هدف از ویرایش ششم

هدف ما، از همان نخستین ویرایش، نوشتن کتابی بود که علاوه بر دقت، به آسانی نیز خواندنی باشد. گاه نجوم از دید مردم فهرست بلندی از اصطلاحات و مطالب حفظی جلوه می‌کند. البته شما در این کتاب با بسیاری از اصطلاحات و مفاهیم  نجومی آشنا خواهید شد، ولی به ویژه بر این امیدیم که چگونگی روند پیشرفت علم، شیوه کارِ جهان، و ارتباط میان پدیده­‌های هستی را نیز بیاموزید و به خاطر بسپارید. در این ویرایش بر اینکه منجمان دانسته‌­های خود را واقعاً چگونه کسب می‌کنند توجه ویژه­‌ای داشته­‌ایم. همچنین بر روی آن دسته از مبانی علم که زیرساختِ فعالیت­های منجمان و روندِ اکتشافات آنها را تشکیل می­‌دهند بیشتر تأکید کرده‌ایم.

موضوعات جدید و بازبینی شده

نجوم به سرعت در حال تکامل است. در فاصله سه سالی که از انتشار ویرایش پنجم می­‌گذرد اکتشافات جدیدِ فراوانی در اغلب زمینه‌­های پژوهشی نجوم اتفاق افتاده است. ازینرو مطالبِ اکثر فصل‌ها در این ویرایش با استفاده از اطلاعات جدید به روز شده‌­اند. علاوه بر این، فصل­های متعددی مورد بازبینی قرار گرفته­‌اند تا ضمن ارائۀ روانترِ مطالب، بر روند علمی تمرکز بیشتری شود و مبانی شناخت جدید و اهمیت نجوم در عصر حاضر به شیوه‌ای روشن‌تر به خوانندگان عرضه گردد. مواردی از این تغییرات چنین­‌اند:

• ارائۀ عکسهای هنری روشنگرانه‌تر و دقیق‌تر از اجسام نجومی.
• بازسازی متن به منظور تأکید بیشتر بر روند پیشرفت علم و توضیح اینکه منجمان دانسته‌های خود را چگونه کسب می‌کنند.
• ایجاد ارتباط بهتر میان خلاصۀ پایانی هر فصل با اهداف آموزشی مطرح شده در آغاز آن، و اضافه نمودن ارجاعات مناسب به مطالب کلیدی در هر فصل.
• گسترش مبحث مکانیک نیوتنی در فصل ۲ و ارائه تصویری واضح‌تر از آن.
• اضافه نمودن یک بحث دقیقتر جدید در فصل ۳ درباره کاربردهای علمی اثر دوپلر.
• ارائه روان‌تر تجزیه و تحلیل اسپکتروسکوپیک در فصل ۴٫
• مباحث مربوط به اپتیک تطبیقی، آرایه SST، CHARA، و آیندۀ HST در فصل ۵ پوشش وسیعتری یافته‌اند.
• بحث گسترده‌تری پیرامون سیاره‌شناسی تطبیقی در فصل ۶٫
• معرفی شبه-سیاره اریس (Eris) و مطلبی درباره خروج پلوتو از فهرست سیارات سامانه خورشیدی.
• تجدید مبحث کاوشِ سیارات در فصل ۶، ضمن پوشش مأموریت‌های فضایی اخیر و آتی به مقصد زهره، مریخ، و کیوان.
• شرح نتایج جدید کاوشگر ِVenus Express در فصل ۹٫
• ارائه مطالب جدیدی درباره احتمال وجود آب در مریخ، بر اساس داده‌های کاوشگرهای مدارزنِ شناسایی مریخ و Mars Express در فصل ۱۰٫
• بحث گسترده‌تری درباره تحولات اقلیمی مریخ و زهره در بخش ۱۰-۶٫
• مطالب وسیعتری در ارتباط با لکه سرخ برجیس و شرایط جوی آن در فصل ۱۱٫
• مطالب جدیدی درباره مأموریت‌های کاسینی و هویگنس به کیوان و تیتان.
• ارائه مطالبی تازه پیرامون مأموریت‌های استارداست و برخورد ژرف در فصل ۱۴٫
• موضوعات جدیدی مربوط به مشاهدات و ویژگی‌های سیارات فراخورشیدی در فصل ۱۵٫
• طرح مشاهدات اخیر درباره فوران‌های پرتو گاما و مدلهای مربوط به آن در فصل ۲۲٫
• مطالبی تازه درباره مرکز کهکشان در فصل ۲۳٫
• ارائه جدیدی از مدل عمومی کهکشانهای فعال، همراه با بحثی پیرامون ویژگیهای آنها در فصل ۲۴٫
• بازسازی بحث تحول کهکشانها در فصل ۲۵ به نیت روشن‌تر نمودن دیدگاه‌های جاری.
• بازسازی مبحث سیاهچاله‌ها در فصل ۲۵ به منظور تأکید بر ارتباط میان کهکشانهای معمولی و کهکشانهای فعال، به عنوان مکانیزم مرتبط کننده سیاهچاله‌ها و تحول کهکشانها.
• نتایج جدید مربوط به نقشه‌برداری از ماده تاریک به مدد همگرایی گرانشی در فصل ۲۵٫
• تجدید مطالب اکتشاف ۲۵-۱ با نظر به داده‌هایSolar Digital Sky Survey .
• مطالبی گسترده‌تر درباره ارتباط میان چگالی، هندسه و دینامیک جهان.
• تجدید مطالب اکتشاف ۲۶-۱، با ارائه عکسهایی از میدان اَبَر-ژرفِ هابل.
• ارائه بحثی گسترده‌تر پیرامون ثابت کیهانشناختی و معرفی اِتِر به عنوان نامزدی دیگر برای انرژی تاریک در فصل ۲۶ و اکتشاف ۲۶-۲٫
• اضافه نمودن موضوع انرژی تاریک به مطالب بخشهای ۲۷-۱ و ۲۷-۲٫
• بازنگری کاملِ موضوع خط زمانِ کیهانی با توجه به داده‌های جدید WMAP و سایر اطالاعات تازه.
• تجدید نظر در بحث تورمِ جهان اولیه در فصل ۲۷ به منظور انعکاس مبانی فیزیکی مرتبط با دیدگاه‌های جاری درباره آن. در این فصل میدانهای نرده‌ای به عنوان عواملی دخیل در روند تحول جهان- معرفی شده‌اند.
• ارائه مباحثی گسترده‌تر پیرامون حیات ناهم‌شکل با حیات‌ زمینی و نیز مناطق قابل سکونت در کهکشانها و اطراف ستارگان در فصل ۲۸٫

آموزش از طریق طرح تصاویر

تصاویر طراحی شده، چه در آموزش نجوم و چه در کسب مهارت در آن، نقش مهمی ایفا می‌کنند. در این کتاب بر طرح تصاویر تأکید زیادی شده است. سعی کرده‌ایم در نقاشی‌های هنرمندانه‌ای که کتاب را آراسته‌اند زیبایی و دقت علمی را با یکدیگر ترکیب کنیم. به این منظور از میان نقاشی‌های کشیده شده از اجسام کیهانی، جدیدترین‌ها و بهترین‌ها را برگزیده‌ایم. طرح‌های مثالی نیز با دقت ترسیم شده‌اند تا روند یادگیری دانشجویان را قوت بخشند. این طرحها از نظر آموزشی کامل‌اند و در کنار هر یک از آنها بحثی پیرامون اهمیتِ واقعیت-های علمی و ایده‌های مرتبط با آن طرح مثالی گنجانده شده است.

پوشش طیفی کامل و نشان طیفی

منجمان برای گرد‌آوری اطلاعاتی درباره کیهان از تمام گستره طیف الکترومغناطیسی استفاده می‌کنند. در سرتاسر این کتاب، در کنار عکسهایی در نور مرئی، به عنوان مکمل از عکسهایی در طول‌موجهای رادیویی، فروسرخ، فرابنفش، پرتو X و پرتو گاما نیز استفاده شده است. گاهی حتی برای حرفه‌ای‌ها نیز آسان نیست که در یک نگاه تشخیص دهند کدامیک از این عکسها در نور مرئی گرفته شده و کدامیک صرفا تصویری رنگی شده از عکسی در سایر طول‌ موجها است. ازینرو در کنار هر عکس نشانه‌ای قرار داده‌ایم که مشخص می‌کند عکس مورد نظر در چه طول‌موجی گرفته شده است. ضمناً به این طریق بر اینکه تابشِ آن جسم در چه طول‌ موجهایی مهم‌تر است تأکید می‌شود.

◄ عکسهای ترکیبی

به ندرت امکان دارد که یک تصویر، چه یک عکس باشد و چه یک نقاشی، به تنهایی بتواند تمام جنبه‌های موضوعی ویژه را در برداشته باشد. ازینرو به منظور انتقال بیشترین مقدار اطلاعاتِ روشن و واضح، هر جا که امکان داشته است از عکسهای چند قسمتی استفاده کرده‌ایم:

• تصاویر ناحیه مرئی اغلب با تصاویری از همان شیء در طول‌موج‌های دیگر همراه است.
• گاه به منظور شرح و بیان بهترِ یک عکس نجومیِ واقعی در کنار و یا بر روی آن از خطوطی ترسیمی استفاده شده است تا خواننده آنچه را که عکس در پی آشکار ساختن آن است واقعاً “ببیند”.
• برای اینکه جزئیات یک تصویر در متنی بزرگتر درک شود، اغلب از چند تصویر تو در تو استفاده شده است. در چنین مواردی نخست تصاویر در زوایایی گسترده، و به تدریج در زوایایی بسته‌تر – ولذا با جزئیات بیشتر- نشان داده شده‌اند.

▲ زیرنویسهای توضیحی تصاویر

خوانندگان معمولاً یک فصل را با “نگاه کردن به تصاویر” مرور می‌کنند. ازینرو زیرنویسهای تصاویر در این کتاب نسبت به سایر کتابها  کمی طولانی‌تر و مفصل‌تر است.

سایر جنبه‌­های آموزشی

در طرح این کتاب از راهنمایی‌ مدرسان بسیار استفاده کرده‌ایم؛ به ویژه آن دسته از راهنمایی‌ها که به یادگیری مفیدتر و مؤثرتر خوانندگان معطوف بوده‌ است. روش آموزش در این ویرایش، چه در متن اصلیِ درس و چه در حواشی آن، با کمک این عزیزان مورد بازبینی قرارگرفته است؛ به این امید که متن نهایی برای خوانندگان مفیدتر باشد.

هدفهای آموزشی

مطالعات نشان می‌دهند که خوانندگان تازه‌کار اغلب در تشخیص اولویت موضوعاتِ متن دچار مشکل می‌شوند. برای رفع این مشکل در آغاز هر فصل تعدادی (نوعاً شش تا هفت) هدف آموزشی را به طور روشن و صریح گنجانده‌ایم. این روال به خواننده کمک می‌کند تا مطالعه خود را ساختارمند نماید و تسلط خود بر مفاهیم کلیدی را بیازماید. این اهداف در خلاصه پایان فصل، تحت عنوان “مرور فصل”، شماره-گذاری‌شده‌ و در آنها به متن فصل ارجاع داده شده است. این شیوه به خواننده کمک خواهد کرد تا اولویت‌ها را راحت‌تر تشخیص دهد، ضمن آنکه وی را در مرور مطالب نیز یاری خواهد داد. این هدفها به گونه‌ای ملموس سازماندهی و بیان شده‌اند و همچنین معیاری در اختیار خواننده قرار می‌دهند تا روند پیشرفت خود را بسنجد.

∞ ارجاعهای مفهومی   در نجوم، همچون بسیاری از انتظامهای علمی دیگر، تقریباً هر مبحثی بر شالوده‌ه­ای از مباحث دیگر استوار است. به ویژه ارتباط میان موضوعات نجوم و اصول فیزیک (که در نخستین فصلهای کتاب بیان شده­اند) بسیار حیاتی است. عملاً تمامی مطالبِ فصلهای ۶ تا ۲۸ بر پایه مطالب پنج فصل اول استوار هستند. برای مثال وقتی خواننده در فصل ۲۵ با مبحث رَمِش به سرخ شدید (high red-shift) در طیف برخی اجسام نجومی مواجه می‌شود، نه تنها باید آنچه را که در فصل ۲۴ درباره قانون هابل آموخته‌ به خاطر آورد بلکه باید مطالب متنوع دیگری را نیز در حافظه خود جستجو نمایند؛ از جمله قانون عکس مجذوری (فصل ۱۷)، طیفِ ستاره‌ای (فصل ۴)، و رمشِ دوپلری (فصل ۳). به همین منوال، مباحث جرم ستارگان در سامانه‌های دوتایی (فصل ۱۷) و دَوران کهکشانها (فصل ۲۳)، بر مبنای قوانین کپلر و قوانین نیوتن (فصل ۲) استوار است. به طور کلی موضوعات مربوط به اجسام نجومیِ جدید، و نیز مفاهیم نجومی جدید، اساساً با مقایسه با موضوعاتی که پیشتر در متن مطرح شده‌اند قابل درک خواهند بود.

ارجاعهای مفهومی به شما کمک می‌کنند تا اصولی را که موضوعات بعدی برپایه آنها بنا شده‌ به خاطر آورید و، اگر لازم باشد، آن اصول را مرور کنید. بدین منظور در سراسر کتاب ارجاعاتی مفهومی گنجانده شده‌اند که در واقع پُلهایی کلیدی برای ارتباط میان مفاهیم‌اند. این ارجاعها، که با نماد ∞ (و نشانی بخش مورد نظر) مشخص شده‌اند، اعلام     می‌کنند که موضوع مورد بحث به نوعی به ایده‌هایی که پیشتر مطرح شده مرتبط است؛ و به این طریق پیش از ادامه بحث مسیری را برای مرور موضوعات قبلی فراهم می‌آورند.

عبارات کلیدی نجوم نیز همانند سایر شاخه‌های معرفت بشر برای خود دارای فرهنگی از لغات است. اصطلاحات نجومی مهم در نخستین باری که در متن ظاهر می­شوند درشت نوشته شده­اند تا بدین طریق آن اصطلاح راحت‌تر در ذهن خواننده جای بگیرد. چنین اصطلاحاتی همراه با شماره صفحه در خلاصه پایانی فصل مجدداً درج شده‌اند. علاوه بر این، فهرست لغات پایان کتاب نیز وسیعتر شده است و در آن، ضمن تعریف هر عبارت کلیدی، مکانی که عبارت مورد نظر برای نخستین بار در متن استفاده شده مشخص گردیده است.

▼ وارسی مفاهیم.  درون متن هر فصل چند پرسش تحت عنوان “وارِسی‌ مفاهیم” گنجانده شده است: سئوالهایی کلیدی که خواننده برای پاسخ به آنها باید بعضی موضوعات را که کمی پیشتر مطالعه کرده به یاد آورد، و یا موضوع را در متنی وسیعتر در نظر بگیرد. پاسخهای این سئوالات در انتهای کتاب درج شده است.

▼ نمودار H-R و برگه‌های شفاف اَسِتاتی. نمودارهای H-R در سراسر این کتاب با استفاده از داده‌های واقعی و در قالبی یکسان ترسیم شده‌اند. علاوه بر آن، از مجموعه‌ای از برگه‌های شفاف اَسِتاتی استفاده کرده‌ایم که به طور پی‌در‌پی روی هم قرار می­گیرند و به شیوه­ای نمایشی به خواننده نشان می‌دهند که چگونه نمودار H-R به ما کمک می‌کند تا اطلاعات خود درباره ستارگان را به نظم درآوریم. این شیوه برای دنبال کردن مسیر تاریخی تحول ستارگان بسیار مفید است.

▲ کادر بحث دقیقتر.  در این کادرها موضوعاتی که در متن به طور کیفی مورد بحث قرار گرفته‌اند در قالبی کمّی‌تر و دقیقتر ارائه می‌شوند. جدا کردن این مطالب از روایت اصلیِ متن و قرار دادن آنها در کادرهایی جداگانه به مدرسان اجازه می‌دهد تا متناسب با سطح مورد نظر خود از کتاب استفاده کنند. به این ترتیب که این موضوعات را می‌توان به عنوان مباحثی تکمیلی در قالب متن اصلی درس گنجانید، و یا مطالعه آن را به دانشجویانی که این موضوعات را جالب می‌بینند واگذار نمود.

▲ کادر اکتشاف.  این کادرها در بردارنده انواع گسترده­ای از موضوعات تکمیلی جالب هستند. این جلوه از کتاب – که در این ویرایش وسیعتر ارائه شده است – بینش خواننده را نسبت به اینکه دانسته­های علمی چگونه تکامل می­یابند قدرت می-بخشد و منظور ما را از تأکید بر عبارتِ “روند علم” روشن‌تر می­سازد.

◄ مرور فصل. در ویرایش حاضر خلاصه فصل‌ها گسترده‌تر شده و بهبود یافته‌اند. در خلاصه پایانی هر فصل، ضمن مرور مطالب، تمامی عبارت‌های کلیدیِ آن فصل دیگر بار با حروف ضخیم و ارجاع به صفحه گنجانده شده‌اند. علاوه بر این، شکل‌های مهم و کلیدی هر فصل را نیز به خلاصه آن فصل افزوده‌ایم.

• پرسشها و مسائل آخرِ فصل. در این ویرایش پایان فصول به طور کلی مجدداً سازماندهی شده‌اند:
• هر فصل دارای ۲۰ پرسش است که به منظور مرور و بحث بر روی موضوعات فصل طراحی شده‌اند. از این پرسش‌ها می‌توان برای مرور مطلب در کلاس درس و یا به عنوان تکلیف استفاده کرد. به طور کلی برای پاسخ به این پرسش‌های مروری باید به متن فصل مراجعه نمود، اما گاهی هم باید موضوع مورد نظر را ژرفتر مورد توجه قرار داد. پاسخ به این دسته از پرسش‌ها اغلب، علاوه بر تکیه بر دانسته‌ها، به قضاوت فردی نیز وابسته و حتی نیازمند است. همچون تمام بحث‌ها، این پرسش‌ها نیز گاهی یک جوابِ “یکتا و صحیح” ندارند.
• هر فصل دارای ۲۰ خودآزمایی نیز هست که نیمی از آنها پاسخ “درست/نادرست” دارد ونیمی دیگر “چند گزینه‌ای” است. این خودآزمایی‌ها خواننده را در ارزیابی درک خود از مطالب فصل یاری می‌کنند. پاسخ تمامی آنها در انتهای کتاب درج شده است.
• هر فصل با ۱۵ مسئله پایان می‌یابد. این مسائل بر اساس متنِ فصل بوده و به مقداری محاسبه نیاز دارند. بسیاری اوقات این مسائل مستقیماً به برخی موضوعات کمّی در متن درس مربوط هستند که در خودِ متن به تفصیل بر روی آنها کار نشده است. پاسخ این سئوالات کلمه به کلمه در متن درس یافت نمی‌شود، اما اطلاعات لازم برای حل آنها را می‌توان در متن پیدا کرد. پاسخ سئوالاتِ فرد در پایان کتاب آورده شده است.