پاسخ به:نجوم و اختر شناسی
سه شنبه 10 بهمن 1391 3:38 PM
|
|
|
کيهان شناسي که علم مطالعه آغاز، شکل گيري و تکامل علم است هنوز نمي داند 99% عالم را چه چيزي تشکيل مي دهد. به نظر مي رسد جزء غير قابل مشاهده اي قسمت اعظم عالم را تشکيل مي دهد که قابل شناسايي نيست. ماهيت اين ماده ناشناخته چيست؟ چگونه آن را بشناسيم؟ وجود يک پديده را از دو طريق مي توان اثبات کرد يکي مشاهده مستقيم آن پديده و ديگري مشاهده تاثيرات آن پديده بر محيط اطراف يا پديده هايي که مشاهده آنها آسان تر است.براي درک بهتر اين موضوع به بررسي مختصري از نسبيت عام اينشتين مي پردازيم: آلبرت اينشتين پس از ارائه نظريه نسبيت خاص به اصلاح نظريه نيوتون پرداخت تا آن را با اصول نسبيتي تطبيق دهد. بنابر نظريه گرانش نيوتون دوجسم نيروي گرانشي برهم وارد مي کنند. اين نيرو متناسب است با جرم هرکدام، و تناسب معکوس دارد با مجذور فاصله آنها. در نظر نيوتون اين نيرو آني بر جسم وارد مي شود يعني اينکه به محض حضور جسم نيرو بر آن وارد مي شود. پس اگر جسم نابود شود بلافاصله نيرويي که برجسم ديگر وارد مي کند از بين خواهد رفت. اينشتين به نادرست بودن اين نظر پي برد، چرا که هيج نيرو (هم چنين هيچ جسمي) نمي تواند سريعتر از نور منتشر شود. از اين رو انيشتين نظريه خود براساس اين که سرعت انتشار گرانش همان سرعت نور باشد ارائه کرد.انيشتين براي توضيح اين مطلب بعد زمان را به سه بعد فضايي ديگر اضافه کرد در نتيجه مفهوم فضا- زمان را ايجاد کرد. سپس توصيف کردکه دراين صورت هر جرمي بدليل ايجاد انحنا در فضا گرانش ايجاد مي کند. بنابراين مفهوم نيرو از بين رفت. براي سادگي مطلب به جاي فضاي چهار بعدي يک مثال در فضاي سه بعدي مي زنيم يک صفحه لاستيکي را برروي يک چهارچوب کشيده شده است در نظر آوريد. اين صفحه صاف است. پس اگر تيله اي را برروي آن سر دهيم خط مستقيم را طي مي کند. حال اگر يک توپ سنگين را برروي صفحه رها کنيد. باعث مي شود صفحه در اطرافش گود بردارد. اکنون اگر تيله را روي صفحه لاستيکي و درحوالي گول سنگين سر بدهيد. انحناي صفحه لاستيکي باعث مي شود که تيله مسيري منحني دنبا کند. يک ناظر که نتواند انحناي سطح لاستيکي را ببيند خواهد گفت: توپ دارد نيرويي بر تيله اعمال و آن را از مسير منحرف مي کند ولي ما ميدانيم نيرويي در کار نيست بلکه حرکت انحراف حرکت نتيجه انحناي صفحه است. فضا- زمان نيز تا حدودي به همين شکل است اگر جرمي در آن قرار بگيرد باعث انحناي آن مي شود که حتي نور (که جرم ندارد) را منحرف مي کند. بنابراين نيرو مفهوم خود را ازدست مي دهد.در نهايت بنا بر مطالب گفته شده اين گونه مي توان نتيجه گيري کرد که جرم منشا ايجاد جاذبه مي باشد بنابراين هر جا جرمي وجود داشته باشد (خواه قابل مشاهده و خواه غير قابل مشاهده) مطمئنا گرانشي نيز وجود دارد که اين گرانش نيز با ايجاد انحرافاتي در مسير نور مي تواند قابل شناسايي توسط تلسکوپ هاي فضايي باشد. همانطور که مي دانيد خوشه کهکشان ها و تعدادي از گروه هاي شناخته شده آنها بزرگ ترين اجرام جهان هستند. اندازه آنها از حدود تجمع هاي کوچک نظير گروه محلي ما با 20 الي 30 عضو تا سيستم هاي کروي عظيم از کهکشان ها با دهها هزار عضو متغير است. اختر شناسان با مطالعه و بررسي حرکت اين کهکشان هاي عضو و با استفاده از قوانين گرانشي توانسته اند جرم خوشه مورد نظر را به دست آورند. در بيشتر اين محاسبات ديده مي شود که جرم يک خوشه بيشتر از جرم کهکشان هاي عضو آن است در نتيجه بيشتر مواد تشکيل دهنده اين خوشه ها( و جهان) به صورت گازهاي داغ پراکنده، خرده سنگ ها و سياه چاله ها و يا اجرام تاريک ديگرمي باشند. به نظر مي رسد که در اثر حرکت بسيار سريع کهکشان هاي عضو ( در يک محيط گازي) پرتوX گسيل مي شود. محققان با مطالعات مبتني بر پرتو X (با استفاده از آشکار ساز هايي با قدرت تفکيک بسيار بالا) قادرند گاز موجود در خوشه ها را شناسايي کنند و انگاه به ماهيت واقعي اين " ماده ناپيدا" پي خواهند برد. 90 درصد از کل عالم تشکيل شده از ماده تاريک مي باشد که قادر به ديدن آن نيستيم و اختر شناسان اوقات زيادي را صرف شناسايي و نقشه برداري از ماده ناشناخته مي کنند. محققان بر 2 نظريه متفاوت معتقدند: 1- ماده تاريک به شکل کروي پيرامون کهکشانها قرار دارد2- اين ماده به شکل صفحه‌اي در عالم پراکنده است ولي از آنجايي که قادر به مشاهده ماده تاريک نمي باشند بنابراين اظهار نظر قطعي درباره هر يک از دو نظريه فوق برايشان کاري بسيار سخت محسوب مي شود. برخي از شبيه سازيهاي رايانه‌اي نوين نشان مي‌دهند صفحات غباري که اطراف برخي از کهکشانها وجود دارد، ممکن است کار يافتن مکان توزيع ماده تاريک را آسان کند. اکثر کهکشانها در صفحه استوايي خود صفحه‌اي از گاز و غبار دارند، اما آنچه اخترشناسان براي تعيين چگونگي توزيع ماده تاريک به آن نياز دارند، صفحه‌اي غباري است که کمي نسبت به استواي کهکشان کج باشد. چنين صفحه‌اي اخترشناسان را به رانش گرانشي ناشي از توده ماده تاريک راهنمايي مي‌کند. يافتن چنين کهکشاني کار سختي است، اما اخيرا کهکشان عدسي مانندي به نام NGC4753 يافت شده است که اين خصوصيات را دارد. اين کهشکان از قدر 9.9 که در صورت فلکي سنبله واقع است و حدود 28 ميليون سال نوري از زمين فاصله دارد. صفحه گازي پيرامون NGC4753 با ماده تاريک اطراف آن، مواد زيادي را از کهشکان ديگري ربوده است. اين ربايش حدود 500 ميليون سال قبل يا حتي کمي دورتر از اين روي داده است (زمان ربايش ماده از روي سرعت چرخش اين کهکشان محاسبه مي‌کنند). صفحه گاز و غبار پيرامون اين کهکشان حدود 15 درجه با صفحه چرخش آن زاويه دارد. اگر اين اختلاف زاويه وجود نداشت، کل صفحه در فضاي اطراف کهکشان پخش مي‌شد و کهکشان شکل مسطح‌تري مي‌يافت، اما اکنون با اين اختلاف زاويه سرعت و حرکت و حتي جهت حرکت تغيير مي‌يابد، از همين تغييرات مي‌توان به تمرکز مواد تاريک و توزيع آن در کهشکان پي برد. شبيه سازيهاي رايانه‌اي که از داده‌هاي رصدي اين کهکشان بدست آمده است، پيچ خوردگيهاي فراواني را در صفحه غباري پيرامون آن نشان مي‌دهد. در نهايت شبيه سازي که براي کهکشان NGC475 انجام شده است نشان مي دهد که بيشتر ماده تاريک اين کهکشان به صورت کروي پيرامون کهکشان قرار است و کمي هم داراي پخ شدگي مي باشد (مثل يک همبرگر بزرگ!!!!).
منابع: |
کریمی که جهان پاینده دارد تواند حجتی را زنده دارد
دانلود پروژه و کارآموزی و کارافرینی
