جمعه سوم آبان 1387 15:20

انرژی هسته اي

مقدمه:

در علوم راهنمايی ما با قانوني برخورد كرديم به نام قانون پايستگي انرژي كه مي گفت:انرژی نه به وجود مي آيد و نه از بين مي رود بلكه از صورتي به صورت ديگر تبديل مي شود.

انرژی هسته اي چيست؟

انرژي هسته اي يكي از صورتهاي انرژی است كه از تبديل شدن جرم به انرژی پديد مي آيد.در نظريه نسبيت خاص آلبرت آينشتاين قانوني وجود دارد به نام پايستگي جرم_ انرژی كه مفهومي مثل قانون پايستگي انرژی دارد.

جرم طي شرايط خاصي به انرژی تبديل ميشود كه به دو صورت است:شكافت هسته اي (كه در اينجا مورد بحث است) و گداخت هسته اي.(البته راهاي ديگري مثل برخورد ماده و ضد ماده نيز وجود دارد كه با گسيل كوانت همراه است)

در راكتور هاي هسته اي واكنش شكافت انجام مي پذيرد.در شكافت،اتمهاي سنگين ناپايدار شده و سپس فرو مي پاشند و اتمهاي سبك را ايجاد مي كنند.

سوخت راكتور هاي هسته اي نوعي از اورانيوم است كه در زير شرح داده شده است:

اورانيومي كه در طبيعت يافت مي شود اكثرا به دو صورت 235-U و238-U مي باشد.

قسمت اعظم آن (حدود99.7%) را 238-U و قسمت اندك آن را 235-U تشكيل داده. سوخت مورد نياز براي شكافت در راكتور هسته اي 235-U است.روند جدا سازي 238-U و بالا بردن غلظت 235-U را غني سازي مي گويند.

براي اين كار ابتدا اورانيوم را از حالت جامد بايد به حالت گاز تبديل كنيم براي اين كار اورانيوم را طي فرايند هايي به UF6(هگزا فلورايد اورانيوم)تبديل مي كنيم و آن را در دستگاه هاي سانتريفوژ قرار مي دهند.

235-U به دليل نيروي جانب به مركز و جرم كمتر در وسط و 238-U در كناره ها جمع مي شود اگر اين كار را تقريبا 25000 بار انجام دهيم سوخت مورد نياز براي راكتور هسته اي آماده است(كه درصد آن حدود 5%است).

اختلاف غلظت اين سوخت با سوخت بمب اتم(100%)خيلي زياد است.پس براي همين نمي توان به راحتي سوخت مورد نياز براي بمب اتم را فراهم ساخت.

چگونگي واكنش اورانيوم غني شده در راكتور:

ابتدا يك نترون كم شتاب را به طرف يك هسته ی 235-U شليك مي كنيم كه به 236-U(فوق العاده نا پايدار است)تبديل مي شود؛اين هسته سريعا فرو پاشيده و به يك اتم كريپتون 90 و باريم 144 و دو نترون آزاد و مقداري انرژي تبديل مي شود اين دو نترون به دو هسته ي ديگر برخورد كرده و واكنش فوق تكرار مي شود واين عمل به صورت تصاعدي انجام مي شود و انرژي زيادي آزاد مي شود.اين انرژي آب اطراف ديواره راكتور را بخار مي كند و اين بخار توربين ها را مي چرخاند و اين توربين ها برق توليد مي كند و اين برق وارد شبكه رساني كشور مي شود.پس مي توان نتيجه گرفت استفاده صلح آميز از فناوري هسته اي هيچ ضرري ندارد و فوايد زيادي نيز دارد.

نوع ديگر از انرژي هسته اي

طريقه آزاد سازي انرژي هسته اي به دو صورت شكافت و گداخت مي باشد.در قسمت قبل شكافت را توضيح داديم و در اين قسمت گداخت را توزيح مي دهيم.

در روش گداخت هسته اي هسته هاي سبك هسته هاي سنگين را به وجود مي آورند و اين واكنش طي شرايط خيلي خاص امكان پذير است. اين واكنش مستلزم دماي بسيار بالا(1000000درجه كلوين)مي باشد و در آن هسته هاي اتم هاي سبك مثل هيدروژن با همجوشي به هسته اتم هاي سنگين مثل هليوم تبديل مي شوند.

در اين بين مقداري انرژي جرم از دست مي رود اين جرم از دست رفته طبق فرمول معروف انيشتين E=mc^2 به انرژي تبديل شده.

طريقه انجام اين واكنش به اين صورت است كه دو هسته ي هيدروژن با هم تركيب مي شوند و يك دوتريوم،يك پوزيترون و يك نوترينو توليد ميشود.

يك هيدروژن با يك دوتريوم تبديل مي شوند به به يك هليوم سبك(هليوم 3) و مقداري انرژي كه به صورت پرتو گاما آزاد مي شود.

دو هليوم سبك با هم تركيب شده و يك هليوم معمولي به همراه دو هيدروژن توليد مي شود.و اين چرخه ادامه دارد.

اين انرژي سالم مي باشد و مثل شكافت هسته اي زباله ندارد.

انرژي خورشيد و ستارگان ديگر نيز از همين راه تامين مي شود.براي هر چهار اتم هيدرون به يك اتم هليوم (4x10^-5) اِرگ انرژي آزاد مي شود.

در حال حاضر اين انرژي به صورت غير كنترل شده(بمب هيدروژني) در دست بشر است اما تلاش هاي زيادي براي قابل كنترل كردن آن و مورد استفاده قرار دادن آن در حال انجام است.

مشكل اصلي براي انجام اين واكنش در زمين آن است كه هيچ جسمي نمي تواند اين دما را تحمل كند.

نوشته شده توسط کیارش وزیرزاده | موضوع: عمومی | لینک ثابت |

درخشندگي ستارگان جمعه سوم آبان 1387 14:50

در قرن دوم پيش از ميلاد اولين مقياس روشنايي(مقياس قدر) توسط ابرخوس تعريف گرديد. (و بعد مجددا در حدود 2000سال پيش توسط بطلميوس تعريف شد).

ابرخوس 20 ستاره اي را كه از بقيه پرنورتر بودند را به طور دلخواه ستارگان قدر اول و 50 ستاره بعدي به ترتيب درخشندگي ظاهري را ستارگان قدر دوم ناميد.نام قدر ششم به چند صد ستارهايي داده شد كه به دشواري با چشم انسان معمولي ديده مي شدند و بقيه ستارگان را بر اساس درخشندگي آنها در مرتبه ي قدري بين 3 تا 5 قرار داد.

او اولين كاتالوگ واقعي ستارگان را كه هم موضع و هم درخشندگي ستارگان را نشان مي داد،تدوين كرد.البته او ناچار بود بدون كمك هيچ وسيله اي و تنها با تكيه بر توانايي خود در باره ي درخشندگي ستارگان قضاوت كند.بديهي است كه روشهاي جديد اندازه گيري ستارگان(روشهاي نورسنجي)بسيار دقيق تر است.

بدين طريق يك طبقه بندي كاملا اختياري،بر اساس روشنايي به دست آمد.اما اين قدر ها صرفا قدر هاي ظاهري هستند.

برخي از ستارگان در واقع پر نور اند ولي در فاصله زيادشان كم نور به نظر مي رسند.

درخشندگي ظاهري ستاره مقدار انرژي است كه از ستاره به صورت نور به زمين مي رسد. درخشندگي ظاهري نزديكترين ستارگان 30 مليارد بار كمتر از درخشندگي ظاهري خورشيد است.

مقياس قدر يك مقياس كيفي بوده به اين دليل كه نمي توانيم بگوييم كه ستاره قدر اول چند برابر درخشنده تر از ستاره قدر سوم است.اختر شناسي امروز ضمن حفظ مقياس آشناي ابرخوس كار خود را با طرح زير آغاز ميكند.

در سال 1856 ان.آر.پاگسون نتيجه گرفت كه يك ستاره قدر اول 100 برابر نورانيتر از يك ستاره قدر ششم است.به اين ترتيب مقياس درخشندگي كمي شد.

به دليل اين اختلاف روشنايي 100 برابري اختر شناسان در پي عامل ضربي براي هر يك از 5 مرحله ميان قدر اول و ششم برآمدند كه اگر آن را 5 بار در خودش ضرب كنيم افزايش درخشندگي را 100 برابر نشان دهد.اگر اين عامل را K در نظر بگيريم.داريم:

K= = = 2.512

K=2.5

بنا بر اين اگر درخشندگي هر مرحله مقياس قدر 2.5 برابر درخشندگي مرحله قبلي باشد،افزايش درخشندگي در 5 مرحله 100 برابر مي شود.

(2.5) (2.5) (2.5) (2.5) (2.5) = 100

امروزه درجه بندي قدر اجرام نسبت به زمان ابر خوس دستخوش دو تغير اساسي شده.

اختر شناسان امروزي با تقريب مقياس رياضي و با استفاده از آشكار ساز هاي دقيق،تشخيص داده اند كه برخي از ستارگاني را كه ابرخوس قدر اول دانسته است،به نحو چشمگيري درخشانتر از ستارگان ديگري است كه او در همان قدر جاي داده است.مثلا ستاره شعراي يماني تقريبا 9 برابر درخشنده تر از ستاره دبران است بنابراين مقياس درخشندگي به 0و1-و2- و غيره گرايش صعودي يافته است.

در اين مقياس قدر ظاهري شعراي يماني 1.4- و قدر ظاهري ستاره دبران 0.86+ است.اجرام ديگر مانند برخي سيارات،ماه و خورشيد باز هم درخشنده تر اند.بدين ترتيب گسترش مقياس قدر بايد اين اجرام را نيز در بر بگيرد.

رابطه قدر ظاهري و درخشندگي:

توجه: درخشندگي با L و قدر با M نشان داده شده است.

از تعاريف بالا ميتوانيم به رابطه ي زير برسيم.

Lb/La=2.5^Ma-Mb

در صورتي كه اختلاف قدري 1 باشد نسبت روشنايي هم 2.5 ميشود.

از دو طرف لگاريتم ميگيريم.

log(Lb/La) = log 2.5^Ma-Mb

log(Lb/La) =(Ma-Mb)log 2.5

log(Lb/La) =0.4(Ma-Mb)

**Ma-Mb=2.5 log(Lb/La)**

قدر مطلق:

قدر مطلق به درخشندگي واقعي ستاره مربوط مي شود.قدر مطلق مقايسه نورانيت ستارگان است هنگامي همه ي آنها فاصله اي يكسان از ما داشته باشند.(درخشندگي واقعي خورشيد متوسط است)

همين طور كه در تعريف گفته شد زماني ميتوان به يك نتيجه استاندارد براي روشنايي ستارگان رسيد كه همه ي انها را در فاصله اي معين از خورشيد ببريم.سپس با استفاده از روشنايي آنها عددي در مقياس قدر (كه به آن قدر مطلق ميگويند)به دست آوريم.اين فاصله معين بر طبق قرارداد 10 پارسك مقرر شده.(پارسك يك واحد اندازه گيري نجومي است)

يعني ستارگان را در فاصله 10 پارسكي از خودمان فرض مي كنيم.آنگاه روشنايي و قدر آنها را طوري كه در آن فاصله ديده ميشوند اندازه مي گيريم.

همه ي ما به تجربه ميدانيم كه وقتي از منبع نور دور مي شويم به نظرمان مي رسد كه در درخشندگي آن كاهش يافته است.

براي درك قانون عكس مربع لامپي را فرض كنيد كه در مركز كره اي به شعاع d در حال فعاليت است.اين لامپ در هر ثانيه مقدار انرژي معيني را از سطح خود ساطح ميكند كه به آن درخشندگي لامپ مي گويند.مقدار انرژي را كه به واحد سطح اين كره برخورد مي كند را در نظر مي گيريم.

حال شعاع اين كره را از d به 2d تغير مي دهيم. دوباره مقدار انرژي را كه به واحد سطح كره ي جديد برخورد ميكند را اندازه گيري و آن را در نظر مي گيريم.چون درخشندگي لامپ تغيري نكرده پس بديهي است كه بايد از كمتر باشد چون در حالت دوم سطح دريافت كننده انرژي بيشتر از حالت اول است،در نتيجه مقدار انرژي دريافتي كمتر مي شود.يك مثال ساده ميزنم.

اگر من 16 شكلات داشته باشم و بخواهم يك بار آن را بين 4 نفر و بار ديگر ان را بين 8 نفرتقسيم كنم،بديهي است كه در حالت دوم تعداد شكلات كمتري به هر نفر تعلق مي گيرد.در مثال بالا تعداد شكلات ها را به درخشندگي لامپ و تعداد نفرات را به سطح دريافت كننده انرژي تشبيه كردم.

در اينجا چون در باره تغيرات مساحت صحبت كرديم پس تمام ضرايب هم به توان دو ميرسد.يعني وقتي ما فاصله را 2 برابر ميكنيم،مقدار انرژي دريافتي ¼ برابر مي شود.

رابطه ي بين قدر مطلق،قدر ظاهري و فاصله را به دست مي آوريم.

اگر d به فاصله واقعي، D به فاصله 10 پارسكي، M به قدر مطلق، m به قدر ظاهري، L به درخشندگي مطلق و l به درخشندگي ظاهري ستاره اطلاق شود داريم:

بر اساس قانون عكس مربع:

l/L = (D/d)^2

l/L = (10/d)^2

از طرفي بر طبق رابطه ي روشنايي و قدر مي توانيم جايگذاري كنيم:

M-m =2.5 log (10/d)^2

M-m = 5 log (10/d)

M-m = 5(log 10- log d)

**M-m = 5- 5log d**

نوشته شده توسط کیارش وزیرزاده | موضوع: اختر فیزیک | لینک ثابت |

گزارشی از هفتمین رقابت مسیه ایران - 5/20/2007 6:07:27 AM پنجشنبه هفدهم خرداد 1386 19:9

زمانی که کویر ، کویر بود و هنوز آسمان‌ها میزبان ستاره‌های بیشماری بودند و هنوز بسیاری از موجودات سیاره ما که امروز یا دیگر وجود ندارند یا در آستانه خداحافظی با سیاره مایند، در قلمرو خود به زندگی می‌پرداختند و انسان کم ادعاتر از امروز بود و جنگ‌ها عادلانه تر و سلاح ها به جای تانک ها و هواپیما ها و آتش بارها تنها تیغه‌های فلزی آبدیده بودند و منجنیق های چوبی و زمانی که انسان جهان را کامل تسخیر نکرده بود و در تعادل بیشتری با طبیعت به سر می‌برد. جایی که امروز به آن پارک ملی کویر ایران می‌گویند و می‌گویند قرار است پناهگاهی برای جاندارانی باشد که خود پرستیهای ما آنها را به ورطه فنا کشیده و شاید هم میدانی برای تمرین رزمهای آتشین نظامی! سکوت شکوهمند کویر حاکم بود. اگر زوزه یوزی یا صدای خفیف خزیدن خزنده ای یا نغمه دسته ای از کبکها و دیگر پرندگان یا زوزه بادی گاه و بی گاه آرامش آن را بر هم نمی زد ژرفنای سکوت می‌توانست انسان را به دنیایی شگفت رهنمون شود. هنوز بیش از چند سده از آن روزهایی نمی‌گذرد که گه گاهی صدایی دیگر سکوت کویر را بر هم می‌زد. زنگهای شتران کاروانی که محمل‌هایی از بار و بنه تجاری و افرادی با امیدهای فراوان را با خود حمل می‌کرد تا از نزدیکی گذرگاهی تاریخی که به راه ابریشم معروف بودند خود را به مقصد برسانند. گرمای کویر و هول بیابانی وحشی و زخم های خارهای مغیلان راه با دیدن بنایی سنگی از دوردستها در دل کاروان فرو می‌مرد تا زنان و مردان مسافر کاروانها بدانند شبی را در امن و امان خواهند گذراند و آسمان پرستاره کویر آنها را به میهمانی خود می‌خواند. وای که اگر دیوارهای قصر بهرام به سخن می آمدند، چه گفتنیها که نداشتند. چه داستانها و چه شورها و چه عشق ها و چه کینه ها که خاطره اش تنها در دل این دیوارها محفوظ است. پرده شب که بر آسمان این کویر سایه می‌افکند فرصتی بود تا در مقابل حجره‌ها بنشینی و به شکوه آسمان بنگری و آسمان پرستاره را به عمق جان و تنت درک کنی.

اینک دیگر از آن روزها جز خاطره‌ای در دل سنگها چیزی باقی نمانده است . کمتر نشانی از یوز ایرانی در اینجاست و نه نشانی از گورهای معروف ایران زمین. دیگر حتی آرامش شب هم باقی نمانده است و نورها از هر سو به این دشت پر ستاره هجوم آورده‌اند . دیگر حتی سکوت هم برای این دشت باقی نمانده است هر ازچندگاهی صدای کامیونی یا هلی کوپتری آرامش آن را بر هم می‌زند و زوزه شلیک توپها و سلاح های سنگین جانشین زوزه یوزها شده است. اما اگر این دیوارها روزی لب به سخن بگشایند شاید از امروز هم سخن هایی برای گفتن داشته باشند . شاید روزی برای رهگذری که سالها بعد از آ ن میگذرد و سر بر دیوار آن می گذارد زمزمه کنند که در ابتدای هزاره سوم میلادی و دقیقا از همان سالی که جهان سال 2000 را جشن گرفت من شاهد گروهی بودم که هر سال برای دیدار با آسمان به دیدار من می‌آمدند. شاید به یاد آورد نام هایی را که در 7 سال گذشته رقابتی به نام رقابت ملی رصدی مسیه را بر بام های سالخورده آن بر پا داشتند تا فراموش نکنند که در کجای جهان ایستاده‌اند. آری شاید نام های ما نیز در کنار دیگر نام های فراموش شده تاریخ در دل این دیوارهای سالخورده ثبت شده باشد.

جنب و جوش رصدگران ماراتن هفتم بر بام استوار قصر بهرام عکس از امیر حسین ابوالفتح

بیست و بیست و یکم اردیبهشت ۱۳۸۶ هفتمین رقابت رصدی مسیه ایران بار دیگر در میعادگاه همیشگی خود در قصر بهرام برگزار شد. اما این بار به سبب شرایط بد آب و هوایی یک ماه دیرتر و در فصلی گرم تر که کویر سبز تر از هر زمان دیگری بود. رقابت رصدی مسیه این بار و در هفتمین سالگرد خود با حضور حدود 1۵0 شرکت کننده، داور، کارشناس، پیشاهنگ و امدادگر برگزار شد. اگر اهل خرافات بودیم بعد از گذشت چند ساعتی از شروع مسیر باید برمی‌گشتیم . پنچر شدن چندباره اتوبوس‌ها را اگر به حساب تصادف بگذاریم، واژگون شدن یک جرثقیل در آستانه دروازه پارک ملی کویر ایران موضوع عادی به حساب نمی آمد. واژگون شدن این جرتقیل که باعث مسدود شدن جاده شد ، فاصله ای میان کاروان رقابت مسیه انداخت . 3 اتوبوس که جلوتر بودند در قرارگاه محیط بانی مبارکه و 3 اتوبوس پشت جرثقیل گیر افتادند. از سویی برگزاری مانور در منطقه باعث می شد که گروه جلو نتواند مدت طولانی را در محیط بانی بگذراند و سرانجام با کمک همگان جرثقیل از جاده کنار رفت. البته بدون استفاده از هر وسیله مدرن و تنها با کمک زور بازوی داوران، شرکت کنندگان و گروهی از نیروهای نظامی که با دست چرثقیل را صاف کردند. جالب اینکه اتوبوسی که حامل اعضای هیئت مدیره انجمن نجوم ایران و میهمانان ویژه برنامه بود در پشت جرثقیل گیر افتاده بود. یکی از ویژگیهای رقابت مسیه حضور جمع کثیری از میهمانان جالب توجه بود. دکتر جمشید قنبری ، رییس انجمن نجوم ایران، دکتر خالصه و دکتر خصالی از اعضا هیئت مدیره انجمن نجوم ایران، تعدادی از خبرنگاران رسانه های خبری نظیر ایسنا، میراث فرهنگی (میراث آریا)، رویترز و جام جم . تصویربرداران برنامه تلویزیونی آسمان شب و گروه تصویر 0برداری و مستند سازی معاونت هنری نهاد ریاست جمهوری ، نمایندگان کمیته ملی طبیعت گردی ، گروهی از عکاسان مستند ساز چون اشین زاکاریان و حسین نوشیر، اعضای تیم امدادی هلال احمر ایران ، دکتر شاهرخ رزمجو ، مسئول بخش هخامنشی موزه ملی ایران و پژوهشگر اخترباستان‌شناسی و اعضای هیئت دبیران شاخه آماتوری انجمن از جمله این میهمانان بودند.

به هر روی با تاخیری نیم ساعته همگی به محل برگزاری رقابت رسیدند و گروههای رصدی و داوران آنها بلافاصله با توجه به نقشه هایی که از قبل آماده شده بود در محل خود موضع گرفتند. البته این رصدگران و هیات های اجرایی و علمی هرچقدر هم سریع بودند نمی توانستند به سرعت گروه اجرایی و پیشاهنگی برسند که زیر نظر پورنگ پورحسینی، منجم آماتور و کارشناس سفرهای گروهی طبیعت ، و همکاران اهل نجوم او (مصطفی خسروی، امیر اله‌مانی، محمدرضا ریسمانیان) که تدارکات و پشتیبانی برنامه را بر عهده داشتند و طی 2 ماهی که به آغاز رقابت مانده بود، برگزاری این برنامه را سامان دهی می‌کردند و با تلاش خود سعی کردند این شب گرم برای میهمانان به شبی خاطره انگیز تبدیل شود.

نوزده داور و کمک داور از تهران و شهرهای مشهد، اصفهان، شیراز و اهواز حضور داشتند که همه از منجمان آماتور با تجربه یا از برندگان دوره‌های قبلی رقابت مسیه بودند(فهرست نام آنها در تصویر بالا). این افراد با اندکی تاخیر و بلافاصله پس از صدای سوت دبیر این رقابت ، بابک امین تفرشی، کار خود را آغاز کردند. گروه برگزارکننده باشگاه نجوم تهران نیز به کمک داوران آمدند تا آنها را در ثبت داده ها یاری کنند. بدین ترتیب هر لحظه صدای یکی از بیش از ۱۰۰ شرکت کننده رقابت به گوش می‌رسید که یکی از داوران را صدا می زد تا جرم رصد شده را تایید کند.

یکی از تفاوتهای این رقابت با دوره های قبلی اضافه شدن بخش جدیدی بود که به سنجش دانش عمومی علمی و طراحی (اسکچ زدن) مربوط بود. این دو مقوله برای این طراحی شده بود تا داستان رقابت از حالت کنکوری خود خارج شود و در عین حال این داده ها در صورتی که امتیازها در حالت برابری قرار می گرفت نقش کمک کننده را داشت.

رقابت یک بار به مدت نیم ساعت برای استراحت تعطیل شد و سرانجام تا ساعت 4:30 بامداد ادامه یافت ، زمانی که با سوت بابک امین تفرشی پایان رقابت رقم خورد.

تقریبا بلافاصله جلسه داوری آغاز شد تا برندگان مشخص شوند. این کار تا زمانی که شرکت‌کنندگان صبحانه های خود را میل کنند ادامه یافت و سرانجام بر فراز بام قصر بهرام جایی که 7 سال پیش برندگان یک رقابت 50 نفره معرفی شده بودند از بین حاضرانی از بیش از 33 نقطه ایران افراد برگزیده معرفی گردند. مراسم اهدای جوایز با گزارش دبیر برنامه آغاز شد و سپس جوایزی که از سوی جامیان برنامه آماده شده بود به همراه لوح های یادبود و تندیس رقابت به آنها اهدا شد. رقابت هفتم مسیه با حمایت مراکزی چون کمیته ملی طبیعت گردی، معاونت هنری ریاست جمهوری، سازمان فضایی ایران، موسسه آسمان شب پارسه (فروشگاه آسمان‌شب) و ماهنامه نجوم برگزار شده بود. دکتر قنبری در ابتدای این برنامه از تلاش های آماتورها تقدیر کرد و این شب را شبی خاطره انگیز توصیف کرد و سپس داوران و برندگان جوایز خود را دریافت کردند.

تندیس ماراتن مسیه منقش به نشان این رقابت که هر ساله از سوی شاخه آماتوری انجمن نجوم ایران به برگزیدگان این رقابت اهدا می گردد عکس از حسین نوشیر

برتدگان این رقابت به شرح زیر معرفی شدند:

در گروه تلسکوپ

محمدرضا جعفری و بهزاد قیاسوند،‌ همدان،‌ ۱۰ اینج دابسونی، ۱۱۰ امتیاز

حامد زارع و اسماعیل محمدی، سعادت شهر، ۱۰ اینچ دابسونی، ۱۰۹/۵ امتیاز

کسری مختارپور و علی فتح‌اله‌زاده، مشهد، ۸ اینچ دابسونی، ۱۰۸ امتیاز

علی ابراهیم جباری و امیرحسن موسوی، تهران، ۱۰ اینچ دابسونی، ۱۰۸ امتیاز

پرستو یعقوبی، تهران، ۸ اینچ اشمیت کاسگرین، ۱۰۹ امتیاز

مریم حدادی و سمیه اصغر‌پور، مشهد، ۵ اینچ نیوتنی، ۱۰۷/۵ امتیاز

در گروه دوچشمی

سجادمهدی‌زاده، قم، ۷ سانتی‌متر تک چشمی، ۱۰۶/۵ امتیاز

تیمور سیف اللهی، تهران، ۱۰۰*۲۵، ۱۰۴/۵ امتیاز

نیلوفر شاه‌محمدی، تهران، ۱۰۰*۲۵، ۱۰۴/۵ امتیاز

در گروه تلسکوپ الکترونیک

محمد طاها قوچکانلو، ۱۳۰ میلیمتر نیوتنی، ۱۰۰ امتیاز

تقدیر ویژه

مهدی زرنگ باغخیراتی، تلسکوپ ۷ سانتی‌متر شکستی دست ساز ، سبزوار

مراسم اعلام نتایج مارتن هفتم در صبح جمعه 21 اردیبهشت، پس از برگزاری رقابت مسیه. عکس از حسین نوشیر.

همچنین در این رقابت بسیار فشرده رصدگران دیگری نیز در جمع بهترین‌ها بودند، گرچه با اندکی اختلاف در جمع برگزیدگان قرار نگرفتند اما همه بیش از ۱۰۰ امتیاز رصدی کسب کردند که نشان از تجربه رصدی، دانش قابل تقدیر آنها داشت: علی ترکمان و رامین ذوالفقاریان (همدان)، ندا قاسمی و سپیده سلمانیان (شاهرود و بسطام)، پویا ابوطالبیان (اصفهان)، سیده نرجس موسوی و سپیده هوشیار (سعادت‌شهر)، فهیمه بدرقه و مهران صالح (سمنان)، پدرام ربیعی و جواد اشراقی‌ (تهران).

در مجموع نگاهی آماری به شرکت‌کنندگان در رقابت مسیه افق امیدوار‌کننده از رشد نجوم آماتوری در ایران نشان می‌دهد. از حدود ۱۲۰ شرکت‌کننده ۷۵ درصد از شهرهای مختلف ایران و ۲۵ درصد از تهران بودند که رشد چشمگیری در شرکت رصدگران از شهرهای جدید از سراسر ایران و شمار بیشتر رصدگران غیر تهرانی دیده می‌شود. حدود نیمی از شرکت‌کنندگان دانش آموز و نیم دیگر دانشجو، فارغ التحصیل و بزرگسال بودند. کم سن‌ترین شرکت کننده ۱۴ سال و مسن‌ترین ۴۵ سن داشت. افزایش شمار شرکت‌کنندکان بزرگسال در این رقابت تا حدود نشان از افزایش متوسط سن علاقه به نجوم در ایران و به بیان دیگر رشد علاقه به نجوم در سنین بالاتر از دانش‌آموزی دارد. حدود ۳۵ درصد خانمها و ۶۵ درصد آقایان بودند. شرکت‌کنندگان از حدود ۳۰ شهر مختلف بودند: تهران (۳۵ نفر)، کرج‌ (۸)، همدان (۷)، سعادت‌شهر (پاسارگاد ۷)، مشهد (۴)، تبریز (۴)، شاهرود (۴)، زنجان (۴)، خرم‌آباد (۴)، شاهین‌شهر (۴)، ری(۳)، یزد (۳)، بابل (۲)، سیرجان (۲)، قزوین(۲)، کرمانشاه(۲)، سمنان (۲)، قم (۲)، اراک (۲)، بروجرد (۲)، کرمان (۲)، ورامین(۲)، اصفهان (۱)، شیراز (۱)، نیشابور (۱)، سبزوار (۱)، تربت حیدیریه (۱)، بسطام (۱)، بندرماهشهر (۱)

رصدگران برای حضور در این برنامه از سراسر ایران گردهم آمدند.

در مجموع حدود ۸۰ اپتیک رصدی برای رقابت استفاده شد که ۶۵ درصد تلسکوپ و ۳۵ درصد دوربین دوچشمی بود. تلسکوپها در اندازهّ‌های ۳ تا ۱۲ اینچ و دوچشمی‌ها در اندازه‌های ۶۰*۲۰ تا ۱۰۰*۲۵ بودند. بیشترین تعداد تلسکوپها متعلق به تلسکوپهای دابسونی ۸ تا ۱۰ اینچ نیوتنی و فراوانترین نوع دوچشمی‌های ثبت شده نیز ۷۰*۱۵ بود. ۷ تلسکوپ نیز برای شرکت در رده ابزارهای الکترونیک ثبت شده بودند.

در انتهای مراسم و پیش از آنکه کاظم کوکرم برنامه های دوره بعدی رقابت صوفی (شهریور ۱۳۸۶) و رقابت مسیه (بهار ۱۳۸۷) را اعلام کند، سیاوش صفاریان پور، در سخنان کوتاهی، به حاضران اطلاع داد که بابک امین تفرشی ، آغازگر برگزاری رقابت مسیه و دبیر 7 دوره برگزاری آن مسئولیت خود را به گروه دیگری واگذار کرده است تا خون تازه ای در این رقابت جاری شود و ایده های تازه در آن مطرح شود. لوح ویژه ای به این مناسبت آماده شده بود که پس از قرایت متن آن از سوی دکتر قنبری به وی تقدیم شد تا از زحمات 7 ساله وی تقدیر گردد. پس از آن بود که به پیشنهاد پورنگ پورحسینی ، همه حاضران با همدیگر به خواندن سرود ای ایران پرداختند تا تمام خاطرات خوب شبهای رصدی و سفرهای طولانی در دشت ها و کوهها و جنکل های سرزمین مادری در یادها زنده شود.

بدین ترتیب گروه راهی تهران شدند. در پشت سر گروه و در میانه کویر ، اما قصر بهرام هنوز با قامت برافراشته ایستاده است و نگران به آینده می نگرد . نگران از تخریب طبیعت و نگران از اینکه مبادا که زیباییهای وطن فراموش شود. سنگهای کهن این مجموعه اما خاطراتی را دل خود ثبت کرده است و خاطره گروهی که شبی را با هم و در کنار هم و به بهانه زیباییهای آسمان گردهم آمده بودند تا با نگاه به آسمان، زمین را فراموش کنند. کسی چه می‌داند شاید ما نیز جزیی از خاطرات نقش بسته در دل این سنگها باشیم و سالها بعد شاید روزی برای رهگذری که از آ ن می‌گذرد و سر بر دیوار آن می‌گذارد زمزمه کنند که در ابتدای هزاره سوم میلادی و دقیقا از همان سالی که جهان سال 2000 را جشن گرفت من شاهد گروهی بودم که هر سال برای دیدار با آسمان از سراسر ایران به دیدار من می آمدند و شکوه طبیعت و آسمان دل‌های تشنه آنها را سیراب کرد.

نوشته شده توسط کیارش وزیرزاده | موضوع: رصد | لینک ثابت |

استفان هاوکینگ دوشنبه هفتم خرداد 1386 20:39

به گزارش ایسنا، استفان هاوکینگ، استاد دانشگاه کمبریج و دانشمند برجسته معاصر به دعوت پژوهشگاه دانش‌های بنیادی (مرکز تحقیقات فیزیک نظری و ریاضیات) تیرماه به ایران می‌آید.

وی در مدت سفر به ایران ضمن برگزاری نشست‌های تخصصی احتمالا در المپیاد جهانی فیزیک در اصفهان نیز حضور خواهد یافت.

گفتني است، استفان ويليامز هاوكينگ در تاريخ 8 ژانويه سال 1942 در شهر اكسفورد در انگليس متولد شد.

خانه پدري وي در شمال انگليس بود اما در طول جنگ جهاني دوم اكسفورد مكاني امني براي كودكان محسوب مي‌شد.

وقتي او به سن 8 سالگي رسيد خانواده وي به سنت آلبانز شهري در حدود 20 مايلي شمال لندن نقل مكان كردند.

در سن 11 سالگي استفان به مدرسه سنت آلبانز رفت و سپس به كالج دانشگاه آكسفورد كه كالج قديمي پدرش بود رفت.

استفان مايل به تحصيل در رشته رياضيات بود اگرچه پدرش پزشكي را ترجيح مي‌داد. در كالج دانشگاه رشته رياضيات تدريس نمي‌شد بنابراين استفان در عوض رشته فيزيك را انتخاب كرد. پس ازسه سال و در حالي كه كار زيادي انجام نداده بود استفان در رشته علوم طبيعي اولين ديپلم افتخاري را كسب كرد.

پس از آن استفان براي تحقيقات در رشته كيهان شناسي به كمبريج رفت كه در آن زمان هيچ كس در آكسفورد در اين حوزه فعاليت نمي‌كرد. استاد وي دنيس سياما بود اگرچه استفان اميدوار بود كه با فرد هويلي كه در اين رشته در كمبريج كار كرده بود، تحقيقاتش را انجام دهد.

پس از كسب دكتري استفان به عنوان اولين محقق انتخاب شد و سپس عنوان محقق تخصصي را در كالج گونويل و كايوس به خود اختصاص داد.

وي پس از ترك موسسه نجوم در سال 1973 به دپارتمان رياضي كاربردي و فيزيك تئوريك رفت و از سال 1979 مقام استادي Lucasian را در رشته رياضيات كسب كرد. اين كرسي در سال 1663 با هزينه‌ ريويرند هنري لوكاس، يكي از اعضاي پارلمان دانشگاه و به درخواست وي برگزار شد. اين مقام اولين بار نصيب اسحاق بارو و سپس در سال 1669 نصيب نيوتون شد.

استفان هاوكينگ بر روي قوانين پايه‌اي كه كائنات را اداره مي‌كنند كار كرده است. وي با همراهي روگر پنروس نشان داد كه تئوري عمومي نسبيت انيشتن كه اشاره به فضا و زمان دارد، نقطه آغازي در پديده بيگ بنگ (انفجار بزرگ) و نقطه پاياني در سياهچاله‌ها دارد.

اين نتايج نشان مي‌دهد كه يكي كردن نسبيت عمومي با تئوري كوانتوم امري ضروري است. تئوري كوانتوم يك دستاورد بزرگ علمي ديگر از نيمه اول قرن بيستم است.

يك نتيجه چنين اتحادي كه وي كشف كرد اين بود كه سياه چاله‌ها نبايد كاملا سياه باشند اما بايد پرتوهايي را منتشر كنند و در نهايت از بين رفته و ناپديد مي‌شوند. فرض ديگر اين است كه كائنات لبه يا مرزي در زمان تصوري ندارد. اين امر نشان مي‌دهد كه روشي كه كائنات بر اساس آن آغاز شده‌اند كاملا با قوانين علم تعيين شده است.

پروفسور هاوكينگ كه 12 ديپلم افتخاري دارد در سال 1982 جايزه CBE را كسب كرده و ديپلم افتخار بعدي را نيز در سال 1989 به خود اختصاص داد. وي تعداد زيادي جايزه، مدال و پاداش دريافت كرده است و محقق انجمن سلطنتي و عضو آكادمي علوم آمريكا است.

نوشته شده توسط کیارش وزیرزاده | موضوع: | لینک ثابت |

ویژگیهای برجسته نظریه سی. پی. اچ دوشنبه هفتم خرداد 1386 3:48

نظریه سی. پی. اچ. برای اولین بار هم ارزی نیرو و انرژی را مطرح کرده است. این نظریه با مطرح کردن یک اصل ساده و بنیادی به توجیه پدیده ها می پردازد

gradVc=0 in all inertial frames and any space

این نظریه یک زیر بنای کاری بسیار ساده را برای توجیه پدیده ها تشکیل می دهد.طبق این نظریه تمام ذرات بنیادی،نیروهای اساسی، انرژی و جرم (ماده و پاد ماده) از ذره ی واحدی تشیل می شوند

CPH نیروی گرانش محض است.

در حقیقت CPH یک زیر کوانتوم هستی در طبیعت است.

Sub Quantum of existence in Nature

این زیر کوانتوم دارای جرم است، پس جلوه ی ماده است، دارای اندازه حرکت است که بیان کننده ی انرژی است. همچنین دارای یک زیر کوانتوم گرانشی در اطراف خود است. هنگامیکه دو سی. پی. اچ. در زیر کوانتوم گرانشی یکدیگر قرار گیرند، وجود یدیگر را حس کرده و همدیگر را جذب می کنند. شکل 9

یک کوانتوم انرژی از تعدادی سی. پی. اچ. تشکیل می شود. همچنین سی. پی. اچ. ها روی سی. پی. اچ. های دیگر کار انجام می دهند و تولید انرژی می کنند. در واقع یک کوانتوم انرژی از تعدادی سی. پی. اچ. تشیل می شود. به عبارت دیگر چون سی. پی. اچ. نیروی محض است، لذا نیرو و انرژی هم ارز هستند

Force and Energy are equivalent

نیرو به انرژی تبدیل می شود و انرژی نیز به نیرو تبدیل می شود. به عنوان مثال، هنگام عبور فوتون در یک میدان گرانشی، در جابجایی به سمت آبی، نیرو به انرژی تبدیل می شود و در جابجایی به سمت سرخ گرانش، انرژی به نیرو تبدیل می شود.

نوشته شده توسط کیارش وزیرزاده | موضوع: کیهان شناسی | لینک ثابت |

عکسهایی زیبا و دیدنی یکشنبه بیست و ششم فروردین 1386 13:27

تصاویر زیر به مناسبت گذشت یکسال از افتتاح HSAG تقدیم به شما می گردد.

نوشته شده توسط کیارش وزیرزاده | موضوع: عکس | لینک ثابت |

ابعاد بالا تر دوشنبه سی ام بهمن 1385 9:15

این مقاله ر اجع به ابعاد بالا تر با توضیح نسبتا ساده می باشد

دانلود

نوشته شده توسط کیارش وزیرزاده | موضوع: کیهان شناسی | لینک ثابت |

سیاهچاله ها دوشنبه بیست و هفتم آذر 1385 15:8

سياه چاله ها

گرانش :

كره زمين و ديگر كرات و سيارات تشكيل دهنده جهان ما همگي داراي نيرويي هستند كه اشياء را به سوي خود جذب مي‌كنند اين نيرو را گرانِش يا جاذبه مي‌‌ناميم، كه نيوتن آن را كشف كرد. از دير باز همواره دو مسئله مورد توجه بود: تمايل اجسام به سقوط به طرف زمين هنگام رها شدن. حركات سيارات،از جمله خورشيد و ماه كه در آن زمان سياره بشمار مي‌آمدند. در گذشته اين دو موضوع را جدا از هم ميدانستند.يكي از دستاوردهاي بزرگ آيزاك نيوتن اين بود كه نتيجه گرفت: اين دو موضوع در واقع امر واحدي هستند و از قوانين يكساني پيروي مي‌كنند. در سال ۱۶۶۵ ،پس از تعطيلي مدرسه به خاطر شيوع طاعون، نيوتن، كه در آن زمان ۲۳ سال داشت،از كمبريج به لينكلن شاير رفت.او در حدود پنجاه سال بعد نوشت:....در همان سال (۱۶۶۵) اين فكر به نظرم آمد كه نيروي لازم براي نگه داشتن ماه در مدارش و نيروي گرانش در سطح زمين با تقريب خوبي با هم مشابهند. ويليام استوكلي، يكي از دوستان جوان ايزاك نيوتن مي‌‌نويسد، وقتي با آيزاك نيوتن زير درختان سيب يك باغ مشغول صرف چاي بوده است نيوتن به او گفته كه ايده گرانش در يك چنين حايي به ذهنش خطور كرده است. استوكس مي‌‌نويسد:«او در حالي كه نشسته و در فكر فرو رفته بود سقوط يك سيب توجهش را جلب مي‌كند و به مفهوم گرانش پي مي‌‌برد. پس از آن به تدريج خاصيت گرانش را در مورد حركت زمين و اجسام سماوي به كار مي‌‌برد........» البته بايد گفت: اينكه سيب مذكور به سر آيزاك نيوتن خورده است يا خيرمعلوم نيست! آيزاك نيوتن تا سال ۱۶۷۸ ،يعني تقريبا تا ۲۲ سال پس از درك مفهوم اساسي گرانش نتايج محاسبات خود را به طور كامل منتشر نكرد. در اين سال دستاوردهايش را در كتاب مشهور اصول كه از آثار بزرگ اوست منتشر كرد. از دلايلي كه باعث مي‌‌شد او نتايج خود را انتشار ندهد، مي‌توان به دو دليل اشاره :يكي شعاع زمين ،كه براي انجام محاسبات لازم بود و آيزاك نيوتن آن را نمي‌دانست و ديگري، آيزاك نيوتن به طور كلي از انتشار نتايج كار خود ابا داشت زيرا مردي كمرو و درونگرا بود واز بحث و جدل نفرت داشت. راسل در مورد او مي‌‌گويد:«اگر او با مخالفت‌هايي كه گاليله با آن‌ها مواجه بود ،روبرو مي‌‌شد، شايد هرگز حتي يك سطر هم منتشر نمي‌كرد. در واقع ،ادموند هالي(كه ستاره دنباله دار هالي به نام اوست) باعث شد آيزاك نيوتن كتاب اصول را منتشر كند. آيزاك نيوتن در كتاب اصول از حد مسائل سيب-زمين فراتر مي‌‌رود و قانون گرانش خود را به تمام اجسام تعميم مي‌دهد. گرانش را مي‌توان در سه قلمرو مطالعه كرد: جاذبه بين دو جسم مانند دو سنگ و يا هر دو شيئ ديگر.اگر جه نيروي بين اجسام به روش‌هاي دقيق قابل اندازه گيري است ولي بسيار ضعيف تر از آن است كه ما با حواس معمولي خود آن را درك كنيم. جاذبه زمين بر ما و اجسام اطراف ما كه يك عامل تعيين كننده در زندگي ماست و فقط با اقدامات فوق العاده مي‌توانيم از آن رهايي پيدا كنيم. مانند پرتاب فضاپيماهايي كه بايد از قيد جاذبه زمين رها شوند. در مقياس كيهاني يعني در قلمرو منظومه خورشيدي و بر هم كنش سياره‌ها و ستاره ها،گرانش نيروي غالب است. آيزاك نيوتن توانست حركت سيارات در منظومه خورشيدي و حركت در حال سقوط در نزديكي سطح زمين را با يك مفهوم بيان كند.به اين ترتيب مكانيك زميني و مكانيك سماوي را كه قبلا از هم جدا بودند در يك نظريه واحد با هم بيان كند.از نظريه‌هاي ديگر مي‌توان به نظريه گرانش اينشتين يا همان نسبيت عام و همچنين نظريه‌هاي كوانتومي اشاره كرد كه در اكثر آنها (نظريه‌هاي كونتومي) عامل انتقال گرانش ذرات بوزوني بنام گرويتون (Graviton) هستند....... ..... تئوري نسبيت عام انيشتين: نيوتون فرض مي كرد كه نيروي گرانش به طور لحظه اي عمل مي كرد . نظر او اين بود كه اعمال شدن كشش خورشيد بر روي زمين محتاج زمان نيست ، و بر هم كنش هاي گرانشي ، حتي در فواصل نامحدود ستارگان ، در آني روي مي دهد . انيشتين به نادرست بودن اين نظر پي برد ، چرا كه هيچ بر هم كنشي ( و همچنين هيچ جسمي ) نمي تواند سريع تر از سرعت نور منتشر شود . از اين رو ، انيشتين تكميل نظريه ي جديدي را در باره ي گرانش آغاز كرد كه در آن هم سرعت انتشار گرانش همان سرعت نور باشد و هم بتواند حركت هاي سيارات را به خوبي نظريه ي نيوتون توضيح دهد. به فرجام رساندن اين كار ، نه از نظر فرمول بندي رياضي آسان بود و نه به راحتي در تصور مي آمد . انيشتين مجبور بود كه پيش از ترسيم تصوير كاملي از گرانش ، بعضي از تصورات پيشين درباره ي ماهيت فضا ، زمان و حركت را كنار بگذارد . وي لازم ديد كه منظره ي ساده و به راحتي قابل تصوري كه از فضا داريم ، يعني فضاي مسطح سه بعدي ، را نيز كنار بگذارد . در عوض ، آنچه از جانب انيشتين مطرح و نشان داده شد اين بود كه ميدان گرانشي در فضا ، مثلا ميدان ناشي از وجود خورشيد ، به اعوجاجي در فضا مي انجامد ، كه شدت آن به ميزان جرم جسم بستگي دارد . علاوه بر اين ، انيشتين دريافت كه صرفا در قالب جهان سه بعدي نمي توان به راحتي اين موضوع را درك كرد و از اين رو ، در معادلات خود ، زمان را به منزله ي بعد چهارم به كار برد. ما معمولا فرض مي كنيم كه يك رويداد تنها در فضا روي مي دهد و بنابراين فكر مي كنيم كه هر رويداد را تنها به كمك سه عدد ، كه مختصات فضايي آن را نشان مي دهد ، مي توان وصف كرد . انيشتين رويداد ها را در فضا-زمان توصيف كرد ، اما باز قدمي جلوتر نهاد و فرض كرد كه چهار بعد فضا-زمان مي تواند خميده باشد. سرانجام ، در 1916 ، نظريه ي نسبيت عام به طور كاملا رياضي بسط داده شد ، كه شامل معادلات توصيف كننده ي انحناي فضا-زمان در پيرامون يك جسم پر جرم بود. براي اين كه اين مساله را راحت تر تجسم كنيد ، لحظه اي فكر كنيد كه فضا-زمان ، به عوض چهار بعدي بودن ، دو بعدي است . ما مي توانيم اين فضا-زمان دو بعدي را به صورت يك صفحه ي مسطح ، كه هيچ جسم داراي جرم در مجاورت آن نيست ، نشان دهيم . اما در حضور يك جسم ، مانند خورشيد ، صفحه ي مسطح معوج مي شود . فرورفتگي ظاهر مي گردد كه نشانگر انحناي فضا-زمان در نتيجه ي ميدان گرانشي جسم است . هر چه جرم جسم بيشتر باشد ، به فرورفتگي بزرگتري در فضا-زمان مي انجامد . هر جسمي كه به قدر كافي به اين فرو رفتگي نزديك شود مجبور است كه مسير خود را تغيير دهد . اگر حركت جسم بسيار آرام و كاملا به سمت مركز فرورفتگي باشد ، به درون حفره ي فرورفتگي مي افتد و در ته آن ساكن مي شود . اگر جسم به هنگام حركت به سوي خورشيد ، سرعت كافي داشته باشد ، خورشيد را پشت سر مي گذارد ، اما مسير آن خط راست نخواهد بود . جسم ، موقعي كه از فرورفتگي عبور مي كند ، مستقيم ترين مسير ممكن را طي مي كند ( خط ژئودزيك) ، اما آشكا است كه اين خط نمي تواند خط مستقيم باشد ، زيرا صفحه اي كه جسم در آن حركت مي كند ، خميده است. از اين رو ، جسمي مانند يك دنباله دار ، هنگامي كه از كنار خورشيد مي گذرد ، در اثر گرانش خورشيد چنان تغيير مسير مي دهد كه پس از عبور از مجاورت آن ، راستايي كاملا متفاوت را در پيش مي گيرد . به همين ترتيب ، سياره اي مانند زمين ، علي رغم سرعت بسيار زيادي كه در فضا دارد ، گرفتار فرورفتگي فضا-زمان خورشيد مي شود و در ميان دامنه هاي اين فرورفتگي براي هميشه گردش مي كند. ....... سياه چاله چيست؟: به طور ساده سياه چاله قسمتي از فضا است كه جرم متمركز بسيار زيادي دارد بطوري كه هيچ جسمي شانسي براي فرار از جاذبه ي آن ندارد. تا به امروز بهترين تئوري براي جاذبه تئوري نسبيت اينشتين است و ما بايد در نتايج اين نظريه به اندازه ي كافي د قيق شويم تا بتوانيم سياه چاله ها را در جزئيات اين نظريه پيدا كنيم . فرض كنيد شما روي سطح سياره اي ايستاده ايد و سنگي را به هوا مي اندازيد اگر آنو به اندازه ي كافي با شدت به بالا پرتاب نكنيد آن سنگ به اندازه كمي بالا مي رود اما بعد از مدتي به علت شتاب جاذبه زمين آن سنگ شروع به سقوط مي كنه اگر شما به اندازه ي كافي آن سنگ رو محكم به هوا پرتاب كنيد شما مي توانيد آن رو از دام جاذبه ي آن سياه خارج كنيد و آن تا ابد در حال اوج گيري نسبت به آن سياره به حركت خود ادامه مي دهد به سرعتي كه شما لازم داريد تا سنگ از جاذبه ي آن سياره فرار كند " سرعت گريز " گفته مي شود همان طور كه حدس زده مي شود سرعت گريز به جرم سياره بستگي داره اگر سياره به اندازه ي كافي جرم زياد داشته باشد قاعدتا سرعت گريز بيشتري را طلب مي كند البته اين تنها عامل سرعت گريز نيست بلكه فاصله ما تا مركز سياره هم شرط ديگري است كه بر سرعت گريز تاثير مي گذارد رابطه ي فاصله با سرعت گريز رابطه ي عكس است براي مثال سرعت گريز از سطح سياره ي زمين 11/2 كيلومتر بر ثانيه است يا 25000 مايل بر ساعت در صورتي كه سرعت گريز از سطح ماه فقط 2/4 كيلومتر بر ثانيه است يا 5300 مايل بر ساعت (براي تبديل اين سرعت ها از سيستمي كه در پايين صفحه قرار دارد مي توانيد استفاده كنيد) حال تصور كنيد كه جسمي با جرمي فوق العاده زياد و شعاع فوق العاده كم داريم كه سرعت گريز از سطح آن به اندازه ي سرعت نور است سرعت گريز را از رابطه ي زير محاسبه مي گردد : V2=MG/R كه در آن V سرعت گريز از مركز ، M جرم سياره ، G ثابت گرانش و R فاصله ما تا مركز سياره است كه اگر ما روي سطح آن قرار گرفته باشيم برابر با شعاع آن سياره خواهد شد. شروع اوليه ي مطالعه ي چگالي شديد سياه چاله ها در سده ي 18 شروع شد ، تقريبا به فاصله ي كمي از انتشار نظريه ي نسبيت اينشتين كارل شوارتسشيلد موفق به حل معادله اي شد كه در مورد يك شي بحث مي كرد بعد ها اشخاصي مانند اپنهايمر ، ولكف و اشنايدر در سال 1930 متوجه وجود شي اي به نام سياه چاله در جهان شدند (البته واژه ي سياه چاله در سال 1969 توسط دانشمندي به نام جان آرچيبالد ويلر ابداع شد) اين دانشمندان نشان دادند كه وقتي ستارگان پر جرم سوخت خود را به طور كامل از دست مي دهند نمي توانند خود را تحمل كنند و نيروي جاذبه خودشان بر خودشان غلبه مي كند و آنها را به اصطلاح رمبيده مي كند به درون خود. در جهان نسبيت گرانش خود را در لباس خمش فضا و زمان نشان مي دهد . اجرام پر جرم فضا زمان را خميده مي كنند ، به اين دليل است كه هندسه نمي تواند آن را توصيف كند در كنار سياه چاله خمش فضا بسيار شديد است و به همين دليل خصوصيتهاي سياه چاله عجيب به نظر مي رسد سياه چاله ها داراي خصوصيتي به نام افق رويداد است اين افق رويداد سطحي كروي شكل است كه از آن به مرز سياه چاله ها نام برده مي شود شما مي توانيد داخل آن شويد اما نمي توانيد از آن خارج شويد در واقع به محض آنكه شما وارد آن شويد شما محكوم شده ايد كه به سمت مركز تكينگي كه در مركز سياه چاله واقع شده است كشيده شويد . شما مي توانيد فكر كنيد كه افق رويداد مكاني است كه سرعت گريز از آن برابر با سرعت نور است قاعدتا خارج است افق رويداد سرعت گريز كمتر از سرعت نور است براي يك رصدگر وقتي كه به افق رويداد نگاهي مي اندازيم البته نه با امكانات رصد چشمي بلكه راديويي و ... افق رويداد را سطحي كاملا كروي ثابت خواهيم يافت ولي اگر به آن كمي نزديك تر شويم متوجه تندي آن مي شويم در واقع آن دارد با سرعت نور حركت مي كند پس ما براي اينكه بتوانيم از سياهچاله فرار كنيم بايد سرعتي مافوق نور داشته باشيم . هنگامي كه به افق وارد شويد مختصات وضعيت فاصله شما از مركز به طور شتابداري كم مي شود ولي در عوض به خاطر هندسه ي منحصر به فرد سياه چاله ها مختصات زمان شما به طور شتابدار به سمت جلو مي رود به طوري كه شما فلواقع در آينده به سر خواهيد برد . ............

انواع سياهچاله :

شوارتس شيلد: ساده ترين نوع سياهچاله‌هاست، بار و چرخش ندارد، تنها يك افق رويداد و يك فوتون كره دارد، از آن نمي توان انرژي استخراج كرد. شامل تكينگي ، نقطه‌اي است كه در آن ماده تا چگالي نامحدود در هم فرو رفته است......... رايزنر- نورد شتروم: هم بار دارد وهم چرخش ، مي تواند دو افق رويداد داشته باشد ، اما تنها يك فوتون كره دارد. شامل يك تكينگي نقطه اي است كه وجود آن در طبيعت نامحتمل است، زيرا بارهاي آن همديگر را خنثي مي كنند...... كر: چرخش دارد، اما بار ندارد. بيضي و از بيروني حد استاتيك است. منطقه تيره ميان افق رويداد و حد استاتيك ارگوسفر است، كه مي توان از آن انرژي استخراج كرد. مي تواند دو افق رويداد و دو حد استاتيك داشته باشد. دو فوتون كره دارد. شامل يك تكينگي حلقه‌اي است........... .. كر- نيومان: هم بار دارد و هم چرخش ، همان سياهچاله كر است، جز اينكه بار دارد، ساختارش شبيه ساختار سياهچاله كر است. مي‌توان از آن انرژي استخراج كرد. يك تكينگي حلقه‌اي دارد... .... به نظر پژوهشگران چهارنوع سياهچاله همچنانكه ذكر شد مي تواند وجود داشته باشند. مهمترين موضوع در باب سياه چاله آنست كه، بدانيم ماده در داخل سياهچاله‌اي كه حاصل آمده است در نهايت به چه سرنوشتي دچار مي شود؟ اختر فيزيكدانان مي‌گويند: اگر مقداري ماده به داخل حفره سياه از قبيل آنچه كه از يك ستاره وزين مرده بجاي مانده بيندازيد، نتيجه نهايي همواره الزاما يك چيز خواهد بود و تنها جرم ، بار الكتريكي و اندازه حركت زاويه اي كه جسم با خود حمل مي كند باقي خواهند ماند. اما اگر كل جهان به داخل حفره سياه خود بيفتد، يعني به شكل سياهچاله در آيد، ديگر حتي كمياب بنيادي (جرم) ، بار الكتريكي و اندازه حركت زاويه اي نيز ناپديد مي گردند.

(شعاع شوارتس شيلد : )

بعد از مدت كمي كه از انتشار نسبيت عام گذشته بود كارل شوارتسشيلد اخترشناس آلماني با بررسي معادلات اين نظريه راه حلي را يافت كه فضاي اطراف جسم فشرده بسيار پر جرمي را كه ميدان گرانشي بسيار شديدي دارد توصيف مي كرد اين نكته مهم است كه بگوييم نيروي گرانش نه تنها به جرم بلكه به فاصله نيز بستگي دارد شوارتسشيلد دريافت كه اگر جرم يك جسم چنان متراكم شود كه در واقع تمام جرم آن در مركزش جاي بگيرد آنگاه فضا-زمان در فاصله ي معيني از جسم كه همان شعاع شوارتسشيلد است هندسه ي خاصي به خود مي گيرد جالب است كه بگوييم كه هيچ چيز نمي تواند از اين شعاع بگذرد و آنرا پشت سر بگذارد آنچه كه در نزديكي شعاع شوارتسشيلد روي مي دهد از ۲ زاويه ديد متفاوت است ۱- از بيرون : از بيرون از شعاع شوارتسشيلد اگر ما در جائي ساكن باشيم خواهيم ديد كه آن فضاپيمائي كه به داخل سياه چاله دارد سقوط مي كند تا بينهايت بايد سفر كند تا به جسم مركزي كشيده شوند ۲- از داخل : به محض اينكه پا به داخل اين شعاع مرگبار بگذاريد دنيا پيش روي شما تيره و تار خواهد شد. ببينيد هر جسمي شعاع شوارتسشيلد مخصوص به خود را دارد نه اينكه بگوييم فقط سياه چاله ها دارند ...شعاع شوارتسشيلد هر جرمي از فرمول زير محاسبه مي شود... توجه داشته باشيد كه r اندازه ي شعاع G ثابت جهاني گرانش M جرم ماده ي مورد نظر و در نهايت C سرعت نور است براي جرم ۳۰ منظومه شمسي شعاع شوارتسشيلد برابر است با ۱۰۰ كيلومتر!!!....... جالب اينجاست كه شخصي با نام جان ميشل در سال ۱۷۸۳ نكته اي جالب را كشف كرد كه سرعت گريز از سطح اين چنين جرمهايي (مانند سياه چاله ها) را اگر در فرمول زير قرار دهيم سرعت نور بدست خواهد آمد يعني سرعت گريز از سطح براي يك همچين جرمهايي سرعت نور است: V2/2=GM/r ............ (V سرعت گريز از سطح است) همان طور كه گفته شد زمان در اين شعاع با زمان جهاني فرق زيادي مي كند و در واقع داخل آن به چشم ناظر خارح آن صفر است و اگر شخصي را در آنجا ببيند در حالت سكون خواهد ديد اين جاذبه كه زمان را در واقع نگه مي دارد كار ديگري را هم انجام مي دهد تا به حال كلمه ي انتقال به رنگ قرمز خطوط طيفي به گوشتان خورده است وقتي جسمي آسماني پر جرم از خود پرتو بلند قرمز ساطع مي كند اين پرتو به دليل گرانش بالاي جرم آسماني و تاثير جاذبه روي نور به رنگ قرمز متمايل مي شود بله در اين جاذبه ي زياد نور يك همچين حالتي را پيدا مي كند.

خصوصيات سياهچاله ها

نيروي گرانش نزديك يك سياهچاله بسيار قوي است چرا كه همه ذرات سياهچاله در يك نقطه در مركزآن متمركز شده اند. فيزيكدانان به اين نقطه، نقطه تمركز (singularity) مي گويند و بر اين باورند كه اندازه آن از هسته يك اتم نيز كوچك تر است.
به سطح يك سياهچاله افق رويداد مي گويند. اين سطح يك سطح معمولي قابل ديدن يا لمس كردن نيست. در افق رويداد، كشش نيروي گرانش بينهايت قدرتمند است. يك شي در اين منطقه تنها براي يك آن مي تواند حضور داشته باشد و سپس در ذرات نورغرق شده و فرو مي رود.
ستاره شناسان براي تعيين اندازه يك سياهچاله شعاع افق رويداد را اندازه مي گيرند. شعاع يك سياهچاله بر حسب كيلومتر برابر است با سه برابر جرم خورشيدي اجرام موجود در سياهچاله. جرم خورشيد برابر است با يك جرم خورشيدي.
هيچ سياهچاله اي به طور دقيق هنوز كشف نشده. دانشمندان براي اثبات اين كه يك جرم فشرده يك سياهچاله است بايستي اثراتي را اندازه گيري كنند كه تنها يك سياهچاله قادر به اعمال و ايجاد آنها مي باشد. انحناي شديد موج نور و كند شدن بيش از حد زمان مي توانند دو نمونه از آثار وجود يك سياهچاله باشند. اما ستاره شناسان اجرام فشرده اي را پيدا كرده اند كه با كمي ترديد مي توان آنها را سياهچاله فرض نمود و ادامه اين مقاله نيز بر اساس اين يافته ها مي باشد.

تشكيل سياهچاله ها

طبق نظريه نسبيت عام، يك سياهچاله زماني ايجاد مي شود كه يك ستاره سنگين سوخت هسته اي خود را به اتمام مي رساند و پس از آن توسط نيروي گرانش خودش فشرده مي گردد. تا هنگاميكه ستاره در حال مصرف سوخت مي باشد، انرﮊي ناشي از آن تعادل ستاره را در برابر نيروي گرانش حفظ مي كند. پس از اتمام سوخت ستاره ديگر قادر به تحمل وزن خود نيست در نتيجه مركز ستاره دچار فروريختگي مي شود. اگر جرم مركز ستاره بيش از سه برابر جرم خورشيد باشد، ظرف كمتر از يك ثانيه درون نقطه تمركز فرو مي ريزد.

سياهچاله هاي كهكشاني

اغلب ستاره شناسان بر اين باورند كه كهكشان راه شيري— كهكشاني كه منظومه شمسي ما در آن قرار گرفته – شامل ميليونها سياهچاله است. دانشمندان تعدادي از آنها را در راه شيري پيدا كرده اند. اين اجرام در ستاره هاي دوتايي كه اشعه ايكس صادر مي كنند مي باشند. يك ستاره دوتايي، يك جفت ستاره اند كه دور يكديگر مي چرخند.
در يك ستاره دوتايي كه شامل يك سياهچاله و يك ستاره معمولي است، ستاره در فاصله نزديكي از سياهچاله در گردش است. در نتيجه، سياهچاله گازهاي ستاره را به شدت به درون خود فرو مي برد. سايش و اصطكاك اتم هاي موجود در اين گازها در منطقه افق رويداد دماي گازها را به چندين ميليون درجه مي رساند. به دنبال آن، انرﮊي به صورت اشعه ايكس از اين گازها متشعشع مي گردد. ستاره شناسان اين تشعشعات را با استفاده از تلسكوپ اشعه ايكس تشخيص مي دهند.
ستاره شناسان بر اساس دو دليل مي پذيرند كه يك ستاره دوتايي شامل سياهچاله مي باشد: 1- هر دوتايي كه يك منبع شديد و متغير از اشعه ايكس است. وجود اين اشعه ها اثبات كننده وجود يك ستاره فشرده است. اين ستاره فشرده ممكن است يك سياهچاله و يا جرمي با فشردگي كمتر يعني ستاره نوتروني باشد. 2- يك ستاره مرئي با چنان سرعتي در مدار خود در گردش است كه تنها يك جرم با سه برابر جرم خورشيد ممكن است عامل اين سرعت باشد.

سياهچاله هاي عظيم الجثه

دانشمندان بر اين باورند كه همه كهكشانها داراي يك سياهچاله عظيم الجثه در مركز خود مي باشند. گمان مي رود جرم هريك از اين سياهچاله ها بين يك ميليون تا يك بيليون جرم خورشيدي باشد. ستاره شناسان به اينكه اين سياهچاله ها بيليونها سال پيش در اثر گازهاي متمركز شده در مركز كهكشانها توليد شده باشند مظنون مي باشند.
دلايلي قطعي وجود يك سياهچاله عظيم الجثه در مركز كهكشان راه شيري را اثبات ميكنند . ستاره شناسان بر اين باورند كه اين سياهچاله يك منبع عظيم از امواج راديويي به نام سگيتاريوس آ (Sagittarius A* (SgrA*)) مي باشد. مهمترين دليل براي اينكه ثابت نمايد SgrA يك سياهچاله عظيم الجثه است، سرعت حركت ستاره ها به دور آن است. سريعترين ستاره كه تا به حال در كهكشان راه شيري مشاهده شده هر 2/15 سال يكبار به دور SgrA با سرعت 5000 كيلومتر (3100 مايل) در ثانيه گردش مي نمايد. حركت اين ستاره، ستاره شناسان را متقاعد مي كند كه شئ سنگيني چندين ميليون برابر جرم خورشيد در مركز مدار اين ستاره وجود دارد. تنها جرم شناخته شده كه مي تواند به اين سنگيني باشد و در مركز مدار اين ستاره قرار بگيرد يك سياهچاله است.

پايان

نوشته شده توسط کیارش وزیرزاده | موضوع: اختر فیزیک | لینک ثابت |

نظريه ابر ريسمانها پنجشنبه هجدهم آبان 1385 13:28

مقدمه: اما در واقع يك ريسمان از چه چيزي ساخته شده است؟ يك ريسمان يك مقدار كوچك انرژي است و در اينجا هيچ چيزي كوچكتر از اين مقدار انرژي نيست.

در نظريه ي ريسمان به جاي اينكه هر ذره را مستقل در نظر بگيريم به صورت رشته اي پيوسته با شكلهاي مختلف درنظر ميگيريم , مثلا الكترون را مي توان مانند يك النگو رشته اي بدانيم كه دو سرش بهم گره خورده و حلقه دايره اي تشكيل داده است. علت بوجود آمدن اين نظريه اين بود كه گرانش با كوانتوم مشكل دارد. همچنانكه گفته شد در دنياي ما چهار نيروي اصلي بنامهاي الكترومغناطيسي، هسته اي قوي، هسته اي ضعيف و گرانشي وجود دارد. سه نيروي اول به ترتيب مي توانند با هم در انرژيهاي بالا متحد شوند و يك نظريه واحد داشته باشند. يعني انشعاباتي از يك نظريه ي اصلي باشند. اصطلاحاٌ مي گويند اين سه نظريه در انرژيهاي بالا تقارن دارند و در انرژيهاي معمولي دچار شكست خودبخودي تقارن مي شوند. اما چهارمين نيروي اصلي يعني گرانش دو مشكل اساسي دارد. يكي وحدت نيافتن با سه نيروي ديگر و ديگر اينكه اگر ذرات را نقطه اي در نظر بگيريم، سطح مقطع برهم كنش نيروي گرانشي بين دو ذره ي نقطه اي كه بهم نزديك مي شوند طبق نظريه ي كوانتومي بي نهايت بدست مي آيد. از اينرو ذرات بصورت ريسمانهاي يك بعدي در نظر گرفته شدند. مثلا الكترون يا كواركها همگي ريسمانهاي بسته و حلقوي با شكلهاي مختلفند. در اين تصورجديد، ديگر برهم كنش ذرات در زمان و مكان خاص رخ نمي دهد بلكه شما دو حلقه داريد كه در فضا بهم نزديك مي شوند و با عكسبرداي تخيلي يك پوسته به شكل شلنگ نمايش داده مي شود. مثل اينكه دو شلنگ بهم برخورد كرده باشند و دو شلنگ جديد بوجود آورده باشند. در اين نظريه هم وحدت ميسر است و هم بينهايتهاي گرانش كوانتومي برطرف مي شود.

چكيده:

ابعاد اضافي: نظريه ي ريسمان ادعا مي كند كه دنياي ما ده بعديست. يعني نه بعد مكاني و يك بعد زماني دارد. اين برخلاف تجربيات ماست. يعني ما فكر مي كنيم كه در دنيايي با سه بعد مكاني و يك بعد زماني زندگي مي كنيم. به همين دليل توجيه مي كند كه شش بعد اضافي در واقع در دنياي ما وجود دارند ولي فشرده شده اند. فشرده شدن يعني اينكه مثلا شما يك شلنگ را از فاصله ي دور بصورت يك بعدي مي بينيد اما از نزديك بصورت يك استوانه ي دو بعدي. امروزه برخي از نظريه پردازان ريسمانها بحث ابعاد بيشتر، حتي 26 بعد را مطرح كرده اند.

پوسته ها: يك پوسته چيزي است كه يك ريسمان روي آن قرار دارد. فرض كنيم يك پوسته يك فضاي سه بعدي است(مانند فضاي ما). بعد فرض كنيم ميدانها روي اين پوسته ها هستند. فوتون روي اين پوسته هاست و شش بعد ديگر تاريك است. فوتون فقط روي اين پوسته ها زندگي مي كند. و ما ابعاد اضافي را نخواهيم ديد. همچنين گراويتون در همه ي فضا وجود دارد. كنش ذرات با گراويتون در نه بعد انجام مي شود. اثر گراويتون در اين ابعاد اضافي آنقدر كوچك است كه ما فقط آثار گرانش را مشاهده مي كنيم.

M-Theory: نظريه هاي مختلفي تحت عنوان نظريه ريسمانها ارائه مي شود كه توضيحات متفاوتي از يك پديده فيزيكي مي دهند. در حقيقت پنج نوع نظريه ريسمانها وجود دارد:

Type I, Type IIA, Type IIB, Heterolic E8, Heterolic SO32

دو نوع E8, SO32 مخلوط نوع دو و نظريه ريسمان بوزونيك هستند.

در نظريه ريسمانها نگرش به ذرت شبيه سيمهاي گيتار است كه تحت كشش هاي مختلف، نتهاي متفاوتي را توليد مي كنند.

ريسمان چيست؟

رشته سيمهاي گيتار را تصور كنيد كه با كشيده شدن در طول گيتار كوك شده‌اند؛ بسته به آنكه سيمها چقدر كشيده شوند و تحت فشار قرار گيرند، نت‌هاي موسيقي مختلفي بوسيله آنها ايجاد مي‌شود. مي‌توانيم اين نت‌هاي موسيقي را حالتهاي برانگيخته سيمهاي گيتار تحت كشش بناميم. به طور مشابه در تئوري ريسمان ذرات بنيادين كه در شتابدهنده‌ها مشاهده مي‌شوند را مي‌توانيم نت‌هاي موسيقي و يا همان حالتهاي برانگيخته فرض كنيم.

در تئوري ريسمان همانند نواختن گيتار، ريسمانها بايد تحت كشش قرار بگيرند تا برانگيخته شوند.

كشش ريسمان

اگرچه ريسمانها در تئوري ريسمان در فضا-زمان شناور هستند و مانند گيتار مقيد نيستند وليكن با اين حال آنها كشش دارند، كشش ريسمان در تئوري ريسمان با كميت:

α' متناسب با مربع طول ريسمان

اگر تئوري ريسمان تئوري گرانش كوانتوم باشد، پس متوسط اندازه ريسمان بايد چيزي نزديك به مقياس طول گرانش كوانتوم باشد كه طول پلانك ناميده مي‌شود و حدود ده بتوان منهاي سي و سه سانتيمتر مي‌باشد. متاسفانه اين بدان معناست كه ريسمانها به حدي براي ديدن با تكنولوژي فعلي فيزيك ذرات كوچك هستند كه فيزيكدانان مجبور به ابداع روشهاي جديدي براي آزمايش تئوري شدند.

ابر تقارن

تئوري در ابتدا فقط براي بوزون‌ها بود، به منظور اينكه فرميون‌ها هم وارد تئوري ريسمان شوند بايد يك نوع بخصوص از تقارن به نام ابرتقارن وجود مي‌داشت كه به واسطه آن براي هر بوزون، يك فرميون متناظر وجود داشته باشد. پس ابرتقارن، ذرات حامل نيرو و ذراتي كه ماده را مي‌سازند به هم مربوط مي‌كند.
نتايج ابرتقارن در آزمايشات ذرات مشاهده نشده‌اند اما نظريه پردازان معتقد هستند كه ذرات ابرتقارن بزرگتر و سنگين‌تر از آن هستند كه در شتابدهنده‌هاي فعلي بتوان آنها را مشاهده كرد. ايجاد شتابدهنده‌هاي قوي‌تر انرژي بالا در دهه آينده مي‌تواند شواهد لازم براي ابرتقارن در اختيار ما قرار دهند.

بهنجارش

مهم نبود كه هر كس چقدر تلاش مي‌كرد، به نظر مي‌رسيد گرانش به هيچ وجه به نظريه‌اي قابل بهنجارش تبديل نمي‌شود؛ يك مشكل بزرگ اين بود كه امواج گرانش كلاسيك كه فرض مي‌شد ذره حامل آن گراويتون است، داراي اسپين 2 بودند و براي اسپين دو عبارت 4j-8+D مساوي D مي شد و براي D=4 انتگرال بينهايت مي شد. و اين براي فيزيكدانان غيرقابل هضم بود و سالها تلاش آنها در راه رسيدن به گرانش كوانتوم ناكام ماند. در اينجا بود كه تئوري ريسمان وارد شد تا اين خلا را پر كند.
تئوري ريسمان در اصل براي توصيف روابط ميان جرم و اسپين هادرون‌ها پيشنهاد شده ‌بود. در تئوري ريسمان، ذرات از برآشفتگي ريسمان‌هاي بسيار ريزي بوجود مي‌آمدند ؛ يك ذره كه از اين برآشفتگي‌ها بر مي‌خواست، ذره‌اي بود با جرم صفر و دو واحد اسپين.
موفقيتي كه تئوري ريسمان داشت اين بود كه در مدل دياگرامهاي فاينمن، دياگرامها به سطوح صاف دو بعدي تبديل مي‌شدند و انتگرالهاي روي سطح ديگر مشكل فاصله صفر را نداشتند

دياگرام تئوري ذره‌اي

دياگرام تئوري ريسمان

تئوري ريسمان و تئوري گرانش كوانتوم

در 1974 نهايتا اين سوال مطرح شد كه " آيا تئوري ريسمان مي‌تواند تئوري گرانش كوانتوم باشد؟ ".
در تئوري ريسمان، ممنتوم بينهايت به معناي فاصله صفر نبود، زيرا در اين تئوري رابطه بين ممنتوم و فاصله به قرار زير بود:

كميت a' به تنش ريسمانها بستگي داشت، كميتي بنيادين بر اساس رابطه

رابطه بالا به طور غيرمستقيم بيان مي‌كند كه كمترين طول قابل مشاهده براي تئوري ريسمان به صورت زير است:

رفتار ذره در فاصله صفر كه در تئوري ميدان كوانتوم بسيار مشكل‌ساز بود، در تئوري ريسمان بسيار بي‌اهميت شد و همين باعث شد كه تئوري ريسمان نامزد تئوري گرانش كوانتوم شود.
اگر تئوري ريسمان ، تئوري گرانش كوانتوم باشد، مقدار طول مينيموم بايد حداقل اندازه طول پلانك باشد كه از تركيب ثابت پلانك و ثابت گرانش نيوتون و سرعت نور بدست مي‌آيد:

لازم به ذكر است كه مساله مقياس طول در تئوري ريسمان به خاطر دوگانگي ريسمان‌ها پيچيده و مشكل شد. ( (heterotic E₈

مطرح كنندگان نظريه ي ريسمان براي توصيف اين حالت ابرتقارن را وارد اين نظريه كرده اند كه در اين صورت هر دو هم فرميون ها داراي جايگاه هستند و هم بوزون ها . در اين صورت نظريه هايي پديد مي آيند كه ابرريسمان ناميده مي شوند . نظريه هاي ابر ريسمان بر پنج نوعند.

يك تصوير نو از تئوري ريسمان

متخصص هاي نظريه ي ريسمان بر اين باور هستند كه پنج تئوري ابر ريسمان وجود دارد . نوع I ، نوع IIA و نوع IIB و دو حالت تئوري ريسمان اكتشافي يا هترو تيك كه عبارتند از :

اين پنج تئوري ابر ريسمان به يكديگر متصل هستند . همچون يك تئوري خاص و پايه اي . اين تئوري ها به دگرگوني وابسته اند كه به آن دوگاني مي گوئيم . اگر دو تئوري با دوگاني دگرگوني وابسته باشند ، بدان معنا است كه اولين تئوري مي تواند در برخي از راه ها دگرگون شده باشد . به اين دو تئوري دوگانه براي يكديگر گفته مي شود .

اين كميت هاي پيوند دوگانگي ها جدا از هم تصور مي شدند . مقياس ها فاصله هاي كم و زياد ، نيرو ، طول و ... . اين كميت ها هميشه در فيزيك در هر دو تئوري ميدان هاي كلاسيك و تئوري ذرات كوانتومي داراي حد خاصي هستند . اما ريسمان ها مي توانند تفاوت بين كوچكي و بزرگي ، نيرومندي و ضعف باشند .

آنتروپي سياهچاله چيست ؟

عقيده نظريه ريسمان در زمينه ي سياهچاله : همانطور كه مي دانيم سياهچاله ها نتيجه معادلات اينشتين هستند و چون تئوري ريسمان وجود گرانش را مي پذيرد و شامل معادلات اينشتين نيز مي شود پس وجود سياهچاله ها را نيز مي پذيرد . اما تئوري ريسمان بيشتر از تقارن جالب انواعي از ماده كه معمولا" در معادلات اينشتين عادي به نظر مي رسند بر خواسته است . بنابراين سياهچاله در بافت تئوري ريسمان موضوعي جالب براي مطالعه هستند .

زماني كه اين موضوع كشف شد كه سياهچاله ها مي توانند با توجه به فرايند هاي كوانتومي نابود شوند به نظر مي آمد كه آنتروپي و دما دارايي ترموديناميك هستند . دماي سياهچاله با معكوس جرمش متناسب است . بنابراين سياهچاله با نابودي اش گرم و گرمتر از دوره ي سابق خود مي شود . آنتروپي سياهچاله يك چهارم منطقه ي افق رويداد است ، بنابراين آنتروپي همچون سياهچاله كوچك و كوچكتر مي شود و در نتيجه منطقه ي افق رويداد نيز رفته رفته كاهش مي يابد .

حال بايد گفت كه در تئوري ريسمان نقل روشني بين زير كوانتوم ها و تئوري كوانتوم و فرض آنتروپي سياهچاله وجود ندارد .

ريسمان ها و گرانش

اگر تئوري ريسمان همان تئوري گرانش است چطور مي توانيم را با تئوري گرانش اينشتين مقايسه كنيم ؛ چه رابطه اي بين هندسه ي فضا - زمان و تئوري ريسمان وجود دارد .

ساده ترين نوع براي تصور سفر يك ريسمان در فضا - زمان تخت d بعدي ، به معناي سفر از يك سوي فضا به سوي ديگر آن است. در صورتي كه صداي تيك تيك زمان به گوش مي رسد . يك ريسمان يك جسم يك بعدي است ، اين بدان معنا است كه اگر بخواهي در طول يك ريسمان سفر كني فقط مي تواني به جلو و عقب بروي و اين امكان وجود ندارد كه به يك سو يا بالا و يا پائين بروي . يك ريسمان مي تواند به يك سو مثلا" بالا و پائين در فضا - زمان حركت كند . اگر چه يك ريسمان همچنين مي تواند گردادگرد فضا - زمان حركت كند . آنها در يك سطح از فضا زمان كشيده مي شوند و همانند جارويي عمل مي كنند كه به آن ريسمان ورد شيت ( كلمه ي ورد شيت يك واژه ي انگليسي است كه به صورت worldsheet است اين كلمه معادلي صريحي در فارسي ندارد ولي اگر بخواهيم معادلي براي آن بيابيم مي توانيم بگوئيم صفحه يا ورقه جهاني ) كه در واقع دو بعد از سطح و يك بعد از فضا و يك بعد از زمان است .

ريسمان ورد شيت يك كليد براي تمام فيزيك ريسمان ها است . يك ريسمان نوسان مي كند و از ميان چهار بعد فضا - زمان سفر مي كند . اين نوسان ها مي توانند در دو بعد ريسمان ورد شيت نمايان گر شوند كه همچون منظره ي اين نوسان ها در دو بعد در تئوري كوانتوم گرانشي است . در واقع بايد اين نوسان هاي ايجاد شده با مكانيك كوانتوم و تئوري نسبيت خاص هماهنگ باشند . تعداد ابعاد فضا - زماني در تئوري ريسمان براي نيروها كه همان تئوري بوزونيك است به 26 تا محدود مي شود و 10 بعد از آن در تئوري بوزونيك ، فرميونيك كه همان ابر ريسمان است مشترك است.

بنابراين گرانش از كجا مي آيد ؟

اگر ريسمان ها در فضا - زماني كه توسط ريسمان هاي ديگر محصور است سفر كنند ، سپس طيف نوسان يك ذره با 2 اسپين و جرم صفر را شامل مي شود ، در اين صورت ذره گراويتون خواهد بود كه حامل نيروي گرانشي است .

جايي كه گراويتون وجود دارد بايد گرانش نيز وجود داشته باشد . گرانش در كجاي تئوري ريسمان جاي دارد ؟

ريسمان ها و هندسه فضا - زمان

اگر يك ريسمان در فضا - زمان خميده به سفر بپردازد ، با اين خميدگي متناسب مي شود، همچون يك ريسمان تكثير يافته . و اين سازگار با مكانيك كوانتوم و معادلات اينشتين در مورد خميده شدن فضا - زمان است . حال اين امري واقعي است ! اين نتيجه اي متقاعد كننده براي مطرح كنندگان تئوري ريسمان بود . تنهاذ تئوري ريسمان از فيزيك فضا - زمان خميده گرانش را پيش بيني نمي كند ، اما مي گويد كه معادلات اينشتن از فضا ?-زمان خميده در تكثير ريسمان ها اطاعت مي كنند .

آيا فضا - زمان بنيادي است ؟

رابطه ي پيچيده اي بين تئوري ريسمان و فضا - زمان وجود دارد . تئوري ريسمان از معادلات اينشتين به طور كامل اطاعت نمي كند . در تئوري ريسمان سري هاي زيادي براي اصلاح تئوري گرانش وجود دارد . در شرايط پائين تر از نرمال اگر ما فقط به مقياس بزرگتر از ريسمان ها نگاه كنيم اين فواصل قابل ملاحظه نيست . اما اگر مقياس فاصله كم باشد اين اصلاح ها بزرگتر مي شوند تا از معادلات اينشتين براي توصيف نتيجه بزرگتر نشوند .

در حقيقت زماني كه سطح اين اصلاحات بزرگتر شود هندسه فضا -زماني براي تضمين توصيف نتيجه وجود ندارد . در واقع معادلات براي محاسبه ي فضا - زمان غير ممكن مي شود . اما چيزي كه در اين تئوري در فاصله هاي زياد نمايان گر مي شود پيوندي ضعيف است . اين عقيده اي با درگيري هاي بزرگ فلسفي است .

فاصله هاي كم و زياد

تقارن دوگانه كه استعداد هاي پيچيده و مبهمي براي تشخيص مقياس فاصله هاي زياد و كم مي خواهد دو گانگي تي T - duality خوانده مي شود . و از حدود ابعاد اضافه در تئوري ابر ريسمان كه حدود شش تا است مي آيد .

فرض كنيد ما در فضا -زمان 10 بعدي هستيم كه بدين معنا است كه 9 بعدي فضايي و يك بعد زماني دارد . گرفتن يكي از اين نه بعد فضايي دايره اي به شعاع R مي سازد . كه در جهت براي فاصله

يك ذره كه دور اين دايره به سفر مي پردازد، داراي مقدار حركتي خواهد بود كه گرداگرد اين دايره است. اما موضوع در رابطه با يك ريسمان كاملا" تفاوت دارد . زيرا در سفر ، ريسمان مي تواند دور دايره را خميده كند . عدد زماني پيچيدن اين ريسمان به دور دايره عدد پيچ در پيچ خوانده مي شود.

ׅ₈ و ديگري ريسمان (heterotic SO(32) ) تفكر اين است كه از بين اين پنج نماينده براي تئوري ريسمان تنها يك تئوري درست است. يك تئوري براي همه چيز و مي گفت كه فضا - زمان ده بعدي در چهار بعد كه امروزه توسط دانشمندان تأييد شده است فشرده شده است . ديگر تئوري ها سعي در اين داشتند كه تئوري ريسمان را رد كنند .L=2p R گرفته مي شود . شما در دور اين دايره حركت مي كنيد و به جايي كه از آنجا حركت خود را آغاز كرده ايد باز مي گرديد .

مقدار L_st²/R تغيير مي دهيم ، در حالي كه L_st طول ريسمان است . اگر R از طول ريمان خيلي كوچكتر باشد سپس مقدار L_st²/R بسيار بزرگ خواهد شد ؛ بنابراين مقدار مبادله و نوع پيچش ريسمان تبادل يك مقياس فاصله اي بزرگ با يك مقياس فاصله اي زياد است .

http://www.parssky.com

http://nojoom-frh.persianblog.com

حال مورد عجيب در مورد تئوري ريسمان اين است كه اين مقدار و اين نوع پيچش مي تواند تعويض شود . ما ميزان اين طول را با تغيير شعاع دايره با

اين نوع از دوگانگي دوگانگي تي T - duality خوانده مي شود . دوگانگي تي به تئوري هاي ابرريسمان نوع هاي IIA و IIB است . اين بدان معنا است كه اگر اين دو تئوري در روي يك دايره فشرده شوند ، سويچ مقدار و نوع پيچش و سويچ مقياس فاصله اي با تأثير دو تئوري بروي يكديگر تغيير مي كند .

بنابراين دوگانگي تي در مقياس هاي مختلف داراي تفاوت است . مثلا" در مقياس هاي فاصله اي بسيار بزرگ براي مقدار كم در ريسمان ها است و نوع پيچش براي ريسمان با مقياس هاي بسيار كوچك . حال همه ي اين گفته تفسير جالبي از اين است كه فيزيك چگونه بعد از كپلر و نيوتون در جريان بوده و توسعه يافته است .

ريسمان ها و پيوند ضعيف

ثابت اتصال و پيوند چيست ؟ اين يكي از اعدادي است كه در مورد چگونگي نيرو و كنش متقابل سخن مي گويد . براي مثال : ثابت نيوتن ثابت پيوند براي نيروي گرانش است . اگر ميزان ثابت كنوني نيوتن دوبرابر بود سپس ما گرانش را در سطح زمين دو برابر احساس مي كرديم و همچنين از زمين گرانش ماه و خورشيد نيز دو برابر احساس مي شد و غيره . يك ثابت پيوندي بزرگتر بدان معنا است كه آن نيرو قوي تر است و ثابت پيوندي ضعيف تر بدان معنا است كه نيروي مورد نظر ضعيف تر است .

هر نيرويي داراي ثابت پيوندي است . براي مثال در نيروي الكترومغناطيسي ثابت پيوندي با مربع با الكتريكي متناسب است . زماني كه فيزيكدان ها رفتار كوانتوم هاي الكترومغناطيسي را مورد مطالعه قرار دادند ، آنها كاملا" قادر نبودند تا تمام تئوري ها را حل كنند . بنابراين مقداري از قوانين روبه روي خود را مي شكستند تا به توانند معادلات را حل كنند و هر جايي كه شكسته مي شد راه را براي حل موضوعات بعدي و ثابت هاي پيوندي باز مي كرد . در انرژي هاي عادي در الكترو مغناطيس ثابت پيوند كوچك است و بنابراين اولين قسمت اندكي شكسته شده تقريب خوبي براي پاسخ واقعي بود . اما اگر ثابت پيوند زياد باشد متودهاي محاسبه نيز زير پا گذاشته مي شود و قسمت هاي كوچك نيز بي ارزش مي شوند . اين موضوع در تئوري ريسمان نيز قابل رخ دادن است . تئوري هاي ريسمان داراي ثابت پيوندي هستند . اما با تئوري ذرات تفاوت دارد . در تئوري ريسمان ثابت تنها يك عدد نيست و به نوع نوسان ريسمان وابسته است كه آن را كندي مي خوانند . مبادله ميدان كندي از تبادل ثابت هاي پيوندي بسيار بزرگ يا كوچك كم مي شود .

دوگانگي اس S - duality

اگر دو تئوري ريسمان توسط دوگانگي اس به هم وابسته باشند در اين صورت ثابت پيوندي يكي ضعيف خواهد بود و ديگري در مقابله با آن ثابت پيوندي قوي خواهد داشت . بايد توجه داشت كه تئوري با نيروي پيوندي نمي تواند مفهومي از بسط آن در سري هاي ديگر باشد . و اما تئوري با نيروي پيوندي ضعيف اين امكان را دارد . بنابراين اگر دو تئوري در دوگانگي اس به هم وابسته اند ما بايد تئوري ضعيف را درك كنيم و اگر در فهم اين موضوع كاملا" موفق باشيم مي توان گفت كه تئوري ريسمان را كاملا" فهميده ايم . اين در واقع ضرب المثلي در بين فيزيكدان ها است .

تئوري هاي ابرريسمان وابسته به دوگانگي اس عبارتند از : نوع I با تئوري ابر ريسمان (heterotic SO(32) ) و تئوري ابر ريسمان IIB با خودش .

اين به چه معنا است؟

دوگانگي اس چيزي منحصر به فرد در فيزيك ريسمان ها است ، آن چيزي است كه از عهده ي ذرات خارج است و قادر به انجام آن نيستند ، زيرا يك ذره نمي تواند همانند يك ريسمان گرداگرد يك دايره خميده شود . اگر واقعا" تئوري ريسمان نظريه ي درستي در طبيعت باشد، بايد بر سطح هاي عميق نيز دلالت كند . مقياس هاي فاصله اي كوچك در فيزيك به صورت مستقل اصلاح نشده اند ، اما همانند يك سيال است كه وابسته به تحقيق ما و استفاده از اندازه ها است ، اين ها است كه حالت تحقيق را مشخص مي سارد .

در قسمت ديگر كه دوگانگي اس است به ما مي آموزد كه حد نيروي پيوندي در ريسمان ها مي تواند در حدهاي ضعيف براي ريسمان هاي مختلف محاسبه شود . اما اين نتيجه اي عاقلانه براي مكانيك كوانتوم گرانشي است ؛ زيرا همانطور كه مي دانيم در نسبيت، اجرام بروي فضا - زمان اطراف خود تأثير مي گذارند و آن را خميده مي كنند .

نگاهي به ام تئوري

تئوري ام يك تئوري جسورانه فيزيكي است كه از هندسه اي عجيب و منحصر به فردي برخوردار است. طرفداران اين نظريه جديد فيزيكي ادعا مي كنند كه اين تئوري مسيري براي دست يافتن به نظريه اي براي همه چيز است.اين تئوري كه از بسط و گسترش تئوري ابر ريسمان بوجود آمده است، همه 5 تئوري ابر ريسمان را و 11 بعد ابر گراني را در بر مي گيرد. علت اينكه فيزيكدانان به چشم يك نظريه ي متهور و ستيزه جو به اين نظريه نگاه مي كنند اين است كه اين نظريه فاقد هرگونه پشتوانه ي تجربي و آزمايشگاهي است و وجودش را تنها مديون يكسري رياضيات پيچيده و هندسه اي غامض است .

ظهور ام(M) :

در سال 1995 ادوارد ويتن انقلاب دوم ابر ريسمان را پايه گذاري كرد و از اين راه به شهرت جهاني رسيد.

ويتن مقالات فراواني در زمينه نظريه ي ابر ريسمان كه تاحدودي در ان زمان به فراموشي سپرده شد انتشار داد و راه حل برون رفت از چالش هاي پيش روي نظريه ريسمان را در گسترش ابعاد اين نظريه از ده بعد به يازده بعد دانست ، بدين صورت تئوري ام كه يك تئوري يازده بعدي است شكل گرفت.

تئوري ام در حقيقت از تركيب 5 تئوري مختلف ريسمان بوجود امده است اين تئوري در راستاي تلاش هاي بي ثمر گذشته كه سعي در متحدكردن نسبيت عام و كوانتوم مكانيك براي دست يافتن به نظريه به نام ابرگرانش.

ابر گراني يك تئوري ميدان است كه جزيي از ابر ريسمان به حساب مي آيد و از كوچك كردن ريسمان ها تا حد صفر يعني نقطه بو جود مي آيد كه ابر تقارن و نسبيت را يگانه مي نمايد ذرات ميدان گراني گراويتون با اسپين 2 است ولي در ابر گراني ذرات ميدان گراويتينو (گراني كوچك ) مي باشد و اسپين آن 2/3 است.) بود گام بر ميدارد.

تئوري ام كه از 11 بعد برخودار است در حقيقت با گرفتن دوگان نظريه ده بعدي ريسمان بدست مي آيد اين موضوع كه چگونه تقارن دوگانگي مي تواند مشكلات را براي رسيدن به نظريه ي نهايي از پيش رو بردارد موجب شگفتي دانشمندان است .

تقارن دوگانگي به خوبي 5 نظريه ي مختلف ريسمان را به هم مر بوط مي سازد و برابر بودن آنها را نشان مي دهد دوگانگي در حقيقت پل ارتباطي بين ساير تئوري هاي ريسمان است تئوري جديد دوگانگي به خوبي برابري و ارتباط نظريه هاي ريسمان را با يكديگر بر ملا مي سازد كه مي تواند در اين زمينه از دو گانگي اس (-duality S)– تي T-duality) )– و يو( -duality U)نام برد هريك از اين دو گانگي ها راهي است براي تبديل يك تئوري ريسمان به تئوري ريسمان ديگر و در اين ميان دوگانگي تي را مي توان ساده ترين دوگانگي از ميان ساير دوگانگي ها كه تئوري هاي ريسمان را به هم مرتبط مي سازد در نظر گرفت.

دوگانگي يك تقارن مستحكم در نظريه ي ريسمان است ،بر همين اساس ما با گرفتن دوگان يك نظريه ريسمان به نظريه ريسمان ديگر مي رسيم و به همن صورت مي توانيم نشان دهيم كه تمامي 5 تئوري ريسمان در حقيقت يكي هستند.

دوگانگي هاي بين 5 نمونه تئوري ريسمان رابطه اي منطقي و جالب بوجود مي آورد (اگر ابر گراني را به حساب آوريم بايد بگوئيم 6 تئوري ريسمان ) و به خوبي پنج نمونه ريسمانها را بهم مربوط مي سازد و برابري آنها را ثابت مي كند بدين صورت با يك تحول بزرگ از دل يك نظريه ي ده بعدي نظريه اي يازده بعدي (نظريه ي ام ) متولد مي شود كه اين نظريه اميد ها را در راه اتحاد نسبيت عام با مكانيك كوانتومي براي رسيدن به نظريه اي براي همه چيز زنده نگه مي دارد .

تئوري ام با تمام موفقيت هايش تا حدي نامفهوم و نارسا است و تاكنون نيز كسي شرح روشن و كاملي از اين نظريه بيان نكرده است. چرا كه مباني بنيادي فيزيكي كه اين نظريه برپايه ي آن استوار گرديده مشخص نيست و تنها اين تئوري داراي يك چارچوب كلي بوده كه اميد مي رود در آينده فيزيكدانان با استفاده از دوگانگي مسائلي كه تاكنون مبهم و غير قابل حل مانده است حل شوند. ولي همچنان اين سئوال در اذهان فيزيكدانان به عنوان مسئله اي لاينحل باقي مانده است .

چرا ام ؟

يك سرگرمي كه با مطرح شدن نظريه ي ام بوجود آمد ه است نامگذاري اين تئوري است. هركسي سعي مي كند يك نام مناسب براي اين تئوري حدس بزند و چون سرچشمه ي نام اين نظريه در هاله اي از ابهام قرار دارد بهمين خاطر با نام هاي گوناگون براي اين نظريه روبرو مي شويم .

مثلا اين تئوري ممكن است مخفف تئوري ماتريس theory Matrix باشد يا تئوري موفين Muffin theory –تئوري مايستري (راز) Mystery theory –تئوري مجيك (جادو ) Magic theory - تئوري ماركر (خالق ) Maker theory – تئوري موركي (تيره ) Murky theory - تئوري ممبران (غشا ء ) Membrane theory تئوري منستروس (غول پيكر ) Monstrous theory - تئوري مادر Mother theory

شلدون گلاشو اعتقاد دارد كه M وارونه ي W حرف اول اول نام ويتن پايه گذار اين نظريه است.

صرفنظر از اينكه معني احتمالي ام چه مي تواند باشد، امروز تئوري ام شايسته ي توجه و فضايي مهيج براي فعاليت و پژوهش در زمينه ي فيزيك نظري است.

نوشته شده توسط کیارش وزیرزاده | موضوع: کیهان شناسی | لینک ثابت |

عکسبرداری دقيقتر از مريخ پنجشنبه هجدهم آبان 1385 13:21

سفينه فضائی Mars Express به 5.5 ميليون کيلومتری مريخ رسيده و اولين تصوير را از مريخ به زمين ارسال کرده است. اين سفينه مجهز به يک دوربين فضائی استريو با دقت بالا (High Resolution Stereo Camera) می باشد که برای اولين بار بکار گرفته شده و می تواند تصاوير سه بعدی از سطح مريخ بگيرد. بخاطر خيل عظيم e-mail های دريافتی از نقاط مختلف دنيا، مسئولين موسسه تحقيقات فضائی اروپا (ESA) موافقت کرده اند که عکسهای جديدی نيز بوسيله همين دوربين از عارضه سطحی معروف به صورت روی مريخ بگيرند تا جزئيات بيشتری از آن معلوم شود. با وجود اينکه قبلاً سفينه Mars Global Surveyor تصاوير نسبتاً دقيقی از "صورت روی مريخ" گرفت که به عقيده خيلی از دانشمندان نشان داد اين تنها يک تپه قديمی است که بر اثر جهت خاص تابش نور مثل صورت آدم ديده می شود ولی هنوز خيلی ها معتقدند که کاسه ای زير نيم کاسه است و حقيقت چيز ديگری است.

نوشته شده توسط کیارش وزیرزاده | موضوع: تازه ها (خبر) | لینک ثابت |

انرژى سياه انقلابي در اخترفيزيك شنبه یکم مهر 1385 15:55

به رغم مفاهيمى كه هفتاد سال پيش مطرح و پذيرفته شدند، امروز پژوهشگران عقيده دارند كه عالم به سرعت در حال گسترش است. آنها اين انرژى تسخيرناپذير دافعه را شاهدى بر وجود نوعى انرژى ناشناخته و داراى قدرت و حضور مطلق مى دانند...

آيا آلبرت اينشتين، پدر عالم شناسى مدرن، اشتباه مى كرد؟ آيا نظريه نسبيت اش خطا بود؟ امروز جامعه اخترشناسان جملگى بر اين موضوع توافق دارند. مسلماً اينگونه نتيجه گيرى خالى از عيب و ايراد نيست. ولى ظاهراً هيچ چيز مانع حيات دوباره و باشكوه اين علم نيست. ظرف چند سال ديدگاه فيزيكدانان اخترشناس به عالم شاهد دگرگونى هاى شگرفى بود. هفتاد سال است كه همواره يك سخن را از فيزيكدانان مى شنويم: انبساط عالم به كندى مى گرايد. به دليل جاذبه ناشى از جرم بين كهكشان ها در عمل از سرعت دور شدن آنها از يكديگر كاسته مى شود. با اين حال، پديده مذكور آثار و نتايج چندانى ندارد. بنابراين به رغم آنچه كه انتظار مى رود انبساط جهان هردم سرعت بيشترى مى گيرد. يك نتيجه گيرى شگفتى آور اين واقعيت آن است كه نظريه پردازان ناچار شدند وجود نوعى «انرژى سياه» اسرارآميز را كه قدرت دافعه فعال در سرتاسر عالم است فرض كنند.ميشل كاسه از بخش فيزيك اخترشناسى وزارت انرژى اتمى فرانسه با شوق و شور ورود اين تازه وارد را جشن مى گيرد. «اين يك انقلاب است.» كتاب اوليه ژاكوب تحت عنوان ماده سياه، انرژى سياه روز 27 سپتامبر بر روى پيشخوان كتابفروش ها بود. نويسنده با لحنى حماسى از انرژى تازه متولد شده تعريف و تمجيد مى كند: «رحمت، صعود، پرواز بر فراز چتر نجات، ضد جاذبه!» به قول نويسنده به شكرانه چنين پديده اى مى توان تصويرى معقول از عالم پديد آورد. تصوير به غايت زيباتر از تمام آنچه كه الهيون و اساطير مذهبى به دست دادند.

ماجرا در سال 1988 آغاز شد. در اين سال سول پرل موتر از دانشگاه هاى هاروارد و بركلى، پژوهشگر 28 ساله بسيار درخشان كه به تازگى فارغ التحصيل شده بود، مبلغى بابت اندازه گيرى ميزان كاسته شدن از سرعت انبساط جهان دريافت كرد. گروه كوچك چهار نفره وى براى آن كه بتواند از عهده انجام اين وظيفه برآيد ناچار بود كه يكى از تماشايى ترين پديده هايى را كه در آسمان رخ مى دهند- انفجار سوپرنوا- دنبال كند. هنگامى كه عمر سوپرنوا به سر مى رسد، بزرگ ترين ستارگان به شدت درخشان و پرنور مى شوند و انرژى نورانى معادل يك ميليارد ستاره را به داخل فضا رها مى كنند. صحنه اى ديدنى ولى در عين حال نادر، ماجرايى كه در طول يكصد سال در هر كهكشان حداكثر دو تا سه بار اتفاق مى افتد. مشاهده انفجار سوپرنوا براى پروژه سول پرل موتر لزوم صددرصد داشت. بدين ترتيب سوپرنواى مذكور تنها جسمى در عالم هستى است كه «امكان اندازه گيرى دقيق فاصله اش با زمين وجود خواهد داشت، درست شبيه فانوس دريايى كه آنقدر از ما دور است كه نورش به صورت لكه اى تيره در مى آيد.»

«اشتباه بزرگ» آلبرت اينشتين

به گفته سول پرل موتر، كه هم اكنون استاد فيزيك در دانشگاه بركلى است پروژه ظرف سه سال آينده به نتيجه خواهد رسيد. در واقع تاكنون حدود ده سال است كه پروژه مذكور به طول انجاميده است. «لازم است دوربين هاى الكترونيك كاملاً مدرن در اختيار داشته باشيم و نرم افزارى را براى آن كه بتوانيم تصاوير را در قوى ترين كامپيوترها به هر سو كه بخواهيم بچرخانيم طراحى كنيم، تا 42 سوپرنوا تحت عنوان SNIa قابل بررسى باشند. با گذشت ساليان و انباشته شدن مشاهدات گروه سول پرل موتر، پروژه شناسايى سوپرنوا، و فيزيك پروژه ديگر تحت عنوان تيم جست وجوى سوپرنواى High-z كه روى همين غبارها كار مى كرد. ناچار با نتيجه اى غير منتظره روبه رو گرديد. دورترين سوپرنواهاى SNIa رنگ پريده تر از آن كه انتظار مى رود به نظر مى رسند. پس آيا انبساط عالم سرعت مى گيرد؟ در واقع «هنگامى كه به سوپرنوا در جهانى كه به سرعت در حال بزرگ تر شدن است مى نگريم، مى بينيم فوتون هايى كه به ما مى رسند بايد فاصله مكانى بيشترى از گذشته را طى كنند و بدين ترتيب خود سوپرنوا از نظر ما درخشندگى كمترى خواهد داشت. اين آن چيزى است كه پژوهشگران تصور مى كنند و روبرت كريشن عضو تيم High-z در كتاب خودش «عالم بدون مرز» انتشارات دانشگاه پرينستون 2002 آورده است.«ما شايد بهترين راه نزديك شدن به خدا را در فيزيك يافته ايم.»هيچ يك از اين دو گروه، كه هردو هم آمريكايى هستند نمى تواند تصميم بگيرد كه اطلاعات مذكور را بپذيرد چه واژگون كننده تمام عقايد كنونى شان است. آنها از بيم آن كه در صورت اشتباه مورد تمسخر ديگران قرار گيرند، محاسباتشان را از سر گرفتند و ماه ها حتى سال ها تلاش كردند كه تصويرى را كه ساخته بودند، بهبود بخشند. اين تصوير علاوه بر آن كه مفاهيم كاملاً جاافتاده را در ده جهانشناسى زير و رو مى كند بلكه مى توان گفت تصور «جهان در حال گسترش هرچه سريع تر سوء قصد به جان اعليحضرت است. «در سال هاى دهه ،1910 آلبرت اينشتين اصطلاح ثابت جهانى را وارد نظريه نسبيت كرد تا وفادارى خويش را به عقايد رايج در آن زمان نشان دهد. جهان ثابت بدون هيچ انبساطى» اين سخن پير آنيتلوگوس پژوهش گر «آزمايشگاه فيزيك هسته اى و انرژى هاى عالى» است ليكن در سال 1929 ادوين هابل فيزيكدان و ستاره شناس كشف كرد كه كهكشان ها از يكديگر دور مى شوند و لذا عالم منبسط مى شود. بلافاصله آلبرت اينشتين، طبق داستانى كه از آن زمان سينه به سينه جهان شناسان منتقل شده، ثابت فوق را با گفتن اين كه «بزرگ ترين خطا»يى است كه وى هيچ گاه حاضر به ارتكاب آن نيست، رد كرد پير آنيتلوگوس مى گويد: «زمان درازى است كه ما فيزيكدان ها كه اساتيد خويش را گرامى مى داريم نتوانسته ايم اين ثابت را زير سئوال ببريم، به همين سادگى»بالاخره در سال 1998 دو گروه آمريكايى مذكور بر آن شدند كه كشف خويش را در مورد اين كه جهان همواره و با سرعتى فراتر از آن كه «ثابت از عهده توصيف و توضيح آن برآيد در حال گسترش است، اعلام كنند. امروزه تمامى جامعه علمى با اين واقعيت وفق يافته اند. ميشل كاسه كه خود با بازگشت به ايده ثابت جهانى آتش بحث و مباحثه را دامن زد. به حرف يونانى لاندا (ى) اشاره مى كند كه سمبل رياضى پرواز عالم است، آنچه كه امروز نمادى از انفجار عالم است. عنصر خالق ناپيدا و جهانى كه هم اكنون پرده از رويش برداشته شده همانا لاندا است [...] بهترين راه نزديك شدن به خدا در فيزيك.بايد گفت كه تاكنون شواهد و قرائن نيز به نفع تز سرعت گرفتن انبساط عالم به دست آمده است. در ابتدا مشاهده صدها سوپرنواى مكمل آن را تصديق كرد. مهم تر از آن به نوشته ميشل كاسه «انسجام نتايج آن اندازه خيره كننده است كه مى توانيم به حق اعلام كنيم كه سرانجام مدلى باوركردنى از عالم در اختيار داريم.» و بالاخره جامعه علمى پى به مزاياى عظيم آن برده است. برخى معماها كه از سال هاى دهه 1990 مطرح شده اند به لطف اين تز راه حلى هايى براى خود پيدا كرده اند. به عنوان مثال، سن عالم ديگر تناقضى با سن برخى ستارگان، كه به نحو شگفت آورى پيرتر از آن به نظر مى رسند، ندارد.

بنابراين انرژى سياه در آينده قطعه گم شده اى خواهد بود كه دانشمندان براى بازسازى پازل بزرگ خويش از عالم در پى آنند تا بدان جا كه اين تز در مطالعاتى كه توسط بالون هاى استراتوسفر مجهز به تلسكوپ و ماهواره اى آمريكايى موسوم به Wilkinson Microwave Anisotropy Probe به عمل آمده، مورد تاييد قرار گرفته است تمام اين پروژه يك ماموريت دارند. «اندازه گيرى» عالم و نتيجه گيرى شان تا حدى شگفت آور است. براساس نتايج حاصل از اين ابزارهاى اندازه گيرى، ماده اى كه مى شناسيم (ستارگان، سيارات، موجودات زنده يا اتم) در واقع نماينده تنها 5 درصد كل انرژى موجود در عالم است. اكنون مى توانيم حدود 25 درصد «ماده سياه» را نيز به آن بيافزاييم. اين احتمالاً از ذرات مجزايى تشكيل شده كه اگر چه آثار حاصل از آنها قابل رويت است ولى تاكنون نتوانستيم خودشان را پيدا كنيم. در واقع جاذبه ايجاد شده به وسيله ماده كلاسيك قادر به توضيح دليل حفظ ساختمان هاى عظيمى چون كهكشان ها يا لايه هاى كهكشانى در عالم نيست. بايد ماده اى نامريى و ناشناخته، اعمال كننده چنين جاذبه اى باشد.خوب 70 درصد بقيه چه؟ قطعاً نمى تواند انرژى سياه باشد، و اين كه بالاترين وزن را در صورتحساب عالم دارد. روشن است كه قدر قدرت است، چرا كه بر عالم حاكميت مى كند و حتى سرعت گام هايش را نيز او تحميل و ديكته مى كند. همه جا حاضر و محيط بر ماست و قوانين ماده اى را كه ما جزء كوچكى از آن هستيم او تعيين مى كند و به قول ميشل تورنه جهان شناس در دانشگاه شيكاگو و مبتكر اصطلاح «انرژى سياه»: «با اين همه هيچ چيز از آن نمى دانيم.» ماهيت آن براى ما ناشناخته است آيا اين «انرژى خلأ» است؟ فيزيكدان ها دوست دارند اين طور باشد چرا كه خلأ كه عالم را «پر مى كند» اصلاً نمى تواند وجود نداشته باشد. به عنوان مثال ذرات موسوم به «مجازى» مى توانند از آن به وجود آيند، به سرعت به صورت ذرات مادى درآيند و سپس نابود شده و به جايى كه از آن جا آمده اند، بازمى گردند ولى اين «خلاء كاذب» آن گونه كه ميشل كاسه آن را مى خواند، مى تواند پر از انرژى سياه باشد.

اگر وضع از اين قرار است، پس عواقبى هم در تاريخ انبساط عالم بر جاى خواهد گذاشت. دنياى ما 7/13 ميليارد سال پيش به وجود آمد، زمان، مكان و انرژى به ناگهان دستخوش جنبش انبساط عمومى گرديدند. به همان اندازه كه ماده در اين فضاى همواره در حال حجيم تر شدن رقيق تر مى شود از قدرت جاذبه اش كاسته مى شود در حالى كه انرژى خلأ باقى مى ماند. هر چند كه 7 ميليارد سال است كه اين انرژى سياه جاى خالى جاذبه را پر كرده است اين درست زمانى است كه انبساط عالم سرعت مى گيرد.

جهانى داراى پنج بعد

با اين حال، اين گزينه مشكل كوچكى نيز دارد: اين فرضيه توضيح نمى دهد كه در پى چه رويداد شگفتى آورى سرنوشت هاى انرژى ماده و انرژى سياه يكى مى شوند. ده ميليارد سال است كه ماده برترى خود را به عالم تحميل كرده؛ حالا ديگر نوبت انرژى سياه است با اين حال معجزه اى باعث خواهد شد كه بتوانيم لحظه اى را كه جنگ بر سر برترى بين اين دو دشمن ديرينه مغلوبه خواهد شد، بيابيم؟عالم شناسان علاقه اى به همزمانى ندارند. از اين روست كه برخى به فرضيه جوهر سره (اشاره به عنصر پنجم «اتر» كه سابقاً تصور مى شد عالم از آن ساخته شده) روى آورده اند براساس اين فرضيه انرژى سياه نه «از» مكان بلكه «در» مكان است. انرژى سياه مى تواند شكل خاصى باشد كه تا زمانى كه به صورت جرم درنيايد متوجه آن نمى شويم هر چند كه تمامى همين جرم از آن تشكيل شده است. با اين حال اين جوهر سره اين مزيت را دارد كه مى توانيم شاهد تحول و تكامل انرژى آن در طول زمان باشيم طورى كه به قول پير آنتيلوگوس «شمايل موجود تعادل نسبى (70/30) ديگر يك استثناى لحظه اى نيست بلكه يك نتيجه گيرى منطقى صرف نظر از آن است كه نقطه عزيمت ما كجا باشد.»يك امكان ديگر نيز وجود دارد هم اكنون فيزيكدان جوان از «انستيتو فيزيك اختر شناسى پاريس»، سدريك دفايه آن را مورد بررسى قرار مى دهد. يك تز سنت شكن كه شامل حال تمامى انرژى خارجى مى شود و به تغيير نظريه نسبيت عمومى آلبرت اينشتين مى پردازد. بايد ديد چه مى كند! سدريك دفايه با كار هايش، كه با همراهى و همكارى دانشمندان برجسته در دانشگاه نيويورك شروع كرد در تلاش است بعد پنجمى را به دنياى چهار بعدى آلبرت اينشتين (سه بعد مكانى و يك زمانى) در چارچوب مفهوم مكان _ زمان بيفزايد در واقع در دنياى پنج بعدى، خود مفهوم جاذبه دستخوش تغيير مى شود تغييرى كه مى تواند توجيه كننده سرعت انبساط عالم كه شاهدش هستيم باشد.اگر چنين بعد پنجمى وجود داشته باشد اين بعد مكمل به نوعى و در مقياسى كاملاً پايين تر از بعدى كه در آن زندگى مى كنيم «به خود برخواهدگشت»، كه احتمالاً دليل آن است كه تاكنون از حواس ما پنهان مانده است. سدريك دفايه توضيح مى دهد: «دقيقاً شبيه طناب كشيده اى كه از نظر بندبازى كه روى آن پيش مى رود جسمى است كه تنها يك بعد دارد؛ در حالى كه از نظر مورچه جسمى دوبعدى است، حيوان مى تواند هم در طول آن حركت كند و هم در عرض آن.»در ميان اين فرضيات، كدام يك بهتر از همه است؟ پيش از آنكه پاسخى براى اين پرسش پيدا شود، قطعاً بحث هاى طولانى در پيش خواهند بود. تا آن زمان اتفاقات عظيمى در آن سوى اقيانوس اطلس در شرف وقوع است. سول برلموتر قصد دارد با ماهواره اى به ارزش يك ميليون دلار به نام Supernova Acceleration Probe به فضا رود. در آن مكان كه مشاهده هزاران سوپرنواى بسيار دور ميسر است، پى بردن به تاريخ انبساط عالم هستى آسان تر خواهد بود و البته با شگفتى هاى بسيار. هيچ كس نمى تواند بگويد كه در آن سوى انبساط عالم، وراى جاذبه و دافعه كه ماده و انرژى سياه اعمال مى كنند نيرو هاى پنهان و راز آميز ديگرى وجود ندارند. مسلما اين دنيايى به مراتب اسرار آميزتر است.

نوشته شده توسط کیارش وزیرزاده | موضوع: اختر فیزیک | لینک ثابت |

ماراتن مسیه جمعه دوم تیر 1385 20:48

هفتم و هشتم ارديبهشت 1385، بهترين رصدگران اعماق آسمان از سراسر ايران در رقابتي به‌ياد ماندني زير آسمان پُرستاره گردهم آمدند. اين مقاله گزارشي است از ششمين ماراتن مسيه ايران که بر بام کاروانسراي قصر بهرام در پارک ملي کوير برگزار شد.

بابک امين تفرشي

گزارش برگزاري ششمين ماراتن مسيه ايران، هفتم و هشتم ارديبهشت؛ پارک ملي کوير

آبي ژرف شَفق جاي خود را به‌گنبد مشکي جواهرنشان آسمان شب داده است. الماس‌هاي‌درخشان زمستاني در کوچ بهاره در افق غرب پنهان مي‌شوند و کاروان ستارگان تابستانه از شرق سَر مي‌زند. فَرسَخ‌ها دورتر از نشانه‌هاي تمدن امروز، بَر بام کاروانسرايي ۴۰۰ ساله، کارواني اقامت دارد که نه از ري مي‌آيد و نه راهي اصفهان است، مقصد آنها ژرفاي آسمان است...

ماراتن مسيه رقابتي براي رصد اجرام غيرستاره‌اي فهرست مسيه(M) شامل زيباترين کهکشان‌ها، سحابي‌ها و خوشه‌هاي ستاره‌اي آسمان است. رصد تمام ۱۱۰ جرم اين فهرست در يک شب رقابتي چنان دشوار و هيجان-‌انگيز است که آن را ماراتن خوانده‌اند. از نيمه اسفند تا نيمه فروردين خورشيد در بهترين موقعيت براي ديدن تمام اين اجرام از شفق تا فَلق است. هر رصدگر يا گروه رصدي به‌کمک تلسکوپ يا دوربين دوچشمي خود و از روي نقشه‌هاي آسمان اجرام ژرف آسمان را مي‌يابد و آنها را تَک‌به‌تَک به‌داوران ناظر به‌کار نشان مي‌دهد.

اين رقابت را انجمن‌ها و گروه‌هاي نجوم بسياري در جهان سالا‌نه انجام مي‌دهند اما در جهان در کمتر جايي مانند ايران اين رقابت به‌ صورت ملي، با نظارت داوران و با ضوابط دقيق، انجام مي‌شود. هدف اصلي گردهم آمدن بهترين رصدگران آسمان شب و منجمان آماتور از سراسر کشور در يک شب رصدي است تا امکان آشنايي، همکاري و هماهنگ شدن فعاليت‌هاي نجومي در گوشه و کنار کشور فراهم شود و رصدگران شوق بي‌انتهاي بودن زير آسمان پُرستاره را باهم تجربه کنند.

از نظر مردم ناآشنا با فعاليت‌هاي نجوم آماتوري در ايران رصد آسمان شب در دل کوير، از بام کاروانسرايي تاريخي در ناکجا آباد، شايد فقط يادآور فيلم <خيلي دور، خيلي نزديک> باشد که نخستين‌بار با داستاني وام گرفته از فعاليت منجمان آماتور در ايران ساخته شد. اما چنين برنامه‌هاي رصدي در بسياري از مناطق ايران، پشت پرده شب و بي آنکه بيشتر مردم از آن خبردار شوند درحال انجام است. در هر شهر بزرگ ايران جمعي از سَرگَشتگان آسمان را مي‌يابيد که در جستجوي زيبايي‌هاي کيهان دل به‌بيابان مي‌زنند. منتَخَبان اين دل‌شدگان را هر سال در زمان ماراتن مسيه بر بام کاروانسراي قصر بهرام در پارک ملي کوير مي‌يابيد.

بعد از ظهر هفتم ارديبهشت در آسمان ابري، گروه در کوير به‌سوي سياهکوه پيش مي‌رفت. پارک ملي کوير، بياباني غني از حيات وحش است که زماني زيستگاه شمار بسياري يوزپلنگ و گورخر آسيايي بوده است. علا‌وه‌براين بر سر راه‌هاي کهني که از اينجا مي‌گذشته است کاروانسراهاي تاريخي و بناهاي شکارگاه متعلق به‌دوران کهن، به‌ويژه صفوي، وجود دارد؛ بناهايي که زماني اقامتگاه کاروان‌ها بوده و اکنون رصدگاه منجمان آماتور است. ساعتي پيش از غروب خورشيد درحالي که ابرهاي تيره طوفان‌زا نزديک مي‌شدند، رصدگران بر بام کاروانسرا در محل‌هاي مشخص شده براي هر گروه همراه با داور خود مستقر شدند.

خوشبختانه باد، باران و طوفان بهاري زودگذر بود. پس از طوفاني شديد و نَمي باران ابرها رَخت بستند. با حدود يک ساعت تأخير رقابت رصدي با سوتي بلند در ساعت ۳۰:۲۰ آغاز شد. صورت‌هاي فلکي زمستاني در پس افق به‌سرعت پنهان مي‌شدند. بسياري خوشه پروين را که ساده‌ترين هدف اين رقابت است به‌دليل لايه‌هاي ابر در افق غرب از دست دادند. حتي از دست رفتن يک جرم در ابتداي شب در صبحدم سرنوشت‌ساز مي‌شد. سياره مشتري در اوج درخشش، به‌دليل نزديکي زمان مقابله آن، از افق شرق طلوع کرده بود. صداي رصدگران که داورهاي خود را فرا مي‌خواندند يکي پس از ديگري سکوت کوير را مي‌شکست. پس از جاروب شدن صورت‌هاي فلکي زمستاني، رقابت کمي آرام گرفت؛ البته آرامش پيش از طوفان. نوبت به‌دشوارترين مرحله مي‌رسيد که رصد کهکشان‌هاي سنبله بود. هواي نيمه‌ابري سبب ساعتي استراحت در برنامه شد. شروع دوباره همزمان با طلوع بي‌نظير خوشه اومگا-‌قنطورس از پس سياهکوه بود. برخي از داوران و رصدگران نماي شگفت‌انگيز طلوع انبوه هزاران ستاره در هم تَنيده اين خوشه کروي غولپيکر را از پس قله سياهکوه با تلسکوپ‌هاي بزرگ ۸ و ۱۰ اينچ شاهد بودند.

با طلوع راه‌شيري تابستان فصل پُرهياهوي ديگري از اين رقابت نَفَس‌گير آغاز شد. راه‌شيري، نوار شَبَح‌گون هزاران هزار ستاره قرص کهکشان ما که خوشه‌ها و سحابي‌هاي بسياري را در خود جاي داده است، مقصد مسافران ژرفاي آسمان در دل تاريکي کوير بود.

از نيمه شب گذشته بود و شماري از رصدگران به‌دليل اُفت فشار و خستگي زياد يا از رقابت کنار کشيدند يا به‌کندي پيش مي‌رفتند اما در جمع رصدگران باتجربه‌‌تر هيچ نشاني از خستگي ديده نمي‌شد. در چنين گروه‌هايي کار داوران بسيار دشوار بود آنها به‌جاي ۱۱۰ جرم بايد ۷ برابر آن را مي‌ديدند!

در ميان تاج شمالي و رُستم آسمان، جاثي، رصدگران به‌دنبال پُرنورترين تکه دنباله‌داري بودند که تنها جرم متعلق به‌منظومه شمسي در فهرست ماراتن ششم بود: دنباله‌دار تکه‌تکه شده شواسمان-‌واخمان. بسياري به‌جاي رصد تکهC دنباله‌دار که هدف اصلي بود تکهB آن را که در روشنايي دست‌کمي نداشت پيدا مي‌کردند و حتي چند نفري که هر دو را ديده بودند تصور مي‌کردند دنباله‌دار تازه‌اي را در آسمان کشف کرده‌اند.

همراه با رصدگران در اين شب به‌ياد ماندني همکاران ديگري نيز چشم به‌آسمان و زمين داشتند: پورنگ پورحسيني پيشاهنگ گروه، همکار او در فعاليت‌هاي اجرايي، آقاي فراهاني، و گروه امدادگران علي شادلو، بهروز ميرزا علي، اَشکان صَفَرقُلي، و مَهدي ميرفارسي، همچنين مهمانان مرکز تحقيقات سياست علمي کشور در وزارت علوم، محيط‌بانان پارک ملي کوير که مهمان‌نَوازانه شب‌بيداري حاصل از ماراتن مسيه ايران را پذيرفتند، و خانم نگين آذري همکار افتخاري شاخه آماتوري انجمن نجوم که رابط ميان داوران و شرکت‌کنندگان با دبير برنامه و با پيشاهنگ گروه بود.

با طلوع ناهيد درخشان برفراز گنبدهاي آجري قصر بهرام زمزمه‌هاي صبح به‌گوش مي‌رسيد. سپيده درحالي فرا رسيد که رصدگران در پي دشوارترين اجرام اين رقابت بودند: اقمار کهکشان آندرومدا و کهکشان مثلث (۳۳ (M در روشنايي سپيده‌دَم. فقط چند نفري با تلسکوپ‌ها و دوچشمي‌هاي مناسب و با تجربه کافي موفق به‌ثبت ۱۱۰ M(قمر کم‌نورتر آندرومدا) و ۳۳M شدند. روشنايي روز آسمان را فرا مي‌گرفت. شب رصدي ديگري به‌پايان رسيد.

در هر کدام از دو رده تلسکوپ و دوچشمي ۴ رصدگر يا گروه رصدي برگزيده اعلام شدند. بهترين رصدگران تا ۱۱۷ جرم از مجموع ۱۲۴ جرم منتخب را رصد کرده بودند که با توجه به‌هواي نيمه ابري تا پاسي از شب رکورد چشمگيري است. به‌دليل امکان اشتباهات جزئي در ثبت و شمارش برگه‌هاي ثبت رصد و افزايش حسّ همدلي ميان رصدگران جوان، رُتبه‌بندي براي بهترين رصدگران در ماراتن مسيه صورت نمي‌گيرد و تمام برندگان در يک سطح عنوان مي‌شوند. در گروه تلسکوپي بهترين رصدگران چنين بودند: خانم آيرين شيوايي (۱۱۷ جرم، تلسکوپ ۱۰ اينچ دابسوني، دانش‌آموخته رصدخانه زعفرانيه تهران)، گروه مجتبي ديّاني و محمدجواد صفاران (۱۱۷ جرم، تلسکوپ ۸ اينچ دابسوني، اعضاي انجمن نجوم آماتوري آسمان توس مشهد)، گروه علي پور‌رسول و محمدحسين حسن‌جاني (۱۱۶ جرم، تلسکوپ ۱۰ اينچ دابسوني، اعضاي انجمن نجوم ثاقب گيلان)، و محمد نيلفروشان (۱۱۱ جرم، تلسکوپ ۷ سانتي‌متري شکستي، از کرج، گروه نجوم دانشگاه شهيد بهشتي تهران). همچنين در گروه تلسکوپ از يک گروه ۳ نفره تقدير شد که به‌دليل نقص ابزار يکي از رصدگران، اين گروه به‌جاي ۲ نفر کار را ۳ نفره دنبال کرد و موفق شد ۱۱۶ جرم را ثبت کند اما به‌دليل حضور ۳ نفره در جمع برگزيدگان قرار نگرفت. اعضاي پُرتلا‌ش اين گروه با تلسکوپ ۱۰ اينچ دابسوني خانم‌ها شيوا نيساني، مريم آريَن و سپيده شعرباف از تهران بودند. همچنين از تلاش ارزنده گروه کسرا مُختارپور و علي فتح‌الله‌زاده با تلسکوپ ۵/۴ اينچ بازتابي از انجمن نجوم آسمان توس که موفق به‌رصد ۱۰۴ جرم آسماني شدند، تقدير به‌عمل آمد.

در گروه دوربين‌هاي دوچشمي بهترين رصدگران چنين بودند: اسماعيل محمدي (۱۱۶ جرم، دوچشمي ۱۰۰*۲۵، عضو انجمن نجوم پاسارگاد- سعادت‌شهر فارس)، تيمور سيف‌اللهي (۱۱۶ جرم، دوچشمي ۷۰*۱۵، دانش‌آموخته رصدخانه زعفرانيه تهران)، علي ابراهيمي (۱۱۶ جرم، دوچشمي ۸۰*۲۰، رصدگر هلال‌هاي جوان ماه از تهران)، کاوه کشاورزيان (۱۱۶ جرم، دوچشمي ۸۰*۲۰، عکاس آسمان شب و عضو گروه صَدرا، تهران). همچنين در گروه دوچشمي‌ها از کار محمدحسين الماسي، رصدگر هلال‌هاي جوان ماه از تهران، که با دوچشمي ۷۰*۱۵ موفق به‌ثبت ۱۰۴ جرم رصدي شد، تقدير گرديد.

در گروه تلسکوپ‌هاي الکترونيک گرچه رصدگران پُرتلاش و باتجربه‌اي مانند گروه مصطفي خسروي و محمدجواد تُرابي از تهران با تلسکوپ ۱۰ اينچي کاسگرين به‌شمار ۱۰۰ جرم ديده شده نزديک شدند اما هيچ رصدگري به‌حداقل ۱۰۰ جرم براي راهيابي به‌جمع برندگان نرسيد و امسال در اين گروه برگزيده‌اي انتخاب نشد.

گروه ۲ نفره اميرحسين ابوالفَتح و فَرشاد فَکوري با تلسکوپ الکترونيک ۸ اينچ نيوتني استوايي، يک دوربين ديجيتال کنون۰۲D و شماري از ابزارهاي جانبي جايزه ويژه اين رقابت را دريافت کردند. آنها که از چند ماه قبل براي اين برنامه تدارک مي‌ديدند نخستين بار در ماراتن‌هاي مسيه ايران، ماراتن عکاسي نجومي را انجام دادند و تا صبحدم موفق شدند ۱۱۶ جرم را به‌تصوير بکشند. هرچند به‌دليل زمان کوتاه براي ثبت هر جرم اين تصويرها نمي‌توانند شاهکارهاي هنري باشند و در مواردي فقط نقطه‌اي مه‌آلود از کهکشان‌هاي کم‌نور ثبت شده است اما با نظارت دقيق داوران ۱۱۶ جرم از فهرست اجرام مورد نظر در تصاوير شناسايي شدند. کار مُبتکرانه اين گروه که پيش‌تر در ماراتن‌هاي مسيه ديگر کشورهاي دنيا فقط چند باري امتحان شده بود آغازي است براي ايجاد شاخه‌اي جديد در اين رقابت‌هاي رصدي در سال‌هاي آينده.

نوشته شده توسط کیارش وزیرزاده | موضوع: رصد | لینک ثابت |

تولد سيارات کربني جمعه دوم تیر 1385 20:32

سيارات مرموزي که داراي غلظت بالايي از گرافيت و ترکيبات کربنند، در حال شکل گيري به دور يکي از همسايگان ستاره اي نزديک ما هستند. اختر شناسان در اين هفته اعلام کردند که ديسک ماده ي اطراف ستاره ي جوان بتا نقاش (Beta Pictoris) { آلت المصور } در حال پر شدن از کربن است، که احتمال به وجود آمدن سيارات نامعمول پر کربن را افزايش مي دهد.

انوشيروان روزرخ

سيارات سنگي در منظومه ي خورشيدي ما، بيشتر از سيليکات هاي معدني ماند سنگ هاي کوارتز (quartz) و فلدسپار { گروهي از سنگ ها که از آلمينيو سيليکات ها تشکيل مي شوند feldspar } ساخته شده اند. اما سال پيش، مارک کاچنر از مرکز فضايي گدارد ناسا (Marc Kuchner (NASA/Goddard Space Flight Center)) و سارا سيگر از انستيتوي کارنِگيه ي واشنگتن (Sara Seager (Carnegie Institution of Washington)) ، مدلي را معرفي کردند که نشان مي داد سيارات سيليکاتي تنها سيارات محتمل براي تشکيل نيستند. بنا بر نظر اين دو، اگر سحابي اوليه تشکيل دهنده ي سيارات، مقدار بيشتري کربن نسبت به اکسيژن داشته باشد، سياراتي بر پايه ي کاني هاي کربن پا به عرصه ي وجود خواهند گذشت

برای دو دهه، دانشمندان تنها فکر مي کردند که سيارات در قرص نازکی از گاز و غبار اطراف بتا نقاش در جال تشکيل شدنند. با برخورد دنباله دارها و سيارک ها در اين قرص، گازی پر کربن آزاد شده و اين مي تواند دليلی برای فراوانی قابل توجه کربن به حساب آيد.

هم اکنون تيمي از محققان ناسا که با ماهواره ي طيف نگار "جوينده ي طيف هاي فرا بنفش دور" (Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer (FUSE)) ناسا کار مي کنند، ديسکي با اين مشخصات را يافته اند. قرص پر از غباري که بتا نقاش را احاطه کرده، نزديک به 20 برابر مقدار اکسيژنش کربن دارد! در صورتي که خورشيد ما فقط نصف اکسيژنش کربن دارد. بتا نقاش که حدوداً 12 ميليون ساله است، فقط 63 سال نوري از زمين فاصله داشته و از مدت ها پيش به صورت مثال کلاسيک سيستم هاي سياره اي در آمده است.

آکي روبرگ از گدارد ناسا (Aki Roberge (NASA/Goddard)) ، که سرپرست تيم فوسه است، احتمال مي دهد که اين قرص ، نوع ديگري از سيستم هاي سياره اي را به وجود آورد. سيارات سنگي در اين سيستم کاملاً متفاوت از زمين خواهند بود: نه تنها پوسته از گرافيت ( مانند مغز مداد ) خواهد بود بلکه الماس نشان نيز خواهند شد!!! کاچنر مي گويد: "سياره اي را فرض کنيد که آب و اکسيژن در آن کمياب بوده و در عوض ترکيباتي مانند متان، پروپان ، بوتان، دوده و قير در آن به فراوني يافت شوند. زندگي در اين سياره بيش از حد عجيب خواهد بود!"

اما سيارات کربني نيز تنها احتمالات موجود براي بتا نقاش نيستند. تيم خانم روبرگ مشخص کرده اند که علاوه بر اين، بتا نقاش مي تواند در حال گذر از يک فاز پر کربن باشد که تمامي سيستم هاي سياره اي دستخوش آن مي شوند.

روبرگ همچنين مي گويد :"بتا نقاش مي تواند همانند يک ماشين زمان براي ما عمل کند تا بتوانيم نگاهي بر سير تحولات آن بياندازيم."

يک سياره ی کربنی (بالا) ميتواند هسته اي همانند زمين (پايين) داشته باشد ولی گوشته و پوسته ی آن مقادير بسيار زيادتری کربن خواهند داشت. محققان بر اين باورند که فشار بالا در پوسته ممکن است توانسته باشد لايه ی نازکی از الماس را در زير به وجود آورد

اگر چنين باشد، روبرگ مي گويد که انتظار دارد تا ديسک هاي غبار بيشتري ( با کربن بالا ) يافته شوند. تيم او فقط در مورد بتا نقاش با مدارگرد فوسه تحقيق کرده است. در هر صورت، منجمان تعداد بسيار زيادي از اين ديسک هاي جوان را ميشناسند که مي توانند مورده پژوهش قرار بگيرند.

اما اگر منظومه ي ما نيز به همين اندازه پر کربن بوده است، اين ماده را از کجا آورده؟ و اين ماده هم اکنون به کجا رفته است؟ کانل آلکساندر (Conel Alexander) ، که يک اخترشيمي دان از انستيتوي کارنِگيه ي واشنگتن است، فکر مي کند که بايد اين امر را با سيارک ها و دنباله دار ها مرتبط بدانيم.

يک ديسک غبار، به طور خاص محيط خشني است، و سيارک ها و دنباله دار ها در آن به سختي با يکديگر برخورد مي کنند. برخورد ها شديداً باعث خروج گاز هاي پر کربن از آنها شده و اين گاز کربن اضافي در سيستمي همراه سيارات سيليکاتي گرفتار مي شود. سپس بادهاي قدرتمند خورشيدي در طي ميليون ها سال اين کربن اضافي را به خارج از منظومه جاروب مي کند.

منجمان شواهدي دال بر اين موضوع در ذرات غبار اوليه منظومه پيدا کرده اند. بعضي از اين ذرات همچنان کربن بسيار قديمي خود را حفظ کرده اند که نشان مي دهد منظومه ي ما در گذشته مقدار بيشتري کربن داشته است. آلکساندر مي گويد : " اما با وجود اين، اين ذرات غبار آنقدر پر کربن نيستند تا ترکيبات گازي را که ما در بتا نقاش مي بينيم را توضيح دهند. بنا بر اين به دلايل ديگري نيز نيز داريم. "

روبرگ و تيمش که نتايجشان را در شماري 8 ژوئن مجله نيچر منتشر ساخته اند، فکر مي کنند که نياز به ابزار آلات جديدي براي ادامه تحقيق در مورد ابر پر کربن اطراف بتا نقاش و همچنين کشف ابر هاي بيشتر هست. بالاخص آنها مي گويند که Cosmic Origins Spectrograph و آرایه ی میلیمتری بزرگ آتاکاما (Atacama Large Millimeter Array) که در سال 2012 در شيلي کامل خواهد شد، آنقدر حساس هستند که بتوانند براي مطالعه ي دقيق گاز هاي پر کربن به کار روند.

قرص نازکی از گاز و غبار که بتا نقاش را احاطه نموده به طور عجيبی پر کربن است. نور ستاره در اين عکس نگاتيو که در طول موج سرخ بر داشته شده حذف گرديده تا تابش گرمای غبار واضح تر به نظر آيد. عکس توسط تلسکوپ 3.6 متری رصد خانه ی گرنوبل گرفته شده است.

در پايان کاچنر مي افزايد: " ممکن است بتا نقاش، نشانه ي کوچکي از منظومه ي خورشيدي خودمان باشد و يا دليلي بر وجود انواع ديگر سيستم هاي سياره اي در آسمان زيبايي بالاي سرمان. "

نوشته شده توسط کیارش وزیرزاده | موضوع: تازه ها (خبر) | لینک ثابت |

دو توفان بزرگ سیاره مشتری در حال نزديک شدن به يکديگرند. جمعه دوم تیر 1385 20:26

دو توفان به یکدیگر نزدیک می شوند!

دو توفان بزرگ سیاره مشتری در حال نزديک شدن به يکديگرند. اين واقعه با تلسکوپ هاي شخصي ديده مي شود.

انوشیروان روزرخ

اولين توفان، لکه سرخ بزرگ با بادهایي با سرعت ۵۶۰ کیلو متر بر ساعت است. اين گردباد بزرگ که قطري دو برابر زمين دارد ، صد ها سال است که به دور مشتري مي چرخد.دومين توفان جوانک سرخ است،عضوي جوان با ۶ سال عمر در گروه گردباد هاي سطح این سياره.جوانک سرخ در حد و اندازه زمين است، اما شدت بادهایش بسیار زیاد است.

اين دو در حال همگرایي هستند، با توجه به گفته امي سيمون ميلر (Amy Simon-Miller) از مرکز پروازهاي فضایي گدارد که با استفاده از تلسکوپ فضایي هابل به مطالعه آنها مشغول بوده است ، نزديک ترين تماس آنها ، چهارم جولاي است. او مي گويد : «برخورد کاملي در کار نخواهد بود. لکه سرخ بزرگ به هيچ وجه همدم کوچکتر خود را نخواهد بلعید اما لايه هاي بيروني اين دو توفان بسيار به يکديگر نزديک خواهند شد و هنوز کسي نمي داند که پس از آن چه پيش خواهد آمد».

منجمان آماتور هم اکنون در حال رصد اين پديده هستند. به گفته ی کريستوفر گو ( از فيليپين ) که تصوير زير را با استفاده از تلسکوپ ۱۱ اينچ خود در ۲۸ مي گرفته است، فاصله ی بين دو لکه هر شب به طور مشخصي کوتاه تر مي شود.بنا به گفتي گلن اورتون (Glenn Orton) ، ازJPL ناسا که همکار سيمون ميلر نيز هست، اين دو لکه تقريباً هر دو سال از کنار يکديگر عبور مي کنند.

گذرهاي قبلي در سالهاي ۲۰۰۲ و ۲۰۰۴ ، فقط به صورت عارضه اي در کناره هاي اين دو ديده شده است و دو لکه ظاهراً به سلامت از کنار يکديگر عبور کرده اند.اما اين بار، ماجرا فرق خواهد کرد! سيمون ميلر و اورتون فکر مي کنند که جوانک سرخ به شکل محسوسی رنگ سرخ خود را در مواجهه با لکه سرخ بزرگ از دست خواهد داد.

جوانک سرخ هميشه قرمز نبوده است. براي ۵ سال، (۲۰۰۰ تا ۲۰۰۵)اين توفان کاملاً سفيد بوده است. در سال ۲۰۰۶، منجمان متوجه تغييري در ظاهر آن شدند: يک مارپيچ سرخ در ميان آن ديده شد. با توجه به شباهت رنگ آن به لکه سرخ بزرگ، محققان قبول کردند که این لکه کوچک در حال قدرتمند شدن است.اما به نظر می رسد که رويارویي اين دو موجب تضعيف لکه سرخ کوچکتر خواهد شد ورنگش را خواهد پراند.

سیمون میلر توضیح می دهد:«ما فکرمی کنیم که لکه سرخ بزرگ با هدایت لکه دیگر(جوانک سرخ) به سمت جتی از گازها که در جهت عقربه های ساعت در حال چرخش است(جوانک سرخ در خلاف این جهت می گردد) ،باعث از بین رفتن رنگ سرخ لکه کوچکتر خواهد شد».

نوشته شده توسط کیارش وزیرزاده | موضوع: تازه ها (خبر) | لینک ثابت |

زندگی ستاره جمعه هشتم اردیبهشت 1385 19:36

نگاه اجمالی

سراسر زندگی ستاره به یک میدان نبرد شبیه است. نیروی گرانش سعی دارد که ستاره را منقبض و خرد کند، ولی با مقاومت فشار رو به بیرون ماده ستاره روبرو می‌شود، اما سرانجام ستاره تحلیل می‌رود. گرانش کنترل را بدست می‌گیرد و ستاره شکل کاملا متفاوتی با ستاره‌ای معمولی و سالم مانند خورشید به خود می‌گیرد. حتی اگر جرم ستاره بسیار زیاد باشد، ممکن است با تبدیل به یک سیاهچاله در اعماق فضا ناپدید شود.

گرانش یک ستاره

نیروی گرانش ، همواره جذب می‌کند و مایل است که ذرات ماده را همیشه به هم نزدیکتر سازد. ما به این سبب وزن داریم که جرم زمین جرم بدن ما را به طرف خود می‌کشد و در نتیجه نیروی گرانشی هر یک از اتمهای بدن ما ، اتمهای دیگر را به طرف خود می‌کشد. از آنجا که جرم یک ستاره معمولی بسیار زیاد است و حتی ممکن است یک میلیون بار بیشتر از جرم زمین باشد، گرانش درونی آن نیز بسیار شدید است.

لحظه‌ای اعماق خورشید را مجسم کنید، فشار آن در یک دهمی فاصله سطح تا هسته تقریبا یک میلیون بار بیشتر از فشار جو در سطح زمین است. در این فاصله ، فشار با مقاومت گازهای داغ درون خورشید روبرو می‌شوند، هنگامی که آتش هسته‌ای رو به کاهش می‌گذارد، گاز ستاره سرد می‌شود و بعد گرانش به نیروی مسلط تبدیل می‌شود. آنچه در این مرحله روی می‌دهد، به جرم ستاره بستگی دارد.

مراحل مرگ ستاره

ستاره‌ای رو به مرگ ، مانند خورشید در هم فرو می‌رود تا به اندازه زمین برسد. در این روند هیچ انفجار واقعی و قابل توجهی رخ نمی‌دهد. ستاره فقط به توده‌ای از خاکستر رادیواکتیو تنزل می‌کند و به آرامی سوسو می‌زند. در این مرحله ، ستاره به یک کوتوله سفید تبدیل می‌شود. یک فنجان از ماده آن یک صد تن وزن دارد.

ستاره نوترونی

اگر جرم ستاره‌ای بسیار بیشتر از خورشید باشد، فشار فرو ریزش مرحله کوتوله سفید را نیز پشت سر می‌گزارد و متوقف نمی‌شود، آن قدر فرو ریزش ادامه می‌یابد که قطر ستاره به حدود ده کیلومتر می‌رسد. در این نقطه ستاره گلوله‌ای است چگال از ذرات هسته‌ای که آن را ستاره نوترونی می‌نامند. یک فنجان از ماده آن یک میلیون میلیون تن وزن دارد. برخی از ستارگان نوترونی به سرعت می‌چرخند و در هر بار چرخش تابشهایی در طول موج رادیویی گسیل می‌کنند، این گونه ستاره‌های نوترونی ، تپ اختر (پولسار) نام دارد. در قلب سحابی خرچنگ ، تپ اختری وجود دارد که سی بار به دور خود می‌چرخد.

مرگ ستاره نوترونی

یک ستاره نوترونی بدون وقوع یک انفجار شدید اولیه شکل نمی‌گیرد. ستاره رو به مرگ ممکن است در چند ثانیه آخر حیات خود به‌صورت یک ابرنواختر شعله‌ور شود. درخشش آن چند روز از تمام کهکشانها پیشی می‌گیرد. از بخش مرکزی ابرنواختر ، یک ستاره نوترونی پدید می‌آید. جرم ستارگان نوترونی نمی‌تواند بیشتر از دو برابر جرم خورشید باشد.

یک ستاره رو به مرگ مثلا با جرم ده برابر جرم خورشید ، چنان زیر بار گرانش تولید شده قرار می‌گیرد که هیچ نیرویی نمی‌تواند در برابر فرو ریزش آن مقاومت کند. وقتی که چنین ستاره‌ای منقبض می‌شود (رمبش ستاره)، به اندازه حدود دو کیلومتر می‌رسد، گرانش به حدی زیاد می‌شود که سرعت گریز از سطح آن به بیشتر از سرعت نور می‌رسد.

سیاهچاله‌ها

هیچ چیز ، از موشک گرفته تا ذرات نور و علائم رادیویی نمی‌توانند از سطح ستاره منقبض شده ، بگریزند. این گرانش به قدری نیرومند است که همه چیز را به طرف خود می‌کشد. ما فقط می‌دانیم که در این حالت ، ستاره به یک سیاهچاله تبدیل می‌شود. سیاهچاله را نمی‌توان دید، زیرا نور نمی‌تواند آن را ترک کند. جرم سیاهچاله‌ها پیوسته مواد دیگر را به طرف خود می‌کشد و به این ترتیب است که نمی‌توان آنها را آشکار کرد. چون سیاهچاله به دور ستاره دیگر می‌گردد، اثر شدیدی بوجود می‌آورد.

تلسکوپهای پرتو ایکس ، عملا تابشهایی از گاز در حال ریزش به سیاهچاله‌ها را آشکار کرده‌اند. گرچه کشش گرانش آنها محسوس است، ولی هنگامی که ماده‌ای به درون یکی از گردابهایی کیهانی سقوط می‌کند، گویی از جهان ناپدید می‌شود.

مباحث مرتبط با عنوان

نوشته شده توسط کیارش وزیرزاده | موضوع: | لینک ثابت |

خبرهای علمی جمعه هشتم اردیبهشت 1385 10:19

ماموريت مريخ نوردهای ناسا تمديد شد

ماموريت دو مريخ نورد آژانس فضايی آمريکا، ناسا، که هم اکنون سرگرم اکتشاف سياره سرخ هستند، برای مدت هفت ماه تمديد شده است.
دکتر فيروز نادری، مدير بخش اکتشافات منظومه شمسی در آزمايشگاه رانش جت (جی پی ال) در کاليفرنيا به بی بی سی گفت که تمديد دوره ماموريت دو مريخ نورد به توصيه او انجام شده است.

ماموريت اسپيريت و آپورچونيتی ابتدا قرار بود 90 روز مريخی به طول انجامد.

اما ناسا در ماه آوريل اعلام کرد که ماموريت آنها را تا ماه سپتامبر تمديد می کند. اکنون ماموريت آنها برای بار دوم، اين بار به مدت هفت ماه، تمديد شده است.

هرچند ستاد مرکزی ناسا گفته است که اين پروژه کمک مالی تازه ای دريافت نخواهد کرد، اما دکتر نادری که مديريت دخل و خرج کاوشگرها را به عهده دارد، می گويد که منابع مورد نياز از ساير بخش های سازمان تامين خواهد شد.

خبرهای خوب و بد

او در يک کنفرانس اکتشافات فضايی در پاريس گفت: "ما در طول دوره اول ماموريت، ماهانه پنج ميليون دلار خرج می کرديم و در جريان نخستين دوره تمديد ماموريت، ماهانه تقريبا 3 ميليون دلار هزينه داشتيم. شايد بتوانيم چند صد هزار دلار ديگر از هزينه آن بکاهيم."

او افزود که تمديد دوره ماموريت کاوشگرها هم يک خبر خوب و هم يک خبر بد به شمار می آيد.

آقای نادری گفت: "خبر خوب اينکه کاوشگرها بيش از انتظار ما دوام آورده اند. خبر بد اينکه برای ماموريتی که اينقدر طول بکشد برنامه ريزی نکرده بوديم، به همين دليل بايد از ساير برنامه ها بزنيم تا منابع مالی مورد نياز تامين شود."

مريخ نورد آپورچونيتی هم اکنون تا حدود 12 متری داخل حفره "سرسختی" که قطر آن 130 متر است پيش رفته است. اين حفره در منطقه "مريديانی پلانوم" قرار دارد.

اين کاوشگر تا زمانی که شيب سطحی که روی آن حرکت می کند به 30 درجه برسد به حرکت خود ادامه خواهد داد. پيشروی از آن پس ممکن نيست چرا که دانشمندان تصور می کنند در آن صورت بازگشت به خارج از حفره برای کاوشگر دشوار خواهد بود.

نوشته شده توسط کیارش وزیرزاده | موضوع: | لینک ثابت |

جهانهای موازی جمعه هشتم اردیبهشت 1385 10:15

جهان هاي موازي
آيا نسخه دومي از شما ، يك رونوشت از خود شما وجوددارد كه همين الان مشغول خواندن اين مقاله باشد؟

آيا شخصي ديگر با اينكه شما نيست، روي سياره اي به نام زمين با كوه هاي مه گرفته ، مزارع حاصل خيز و شهرهاي بي در و پيكر در منظومه خورشيدي كه هشت سياره ديگر نيز دارد، زندگي مي كند؟

آيا زندگي اين شخص از هر لحاظ درست عين زندگي شما بوده است؟

اگر جوابتان مثبت است ، شايد در اين لحظه او تصميم بگيرد اين مقاله را تا همين جا رها كند در حالي كه شما به خواندن مقاله تا انتها ادامه خواهيد داد.

نظريه جهان هاي موازي

انديشه وجود يك خود ديگر نظير آنچه كه در بالا شرح آن رفت عجيب و غير معقول به نظر مي رسد، اما آنگونه كه از قرائن بر مي آيد انگار مجبوريم آن را بپذيريم. زيرا مشاهدات نجومي از اين انديشه غير مادي پشتيباني مي كنند. بنابر اين پيش بيني ساده ترين و پر طرافدار ترين الگوي كيهان شناسي كه امروزه وجود دارد، اين است كه هر يك از ما يك جفت (همزاد) داريم كه در كهكشاني كه حدود 280 ^ 10 متر دورتر از زمين قراردارد، زندگي مي كنند .

اين مسافت آنچنان زياد است كه بطور كامل خارج از هر گونه امكان بررسي هاي نجومي است اما اين امر واقعيت وجود نسخه دوم ما را كمرنگ نمي كند. اين مسافت بر اساس نظريه احتمالات مقدماتي برآورده شده و حتي فرضيات خيالپردازانه فيزيك نوين را نيز در بر نگرفته است .

فضاي بيكران

اينكه فضا بيكران است و تقريبا بطور يكنواخت از ماده انباشته شده است، چيزي كه مشاهدات هم آن را تأييد مي كنند. در فضاي بي كران حتي غير محتمل ترين رويدادها نيز بالاخره در جايي ، اتفاق خواهند افتاد.

در اين فضا ، بينهايت سياره مسكوني ديگر وجود دارد، كه نه تنها يكي بلكه تعداد بيشماري از آنها مردماني دارند كه شكل ظاهري ، نام و خاطرات آنها دقيقا همان هاست كه ما داريم. به ساكناني كه تمامي حالت هاي ممكن ار گزينه هاي موجود در زندگي ما را تجربه مي كنند. من و شما احتمالا هرگز "خود" هاي ديگران را نخواهيم ديد .

وسعت عالم

دورترين فاصله اي كه ما قادر به ديدن آن هستيم، مسافتي است كه نور در مدت 14 ميليارد سال كه از انفجار بزرگ و آغاز انبساط عالم سپري شده است، طي مي كند. دورترين اجرام مرئي هم اكنون حدود 26^10×4 متر دور تر از زمين قرار دارند. اين فاصله كه عالم قابل مشاهده توسط ما را تعريف مي كند.

به طور مشابه ، عالم هاي خود هاي ديگر ما كراتي هستند به همين اندازه ، كه مركزشان روي سياره محل سكونت آنهاست. چنين تركيبي ساده ترين و سر راست ترين نمونه از جهان هاي موازي است. هر جهان تنها بخشي كوچك از "جهان چند گانه" بزرگتر است.

جدال فيزيك و متا فيزيك

با اين تعريف از جهان ممكن است شما تصور كنيد كه مفهوم جهان چند گانه تا ابد در محدوده قلمرو متا فيزيك باقي خواهد ماند. اما بايد توجه داشت كه مرز ميان فيزيك و متا فيزيك را اين مسأله كه يك نظريه از لحاظ تجربه قابل آزمون است، يا خير تعيين مي كند نه اين موضوع كه فلان نظريه شامل انديشه هاي غريب و ماهيت هاي غير قابل مشاهده است .

مرز هاي فيزيك به تدريج با گذر زمان فراتر رفته و اكنون مفاهيمي است بسيار انتزاعي تر نظير زمين كروي ، ميدان الكترو مغناطيسي نامرئي ، كند شدن گذر زمان در شرعتهاي بالا ، برهم نهي كوانتومي ، فضاي خميده و سياهچاله ها را در بر گرفته است. طي چند سال گذشته مفهوم جهان چند گانه نيز به اين فهرست اضافه شده است .

پايه اين انديشه بر نظرياتي است كه امتحان خو را به خوبي پس داده اند. نظرياتي همچون نسبيت و نظريه مكانيك كوانتومي ، افزون بر آن به دو قاعده اساسي علوم تجربي نيز وفادار است. كه پيش بيني مي كنند و مي توانند آن را دستكاري نمايند .

انواع جهان هاي موازي

دانشمندان تاكنون چهار نوع جهان موازي متفاوت را تشريح كرده اند. هم اكنون پرسش كليدي وجود يا عدم جهان چند گانه نيست ، بلكه سوال بر سر تعداد سطوحي است كه چنين جهان مي توان داشته باشد .

يكي از نتايج متعدد مشاهدات كيهان شناسي اخير اين بوده است كه جهان هاي موازي ديگر مفهومي خيالپردازانه و انتزاعي صرف نيست. به نظر مي رسد كه اندازه فضا بينهايت است. اگر اين گونه باشد، بالاخره در جايي از اين فضا هر چيزي كه امكان پذير باشد واقعيت خواهد يافت. اصلاً مهم نيست كه امكان پذيري آن تا چه حد نامتحمل است

فراسوي محدوده ديد تلسكوپ هاي ما ، نواحي ديگري از فضا كاملا شبيه آنچه كه پيرامون ماست وجود دارند آن نواحي يكي از انواع جهان هاي موازي هستند. دانشمندان حتي مي توانند محاسبه كنند كه اين جهان ها بطور متوسط چقدر با ما فاصله دارند و مهم تر از همه اينكه تمامي اينها فيزيك حقيقي و واقعي است .

زماني كه كيهان شناسان با نظرياتي روبرو مي شوند كه از استحكام لازم برخوردار نيستند، نتيجه مي گيرند كه جهان هاي ديگر مي توانند ويژگيها و قوانين فيزيكي كاملا متفاوتي داشته باشند. وجود اين جهان ها بسياري از جنبه هاي پرسش بنيادي در خصوص ماهيت زمان و قابل درك بودن جهان فيزيكي را پاسخ داد.

نوشته شده توسط کیارش وزیرزاده | موضوع: | لینک ثابت |

اطلاعاتی درباره ستاره و سیاهچاله جمعه هشتم اردیبهشت 1385 10:12

جهان حفره ها

سياهچاله ، اين اجرام نادر و عجيب ، را مي توان نتيجه ي تفكرات جوان باهوش آلماني كه در سال 1919 در دفتر ثبت اختراعات سوئيس مشغول به كار بود دانست . آلبرت اينشتن در سال 1919 تئوري نسبيت عام خود را كه انقلابي عظيم در فيزيك نوين بود را ارائه كرد . آلبرت اينشتن پي برده بود كه جهان اساسا" در مكان هاي متفاوت نسبت به قوانين نيوتن قابل توضيح نيست . او گفت كه سه بعد از فضا نمي توانند به صورت مجزا از بعد چهارم يعني زمان باشند . او گفت كه اين ها با هم پيوسته هستند و آنها فضا – زمان ناميد . اين ساختار همانند يك ساختار نامرئي است كه در واقع وجود دارد . او گفت كه فضا نمي تواند مطلق باشد ، بلكه پيوسته است . اين بافت فضا زماني مي تواند خميده شود و يا اينكه پيچ و تاب پيدا كند .

اين بافت كه مي تواند جالب باشد فقط در صورتي مي تواند مسطح و صاف باشد كه هيچ چيز در روي آن وجود نداشته باشد . اگر جسمي جرم دار در روي آن وجود داشته باشد گرانش نيز وجود دارد ؛ و هر جا كه گرانش وجود داشته باشد اين بافت فضا – زمان خميده مي شود . اين خميدگي اين بافت براي اجرام حكم مي كند كه چگونه حركت كنند ، در واقع مي گويد كه گرداگرد اين فضا – زمان خميده به سير و سفر بپردازند . همانطور كه در بخش گرانش گفتيم گرانش در تئوري نسبيت عام اثر هندسي جرم بر فضا ي اطراف خود است . اگر بخواهيم كمي ساده تر توضيح دهيم همين خميدگي عامل ايجاد گرانش است .

اينشتين براي تصور اين واقعيت فرض كرد كه كاغذي دارد و آن كاغذ را ساختار فضا – زمان فرض كرد . او جسمي سنگين را در روي آن ماغذ قرار داد ( آن جسم را خورشيد در نظر گرفت ) و ديد كه در ساختار كاغذ خميدگي و فرو رفتگي ايجاد شده است . او گفت كه اين فضا زمان خميده گرانشي توليد مي كند كه هرچه اين خميدگي بيشتر باشد گرانش نيز قوي تر خواهد بود . سرانجام در جهان اجرامي وجود دارند كه اين خميدگي را به نهايت خود مي رسانند و تمام مسيرها را به سوي خود خم مي كنند و اين اجرام حقيقتا" سياهچاله هاي كيهاني هستند .

تولد ستاره

براي فهم مقياس بزرگ در جهان ما بايد به مقياس هاي بسيار كوچك را درك كنيم . با باز كردن زندگي يك ستاره ما مي توانيم زاده شدن يك سياهچاله را به خوبي درك كنيم .

ستاره ها زماني پديد مي آيند كه ابري فوق العاده بزرگ از غبارهاي كيهاني و هيدروژن در زير بار گرانش خود فشرده شوند . در اين صورت گرانش به همراه افزايش چگالي فزوني مي يابد و بدين ترتيب فضا – زمان خميده و خميده تر مي شود . پس مدتي گاز هيروژن در هسته متراكم مي شود و در اين تراكم شديد اتم ها با يك ديگر برخورد مي كنند و دماي آن ها رفته رفته افزايش مي يابد . زماني كه دماي هسته به 10 ميليون درجه رسيد ، پروتون هاي هيدروژن در پي واكنش هاي زنجيره اي هم جوشي هسته اي به هليوم تبديل مي شوند . در هنگام اين واكنش ها مقداري از جرم نا پديد مي شود كه تبديل به انرژي و امواج الكترومغناطيسي همچون نور مي شوند . در اين صورت يك جسم كه همچون يك لامپ غول پيكر كيهاني است پديد آمده است و اين آغاز زندگي يك ستاره است . هر ستاره اي كه ما در آسمان مشاهده مي كنيم در هسته اش واكنش هاي عظيم هم جوشي رخ داده است تا اين نور توليد شود و به ما برسد . هنگامي كه ستاره همانند خورشيد درخشان و نوراني مي شود ، گرانش آن سعي مي كند تا ستاره را هم چنان منقبض كند و در خود فرو كشد . اما واكنش هاي عظيم هسته اي كه در هسته ي ستاره انجام مي شوند انرژي عظيمي توليد مي كند و همين انرژي از در هم كشيده شدن ستاره و فروريختن آن جلوگيري مي كند. زماني كه ستاره مورد نظر(بسته به جرمش) سوخت خود را در چند ميليون يا چند ميليارد سال مصرف كرد و تمام هيدروژن ها به هليوم تبديل شدند ستاره وارد مرحله ي جديد زندگي خود مي شود در اين هنگام ستاره سعي مي كند تا هليوم توليد شده را به عناصر سنگين تر همانند آهن تبديل كند ولي اين واكنش ها چندان انرژي زيادي را توليد نمي كنند تا با گرانش به مقابله بپردازد . سر انجام پس از مدتي گرانش پيروز مي شود و اين پايان زندگي يك ستاره است . در اين هنگام ستاره نسبت به جرمش مي تواند به سه حالت 1- كوتوله سفيد 2- ستاره نوتروني 3- سياهچاله تبديل شود .

فشردگي عظيم

سرنوشت نهايي يك ستاره به جرمش وابسته است . خورشيد ما در نيمه ي عمر است ، يعني حدود 5 ميليارد از سن خود را سپري كرده است و براي بقاياي حيات به ميزان پنج ميليارد سال ديگر سوخت دارد . اما در زمان هاي دور واقع در آينده پس از اتمام سوخت خود لايه ي بيروني خود را به بيرون خواهد انداخت . بدين ترتيب گرانش هسته را به شدت فشرده مي سازد و تا حدي اين كار را انجام مي دهد و به جايي مي رسد كه توانايي ادامه ي ادامه ي آن را ندارد . در اين صورت جرمي پديد مي آيد كه كوتوله سفيد ناميده مي شود . باقي مانده ي هسته يكصد هازار برابر از زمين فشرده تر است .

بيشتر ستاره هاي عظيم سريع تر سوخت خود را مي سوزانند و در نتيجه عمران آنها نيز كوتاه تر از حد انتظار خواهد بود . يك ستاره به جرم ده برابر خورشيد ممكن است تنها ميليون ها سال عمر كند و زندگي آن به ميليارد سال نمي رسد . چنانكه فروريختن آن آغاز شود ماده ي موجود در آن زير فشار گرانش له مي شود . در اين حالت هسته در حدود 50 ميليارد درجه حرارت دارد ، در چنين حرارتي هسته تنها چند ثانيه واكنش مي دهد و سپس به سبك سوپر نوا منفجر مي شود .

سوپرنوا نوعي انفجار عظيم كيهاني است . در پي اين واقعه ي كيهاني مقدار زيادي ماده به محيط ميان ستاره اي دميده مي شود . در اين گونه ستاره ها واقعا" از درون متلاشي مي شوند و پي از آن اتم هاي هسته در زير بار گرانش به هم مي ريزند و الكترون هاي آنها به پروتون ها متصل مي شوند و توليد ذره ي زير اتمي ديگري به نام نوترون مي نمايند . در نتيجه ستاره نوتروني پديد مي آيد كه جرمش حدود 5/1 برابر خورشيد است ولي اين جرم عظيم تنها در در يك كره فشرده شده كه ضخامت اين سر تا آن سرش تنها 20 كيلو متر است .

دانشمندان ثابت كرده اند كه ستاره هاي نوتروني واقعا" وجود دارند ، زيرا آنها سيگنال هاي خاصي را از خود ساتع مي كنند درست همانند هشدار فانوس دريايي به ساحل . يك ستاره ي نوتروني امواجي خيره كننده ساتع مي كنند ؛ اين امواج توسط ميدان مغناطيسي عظيمش كه بيش از يك ترليون برابر از ميدان مغناطيسي زمين قوي تر است توليد مي شود . اين چنين ستاره هاي نوتروني را پالسار مي خوانند . همچنين ستاره شناسان با دريافت اين امواج از فضاي تاريك ديگر ترديدي از وجود آنها را در خود راه نمي دهند .

پيروزي نهايي گرانش

يك ستاره ي نوتروني در برابر فشار عظيم گرانش در برابر فشرده شدن مقاومت مي كند . اما اگر باقيمانده ي هسته پس از انفجار بيش 3 برابر خورشيد جرم داشته باشد ، آنگاه ديگر شرايط كاملا" متفاوت مي شود . در اين شرايط حتي نوترون ها از فشار بي وقفه ي گرانش نمي توانند در امان باشند . نوترون ها در بي خبري هم چنان فشرده مي شوند و هسته ي ستاره در زير بار گرانش در فضاي خودش از پاي در مي آيد و از شكل مي افتد و در اين صورت جرمي بسيار ترسناك مي شود . يك فرم تاريك كه در قلب ستاره ها قرار داشته است و حال بي وقفه حركت مي كند و از فضاي اطراف خود مواد را مي مكد و آن را به درخشش وا مي دارد . اين اجسام گرسنه همان سياهچاله ها هستند كه در آنها گرانش به پيروزي نهايي رسيده است . هر چيز كه به محدوده ي جادويي آن وارد شود برايش بازگشتي نخواهد و نخواهد توانست تا بگريزد و سرانجام آين جسم قورت داده مي شود .

آن سوي تاريكي

لبه ي سياهچاله را افق رويداد مي خوانند زيرا همه ي رويداد آن سوي آن بر ما پوشيده است و بر ما نامرئي است و فقط تا جايي ما حق مشاهده داريم كه افق رويداد وجود دارد . در برخي از سياهچاله ها ممكن شعاع افق رويداد تنها چند كيلومتر باشد . هرگاه ستاره اي در مداري دوتايي با سياهچاله اي قرار گيرد هر از چند گاهي مقداري از گازهاي خود را براي سياهچاله پرتاب مي كند و سپس سياهچاله آنها را به وسيله ي تكينگي مي ربايد ؛ همانطور كه گفته شد تكينگي نقطه اي است كه در آن چگالي بي نهايت است ، در واقع جرم آن بي نهايت است ولي حجم آن بسيار بسيار كوچك است .

تكينگي جايي است پايان علم است و دانشمندان تفكر در زمينه ي آن را آغاز كرده اند . در اين مكان موجوديت فضا و زمان متوقف مي شود و جايگزين آن جرم آشفته و خروشاني مي شود كه آن را اسفنج كوانتومي مي نامند . دانشمندان حدس مي زنند اين نقطه جايي باشد كه قوانين اينشتين و نسبيت و مكانيك كوانتوم شكسته مي شود . اين حوضه ي چيزي است كه كوانتوم گرانشي ناميده مي شود ، در اين مكان از يافته هاي بسيار پيشرفته ي رياضي استفاده مي شود .

گفته مي شود كه تكينگي وجود داشته است كه جهان از آن آغاز شده است . در بسياري از راه هاي يك ستاره به تكينگي يك سياهچاله فرومي ريزد و اين معكوس بيگ بنگ است . ما نمي دانيم كه در آن سوي افق رويداد چه مي گذرد شايد در آن سويش جهاني هم چون جهان ما پنهان باشد و شايد حتي اين جهان نمونه اي از جهان هاي موازي خود باشد .

سياهچاله يا فيل سفيد

اينشتين خود به شخصه قادر نمي توانست باور كند كه سياهچاله هاي نامرئي در جهان ما واقعا" وجود دارند و آنها نتيجه معادلات خودش نيز مي باشند . امروزه اما امروزه دانشمندان با شناسايي تعداد زياد سياهچاله در درون و بيرون كهكشان راه شيري دليلي ارائه كرده اند كه پيش بيني ها اينشتين و نسبيت او درست بوده است .

يك سياهچاله شكار خود را با استتار استادانه ي خود به دست مي آورد ، جايي كه از تاريك ترين جاهاي كيهان است . براي جستجوي يك سياهچاله اول شما بايد يك ستاره ي مرئي را بيابيد كه در مدار يك سياهچاله به دام افتاده است ؛ سپس شما بايد چگونگي حركت ستاره را مورد مطالعه قرار دهيد . جان ويلر يك توصيف زيبا را براي رقص اين دو جسم در فضا گفته است : « مانند يك مرد سنگين كه چيز سياهي را پوشيده و نا مرئي است مي تواند به راحتي يك زن را كه لباسي روشن و نوراني را پوشيده است به دور خود بچرخاند . ستاره شناسان به نور ستاره اي كه در مدار يار تاريك خود اسير است توجه مي كنند .

يكي از بهترين نماينده ها براي اين امر ستاره است كه V404 گايگني ناميده مي شود . محاسبات نشان داده است كه همدم مستتر V404 دوازده برابر خورشيد جرم دارد . البته هنوز مجموع جرم آن به طور كامل مشخص نشده است . اما مدار هر سياهچاله براي به دام انداخت يك سياهچاله بايد نامرئي باشد . يكي از اين سياهچاله ها مي توانند در كمين ستاره اي پنهان شده باشد .

جاروبرقي كيهاني

اگر چه سياهچاله چنان قدرتي دارد كه مي تواند تمام اجرام را اعم از غبار و گاز را همانند جاروبرقي به درون بكشد ولي توانايي شكار كردن را ندارد . اين چيزي برخلاف اعتقادات ما است . ولي شايد اگر اين مووضع را بدانيم بهتر به درك اين مطلب كمك مي كند . اگر ما در جاي خورشيد خودمان در مركز منظومه ي شمسي سياهچاله اي با همان جرم قرار دهيم نخواهد توانست را زمين را مدار زمين را جذب خود كند و فقط ما از نور خورشيد محروم خواهيم شد .

اليته شما مي توانيد از زمين خارج شويد و رويداد هاي جالبي را تجربه كنيد شما پس از نزديك شدن به افق رويداد كشيده مي شويد و لاغر به نظر مي آييد در اين صورت شما مي توانيد پاهاي خود را با طول به اندازه ي چند كيلومتر بيابيد . پس از ورود به افق رويداد شما به ذرات بنيادي تجزيه مي شويد و در پرده ي تاريكي از نظرها ناپديد مي شويد .

همانطور كه گفته شد پس از ورود به افق رويداد شما هرگز ديده نخواهيد شد ، زيرا زمان اتساع مي يابد و فوتون هاي حمل كننده ي تصوير شما نيز در دام چنين گرانش عظيمي خود را گرفتار مي بينند و بسيار تقلا مي كنند تا بدن شما را ترك كنند و به بيرون روند هرچند كه چنين چيزي امكان پذير نيست يعني از يك ميليون سال هم تلاش كند نمي تواند .

قلب تاريكي

بيشتر ستاره شناسان اين امر را تصديق مي كنند كه سياهچاله هاي سنگين وزن در مركز كهكشان هايي همچون راه شيري هستند . آخرين برآوردها نشان مي دهد كه اين گونه سياهچاله را فوق العاده بزرگ يا سنگين مي نامند كه در كيهان موجود مي باشند .

در دهه ي 1950 با تلسكوپ هاي نوري امواج بسيار قوي دريافت كردند و آنها را با تلسكوپ هاي راديويي مورد مطالعه قرار دادند . منابع جستجو شده همچون ستاره نوراني بودند و امواج بسيار قوي كه آن را با نام " جت " مي شناسيم را از خود ساتع مي كردند . اين ها نخستين اجرامي بودند كه شناسايي شدند و سپس كوازار يا منابع راديويي شبه اختري نام گذاري شدند .

كوازار ها در قلب فعال كهكشان فعال قرار مي گيرند و گازهاي بسيار داغي كه به گرد آن به چرخش در مي آيند با سرعتي نزديك به سرعت نور به چرخش در مي آيند و درخشنده مي شوند . جت هاي عظيم ذرات باردار جريان هزار سال نوري هستند كه به بالا و پائين فضا راه مي يابند ، درست همانند محور چرخ ها در اتومبيل . و همچون موتوري كه تمام فعاليت ها به طور پنهاني در آن انجام مي گيرد . با اين تفاوت كه در مركز كهكشان سياهچاله بسيار كوچك و فوق العاده چگال و فشرده است . در سياهچاله هاي سنگين تر گازهاي در دور آنها با سرعت بيشتري مي چرخند . دانشمندان با تخمين هايي كه زده اند اين گونه كهكشان پنج هزار ميليون برار خورشيد جرم دارند .

فرضيه ي ساخته شدن اين كهكشان ها وسياهچاله هايشان بدين صورت است كه مي گويد اين كهكشان هاي از چرخش عظيم ابري از گاز به وجود مي آيد كه همين ابري پس از مدتي تبديل به ميليون ها و يا ميليارد ها ستاره مي شود ؛ در مركز جايي كه گاز ها متمركز شده است ماده ي كافي براي ساخته شدن ميليون ها و يا ميليارد ها ستاره وجود دارد و پس مدتي اين ها دست خوش تغييراتي مي شوند كه توسط گرانش فرومي ريزند و سياهچاله اي فوق العاده بزرگ را پديد مي آورند . در صورتيكه همان حفره ي ايجاد شده هنوز در مركز كهكشان ها قرار دارد و از گازها مصرف مي كند . پس از مدتي كه تمام ستاره ها را بلعيد سياهچاله به حالت خاموشي و آرامي فرو مي رود . و نسبتا" به آرامي هسته ي كهكشان را ترك مي كند . اين تئوري درست است زيرا در حال حاضر سياهچاله ها در مركز كهكشان ها قرار دارند .

آينده در درون سياهچاله

فرض كنيد شما يك فضا نورد باشيد و يك قدم به لبه ي سياهچاله يا همان افق رويداد فاصله داريد . اگر كمي در زمينه ي آناتومي سياهچاله ها مطالعه داشته ايد حتما" مي دانيد كه در نمودار پن روز راهي وجود دارد كه از آن طريق مي توان به سياهچاله وارد شد و از جهاني ديگر كه به جهان موازي معروف است ملحق شد . در ابتدا اگر نمودار پن روز را مشاهده كنيد شايد كمي به نظرتان مشكل آيد ولي در كل ساده است . شما پس از ورود به آن راه وارد سياهچاله مي شويد و پس از مدتي از يك جسم ديگر كه سفيد چاله نام دارد بيرون پرت مي شويد ؛ كاربرد سفيد چاله دقيقا" عكس كاربرد سياهچاله است يعني اينكه بر خلاف سياهچاله هر چيزي را از خود مي راند . شما پس از خروج از اين سفيد چاله وارد جهاني ديگر شده ايد كه ممكن است زندگي در آن جريان داشته باشد و آن زندگي شايد اندكي با زندگي ما تفاوت كند . خلاصه شما حالا در جايي ديگر به غير از اين جهان هستيد .

نوشته شده توسط کیارش وزیرزاده | موضوع: | لینک ثابت |

ستاره هاي تاريك جمعه هشتم اردیبهشت 1385 10:6

در سال 1784 جان ميشل دانشمند بزرگ ولي فراموش شده ي قرن 18 كه كشيش نيز بود ؛ ( در تاريخ علم دانشمندان بزرگي مشاهده مي شوند كه بدون اقتضا به شغل شان كارهاي فوق العاده كرده اند ؛ مثلا همين آقاي ميشل كه مطالعاتش چندان مناسبتي با شغلش نداشت ) از سرعت گريز بعضي از اجرام تعجب كرد ( سرعت گريز حداقل سرعتي است كه نياز است تا از سطح يك سياره يا يك ستاره جدا شويم ، در واقع سرعتي است كه يتوانيم از گرانش آن فرار كنيم ) ؛ او مي دانست كه گرانش يك جسم به جرمش بستگي دارد ، همچنين اين موضوع را مي دانست كه سرعت نور بسيار زياد است ولي با اين حال متناهي است . او از اين موضوع تعجي كرد كه خورشيد با اين جرم باز هم قادر نيست نور را در سطح خود نگه دارد و نور از سطح آن مي گريزد ( مي دانيم كه سرعت نور 299792 كيلومتر بر ثانيه است كه آن را 300000 كيلو متر بر ثانيه فرض مي كنند و از اين سرعت تقريبي بيشتر استفاده مي كنند ) . ميشل پاسخ به اين صورت استنباط كرد كه اگر خورشيد در همين اندازه بود ولي جرمش 500 برابر بود نور نمي توانست از سطح خورشيد بگريزد زيرا در اين صورت گرانش آن بسيار مي شد . چند سال بعد رياضدان بزرگ فرانسوي لاپلاس به طور مستقل تنيجه را به طور يكسان شرح داد و بدين ترتيب مفهوم ستاره تاريك زاده شد .

نوشته شده توسط کیارش وزیرزاده | موضوع: | لینک ثابت |

مختصري از داستان گرانش جمعه هشتم اردیبهشت 1385 10:5

مفهوم گرانش : اين نيروي نامرئي كه بر زندگي ما مسلط است و ما را بروي زمين نگاه مي دارد . اين نيرو براي مدتها طولاني انسان هاي بزرگ را كشفش به مبارزه طلبيده است . حتي روزي كه گاليله در بالاي برج پيزا كه كج است به مشاهده مي پراداخت اين سؤال برايش پيش آمد كه چرا اجسام به سوي پائين سقوط مي كنند . گاليله تعجب كرد كه چرا اجرام سنگين و اجرام سبك با يك زمان يكسان به سطح زمين مي رسند . همچنين از اين موضوع كه چرا سيارات در راهشان به حركت مي پردازند حيرت كرد . زماني كه كشفيات خود را در مورد سيارات بيان كرد او را به اين جرم كه در قوانين كليسا بدعت گذاري كرده است دستگير كردند و در دادگاه هاي خود محكوم كردند . اين كه چرا آنها اين كار را كردند بحثي كاملا" مجزا است كه در اين مقال نمي گنجد . او سرانجام در سال 1642 در فلورانس زماني كه سعي مي كرد كه نشان دهد گرانش عامل اين امر است درگذشت .

در يك كريسمس چارچوب گرانش به دست دانشمند بزرگ سر ايزاك نيوتن نهاده شد . او با 28 ماه انديشه ي پياپي توانست حساب ديفرانسيل و انتگرال را كشف كند . سپس طبيعت نور را مورد مو شكافي قرار داد و با اين تلاش ها توانست قوانين حركت سيارات را وضع كند . هرچند كه امروزه مكانيك كلاسيك كه بيشتر قوانين آن به وسيله نيوتن وضع شده بود تا حد زيادي از فيزيك كنار رفته است . زيرا بعضي از كميت ها همانند نور و جرم را مطلق مي دانست و با اين گونه روابط بعضي از پديده ها قابل شرح نبودند . و سر انجام يك روز وقتي كه در حال استراحت بود و فنجان چاي را مي نوشيد مشاهده كرد كه از درخت به زمين افتاد ؛ در اين هنگام رشته افكاراتش قطع شد و در زمينه ي گرانش به فكر فرو رفت .

در ذهنش اين سؤال ها تداعي مي شد كه چرا سيب به طور مستقيم سقوط كرد ؟ آيا آن مي خواهد به مركز زمين رود ، جايي كه كانون نيروي گرانش است . با اين افكارات به اين مووضع پي برد كه هر يك از سيارات و حتي خود خورشيد داراي گرانش هستند ؛ او گفت كه در بين هر دو جسم داراي جرم در عالم گرانش وجود دارد در واقع او گفت كه هر جسم داراي جرم گرانش دارد . هم چنين او گفت كه هر چه جرم جسم بيشتر باشد گرانش آن بيشتر است . بنابراين به اين سؤال پاسخ داده شد كه چرا سيارات به دور خورشيد مي چرخند .

در پايان آلبرت اينشتن در سال 1919 با ارائه ي تئوري نسبيت عام خود كه در آن از معادلات بسيار پيچيده رياضي استفاده كرده بود گفت كه گرانش اثر هندسي جرم بر فضا اطراف خود است . به اين ترتيب براي نخستين نظريه اي كامل گرانش را شرح داد .

نوشته شده توسط کیارش وزیرزاده | موضوع: | لینک ثابت |

گرانش مهلك جمعه هشتم اردیبهشت 1385 10:3

يك سياهچاله يك جسم متناقض كيهاني است . يك ستاره تاريك ، يك جسم كاملا" نا مرئي ، يك زندان براي نور . اين جسم يك مرز دارد كه هر چيز وارد آن شود بازگشتي نخواهد داشت ، ما اين مرز را افق رويداد مي خوانيم . يك كره كه هر چيز وارد آن شود براي ابديت اسير آن مي شود ، مكاني كه ديگر امكان فرار از آن نيست . جايي كه در آن سطح جامد وجود ندارد . در اين هنگام هر چيز حتي نور مكيده مي شود و فقط يك گردات ژرف گرانشي مشاهده مي شود ، اين اجرام بسيار بي رحم هستند و هرجيز را كه به طرفشان بيايد جذب مي كنند ، در واقع آن جسم را براي هميشه از آمدش پشيمان مي كند . ما از مركز كه تكينگي خوانده مي شود اطلاعات چنداني نداريم ولي مي دانيم كه در آنجا گرانشي مهلك حكم فرما است .

چهره ي اين اجرام هميشه مخفي و پوشيده است . تكينگي آنها هميشه به صورت نقطه اي است كه نيروي گرانش فوق العاده اي در آن متمركز شده است . همه ي اجرام و امواج الكترومغناطيسي و انرژي كه در سياهچاله فروافتاده اند در نقطه اي فوق العاده كوچك و فوق العاده چگال فشرده شده اند و گرانشي نا متناهي ايجاد مي كنند . سياهچاله ها عموما" گازهاي ميان ستاره را حريصانه قورت مي دهند . فضا از وجود اين اجرام متلاطم است و هم چنين زمان از جود آنها فشرده مي شود تا اينكه متوقف شود . چون نور نمي تواند از افق رويداد سياهچاله عبور كند ما آن مكان را لبه جهان فرض مي كنيم .

نوشته شده توسط کیارش وزیرزاده | موضوع: | لینک ثابت |

سیاهچاله ها جمعه هشتم اردیبهشت 1385 10:2

شايد يكي از چالش هاي بزرگ اختر فيزيك در اين قرون موضوع جذاب سياهچاله ها باشد . آنسوي افق رويداد بر هيچ شخصي مشخص نيشت . شايد در آن سوي آن فضايي عميق پنهان شده باشد ، شايد اين فضا آن حد بزرگ باشد كه براي انسان قابل تصور نباشد . انسان از گذشته مي دانسته كه زمين كروي بوده و به عبارت بهتر مسطح نبوده و در واقع خميده مي باشد ، به عبارت ديگر كره اي است كه لبه ندارد. ما از روي آن نمي افتيم زيرا نيروي سحرآميز گرانش هركس و هرچيزي را محافظت مي كند تا به سطح سيارات ديگر نيافتد .

پس از آنكه نسبيت آلبرت اينشتن پا به عرصه نهاد به اين موضوع پرداخته شد كه فضا خودش خميده است. حالا ما مي دانيم كه سفر به درياي بيكران فضا كه ما به آن جهان مي گوئيم در واقع به مكاني ژرف و عميق است و اگر مسافري بدون اطلاع به آن سفر كند ممكن است به داخلي اجرامي فوق العاده عظيم سقوط كند و زندگي را براي هميشه وداع گويد و با يك ريسك جانش را از دست بدهد . او به دروني افقي كاملا" مخفي سقوط مي كند و ما هنوز به طور كامل نمي دانيم كه برايش چه پيش مي آيد اين افق وحشتناك متعلق به سياهچاله است

نوشته شده توسط کیارش وزیرزاده | موضوع: | لینک ثابت |

سحابی جمعه هشتم اردیبهشت 1385 10:1

مقدمه
در جهان علاوه بر ستاره‌ها مقادیر زیادی گرد و غبار و گاز وجود دارد که مابین کهکشانها پراکنده گردیده است. یعنی چگالی گاز در فضای بین کهکشانها فقط برابر 20 اتم در هر اینچ مکعب است. برای مقایسه می‌توان آنرا با تعداد اتمهای موجود در هوا بر روی زمین و در سطج دریا برابر 10 در هر اینچ مکعب است، مقایسه کرد. سحابی ، ابر یا هر چیز دیگری است که از گرد و غبار و گاز میان ستاره‌ای تشکیل شده است. سحابیهای تابان ابرهایی گازی هستند که به علت نور ستارگان مجاور خود قابل رویت هستند.

بعضی از سحابیها تاریک بوده و تنها هنگامی که مانع عبور نور ستارگان یا سحابیهای تابان پشتشان می‌شوند، می‌توان آنها را دید. خیلی چیزهایی که زمانی سحابی نامیده می‌شدند، از نو طبقه بندی شده‌اند. در قرنهای پیشین این اشیاء در نظر ستاره شناسان ساختارهای ابر مانند مه آلود بودند، ولی بعدا ستاره شناسان با بهبود تلسکوپها توانستند این به ظاهر سحابیها را به عنوان کهکشان یا خوشه‌های ستاره‌ای شناسایی کنند.

سحابیهای تاریک
سحابی تاریک ابری از گرد و غبار و گاز است که گازش نور میدانهای ستارگان یا سحابیهای تابان پشت سرش را که از این ابر می‌گذرند، جذب می‌کند. سحابیهای تاریک ، که به سحابیهای جذبی نیز معروفند، هیچ تشعشعی از خود ندارند، ولی ممکن است نورهای جذب شده را به شکل امواج رادیویی یا انرژی مادون قرمز دوباره بتابانند. شاید جرم سحابیهای تاریک چندین هزار بار از جرم خورشید بیشتر باشد. اگر یک سحابی به اندازه کافی جرم داشته باشد، در نقطه‌ای از زمان موادش فشرده شده و تبدیل به ستاره می‌شود. شاید سپس سحابی تاریک با ستارگان جوان گرم حرارت ببیند و به سحابی نشری درخشانی تبدیل شود.
سحابیهای سیاره‌ای
ستارگان غول سرخ در اواخر عمرشان لایه‌های گازی بیرونی شان را به دور می‌اندازند. این لایه‌ها پوسته منبسط شونده‌ای از گازهای تابان را تشکیل می‌دهند که سحابی سیاره‌ای نامیده می‌شوند. علت این نامگذاری این است که ویلیام هرشل ، منجم آلمانی الاصل (1822 - 1783) ، تصور کرد که این پوسته‌ها شبیه سیاره‌اند. شاید از دید ناظر زمینی ، این پوسته گازی به شکل ساعت شنی ، حباب یا حلقه به نظر آید. این سحابی با سرعت تقریبی 20 کیلومتر (12 مایل) در ثانیه رو به بیرون حرکت می‌کند و بعد از 35 هزار سال در محیط میان ستاره‌ای پراکنده خواهد شد.

امواج انفجاری
موجهای ضربه ای انفجار ابر نواختر با سرعت هزاران کیلومتر در ثانیه در محیط میان ستاره‌ای سیر می‌کنند. این موجهای ضربه‌ای مواد میان ستاره‌ای را آشفته می‌کنند و شاید فرآیند فرو ریزش گرانشی را که سرانجام باعث تشکیل ستارگان در ابرهای میان ستاره‌ای می‌شود، آغاز می‌کنند. از هنگام اختراع تلسکوپ ، هیچ ابر نواختری در کهکشان ما کشف نشده است. اگر ابر نواختری بوجود می‌آمد، تا چندین ماه ، در آسمان به تابناکی ماه می‌درخشید. اگر آن ابر نواختر فرضی به زمین بسیار نزدیک می‌بود، می‌توانست جو زمین را منهدم کند.

سحابیهای تابان
دو نوع سحابی تابان وجود دارد: نشری و بازتابی ، که هر دو با تولد ستاره ارتباط دارند. گازهای سحابی نشری عمدتا در بخش قرمز یا سبز طیف می‌تابند، زیرا با حرارت ستارگان جوان گرم درون سحابی گرم شده‌اند. غبار سحابی ، نور ستارگان جوان داخل و اطراف سحابی بازتابی را پراکنده می‌کند. دو نوع سحابی تابان دیگر نیز وجود دارند: بقایای ابر نواختری و سحابیهای سیاره‌ای. هر دو اینها از مواد دفع شده ستارگان در حال مرگ تشکیل شده‌اند.

بقایای ابر نواختری
هنگامی که ستاره بصورت ابرنواختر منفجر می‌شود، لایه‌های گازی بیرونی آن برای تشکیل بقایای ابر نواختری تابان ، متلاشی شده و با سرعت از هسته‌اش فاصله می‌گیرند. برخی از انفجارات آنقدر شدیدند که حتی خود هسته نابود می‌شود. تقریبا 90 درصد ته مانده‌ها کم و بیش کروی‌اند و بقیه بر اثر نیروی انفجار متلاشی می‌شوند تا انبوهی از شعله‌های گازی فاقد ساختار ظاهری را تشکیل دهند. در مرکز چنان بقایایی ، پالسارها (ستاره‌های تپنده) شناسایی شده‌اند.

سحابی انکساری
در سحابی انکساری ذرات غبار نور را منعکس نمی‌کنند، بلکه متواری می‌کنند. نور قرمز می‌تواند آسانتر از نور آبی از ابر غبار بگذرد، پس نور آبی بیشتر پراکنده می‌شود، این امر موجب آبی شدن آن ابر می‌شود. همین خاصیت باعث آبی به نظر آمدن آسمان از زمین می‌شود. ذرات غبار نور خورشید را در جو شدیدا پراکنده می‌کنند و در مسیرهایی به جز سمت خورشید ، ناظر آسمان عمدتا نور آبی پراکنده می‌بیند.

سحابیهای خارج کهکشانی
آنچه به نام سحابیهای خارج کهکشانی نامیده می‌شود توده‌های عظیم و پیوسته گازی نیست، بلکه مجموعه‌ای است از ستارگانی شبیه ستارگان کهکشان ، رصدهای انجام شده نشان می‌دهد خاصیت طیفی نوری که از این سحابیها صادر می‌شود، بسیار شبیه به نوری است که از خورشید خود ما خارج می‌گردد. بنابراین درجه حرارت متناظر با چنین صدور نوری نمی‌تواند با درجه حرارت سطحی خورشید اختلاف فراوان داشته باشد و این درجه حرارت بایستی به چند هزار درجه برسد. اگر این سحابیها واقعا توده‌های غول پیکر گاز پیوسته‌ای بودند که درجه حرارت سطحی آنها همان درجه حرارت سطحی خورشید بود، ناچار می‌بایستی نوری که از آنها صادر می‌شود با وسعت سطح یعنی با مربع یکی از ابعاد آنها متناسب باشد.

چون قطر متوسط این سحابیها بیلیون بیلیون بار بزرگتر از خورشید است، باید چنان انتظار داشته باشیم که نورانیت کلی آنها بیلیون بیلیون برابر بزرگتر از نورانیت خورشید باشد. ولی نورانیت فعلی سحابی امرأه المسلسله بسیار کوچکتر از این اندازه است و از 1.7 بیلیون برابر نورانیت خورشید تجاوز نمی‌کند. نور از تمام سطح سحابی صادر نمی‌شود بلکه از عده زیادی از لکه‌های کوچک روشن بر می‌خیزد که مجموع کلی سطح آنها به سختی با یک بلیونیوم تمام سطح سحابی برابری می‌کند. این همان چیزی است که باید از سحابیهایی انتظار داشته باشیم که از ستارگان متعارفی جدا جدا از یکدیگر ساخته شده‌اند

نوشته شده توسط کیارش وزیرزاده | موضوع: | لینک ثابت |

ماده شگفت جمعه هشتم اردیبهشت 1385 9:57

بیشتر ماده ای که ما در عالم می شناسیم، ستاره ها، سحابی ها، سیارات ، غبار های میان ستاره ای و... از پروتون ها و نوترون ها ساخته شده اند. تا مدتها گمان بر این بود که این ذرات (پروتون،نوترون و الکترون )ذرات بنیادی سازنده عالم هستند و نمی توان آن هارا به اجزای کوچکتر تقسیم کرد این باور هنوز در مورد الکترون وجود دارد.

اما تبدیل پروتون و نوترون به یکدیگر در برخی واکنش های هسته ای و ازمایش های پیشرفته تری که در شتاب دهنده های ذرات بنیادی انجام شد، نشان داد که ان ها از ذرات سازنده ی کوچکتری به نام کوارک ساخته شده اند. البته کوارک ها نیز انواع مختلفی دارند. تا کنون شش نوع کوارک شناخته شده است که با اسامی جالبی نامگذاری شده است:

بالا	پایین	افسون	شگفت	سر	ته
Top	Bottom	Charm	Strange	Down	Up

انتخاب این اسامی معنی خاصی ندارد. زیرا کوارک ها نه بالا و پایین دارند و نه زیر و ته! پروتون ها و نوترون ها هر کدام از سه کوارک ساخته شده اند. دو کوارک بالا و یک کوارک پایین نوترون را بوجود می اورد و یک کوارک بالا و دو کوارک پایین یک پروتون را تشکیل می دهند. برای نگه داشتن کوارک ها در کنار یکدیگر چسب مخصوصی لازم است. این وظیفه بر عهده ی ذرات دیگری است که گلوئون نام دارند. در حالت طبیعی نمی توان کوارک ها را به صورت آزاد و منفرد یافت.

بیش تر ماده موجود در عالم از کوارک ساخته شده است. این کوارک ها در گروه های سه تایی در بسته ای از جنس گلوئون مقید شده اند. اما در مرکز یک ستاره نوترونی بی اندازه چگال ممکن است نوترون ها ان چنان فشرده شوند که ساختارشان در هم بشکند و ماده به دریایی از کوارک های آزاد و گلوئون ها و الکترون ها تبدیل شود.اما اگر چگالی ان قدر زیاد باشد که ساختار پروتون ها و نوترون ها در هم بشکند. شاید ماده ی جدیدی خلق شود که دیگر ساختار شناخته شده ی قبلی ماده را ندارد.دیگر نمی توان از ذره یا ذرات به صورت مشخص نام برد.چرا که ماده به دریای یکپارچه ای از کوارک ها ، الکترون ها و گلوئون ها تبدیل شده است.چگالی این ماده از چگالی هسته ، اتم ها که شامل پروتون ها و نوترون ها ی مجزاست.بسیار بیشتر است و خاصیت های آن نیز با خواص ماده معمولی بسیار متفاوت خواهد بود . دانشمندان این ماده را ماده ی کوارکی یا "ماده ی شگفت" نامیدند.

ماده ی شگفت ممکن است پایدارترین شکل ممکن ماده باشد.تا کنون این عنوان به هسته ی اتم آهن اطلاق می شد که نقطه ی پایانی واکنش های هسته ای در مرکز ستاره های سنگین و پرجرم است. اگر چنین باشد ، پس از ساخته شدن ماده ی شگفت ، برای نگهداری ان به همین شکل فشرده نیازی به گرانش نخواهد بود. برخی نظریه پردازان معتقدنداین ماده بسیار چگال می تواند هر شکل دیگری از ماده را که با آن برخورد کند در هم بشکند و تبدیل به ماده ی شگفت کند.اما جای نگرانی نیست ، به هر حال اگر مقداری ماده ی شگفت روی زمین یا خورشید بریزد ، به سرعت به سمت مرکز می رود و در همان جا باقی می ماند، بدون انکه آسیبی به محیط اطراف وارد کند.فیزیکدانان ذرات بنیادی نیز امیدوارند بتوانند با استفاده از شتاب دهنده ی نسبیتی آزمایشگاه بروکهاون در مدت بسیار کوتاهی کوارک و گلوئون های آزاد ایجاد کنند( که البته این وضعیت بسیار ناپایدار است) آسمان بالای سر ما و اجرام گوناگونی که در این فضای بی انتها قرار دارند آزمایشگاهی طبیعی در اختیار اخترشناسان قرار داده اند تا بتوانن گاهی فیزیکدان ها را پشت سر بگذارند و خیلی سریعتر از آزمایشگاه های زمینی به نتیجه برسند

نوشته شده توسط کیارش وزیرزاده | موضوع: | لینک ثابت |

پايان فيزيك - بخش يازدهم گريز از سياهچاله جمعه هشتم اردیبهشت 1385 9:49

يك دانشجوي فوق ليسانس در دانشگاه پرينستون، به نام جاكوب بكن‌شتاين به اين نتيجه دست يافت كه با انداختن آنتروپي در يك سياهچاله، نمي‌توان آن را از بين برد. سياهچاله، قبل از آن نيز آنتروپي داشته و فقط آنتروپي به آن افزوده شده است. بكن‌شتاين اين طور فكر مي‌كرد كه سطح افق رويداد يك سياهچاله تنها مانند آنتروپي نيست بلكه خود آنتروپي است. هنگامي كه شما سطح افق رويداد را محاسبه مي‌كنيد، در واقع آنتروپي سياهچاله را اندازه مي‌گيريد. هنگامي كه چيزي مثل يك قوطي پر از مولكول را به داخل سياهچاله مي‌اندازيد، به جرم سياهچاله اضافه مي‌كنيد، سطح افق رويداد بزرگتر مي‌شود و آنتروپي سياهچاله نيز افزايش مي‌يابد. تمام اين موضوعات، ما را به طرف نكته‌اي معما گونه مي‌كشاند. اگر چيزي آنتروپي داشته باشد، دما هم دارد و كلاً سرد نيست. اگر چيزي دما داشته باشد، مي‌بايد با تابش انرژي همراه باشد. اگر چيزي انرژي تابش مي‌كند نمي‌توانيم بگوييم كه هيچ‌چيز از آن به بيرون گسيل نمي‌شود. اين برخلاف انتظاري بود كه از سياهچاله داشتيم: قرار نبود از سياهچاله چيزي بيرون بيايد!

هاوكينگ فكر مي‌كرد كه بكن‌شتاين دچار اشتباه شده است. او از سوء استفاده نامبرده در كشف اينكه افق رويداد هيچ‌گاه كوچكتر نمي‌شود، ناراحت بود. در 1972، هاوكينگ مقاله‌اي با همكاري دو فيزيكدان ديگر به نام جيمز باردين و براندو كارتر انتشار داد و در آن با اين موضوع اشاره كرد كه با وجود هماننديهايي كه بين ناحيه افق رويداد و آنتروپي وجود دارد. سياهچاله قاعدتاً نمي‌تواند آنتروپي داشته باشد زيرا چيزي نمي‌تواند از آن گسيل شود. بعداً معلوم شد كه او و همكارانش در اشتباه بوده‌اند.

در سال 1962 زماني كه هاوكينگ دوره فوق‌ليسانس را شروع كرد، انتخاب مطالعه علم كيهان شناسي با بررسي اجسام بسيار بزرگ را به مكانيك كوانتومي يا علم ذرات بسيار ريز ترجيح داد. اما در سال 1973 تصميم گرفت كه زمينه مطالعات خود را تغيير دهد و با ديد مكانيك كوانتومي موضوع سياهچاله را بررسي كند. اين اولين كوشش جدي و موفقيت‌آميز يكي از دانشمندان قرن بيستم، براي پيوند دو نظريه بزرگ اين قرن بود: نسبيت و مكانيك كوانتومي. چنان كه از قبل به خاطر داريم، اين پيوند، بار سنگين و مشكلي در راه نظريه همه چيز است. در سال 1973، هاوكينگ در مسكو با دو نفر از فيزيكدانان روسي به نام ياكو زلدوويچ و آلكساندر ستاروبينسكي مذاكره كرد. آنها او را قانع كردند كه اصل عدم قطعيت اين معني را دارد كه سياهچاله‌هاي چرخنده، ذراتي به وجود مي‌آورند و آنها را به بيرون گسيل مي‌كنند. هاوكينگ از نحوه محاسبه آنان در باره مقدار گسيل ذرات راضي نبود. او سعي كرد روش رياضي بهتري براي اين موضوع پيدا كند.

هاوكينگ انتظار داشت كه محاسبات او، تابشي را كه فيزيكدانان روسي پيشگويي كرده بودند، تأييد كند. چيزي كه او كشف كرد، موضوع بسيار شگفت‌انگيزتري بود: «من با شگفتي به اين نتيجه ناراحت كننده رسيدم كه حتي سياهچاله‌هاي غير چرخنده مي‌بايستي از خود ذراتي با آهنگ ثابت گسيل دارند». ابتدا فكر كرد كه محاسبات او بايد غلط بوده باشد و ساعات زيادي را به جستجوي اشتباه خود پرداخت. او به خصوص دنبال اين بود كه چرا جاكوب بكن‌شتاين به اين موضوع پي نبرده بود تا از آن به عنوان استدلالي براي ايده افقهاي رويداد و آنتروپي خودش استفاده كند. اما هرچه هاوكينگ راجع به اين موضوعات فكر كرد. بيشتر مجبور به پذيرش آن شد كه محاسبات او نبايد خيلي از واقعيت دور باشد. چيزي كه او را در اين زمينه به يقين واداشت، شباهت دقيق طيف تابش ذرات با طيفي بود كه از يك جسم داغ انتظار مي‌رفت.

فكر بكن‌شتاين درست بود: شما نمي‌توانيد با انداختن ماده حامل آنتروپي به سياهچاله، آن را مثل سطل آشغال در نظر بگيريد: آنتروپي را كاهش دهيد و نظم جهان را افزايش دهيد. زماني كه مواد حامل آنتروپي به سياهچاله ريخته مي‌شوند، مساحت افق رويداد افزايش مي‌يابد. آنتروپي سياهچاله زيادتر مي‌شود، پس جمع آنتروپي جهان در داخل و خارج سياهچاله هيچ‌ كاهش نيافته است.

اما چگونه سياهچاله امكان داشتن دما و گسيل ذرات را دارد در حالي كه هيچ‌چيز نمي‌تواند از افق رويداد بگريزد؟ هاوكينگ پاسخ اين سوال را در مكانيك كوانتومي يافت.

اگر ما فضا را خلا فرض كنيم، راه درستي نرفته‌ايم. در اينجا مي‌خواهيم علت آن را بيابيم. اصل عدم قطعيت به اين معني است كه ما هيچ‌گاه نمي‌توانيم با دقت كامل، به طور همزمان، مكان و سرعت يك ذره را بداينم. معناي آن از اين هم بيشتر است: ما هرگز نمي‌توانيم كميت يك ميدان (به عنوان مثال: ميدان گرانشي يا ميدان الكترومغناطيسي) و آهنگ تغييرات آنرا همزمان، با دقت كامل تعيين كنيم. هر قدر كميت ميدان را با دقت بيشتر بدانيم، دقت ما در دانستن آهنگ تغييرات آن كاهش خواهد يافت و بالعكس، همچون الاكلنگ. در نتيجه، شدت يك ميدان هيچ وقت به صفر نمي‌رسد. صفر هم از نظر كميت و هم از نظر آهنگ تغييرات ميدان، اندازه‌گيري بسيار دقيقي خواهد بود كه اصل عدم قطعيت، آن را مجاز نمي‌داند. نمي‌توان فضاي خالي داشت، مگر اينكه تمام ميدانها دقيقاً صفر باشند: اگر صفر نباشند، فضاي خالي وجود ندارد.

به جاي فضاي خالي يا خلأ كامل كه اغلب ما تصور مي‌كنيم در فضا هست، مقدار حداقلي از عدم قطعيت، اندكي ابهام يا نامعلومي به صورتي داريم كه نمي‌دانيم مقدار ميدان در «فضاي خالي» چيست. اين افت و خيز در مقدار ميدان، اين لرزش اندك به سوي جوانب مثبت و منفي صفر را كه هرگز صفر نمي‌شود، مي‌توان به طريق زير تصور كرد:

زوجهايي از ذرات ـ زوجهاي فوتونها يا گراويتونها ـ مدام ظاهر مي‌شوند. دو ذره به صورت يك جفت در مي‌آيند و سپس از هم جدا مي‌شوند. پس از فاصله زماني بسيار كوتاه غيرقابل تصوري، آن دو ذره بار ديگر به هم مي‌رسند، و يكديگر را منهدم مي‌كنند حياتي كوتاه ولي پر ماجرا دارند. مكانيك كوانتومي به ما مي‌گويد كه اين واقعه هميشه و همه جا در فضاي «خلأ» روي مي‌دهد.

ممكن است كه اينها ذرات «واقعي» كه بتوانيم وجود آنها را با يك آشكارساز ذرات، تشخيص دهيم نباشند، ولي نبايد تصور كرد كه آنها ذرات خيالي هستند. حتي اگر آنها فقط ذراتي «مجازي» باشند، مي‌دانيم آثار آنها را روي ذرات ديگر تشخيص دهيم.

بعضي از اين زوجها، زوجهاي ذرات ماده يا فرميونها هستند. در اين حالت، يكي از ذرات زوج، پاد‌ذره ديگري است. «پاد ماده» را كه در بازيهاي خيالي و داستانهاي علمي تخيلي با آن آشنا هستيم، صرفاً تخيلي نيست. مي‌دانيم كه مقدار كل انرژي در جهان، هميشه ثابت و بدون تغيير است. انرژي نمي‌تواند از جايي به طور ناگهاني به جهان وارد شود. چگونه ما مي‌توانيم مسأله اين زوج تازه به وجود آمده را با اين اصل سازگار كنيم؟ اين زوجها، با «وام گرفتن» انرژي، به طور بسيار موقتي به وجود آمده‌اند. آنها به هيچ‌وجه دايمي نيستند. يكي از ذرات اين زوج انرژي مثبت و ديگري انرژي منفي دارد. تراز انرژي آنها برابر است. به مقدار انرژي كه در جهان وجود دارد، چيزي اضافه نشده است.

استيون هاوكينگ استدلال كرد كه زوج ذره‌هاي بسياري به طور غير منتظره، در افق رويداد يك سياهچاله به وجود مي‌ايند و از بين مي‌روند. بنابر تصور او، ابتدا يك زوج از ذرات مجازي ظاهر مي‌شود. قبل از آنكه اين زوج به يكديگر برسند و يكديگر را منهدم كنند، ذره‌اي كه انرژي منفي دارد از افق رويداد عبور كرده، وارد سياهچاله مي‌شود. آيا اين بدان معني است كه ذره با انرژي مثبت بايد همتاي بدبخت خود را، با هدف برخورد و منهدم كردن دنبال كند؟ نه. ميدان جاذبه در افق رويداد يك سياهچاله به قدر كافي قوي است كه با ذرات مجازي، حتي با ذرات بدبخت با انرژي منفي كار شگفت‌انگيزي مي‌كند: ميدان جاذبه مي‌تواند آنها را از « مجازي» به « واقعي» تبديل كند. اين تبديل، تغيير قابل ملاحظه‌اي در زوج به وجود مي‌آورد. آنها ديگر مجبور نيستند با يكديگر برخورد كرده و يكديگر را منهدم كنند. آنها مي‌توانند هر دو مدت بسيار طولانيتري، جدا از هم وجود داشته باشند. البته ذره با انرژي مثبت نيز مي‌تواند در سياهچاله بيفتد، ولي مجبور به چنين كاري نيست. او از مشاركت آزاد است، مي‌تواند بگريزد. براي يك مشاهده كننده از دور، به نظر مي‌آيد كه از سياهچاله بيرون آمده است. در حقيقت اين ذره، نه از بيرون،‌بلكه از نزديك سياهچاله مي‌آيد. در اين ضمن همتاي او انرژي منفي به سياهچاله وارد كرده است. تابشي كه به اين ترتيب از سياهچاله گسيل مي‌شود، تابش هاوكينگ ناميده مي‌شود. با تابش هاوكينگ، كه دومين كشف مشهور او در زمينه سياهچاله‌ها بود، استيون هاوكينگ نشان داد كه اولين كشف مشهور او، قانون دوم ديناميك سياهچاله (كه مساحت افق رويداد هيچ‌گاه نمي‌تواند كاهش يابد)، هميشه استوار نيست. تابش هاوكينگ اين معني را مي‌دهد كه يك سياهچاله مي‌تواند كوچك شده و در نهايت كاملاً از بين برود، چيزي كه يك مفهوم واقعاً اساسي است.

چگونه تابش هاوكينگ يك سياهچاله را كوچكتر مي‌كند؟ سياهچاله، به تدريج كه ذره‌هاي مجازي را به واقعي تبديل مي‌كند انرژي از دست مي‌دهد. اگر هيچ چيز نمي‌تواند از افق رويداد بگريزد، چه‌طور ممكن است چنين چيزي روي بدهد؟ چه‌طور سياهچاله مي‌تواند چيزي از دست بدهد؟ به اين سؤال مي‌توان پاسخ زيركانه‌اي داد: زماني كه ذره‌اي با انرژي منفي اين انرژي منفي را با خود به سياهچاله مي‌برد، انرژي سياهچاله را كمتر مي‌كند. يعني منفي « منها» است كه مترادف كمتر است.

بدينسان، تابش هاوكينگ از سياهچاله انرژي مي‌ربايد. انرژي كمتر، كاهش جرم را به دنبال دارد. معادله اينشتين E = mc2 را به خاطر بياوريم. در اين رابطه، E انرژي، m جرم و c سرعت نور است. هنگامي كه انرژي (در يك سوي اين رابطه) كاهش مي‌يابد (كه در مورد سياهچاله‌ها اين‌طور است)، يكي از كميتهاي طرف ديگر بايد كمتر شود. چون سرعت نور ثابت است، جرم بايد كاهش پيدا كند. بنابر اين موقعي كه ما مي‌گوييم انرژي از سياهچاله ربوده شده است، مثل اين است كه جرم از آن ربوده شده است.

به‌خاطر داشته باشيم و به ياد آوريم كه نيوتن درباره گراني چه چيزي به ما آموخت: هر تغيير در جرم جسم، مقدار كشش گرانشي آن را كه بر جسم ديگر اعمال مي‌كند، تغيير مي‌دهد. اگر جرم زمين كمتر شود (جرمش كمتر شود نه آنكه كوچكتر شود) كشش گرانش آن در مدار حركت ماه كاهش مي‌يابد. اگر سياهچاله جرم از دست بدهد، كشش گرانشي آن در جايي كه افق رويداد (شعاع بدون بازگشت) وجود دارد، كاهش مي‌يابد. سرعت گريز در اين شعاع كمتر از سرعت نور مي‌شود. در اين حال شعاع افق رويداد كوچكتر از شعاعي مي‌شود كه در آن سرعت گريز برابر با سرعت نور بوده است. در نتيجه افق رويداد منقبض شده است. اين، تنها راه توجيه كوچكتر شدن سياهچاله است.

اگر تابش هاوكينگ از يك سياهچاله بزرگ را كه در نتيجه رُمبش يك ستاره به وجود آمده است اندازه‌گيري كنيم، نااميد خواهيم شد. دماي سطح سياهچاله‌اي به اين بزرگي، كمتر از يك ميليونيم درجه بالاتر از صفر مطلق خواهد بود. هر قدر سياهچاله بزرگتر باشد، دماي آن كمتر است. استيون هاوكينگ مي‌گويد، «سياهچاله‌اي با جرم ده برابر خورشيد، ممكن است چند هزار فوتون در ثانيه گسيل دارد، ولي اين فوتونها طول موجي به اندازه سياهچاله خوهاند داشت و انرژي آنها آنقدر كم خواهد بود كه آشكارسازي آنها ممكن نيست». مطلب را مي‌توان اين‌طور بيان كرد: هرقدر جرم زيادتر باشد، سطح افق رويداد بزرگتر، هرچه سطح افق رويداد بزرگتر باشد، آنتروپي بيشتر است. هرچه آنتروپي بيشتر باشد دماي سطح و آهنگ گسيل كمتر است.

با اين حال، هاوكينگ، خيلي زود، در سال 1971 نظر داد كه نوع ديگري از سياهچاله وجود دارد: سياهچاله‌هاي خيلي ريز كه جالبترين آنها به انداز هسته اتم است. اين سياهچاله‌ها به‌طور قطع منفجر مي‌شوند و تابش مي‌كنند. به ياد داشته باشيم كه هر قدر سياهچاله كوچكتر باشد، دماي سطح آن بيشتر است. هاوكينگ در مورد اين سياهچاله‌هاي بسيار ريز مي‌گويد: « اين سياهچاله‌ها را به زحمت مي‌توان سياه ناميد: آنها در حقيقت داغ و سفيدند.»

نوشته شده توسط کیارش وزیرزاده | موضوع: | لینک ثابت |

معماي سياهچاله ها «حل» شد جمعه هشتم اردیبهشت 1385 9:44

يكي از مشهورترين نظريه هاي فضايي عصر حاضر داير بر اين كه هيچ چيزي قادر به فرار از سياهچاله ها نيست توسط خالق اين نظريه نقض شده است.
استفان هاكينگ، فيزيكدان مشهور و استاد دانشگاه كمبريج مي گويد: نظريه مشهور او درباره سياهچاله ها تاكنون اشتباه بوده است.
وي در كنفرانسي با موضوع جاذبه در دابلين گفت كه او در نظريه اش، داير بر اين كه هرچه كه به درون سياهچاله ها( holes black ) سقوط كند نابود مي شود، تجديد نظر كرده است.
او اكنون به اين نتيجه رسيده است كه سياهچاله ها ممكن است به «اطلاعات» اجازه فرار دهند.
تحقيقات تازه او حتي ممكن است به حل «پارادوكس اطلاعات سياهچاله» كه يكي از معماهاي مهم فيزيك نوين است كمك كند.

نوشته شده توسط کیارش وزیرزاده | موضوع: | لینک ثابت |

آسمان پر از سياهچاله است جمعه هشتم اردیبهشت 1385 9:42

    سالهاست كه يكي از اسرار كيهان، اخترشناسان را شگفت زده كرده است، ولي آنها تصور مي كنند كه پاسخي براي اين معما يافته اند. به هر سو از آسمان كه نگاه مي كنيم تابشهاي پراكنده اي از تشعشع پرتو ايكس پس زمينه را مي بينيم، اما اين تشعشع از كجا منشأ مي گيرد؟
    به نوشته همشهري اخترشناسان رصدخانه پرتو ايكس چاندرا را براي ۲۳ روز طي يك دوره ۲ ساله به سمت قسمتي از آسمان نشانه رفته اند و ۶۰۰ منبع پرتو ايكس را مشخص و تعيين كردند. اين تابش در واقع تابش پس زمينه نيست بلكه تشعشع پرتو ايكسي است كه از صدها ميليون سياهچاله فوق حجيم كه مشابه آن در مركز كهكشان راه شيري قرار دارد گسيل مي شود. نيل براندت، پروفسور اخترشناسي و اختر فيزيك مي گويد: «ما تلاش كرديم تا آماري از تمامي سياهچاله ها تهيه كنيم و بدانيم كه شكل آنها چگونه است. ما همچنين قصد داشتيم تا چگونگي رشد سياهچاله ها را طي تاريخ كيهان مشخص و اندازه گيري كنيم.» پژوهشگران نگاه و رصد خود را روي گسيلهاي پرتو ايكس متمركز كردند، زيرا نواحي اطراف سياهچاله ها پرتوهاي ايكس و نور مرئي منتشر مي كنند. ماهيت نافذ پرتوهاي ايكس شيوه مستقيمي را براي تشخيص سياهچاله ها فراهم مي آورد.
    براندت اضافه مي كند: «ما سياهچاله هاي فوق حجيم فعالي را در مركز كهكشان هاي بزرگ پيدا كرديم. كهكشان ما نيز در مركز خود سياهچاله اي دارد كه اندازه آن معادل ۶/۲ميليون برابر جرم خورشيد است. امروزه سياهچاله كهكشان ما فعال نيست ولي احتمال مي دهيم كه در گذشته فعال بوده است.» آنچه كه پژوهشگران به آن دست يافتند، اين است كه تعداد سياهچاله هاي فوق حجيم بيشتر از انتظار قبلي اخترشناسان است. اين پژوهشگران همچنين دريافتند كه سياهچاله ها به گونه اي متفاوت از آنچه كه آنها قبل از رصدهاي چاندرا تصور مي كردند تكامل يافته اند. با ملاك قرار دادن ۶۰۰ سياهچاله اي كه چاندرا موفق به يافتن آنها شد، براندت اين نظر و پيشنهاد را مطرح مي كند كه حدود ۳۰۰ ميليون سياهچاله فوق حجيم در كل گستره آسمان وجود دارد.

نوشته شده توسط کیارش وزیرزاده | موضوع: | لینک ثابت |

سياهچاله چيست؟ جمعه هشتم اردیبهشت 1385 9:32

در چند جمله كوتاه ميتوان گفت، سياهچاله ناحيه اي از فضاست كه مقدار بسيار زيادي جرم در آن تمركز يافته و هيچ شيئي نمي تواند از ميدان جاذبه آن خارج شود.از آنجا كه بهترين تيوري جاذبه در حال حاضر تيوري نسبيت عام انيشتن است،در مورد سياهچاله و جزيياتش بايد طبق اين تيوري تحقيق و نتيجه گيري كنيم. ابتدا از مفهوم جاذبه و شرايط ساده تر آغاز مي كنيم.

فرض كنيد روي سطح يك سياره ايستاده ايد. يك سنگ را به سمت بالا پرتاب مي كنيد. با فرض اينكه آن را خيلي خيلي محكم پرتاب نكرده باشيد براي مدتي به سمت بالا حركت مي كند و نهايتا شتاب جاذبه باعث مي شود به پايين سقوط كند. اما اگر سنگ را به اندازه ي لازم محكم پرتاب كرده باشيد مي توانيد آن را به كل از جاذبه سياره خارج كنيد و سنگ بالا رفتن را تا ابد ادامه خواهد داد. سرعتي كه لازم است تا يك شيي را از حاذبه سياره خارج كند سرعت فرار يا سرعت گريز نام دارد. همانطور كه انتظار مي رود سرعت فرار به جرم سياره بستگي دارد. اگر سياره اي جرم زيادي داشته باشد كشش جاذبه آن زياد خواهد بود و نتيجتا سرعت فرار آن بيشتر خواهد شد. سياره سبكتر سرعت فرار كمتري خواهد داشت. همچنين سرعت فرار به فاصله از مركز سياره نيز بستگي دارد. هر چه به مركز سياره نزديك تر شويم سرعت فرار نيز بيشتر مي شود.

سرعت فرار زمين Km/s 11.2 يا m/h 25000 است. در حالي كه سرعت فرار در ماه فقط Km/s 2.4 يا m/h 5300 است.

حال يك جرم بسيار زياد را كه در يك ناحيه با شعاع بسيار كوچك تمركز يافته تصور كنيد. سرعت فرار چنين ناحيه اي از سرعت نور بيشتر خواهد بود و چون هيچ شييي نمي تواند سريعتر از نور سير كند پس هيچ شييي نمي تواند از ميدان جاذبه چنين ناحيه اي خارج شود ، حتي يك دسته پرتو نور.

ايده تفكر در مورد جرمي چنان چگال كه حتي نور نيز نتواند از آن خارج شود متعلق به لاپلاس در قرن هجدهم است. تقريبا بلافاصله پس از بيان نظريه نسبيت عام توسط انيشتين ، كارل شوارتز شيلد يك راه حل رياضي براي معادلات تيوري اين اجرام كشف كرد و سال ها بعد اشخاصي چون اپنيمر و ولكف واشنايدر در دهه 1930 به طور جدي درباره امكان وجود چنين نواحي در عالم به تحقيق پرداختند. اين پژوهشگران نشان دادند، هنگامي كه محتويات سوخت يك ستاره پرجرم به پايان مي رسد، نمي تواند در مقابل جاذبه دروني خود مقاومت كند و به صورت يك سياهچاله در خود فرو مي ريزد.

در نسبيت عام جاذبه از عوامل انحراف فضاي 4 بعدي است. اشياء بسيار پرجرم باعث انحرافات محورهاي زمان و فضا مي شوند در حدي كه قوانين هندسي اعتبار خود را از دست مي دهند و به كار نمي آيند. اين انحراف در اطراف يك سياهچاله بسيار چشمگير است و باعث مي شود كه سياهچاله ها خصوصيات عجيبي داشته باشند. هر سياهچاله چيزي به نام افق حادثه ( event horizon ) دارد، كه سطحي كروي است و مرز سياهچاله را مشخص مي كند. شما مي توانيد وارد اين افق شويد اما نمي توانيد از آن رهايي يابيد. در حقيقت وقتي وارد افق شديد محكوم به نزديك و نزديك تر شدن به مركز سياهچاله هستيد.

درباره افق مي توان اين تصور را داشت كه افق جايي است كه در آن سرعت گريز برابر با سرعت نور است. در خارج از افق سرعت گريز كمتر از سرعت نور است. بنا بر اين در صورتي كه راكت هاي شما به اندازه كافي انرژي داشته باشند مي توانيد از افق دور شويد اما وقتي وارد افق شديد راهي براي خروج نداريد. افق خصوصيات هندسي عجيبي دارد، براي يك ناظر كه فاصله زيادي از سياهچاله دارد، افق جاي خوبي به نظر مي رسد كه كروي و ساكن است. اما در صورتيكه به سياهچاله نزديك شويد متوجه خواهيد شد افق با سرعت بسيار زياد و يا در حقيقت با سرعت نور به سمت بيرون در حركت است. چون افق با سرعت نور به سمت بيرون گسترش مي يابد، پس براي خروج از افق بايد سرعتي بيش از سرعت نور داشته باشيم. و چون مي دانيم كه نمي توانيم با سرعتي بيش از سرعت نور سير كنيم پس هيچ گاه نخواهيم توانست از سياهچاله فرار كنيم.

اگر اين مطالب بسيار عجيب به نظر مي رسند، نگران نباشيد، واقعا عجيب هستند. افق از جهتي ثابت و از جهتي نا پايستار است. اين مطلب تا حدي شبيه به داستان آليس در سرزمين عجايب است. او بايد تا جايي كه مي توانست سريع حركت مي كرد تا مي توانست در يك جا بماند.

در درون افق فضا در حدي منحرف مي شود كه مختصات طول و زمان جايشان عوض مي شود به اين معني كه مختص نشان دهنده فاصله از مركز سياهچاله كه r نام دارد، يك مختص زماني و t يك مختص فضايي مي شود. نتيجه اين جابجايي اين است كه نمي شود از كوچك شدن لحظه به لحظه r جلوگيري كرد، مشابه شرايط معمولي كه از رسيدن به آينده گريزي نيست (يعني به طور معمول t در حال افزايش است) در نهايت بايد به مركز جايي كه r = 0 است برسيم. ممكن است فكر كنيد با روشن كردن راكت ها مي توان از افق خارج شد، اما اين كار نيز بيهوده است. از هر ماده اي كه استفاده كنيد، نمي توانيد از آينده خود گريزي داشته باشيد. پس از وارد شدن به افق، تلاش براي دور شدن از مركز سياهچاله درست مثل تلاش براي نرسيدن به پنجشنبه آينده است.

نام سياهچاله را براي اولين بار جان آرچيبالد ويلر پيشنهاد داد كه نام مناسبي به نظر مي رسيد، چون از نام هاي پيشنهادي قبل از خودش جذاب تر بود. پيش از ويلر از اين نواحي با عنوان ستاره هاي منجمد ياد مي شد. در ادامه توضيح خواهم داد كه چرا اين نام را به آن ها داده بودند.

سياهچاله چه اندازه اي دارد؟

اندازه هر چيز دو جنبه دارد. در اولين جنبه مي گوييم اين جسم چه ميزان جرم دارد و در جنبه ديگر آن را از نظر حجم بررسي مي كنيم. ابتدا درباره جرم سياهچاله بحث مي كنيم.

براي ميزان جرم يك سياهچاله محدوديتي وجود ندارد. هر مقدار جرمي درصورتي كه به اندازه كافي چگال باشد مي تواند سياهچاله تشكيل دهد. حدس مي زنيم كه سياهچاله هاي موجود از مرگ ستارگان پرجرم تشكيل يافته اند، بنا بر اين بايد به همان اندازه جرم داشته باشند. به عنوان نمونه جرم يك سياهچاله در حدود 10 برابر جرم خورشيد است، يعني جرمي معادل 10 به توان 31 كيلوگرم.

هر چه جرم سياهچاله بيشتر باشد فضاي بيشتر اشغال خواهد كرد. در حقيقت شعاع شوارتز شيلد (شعاع افق) و جرم نسبت مستقيم دارند. اگر سياهچاله اي 10 برابر يك سياهچاله ديگر جرم داشته باش، شعاعش نيز 10 برابر ديگري خواهد بود. شعاع سياهچاله اي هم جرم خورشيد 3 كيلومتر است. بنا بر اين، اگر سياهچاله اي 10 برابر خورشيد جرم داشته باشد شعاعش 30 كيلومتر خواهد بود و سياهچاله اي كه در مركز يك كهكشان با جرم يك مليون برابر خورشيد 3 ميلون كيلومتر شعاع خواهد داشت. ممكن است اين مقدار شعاع زياد به نظر برسد ولي با استانداردهاي نجومي خيلي هم عجيب نيست. به عنوان مثال شعاع خورشيد 700000 كيلومتر است و يك سياهچاله بسيار بسيار سنگين شعاعي فقط در حدود 4 برابر خورشيد دارد.

در صورت سقوط در سياهچاله چه بلاي به سرم مي آيد؟

فرض مي كنيم در داخل يك فضا پيما به سمت يك سياهچاله با جرم يك مليون برابر خورشيد در مركز كهكشان راه شيري در حال حركت هستيد. (بحث هاي زيادي در مورد وجود سياهچاله در مركز كهكشان راه شيري وجود دارد. اما فرض مي كنيم حداقل براي چند ثانيه اين سياهچاله موجود باشد.) از فاصله دور راكت ها را خاموش كرده ايد و به سمت سياهچاله سرازير مي شويد. چه اتفاقي خواهد افتاد؟

در ابتدا هيچ جاذبه اي را حس نخواهيد كرد چون در حال سقوط آزاد هستيد، همه قسمتهاي بدنتان به يك صورت كشيده خواهند شد و احساس بي وزني خواهيد كرد (اين دقيقا همان چيزي است كه در مدار زمين براي فضا نوردان اتفاق مي افتد. با اين حال نه فضا نورد و نه شاتل هيچ نيروي جاذبه اي را حس نمي كنند.) همين طور كه به مركز سياهچاله نزديك و نزديك تر مي شويد نيروهاي جاذبه جزر و مدي را بيشتر حس خواهيد كرد. فرض كنيد پاهايتان نسبت به سرتان در فاصله كمتري از مركز سياهچاله قرار گرفته باشد. نيروي جاذبه با نزديك شدن به مركز سياهچاله بيشتر مي شود، بنا بر اين در پاهايتان نيروي جاذبه را بيشتر حس خواهيد كرد. و حس خواهيد كرد كشيده شده ايد ( اين نيرو نيروي جزر و مدي نام دارد چون دقيقا مانند نيرويي عمل مي كند كه باعث جزر و مد در سطح زمين مي شود). اين نيروها با نزديك شدن به مركز بيشتر و بيشتر خواهد شد تا جايي كه شما را پاره پاره كند.

براي يك سياهچاله خيلي بزرگ شبيه به آن كه شما در آن سقوط مي كنيد، نيروهاي جزر و مدي تا شعاع 600000 كيلومتري مركز قابل توجه نيستند. البته اين مطلب پس از ورود به افق اعتبار مي يابد. اگر در حال سقوط به يك سياهچاله كوچكتر هم جرم خورشيد بوديد، نيروهاي جزر و مدي از فاصله 6000 كيلومتري مركز شما را تحت تاثير قرار مي داد و شما خيلي زود تر از آنكه وارد افق شويد تكه پاره مي شديد (و اين موضوع علت اين است كه شما را در حال سقوط به يك سياهچاله بزرگ تصور كرديم تا بتوانيد حداقل تا وارد شدن به سياهچاله زنده باشيد). در حين سقوط چه چيزهايي مي بينيد؟ شما در حين سقوط چيز خاص و عجيبي را مشاهده نخواهيد كرد. تصوير اشيا درو ممكن است به شكل هاي عجيب و نا مربوط در آمده باشند، چون جاذبه سياهچاله نور را نيز منحرف مي كند. به ويژه وقتي وارد افق مي شويد هيچ اتفاق خاصي نخواهد افتاد. حتي پس از وارد شدن به افق نيز خواهيد توانست چيزهايي را كه بيرون هستند ببينيد. چون نوري كه از اشيا بيروني ساطع مي شود مي تواند وارد افق شود و به شما برسد. اما در بيرون از افق كسي قادر به ديدن شما نيست چون نور نمي تواند از افق خارج شود.

كل اين اتفاقات چقدر طول مي كشد؟ البته اين مطلب بستگي به اين دارد كه از چه فاصله سقوط به داخل سياهچاله را شروع كرده باشيد. فرض مي كنيم اين عمليات از جايي شروع شود كه فاصله شما از مركز 10 برابر شعاع سياهچاله باشد. براي سياهچاله اي با جرم يك ميليون برابر خورشيد 8 دقيقه طول مي كشد تا به افق برسيد، پس از آن 7 دقيقه ديگر در پيش داريد تا به ناحيه منحصر به فردي برسيد. البته اين زمان ها تقريبي است و به عنوان مثال در يك سياهچاله كوچكتر زمان مرگ نزديك تر خواهد بود. پس از پشت سرگذاشتن افق در 7 دقيقه باقيمانده از عمر ممكن است وحشت زده بشويد و شروع كنيد به روشن كردن راكت ها اما اين تلاش بيهوده است.

از يك فاصله مطمئن از سقوط در سياهچاله چه چيز مشاهده مي شود؟

چيزي كه از دور ديده مي ود با واقعيت كمي تفاوت دارد. همچنان كه شما به افق نزديك تر مي شويد ناظر حركت شما را آهسته و آهسته تر مي بيند. او هيچ گاه رسيدن شما را به افق نخواهد ديد.

سياهچاله اي را در نظر بگيريد كه از فرو ريختن يك ستاره شكل گرفته است. در حالي كه ماده تشكيل دهنده سياهچاله فرو مي ريزد، ناظر آن را كوچك و كوچك تر مي بيند، همچنين او نزديك شدن شما را مي بيند اما نمي تواند رسيدن به افق را ببيند و اين علت نام گذاري اوليه آنها يعني ستاره هاي منجمد است. چون به نظر مي رسد آن ها در فاصله اي به اندازه كمي بيشتر از شعاع شوارتز شيلد يخ زده اند.

چرا اينگونه به نظر مي رسد؟ مهمترين مطلبي كه در اين مورد عنوان شده يك خطاي نوري است. در حقيقت شكل گرفتن يك سياهچاله يا رسيدن شما به افق زمان نامحدودي نمي برد. وقتي شما به افق نزديك و نزديك تر مي شويد، نوري كه از شما ساطع مي شود به زمان بيشتري نياز دارد تا به ناظر برسد در واقع نوري كه بدن شما در هنگام گذر از افق ناظر ديگر تصويري از شما نمي بيند و حس مي كند رسيدن به افق چه زمان نامحدودي وقت مي برد.

از زاويه ديگري نيز مي شود به اين مسئله نگاه كرد. زمان در نزديكي افق بسيار آرامتر از فضاهاي دورتر سپري مي شود. فرض كنيد فضاپيماي شما براي خروج از افق در حركت است و براي چندين ثانيه آنجا توقف مي كند (با مصرف مقداري زيادي سوخت براي جلوگيري از سقوط به داخل). سپس شما به سمت ناظري مي رويد و به او ملحق مي شويد. متوجه مي شويد در طي اين ايام او سني بيش از شما دارد، در حقيقت زمان براي شما بسيار آهسته تر (كند تر) سپري شده است تا براي او.

به نظر شما كدام يك از اين دو نظريه فريب نور يا كندي زمان درست است؟ جواب بستگي به مختصاتي داردكه طبق آن به بررسي سياهچاله ها بپردازيد. طبق مختصات معمول كه مختصات شوارتز شيلد نام دارد، زماني افق را پشت سر مي گذاريد كه مختصات t (زمان) بي نهايت است. طبق اين مختصات گذر از افق زمان بي نهايت لازم دارد. اما علت اين مطلب اين است كه مختصات شوارتز شيلد تصوير تحريف شده اي از آنچه در اطراف افق مي گذرد به ما مي دهد. در حقيقت درست در افق مختصات كاملا تحريف شده و تغيير يافته اند. در صورتي كه مختصات واحدي را در نزديكي افق انتخاب نكرده ايد متوجه مي شويد كه در هنگام گذر از افق زمان واقعا محدود است. ولي زماني كه ناظر شما را مشاهده مي كند نامحدود است. تشعشات نياز به زمان بي نهايت و نامحدودي دارند تا به چشم ناظر برسند. پس شما مي توانيد از هر دو نوع مختصات استفاده كنيد، در عمل هر دوي آنها درست هستند. فقط دو بيان متفاوت از يك مطلب ارئه مي دهند. درعمل شما از چشم ناظر پنهان خواهيد ماند قبل از اينكه زمان بي نهايت سپري شود. براي يك جسم نوري كه از طرف سياهچاله تابش مي شود به طرف سرخي و طول موجهاي بيشتر مي رود.

بنا براين در صورتي كه شما نور مرئي با طول موجهاي ثابتي ساطع كنيد، ناظر آن را با طول موج بيشتري دريافت خواهد كرد. با نزديك تر شدن شما به افق اين طول موجها افزايش مي يابند. كه درنهايت به تابش هاي نامرئي، مادون فرمز و امواج راديويي خواهند رسيد. در بعضي نقاط طول موجها به قدري زياد خواهند بود كه ناظر نخواهد توانست آن ها را مشاهده كند. از گذشته به خاطر داريد كه نور در دسته هايي به نام فوتون ساطع مي شود. تصور كنيد در حين گذر از افق فوتون هايي ساطع كنيد. قبل از گذشتن از افق آخرين فوتون ها را ساطع خواهيد كرد، اين فوتون ها در زمان محدودي به چشم ناظر خواهند رسيد - به عنوان مثال براي چنان سياهچاله پر جرمي چيزي در حدود 1 ساعت.. و پس از آن ناظر ديگر قادر به ديدن شما نخواهد بود (فوتون هايي كه پس از گذر از افق ساطع مي شوند هيچ گاه به ناظر نمي رسند)...

نوشته شده توسط کیارش وزیرزاده | موضوع: | لینک ثابت |

عکسهایی زیبا از چند کهکشان جمعه هشتم اردیبهشت 1385 9:7

ادامه مطلب>>>

نوشته شده توسط کیارش وزیرزاده | موضوع: | لینک ثابت |

لينك باكس پنگوين Penguin Linksbox