دکتر آیرین شیوایی، محقق ایرانی تیم ابزارهای علمی تلسکوپ فضایی جیمزوب در گفتوگوی اختصاصی با جامجم از نقش امروزش در این پروژه علمی میگوید
همکاری با تلسکوپ جیمز وب تنها هدف من نبود
عصر شنبه 4 دی 1400 را شاید بتوان داغترین روز امسال برای علاقهمندان به علم دانست؛ روزی که بالاخره تلسکوپ فضایی جیمزوب (James Webb) پس از سالها تأخیر در پرتاب با پرتابگر آریان ــ 5 از پایگاه آژانس فضایی اروپا در گویان فرانسه راهی مدار زمین شد .پس از پرتاب این تلسکوپ، انتشار خبری در رسانهها مبنی بر همکاری یک محقق ایرانی بهنام دکتر آیرین شیوایی با پروژه تلسکوپ جیمزوب باعث جلبتوجه بیشتر ایرانیان به این پروژه علمی مهم شد. آیرین شیوایی را از حدود 20 سال پیش میشناسم؛ هردوی ما علاقهمندی به نجوم را از رصدخانه کانون پرورش فکری کودکانونوجوانان واقع در بوستان زعفرانیه تهران شروع کردیم. در سالهای بعد ضمن همکاری با مجله نجوم و همینطور در جریان پخش برنامه تلویزیونی «آسمانشب، طبیعت فراموششده» از شبکه چهار سیما و در ادامه با سفر به دوردستترین نقطه کشور برای ترویج نجوم در جریان پروژه صلح ستارگان (StarPeace) در سال جهانی نجوم (سال 2009 میلادی) در مسیر آموزش و ترویج نجوم، خاطرات و تجربیات مشترک فراوان داریم. در سالهای بعد اما مسیرمان جدا شد؛ من تحصیل در رشته دانشگاهی خودم و در ادامه ژورنالیسم و روزنامهنگاری علم را ادامه دادم و او که فارغالتحصیل مقطع کارشناسی فیزیک از دانشگاه تهران بود، برای تحصیلات تکمیلی در زمینه نجوم رصدی و کار با تلسکوپهای بزرگ جهان مهاجرت کرد. شیوایی در سالهای اخیر و پس از فارغالتحصیلی در مقطع دکتری اخترفیزیک از دانشگاه کالیفرنیا در ریورساید، به محققان شاغل در تیم ابزارهای علمی تلسکوپ جیمزوب پیوست. حالا در روزهایی که تلسکوپ جیمزوب با موفقیت مراحل پرتاب، باز شدن اجزا در فضا و رسیدنش به موقعیت لاگرانژی دوم در فضا را با موفقیت سپری کرده، با افتخار با این دوست قدیمی که حالا از محققان این پروژه فضایی است درباره چالشهای فنی این مأموریت علمی مهم و تجربیات دیروز و امروز او در همکاری با این پروژه و دیگر رصدخانههای بزرگ جهان که میتواند برای خوانندگان جامجم جذاب باشد گفتوگو کردهام. او هنوز هم مثل سالهایی که جوانتر بودیم، صمیمی و فروتن و سرشار از شوق به دانستن است و با شناختی که از فضای رسانه دارد، به خوبی میداند چگونه پیچیدهترین مسائل تخصصی رشته خودش را برای مخاطبان عمومی به زبان ساده تشریح کند. نسخه خلاصه این گفتوگوی تلفنی 90دقیقهای در ویژهنامه نوروز 1401 جامجم منتشر شده است اما نسخه کامل آن را با جستوجوی عنوان این گفتوگو در گوگل میتوانید در جامجم آنلاین بخوانید.
تقریبا چهارسالونیم پیش بود که به این پروژه ملحق شدم. ساخت و طراحی ابزارهای تلسکوپ جیمزوب، 20 سال در حال انجام بوده است. درواقع از 20 سال پیش گروه ما شروع به کار کرده بود و من اواخر پروژه ملحق شدم. ابزارها بهطور کامل طراحی و جمع شده بود و وقتی من آمدم فرستاده شده بود به جایی که قرار بود ابزارهای تلسکوپ و اجزای مختلف رصدخانه در کنار هم قرار بگیرند و تنظیم شوند.
نقش اصلی من و علت اینکه استخدام شدم، کمک به برنامهریزی علمی رصدی تلسکوپ بود. زیرا تیم ابزارهای تلسکوپها یک زمان رصد تضمینشده دارند در رصدخانه. بیشتر زمان رصدخانه برای همه منجمان جهان آزاد است اما بخش کوچکی برای تیم ابزارهاست و من استخدام شده بودم تا بخشی از این فرآیند را پیشببرم. به این شکل که یک برنامه رصدی ارائه دهیم با هدف علمی مشخصی، مثلا چه اجرامی را باید رصد کنیم، چه مقدار باید نوردهی کنیم و چه فیلترهایی باید استفاده شود.
تعداد اعضای مشارکتکننده در پروژه جیمزوب چند نفر است؟ مجموع تخصصهایی که در طراحی تلسکوپ جیمزوب نقش داشتهاند شامل چند شاخه بوده؟ در هر بخش چند متخصص همکاری میکردند؟
پروژه که خیلی بزرگ است و واقعا نمیدانم چند نفر همکاری دارند. بهخصوص اگر بخواهیم از همان 20 سال پیش در نظر بگیریم تعداد افرادی که بودهاند زیاد بوده و تخمینی ندارم. از نظر حرفه و تخصص افراد هم خیلی گسترده است. شما از مهندس کامپیوتر و نرمافزار میبینید تا مهندس الکترونیک و مکانیک و ردههای مدیریتی متفاوت و دانشمندان و پژوهشگرهایی که روی آن کار میکنند و کسانی که ابزارها را ساختهاند و مهندسان اپتیک. تقریبا متخصصانی از هر رشته علمی و مهندسی میتوانید در پروژه جیمزوب پیدا کنید.
از زمانی که به یاد میآوریم، دستکم از سال 2008 قرار بوده تلسکوپ جیمزوب پرتاب شود و بعد سالبهسال و این اواخر ماهبهماه و در روزهای منتهی به پرتاب حتی روزبهروز پرتاب تلسکوپ به تأخیر میافتاد. 20 سال زمان برای طراحی و ساخت تلسکوپ، آنهم با رشد سریع فناوری در طول این دو دهه، باعث نشد که چند مرتبه فناوریها بهروز شود و هزینه مالی و زمانی بیشتری به پروژه تحمیل شود؟ این موضوع یک جاهایی سبب نشده به علت تأخیر زمانی تلسکوپ با فناوری قدیمیتری پرتاب شود و بهنوعی آسیب ببیند؟
نه آسیبی که نزده است. البته حرفتان خیلی درست است. فناوریهایی که روی تلسکوپ استفاده میشود برمیگردد به فناوریهای 10سال پیش و امروز آنها خیلی پیشرفت کردهاند. اگر امروز آن ابزارها را میساختیم احتمالا به شکل متفاوتی میساختیم اما واقعیت این است که این پروژه شاید بشود گفت پیچیدهترین پروژه بشری است. به دلیل اینکه نهتنها خود سازه بسیار پیچیده است، بلکه باید اجزای این تلسکوپ در فضا باز میشد. این چیزی بود که تابهحال در این سطح بشر تجربهاش نکرده بود. از لحاظ هزینه نیز همانطور که میدانید طرح بسیار پرهزینهای بود. 11میلیارد دلار هزینه این طرح تا روز پرتاب بود. به همین علت همه میخواستند ریسک اشتباه و خطا رفتن هر بخش از این طرح را تا جای ممکن کم بکنند زیرا اگر کوچکترین اشتباهی اتفاق میافتاد بسیار خطرناک بود. درآنصورت حاصل 13 تا 20سال کارگروه بزرگی از منجمان و مهندسان و تمرکز مالی و زمانی ناسا و سازمان فضایی اروپا و سازمان فضایی کانادا هدر میرفت. این هزینه بسیار سنگینی از لحاظ مالی و علمی ایجاد میکرد و تجربهای که هدر میرفت بسیار سنگین بود و پذیرفتنی نبود.
به یاد داریم در پایان دولت دونالد ترامپ، خبرهایی میرسید مبنیبراینکه به شرکتهای واکسنسازی فشار وارد میکنند برای اینکه تا پیش از پایان دولت ترامپ، کار آزمایشها واکسنها را نهایی کنند و تأییدیه برایشان صادر شود. صرفنظر از درستی یا نادرستی ادعاها، موارد مشابهی برای تیم شما و مهندسان تلسکوپ فضایی جیمزوب هم ایجاد شده بود که مجبور باشید زودتر تستهایی را انجام دهید تا پرتاب تلسکوپ فضایی جیمزوب پیش از پایان دوران ریاستجمهوری دونالد ترامپ انجام شود؟
راستش دراینباره چیزی نمیدانم. چنین فشاری روی تیمهای ما نبود. تیم ما یعنی تیم ابزارها، کارها را خیلی سریع انجام داد. ابزارها مدتها بود آماده بود و فرستاده شده بود. تاخیرهای سالهای اخیر همه برمیگشت به کار مهندسان شرکت نورثروپگرومن که کار سختی برای سرهمکردن رصدخانه داشتند. من از فشارهای احتمالی واردشده یا نشده به آنها بیاطلاعم.
آیا نخستین هدف و برنامه رصدی جیمز وب از الان مشخص شده؟ احتمالا اولین تصویری که از دوردستهای عالم پس از شش ماه و در اوایل تابستان 1401 با این تلسکوپ خواهیم دید چه خواهد بود؟
مشخص است ولی به جز یک گروه کوچک حتی ما هم نمیدانیم. چون میخواهند برای همه سورپرایز باشد. بستگی دارد منظور از اولین تصویر چیست. ما برای همخطسازی آینههای تلسکوپ یک سری تصاویر از ستارهها گرفتهایم که شاید دیده باشید. این تصاویر از ستارههای تکی هستند. چون برای تنظیم و آزمایش ابزار تصویربرداری است که روشن بشود و ببینند با چه کیفیتی تصویربرداری میکند. ولی اولین تصویر جالب علمی که از یک جرم نجومی هیجانانگیز خواهد بود بعدا گرفته خواهد شد. هدف آن مشخص شده اما حتی ما هم نمیدانیم که از چه جرمی خواهد بود.
آیا خودتان حدس میزنید که چه جرمی ممکن است نامزد اولین تصویر جیمزوب باشد؟ مثلا ممکن است از ناحیه مرکزی کهکشان راه شیری اولین تصویر گرفته شود؟
اگر بخواهم حدس بزنم. فکر میکنم از یکی از سحابیهای جالب کهکشان راه شیری، مثلا از سحابیهای معروف نشری راه شیری باشد. ولی واقعا نمیدانم.
خیلیها در ایران وقتی فهمیدند یک دختر ایرانی عضو تیم پژوهشگران تلسکوپ جیمز وب است، بسیار خوشحال شدند و همکاری شما در این پروژه برایشان بسیار الهامبخش بود. در این مدت چقدر در فضای مجازی از این موضوع بازخورد گرفتید و چقدر به شما پیام دادند؟
خیلی زیاد (میخندد). روزی که تلسکوپ جیمزوب پرتاب شد به نظرم دو اتفاق مهم برای من افتاد ؛یکی خود پرتاب جیمز وب و دیگری حجم پیامهای بسیار زیادی که از پخششدن گسترده اسمم گرفتم. من از دو طرف شوکه شدم که چه اتفاقی دارد میافتد. پیامهای بسیار زیادی گرفتم و چیزی که برایم جالب بود، بازخورد بسیار مثبت هموطنانم بود. راستش فکر نمیکردم اگر مردم بدانند یک ایرانی هم در بین پژوهشگران جیمز وب است آنقدر احساس خوشحالی و افتخار و نزدیکی نسبت به آن فرد پیدا کنند و این برایم بسیار لذتبخش بود. پیامهایی که آن روزها میگرفتم و هنوز هم میگیرم بسیار مثبت، دوست داشتنی و شیرین است.
موضوع پیامها بیشتر چه بود؟
بخش زیادی از پیامها تبریک بود و اینکه خوشحالیم یک ایرانی هم در این پروژه است و بخشی هم سؤالات زیادی بود که درباره تلسکوپ جیمزوب میپرسیدند. بهخصوص از وقتی که راجع به خود پروژه در صفحه اینستاگرامم خبرهای جدیدی را منتشر کردم و توضیح دادم چه اتفاقی در حال رخدادن است و اکنون آینه تلسکوپ باز شده است و... سیل سؤالات مختلف برایم آمد. در مورد پروژه و کارهای علمی که تلسکوپ قرار است انجام دهد و نقش من در پروژه که چطور به اینجا رسیدم و حجم بالای سؤالات مختلف درباره اینکه چطور میتوانیم تحصیلاتمان را در این زمینه ادامه دهیم یا اگر بخواهیم در سازمانهای فضایی کار کنیم، چهکار باید کنیم و...
در 30 روزی که طول کشید تلسکوپ جیمزوب به نقطه لاگرانژی دوم (L2) برسد، شما چه کار میکردید؟ چقدر استرس داشتید؟
در آن 30روز کار ما خیلی کم بود. به این علت که ابزارها هنوز روشن نشده بود یا اگر روشن بود در دوره کوتاهی بود. بیشتر تمرکز ما روی این بود که اجزای تلسکوپ، آینههایش و لایههای خورشیدی باز شود و همه تمرکز روی آن بود و این کار تیم عملیات تلسکوپ بود که با کار تیم ابزارهای علمی متفاوت است اما از طرف تیم ما و تیم ابزارهای مختلف یک نفر کنترل میکرد تا خطایی انجام نشود.
گفته میشود اخترشناسان با تلسکوپ جیمز وب میخواهند به پرسشهای بزرگ و بیپاسخ در اخترشناسی و کیهانشناسی پاسخ دهند. به نظر شما بزرگترین پرسش علمی که دادههای جیمزوب در ارائه پاسخ به آن کمک میکند، چیست؟
چند موضوع اصلی علمی وجود دارد که انتظار میرود تلسکوپ جیمزوب در یکی دو سال نتایج علمی جالبی برایشان ارائه کند. یکی از آنها رصد دورترین کهکشانهای عالم و نخستین کهکشانهایی است که در کیهان به وجود آمدند. در این خصوص از 12تا13میلیارد سال پیش صحبت میکنیم؛ یعنی کهکشانهایی که حدود 12 تا 13میلیارد سال نوری با ما فاصله دارند. رصد اینها با تلسکوپهای دیگر واقعا امکانپذیر نیست. مثلا ما با تلسکوپ هابل تعداد انگشتشماری از کهکشانهایی اینچنین دور را توانستهایم ببینیم آن هم با رصد طولانی و با زحمت بسیار زیاد اما جیمزوب به دلیل طول موجهای بلندتری که دارد و آینههای بزرگترش میتواند اینها را راحتتر رصد کند. رصد دورترین کهکشان عالم، نخستین کهکشان عالم و جوانترین کهکشان عالم از سرفصلهای تحقیقاتی خواهند بود که ما بعد از اولین رصدهای جیمزوب خواهیم دید. موضوع دیگر در مورد سیارههای فراخورشیدی و حیات فرازمینی است. یکی از سرفصلهایی که انتظار میرود تلسکوپ جیمزوب در مورد آن دادههای خوبی ارائه کند، رصد عناصر حیاتی در جو سیارههای فراخورشیدی است که خیلی نشانه قوی و جدیدی خواهد بود تا ببینیم آیا حیات به گونهای که ما میشناسیم در یکی از سیارههای فراخورشیدی وجود دارد یا خیر.
بسیاری از علاقهمندان به نجوم در ایران از سالها پیش شما را با مقالههایتان در مجله نجوم و همینطور با برنامه «آسمان شب، طبیعت فراموش شده» شبکه چهار تلویزیون میشناسند. شما مثل خیلی از دختران دانشآموز در ایران که در خانه و در کلاسهای آموزش نجوم، کتابهایی در زمینه نجوم میخوانند و شاید تلسکوپ داشته باشند، نجوم را شروع کردید. خیلی از همین دانشآموزان امروز در موقعیت 15 یا 20 سال پیش شما هستند. شما چه مسیری را رفتید که حالا عضوی از تیم ابزارهای علمی تلسکوپ فضایی جیمز وب هستید؟
مسیری که طی کردم به نظرم اصلیترین بخش این است زمانی که متوجه شدم به نجوم خیلی علاقه دارم به این علاقه اهمیت دادم و تلاش کردم تا به آن برسم و ادامه دهم. همیشه از دوره راهنمایی و دبیرستان که وارد رصدخانه زعفرانیه شدم و بعد در دوره دانشجویی به دانشگاه تهران رفتم و با مجله نجوم همکاری داشتم و بعد که برای ادامه تحصیل مهاجرت کردم، تنها چیزی که در ذهنم آمد این بود که این کار را خیلی دوست دارم و واقعا از انجامش لذت میبرم. 15 یا 20سال پیش هیچ وقت فکر نمیکردم میخواهم وارد پروژه تلسکوپ جیمزوب یا یک پروژه تلسکوپ فضایی بزرگ شوم. هدف از اول این نبود، بلکه هدفم این بود کاری را انجام دهم که دوست دارم. همین است که به شما کمک میکند و انگیزه میدهد تا دشواریها را تحمل کنید و به مراحل بعدی برسید و در کارتان پیشرفت کنید، زیرا حرفهای کار کردن در هر زمینهای سخت است و درگیریهای مداوم دارد چه درس خواندن باشد یا کار کردن. یک وقتی کلافه و خسته میشویم و میخواهیم همه چیز را رها کنیم. در چنین مواقعی اگر آن انگیزه بزرگ اولیه و آن علاقه واقعی پشت همه اینها نباشد، آن وقت است که جا میزنیم و نمیتوانیم دیگر جلو برویم.
اگر قرار باشد در میان معلمان یا استادان دانشگاه کسی را نام ببرید که در شکلگیری شخصیت امروز بسیار مؤثر بوده است، نام چه کسی یا کسانی را میبرید؟
دو نفر از معلمان رصدخانه کانون پرورش فکری که خیلی در علاقه من به نجوم تأثیر داشتند، بابک امین تفرشی و پژمان نوروزی بودند که تأثیر آنها خیلی زیاد بود. اگر آنها آن پایههای علاقه را شکل نمیدادند شاید مسیر زندگیام به نجوم نمیرسید. در کنار اینها پدر و مادرم هم خیلی تأثیر داشتند. چون سن من کم بود و وقتی دانشآموز دوره راهنمایی و دبیرستان بودم و میخواستم برای رصد آسمان شب به مناطقی با آسمان تاریک و خارج از شهر بروم، این موضوع در شرایط آن زمان ایران کار آسانی نبود. ولی پدرم چون علاقه مرا به نجوم میدید بهخاطر همه نگرانیهایی که داشت، خودش همراهم میآمد و مرا به رصد در خارج از شهر میبرد، حتی پا به پای من تا صبح بیدار میماند. علاوه بر این همراهی، همیشه به مطالعه تشویقم میکرد. یادم میآید اولین بار که به رصدخانه کانون پرورش فکری در زعفرانیه تهران رفتم، بابک امین تفرشی که آن زمان سردبیر مجله نجوم بود، یک شماره مجله نجوم را سر کلاس آورد اما مجله در دکههای مطبوعات اطراف خانه ما پیدا نمیشد و همیشه میخواستم آن را پیدا کنم و بخوانمش. پدرم که متوجه این علاقه شد یک روز مرا به دفتر مجله برد تا هر قدر مجله میخواهم از همانجا تهیه کنم (میخندد). این حمایتها در آن سن به من بسیار کمک کرد. قاعدتا آن موقع اهمیت چنین حمایتهایی را خیلی متوجه نمیشدم اما الان که به گذشته نگاه میکنم، میبینم چقدر اینها مؤثر بوده است.
شما بیش از هر کسی در این دنیا با تلسکوپهای مختلف، دوردستهای عالم را دیدهاید و راجع به آن مطالعه و پژوهش کردهاید. معدود افرادی در جهان ما هستند که به اندازه شما با ابزارهای مختلف از آماتوری گرفته تا پیشرفتهترین تلسکوپها عالم را رصد کرده باشند. گمان میکنم چنین تجربهای یک بینش عمیق و برآمده از تحقیق و مطالعه بصری روی اجزای عالم و کلیت کیهان ایجاد کرده باشد. چنین بینشی روی شخصیت و زندگی شما اثر خاصی گذاشته است؟ در واقع سوالم این است که اکنون دکتر آیرین شیوایی اخترشناس، چه بینش متفاوتی ممکن است داشته باشد با دکتر آیرین شیوایی در حالتی که میتوانست محقق برجستهای باشد در حوزه دیگری از علم که لزوما اخترشناسی نیست و ممکن بود درحوزههایی مثل مهندسی یا پزشکی باشد؟
خیلی سؤال جالبی است. فکر میکنم تغییر بینشم به دنیا به خاطر اینکه به نجوم میپرداختم، از زمانی شروع شد که در زمینه نجوم آماتوری کار میکردم. از اینجا شروع شد که هرچه بیشتر متوجه شدم کهکشانها و ستارهها و سیارههای دیگری وجود دارند و کیهان از چه اجزایی در چه مقیاسهایی تشکیل شده است، بیشتر به خودم آمدم و متوجه شدم ما جزئی از یک کل بزرگتر هستیم. چقدر عالم عظیم است و ما چقدر در مقابلش میتوانیم کوچک باشیم. تمام مشکلات، ناراحتیها، درگیریها و جنگها و اختلافاتی که داریم در مقابل عظمت کیهان کلی هیچی نیست. این خیلی دید خاصی است که هرقدر هم به زبان بیاورم تا وقتی کسی آن را خودش احساس نکند، متوجه نمیشود کیهان چقدر بزرگتر است. از سوی دیگر خیلی حس خوبی میدهد که ما بخشی از یک کل بزرگتر و منظم هستیم. میخواهم بگویم در عین اینکه درک میکنم همه چیز ما در مقیاس کلی چقدر کوچک است، این دید را هم به من داده که سیاره خودمان یعنی زمین را خیلی بیشتر دوست داشته باشم. در واقع درک من از اینکه در عالم بزرگتری نسبتا به سیاره خودمان هستیم باعث شده برای زمین هم ارزش بیشتری قائل باشم و به ضرورت حفظ محیط زیست اهمیت بیشتری بدهم: اینکه چقدر سیاره ما زیباست و همه چیز در هارمونی و هماهنگی است و ما هم بخشی از این زیبایی جهان هستیم که شکلگیریاش از 13میلیارد سال پیش شروع شده و همچنان روند تحولات آن پیش میرود.