آیا تلسکوپ فضایی جیمز وب واقعا قادر به دیدن گذشته است؟

عکس گرفته شده از سحابی کارینا توسط جیمز وب

تلسکوپ‌ها می‌توانند عملکردی مانند یک ماشین زمان داشته باشند. درواقع نگاه کردن به فضا همانند نگاه کردن به گذشته است. این اتفاق جادویی به نظر می‌رسد؛ اما درواقع بسیار ساده است. نور برای رسیدن به ما به زمان نیاز دارد تا در فواصل وسیع فضا حرکت کند.

تمام نورهایی که شما می‌بینید از ستارگان دور چشمک زن گرفته تا درخشش لامپ خانه شما که فقط چند متر از شما فاصله دارد، برای رسیدن به شما زمان می‌برند. خوشبختانه نور به طرز شگفت‌انگیزی سریع (یک میلیارد کیلومتر در ساعت) حرکت می‌کند. بنابراین هرگز متوجه حرکت نور از لامپ به چشمان خود نخواهید شد.

اما وقتی به اجسامی نگاه می‌کنید که میلیون‌ها یا میلیاردها مایل دورتر هستند (اکثر اجرام در آسمان شب) نوری را می‌بینید که راه بسیار طولانی را برای رسیدن به شما طی کرده است. برای مثال خورشید را در نظر بگیرید.

خورشید به طور متوسط ۱۵۰ میلیون کیلومتر از زمین فاصله دارد. یعنی رسیدن نور خورشید به زمین ۸ دقیقه و ۲۰ ثانیه طول می‌کشد. بنابراین وقتی به خورشید نگاه می‌کنید، درواقع به ۸ دقیقه پیش آن نگاه می‌کنید نه آن چیزی که در همان لحظه وجود دارد؛ یعنی شما به گذشته خورشید نگاه می‌کنید.

سرعت نور در علم نجوم آنقدر مهم است که دانشمندان ترجیح می‌دهد برای اندازه گیری فواصل زیاد در فضا از کلمه سال نوری به جای مایل یا کیلومتر استفاده کنند. یک سال نوری مسافتی است که نور می‌تواند در یک سال طی کند. این مسافت تقریبا ۹/۴۶ تریلیون کیلومتر است.

بنابراین شما برای دیدن گذشته حتی به تلسکوپ نیازی ندارید، می‌توانید این کار را با چشمان غیرمسلح خود نیز انجام دهید. اما برای نگاه به گذشته‌های بسیار دور، مثلا به آغاز شکل گیری جهان، ستاره شناسان به تلسکوپ‌هایی مانند جیمز وب نیاز دارند. جیمز وب می‌تواند طول موج‌هایی از نور را که برای چشم انسان نامرئی هستند؛ مانند امواج مادون قرمز جذب کند.

بسیاری از چیزها از جمله انسان‌ها، گرما را به عنوان انرژی مادون قرمز از خود ساطع می‌کنند. این انرژی را نمی‌توان با چشم غیرمسلح دید. اما هنگامی که تجهیزات مناسب بشر بتوانند امواج مادون قرمز را مشاهده کنند، قادر به آشکار کردن برخی از دورترین اجرام در کیهان خواهند بود.

به گفته ناسا، به این دلیل که تابش مادون قرمز طول موج بسیار بیشتری نسبت به نور مرئی دارد، می‌تواند بدون این که پراکنده یا جذب شود از بخش‌های متراکم و غبارآلود فضا عبور کند. بسیاری از کهشکان‌های دور و کم نور، انرژی گرمایی از خود ساطع می‌کنند که می‌توانند به عنوان تشعشعات مادون قرمز تشخیص داده شوند.

تلسکوپ فضایی جیمز وب با یکی از ساده‌ترین ترفندهای خود، یعنی سنجش مادون قرمز می‌تواند مناطق غبارآلود فضا را برای مطالعه نوری که بیش از ۱۳ میلیارد سال پیش توسط ستارگان و کهکشان‌های باستانی ساطع شده بود، بررسی کند.

تلسکوپ فضایی جیمز وب تلاش خواهد کرد که به چند صد میلیون سال اول پس از بیگ بنگ نگاه کند. بنابراین ممکن است ستارگان باستانی که تلسکوپ جیمز وب آن‌ها را آشکار می‌کند خیلی وقت پیش مرده باشند؛ اما چون نور آن‌ها سفر طولانی را در سراسر جهان انجام می‌دهد، ما قادر خواهیم بود آن‌ها را مشاهده کنیم.