از سفینه‌ای تلویزیونی که ابزارهای آینده را پیش چشم مردم گذاشت تا کپسولی واقعی که غبار یک سیارک را به زمین رساند، روایت امروز پر از ایده‌هایی است که ابتدا ناممکن به نظر می‌رسیدند.

پشت هر دستاورد نیز کسی ایستاده که جرئت کرده با باور رایج زمانه دربیفتد؛ شیمی‌دانی که برای مولکول‌های غول‌آسا جنگید، فیزیک‌دانی که ذره‌ای نادیده را روی کاغذ یافت و پژوهشگری که برای بقایای باستانی ساعت ساخت.

سفری هفت‌ساله برای آوردن مشتی غبار از سیارک «بنو»

NASA

موشک اطلس ۵ در ساعت ۱۹ و ۵ دقیقه از کیپ کاناورال برخاست و اسیریس-رکس را راهی سیارک بنو (Bennu) کرد. ۱۰ سال پیش، ماموران ناسا سفر رفت‌وبرگشتی را آغاز کردند که باید از میان میلیون‌ها کیلومتر پرواز، نقشه‌برداری دقیق و یک تماس کوتاه با سطح سیارک جان سالم به در می‌برد.

بخش بزرگی از غبار بنو برای ابزارهای هنوز ساخته‌نشده کنار گذاشته شده است

کپسول ماموریت پس از حدود هفت سال، ۱۲۱٫۶ گرم سنگ و غبار را در صحرای یوتا فرود آورد؛ بیش از دو برابر هدف ۶۰ گرمی و بزرگ‌ترین نمونه‌ی سیارکی گردآوری‌شده در فضا. پژوهشگران در مواد بنو کربن، ترکیبات آلی و شواهد محیطی آبدار و شور یافتند؛ سرنخ‌هایی از مواد اولیه‌ی منظومه‌ی شمسی، نه مدرکی برای وجود حیات.

دست‌کم ۷۰ درصد نمونه محفوظ می‌ماند تا نسل‌های آینده با ابزارهایی که هنوز ساخته نشده‌اند سراغش بروند. ارزش اسیریس-رکس فقط در شناخت گذشته خلاصه نمی‌شود؛ داده‌های بنو به فهم رفتار سیارک‌های نزدیک زمین و بهبود روش‌های دفاع سیاره‌ای نیز کمک می‌کند.

ساعتی اتمی برای سنجیدن گذشته

یک تکه چوب سوخته برای باستان‌شناس فقط بقایای آتش نیست؛ اتم‌هایش ساعتی دارند که پس از مرگ جاندار به کار می‌افتد. ۴۶ سال از درگذشت ویلارد فرانک لیبی می‌گذرد، پژوهشگری که خواندن ساعت کربن ۱۴ را به ابزاری عملی برای تاریخ‌گذاری تبدیل کرد.

پرتوهای کیهانی در جو زمین به تولید کربن ۱۴ کمک می‌کنند. جانداران هنگام زندگی آن را همراه کربن معمولی جذب می‌کنند، اما پس از مرگ دریافت کربن متوقف می‌شود و مقدار ایزوتوپ رادیواکتیو با نیمه‌‌ی عمری نزدیک به ۵٬۷۳۰ سال کاهش می‌یابد. سنجش نسبت باقی‌مانده، سن نمونه‌های آلی را تا حدود ۵۰ هزار سال برآورد می‌کند.

روش لیبی در ۱۹۴۹ معرفی شد و جایزه‌ی نوبل شیمی ۱۹۶۰ را برای او آورد. تاریخ‌گذاری رادیوکربنی، گاه‌شماری باستان‌شناسی را از مقایسه‌ی سبک اشیا فراتر برد و به آزمون آزمایشگاهی سپرد؛ میراثی که هنوز برای بررسی سکونتگاه‌ها، استخوان‌ها و تغییرات محیطی به کار می‌آید.

شیمی‌دانی که مولکول‌های غول‌آسا را جدی گرفت

Wikimedia Commons

تصور زنجیره‌ای با ده‌ها هزار اتم، برای بسیاری از شیمی‌دانان دهه‌ی ۱۹۲۰ بیش از حد جسورانه بود. آن‌ها موادی مانند لاستیک را انبوهی از مولکول‌های کوچک می‌پنداشتند، اما هرمان اشتاودینگر اصرار داشت که پیوندهای شیمیایی می‌توانند واحدهای تکرارشونده را در زنجیره‌هایی عظیم کنار هم نگه دارند.

مولکول‌های ناممکن دیروز، مواد روزمره‌ی جهان امروز شدند

اشتاودینگر سال‌ها با سنجش واکنش‌ها و گران‌روی محلول‌ها برای فرضیه‌ی درشت‌مولکول شواهد گرد آورد. مقاومت جامعه‌ی علمی آرام‌آرام فرو ریخت و مفهوم پلیمر، زبان مشترک مطالعه‌ی لاستیک، سلولز، پروتئین‌ها و مواد مصنوعی شد. او تمام جایزه‌ی نوبل شیمی ۱۹۵۳ را به‌سبب کشفیاتش در شیمی درشت‌مولکولی دریافت کرد.

۶۱ سال از درگذشت اشتاودینگر می‌گذرد؛ اما زنجیره‌هایی که زمانی ناممکن خوانده می‌شدند اکنون در الیاف لباس، تجهیزات پزشکی، عایق سیم و بدنه‌ی دستگاه‌ها حضور دارند. پایه‌ی علمی عصر پلاستیک از همان جدال شکل گرفت.

۶۰ سال زندگی طولانی و پربار پیشتازان فضا

۶۰ سال پیش، مجموعه‌ی تلویزیونی «پیشتازان فضا» (Star Trek) با آفرینش جین رادنبری و بازی ویلیام شاتنر، لئونارد نیموی و نیشل نیکولز وارد خانه‌ی آمریکایی‌ها شد.

گاهی فناوری پیش از ورود به آزمایشگاه، روی صفحه‌ی تلویزیون متولد می‌شود

پخش اولیه فقط سه فصل و ۷۹ قسمت دوام آورد و در ۱۹۶۹ متوقف شد. پایان زودهنگام اما شکست نهایی نبود؛ بازپخش مجموعه، هواداران تازه‌ای به دنبال داشت و جهان داستانی مجموعه به سریال‌ها، فیلم‌ها و بازی‌های متعدد گسترش یافت. نگاه خوش‌بینانه‌ی رادنبری، آینده را جایی نشان می‌داد که همکاری و کنجکاوی علمی هنوز ارزش داشت.

کامپیوترهای پاسخ‌گو، تماس تصویری و ابزار ارتباطی دستی در آن سال‌ها خیال علمی بودند. مهندسان و طراحان بعدی بارها از اثر چنین تصویرهایی بر تخیل حرفه‌ای خود گفته‌اند. ارزش ماندگار «پیشتازان فضا» در پیش‌بینی دقیق هر وسیله نیست؛ مجموعه به میلیون‌ها نفر اجازه داد پیش از ساخته‌شدن فناوری، زندگی با آن را تصور کنند.

ذره‌ای که نخست روی کاغذ پیدا شد

Wkimedia Commons

هیدکی یوکاوا ۲۷ سال داشت که سراغ یکی از دشوارترین پرسش‌های فیزیک رفت. پروتون‌های مثبت در هسته یکدیگر را می‌رانند؛ پس چه نیروی کوتاه‌بردی پروتون‌ها و نوترون‌ها را کنار هم نگه می‌دارد؟ پاسخ او وجود ذره‌ای ناشناخته با جرمی در مرتبه‌ی حدود ۲۰۰ برابر جرم الکترون بود.

محاسبه، رد ذره را سال‌ها زودتر از آشکارساز پیدا کرد

پیش‌بینی سال ۱۹۳۴ یوکاوا مفهوم «مزون» را وارد فیزیک کرد. داده‌ی پرتوهای کیهانی از ۱۹۳۷ راه آزمایش را گشودند. ذره‌ی نخست مشاهده‌شده بعدتر «میون»؛ اما کشف مزون پی در پژوهش‌های بعدی، چارچوب او برای توضیح نیروی هسته‌ای را استوار کرد.

۴۵ سال از درگذشت یوکاوا در کیوتو می‌گذرد. جایزه‌ی نوبل فیزیک ۱۹۴۹ او را به نخستین برنده‌ی ژاپنی نوبل بدل کرد و برای جامعه‌ی علمی ژاپن پس از جنگ معنایی فراتر از یک افتخار شخصی داشت. داستان یوکاوا هنوز نمونه‌ای روشن از قدرت نظریه است؛ محاسبه می‌تواند سال‌ها پیش از آشکارساز، رد ذره را پیدا کند.

سنگ‌های بنو، زنجیره‌های پلیمری، کربن رادیواکتیو، مزون‌ها و ابزارهای انترپرایز یادآوری می‌کنند که علم با دیدن آغاز نمی‌شود؛ گاهی نخست باید چیزی را تصور کرد، سپس راه سنجیدن یا ساختنش را یافت.