خود را در جای دیگری امتحان کنند و بههمین دلیل در سال ۱۸۹۴ به میلان ایتالیا نقل مکان کردند. اینشتین مدتی رادر ایتالیا در کنار خانواده خود گذراند و سپس تصمیم به ادامه تحصیل دردانشگاه گرفت. بنابراین برای تکمیل تحصیلات دبیرستانی خود به مدرسه ایالتیشهر کوچک آراو در سوئیس رفت. در همین زمان بود که اینشتین شانزده سالهاولین مقاله علمی اش را با عنوان «بررسی وضعیت اتر در حضور میدانمغناطیسی» نوشت.
اینشتین در ۱۸۹۶ تحصیلات خود را در آراو به پایان رساند و سپس واردپلی تکنیک زوریخ شد. او در پاییز ۱۹۰۰، امتحان دولتی را گذراند و مدرکدکترای خود را از پلی تکنیک دریافت کرد. پس از فارغ التحصیلی، جست و جوبرای یافتن کار را آغاز کرد و سرانجام در تابستان ۱۹۰۲ با سمت کارشناس فنیدرجه سه و با حقوق سالیانه ۳۵۰۰ فرانک به استخدام اداره ثبت اختراعاتسوئیس در برن درآمد. اینشتین ۸ ساعت از روز را به کار در اداره ثبتاختراعات برن مشغول بود و مابقی زمان روز در اختیار خودش بود و می توانستبه ایده هایی که در سر داشت بیندیشد. همین زمان های فراغت بود که در نهایتیکی از بزرگ ترین دستاوردهای تاریخ اندیشه یعنی «نظریه نسبیت» را برایبشریت به ارمغان آورد.
اینشتین سه سال تمام بر روی معادلاتی که بیان ریاضی جدیدی از «زمان»و «فضا» ارائه می دادند کار کرد و هر دقیقه از فراغت خود را بر سر آنگذاشت. در نهایت اینشتین در سال ۱۹۰۵که اکنون ۲۶ سال بیشتر نداشت، مجموعهمقاله های «نسبیت خاص» را در نشریه ای تخصصی و آلمانی زبان در زمینه فیزیکبه نام «آنالن در فیزیک» (Annalen der Physik) منتشر کرد. همین مجموعهمقاله ها بود که با ارائه تصویری جدید از بنیادی ترین مفاهیم فیزیک یعنی«زمان» و «فضا» و با نسبی دانستن آنها، بنیادهای فیزیک مطلق گرای نیوتنیرا فروریخت و دیدگاه انسان را نسبت به جهان تغییر داد...
تا پیش از زمان ارائه نظریه نسبیت، فیزیک با مسائل لاینحلی روبه روشده بود. یکی از این مسائل، تبیین نتیجه آزمایش مایکلسون و مورلی در موردسرعت نور بود. اما نظریه نسبیت توانست به خوبی بخش مهمی از مسائل مزبور راحل کند و همین امر، در جلب توجه زودهنگام دانشمندان به نظریه اینشتین موثربود. ماکس پلانک، فیزیکدان برجسته دانشگاه برلین، در مورد او گفت؛ «کپرنیکتازه ای متولد شده است.» بدین ترتیب، با شناسایی، پذیرش و تکامل نظریهاینشتین، آوازه او در مراکز بزرگ علمی اروپا پیچید.
در ۱۹۱۴، با پیشنهاد ماکس پلانک (که اعتبار و مقام علمی اش در محفلهای آکادمیک، چون و چرا نداشت) اینشتین استاد دانشگاه برلین شد و به عضویتفرهنگستان علوم پروس درآمد. در ۱۹۱۶، با انتشار مقاله ای، نظریه نسبیت خاصرا تعمیم داد و «نسبیت عام» را ارائه کرد. این نظریه که رفتار نیروی گرانشرا با دیدگاهی کاملاً متفاوت و به صورت انحنای فضا- زمان تبیین می کرد،بار دیگر جهان علم را دچار حیرت کرد و دیدگاه بشر را نسبت به جهان، تغییرداد (همین نظریه بود که بعدها از پدیده های شگفت انگیزی نظیر سیاهچاله ها،انبساط جهان، امواج گرانشی و... پرده برداشت). در ۱۹۱۷، اینشتین در مقالهای برای نخستین بار، مبانی نظری تابش لیزر را تبیین کرد (بعدها لیزر،انقلابی در عرصه علوم و فناوری ایجاد کرد).
با فرارسیدن دهه ۱۹۲۰، شهرت اینشتین گوی سبقت را از شهرت هر دانشمندزنده دیگری ربود. اکنون خانه اینشتین در برلین به زیارتگاه مردان و زنانیبا حرفه ها، دلبستگی ها، نظرها و انگیزه های مختلف بدل شده بود که در جستوجوی پاسخ مسائل فیزیکی، ریاضی، فلسفی، اخلاقی، مذهبی، سیاسی و یا حتیشخصی بودند. چیزی نگذشت که اینشتین به یک جاذبه سیاحتی شهر تبدیل شد وخانه اش در شماره ۵ خیابان هابر لانداشتراسه یکی از جاهایی بود که هرتوریستی که به برلین می آمد باید ببیند. در سال ۱۹۲۱، جایزه نوبل فیزیک بهخاطر خدماتی که اینشتین در فیزیک نظری ارائه داده بود، به وی اهدا شد.
با به قدرت رسیدن هیتلر در ۱۹۳۳، «پاک سازی های» گسترده در دانشگاههای آلمان آغاز شد. در آن زمان، اینشتین به دعوت موسسه فناوری کالیفرنیابه عنوان استاد میهمان در امریکا به سر می برد. اینشتین طی نامه ای ازعضویت در فرهنگستان علوم آلمان استعفا داد و رسماً اعلام کرد که در رژیمکنونی دیگر نمی تواند در خدمت دولت آلمان باشد. در ابتدا فرهنگستان نمیدانست چه کار کند، اما نهایتاً تحت فشار نازی ها بیانیه ای انتشار داد واینشتین را به انجام فعالیت های ضدآلمانی متهم کرد. پلیس آلمان در ماهمارس ۱۹۳۳ خانه اینشتین و تمامی دارایی او را در برلین مصادره کرد و نوشتههای او را (و از جمله مقاله هایش در زمینه نسبیت) در یکی از میدان هایبرلین به آتش کشیدند. از آن پس، در دوران سلطه رژیم نازی، هرچند تدریسنسبیت در دانشگاه های آلمان ادامه داشت اما از اینشتین، هیچ نامی نمیبردند.
بدین ترتیب، اینشتین دیگر برای اقامت به اروپا بازنگشت. در همان سال،«موسسه پژوهش های پیشرفته پرینستون» در نیوجرسی امریکا که به تازگی کارخود را آغاز کرده بود، از اینشتین دعوت کرد که به عنوان پژوهشگر ارشدموسسه به آنجا برود و بدین ترتیب اینشتین به پرینستون رفت و تا آخر عمر بهمدت ۲۲ سال در همانجا ماند. بدین ترتیب، تصویر پیرمردی مهربان و دوستداشتنی که هر روز صبح، بدون توجه به خوبی یا بدی هوا، مسیر خانه خود درشماره ۱۱۲ خیابان مرسر را تا مرکز پژوهش های پیشرفته پرینستون پیاده میپیمود، به منظره ای آشنا برای اهالی شهر پرینستون تبدیل شده بود.
آلبرت اینشتین هیچگاه از جست و جوی پاسخ برای رازهای عالم بازنایستاد. ازجمله آخرین کارهایش، تلاش برای دستیابی به نظریه ای وحدت یافتهدر فیزیک بود که او آن را «نظریه میدان واحد» نامید. اینشتین با ارائه ایننظریه سعی داشت به تبیین ریاضی واحدی از تمامی قوانین فیزیک دست یابد،تلاشی که هنوز هم توسط فیزیکدانان بزرگ معاصر ادامه دارد.
اینشتین، مواجهه با اسرار جهان را زیباترین تجربه انسان می داند و مینویسد؛ «مواجهه با اسرار، زیباترین تجربه ای است که انسان می تواند داشتهباشد. ذات علم و هنر حقیقی در چنین تجربه ای نهفته است. کسی که از این حسعاری باشد و قابلیت آن را نداشته باشد که محو حیرت و شگفتی های جهان گردد،مرده ای بیش نیست، شمعی است که به خاموشی گراییده است...»
اینشتین در یک صبح بهاری در ۱۸ آوریل ۱۹۵۵ در سن ۷۶ سالگی از دنیارفت. وصیتنامه اش صبح روز بعد خوانده شد. او درخواست کرده بود که تدفین ،بدون هیچگونه تشریفات رسمی برگزار شود. زمان و مکان تدفین باید از همه بهجز تنی چند از دوستان نزدیک که جسدش را تا محل سوزاندن آن همراهی میکردند، پنهان نگاه داشته شود. مرگ اینشتین، مردم سراسر جهان را عمیقاًمتاثر ساخت.
همانطور که لئونید آندریف در حکایت خود نوشته بود که وقتی گالیورزنده بود، مردم لی لی پوت شب ها صدای تپش قلبش را می شنیدند، این را میتوان درباره اینشتین گفت. مردم جهان با علم به اینکه چنین انسانی درمیانشان می زیست، به بزرگی و تعالی خرد اعتقاد پیدا کردند. اکنون اگرچهقلب این بزرگمرد از تپش بازایستاده بود، اما نامش در قلب تاریخ اندیشهابدی شد...
● بانویی که از یکی از بزرگ ترین رازهای کیهان پرده برداشت، ورا روبین (۱۹۲۸)
ورا روبین (Vera Rubin) در ۲۳ جولای ۱۹۲۸ در شهر فیلادلفیا به دنیاآمد. او از همان کودکی شیفته دنیای اسرارآمیز ستاره ها بود، به طوری که شبها به زحمت بیدار می ماند تا چرخش تدریجی صورت های فلکی را حول ستاره قطبیاز پنجره اتاق خواب خود که رو به شمال باز می شد، تماشا کند.
روبین در سن ۱۷ سالگی وارد دانشگاه واسار شد و سه سال بعد با مدرککارشناسی اخترشناسی از آنجا فارغ التحصیل شد. او جز به ادامه تحصیلاتش دردانشگاه پرینستون که در آن زمان به مرکز اخترشناسی معتبری در سطح جهانتبدیل شده بود، به چیز دیگر نمی اندیشید. بنابراین با اشتیاق فراوان،تقاضانامه ای را برای دریافت فرم های ثبت نام در دوره تحصیلات تکمیلی بهدانشگاه پرینستون ارسال کرد، اما این فرم ها هیچگاه به دستش نرسید چرا کهپرینستون تا سال ۱۹۷۱، زنان را در دوره های تحصیلات تکمیلی خود نمیپذیرفت. بدین ترتیب روبین سرانجام به دانشگاه کورنل رفت. در کورنل به اوچندان اهمیت نمی دادند.
او زن بود و گذشته از آن، گروه اخترشناسی کورنل در آن دوران، گروهکوچکی بود که تنها دو مدرس داشت. اما از آنجایی که وی بیشتر در فیزیک کارکرده بود، این فرصت را به دست آورد تا با هانس بته - که بعدها به سببتشریح واکنش های گداخت هسته ای در خورشید، جایزه نوبل گرفت - درس مکانیککوانتومی پیشرفته را بگذراند. روبین الکترودینامیک کوانتومی را نیز ازریچارد فاینمن مشهور فراگرفت. روبین پس از اتمام دوره کارشناسی ارشد، برایگرفتن دکترا به دانشگاه جورج تاون رفت. تز دکترای او در مورد نحوه توزیعکهکشان ها در جهان بود.
پس از اتمام دکترا وارد بخش اخترشناسی موسسه تحقیقاتی کارنگی درواشنگتن شد و در آنجا بود که تحقیق بر روی چرخش کهکشان های مارپیچی راآغاز کرد، تحقیقی که نهایتاً یکی از بزرگ ترین معماهای فیزیک از دل آن سربرآورد. اندازه گیری های روبین نشان داد که کهکشان ها با چنان سرعتی درحال چرخشند که قاعدتاً باید تاکنون مضمحل می شدند. پس باید ماده ایناشناخته و تاریک، فضای درون کهکشان ها را پر کرده باشد تا با نیروی گرانشخود، از اضمحلال کهکشان ها جلوگیری کند. اینگونه بود که معمایی به نام«ماده تاریک» پا به عرصه فیزیک گذاشت، ماده ای اسرارآمیز و ناشناخته که ۹۰درصد جرم کل جهان را تشکیل می دهد اما ما هنوز هم از ماهیت آن هیچ نمیدانیم.

منبع:
شهاب شعری مقدم
عصر ایران