کشف اين سياره سرآغازي بود براي جستجوي گسترده‌تر به دنبال پاسخي براي يکي از قديمي‌ترين، بنيادي‌‌ترين و مهم‌ترين سوالات ذهن بشر: آيا ما در جهان تنها هستيم؟ نخستين گام براي پاسخ به اين سوال و يافتن حيات هوشمند در ساير سيارات، پيدا کردن گونه‌هاي ساده‌تر حيات مانند باکتري‌ها و موجودات تک سلولي است. بدين منظور، يافتن سياراتي که شرايط تكوين حيات را دارا باشند مهم‌ترين ماموريت دانشمنداني است که در اين زمينه تحقيق مي‌کنند. علاوه بر اين، دريافتن اين مساله که آيا منظومه ما منظومه‌اي منحصر به فرد است يا خير نيز مي‌تواند کمک شاياني به حل بزرگ‌ترين معماي بشر کند. از زمان کشف نخستين سيارات فراخورشيدي تا کنون بيش از 230 سياره خارج از منظومه شمسي کشف شده‌اند که عموما داراي شرايطي بسيار متفاوت از يکديگرند. برخي سيارات غول‌پيکر و گازي و شبيه مشتري و برخي ديگر سيارات خاکي مانند سيارات داخلي منظومه شمسي هستند. برخي آنقدر به ستاره خود نزديکند که همواره يک سمت خود را رو به ستاره مي‌بينند و برخي آنقدر دور که امکان بروز و رشد حيات در آنها به حداقل مي‌رسد. برخي از اين سيارات به دور ستارگاني در حال گردشند که زندگي بر روي آنها را تقريبا ناممکن مي‌سازد - مانند تپ اخترها (فوت‌نوت:پالسار) که ستارگان نوتروني در حال چرخش با ميدان‌هاي مغناطيسي قوي و سرعت‌هاي بالا هستند. فوران اشعه‌هاي گاما از سطح تپ اخترها به سياراتي که در اطراف آنها در گردشند اجازه بروز و تکامل حيات را نمي‌دهد. تعداد سيارات فراخورشيدي روز به روز در حال افزايش است. در اين جهان فراخ، گرچه کشف سيارات جديد دريايي از اطلاعات را در اختيار سياره‌شناسان قرار مي‌دهد، اما دانشمندان بيشتر به دنبال سياراتي هستند که شرايط ايجاد حيات را دارا باشند.
 

  شرايط پيدايش حيات
براي اينکه حيات بتواند در سياره‌اي به وجود آمده و تکامل يابد، آن سياره بايد در کمربند حيات منظومه خود قرار گرفته باشد. به علاوه، چنانچه ستاره ميزبان داراي شرايط زير باشد، احتمال تشكيل و دوام حيات در آن بيشتر است:

• سن ستاره بايد بيشتر از 3 ميليارد سال باشد: سه ميليارد سال حداقل زماني است که حيات مي‌تواند در طي آن به وجود آمده و تکامل يابد.

• جرم آن بايد حداکثر 5/1 برابر جرم خورشيد باشد: ستارگاني با جرم بالاتر گرچه هيدروژن و هليوم بيشتري دارند اما ذخيره سوخت خود را با سرعت بيشتري به پايان مي‌برند و بنابراين عمر کوتاه‌تري دارند و به همين خاطر، فرصت لازم براي پيدايش و تکامل حيات را فراهم نمي‌کنند - حتي اگر سياره يا سياراتي در فاصله مناسبي از چنين ستارگاني قرار گرفته و شرايط خوبي براي ايجاد حيات داشته باشد.

• عناصر سنگين موجود در ستاره بايد حداقل 40 درصد عناصر موجود در خورشيد باشند: سيارات خاکي اطراف ستارگاني که داراي ميزان پاييني عناصر سنگين هستند تشکيل نمي‌شوند و تنها سيارات گازي که بر روي آنها امکان حيات وجود ندارد در چنين منظومه‌هايي يافت مي‌شوند.

البته در سال‌هاي اخير منظومه‌هاي خورشيدي متعددي کشف شده‌اند که يک يا چند شرط بالا را دارا نبودند، اما سياراتي كه در چنين منظومه‌هايي كشف شده‌اند باز هم از نظر دانشمندان شرايط ايجاد حيات را داشته‌اند زيرا در کمربند حيات منظومه خود قرار داشته‌اند. دليل اين امر آن است که بسته به قطر، جرم و نوع ستاره‌اي که در يک منظومه وجود دارد، کمربند حيات آن منظومه گسترده‌تر يا کوچک‌تر مي‌شود.



  کمربند حيات

بيشتر سياره شناسان در اين زمينه معتقدند پيدا کردن آب مايع نمي‌تواند به طور قطع وجود حيات در سياره‌اي را به اثبات برساند چرا که هيچ کس هنوز به طور قطع نمي‌داند حيات بر روي زمين چگونه به وجود آمده و آيا اصلا منشا آن خود کره زمين بوده يا خير؟ اما با اين وجود، اين دانشمندان معتقدند سيارات خاکي که بر سطح آنها آب مايع وجود دارد و به دور ستارگان رشته اصلي (ستارگاني که در مرکز آنها همجوشي هسته‌اي رخ مي‌دهد) مي‌گردند، بهترين مکان براي جستجو به دنبال فعاليت‌هاي زيستي هستند، هر چند اين مساله بدان معنا نيست که امکان وجود حيات در سيستم‌هاي خورشيدي با شرايط متفاوت مورد بررسي قرار نگيرد. اوايل نيمه دوم قرن بيستم بود که مطالعات بيشتر بر نحوه شکل‌گيري، دوام و تکامل حيات موجب شد تا دانشمندان در ديدگاه سنتي خود تجديد نظر کنند و به جاي محدود ساختن جستجو به دنبال حيات تنها در سياراتي که به دور ستارگان رشته اصلي وجود دارند، امکان پيدايش حيات به دور ساير ستارگان و حتي اقمار سيارات را نيز بررسي کنند. ايده اين امر زماني مطرح شد که متخصصان علوم زيستي در دهه 1960 در مکان‌هايي از کره زمين مانند اعماق اقيانوس‌ها، محيط‌هايي با دماهاي بسيار پايين، فشار هواي به شدت بالا و يا حتي مکان‌‌هاي بسيار خشک و بدون آب که شرايط حيات بسيار مشکل مي‌نمود موفق به کشف هزاران گونه موجود زنده که بيشتر آن‌ها از نوع تک‌سلولي يا باکتري‌ها بودند، شدند. برخي از اين موجودات حتي قادر به دوام در مقابل ميزان بسيار بالايي تشعشعات گوناگون بودند و برخي ديگر براي دوام نيازي به اکسيژن و نور خورشيد نداشتند. اين امر موجب طرح ايده‌اي نوين در جامعه نجومي شد که بر اساس آن كاوشگران حيات دريافتند اگر حيات در شرايطي بسيار دشوار در همين کره خاکي مي‌تواند به وجود آمده و دوام يابد، در جستجو به دنبال حيات به سادگي نمي‌توان از کنار سيارات ديگري که شرايط آن‌ها با شرايط معمول زمين بسيار متفاوت به نظر مي‌رسد گذشت.

حدود يک دهه بعد، فضاپيماهاي وويجر ناسا بار ديگر کاوشگران حيات فرازميني را که تصور مي‌کردند تمامي احتمالات موجود جهان‌هايي که داراي شرايط حيات هستند را بررسي کرده‌اند به شدت متحير ساختند. تصاويري که اين دو فضاپيما از قمر مشتري، اروپا، در سال 1979 به زمين مخابره کردند نشان داد اين قمر با وجود آنکه در کمربند حيات منظومه شمسي قرار ندارد، داراي مقادير زيادي يخ بر سطح خود است. اما نکته جالب ديگري که در اين تصاوير وجود داشت، سطح نسبتا هموار اين قمر بود. بر خلاف ماه که بر سطح خود زخم‌هايي کهنه از برخوردهاي سماوي دارد که همچنان به دليل ميزان بسيار ناچيز فعاليت‌هاي زمين‌شناسي و فرسايش خاک تقريبا از هنگام برخورد بدون تغيير باقي مانده است، در تصاوير قمر مشتري اثرات زيادي از برخوردهاي سماوي ديده نمي‌شد. به طور کلي هنگامي که يک جسم سماوي مانند سياره، قمر، يا سيارک بر روي سطح خود نشانه‌هاي زيادي از برخوردهاي سماوي ندارد، مي‌توان گفت يک يا چند مورد زير در مورد آن صادق است:

• مدت زمان زيادي از عمر آن جسم سماوي نمي‌گذرد و پوسته آن جوان است. به همين دليل هنوز توسط اجرام مهاجم سماوي بمباران نشده است و يا چون پوسته هنوز در حال شکل‌گيري است، اثرات به جا مانده از برخوردهاي اجرام سماوي دستخوش تغيير شده‌اند

• آن جسم سماوي داراي فعاليت‌هاي زمين‌شناسي مانند فعاليت‌هاي آتشفشاني و حرکات زمين‌ساختي است که موجب تغيير شکل پوسته در طي سال‌ها مي‌گردد

• آن جسم سماوي داراي جو است و به دليل بارش‌هاي جوي و جابجايي هوا در آن، خاک دچار فرسايش ‌مي‌شود

• در مرکز جسم سماوي، منبع توليد انرژي وجود دارد که موجب گرم شدن لايه‌هاي مختلف آن و تغيير شکل پوسته مي‌گردد

سياره شناسان مي‌دانستند که قمر اروپا تقريبا به طور همزمان با ساير اجرام منظومه شمسي يا حداقل با اختلاف چند ده ميليون سال از آن به وجود آمده است؛ بنابراين اروپا يک قمر جوان محسوب نمي‌شود. به علاوه، از آنجا که پوسته اروپا برخلاف پوسته زمين که از مواد سنگي ساخته شده، پوشيده از يخ است، فعاليت‌هاي زمين‌شناسي به نحوي که بر روي زمين شاهد آن هستيم نيز در سطح اين قمر مشاهده نمي‌شد. از سوي ديگر، اروپا فاقد جو است، بنابراين نه فرسايش خاک در آن رخ مي‌دهد و نه اجرام مهاجم پيش از برخورد با سطح قمر در لايه‌هاي جو سوخته و تبخير مي‌شوند. از طرفي، با توجه به فاصله نزديک اين قمر به سياره خود يعني مشتري که تنها 671 هزار کيلومتر است، انتظار مي‌رفت اروپا به دليل گرانش قوي مشتري که سيارک‌ها و شهابسنگ‌ها را به سوي خود جذب مي‌کند، آماج حملات اين تکه سنگ‌هاي مهاجم باشد. تمامي اين عوامل موجب شد سياره شناسان اعلام کنند که اروپا احتمالا در لايه‌هاي دروني خود داراي يک منبع توليد انرژي و حرارت است که موجب جريان آب مايع جايي حدود 15 کيلومتر پايين‌تر از خارجي‌ترين لايه يعني پوسته آن مي‌شود. اين جريان متداوم مايعات در زير پوسته موجب بروز تغييرات در سطح آن و تغيير شکل دادن و پر شدن دهانه‌هاي برخوردي ناشي از تصادم شهابسنگ‌ها مي‌گردد. سياره‌شناسان با محاسبه تعداد دهانه‌هاي برخوردي که امروزه بر سطح اروپا ديده مي‌شوند دريافتند که از عمر پوسته اين قمر به طور متوسط 10 ميليون سال بيشتر نمي‌گذرد. بسياري معتقدند گرماي قمر اروپا ناشي از پديده‌اي است که به آن گرمايش جذر و مد گرانشي گفته مي‌شود. پوسته تمامي اقمار منظومه شمسي از جمله قمر زمين تحت تاثير نيروي گرانش سيارات خود مدام در حال تغييراند. اين تغييرات اما در اغلب اقمار بسيار جزيي و در طي زمان‌هاي کوتاه بسيار نامحسوس است. سطح اقمار در نتيجه اين فرآيند منبسط و منقبظ مي‌شود که اين امر موجب بروز اصطکاک، توليد حرارت و گرم شدن آنها مي‌گردد. طبيعي است که هرچه قمر به سياره مادر خود نزديک‌تر و هر چه آن سياره داراي نيروي گرانش قوي‌تري باشد، گرماي ناشي از جذر و مد گرانشي بيشتر است. البته اقمار منظومه شمسي نيز بر روي سيارات خود چنين تاثير متقابلي مي‌گذارند، اما به دليل جرم کم‌تر و متعاقبا نيروي گرانش ضعيف‌تري که نسبت به سيارات خود دارند، چنين تاثيراتي عموما قابل چشم پوشي است.

پيش از اعزام فضاپيماهاي وويجر به ماموريت خود، دانشمندان تصور مي‌کردند تمامي اقمار منظومه شمسي مانند قمر زمين جهان‌هايي مرده هستند که امکان بروز و دوام حيات بر روي آنها به هيچ وجه حتي قابل بررسي هم نيست. تصاوير جديدي که وويجرها از اروپا در سال 1979 ارائه دادند ثابت کرد چنين ديدگاهي نادرست است و از آن پس اقمار سيارات نيز مورد توجه کاوشگران حيات قرار گرفتند. از آنجا که قمر اروپا خارج از کمربند حيات منظومه شمسي قرار داشت، دستاورد مهم ديگري که اطلاعات ارسالي وويجرها براي کاوشگران حيات دربرداشت اين بود که آنان دريافتند جهان‌هايي که خارج از اين محدوده و در فواصل زيادي از منبع اصلي توليد انرژي يک منظومه که ستاره آن است، قرار دارند نيز چنانچه داراي منابع حرارتي دروني باشد و در اثر فرايندهايي همچون گرمايش گرانشي يا زوال راديواکتيو که در نيمکره جنوبي تيتان، قمر زحل، رخ مي‌دهد، بتوانند انرژي مورد نياز خود را تامين کنند بايد در زمره مکان‌هايي با احتمال ايجاد شرايط حيات و حتي وجود آب مايع محسوب شوند. از آن زمان بود که در جستجو به دنبال حيات، اقمار سيارات گازي منظومه شمسي ديگر حتي از سياره مريخ نيز بيشتر مورد توجه قرار گرفتند و مطالعات بيشتري در اين زمينه بر روي اين قمرها آغاز گرديد. با گسترش دامنه اين مطالعات به سيارات فراخورشيدي و اقمار آنها، بار ديگر تعداد جهان‌هاي ناشناخته‌اي که هر يک مي‌توانند شرايط بروز و تکامل حيات را ايجاد کنند رو به فزوني گذارد.

تنها در کهکشان راه شيري بيش از 300 ميليارد ستاره وجود دارند. اگر 10 درصد آنها ستارگاني مانند خورشيد باشند و نحوه شکل‌گيري منظومه‌هاي آنها شبيه به چگونگي شکل‌گيري منظومه شمسي باشد، در کهکشان ما بايد 30 ميليارد سياره گازي و به همين تعداد سياره خاکي وجود داشته باشد. با در نظر گرفتن تنها مدل منظومه‌اي شناخته شده يعني منظومه شمسي، اگر فرض کنيم هر سياره گازي دست کم 4 قمر و سيارات خاکي به طور متوسط هر يک تنها يک قمر داشته باشند، انتظار مي‌رود حدود 150 ميليارد قمر در کهکشان ما وجود داشته باشد! همزمان سوال ديگري ذهن کاوشگران حيات را به خود مشغول ساخت: آيا تنها سياراتي که به دور ستاره‌هاي رشته اصلي در گردشند سيارات قابل سکونت محسوب مي‌شوند يا ساير گونه‌هاي ستاره‌اي مانند کوتوله‌هاي قرمز يا حتي غول‌هاي قرمز نيز مي‌توانند چنين شرايطي را براي سيارات خود به وجود بياورند؟

 از سوي ديگر، يک سياره در صورتي که در چنين فاصله نزديکي از ستاره خود قرار گيرد، در تله گرانشي ستاره خود مي‌افتد و همواره يک روي آن به سمت ستاره است در حالي که روي ديگر هيچ‌گاه حرارت مستقيم ستاره را دريافت نمي‌کند. اين پديده که قفل مداري نام دارد هنگامي رخ مي‌دهد که به دليل فاصله کم دو کره سماوي با جرم‌هاي متفاوت از يکديگر و گرانش کره بزرگ‌تر، طول حرکت وضعي جسم کوچک‌تر با مدت حرکت انتقالي آن به دور جسم ديگر برابر مي‌شود. درست مانند قمر زمين که به دليل قرار گرفتن در تله گرانشي سياره مادر، هميشه يک روي خود را به زمين مي‌نماياند و ما هرگز قادر به ديدن نيمه ديگر ماه نيستيم. در چنين شرايطي، دما در نيمي از سياره‌ که همواره رو به ستاره مادر است به شدت زياد و در نيمه ديگر آن به شدت کم خواهد بود به گونه‌اي که حتي اگر اين سياره داراي آب هم باشد، حرارت ستاره در نيمي از آن موجب تبخير آب و در نيم ديگر سبب انجماد آن مي‌گردد. اما در سال‌هاي اخير مدل‌هاي کامپيوتري نشان دادند که چنانچه چنين سياره‌اي داراي جوي با ضخامت مناسبي باشد، حرارت دريافتي از ستاره کوتوله قرمز مي‌تواند از سمتي که رو به ستاره دارد به سمت ديگر منتقل و موجب متعادل شدن حرارت کل سياره شود. اين يافته نيز بار ديگر بر تعداد اجرام و منظومه‌هايي که مي‌توانند از لحاظ ايجاد و پيدايش حيات مورد بررسي قرار گيرند افزود و اين بار ستارگان کوتوله قرمز که همانطور که پيشتر اشاره شد بخش عمده‌اي از ستارگان جهان را به خود اختصاص داده‌اند مورد توجه جستجوگران حيات قرار گرفتند. از آن پس، هر روز بر تعداد اخترشناساني که معتقد بودند جستجو به دنبال حيات فرامنظومه‌اي نبايد به ستارگان رشته اصلي محدود شود رو به افزايش گذاشت تا اينکه سياراتي که به دور غول‌هاي قرمز مي‌گردند نيز مورد توجه قرار گرفتند.

غول قرمز ستاره‌اي است با قطري معادل 10 تا 100 برابر قطر خورشيد که پيشتر خود در زمره ستارگان رشته اصلي قرار داشته، بدان معنا که در مرکز آن همجوشي هسته‌اي به وقوع مي‌پيوسته است. سرانجام با اتمام ذخيره هيدروژن در مرکز چنين ستارگاني و فشرده‌تر شدن آن‌ها، همجوشي هسته‌اي اتم‌هاي هيدروژن در لايه‌اي اطراف هسته آغاز شده، در اثر برهم خوردن تعادل ميان لايه‌هاي گازي، ستاره شروع به انبساط مي‌کند که در آن هنگام غول قرمز ناميده مي‌شود. گرچه مرکز چنين ستارگاني بسيار فشرده و داراي دماي بالايي است، اما لايه‌هاي خارجي آنها در اثر انبساط دچار کاهش نسبي دما مي‌شوند. چنين سرنوشتي حدود 5 ميليارد سال آينده در انتظار خورشيد ما نيز هست. تک ستاره ما در آن هنگام به قدري بزرگ مي‌شود که سيارات داخلي منظومه شمسي يعني عطارد و زهره را مي‌بلعد و تا نزديکي زمين پيشروي مي‌کند. در حال حاضر، يکي از موضوعاتي که ذهن اخترشناسان را به خود مشغول داشته، امکان وجود حيات بر سياراتي است که به دور غول‌هاي قرمز مي‌گردند. بر اساس مطالعات اوليه، به نظر مي‌رسد چنين مساله‌اي زياد هم دور از واقعيت نيست، هر چند کمربند حيات يک منظومه با افزايش قطر ستاره و تغيير درخشش و دماي سطحي آن به نقطه‌اي دورتر نقل مکان مي‌کند. به عنوان نمونه، 2 ميليارد سال ديگر، زمين به دليل تغييراتي که در دما و درخشندگي خورشيد ايجاد خواهد شد، از کمربند حيات کنوني منظومه شمسي خارج مي‌شود.

کمربند حيات ستارگان غول قرمز در فاصله 1000 تا 3000 ميليون کيلومتري آنها قرار دارد، در حالي که کمربند حيات ستاره‌اي مانند خورشيد که يک ستاره معمولي از دسته ستارگان رشته اصلي محسوب مي‌شود، به ناحيه‌اي در فاصله 140 تا 240 ميليون کيلومتري آن که تنها دربرگيرنده مدار زمين و مريخ است، اطلاق مي‌شود. کشف سيارات فراخورشيدي در اطراف ستارگان رشته اصلي بسيار ساده‌تر از رديابي سياره‌اي در اطراف يک غول قرمز است، چراکه گرچه کمربند حيات ستارگان رشته اصلي در فاصله نزديک‌تري از ستاره خود قرار دارد، اما با توجه به اينکه درخشندگي سطحي غول‌هاي قرمز عموما هزاران برابر بيشتر از ستارگان رشته اصلي است، سياراتي که به دور آنها مي‌‌گردند غالبا در نور ستاره مادر به سادگي قابل رصد نيستند. به عنوان نمونه، هنگامي که خورشيد تبديل به يک غول قرمز شود، قطر آن حدودا 100 برابر، اما درخشندگي سطحي ستاره ما به بيش از 1000 برابر درخشندگي فعلي خود خواهد رسيد. بررسي امکان وجود و دوام حيات در اطراف چنين ستارگاني باز هم دايره جستجو به دنبال حيات را گسترده‌تر کرد. از سوي ديگر، از زمان کشف نخستين سياره فراخورشيدي در سال 1990 تا کنون، سيارات متعددي خارج از منظومه شمسي کشف شده‌اند که از نظر ساختار و همچنين منظومه‌اي که در آن قرار گرفته‌اند با يکديگر بسيار متفاوتند. با وجود تنوع زيادي که در سيارات فراخورشيدي تا کنون مشاهده شده، دانشمندان بيشتر به دنبال سياراتي هستند که از نظر ساختار، دما و ساير مشخصات تا حدي شبيه زمين باشند. براي اين امر پاسخ به اين سوال که آيا منظومه شمسي، منظومه‌اي منحصر به فرد است يا خير مساله‌اي است که مدت‌هاست ذهن منجمان را به خود مشغول کرده است.

 

  سيارات فراخورشيدي در يك نگاه

نخستين
سياره 51 پگاسي بي نخستين سياره‌اي بود که به دور ستاره‌اي مانند خورشيد کشف شد. کشف اين سياره گازي که به سال 1995 بازمي‌گردد سرآغازي بود براي جستجو به دنبال سيارات فراخورشيدي که در اطراف ستارگان رشته اصلي در گردشند. علت نامگذاري اين سياره به 51 پگاسي بي، کشف آن در صورت فلکي اسب بالدار يا پگاسوس بوده است.

نزديک‌ترين
نزديک‌ترين سياره فراخورشيدي به زمين که تا کنون کشف شده, سياره اپسيلون اريداني بي است. اين سياره که به دور ستاره‌اي خورشيد مانند و در فاصله تنها 5/10 سال نوري از زمين قرار دارد، آنقدر از ستاره خود فاصله دارد که احتمال وجود آب مايع بر سطح آن تقريبا منتفي است.

جوان‌ترين
جوان‌ترين سياره فراخورشيدي که تا کنون کشف شده است کمتر از يک ميليون سال عمر دارد و به دور ستاره‌اي با نام کاکو تائو 4 در فاصله 420 سال نوري از زمين در حال گردش است. منجمان در هنگام بررسي حلقه‌اي از غبار در اطراف اين ستاره، متوجه يک حفره عظيم حلقه مانند به دور آن شدند که قطر آن 10 برابر فاصله زمين تا خورشيد بود و احتمالا به دليل نيروي گرانش سياره که موجب پراکندگي ذرات غبار در طي مسير خود شده، به وجود آمده است.

كهنسال‌‌ترين
مسن‌‌ترين سياره‌اي که تا کنون کشف شده، 7/12 ميليارد سال عمر دارد. اين سياره که قدمت آن 8 ميليارد سال از زمين بيشتر است تنها 1 ميليارد سال پس از پيدايش جهان و انفجار مهيبي که به مهبانگ معروف است شکل گرفته است. کشف اين سياره که پي اس آر بی 1620-26سی ناميده شد، از آن جهت حائز اهميت بود که نشان داد حيات مي‌تواند بسيار زودتر از آنچه پيشتر تصور مي‌شد در نقطه‌اي از جهان به وجود آمده باشد.

بزرگ‌ترين
سياره تي آر اي اس-4 با قطري معادل 7/1 برابر قطر مشتري (20 برابر قطر زمين)، بزرگ‌ترين سياره‌اي است که تا کنون کشف شده است. منجمان قطر اين سياره را هنگامي که در حال عبور از جلوي ستاره خود به نام جي اس سي 00648-02620بود محاسبه کردند. چگالي متوسط اين سياره غول آسا به طرز عجيبي پايين و معادل 2/0 گرم بر سانتي‌متر مکعب است. مدت حرکت انتقالي اين سياره که در فاصله 1400 سال نوري از زمين قرار دارد، تنها 5/3 روز است. ستاره‌اي که اين سياره به دور آن کشف شده در مرحله گذار از يک ستاره رشته اصلي به غول قرمز و با عمري حدود 5 تا 7 ميليارد سال است. گرچه سن اين ستاره تقريبا معادل سن خورشيد (5/4 ميليارد سال) است، اما از آنجا که جرم اين ستاره بسيار بزرگ‌تر از جرم خورشيد بوده، با سرعت دو برابر خورشيد سوخت خود را به پايان رسانده و در حال تبديل شدن به غول قرمز تا يک ميليارد سال آينده است.‌ در آن زمان، سياره تي آر اي اس-4 به واسطه فاصله کمي که تا ستاره خود دارد به طور کامل توسط ستاره مادر بلعيده خواهد شد.

کوچک‌ترين
سياره اُ جي ال اي-2005-بي ال جي-390 ال بي کوچک‌ترين سياره فراخورشيدي که تا‌کنون کشف شده، جرمي حدود 5/5 برابر زمين دارد و به دور ستاره کوتوله قرمزي که فاصله آن تا زمين 28000 سال نوري است، مي‌گردد. گرچه پيش از اين سياراتي در ابعاد کره زمين خارج از منظومه شمسي کشف شده بودند، اما تمامي آنها به دور ستارگان نوتروني پيدا شدند و بدين سبب شرايط ايجاد حيات را نداشتند. فاصله ميان اين کوتوله قرمز با سياره خاکي خود که از نظر ساختار يکي از شبيه‌ترين سيارات فراخورشيدي به زمين محسوب مي‌شود، 5/2 برابر فاصله زمين تا خورشيد است. اين در حالي است که اغلب سيارات فراخورشيدي که تا‌کنون کشف شده‌اند در فاصله‌اي معادل فاصله عطارد تا خورشيد از ستاره خود قرار گرفته‌اند. دماي پايين اين سياره که حدود 220- درجه سانتيگراد تخمين زده مي‌شود امکان پيدايش و رشد حيات به گونه‌اي که ما در زمين با آن روبه‌رو هستيم را به حداقل مي‌رساند.

سريع‌ترين
سرعت بالاي سويپس-10که در فاصله تقريبي 1،200،000 کيلومتري از ستاره خود کشف شده، اين سياره را ملقب به سريع‌ترين سياره فراخورشيدي کرده است. يک شبانه روز در اين سياره بادپا تنها 10 ساعت است. به همين دليل، سويپس-10 در زمره سياراتي با دوره تناوبي بسيار کوتاه موسوم به USPPs طبقه بندي شده است.

عجيب‌ترين
سيارات فراخورشيدي كه تا كنون كشف شده‌اند هر يك داراي ويژگي‌هاي منحصر به فرد و غالبا عجيبي هستند. اما يكي از عجيب‌ترين اكتشافات سيارات فراخورشيدي، سياره‌اي است كه در سپتامبر 2004 ميلادي به دور يك كوتوله قهوه‌اي كشف شد. كوتوله‌هاي قهوه‌اي ستارگاني كم فروغ با دماي سطحي كم هستند كه چگالي نسبتاً پايين آنها مانع از همجوشي هسته‌اي در مركز آنها شده است. اين سياره كه 2 ام 1207 بي نام گرفت، در فاصله تقريبي 100 واحد نجومي (هر واحد نجومي فاصله متوسط زمين تا خورشيد معادل 150 ميليون كيلومتر) از ستاره خود قرار گرفته است. جرم اين سياره 5 برابر سياره مشتري - بزرگ‌ترين سياره منظومه شمسي - و تنها 5 برابر كمتر از ستاره ميزبان خود بود در حالي كه بيشتر سياراتي كه تا‌كنون كشف شده‌اند از نظر جرم با ستاره خود در نسبت 1:1000 هستند. دماي اين سياره جوان كه تقريبا 8 ميليون سال از زمان پيدايش آن مي‌گذرد، در حال حاضر حدود 1000 درجه سانتيگراد تخمين زده مي‌شود. نشانه‌هايي از وجود آب در جو اين سياره و تغييرات درخشندگي آن كه مي‌تواند دليل وجود ابرها باشد، منجمان را به بررسي بيشتر اين سياره مرموز ترغيب ساخته است. از سوي ديگر، فاصله زياد ميان اين سياره با ستاره خود و همچنين نسبت پايين جرم اين دو، نظريه سحابي خورشيدي را كه در حال حاضر قوي‌ترين نظريه پيدايش سيارات است با مشكل مواجه كرده است.
 

 تولد سيارات
نخستين فرضيات در مورد چگونگي پيدايش سيارات ريشه در افسانه‌ها و داستان‌هاي قومي و قبيله‌اي در ساليان ماقبل تاريخ دارد. به‌علاوه، تقريبا تمامي اديان و آيين‌هاي مذهبي نيز اشاراتي به نحوه خلقت آسمان‌ها و زمين داشته‌اند. اما قرن‌ها بعد، رياضي‌دانان ومنجماني همچون کوپرنيک، گاليله و کپلر نخستين افرادي بودند که به جستجو در مورد دلايل علمي پديده‌هاي طبيعي از جمله حرکت اجرام سماوي پرداختند.

نخستين فرضيه علمي در مورد منشا پيدايش زمين توسط فيلسوف و رياضي‌دان فرانسوي، رنه دکارت (1650-1596 م) ارائه شد. اما از آنجا که در زمان دکارت هنوز نيوتون و نظريه گرانش وي پا به عرصه وجود نگذاشته بودند، وي در ارائه فرضيه خود هيچ جايي براي نيروي گرانش به عنوان يکي از عوامل اصلي پيدايش سيارات نگذاشته بود. دکارت معتقد بود نيرو از طريق تماس اجسام با يکديگر از جسمي به جسم ديگر منتقل مي‌شود و جهان از ذراتي که مانند گردابي در حال چرخش هستند تشکيل شده است. دکارت در فرضيه خود که در سال 1644 ميلادي ارائه کرد عنوان داشت خورشيد و سيارات در اثر انقباض و تراکم يکي از همين گرداب‌ها که به طور طبيعي در جهان وجود دارند، تشکيل شده‌اند.

يک قرن بعد و در سال 1745، دانشمند فرانسوي، جرج لوييس د.بوفون (1788-1707) فرضيه ديگري را مطرح کرد که بر اساس آن سيارات به دنبال تصادم ستاره‌اي که از نزديکي خورشيد عبور مي‌کرد با آن به وجود آمده‌اند. وي معتقد بود اين برخورد سهمگين آسماني موجب جدا شدن تکه‌هاي گازي از هر دو ستاره و تشکيل سيارات در منظومه خورشيدي شده که سپس هر يک در مدارهايي به دور خورشيد قرار گرفتند. طي دو قرن بعد، اين فرضيه هر چند سال يک بار توسط دانشمندان زمان طرح مي‌شد و به تناوب مورد تاييد قرار مي‌گرفت يا به کلي مردود مي‌گشت. اما فرضيه بوفون مشکلات فراواني داشت: اندازه ستارگان در مقايسه با فواصل ميان آنها بسيار ناچيز است و بنابراين تصادم آنها با يکديگر امري بسيار نادر است. بر اساس مطالعات کيهان‌شناسان، از هنگام شکل‌گيري کهکشان ما در بيش از 10 ميليارد سال پيش تا کنون، تعداد ستارگاني که با يکديگر برخورد کرده‌اند شايد از تعداد انگشتان يک دست نيز کمتر باشد. از سوي ديگر، ذرات گاز و غباري که بر اساس نظريه بوفون در اين تصادم از خورشيد و ستاره مهاجم جدا شده بودند آنقدر داغ و با حرارت بالا بودند که امکان تراکم آنها و تشکيل سيارات را به حداقل مي‌رساند. با همه اين اوصاف، اگر هم سيارات مي‌توانستند بر اساس اين فرضيه تشکيل شوند، هرگز نمي‌توانستند در مدارهاي پايداري به دور خورشيد قرار گيرند.

فرضياتي که توسط دکارت و بوفون ارائه شدند، دو تفاوت عمده با يکديگر دارند و آن ماهيت آنهاست. فرضيه دکارت، فرضيه‌اي تکاملي است که در آن خورشيد و سيارات به تدريج و در فرايندي تکاملي به وجود آمده‌اند. اگر فرضيه وي صحيح باشد، ستارگاني که در اطراف آنها سياراتي وجود دارند بايد در جهان به وفور يافت شوند. از طرف ديگر، فرضيه ارائه شده توسط بوفون اتفاقي است که بر اساس آن سيارات به طور تصادفي و در اثر يک اتفاق به وجود مي‌آيند. بنابر اين فرضيه، منظومه‌هاي خورشيدي بايد بسيار نادر باشند. گرچه فرضيه‌هاي دکارت و بوفون امروزه مردود اعلام شده‌اند، اما زحمات اين دو دانشمند در معطوف ساختن افکار ساير دانشمندان به چگونگي پيدايش سيارات را نبايد ناديده گرفت. نظرياتي که در حال حاضر در مورد پيدايش سيارات مورد قبول دانشمندان هستند گرچه با دو فرضيه فوق بسيار متفاوتند اما مي‌توان گفت تا حدي تلفيقي از اين دو فرضيه‌اند چرا که غالبا نظرياتي تکاملي همراه با وقوع وقايعي تصادفي و نادر هستند.

ريشه‌هاي نظريه کنوني پيدايش سيارات که در ادامه به آن مي‌پردازيم را بايد نتيجه تحقيقات منجم و رياضي‌دان فرانسوي، پير سيمون د.لاپلاس دانست. در سال 1796 وي با تلفيق فرضيه دکارت و قوانين گرانش نيوتون موفق به ارائه مدلي شد که بر اساس آن ابري از ماده در حال چرخش که بر روي نيروي گرانش خود در حال تراکم و مسطح شدن به شکل قرصي از گاز بود را به تصوير کشيد و به اين ترتيب پايه‌هاي نظريه کنوني را بنا نهاد. در مدلي که لاپلاس از پيدايش سيارات ارائه کرده بود، بنابر اصل پايداري اندازه حرکت زاويه‌اي، هرچه اين قرص چرخان گازي کوچک‌تر مي‌شود، سرعت چرخش آن بيشتر مي‌گردد. وي معتقد بود هنگامي که اين قرص چرخان به بيشترين سرعت خود مي‌رسد، شروع به برون‌پاشي لايه‌هاي خارجي خود مي‌کند که اين لايه‌ها سرانجام تشکيل حلقه‌هايي از ماده مي‌دهند. اين فرايند آنقدر ادامه مي‌يابد که حلقه‌هاي متعددي در فواصل مختلف تشکيل مي‌شوند و در نهايت با متراکم شدن مواد تشکيل دهنده آن حلقه‌ها، سياراتي تشکيل مي‌شوند که همگي به دور خورشيدي که در مرکز اين قرص گازي متولد شده است، در حال چرخشند. اين فرضيه که به نظريه سحابي مشهور است بعدها با اندک تغييراتي مورد قبول اکثر دانشمندان قرار گرفت. يکي از اشکالات عمده مدل لاپلاس اين بود که خورشيد به عنوان مرکز ابري که موجب تشکيل آن و سيارات اطرافش شد داراي بيشترين اندازه حرکت زاويه‌اي بود، حال آنکه بعدها و پس از مطالعه اوليه سيارات و خورشيد، دانشمندان دريافتند سيارات منظومه شمسي بيشترين اندازه حرکت زاويه‌اي منظومه را دارا هستند. از آنجا که فرضيه سحابي لاپلاس در توجيه مشکل اندازه حرکت زاويه‌اي اجرام منظومه شمسي با شکست رو به رو شد، توجه دانشمندان در طي يک قرن پس از آن مجددا به نظريه بوفون معطوف گرديد.



  نظريه سحابي خورشيدي
امروزه مي‌دانيم عناصر سنگيني که جهان ما از آنها ساخته شده در دل ستاره‌ها به وجود مي‌آيند. از سوي ديگر آخرين نظريه علمي که مورد قبول اغلب اخترشناسان نيز هست، پيدايش سيارات را نتيجه فرايندهاي گرانشي هنگام تولد ستارگان مي‌داند. بر اساس اين نظريه، که نظريه سحابي خورشيدي ناميده مي‌شود، سيارات از قرصي از گاز و غبار که در اطراف ستاره‌اي در حال تولد به وجود مي‌آيد، پديد مي‌آيند.

مشاهداتي که در طول موج‌هاي مختلف به خصوص طول موج فروسرخ انجام گرفته نيز نشان مي‌دهند ستارگان جوان پس از آغاز همجوشي هسته‌اي در مرکز خود با سرعتي حدود 200 کيلومتر بر ثانيه اين قرص‌هاي چرخان را از خود رانده، به اطراف پراکنده مي‌کنند. فناوري جديد حتي به دانشمندان امکان مشاهده و عکس‌برداري از قرص‌هاي چرخان غبار در اطراف ستارگان در حال تولد را مي‌دهد. منظومه شمسي ما نيز به احتمال فراوان در چنين فرايندي به وجود آمده است.‌ هنگامي که خورشيد در اثر تراکم غبار ميان‌ستاره‌اي به وجود آمد و فرايند همجوشي هسته‌اي خود را حدود 7/4 ميليارد سال پيش آغاز کرد، فوران فوتون‌ها و ذرات باردار از سطح آن توسط بادهاي خورشيدي سبب پراکنده شدن قرص غبار اطرافش شد. پس از پراکنده شدن اين قرص چرخان، آنچه باقي ماند مجموعه‌اي از کرات خاکي و گازي در مدارهايي به دور خورشيد بود که آنها را سياره مي‌ناميم. درست مانند نظريه‌اي که لاپلاس از پيدايش منظومه شمسي ارائه داده بود، نظريه سحابي خورشيدي نيز با اشکال بزرگي رو به رو است که آن پايين بودن سرعت حرکت زاويه‌اي خورشيد در مقايسه با سيارات است. براي درک چنين مساله به ظاهر نامتعارفي بايد بررسي کنيم چه چيز موجب کند شدن سرعت چرخش خورشيد شده است؟ مي دانيم خورشيد در هر ثانيه حدود 6/4 ميليون تن از جرم خود را به واسطه همجوشي هسته‌اي از دست مي‌دهد. اين ميزان جرم تبديل به انرژي شده که ما آن را به صورت نور و گرما احساس مي‌کنيم. بر اساس قانون پايداري اندازه حرکت زاويه‌اي، کاهش جرم يک جسم به معناي کند شدن سرعت حرکت زاويه‌اي آن است. بعلاوه، ميدان مغناطيسي قوي خورشيد تاثير بسزايي در کاهش سرعت چرخش آن دارد. يکي از راه‌هايي که از طريق آن مي‌توان نظريه پيدايش سيارات منظومه شمسي در ابرهاي گازي اطراف خورشيد را تا حد زيادي اثبات کرد، بررسي شباهت‌هاي سيارات منظومه خورشيدي ما با يکديگر است - چرا که اگر تمامي سيارات از يک ابر غبار در اطراف خورشيد به وجود آمده باشند، به طور طبيعي بايد داراي ويژگي‌هاي مشترکي نيز باشند.



  منظومه هماهنگ
تمامي سيارات منظومه شمسي تقريبا در يک صفحه مداري به دور خورشيد مي‌گردند. به استثناي عطارد که صفحه مداري آن با صفحه مداري زمين يا دايره‌‌البروج زاويه‌اي معادل تقريبي ˚7 مي‌سازد، تمايل صفحات مداري ساير سيارات منظومه شمسي نسبت به صفحه مداري زمين، کمتر از ˚4/3 است. اين بدان معناست که اگر به منظومه شمسي از پهلو نگاه کنيم ظاهري شبيه به يک صفحه تخت دارد. زوايايي که محور گردش سيارات به دور خود با صفحه مدار زمين مي‌سازند نيز اختلاف چنداني با يکديگر ندارند. انحراف محور سيارات منظومه شمسي به اين صفحه کمتر از ˚30 است. انحراف محور خورشيد نيز نسبت به صفحه دايره‌‌البروج ˚25/7 است.

راستاي حرکت وضعي (گردش سياره به دور خود که موجب پيدايش شب و روز مي‌شود) و حرکت انتقالي (گردش سياره به دور خورشيد که سبب پيدايش سال مي‌گردد) سيارات منظومه شمسي نيز مي‌تواند گواهي بر نظريه سحابي خورشيدي باشد. اگر از نقطه‌اي در بالاي قطب شمال زمين به سيارات بنگريم، تمامي سيارات در جهت خلاف عقربه‌هاي ساعت به دور خورشيد در گردشند و به استثناي زهره و اورانوس، جهت حرکت وضعي ساير سيارات نيز عکس جهت عقربه‌هاي ساعت است. برخي سياره‌شناسان معتقدند علت اين ناهماهنگي در زهره و اورانوس مي‌تواند برخورد سهمگين يک جرم سماوي با اين دو سياره در سال‌هاي آغازين پيدايش منظومه شمسي باشد، گرچه صحت اين فرضيه هنوز به اثبات نرسيده است. سه دليل فوق، يعني قرار گرفتن تمامي سيارات در يک صفحه مداري، راستاي چرخش آنها به دور خود (به استثناي زهره و اورانوس)، و جهت گردش آنها به دور خورشيد از مهم‌ترين دلايلي هستند که نشان مي‌دهند منشا پيدايش تمامي سيارات منظومه شمسي يکسان و به نوعي مرتبط با پيدايش خورشيد بوده است. علاوه بر اين، دانشمندان به کمک محاسبه نيمه عمر مواد راديواکتيو موجود در زمين، ماه، مريخ و شهابسنگ‌ها دريافتند اجرام منظومه شمسي بين 3/4 تا 8/4 ميليارد سال عمر دارند که همزماني تولد آنها را نشان مي‌دهد. اين شباهت‌ها و هماهنگي ميان اجزاي منظومه خورشيدي، مهم‌ترين دليل اثبات نظريه سحابي خورشيدي است.

علاوه بر اين، فناوري جديد تصاويري از ستاره‌هاي در حال تولد شکار کرده است که ابري از غبار در حال تراکم را در اطراف آنها نشان مي‌دهد که محل تولد سيارات آن منظومه محسوب مي‌شود. چنانچه نظريه سحابي خورشيدي صحيح باشد، سيارات در جهان ما بايد به وفور يافت شوند چرا که اغلب ستارگان در مرکز قرص‌هايي از غبار که محل تولد سيارات است، تشکيل مي‌شوند. کشف سيارات فراخورشيدي گامي مهم در اثبات اين نظريه تا‌کنون بوده است.

کتابهای جدید برای دانلود

• دانلود كتاب راهنماي نزدیکی براي خانمها
• دانلود كتاب ۷ راز لذت از نزدیکی براي خانمها
• دانلود كتاب هرچه در نزدیکی مي خواهيم بدست آوريم
• دانلود كتاب آموزش زبان فارسي براي ژاپني ها
• دانلود كتاب آموزش تصويري بازي بيليارد
• دانلود كتاب يكصد و شصت نكته براي مديران
• دانلود كتاب آموزش دستور زبان ترکی
• دانلود كتاب آموزش قوانين شطرنج فيده
• دانلود كتاب آموزش آشپزي ۱
• دانلود كتاب آموزش آشپزي ۲
• دانلود كتاب آموزش آشپزي ۳
• دانلود كتاب سوال و جواب مسايل زناشويي (جلد ۱ تا ۴)
• دانلود كتاب مرجع مدلهاي ذهني وفناوري آموزش
• دانلود کتاب از زبان داریوش
• دانلود کتاب همسر یهودی خشایارشاه
• دانلود كتاب زن ایرانی در گذر تاریخ
• دانلود کتاب کوروش کبیر(ذوالقرنین)
• دانلود کتاب کوروش کبیر پدرصلح وحقوق بشر
• دانلود کتاب فروپاشی شاهنشاهی ساسانی در۶جلد
• دانلود كتاب سلسله صفويان در ۹جلد
• دانلود کتاب ناگفته های تاریخ ایران زمین
• دانلود گاه شمار ایران باستان
• دانلود كتاب اردشير بابكان
• دانلود كتاب بوشهر يا شهر بوخت اردشير
• دانلود كتاب پندنامه بزرگمهر استاد نوشيروان دادگر
• دانلود کتاب دیارترکمن
• دانلود کتاب آذری زبان باستانی آذربایجان
• دانلود كتاب ابو مسلم خراساني
• دانلود كتاب بيستون كجاست؟
• دانلود كتاب جستارهايي از تاريخ طبري
• دانلود کتاب آذربایجان و آران
• دانلود کتاب چرا می گوییم داریوش بزرگ
• دانلود كتاب نقش ايرانيان در ترور عمر
• دانلود كتاب تاريخ تمدن ايران(فصل13)
• دانلود كتاب پياده نظام پارسي
• دانلود كتاب تاريخچه پرچم ايران(درفش کاویانی)
• دانلود كتاب تاريخچه حفر كانال سوئز
• دانلود كتاب همسران رضا شاه
• دانلود كتاب خلاصه تاريخ ايران
• دانلود كتاب جورج كندي يانگ كيست؟
• دانلود كتاب غزنويان در ايران
• دانلود كتاب چگونگي اسكان اعراب در خوزستان
• دانلود كتاب كوروش كبير
• دانلود كتاب ظهور ماني
• دانلود كتاب مزدك و آيين زرتشت
• دانلود كتاب زندگي اميركبير
• دانلود كتاب عهدنامه تركمانچاي
• دانلود کتاب ساختار هارد دیسک (H.D.D)(انگلیسی)
• دانلود کتاب آموزش جامع نرم افزار Microsoft Word
• دانلود کتاب آموزشی با اکسل (Excel) دوست شویم
• دانلود کتاب آموزش اکسل (Excel)(سریع و راحت)
• دانلود کتاب آموزش یاهو مسنجر7 Yahoo Messenger
• دانلود کتاب مرجع کامل نرم افزار 3 DStudioMax (انگلیسی)
• دانلود کتاب آموزش نرم افزار Mechanical Desktop در6جل
• دانلود کتاب مرجع کامل آموزش XML
• دانلود مجموعه چند مقاله آموزشی Photoshop
• دانلود کتاب آموزش کدنویسی با جاوا اسکریپت
• دانلود کتاب آموزش مقدماتي Linux
• دانلود كتاب چگونگي استفاده از Outlook براي ياهو
• دانلود کتاب مرجع کامل آموزش PHP
• دانلود كتاب آموزش ويژوال بيسيك و توابع رياضي
• دانلود کتاب آموزش نرم افزار 3 DMax نسخه اصلی
• دانلود مقاله ترفندهای یاهو
• دانلود کتاب آموزش هک ویندوز XP(انگلیسی)
• دانلود كتاب آموزش مقدماتي Front Page
• دانلود کتاب آموزش HTML
• دانلود مقاله آموزش فارسی کردن نرم افزار
• دانلود کتاب آموزش ساخت وبلاگ
• دانلود کتاب آموزش ماکرومدیا فلش
• دانلود مقاله آموزش Yahoo messenger
• دانلود کتاب آموزش مقدماتی (C#(CSharp
• دانلود كتاب چندين مقاله براي بهتر كردن وب سايت
• دانلود چند کتاب آموزش MAYA
• دانلود كتاب آموزش Net Framework
• دانلود کتاب چگونه می توان روی CD رمز گذاشت
• دانلود مقاله آموزش Fdisk يك كامپيوتر
• دانلود كتاب آموزش Adobe Premiere 7.0
• دانلود کتاب مرجع کامل آموزش Hack در 3 جلد
• دانلود کتاب مقاله آموزش WinZip
• دانلود کتاب آموزش ساخت گودزیلا با 3 DStudio
• دانلود کتاب مقاله انواع موتورهای جستجو
• دانلود كتاب آموزش نرم افزار Matlab
• دانلود كتاب آموزش نرم افزار Matlab
• دانلود پروژه ذخیره و بازیابی اطلاعات
• دانلود مقاله آموزشي حذف بالونها در ويندوز
• دانلود مقاله آموزشي حذف تبليغاتDot TK
• دانلود كتاب برنامه نويسان پايگاههاي اطلاعاتی
• دانلودكتاب راهنماي دستورات SQL
• دانلود كتاب آموزش Photoshop مقدماتی 1, 2
• دانلود كتاب آموزش ساخت فایل های PDF

مقدمه

گذشته از هر نوع تولید مثلی که جانوران ممکن است داشته باشند تولید مثل گامتیک در همه آنها انجام می‌شود. جنسها عموما جدا از هم هستند اما هرمافرودیسم هم بخصوص میان جانوران ساکن و کم تحرک معمول است. دستگاه تولید مثل شامل بیضه یا تخمدان یا بطورکلی گناد است و مجراهایی که این اندامها را به خارج از بدن مربوط می‌سازند نیز معمولا وجود دارند. گامت سازی با تقسیم میوز همراه است، اسپرم و تخمک تنها نماینده مرحله هاپلوئید دور زندگی دیپلونتیک است. از تخمک لقاح یافته جنینی پدید می‌آید که یا مستقیما به فرد بالغ تبدیل می‌شود یا چنان که معمول‌تر است ابتدا به صورت لارو درمی‌آید و سپس به مرحله بلوغ می‌رسد.

غدد جنسی نر

غدد جنسی در جنس مذکر غدد Mixed مخلوط بوده و هم ترشحات درون ریز و هم ترشحات برون ریز دارند. ترشحات درون ریزشان هورمونهای جنسی و ترشحات برون ریز سلول جنسی یا اسپرم است. غده مسئول بیضه‌ها هستند که در داخل کیسه‌ای قرار گرفته‌اند. رویه خارجی بیضه‌ها را غشای سختی به نام تونیکا آلبوژینا Tonica Albogina احاطه کرده است و استحاطه‌هایی را درون بیضه‌ها فرستاده و آن را به محفظه‌هایی به نام لوبول که هر لوبول هر دو نوع ترشحات را دارد تقسیم می‌کند. تعداد لوبولها در حدود 250-300 لوبول می‌باشد.

در فضاهای بین لوبولی سلولهای لایدیک ، عصب و رگ خونی وجود دارد که سلولهای لایدیک 20% غده را تشکیل می‌دهند و وظیفه ترشح هورمون جنسی نر را بر عهده دارد در هر بیضه 900 - 700 لوله سمنی‌فر وجود دارد که به تولید اسپرم اشتغال دارند.

لوله‌های سمنی‌فر ، لوله‌های نسبتا درزی به شکل u می‌باشند یعنی ابتدا و انتهایشان به یک جا (نسبت بیضه) ختم می‌شود و سپس وارد شبکه تور مانندی می‌شود که Rtetetestis یا شبکه تورینه‌ای نامیده می‌شود شبکه تورینه‌ای هم به اپیدیدم منتهی می‌شود و آن هم به نوبه خود به کانال دفران ختم می‌شود انتهای کانال دفران ناحیه گشاد شده‌ای است که آمپول نامیده می‌شود. از آمپول کانال دفران مجرای باریکی جدا می‌شود که مجرای انزالی گفته می‌شود. مجرای انزالی به مجرای پیشابراهی منتهی می‌شود در این حوالی غدد ضمیمه دستگاه تناسلی مرد قرار دارد.

کیسه‌های منی در طرفین آمپول کانال دفران قرار داشته و ترشحات خود را به داخل آن می‌ریزند و در اطراف مجرای انزالی غدد پروستات قرار گرفته است که ترشحات خود را به مجرای انزالی می‌ریزند. غدد کوپر غددی هستند که ترشحات خود را به مجرای پیشابراه وارد می‌کنند. اسپرم‌های ساخته شده در لوله‌های سمنی‌فر این مراحل را طی می‌کنند بافت زمینه‌ای یا همبند هم دارای نقش حمایتی بوده و هم توسط سلولهای لایدیک به ترشح هورمون جنسی‌نر اشتغال دارند.

سلول جنسی نر

سلول جنسی در لوله‌های سمنی‌فر تولید می‌شود. در جدار لوله‌های سمنی‌فر دو سری سلول وجود دارد یک سری بزرگ و کشیده‌اند سرتولی هستند و نقش بسیار مهمی در اسپرم سازی دارند ولی خودشان اسپرم ساز نیستند و سلولهای کوچک دیگری به نام اسپرماتوگونی بکار اسپرم ساز مشغولند که سر و هسته این سلولها در خارجی‌ترین لایه اسپرماتوگونی A نامیده می‌شود.

مرحله اسپرماتوژنز یا میتوز

در سلولهای اسپرماتوگونی تقسیمات میتوزی انجام گرفته و اسپرماتیت تولید می‌شود و تولید سلولهای A₄ , A₃ A₂ , A₁ می‌کند و A₄یک بار دیگر تقسیم میتوزی انجام می‌دهد و سلولهای حاصل را سلولهای بینابینی گویند سلولهای بینابینی نیز به طریق میتوز تقسیم و اسپرماتوگونی B را می‌سازند. اسپرماتوگونی B با تقسیم میتوزی خود اسپرماتوسیت اولیه را تولید می‌کند.

مرحله میوز

اسپرماتیت اولیه با تقسیم میتوزی به اسپرماتوسیت ثانویه تبدیل می‌شود و آن هم با تقسیم دوم میتوزی به اسپرماتید تبدیل می‌شود و به این ترتیب از هر اسپرماتوسیت اولیه 4 اسپرماتید تولید می‌شود.

تغییر شکل اسپرماتید به اسپرم

در این مرحله بدون اینکه تقسیمی انجام می‌شود اسپرماتیدها به اسپرم تغییر شکل که این مرحله را اسپرماتوژنز نیز می‌نامند.

خصوصیات اسپرم

ماده کروماتین درون اسپرماتید فشرده شده است روی آن نیز کلاهک آکروزومی وجود دارد که در داخل کلاهک آکروزمی دو تا آنزیم مهم به نامهای هیالورونید و اروزومال وجود دارد. در گردن اسپرم نیز میتوکندری فراوانی دیده می‌شود. دم اسپرم نیز در حقیقت یک آکسونیم یا یک تاژک است که از اپیدیدم بالغ شده و می‌توانند تحرک داشته و در ارتفاع و در لقاح شرکت کنند همچنین این اسپرم‌ها باید ظرفیت یا بن شوند عاملی که مانع ظرفی یا بن اسپرم می‌شود PH اسیدی است. PH حداقل باید 6.5 شود تا اسپرم ظرفیت یابی شوند.

در چه شرایطی یک بارور نیست؟ 40% عدم باروری‌ها مربوط به مردان می‌باشد. در هر سی‌سی از مایع منی مرد باید 20 میلیون اسپرم وجود داشته باشد وی تا 180 میلیون اسپرم هم می‌تواند موجب باروری شود. در ضمن اسپرم‌ها باید شکل و حرکت درستی داشته باشند. حداقل 60% اسپرم‌ها باید شکل طبیعی داشته باشند و نیز 60% از این تعداد باید حرکت طبیعی داشته باشند.

غدد جنسی مونث

غدد تولید مثلی جنس مونث ، تخمدانها می‌باشند که مانند غدد جنسی مذکر Mixed یا مختلط هستند یعنی هم ترشحات درون ریز هستند که عبارت است از هرمونهای جنسی و هم دارای ترشحات برون ریز که عبارت است از سلولهای جنسی. تخمدانها غددی بادامی شکل هستند در گلن در مجاورت قسمت شیپوری لوله‌های فالوپ واقع شده‌اند تخمدانها مانند بیضه‌ها از غشای نسبتا سفتی پوشیده شده‌اند که تونیکا آلبوژینا نام دارد و در زیر این غشا دو بخش می‌توان تشخیص داد.قشر یا کورتکس و مغز یا مدولا. مدولا فاقد فولیکول بوده و فولیکولها در کورتکس واقع شده‌اند سلولهای جنسی مونث که ادوگونی خوانده می‌شوند مشابه اسپرماتوگونی در لوله‌های اسپرم ساز می‌بلشند.

تفاوت عملکرد اسپرماتوگونی و اووگونی

اسپرماتوگونی‌ها در زمان بلوغ فعال می‌شوند و تا آخر عمر به فعالیت خود ادامه می‌دهند ولی اووگونی‌ها از دوران جنینی شروع به تقسیم می‌کنند و روند تقسیم مانند نحوه تقسیم در جنین مذکر می‌باشد. بطوری که ابتدا تقسیم میتوز انجام می‌گیرد پس از تقسیمات میوز ، اووسیت اولیه حاصل می‌شود سپس اووسیت وارد مرحله میوزی می‌شود که این مرحله نیمه کاره متوقف می‌گردد. و در زمان بلوغ این تقسیمات ادامه می‌یابند.

در این حین که سلولها تقسیمات را انجام می‌دهند یک سری سلولها از بافت همبند اولیه تخمدان جدا شده و اووسیت را احاطه می‌کنند که سلولهای گرانولوزا نامیده می‌شوند. و این سلولها وظفه تغذیه اووسیت را بر عهده دارند. برخلاف جنس مذکر که صدها میلیون سلول جنسی در لقاح شرکت می‌کنند در جنس مونث هر ماه فقط یک سلول جنینی به تکامل می‌رسد بنابراین در طی دوران باروری (از بلوغ تا یائسگی حدود 400 عدد از فولیکولها به تکامل می‌رسند و بالغ می‌شوند. بقیه فولیکولها در تولید هرمون شرکت می‌کنند.

تفاوت عملکرد هورمونها در جنس مذکر و مونث

در جنس مونث بر خلاف جنس مذکر ایجاد صفات جنسی اولیه در دوران جنینی وجود هورمونهای جنینی مونث لازم نیست ولی در نوزاد پسر برای بروز این صفات حضور هورمون تستوسترون ضروری است.

وقایع یک دوره جنسی زن

دوران یک سیکل جنسی بطور معمول 28 روز می‌باشد ولی بطور معمول می‌تواند از 21 تا 45 روز تفاوت کند ولی در یک فرد این دوره باید ثابت باشد. تخمک گذاری 14 روز قبل از اتمام دوره خواهد بود این وقایع تحت تنظیم هرمونهای مترشحه از هیپوفیز پیشین (LH , FSH) می‌باشد. هرمون LH موجب تکمیل تقسیم اووسیت شده و تقسیم او میوزی که در دوران جنینی نیمه کاره رها شده در اووسیت اولیه انجام شده و تولید اووسیت ثانویه و جسم قطبی اولیه می‌باشد. اووسیت ثانویه بلافاصله دومین تقسیم میوزی خود را شروع می‌کند اما در مرحله متافاز متوقف می‌گردد و در این حالت از تخمدان دفع می‌گردد اگر عمل لقاح با اسپرم انجام بگیرد دومین تقسیم میتوزی تکمیل می‌شود و تخمک بالغ و دومین گویچه تولید خواهد شد در غیر این صورت به همین حالت دژنره خواهد شد و دفع خواهد گردید.

تخمک گذاری

کپسول تخمدان غشای سفتی است بنابراین فولیکولهای رشد کرده به کپسول فشار وارد می‌کنند و موجب دژنره شدن این منطقه می‌گردند و به کمک کلاژناز این منطقه پاره شده و اووسیت از تخمدان خارج می‌شود و تخمک گذاری آغاز می‌شود تخمک از طریق قسمت شیپوری لوله‌ها رحم و ضربانات منظم آن وارد لوله‌های رحمی می‌گردد.

مراحل بعد از تخمک گذاری

بعد از تخمک گذاری غدد اندومتر رحم و غدد موجود در لوله‌های فالوپ ترشحاتی را آغاز می‌کنند که حاوی مواد غذایی از قبیل قند و کلسیم می‌باشد این ترشحات برای دو سری سلول لازم می‌باشد یکی اسپرم‌ها دیگری سلول تخم. پس از لقاح بین تخمک و اسپرم انجام شد سلول تخم تشکیل می‌گردد که شروع به تقسیم می‌کند تا به بلاستوسیت تبدیل شود زمان لازم برای رسیدن بلاستوسیت به رحم 4 - 3 روز است و زمان لازم برای لانه گزینی تخم نیز 4 - 3 روز است سپس 8 - 7 روز بعد از تشکیل تخم لانه گزینی آغاز می‌شود و در این مدت سلول تخم مدام تکثیر می‌شود و نیاز به تغذیه دارد که از این ترشحات تامین می‌شود.

لقاح

لقاح به جریانی گفته می‌شود که طی آن اسپرم باید از غشای اووسیت عبور کرده و به داخل تخمک نفوذ کند. عبور اسپرم با خروج آنزیم‌های آکروزومی و حرکات دم اسپرم عمل می‌گردد. به نظر می‌رسد که غشای سیتوپلاسمی اسپرم و اووسیت به یکدیگر می‌چسبند و سپس در محل چسبندگی غشا از بین رفته و معبری برای ورود اسپرم فراهم می‌شود لذا غشا پلاسمای اسپرم در خارج از اووسیت باقی مانده و فقط سر و دم آن وارد تخمک می‌شود. امروزه به خوبی شناخته شده که طبقه شفاف اطراف اووسیت دارای رسپتورهایی برای اسپرم می‌باشد که این رسپتورها برای هر گونه اختصاصی می‌باشند و به همین دلیل ترکیب اسپرم و اوول دو گونه مختلف در شرایط طبیعی عملی نیست.

نتایج لقاح

1.     سلولهای هاپلوئیدی که قادر به ادامه حیات نمی‌باشند (تخمک اسپرم) در اثر لقاح سلول دیپلوئیدی را بوجود می‌آورند که دارای قدرت تکثیر و ادمه حیات می‌باشد.

2.     جنسیت جنین از نظر ژنتیکی در همین مرحله تعیین می‌گردد و بطوری که اگر اسپرم حاوی کروموزوم Y با اووسیت ترکیب شود تخم حاصله جنین مذکر بوجود خواهد آورد و اگر اسپرم حاوی کروموزوم X با اووسیت ترکیب شود جنین حاصله مونث خواهد بود.

یکی از بازدید کنندگان وبلاگ هم که از ایشان خیلی ممنونم (احمد آقا) لینک پروژه استتار نوری یا همان نامرئی شدن (دانشگاه توکیو) را معرفی کرده اند که در آن می توانید اطلاعات خوبی در این زمینه کسب کنید و چند کلیپ ویدئویی جالب از نامرئی کردن در آن هست. برای دیدن این مطلب سری بزنید به : Optical Camouflage

سيد محمود حسابي در سال 1281 (ه.ش), از پدر و مادري تفرشي در تهران زاده شدند. پس از سپري نمودن چهار سال از دوران كودكي در تهران, به همراه خانواده (پدر, مادر, برادر) عازم شامات گرديدند. در هفت سالگي تحصيلات ابتدايي خود را در بيروت, با تنگدستي و مرارت هاي دور از وطن در مدرسه كشيش هاي فرانسوي آغاز كردند و همزمان, توسط مادر فداكار, متدين و فاضله خود (خانم گوهرشاد حسابي) , تحت آموزش تعليمات مذهبي و ادبيات فارسي قرار گرفتند. استاد, قرآن كريم را حفظ و به آن اعتقادي ژرف داشتند. ديوان حافظ را نيز از برداشته و به بوستان و گلستان سعدي, شاهنامه فردوسي, مثنوي مولوي, منشات قائم مقام اشراف كامل داشتند.

 شروع تحصيلات متوسطه ايشان مصادف با آغاز جنگ جهاني اول, و تعطيلي مدارس فرانسوي زبان بيروت بود. از اين رو, پس از دو سال تحصيل در منزل براي ادامه به كالج آمريكايي بيروت رفتند و در سن هفده سالگي ليسانس ادبيات, در سن نوزده سالگي, ليسانس بيولوژي و پس از آن مدرك مهندسي راه و ساختمان را اخذ نمودند. در آن زمان با نقشه كشي و راهسازي, به امرار معاش خانواده كمك مي كردند. استاد همچنين در رشته هاي پزشكي, رياضيات و ستاره شناسي به تحصيلات آكادميك پرداختند.

شركت راهسازي فرانسوي كه استاد در آن مشغول به كار بودند, به پاس قدرداني از زحماتشان, ايشان را براي ادامه تحصيل به كشور فرانسه اعزام كرد و بدين ترتيب در سال1924 (م) به مدرسه عالي برق پاريس وارد و در سال 1925 (م) فارغ التحصيل شدند.

 همزمان با تحصيل در رشته معدن, در راه آهن برقي فرانسه مشغول به كار گرديدند و پس از پايان تحصيل در اين رشته كار خود را در معادن آهن شمال فرانسه و معادن زغال سنگ ايالت "سار" آغاز كردند. سپس به دليل وجود روحيه علمي, به تحصيل و تحقيق, در دانشگاه سوربن, در رشته فيزيك پرداختند و در سال 1927 (م) در سن بيست و پنج سالگي دانشنامه دكتراي فيزيك خود را , با ارائه رساله اي تحت عنوان "حساسيت سلول هاي فتوالكتريك", با درجه عالي دريافت كردند.

 استاد با شعر و موسيقي سنتي ايران و موسيقي كلاسيك غرب به خوبي آشنايي داشتند وايشان در چند رشته ورزشي موفقيت هايي كسب نمودند كه از آن ميان مي توان به ديپلم نجات غريق در رشته شنا اشاره نمود.

 پروفسور حسابي به دليل عشق به ميهن و با وجود امكان ادامه تحقيقات در خارج از كشور به ايران بازگشت و با ايمان و تعهد, به خدمتي خستگي ناپذير پرداخت تا جوانان ايراني را با علوم نوين آشنا سازد. پايه گذاري علوم نوين و تاسيس دارالمعلمين و دانشسراي عالي, دانشكده هاي فني و علوم دانشگاه تهران, نگارش ده ها كتاب و جزوه و راه اندازي و پايه گذاري فيزيك و مهندسي نوين, ايشان را به نام پدر علم فيزيك و مهندسي نوين ايران در كشور معروف كرد. حدود هفتاد سال خدمت علمي ايشان در گسترش علوم روز و واژه گزيني علمي در برابر هجوم لغات خارجي و نيز پايه گذاري مراكز آموزشي, پژوهشي, تخصصي, علمي و ..., از جمله اقدامات ارزشمند استاد به شمار مي رود كه براي نمونه به مواردي اشاره مي كنيم:

 _ اولين نقشه برداري فني و تخصصي كشور (راه بندرلنگه به بوشهر)

 _ اولين راهسازي مدرن و علمي ايران (راه تهران به شمشك)

 _ پايه گذاري اولين مدارس عشايري كشور

 _ پايه گذاري دارالمعلمين عالي

 _ پايه گذاري دانشسراي عالي

 _ ساخت اولين راديو در كشور

 _ راه اندازي اولين آنتن فرستنده در كشور

 _ راه اندازي اولين مركز زلزله شناسي كشور

_ راه اندازي اولين رآكتور اتمي سازمان انرژي اتمي كشور

_ راه اندازي اولين دستگاه راديولوژي در ايران

 _ تعيين ساعت ايران

 _ پايه گذاري اولين بيمارستان خصوصي در ايران, به نام بيمارستان "گوهرشاد"

 _ شركت در پايه گذاري فرهنگستان ايران و ايجاد انجمن زبان فارسي

 _تدوين اساسنامه طرح تاسيس دانشگاه تهران

_ پايه گذاري دانشكده فني دانشگاه تهران

 _ پايه گذاري دانشكده علوم دانشگاه تهران

_ پايه گذاري شوراي عالي معارف

 _ پايه گذاري مركز عدسي سازي اپتيك كاربردي در دانشكده علوم دانشگاه تهران

 _ پايه گذاري بخش آكوستيك در دانشگاه و اندازه گيري فواصل گام هاي موسيقي ايراني به روش علمي

 _ پايه گذاري و برنامه ريزي آموزش نوين ابتدايي و دبيرستاني

 _ پايه گذاري موسسه ژئوفيزيك دانشگاه تهران

 _ پايه گذاري مركز تحقيقات اتمي دانشگاه تهران

_ پايه گذاري اولين رصدخانه نوين در ايران

 _ پايه گذاري مركز مدرن تعقيب ماهواره ها در شيراز

 _ پايه گذاري مركز مخابرات اسدآباد همدان

 _ پايه گذاري انجمن موسيقي ايران و مركز پژوهش هاي موسيقي

 _ پايه گذاري كميته پژوهشي فضاي ايران

_ ايجاد اولين ايستگاه هواشناسي كشور (در ساختمان دانشسراي عالي در نگارستان دانشگاه تهران)

 _ تدوين اساسنامه و تاسيس موسسه ملي ستاندارد

 _ تدوين آيين نامه كارخانجات نساجي كشور و رساله چگونگي حمايت دولت در رشد اين صنعت

 _ پايه گذاري واحد تحقيقاتي صنعتي سغدايي (پژوهش و صنعت در الكترونيك, فيزيك, فيزيك اپتيك, هوش مصنوعي)

 _ راه اندازي اولين آسياب آبي توليد برق (ژنراتور) در كشور

 _ ايجاد اولين كارگاه هاي تجربي در علوم كاربردي در ايران

 _ ايجاد اولين آزمايشگاه علوم پايه در كشور

امید وارم خوشت بیاد

مريخ : سيب كپلر  

يوهان كپلر(1571-1630) يكي از دستياران تيگو براهه منجم مشهور دانماركي  بود. وي تلاش مي كرد تا تا از طريق رياضيات، منظومه خورشيد مركزي را توجيه و ثابت كند. به همين دليل كپلر، هندسه را براي توجيه اين مسئله انتخاب كرد. او همچنين از طريق هندسه توانست، مدار سيارت و دوره تناوب آن ها را با درصد خطاي كمترمحاسبه كند.  كپلر پيش از آنكه به عنوان دستيار تيگو براهه درآيد، الگويي براي محاسبه نسبت فواصل بين سيارت ارائه كرد.

در اين الگو، كپلر پنج چند وجهي منتظم ( نوعي چند وجهيست كه اضلاع و زاويه هاي تمام وجوه آن يكسانند) را با ترتيب خاصي  به صورت تو در تو، در درون يكديگر قرار داد. بين هر دو چند وجهي منتظم فضاي خالي وجود داشت كه در ميان آن ها نيم كره هايي گنجانده شده بود. در اين الگو، پنج چند وجهي منتظم و شش نيم كره تعبئه شده بود كه نخستين و كوچكترين نيم كره در درون داخليترين چند وجهي منتظم و ششمين و بزرگترين نيم كره در خارج از الگو قرار داشت به طوري كه تمام الگو در اين نيم كره واقع بود. اين نيم كره ها نقش مدار سيارات را داشتند. و به اين ترتيب كپلر توانست نسبت فواصل مدار سيارات را با 5 درصد خطا محاسبه كند.  كپلر با ارائه اين الگو مهارت و قدرت رياضي خود را نشان داد و به همين دليل به عنوان دستيار تيگو براهه در اورانيبورگ، كه رصد خانه اي بود در جزيره هون كه توسط پادشاه دانمارك ساخته شده بود، منصوب شد. نخستين ماموريتي كه به كپلر داده شد، محاسبه و تعيين مدار مريخ بود. وي در تعيين مدار مريخ از منظومه خورشيد مركزي استفاده كرد. او به مدت يك سال و نيم مشغول رصد و محاسبه مدار مريخ بود.

امّا او به نتيجه شگفت آوري  دست يافت. حركت طولي مريخ (شرق وغرب دايره البروج ) كه كپلر محاسبه كرد با حركت طولي كه تيگو براهه بدست آورده بود، حدود 8 دقيقه قوسي اختلاف داشت . ديگر دستياران تيگو علت اين اختلاف را خطاي ابزار مي دانستند. امّا كپلر اين طور فكر نمي كرد، چون ابزار هاي آزمايشگاه تيگو براهه حداكثر خطايي كه داشتند دو يا سه دقيقه بود. كپلر مي پنداشت كه مسير حركت مريخ نبايستي دايره باشد. به همين خاطر به دنبال شيوه ديگري براي محاسبه و تعيين مدار مريخ برآمد.  موضع رصد و محاسبه مدار مريخ توسط تيگو براهه و كپلر از زمين متحرك بود.

و به همين خاطر كپلر در صدد بر آمد تا چارچوب خود را از زمين متحرك به خورشيد كه ثابت است، منتقل كند. كپلر براي اين كار، بايستي مدار زمين را به طور دقيق تعيين كند. او براي تعيين مدار زمين، فرض مسئله خود را چنين قرار داد كه در لحظه ابتدا، زمين، خورشيد و مريخ در يك راستا قرار دارند. دوره تناوب مريخ كه او بدست آورده بود، 687 روز بود. پس از يك دوره مريخي (يعني 687 روز) مريخ دوباره به موضع خود مي رسد، امّا در اين لحظه زمين در موضع قبلي نبوده يعني زمين، مريخ و خورشيد در يك راستا قرار ندارند. چون دوره زميني 365 روز مي باشد.

از اين طريق كپلر توانست مدار زمين را مشخص كند. او مدار زمين را دايره بدست نياورد بلكه مدار زمين را بيضي نزديك به دايره يافت. او مشاهده كرد كه سرعت زمين در نزديكي خورشيد افزايش مي يابد. و اين مسئله ذهن كپلر را مشغول كرده بود. و او براي حل مسئله خود به دنبال علت فيزيكي آن مي گشت. وي فكر مي كرد كه خورشيد بر سيارات نيرو وارد مي كند كه آن ها را در مدار نگه داشته. امّا روشي براي اثبات عقيده خود نداشت. امّا شيوه اثبات هندسيّه مدار زمين موجب شد كه كپلر قانون اول خود را تدوين كند. مطابق اين قانون خط واصل سياره و خورشيد در بازه زماني يكسان، مساحت يكساني را جارو مي زند. و به عبارتي اين قانون نشان مي دهد كه سرعت سيارات در نقاط مختلف مدار در يك دوره تغيير مي كند.

كپلر با تعيين مدار نسبتاً دقيق زمين، اكنون مي توانست مدار مريخ را محاسبه كند. او در روشي مشابه با روش قبلي، مدار مريخ را تعيين كرد. او مدار مريخ را بيضي مايل به دايره بدست آورد. امّا شكل بيضي مدار زمين با بيضي مدار مريخ متفاوت بود. هر چند كه بيضي ها از نظر شكل متفاوتند امّا در يك خواص كلي متشابه اند و اينكه هر نقطه واقع بر بيضي مجموع فاصله شان از دو نقطه ثابت به نام كانون، همواره يكسان و ثابت است. با كشف مدار بيضي مريخ و زمين، كپلر قانون دوم خود را توانست تدوين كند. به موجب اين قانون، مدار سيارات به دور خورشيد، بيضي مي باشند و خورشيد در يكي از كانون هاي بيضي قرار دارد.

كپلردر سال 1609 پس از آنكه دو قانون خود را تدوين كرد با دو مسئله مهم رو به رو شد و اينكه چرا مدار حركت سيارات به دور خورشيد بيضي است. و همچنين سرعت و مدار سيارات نبايستي تصادفي و مستقل از يكديگر باشند. و به همين دليل تلاش مي كرد تا بتواند بين سرعت و اندازه مدار سيارات رابطه را بيابد. كپلر پس از ده سال محاسبه و بررسي توانست به رابطه اي ميان اندازه مدار و دوره سيارات دست يابد.

كپلر در سال 1619 در كتاب هماهنگي جهان مي نويسد:" پس از آنكه با تلاش و كوشش خود در مدتي طولاني، و با استناد به رصد هاي تيگو براهه، رابطه درست و حقيقي را پيدا كردم..."(1) اين قانون كه به قانون هماهنگي يا دوره تناوب نيز معروف است بدين شرح است: مربع دوره گردش سيارات با مكعب فاصله ميانگين آن ها از خورشيد متناسب است و يا به عبارتي ديگر، نسبت مربع دوره گردش سيارات به مكعب فاصله ميانگين آن ها از خورشيد همواره ثابت است.

اين رابطه هميشه يك مقدار ثابتي است:    T^2/R^3

كپلر در واقع حركات اجرام آسماني را بر اساس هندسه و رياضيات توصيف كرد و هرگز در مورد علت هاي آن چيزي نگفت. او دوست داشت كه پديده هاي آسماني و حركات اجرام آسماني را بر اساس علت هاي فيزيكي توضيح دهد. تا اينكه نيوتون با ظهور خود در ميدان رقابت، توانست با ارائه چهار قانون مهم خود( قانون چهارم همان قانون گرانش است) به اين مسائل از ديد فيزيكي و رياضي پاسخ دهد.

  در پايان اين نكته را مستلزم مي دانم كه عامل مشتركي ميان نيوتن و كپلر در كشف حقايق طبيعت وجود دارد البته شايد اين عامل با دانشمندان ديگري نيز در اشتراك باشد، اما چون بحثمان درمورد كپلر هست اين نسبت را به وي مي دهيم. و اينكه افتادن سيب در برابر چشمان نيوتن منجر به اين شد كه نيوتن به فكر قانون گرانشي بيفتد و اين امر سبب مشهور شدن او شد كه تحول عظيمي را در فيزيك ايجاد كرد. و كپلر هنگامي  كه به دستياري تيگو براهه منصوب شد اولين ماموريت او رصد مدار مريخ بود، و اين مدار مريخ بود كه باعث شد كپلر به معمّاهايي برخورد كند، و در حل اين معمّا ها قوانيني را تدوين نمود كه با استناد به اين قوانين توانست به اين پرسش ها پاسخ دهد. مردم هم عصر نيوتن و همچنين مردمان قبل از او هيچگاه با افتادن سيب از درخت نتوانستند به فكر نيروي گرانشي بيفتند و مانند نيوتن شوند

   دانشمندان هم عصر كپلر مانند تيگو براهه و حتي دانشمندان و منجمان قبل از او كه مشغول رصد مدار سيارات بودند، نتوانستند مانند كپلر در مورد مدار سيارات اين گونه فكر كنند