تفریحی علمی

آسانسورهاي فضايي از افسانه هاي علمي خارج مي شوند

"آسانسور فضایی" یکی از گیج کننده ترین مفاهیمی علمی - فضایی است که در یک دهه گذشته و با مطرح شدن بدیع ترین ایده ها درخصوص طراحی آن به تصور شکل گیری ستونی فلزی میان زمین و نقاط دور دست فضایی دیگر به عنوان یک افسانه علمی نگریسته نمی شود...

[ اخبار فيزيك ]

آسانسورهاي فضايي از افسانه هاي علمي خارج مي شوند

"آسانسور فضايي" يكي از گيج كننده ترين مفاهيمي علمي - فضايي است كه در يك دهه گذشته و با مطرح شدن بديع ترين ايده ها درخصوص طراحي آن به تصور شكل گيري ستوني فلزي ميان زمين و نقاط دور دست فضايي ديگر به عنوان يك افسانه علمي نگريسته نمي شود.

به گزارش خبرگزاري مهر، دانشمندان ژاپني در كنار همتايان اروپايي خود از جمله پيشگامان برجسته طراحي و ارائه ايده هاي مختلف جذاب درخصوص ساخت آسانسورهاي فضايي بوده اند. در حقيقت مي توان آنها را به نوعي از پيشگامان تبديل ايده هاي مطرح شده در افسانه هاي علمي به واقعيت قلمداد كرد.

بشر تا به امروز توانسته است با قرار دادن خود در دل شاتلها و كپسولهاي مختلف و مدرن فضايي خود را از مرزهاي فضا عبور داده و با به جان خريدن خطراتي مرگبار و سفرهاي سخت و طولاني به اكتشافاتي در اطراف زمين بپردازد اما پيش بيني مي شود قرن بيست و يكم زمان آن باشد كه بشر بتواند بدون دغدغه اي خاص و بيشتر در قالب يك سفر تفريحي با كمترين خطرات ممكن از مرزهاي فضا عبور كند.

از نظر شيمي دانان، فيزيكدانان و دانشمندان علوم مواد در سراسر دنيا، آسانسورهاي فضايي در برگيرنده مفاهيمي پيچيده اي هستند. استفاده از كابلهايي قدرتمندتر و در عين حال سبكتر از هرگونه فيبري كه تاكنون در دنيا ساخته شده است و متصل كردن آن از يك سو به پايگاهي زميني و ثابت نمودن آن در ايستگاه ماهواره اي در خارج از اتمسفر زمين، سه مانع پيچيده ايست كه براي غلبه بر آن ايده هاي مختلفي ارائه شده است.

به گزارش مهر، برخي از اين ايده ها دربرگيرنده استفاده از كابلي به طول 36 هزار كيلومتر است كه وظيفه اصلي آنها حمل اتاقكهاي ويژه حمل مسافران و دانشمندان به خارج از مرزهاي فضا عنوان شده است. به گفته دانشمندان طراحي و ساخت اين حامل هاي فضايي گرچه از حيث پيچيدگي به گرد ساختار فوق پيچيده شاتلهاي فضايي نخواهد رسيد اما ساخت آنها مستلزم استفاده از تكنيكهاي فوق مدرن مهندسي است.

دانشمندان اين طرحها و از جمله ايده ارائه شده از سوي دانشمندان ژاپني بر اين اصل كلي استوار است كه شمار قابل توجهي از حاملهاي فضايي به اين كابل متصل بوده و به لطف وجود ابر‍ژنراتورهاي خورشيدي هيچ نگراني نيز از بابت تأمين انرژي حركتي مورد نياز اين حاملها نيز وجود نخواهد داشت.

نكته اي كه در اين ميان موجب دلگرمي دانشمندان شده است اين است كه نيروي مورد نياز براي خروج حاملهاي فضايي تشكيل دهنده آسانسور به خارج از مرزهاي فضا تا 100 برابر كمتر از انرژي است كه شاتلها براي فرار از زمين صرف مي كنند.

به گزارش مهر، ايده جذاب و هيجان برانگيز آسانسورهاي فضايي، دانشمندان كشورها و مراكز تحقيقاتي مختلف جهان از ناسا گرفته تا شركتها و مراكز كوچكتر را بر آن داشته است تا ايده هاي گوناگوني را درخصوص ساخت آسانسورهاي فضايي ارائه كنند اما نكته اساسي اين است كه تأمين امنيت جاني فضانوردان، دانشمندان و مسافران عادي آنها مهمترين و چالش برانگيزترين مرحله در فرآيند طولاني مدت ارائه آسانسورهاي فضايي است.

+ نوشته شده در دوشنبه دوم دی 1387ساعت 9:4 توسط محسن |

تحقيقات جديد در مورد ابر نواختر سرنخهاي وسوسه انگيزي در مورد انرژي تاريك عنوان مي كنند

ممكن است پژوهش جديد نبوغ انيشتين كه يك"ثابت كيهاني" را به معادله انبساط كيهان اضافه كرد ولي بعدها آن را پس گرفت ثابت كند

بر اساس "جستجوي ميراث ابرنواختر (Supernova Legacy Survey) كه يك تيم بين المللي از پژوهشگران در فرانسه و كانادا است و با دانشمندان تلسكوپ بزرگ آكسفورد ، كالتك و بركلي همكاري مي كند، انرژي تاريك مرموز كه انبساط رو به افزايش كيهان را باعث مي شود مانند معادله كيهاني مشهور انيشتين عمل مي كند. مشاهدات آنها آشكار مي كند كه انرژي تاريك با دقت ده درصد مانند ثابت كيهاني انيشتين رفتار مي كند.

پروفسور ري كارلبرگ از بخش اختر شناسي و اختر فيزيك دانشگاه تورنتو مي گويد" اين يافته اهميت زيادي دارد. رصدهاي ما با برخي ايده هاي نظري در مورد ماهيت ماده تاريك اختلاف دارند. اين ايده هاي نظري پيش بيني مي كنند كه انرژي تاريك مي بايد با انبساط كيهان تغيير كند اما تا آنجائيكه ما مشاهده مي كنيم اينگونه نيست." نتايج اين پژوهش در شماره آينده مجله اختر شناسي و اختر فيزيك منتشر خواهد شد.

كريس پريچت پروفسور فيزيك و اختر شناسي دانشگاه ويكتوريا در بريتيش كلمبياي كانادا كه همكار نويسنده اين تحقيق مي باشد مي گويد" شايد پروژه جستجوي ميراث ابر نواختر" پيشاهنگ جهاني در تلاش ما براي درك ماهيت انرژي تاريك باشد". پژوهشگران با استفاده از يك دوربين مبتكرانه 340 ميليون پيكسلي بنام مگا كم (MegaCam) موفق به اين كشف شدند.

اين دوربين توسط آژانس نيروي اتمي فرانسه (Commissariat ࠍ l?ɮergie Atomique) و بخش تلسكوپ هاوائي-فرانسه-كانادا ساخته شد. پير آستير يكي از دانشمندان مركز ملي پژوهشهاي علمي فرانسه مي گويد " حوضه ديد وسيع اين دوربين كه چهار قمر در يك تصوير آن جاي ميگيرد ، به ما اين توانائي را داد تا بطور همزمان و بسيار دقيق تعدادي ابرنواختر كه رويدادهاي بسيار نادري هستند را اندازه گيري كنيم.

ريچارد اليس ، پروفسور اختر شناسي در موسسه فن آوري كاليفرنيا اضافه مي كند" رصد هاي پيشرفته از ابرنواخترهاي دوردست مستقيم و فوري ترين شيوه اي است كه ما بواسطه آن مي توانيم در مورد انرژي تاريك اسرارآميز آگاهي حاصل كنيم. از لحاظ كيفي و كمي اين يك قدم بزرگ به جلو مي باشد."

اكنون بنظر مي رسد مشاهداتي كه توسط اين گروه بين المللي از اختر شناسان صورت مي گيرد نشاندهنده آن است كه انرژي تاريك مانند ثابت كيهاني بوده و در سرتاسر زمان و فضا بدون تغيير است. با اندازه گيري فاصله تا 71 ابر نواختر دوردست ، دانشمندان توانستند با اطمينان بسيار زياد مشخص كنند كه انرژي تاريك همين تاثير را بر روي نور ابر نواختر ها اعمال مي كند كه اين تاثير با فاصله ابر نواختر ها تغيير نمي كند. محققين سپس اين يافته را در يك معادله حالت قرار دادند كه رابطه بين فشار و چگالي را اندازه گيري مي كند. آنها دريافتند كه انرژي تاريك مي بايد كمتر از 85.- باشد كه بسيار نزديك به ثابت كيهاني انيشتين يعني 1- است.

پل پرلماتر كه پروفسور فيزيك دانشگاه كاليفرنيا است مي گويد" اين يافته ها نسل جديد و شگرفي از پژوهشهاي كيهانشناسي را با استفاده از رصد ابرنواختر بوجود مي آورند. اين اطلاعات از آنچه ما 10 سال پيش تصور مي كرديم شگرف تر مي باشند. اين يافته يك قدرداني واقعي از سازندگان اين تجهيزات ، تحليل هاي گروه پژوهشي و ديد علمي گستره جوامع علمي فرانسه و كانادا است." پروژه "جستجوي ميراث ابرنواختر" تلاشي بين المللي است كه از تصاوير تلسكوپ هاوائي-فرانسه-كانادا كه تلسكوپي 3.6 متري بر فراز كوه آتشفشاني خاموش Mauna Kea در هاوائي بهره مي برد. نتايج جديد بر اساس اطلاعات حدود 20 شب رصد است.

اما اين يافته ها يك سئوال ديگر را مطرح مي كنند: همفرودي كيهاني. بنظر مي رسد مشاهداتي مانند اين ثابت مي كنند ماده عادي و انرژي تاريك دقيقا در اين لحظه از زمان چگالي هاي مشابه دارند هرچند كه چگالي ماده از زمان انفجار بزرگ بطور مداوم در حال تحليل رفتن است. حتي انيشتين نتوانست دليل اين پديده را پيدا كند.

انتظار مي رود كه نتايج آينده دقت اين يافته ها را دو و يا حتي سه برابر دقيقتر از يافته هاي فعلي كنند و نهايتا اسرار باقيمانده در مورد ماهيت انرژي تاريك را آشكار نمايند.

+ نوشته شده در دوشنبه دوم دی 1387ساعت 9:2 توسط محسن |

عکسهای فضایی

+ نوشته شده در سه شنبه دوازدهم شهریور 1387ساعت 10:38 توسط محسن |

اخترشناسان مي‌گويند براساس شبيه سازي‌هاي رايانه‌يي، منظومه خورشيدي ما، ويژه و منحصر به فرد است.

به گزارش (ايسنا)، در اين پژوهش جديد كه از سوي اخترشناسان دانشگاه نورث وسترن انجام شده، شبيه سازي‌هاي رايانه‌يي نشان داده است كه منظومه شمسي در كهكشان راه شيري تا چه اندازه خاص و منحصر به فرد است.

اخترشناسان در اين پژوهش از اطلاعات اخير حاصل از 300 سياره خارج منظومه شمسي كه به دور ستاره‌هاي ديگري به غير از خورشيد كشف شده‌اند، استفاده كرده‌اند.

در حالي كه مطالعات قبلي نشان داده بود منظومه خورشيدي، مانند ساير منظومه‌هاي كيهاني است، اما در تحقيق جديد اين تصور رد شده است و شواهد رايانه‌يي واقعيت ديگري را نشان مي‌دهند.

اين پژوهشگران مي‌گويند: اگر ويژگي‌هاي منظومه شمسي اندكي با وضعيت كنوني فرق مي‌كرد، اتفاقات ناگوار و ناخوشايندي رخ مي‌داد، مثلا سيارات اين منظومه به داخل خورشيد و يا به اعماق فضا پرتاب مي‌شدند.

پژوهشگران نورث وسترن نخستين گروهي هستند كه با استفاده از شبيه سازي‌هاي رايانه‌يي در مقياس عظيم، مدل تشكيل منظومه‌هاي سياره‌يي را از ابتدا تا انتها تهيه كرده‌اند.

اين پژوهشگران بيش از يك صد مدل شبيه سازي درست كرده‌اند و نتايج بررسي اين مدل‌ها نشان داد كه هر چند به طور متوسط مبدا شكل‌گيري منظومه‌هاي سياره‌يي بر اساس برخوردهاي تهاجمي و شديد است،‌ اما در منظومه ما همه چيز درست سر جايش خودش قرار دارد و در اين منظومه خبري از اين خشونت‌ها و آشفتگي‌ها نيست.

اين تيم تحقيقاتي تصميم گرفتند كه رشد سيارات، تعامل جاذبه‌يي بين آنها و كل سيستم سياره‌يي را در كل بستر فضايي مورد مطالعه و بررسي قرار دهند.

پژوهشگران مي‌گويند: منظومه شمسي تحت شرايط كاملا درست و دقيق متولد شده تا به مكاني منحصر به فرد براي ما انسان‌ها تبديل شود.

+ نوشته شده در سه شنبه بیست و دوم مرداد 1387ساعت 12:31 توسط محسن |

[برنامه لونا]، كه [لونيك] نيز خوانده مي‌شود، عنوان اولين برنامه فضايي شوروي سابق با هدف كاوش در فضاست. لونا در زبان روسي به معناي ماه است. برنامه لونا در ابتدا، سه هدف را دنبال مي‌كرد.

به دست آوردن اطلاعات بيشتر از محيط فضا و نحوه دستيابي به كرات ديگر؛
فرود فضاپيما بر روي سطح كره ماه، و
كمك به فرود آوردن انسان در كره ماه.

برنامه لونا به خوبي توانست به اهداف اول و دوم خود برسد، اما تحقق عيني هدف سوم خود را هرگز نديد. البته بايد توجه داشت كه برنامه سفر انسان به ماه شوروي ذيل برنامه‌هاي ديگري نيز دنبال مي‌شد و لونا بخشي از كل برنامه بود. مثلاً يكي از دلايل اصلي شكست برنامه، ناكام ماندن پروژه پرتابگرهاي عظيم [اِن-1] در رسيدن به اهداف خود بود [1].

برنامه لونا تا سال 1976 ادامه داشت،‌ اما روس‌ها بعد از فتح ماه توسط آمريكايي‌ها، در ذيل برنامه آپولو، در سال 1969، از دنبال كردن هدف سوم، كه لونا انجام بخشي از آن را بر عهده داشت، رويگردان شدند. آنها نه تنها آرزو داشتند انساني را از اتحاد جماهير شوروي بر سطح ماه فرود آورند، بلكه مي‌خواستند جلوتر از آمريكايي‌ها اين كار را انجام دهند.

شوروي در سال 1968 پس از اينكه تا حدود زيادي از فرستادن انسان به ماه نااميد شده بود، تلويحاً اعلام كرد كه هدف شوروي تنها فرستادن ربات به سطح ماه است و به دليل اهميت حفظ جان فضانوردان (!) اين برنامه برايش اولويتي ندارد. پس از موفقيت آمريكايي‌ها در اين زمينه هم اين‌طور وانمود كردند كه اصلاً اتفاق مهمي نيافتاده و سفر به ماه هدف مهمي براي شوروي به حساب نمي‌آمده است. اما واقعيت چيز ديگري بود. درگذشت ناگهاني [سرگِي كاراليوف]، مدير و مغز متفكر تمام برنامه‌هاي فضايي شوروي در سال 1966، ضربه بزرگي به برنامه لونا و ديگر برنامه‌هاي شوروي وارد كرد.

لونا اهداف اول و دوم خود را خيلي خوب دنبال كرد. اين برنامه بسياري از ركوردهاي فضايي را به نام خود ثبت كرد (قرارگرفتن اولين فضاپيما در مدار خورشيد، ايجاد اولين دنباله‌دار مصنوعي، فرود اولين ربات بر سطح ماه، اولين عكس از سمت تاريك ماه، قرار گرفتن اولين فضاپيما در مدار ماه و...) كه در ادامه به آنها اشاره خواهد شد [2].

برنامه لونا كه در آن، طي سال‌هاي 1958 تا 1976، 48 پرتاب را به نمايش گذاشت، يكي از نقاط مهم تاريخ و عصر فضا به شمار مي‌آيد. 24 پرتاب از اين پرتاب‌ها، در همان مرحله پرتاب شكست خورد. از 24 فضاپيمايي كه با موفقيت به فضا پرتاب شدند نيز تنها 15 فضاپيما توانستند ماموريت خود را تقريباً به صورت كامل به پايان برسانند. ماموريت‌هايي كه با عنوان لونا يا لونيك نام‌گذاري شده‌اند، پرتاب‌هاي موفق هستند. اما ماموريت‌هايي كه با عنوان لونا + شماره سال (مانند: لونا1964) يا [كاسموس] نامگذاري مي‌شوند، در همان مرحله پرتاب ناكام مانده‌اند.

تصوير 1- فضاپيماي كاوشگر لونا1

+ نوشته شده در سه شنبه بیست و دوم مرداد 1387ساعت 11:14 توسط محسن |

شهابي «برساووشي» كه 27 تيرماه هر سال همزمان با برخورد زمين با توده ذرات فعال مي شود، 21 و 22 مرداد ماه به اوج خود مي رسد.

بارش شهابي برساووشي، يكي از شورانگيزترين جشنواره‌هاي ساليانه نجومي باشد كه در شب هاي گرم تابستان، منجمان آماتور را گردهم مي آورد.

هنگام اوج بارش شهاب‌هاي برساووشي مي توان شاهد 40 تا 60 شهاب در ساعت بود. پس از آن تعداد شهاب‌ها به تدريج كاهش مي يابد تا اينكه در سوم شهريور با خروج زمين فعاليت آن به پايان مي رسد.

رصد اين واقعه به تلسكوپ و يا هيچ ابزار رصدي ندارد و رفتن به رصدگاهي دور از نور و آلودگي هواي شهر و چشم دوختن به آسمان به ويژه افق شرقي براي رصد اين پديده زيباي نجومي كافي است.

دنباله دار منشاء بارش برساووشي دنباله دار سويفت-تاتل است كه در سال 1862 توسط لوييس سويفت از نيويورك و هورس تاتل از رصدخانه هاروارد كشف شد.

چند سال پس از كشف اين دنباله دار بود كه «شياپارلي» با كمك محاسباتش نشان داد كه دنباله دار سويفت- تاتل منشاء بارش شهابي است.

اين دنباله‌دار هم اكنون از زمين دور شده اما آثار به جا مانده از دم پهن آن عاملي براي ايجاد اين بارش شهابي است. سرعت اين ذرات 132 كيلومتر بر ساعت و بهترين بارش‌ها وقتي است كه زمين با توده بزرگي از اين ذرات برخورد مي‌كند.

اين بارش كه به بارش نيمكره شمالي شهرت دارد در نيمكره جنوبي هم ديده مي‌شود اما تعداد شهاب‌هاي قابل رويت آن كمتر است.

براي اين رصد به تلسكوپ و هيچ گونه ابزار نجومي نياز نداريد و كافي است رصد گاهي دور از نور و آلودگي هواي شهر انتخاب كرده و يك زير انداز مناسب امكان خوبي براي خوابيدن شما و چشم دوختن به آسمان به ويژه به افق شرقي است.

ZHR اين بارش 60 است يعني در شرايط ايده‌آل 60 شهاب در ساعت را بايد رصد كنيد و اين در حالي است كه كانون بارش در اين محاسبه سمت الراس در نظر گرفته شده است.

ضرورتا به كانون بارش توجه نكرده و صورت‌هاي فلكي اطراف آن را زير نظر بگيريد.

هواي مساعد تابستان و درخشش اين شهاب‌ها بر زيبايي اين بارش مي‌افزايد، بارش‌هاي شهابي كه برخورد جو زمين با ذرات ميليمتري و ميكرومتري است براي انسان و يا زمين تهديدي محسوب نمي‌شود.

صورت فلكي پرساووش حدود نيمه شب از افق شمال شرق رصدگاه شما به طور كامل طلوع مي‌كند.

ستاره معروف الغول كه يك دوتايي گرفتي است در اين برج فلكي قرار دارد. سياره بهرام كه در حال نزديك و نزديكتر شدن به زمين است و بر نورانيت آن افزوده مي شود و همچنين خوشه زيابي ستاره‌اي پروين در سمت راست و پايين كانون قرار دارد.

كانون نقطه‌اي گفته مي‌شود كه امداد شهاب‌هاي هر بارش در جهت خلاف حركتشان به آن نقطه كه در يك صورت فلكي است مي‌رسد.

عكسبرداري با دوربين‌هاي مكانيكي ترجيحا مجهز به لنز زوايه باز (WIDE) و فيلم حساسيت 400 با نوردهي نه چندان زياد و در وضعيت B و ديافراگم نيمه باز، بر جلوه اين بارش پر شكوه مي‌افزايد.

اگر از فيم حساسيت 100 استفاده مي‌كنيد، باز بودن كامل ديافراگم و نوردهي طولاني‌تر توصيه مي‌شود.

فراموش نكنيد با ثبت اولين شهاب، شاتل دوربين را بسته و يك بار ديگر دوربين را براي عكسبرداري شارژ كنيد.

در طول رصد حتما از چراغ‌ قوه‌هاي با نور قرمز استفاده كرده و حتي‌المقدور آنها را به هر طرف نچرخانيد چرا كه شايد دهانه دوربيني براي شكار شهاب‌ها باز بوده و نور شما مشكل آفرين باشد.

+ نوشته شده در سه شنبه بیست و دوم مرداد 1387ساعت 11:13 توسط محسن |

ماده تاریک در زمین

ماده تاريك نامرئي در زمين

گروهی از فیزیکدانان چینی و ایتالیائی ادعا می کنند که در سال 2003 ذراتی از ماده تاریک نامرئی را در اعماق کوهستانی در ایتالیا ردیابی کردند.روز چهار شنبه گذشته این گروه از دانشمندان نتایج آزمایشات چهار ساله خود را اعلام کردند. این دانشمندان ادعا کردند که در سال 2003 ماده تاریک را مشاهده کردند ولی برخی دانشمندان دیگر بر این باور بودند که نتیجه به دست آمده در آن زمان ناشی از اشکالاتی در آمار و محاسبات بود. اما اکنون شواهد محکم تر هستند.

[ اخبار فيزيك ]

گروهي از فيزيكدانان چيني و ايتاليائي ادعا مي كنند كه در سال 2003 ذراتي از ماده تاريك نامرئي را در اعماق كوهستاني در ايتاليا رديابي كردند.

روز چهار شنبه گذشته اين گروه از دانشمندان نتايج آزمايشات چهار ساله خود را اعلام كردند. اين دانشمندان ادعا كردند كه در سال 2003 ماده تاريك را مشاهده كردند ولي برخي دانشمندان ديگر بر اين باور بودند كه نتيجه به دست آمده در آن زمان ناشي از اشكالاتي در آمار و محاسبات بود. اما اكنون شواهد محكم تر هستند.

فرانسيس هالزن ، فيزيكدان ذرات كيهاني از دانشگاه ويسكانسين آمريكا بعد از شركت در جلسه مربوط به اين كشف مي گويد" ما تقريبا مطمئنيم كه اين "سيگنال" يك حادثه آماري نيست. اين سيگنال نشان دهنده صورت ديگري از ماده است".

ستاره شناسان بر اين باورند كه كهكشان ما غرق در ذرات ماده تاريك است. اين ماده نامرئي حدود نود درصد ماده كيهان را تشكيل مي دهد. تا بحال ، وجود ماده تاريك در فضا فقط با كشش نيروي جاذبه آن بر روي ستاره ها و كهكشانهاي عادي تعيين مي شد. اين گروه از دانشمندان طي آزمايشات خود با نگاه دقيقتري ذرات ماده تاريك كه به زمين اصابت مي كنند را دنبال كردند. اين تحقيقات در يك آزمايشگاه كه 1.4 كيلومتر زير زمين و درون كوهستان گران ساسو ايتاليا قرار دارد انجام شدند. دانشمندان مزبور پرتوهائي از نور را درون يك آشكارگر يديد پتاسيم جستجو مي كنند.

اكثر اين نورها از " سر و صداي" پس زمينه از قبيل نوترونهاي عادي فعاليتهاي راديواكتيو صخره هاي اطراف ناشي مي شوند. اما بعضي از آنها هم ممكن است از ذرات ماده تاريك باشند كه در اين صورت دانشمندان انتظار دارند كه تغييرات فصلي را در اين سيگنالها مشاهده كنند زيرا سرعت زمين در كهكشان راه شيري بسته به مسيرحركتش تغيير مي كند. اين فرضيه پيش بيني مي كند كه زمين در ماه ژوئن بيشتر در معرض اصابت ذرات ماده تاريك است و اين ميزان در ماه دسامبر كمتر مي شود.

اين گروه از دانشمندان طي آزمايشات هفت ساله خود و با استفاده از اشكار گر ده كيلومتري دقيقا همين موضوع را گزارش كردند.اما نتايج به دست آمده با شك و ترديد زياد مواجه شد زيرا هيچكدام از تحقيقات وآزمايشات ديگر نتيجه مشابه نداشته بود. بنابراين ، اين گروه تحقيقات خود را با استفاده از يك آشكارگر بزرگتر 250 كيلومتري آغاز كردند كه همان افزايش و كاهش در ماه ژوئن و دسامبر را نشان مي داد. اين گروه ادعا مي كند كه نتيجه جديد بسيار چشم گير است زيرا نواساني كه آنها مشاهده مي كنند بسيار نادر است و حتي نمي توان آن را به تاثير سيتماتيك مانند تغييرات فصلي در دماي آزمايشگاه زيز زميني آنها نسبت داد. هالزن و برخي از دانشمنداني كه در مورد اين تحقيقات ترديد نشان مي دهند اعتقاد دارند كه هنوز بايد تحقيقاتي بيشتري انجام داد تا كاملا مطمئن شد كه اين ماده تاريك اسرار آميز است يا خير. آنها بر اين عقيده هستند كه پديده ماده تاريك بسيار مهم است و مي بايد توجه خاصي به تحقيقات در مورد آن داشت

نقل از سي پي اچ

+ نوشته شده در پنجشنبه بیست و ششم اردیبهشت 1387ساعت 9:39 توسط محسن |

نواختر

علوم طبیعت > فیزیک > نجوم و اختر فیزیک > نجوم
علوم طبیعت > فیزیک > نجوم و اختر فیزیک > اختر فیزیک

(cached)

نواختر (Novafaittaril)

ریشه لغوی

نواختر به معنی تازه و نو ، ریشه در زبان لاتین دارد و از آن برای توصیف افزایش نورانیت یک ستاره که برخی اوقات این افزایش چندان زیاد نیست، استفاده می‌شود.

نگاه اجمالی

تولد یک ستاره جدید در یک ابر غول آسایی که از گاز و غبار به نام ابر رخ می‌دهد. این ابر با کشش گاز و غبار به داخل توسط نیروی گرانش شروع به فروپاشی می‌کند و صدها ستاره جوان تشکیل می‌گردد. هر ستاره جوان یا پیش ستاره با تولید انرژی هسته‌ای شروع به درخشش می‌کند. نیروی این انرژی بیشتر ، گاز و غبار احاطه کننده ستاره را به اطراف پراکنده می‌کند و یک ستاره نوع تی - شوری را بر جا می‌گذارد. سپس ستاره میلیاردها سال در دوره رشته اصلی می‌ماند و می‌درخشد.

اما سرانجام گازها که به عنوان سوخت واکنش هسته‌ای ستاره عمل می‌کنند، خاتمه می‌یابد. در نتیجه مرکز ستاره داغتر و داغتر می‌شود، تا جایی که ستاره منبسط می‌شود تا جایی که یک غول سرخ را تشکیل می‌دهد. وقتی که تمام سوخت ستاره تمام شد، ستاره منقبض می‌شود و تبدیل به کوتوله سفید می‌شود که کم نور تر و کم نور تر می‌شود. برخی از ستاره‌های بزرگ با چنان سرعتی منقبض می‌شوند که بطور چشمگیری در یک انفجار ابرنواختر منهدم می‌شوند.

تاریخچه

قدیمی ترین گزارش ثبت یک نواختر به حدود 134 سال قبل از میلاد باز می‌گردد و از آن سال تا 1900 میلادی ظهور مرتب 160 نواختر گزارش شده بود. با پیشرفتهای بوقوع پیوسته در فناوری اپتیکی و متعاقبا برنامه ریزی منسجم باعث شده است که این تعداد در یکصد سال اخیر به دو برابر افزایش یابد.

سیر تحولی و رشد

بیشتر ستارگان به خورشید شباهت دارند و از سوزاندن هیدروژن در مرکزشان انرژی می‌گیرند. میلیاردها سال بعد ، وقتی که این ستارگان به غول سرخ تبدیل شدند، لایه‌های بیرونی خود را به فضا پرتاب می‌کنند و هسته سوخته آنها منقبض می‌شود تا به کوتوله سفید تبدیل شوند. جرم این ستارگان به اندازه‌ای نیست که پس از هلیوم سوزی بتوانند واکنشهای گرمایی هسته‌ای دیگری آغاز کنند. پس از آنکه لایه‌های بیرونی این ستارگان به صورت سحابی سیاره‌ نما پرتاب شدند، جرم لاشه‌‌ای که از آنها باقی می‌ماند. بدون تردید کمتر از حد چاندراسکا خواهد بود. ستارگان بسیار درخشان نیز وجود دارند که بیش از خورشید جرم دارند. اما تعداد این ستارگان کمتر است.

ستارگان پر جرم همچون ستارگان کم جرم ، هنگامی که به غول سرخ تبدیل می‌شوند در هسته خود هم هیدروژن و هم هلیوم می‌سوزانند. اما در این ستارگان به سبب جرم بسیار زیاد ، شروع به واکنش گرما - هسته‌ای دیگری نیز می‌کنند. مثلا هسته غنی از اکسیژن و کربن ستاره کم جرم ، غیرفعال است. اما در ستارگان پرجرم ، وزن بی اندازه زیاد ماده ستاره‌ای سبب می‌شود که دمای نواحی مرکزی به 700 میلیون درجه سانتیگراد برسد و کربن سوزی آغاز شود.

مرحله اکسیژن سوزی

حتی پس از آن نیز ، زمانی که دمای نواحی مرکزی به یک میلیارد درجه برسد، اکسیژن سوزی آغاز می‌شود و در هریک از این موارد ، واکنش گرما - هسته‌ای تا زمانی در مرکز ستاره ادامه خواهد داشت که تمامی سوخت به پایان برسد. سپس واکنش گرما - هسته‌ای زمانی کوتاه باز می‌ایستد و هسته ستاره تحت تاثیر نیروی گرانش منقبض می‌شود. بی درنگ دمای بالای هسته در حال انقباض چنان افزایش می‌یابد که واکنش هسته‌ای مشایهی در پوسته نازکی در پیرامون هسته آغاز شود. خاکستر به جا مانده از اکسیژن سوزی ، سیلیس است. هر چه پوسته نازک اکسیژن به طرف بیرون حرکت می‌کند، ذخیره‌ای (فراوان) از سیلیس بر جای می‌ماند.

مرحله سیلیس سوزی

هنگامی که تراکم بیشتر هسته ستاره ،‌ دمای مرکز را به 3 میلیارد درجه سانتیگراد می‌رساند، سیلیس سوزی آغاز می‌شود. آهن خاکستر به جا مانده از سیلیس سوزی است. اما هر قدر هم که هسته ستاره داغ شود، آهن نمی‌سوزد. بنابراین ستاره پر جرم در اواخر عمرش ، هسته‌ای غیر فعال و غنی از آهن دارد که چندین پوسته نازک آن را در برگرفته‌اند. در این پوسته‌ها که در آنها واکنش هسته‌ای جریان دارد، نزدیک به هسته ستاره مجتمع شده‌اند. تشکیل هسته غنی از آهن نشانه مرگ زودرس ستاره است. البته اتمهای آهن در هسته سوخته ستاره کاملا جدا از هم و گسسته‌اند و هیچ اتمی در گرما و فشار بی‌اندازه زیاد موجود در مرکز ستاره سالم باقی نمی‌ماند. در نتیجه هسته ستاره حاوی هسته‌های اتم آهن است که در دریایی از الکترون شناورند.

هرچه پوسته سیلیس سوز به آهستگی از مرکز ستاره دور می‌شود، مقدار بیشتری الکترون و هسته اتم آهن بر جا می‌ماند. سرانجام هسته مرده ستاره دیگر نمی‌تواند وزن سنگین و خرد کننده بقیه ستاره را تحمل کند. زمانی که جرم هسته آهنی به 1.5 برابر جرم خورشید می‌رسد، فشار چنان زیاد می‌شود که الکترونها به درون هسته‌های اتم آهن فشرده می‌شوند. در چنین حالتی الکترونهای منفی با پروتونهای مثبت ترکیب می‌شوند و نوترون بوجود می‌آورند. درنتیجه این فرایندها هسته ستاره به شدت درهم می‌ریزد که این فروریزش هسته بطور ناگهانی روی می‌دهد و مقدار بسیار زیادی انرژی آزاد می‌گردد. با هجوم آوردن یک موج شوکی از هسته درحال انفجار بطرف بیرون ، ستاره کاملا از هم می‌پاشد، در این حالت ستاره به ابر نواختر تبدیل شده است.

مکانیزم

نواخترها به کمک طیف و افزایش نورانیت ظاهریشان به آسانی شناخته می‌شوند. میزان تغییرات درخشندگی آنها ممکن است بین 15-8 قدر نوسان داشته باشد. نواخترها متعلق به دسته‌ای از ستارگان متغیر به نام متغیرهای غیرمترقبه یا CV ها می‌باشند. در طی انفجار یک ابر نواختر ، روشنایی ستاره محکوم به فنا ناگهان میلیونها بار افزایش می‌یابد. در مدت چند روز نور ستاره با کل نور کهکشان که ستاره در آن قرار دارد، برابری می‌کند. آخرین ابر نواختر نزدیک به ما درسال 1604 در صورت فلکی مار و پیش از آن درسال 1572 ابرنواختری در صورت فلکی ذات الکرسی دیده شد. در فورانهای نواختری فقط مقادیر کمی از ماده ستاره به فضا پرتاب می‌شود. برعکس در انفجار ابر نواختر ، مقادیر زیادی از ماده ستاره با سرعتهایی فراتر از سرعت صوت پرتاب می‌شود.

این گازهای پرتاب شده با هجوم سریع به درون مواد میان ستاره‌ای پیرامونشان پرتو افشانی می‌کنند و می‌درخشند. در توفندگان جریان هیدروژن سوزی بسیار کندتر از آن است که بتوان انرژی توفندگان را ناشی از آن دانست. از این رو برخی از اختر فیزیکدانان هلیوم سوزی را فشار انرژی آنها می‌دانند. اما صرفنظر از نوع دقیق سوخت مصرفی شباهت بسیار زیادی میان نمودارهای مربوط به انفجار توفندگان و انفجار نواختران وجود دارد و همانطور که توفندگان می‌توانند بارها زبانه بکشند.

انواع نواختر

نواختران بر حسب رفتاری که از خودشان در طول یک کمینه تا بیشینه نشان می‌دهند به سه دسته عمده تقسیم می‌گردند.

نواختران سریع (NA)

این نواختران صعود تندی را به بیشینه درخشندگی از خود نشان می‌دهند و حداکثر چند روز در این وضعیت باقی می‌ماند. از آن پس درخشندگی آنها شروع به کاهش می‌کند و بتدریج شیب آنها کاهش می‌یابد و ممکن است بسیار هموار گردند.

نواختران کند

نواختران کند افزایش منظم تا بیشینه درخشندگی از خود نشان می‌دهند و از چند هفته تا چندین ماه در آن وضعیت باقی می‌مانند. آنها در آغاز با افت و خیزهای اندکی شروع به کم نور شدن می‌نماید. اما به تدریج این میزان افزایش می‌یابد. همچنانکه شاهد کاهش درخشندگی ستاره هستیم، می‌بینیم که کمی پرنور شده و بیشینه دومی می‌رسد و پس از آن به علت کمینه حرکت می‌کند. طول دوره کاهش 3 قدر در این هسته ممکن است 150 یا بیشتر باشد.

نواختران بسیار کند

دسته کوچکی از نواختران وجود دارند، که دارای منحنی نوری مشابه به حالتهای قبل هستند. با این وجود ممکن است در چند سال تا یک دهه در حالت بیشینه باقی بمانند و کاهش درخشندگی آنها نیز بسیار کندتر خواهد بود.

+ نوشته شده در پنجشنبه نوزدهم اردیبهشت 1387ساعت 10:55 توسط محسن |

کوانتوم

در ابتداي قرن بيستم دو نظريه ي مهم در فيزيك پايه گذاري شد، مكانيك كوانتومي و نظريه نسبيت. بر خلاف موفقيت هاي فراواني كه هر كدام از اين نظريه ها به طور جداگانه بدست آوردند، با يكديگر ناسازگار به نظر مي رسيدند. اين تناقض در قلب فيزيك نظري همچنان يكي از جنجالي ترين مطالب علم است.

نظريه نسبيت عام در محاسبه ي دقيق گرانش موفق عمل مي كند. اگر در ميدان گرانش، مكانيك كوانتومي را به كار بگيريم، به گرانش كوانتومي دست مي يابيم. در نگاه اول ساختن نظريه گرانش كوانتومي مشكل تر از نظريه ي الكترو ديناميك كوانتومي به نظر نمي رسيد. الكترو ديناميك كوانتومي نيم قرن پيش ابداع شد. اساس QED يا همان الكترو ديناميك كوانتومي توصيف نيروهاي الكترو مغناطيسي بر حسب تبادل ذراتي است كه آنها را فوتون مي ناميم. به عبارت ديگر فوتون كوانتاي ميدان الكترومغناطيس است. اين فوتون ها گسيل شده و بلافاصله جذب مي شوند. در نتيجه گسيل و جذب فوتون ها انرژي و تكانه ذرات ثابت نمي ماند. بنابر اين دافعه ي الكتروستاتيك بين دو الكترون را مي توان در نتيجه ي گسيل فوتون از يك الكترون و جذب آن توسط الكترون ديگر دانست.

به طور مشابه مي توان جاذبه ي گرانشي بين دو جسم را در نتيجه ي تبادل گراويتون ، يعني كوانتاي ميدان گرانشي ، دانست. اين واقيعت كه تا كنون گراويتون توسط هيچ وسيله اي آشكار نشده است، چندان تعجب آور نيست، چون نيروي گرانشي بسيار ضعيف تر از نيروهاي مغناطيسي و الكتريكي است. ثابت مي شود كه تبادل گراويتون بين جرم هاي نقطه اي باعث ايجاد ميدان گرانشي با قانون معروف عكس مجذور فاصله مي شود.

اما هنگامي كه فرآيند هاي پيچيده تر ، كه در آنها تعداد زيادي گراويتون وجود دارند، در نظر گرفته مي شود مشكلي به وجود مي آيد. يك فرق مهم بين ميدان گرانشي و الكترومغناطيسي وجود دارد. ميدان گرانشي غير خطي است. اين غير خطي بودن از آنجا ناشي مي شود كه ميدان گرانشي شامل انرژي است و اين انرژي داراي معادل جرم است كه ميان ان جرم ها مجددا نيروي گرانشي وجود دارد. به زبان كوانتومي اين مطلب بر اين نكته دلالت دارد كه گراويتون ها با گراويتون هاي ديگر اندركنش مي كنند، در حالي كه فوتون ها با بارهاي الكتريكي و جريان ها اندركنش دارند و با هيچ فوتون ديگري اندركنش ندارند. چون بين گراويتون ها اندركنش وجود دارد مي توان گفت كه ذرات مادي با شبكه ي پيچيده اي از گراويتون ها احاطه شده است كه حلقه هاي بسته اي را تشكيل مي دهند، مانند يك درخت پر از شاخ و برگ.

در نظريه ميدان كوانتومي حلقه هاي بسته نشانه ي درد سر مي باشند و موجب توليد جواب هاي بي نهايت در محاسبه ي فرآيند هاي فيزيكي مي شوند.در QED اين مسئله هنگامي به وجود مي آيد كه يك الكترون فوتوني را گسيل و مجددا جذب كند. بي نهايت هاي بدست آمده را با يك روش رياضي با نام «باز بهنجارش» بر طرف مي كنند. اگر اين روش به درستي به كار گرفته شود، جواب هاي قابل قبولي به دست مي آيد.چون در QED جواب هاي بي نهايت را مي توان با اين روش مشخص برداشت به ان يك نظريه ي «باز بهنجار پذير» مي گويند. روش ياد شده مجمو عه اي از اعمال رياضي است كه براي برداشتن بي نهايت ها كافي است.

متاسفانه هنگامي كه مكانيك كوانتومي را در نسبيت عام به كار مي گيريم چنين روشي وجود ندارد. بنابر اين در اين حالت نظريه بازبهنجار نا پذير است. هر فرآيند شامل حلقه هاي بسته ي بيشتر و بيشتري از گراويتون ها خواهد بود كه موجب جملات بي نهايت بيشتري مي شوند . وجود اين جملات بي نهايت باعث مي شود نظريه گرانش كوانتومي براي بررسي اكثر پديده هاي طبيعي بي استفاده شود و اين فكر را بوجود آورد كه چيزي اساسا در نظريه ي نسبيت عام يا مكانيك كوانتومي و يا هردو غلط است.

در چند دهه ي گذشته تلاش هاي زيادي براي گريز از بازبهنجارناپذيري در گرانش كوانتومي شده است. برجسته ترين آنها نظريه « تار» يا « ابر ريسمان» است. اين نظريه بر اين فرض بنا شده است كه كوچكترين چيزي كه دنياي فيزيكي از آن ساخته شده است ذرات نيستند، بلكه تارهايي مي باشند كه 20^10 بار كوچكتر از هسته ي اتم هستند.مدهاي ارتعاشي مختلف اين تارها را مي توان به ذرات گوناگوني مانند الكترون ها ، كوارك ها، نوتريون ها، فوتون ها، گراويتون ها و ديگر ذرات نسبت داد. بين تار ها مانند ذرات اندركنش وجود دارد، اما وقتي فرآيندهايي كه شامل حلقه هاي بسته باشند مورد امتحان قرا گيرند، جواب هايي كه بدست مي آيند ديگر بي نهايت نيست.

مقياس انرژي ها در نظريه تار از مرتبه ي (بخوانيد گيگا الكترون ولت) 19^10Gev است. اين انرژي 17^10 بار بيشتر از انرژي است كه در حال حاظر بزرگترين شتاب دهنده هاي ذرات مي توانند توليد كنند.بنابر اين به نظر مي رسد كه مشاهده ي ساختار ريسماني ماده غير ممكن باشد. فيزيك دانان نظري اميد دارند كه در حد انرژي هاي كمتر و قابل دسترس بتوانند نظريه هاي فيزيكي آشنا تر مانند نسبيت عام، الكترومغناطيس،نيروهاي ضعيف و قوي هسته اي و ذرات بنيادي آشنا را به عنوان تقريبي از نظريه تار بيرون بكشند. بنابر اين نظريه ابر ريسمان يك توصيف پذيرفته شده از گرانش كوانتومي نيست، بلكه تلاشي براي وحدت نيرو ها و ذرات بنيادي است كه آلبرت انبشتين آرزوي تحقق آن را داشت.

متاسفانه تا كنون نظريه تار واحدي وجود ندارد و همچنين حد پايين انرژي واحدي نيز برآورده نشده است.

براي مدت ها اين مسئله مانند يك مانع بزرگ مي نمود اما در سال هاي اخير يك راهكار رياضي مجرد با نام « نظريه ي M» ساخته شده است و معلوم شده است كه اين نظريه، نظريات ابر ريسمان كوناگون را در بر مي گيرد.

هنوز زود است كه گفته شود نظريه ي M در نهايت بين گرانش و كوانتوم آشتي ايجاد كند ، ولي اگر اين نظريه مطابق انتظارات باشد مي بايست واقعيت هاي بنيادي دنياي فيزيك را توضيح دهد. به عنوان مثال فضا- زمان چهار بعدي مي باسيت از نظريه بيرون آيد ، بدون آنكه خودمان آن را به نظريه بيفزاييم. نيروها و ذرات طبيعت نيز مي بايست بر اساس خواص كليدي شان مانند قدرت اندركنش ها و جرم هايشان توضيح داده شوند. به هر صورت تا زماني كه نتوان در حد انرژي شتاب دهنده هاي موجود نظريه M را مورد امتحان قرار داد، اين نظريه در حد يك تمرين زيباي رياضي باقي خواهد ماند.

نويسنده: دكتر داوود افشار

+ نوشته شده در پنجشنبه بیست و نهم فروردین 1387ساعت 12:26 توسط محسن |

گراویتون=اتحاد نیروها

+ نوشته شده در پنجشنبه بیست و نهم فروردین 1387ساعت 12:24 توسط محسن |