فیزیک؛ سلوک در ژرفای گیتی

ناسا می‌گوید پارادوکس خورشید جوان کم‌سو هنوز حل نشده است!

سال‌ گذشته دانشگرانی ادعا کردند که پارادوکس خورشید جوان کم‌سو را حل کرده‌اند اما در اشتباه بودند و اکنون پارادوکس بازگشته است و معمایی‌تر شده است.

روی زمین سنگ‌هائی وجود دارند که عمرشان به ۳.۸ میلیارد سال پیش – کمی‌ پس از شکل‌گیری‌ی زمین – می‌رسد و به‌نظر می‌آید در اثر واکنش‌هائی که با آب سروکار دارد به‌وجود آمده باشند. به این ترتیب به‌نظر می‌رسد که آب مایع از 8ر3 میلیارد سال پیش روی زمین جریان داشته است. اما در دهه‌ی 1970 میلادی ستاره‌شناسان به این نکته اشاره کردند که در آن زمان خورشید 30درصد از امروز کم‌سوتر بوده و گرمایی که به زمین می‌رسیده برای مایع نگه‌داشتن آب کفایت نمی‌کرده است.

اما کسی چندان نگران این مشکل معروف به "پارادوکس خورشید جوان کم‌سو" نبود. جواب‌های آشکار وجود دارند مثلاً این‌که‌ زمین در آن زمان گرم‌تر بوده زیرا گرمای کم‌تری بازمی‌تابانده، سفیدی¹‌ش کم‌تر بوده یا درگیر اثر گل‌خانه‌ای‌ی بی‌مهار بوده است. یکی از این توجیه‌ها باید درست باشد اما کسی نمی‌دانست کدام‌یک.

سال گذشته گروهی از پژوهشگران ادعا کردند که جواب پارادوکس را پیدا کرده‌اند آنها گفتند که نمونه‌ی سنگ‌های آن دوران نشان می‌دهد که غلظت گازهای گل‌خانه‌ای مانند متان و کربن‌دی‌اکسید در جو آن زمان زیاد نبوده بنابراین باید نتیجه گرفت که زمین سفیدی‌ش کم‌تر بوده و در نتیجه گرمای‌ بیشتری از خورشید جذب می‌کرده است. آنها استدلال ‌کردند که ذراتی که خاستگاه زیستی داشته باشند در جو کم‌تر بوده و این ذرات به‌صورت هسته‌هائی برای شکل‌گیری‌ی قطره‌های آب عمل می‌کنند در نتیجه ابر کم‌تری در آسمان وجود داشته است: سفیدی‌ی زمین کم‌تر بوده و نور بیشتری از خورشید جذب می‌کرده. این پژوهشگران کار پژوهشی‌شان را در نیچر ‌چاپ کردند و به‌نظر می‌رسید مسئله حل شده است. (سال پیش سازوکارهای دیگری که شاید مانع از شکل‌گیری‌ی ابر می‌شده است نیز بررسی شد).

اما امروز کالین گولدبلات و کِوین زانل از مرکز پژوهشی‌ی اِیمز² ناسا در مافِت‌فیلد³ دوباره تنور بحث را داغ کرده‌اند. آنها تأثیر شمار کم‌تر ابرها را بررسی کرده‌اند و می‌گویند هر طور حساب و کتاب کنید میزان گرمائی که به زمین می‌رسیده آن‌قدر نبوده است که آب را مایع نگه دارد[3]. ابر دو اثر دارد: ابرهائی که در ارتفاعات بالا هستند گرما را گیر می‌اندازند و ابرهای کم‌ارتفاع نور را بازمی‌تابانند بنابراین کران بالای مطلق برای اثر گرمایشی ابرها هنگامی به‌دست می‌آید که تمام ابرهای کم‌ارتفاع را حذف کنید. اما وقتی درمدل کامپیوتری آب‌وهوای زمین در آن دوران این تغییر را وارد کنید بیش از نیمی از گرمائی را که برای مایع نگه‌داشتن آب روی زمین لازم است به دست نمی‌آورید. گولدبلات و زانل می‌گویند که در مقاله‌شان نشان داده‌اند که حتی با قوی‌‌ترین فرض‌های قابل‌قبول در باره‌ی کاهش ابرها و سفیدی‌ی‌ سطح زمین یک ضریب 2 برای توضیح پارادوکس کم می‌آید.

بنابراین پارادوکس نه‌تنها از بین نرفته بلکه معمائی بزرگ‌تر شده است. سال پیش کشف کردیم که اثر گل‌خانه‌ای پاسخ‌گو نیست و اکنون می‌دانیم که سفیدی‌ی کم‌تر نیز از پس جواب برنمی‌آید. فکرتان را به کار بیاندازید!