آراتستن، جغرافی‌دان و ستاره‌شناس یونانی تعریفی از جغرافیا دارد که تأمل‌برانگیز است؛ او می‌گوید: «جغرافیا علم مطالعه زمین به‌عنوان جایگاه انسان است.»
و امروزه این تعریف به‌صورت کامل‌تری از روابط متقابل انسان و محیط صحبت می‌کند.
قبل از آنکه انسان بتواند به شکل خردمندانه‌ای با محیط برخورد داشته باشد، لازم است شناخت دقیقی از محیط، امکانات، توان‌ها و ویژگی‌های ساختاری آن داشته باشد تا آگاهانه از این امکان فراهم‌شده بهره‌مند شود و کمترین آسیب را به محیط داشته باشد.
دانشمندان علوم طبیعی امروز در این شناخت همه‌جانبه به نکات ارزنده‌ای دست یافته‌اند که در این مقاله سعی داریم به برخی از این نکته‌ها اشاره کنیم.
کهکشان راه شیری که منظومه شمسی و سیاره زمین در آن قرار دارد با عوامل بی‌شماری کنترل می‌شود. تمامی این قوانین و توازن موجودات در شرایطی خاص طراحی و به‌صورتی معجزه‌آسا مرتب شده‌اند تا محیط مناسبی برای زندگی انسان به‌وجود آورند.
بررسی دقیق جهان، نشان می‌دهد که همه‌چیز، از اساسی‌ترین قوانین کیهانی تا حساس‌ترین ویژگی‌های فیزیکی و از کوچک‌ترین توازن موجودات تا دقیق‌ترین نسبت‌های مربوط به آن از حداکثر دقت برخوردارند. وقتی متوجه می‌شویم این دقت نه‌تنها بقای انسان بلکه پیشرفت او را تضمین می‌کند، شگفت‌زده می‌شویم.
از سرعت انبساط جهان گرفته تا موقعیت زمین در کهکشان راه شیری، از طیف تشعشعات خورشید گرفته تا مقدار غلظت آب، از فاصله ماه تا زمین گرفته تا نسبت گازهای تشکیل‌دهنده آتمسفر و عوامل بی‌شمار دیگر، همه برای زندگی بهینه انسان در نظر گرفته شده‌اند، به‌طوری که کوچک‌ترین تغییر در یکی از آن‌ها زندگی روی زمین را غیرممکن می‌سازد.
در سال‌های اخیر، کیهان‌شناسان و فیزیک‌دانان نظری، نظم شگفت‌انگیز دنیای هستی را «میزان‌سازی دقیق» نامیده‌اند.
آن‌ها با تمرکز بر این موضوع، نمونه‌های بی‌شماری از «میزان‌سازی دقیق» را در سرتاسر دنیا کشف یا محاسبه کرده‌اند.
ریاضی‌دان بریتانیایی، پروفسور راجر پنروز1 می‌گوید: «باید بگویم جهان هدفمند است و برحسب تصادف به‌وجود نیامده است.»
اخترشناس سازمان ناسا (NASA)، پروفسور جان اُکیف2 می‌گوید: «براساس معیارهای ستاره‌شناس، ما موجوداتی عزیزکرده هستیم. اگر دنیا با حداکثر دقت ساخته نشده بود ما هرگز نمی‌توانستیم به وجود بیاییم. به نظر من این شرایط نشان می‌دهد که دنیا برای این خلق شده که انسان در آن زندگی کند.»
إِنَّ فِی خَلْقِ السَّمَاوَاتِ وَالأَرْضِ وَاخْتِلاَفِ اللَّیلِ وَالنَّهَارِ لآیاتٍ لِّأُوْلِی الألْبَابِ (آل عمران/ 190).
«به‌راستی در آفرینش آسمان‌ها و زمین و گردش شب و روز، آیات و نشانه‌هایی برای خردمندان است»
توازن نیروهای گرانشی
همان‌گونه که قبلاً اشاره کردیم، جغرافیا علمی است که از روابط متقابل انسان و محیط صحبت می‌کند. یکی از مصادیق رابطه انسان و محیط، توجه، دقت و فکر کردن در جهان و قوانین آن است. در نتیجه این دقت و تفکر، محیط هم روی انسان تأثیر می‌گذارد و او را متوجه نکات دقیقی در اهداف جهان می‌کند.
قوانین فیزیک جهان بر چهار نیروی اصلی استوار است. گرانش، نیروی هسته‌ای ضعیف، نیروی هسته‌ای قوی و الکترومغناطیس. میزان هر یک از این چهار نیرو در جهان به دقت و به همان صورتی است که ما می‌دانیم و برای زندگی انسان «میزان‌سازی» شده است.
گرانش یکی از مهم‌ترین نیروهاست که نظم و ترتیب جهان را تحت‌تأثیر قرار می‌دهد. نیوتن ابراز کرد که این نیرو نه‌تنها دلیل افتادن سیب‌ها بر زمین است، بلکه این نیروی اسرارآمیز، ستارگان را نیز در مدارشان نگه می‌دارد.
در مورد زمین، اگر نیروی گرانش ضعیف‌تر بود، زمین از جاذبه گرانشی خورشید می‌گریخت و به فضا رانده می‌شد. اگر این نیرو کمی قوی‌تر بود، ما در خورشید فرو می‌رفتیم و نابود می‌شدیم. این هماهنگی بین سایر نیروها در جهان دیده می‌شود که با دقت زیاد میزان شده‌اند و سبب پایداری در اجزاء اتم تا ثبات در فضای کیهانی است.
موقعیت و وضعیت منظومه شمسی در کهکشان
موقعیت منظومه شمسی ما در کهکشان راه شیری نتیجه نظم و ترتیب حیرت‌انگیز و طرح بی‌نقص آن است که سیر آن از مرکز کهکشان بسیار دورتر و خارج از بازوان آن است و به‌صورت مارپیچی حرکت می‌کند.
موضوع بسیار چشمگیر آن است که این کهکشان نه‌تنها برای زندگی و انطباق زیستی ما، بلکه با درک ما کاملاً هماهنگ است.
به دلیل موقعیت منظومه شمسی ما در حاشیه کهکشان، ما می‌توانیم در شب به سایر کهکشان‌ها خیره شویم و در مورد ساختار کلی کهکشان اطلاعاتی به‌دست آوریم. اگر ما در مرکز کهکشان قرار داشتیم، هرگز نمی‌توانستیم به‌صورت شفاف زیبایی کهکشان مارپیچی را ببینیم و در مورد ساختار جهان ایده‌ای داشته باشیم.
علاوه‌بر این، موقعیت ما در خارج از بازوان مارپیچی، امن‌ترین مکان در جهان است، زیرا ما از نیروهای گرانشی که مدار سیاره‌ها را تضعیف می‌کند، دوریم.
اندازه زمین و نسبت‌های ایده‌آل آن
زمین‌شناسان آمریکایی، فرانک پرس3 و دیموند سیور4 با بررسی ویژگی‌های سیاره‌ای که ما در آن زندگی می‌کنیم، چنین نوشته‌اند: «اندازه زمین دقیقاً متناسب است؛ نه به اندازه‌ای کوچک است که آتمسفرش را از دست بدهد چون در آن صورت گرانش آن به حدی کم می‌شد که نمی‌توانست مانع فرار گازها به فضا شود و نه به اندازه‌ای بزرگ است که گرانشش، بیش از حد آتمسفر را که شامل گازهای مضر نیز هست، در خود نگه دارد.»
انحنای محور زمین، زاویه‌ای 23 درجه و 27 دقیقه دارد و این اندازه مانع گرمای بیش از حد می‌شود که ممکن است بین قطبین و خط استوا ایجاد شود. اگر این انحنا وجود نداشت، تفاوت دما بین قطبین و خط استوا افزایش می‌یافت و آتمسفر مناسب زندگی را غیرممکن می‌ساخت.
حرارت زمین در طیفی محدود، اما ویژه قرار دارد
زندگی به نحوی که ما با آن آشنا هستیم، در یک فاصله محدود دمایی امکان‌پذیر است. حفظ این محدوده دمایی به یک میزان به گرمای متصاعد شده از خورشید و فاصله بین خورشید و زمین و شکل استقرار زمین بستگی دارد. طبق محاسبات انجام شده فقط 10 درصد کاهش در انرژی خورشیدی که به زمین می‌رسد، باعث می‌شود سطح زمین با یک لایه یخ به ضخامت چندین متر پوشیده شود به همین نحو اگر انرژی بیشتری به زمین برسد، تمام موجودات زنده می‌سوزند. محور زمین به اندازه '27 و °23 مایل است که این انحنا مانع تشکیل3 گرمای بیش از حد می‌شود. این گرما حتی می‌توانست مانع ایجاد آتمسفر بین قطبین و خط استوا شود.
گردش زمین به دور محورش در توزیع متوازن گرما نقش دارد. علاوه بر این دو عامل حساب شده، هر چرخش زمین 24 ساعت طول می‌کشد که دلیل روزها و شب‌های کوتاه است. به همین دلیل تفاوت دما بین شب و روز در مقایسه با تفاوت دمای شب و روز در سیاره عطارد بسیار کمتر است. سیاره عطارد هر 85/5 روز یک‌بار به‌دور خود می‌چرخد، لذا شب‌های طولانی و روزهای طولانی دارد. که در روز دمای هوا به 427 درجه سانتیگراد می‌رسد و در شب تا منهای 173 درجه کاهش می‌یابد.
وَسَخَّرَ لَکمُ اللَّیلَ وَالْنَّهَارَ وَالشَّمْسَ وَالْقَمَرَ وَالْنُّجُومُ مُسَخَّرَاتٌ بِأَمْرِهِ إِنَّ فِی ذَلِک لَآیاتٍ لِّقَوْمٍ یعْقِلُونَ (نحل/12).
شب و روز و خورشید و ماه را به فرمان شما درآورد و ستارگان آسمان نیز همه تحت فرمان اویند؛ به یقین در این همه فرمان‌پذیری، نشانه‌هایی برای خردمندان است.
نسبت‌های ایده‌آل در آتمسفر
جو زمین ترکیبی از گازهای متفاوت و متناسب است (78 درصد نیتروژن، 21 درصد اکسیژن، 1 درصد دی‌اکسید کربن و سایر گازها مثل آرگون) که به‌گونه‌ای شگفت‌انگیز برای زندگی طراحی شده‌اند.
آیا اگر آتمسفر دارای اکسیژن بیشتری بود باز هم زندگی امکان‌پذیر می‌شد؟ نه! اکسیژن یک عنصر بسیار واکنش‌پذیر است. در صورت افزایش هر یک درصد اکسیژن موجود در جو، احتمال وقوع آتش‌سوزی جنگل‌ها تا 70٪ افزایش می‌یافت.
یک بیوشیمیست بریتانیایی بهنام «جیمز لاولاک5» به بررسی بیشتر این نسبت مهم پرداخته است. درصد اکسیژن در جو توسط چرخه بی‌نقص حفظ می‌شود، حیوانات و انسان مدام اکسیژن استنشاق می‌کنند و دی‌اکسید کربن بیرون می‌دهند و از طرف دیگر، گیاهان دی‌اکسید کربن را جذب می‌کنند و اکسیژن مناسب برای زندگی را می‌سازند و هر روز میلیاردها مولکول اکسیژن وارد جو می‌کنند، البته در شب که عمل فتوسنتز انجام نمی‌دهند بخشی از آن را مجدداً جذب می‌کنند و به یک پایداری می‌رسند.
اگر سطح دی‌اکسید کربن موجود در جو کمتر می‌شد، زمین نمی‌توانست دمای سطحش را حفظ کند و سطح زمین همواره حرارتش را از دست می‌داد، تمام اقیانوس‌ها منجمد می‌شدند و زندگی روی زمین نیز غیرممکن می‌شد.
گزینش شگفت‌انگیز آتمسفر
تشعشعاتی که از فضا می‌آیند همچون نور خورشید، برای رسیدن به سطح زمین باید ابتدا از آتمسفر عبور کنند. اگر ترکیب آتمسفر طوری بود که به این تشعشعات اجازه عبور نمی‌داد فایده‌ای نداشت، اما آتمسفر دارای یک ویژگی خاص تصفیه است که نفوذ تشعشعات مفید را امکان‌پذیر می‌کند.
جو یا آتمسفر به تشعشعات مفید همچون نور مرئی و تشعشعات مادون قرمز (حرارت) اجازه عبور می‌دهد، و از ورود اشعه ایکس، گاما، فرابنفش، فرا مادون‌قرمز و ریزموج‌ها به زمین جلوگیری می‌کند.
جالب اینکه آب اقیانوس‌ها و دریاها نیز مانند آتمسفر در قابلیت نفوذ تشعشعات دارای گزینش است، چرا که فقط نور مرئی می‌تواند در آن نفوذ کند و تشعشعات مادون قرمز (انرژی گرمایی) می‌‌توانند در چندین کیلومتر از هوا نفوذ کنند اما میزان نفوذشان در آب فقط چند میلی‌متر است. از این‌رو تشعشعات خورشید فقط چند میلی‌متر در سطح دریاهای جهان نفوذ می‌کند. و این خود باعث می‌شود زیر یک عمق معین، دمای آب تمام دریاها نسبتاً یکسان باشد و محیط مناسبی را به شکل ثابت برای زندگی موجودات زنده دریایی فراهم سازد.
میزان‌سازی دقیق در ویژگی‌های فیزیکی آب
تمام مواد شناخته‌شده از جمله مایعات با کاهش دما منقبض می‌شوند. کاهش حجم به معنای افزایش تراکم و افزایش جرم در حجم می‌شود (وزن مخصوص)، ولی به‌گونه‌ای معجزه‌آسا این قاعده عمومی یک استثناء دارد و آن، آب است. آب تا زمانی که دمای آن به چهار درجه سانتیگراد کاهش یابد منقبض می‌شود و پس از آن برخلاف سایر مایعات مجدداً منبسط می‌شود. به همین دلیل حالت جامد آب (یخ) نسبت به حالت مایع آن، جرم کمتر و سبک‌تری دارد. به عبارت دیگر، یخ که باید طبق قاعده کلی در آب فرو رود براساس این استثنا روی آب شناور می‌ماند.
حال دقت کنید، اگر این استناد نبود و آب جامد (یخ) سنگین‌تر از آب به شکل مایع می‌بود (همچون سایر مایعات) در آن حالت با یک فصل زمستان و یخ بستن آب‌های دریا، یخ به زیر آب می‌رفت و مجدداً سطح آب یخ می‌بست و به زیر می‌رفت و طی مدت کوتاهی تمام حجم آب‌های اقیانوسی نواحی سرد زمین به یخ تبدیل می‌شد و تمام موجودات دریایی از بین می‌رفتند.
این ویژگی آب برای دریاهای جهان واقعاً سرنوشت‌ساز است. نظیر این موارد باز هم در جهان وجود دارد که از ظرفیت این مقاله خارج است.
نتیجه‌گیری
نتیجه این بررسی که حاصل رابطه فکری انسان با محیط و تأثیر متقابل محیط و جهان پیرامون بر انسان است می‌تواند این باشد که به قول پروفسور جورج اف الیس6 «میزان‌سازی دقیق و شگفت‌انگیزی در قوانین عالم رخ می‌دهد که این امر (یعنی پیچیدگی) را امکان‌پذیر می‌کند، درک پیچیدگی این روندها عدم استفاده از واژه معجزه را دشوار می‌کند.»
پروفسور پل داویس7 می‌گوید «به نظر می‌رسد خود همین قوانین (فیزیک) نتیجه طرح فوق‌العاده مبتکرانه‌ای هستند و ... لذا جهان باید هدفمند باشد.»
این توجهات و دقت‌ها به شکلی زیبا و معجزه‌آسا، 1400 سال قبل در بیان قرآن کریم آمده است؛ کلمات معجزه‌آسایی که آدمی را به تفکر به محیط اطرافش ترغیب می‌کند تا رمز و رموز جهان هستی را درک کند و رابطه صحیح و خردمندانه‌ای با آن داشته باشد؛ مطالب مفیدی که علم جغرافیا، امروزه جوانان ما را به سمت آن‌ها سوق می‌دهد.
إِنَّ فِی خَلْقِ السَّمَاوَاتِ وَالأَرْضِ وَاخْتِلاَفِ اللَّیلِ وَالنَّهَارِ وَالْفُلْک الَّتِی تَجْرِی فِی الْبَحْرِ بِمَا ینفَعُ النَّاسَ و َمَا أَنزَلَ اللّهُ مِنَ السَّمَاءِ مِن مَّاء فَأَحْیا بِهِ الأرْضَ بَعْدَ مَوْتِهَا و َبَثَّ فِیهَا مِن کلِّ دَآبَّهٍ وَتَصْرِیفِ الرِّیاحِ وَ السَّحَابِ الْمُسَخِّرِ بَینَ السَّمَاء وَالأَرْضِ لآیاتٍ لِّقَوْمٍ یعْقِلُونَ (بقره/ 164).
به‌راستی در آفرینش آسمان‌ها و زمین و آمد و شد شب و روز و کشتی‌های روان در دریا برای منافع مردم و آبی که خداوند از آسمان فرو می‌فرستد و زمین را بعد از مردنش زنده می‌گرداند و از هرگونه جنبده‌ای در آن قرار داده و در گرداندن بادها و ابرهای میان آسمان و زمین، نشانه‌هایی برای اندیشمندان است.
پی‌نوشت‌ها
1. Roger Penrose
2. Jone Ó keefe
3. Frank Press
4. Raymond Siver
5. James Lavlake
6. George F. Ellis
7. Paul Davies
منابع
1. قرآن کریم.
2. یحیی، هارون. دنیای شگفت‌انگیز اطراف ما. ترجمه علیرضا عیاری. تهران: کانون پرورش فکری کودکان و نوجوانان.
3. محمدپناه، بهنام. اسرار کیهان.
4. «آسمان شب». ماهنامه بین‌المللی ستاره‌شناسی.
5. سایت گوگل.
6. سایت ویکی‌پدیا (دانشنامه آزاد).
7. CANADA; English, Edition.
8. The Cambridge Atlas of Astronomy