راسخون

نجوم و اختر شناسی

mohamadaminsh کاربر طلایی1
|
تعداد پست ها : 25772
|
تاریخ عضویت : دی 1389 


عطارد يا تير نخستين و نزديکترين سياره منظومه شمسي به خورشيد
از نظر اندازه نسبت به ديگر سيارات بعد از پلوتو کوچکترين آنها نيز به حساب مي آيد. قطر آن 4880 کيلومتر است. اين سياره در يک مدار بيضي شکل به دور خورشيد مي گردد .که خروج از مرکز آن 0.2506 است. نزديکترين فاصله آن از خورشيد تنها 9/45 ميليون کيلومتر دورترين فاصله آن 7/69 ميليون کيلومتر فاصله دارد. لذا همواره در اطراف خورشيد حضور دارد و براي ما تنها در هنگام طلوع و غروب قابل رويت است. اين سياره بسيار گرم است و درجه حرارت سطح آن در هنگام روز به حدود 427 درجه سانتيگراد و در شب به 173 درجه زير صفر کاهش مي يابد. عطارد هر 88 روز يک بار يک دور به گرد خورشيد مي چرخد ( دوره تناوب نجومي ). در حالي که در مدت 5/58 روز يک دور به دور خود مي چرخد ( حرکت وضعي ). در عطارد هيچ گونه جوي وجود ندارد، ولي برخي مطالعات وجود مقدار کمي گاز هليوم را که گفته مي شود از طريق بادهاي خورشيد به گرد اين سياره قرار گرفته اند اثبات مي کند. شکل ظاهري اين سياره بسيار آبله گون است و چهره اي شبيه به کره ماه دارد.
حفره هاي کوچک ويا بزرگ بسياري در سطح آن ديده مي شود که حکايت از برخورد شهاب سنگهاي کوچک و بزرگ دارد البته قطر برخي از دهانه ها به ده ها کيلومتر مي رسد. برخي از اين دهانه ها محل خروج مواد مذاب است که امروزه با سنگهاي مذاب پر شده اند و مانند کوه هاي آتشفشاني هستند.
گرچه از گذشته نسبتاً دور، اين سياره با کمک تلسکوپ مورد مطالعه قرار مي گرفت، ولي از سال 1974 ميلادي با پرواز سفينه مارينر 10 از کنار عطارد چندين هزار عکس از دشتهاي مسطح و گودالهاي کم و بيش بزرگ، به ايستگاه هاي زميني مخابره شد. مارينر 10 ميدان مغناطيسي ضعيفي حدود 1 درصد ميدان مغناطيسي زمين را در اطراف اين سياره کشف کرد. اين سياره به علت گرماي زياد در روز و دماي بسيار پايين در شب و نبود جو و نداشتن آب به شکل مايع در سطح يا عمق آن هيچ گونه امکاني براي پيدايش شکلي از حيات ايجاد نکرده استدر عين حال عطارد هيچ قمر ي ندارد. در اين حالت سنگهاي اين سياره به شدت منبسط مي شوند و پس از غروب آفتاب و شب طولاني آن دما به شدت پايين مي رود. علت آن هم نبودن جو در اطراف اين سياره است که دما را تعديل نمي کند. سرد و گرم شدن سنگها در شب و روز و استمرار اين امر طي قرون و اعصار تنها يک نوع فرسايش مکانيکي در سطح اين سياره به وجود مي آورد. که به متلاشي شدن سنگها مي انجامد. اختلاف دما در دو سوي اين سياره در ميان سيارات منظومه شمسي منحصر به فرد است.
تنها طوفانهاي مغناطيسي از سوي خورشيد مقداري اتم هاي هليوم باردار را در اطراف ميدان مغناطيسي اين سياره به دام انداخته و فشار جوي ناچيزي (به ميزان کمتر از يک ميليارديم فشار جوي زمين) ايجاد کرده است. براي خنثي کردن جاذبه سطحي اين سياره در خارج شدن از سطح آن تنها به سرعتي به اندازه 4.25 کيلومتر بر ثانيه نياز است. در حالي که در مورد زمين اين مقدار حدود 11 کيلومتر بر ثانيه مي باشد که به اين سرعت سرعت گريز مي گويند.
نام کوئي پر، کاوشگر نامي سيارات نيز به يکي از گودالهاي بزرگ سياره عطارد به قطر 25 کيلومتر تعلق يافته است.
دانشمندان معتقدند بر اثر برخورد سهمگين يک شهاب سنگ با اين سياره در گذشته بسيار دور، امروزه در نقطه مقابل اين برخورد رشته کوه هايي ظاهر شده اند. در هر حال شهاب سنگها سطح اين سياره را در امان نگذاشته اند. محل اصابت اين برخورد عظيم که امروزه رشته کوههاي بلند و مدوري آن را احاطه کرده که به حوضه کالوريس به قطر 1300 کيلومتر شهرت يافته است. چگالي اين سياره به ميزان 4/5 گرم بر سانتيمتر مکعب تخمين زده شده که اندکي بيشتر از چگالي زمين است. اين حقيقت دانشمندان را بر آن داشته است که تصور کنند مرکز اين سياره از فلزات سنگيني مانند آهن تشکيل شده است که با توجه به حرکت آرام چرخشي اين سياره به دور خود ميدان ضعيف مغناطيسي در خود ايجاد کرده است. فشار بادهاي خورشيدي اين ميدان ضعيف را در جهت مقابل به خورشيد بسيار فشرده کرده و در پشت آن بسيار گسترانده است. گروهي ديگر از دانشمندان پيدايش ميدان مغناطيسي در عطارد را به وجود ميدان مغناطيسي سنگواره اي نسبت مي دهند که از روزگاران قديم حاصل شده و باقي مانده است. در هر حال علت واقعي اين ميدان معلوم نيست.
ويژگيهاي عطارد
همان گونه که قبلاً اشاره شد عطارد نزديکترين سياره به خورشيد است که در کنار جرم بزرگي به نام خورشيد با آن جاذبه وحشتناکش قرار گرفته است. عطارد براي آن که در دل خورشيد سقوط نکند و جذب آن نشود دست به مقابله زده است. براي اين کار عطارد با سرعت سرسام آوري به گرد خورشيد مي چرخد و سريعترين سرعت چرخشي به دور مرکز منظومه شمسي را از آن خود کرده است. اين سرعت به حدي است که يک سال اين سياره کمتر از سه ماه به طول مي انجامد. مدار اين سياره بيضي شکل است و با فاصله اندکي (به طور متوسط 9/57 ميليون کيلومتر) از خورشيد و از روي زمين اين سياره در اطراف خورشيد ديده مي شود. گاهي کمي بعد از غروب خورشيد در بالا دست خورشيد و زماني که به آن سوي اين ستاره مي رسد قبل از طلوع آفتاب در بالاي افق شرقي ديده مي شود.
حداکثر فاصله زاويه اي که اين سياره با خورشيد دارد حدود 28 درجه است ( از ديد زمين ). هنگامي که زاويه کشيدگي اين سياره در حدود 10 درجه است، از درون تلسکوپ به صورت هلال باريکي ديده مي شود. ليکن زماني که مي خواهد از پشت خورشيد عبور کند قرص روشن خود را به ما نشان نمي دهد. با توجه به 7 درجه انحراف مدار گردش اين سياره به دور خورشيد اين سياره در هر بار گردش از جلوي خورشيد عبور نمي کند. بلکه از بالا يا پايين خورشيد مي گذرد. در طول 100 سال عطارد تنها دو بار همچون نقطه تاريک و سياه رنگي از مقابل قرص خورشيد عبور مي کند. که به ترانزيت يا عبور معروف است که آخرين آن در سال 1383 بود.
mohamadaminsh کاربر طلایی1
|
تعداد پست ها : 25772
|
تاریخ عضویت : دی 1389 



هماهنگسازی سِفر پیدایش و انفجار بزرگ
هنگامی که گالیله ادعا کرد خورشید به جای زمین، در مرکز نظام سیارهای قرار دارد محکوم شد و این محکومیت عمدتاً به دلیل آن بود که در قبال وثاقت و مرجعیت کلیسا به معارضه پرداخت ـ هرچند در این محکومیت، معارضۀ او با تفسیر لفظمدارانه کتاب مقدس نیز نقش ایفا میکرد. اما در قرن هفدهم، اخترشناسی کپرنیکی از مقبولیت گسترده برخوردار شد. در این دوران، شواهد علمی مناقشه¬ناپذیر بود و تفسیر استعاری از عبارتهای کتاب مقدس ـ که به نظر میرسید با این شواهد در تعارض دارند ـ از سوی اغلب حلقههای کاتولیک و پروتستان پذیرفته شد. در قرن نوزدهم، ادعای کسانی که از نگرش لفظ¬مدارانه دربارۀ کتاب مقدس پیروی میکردند مبنی بر اینکه: «جهان تنها چند هزار سال عمر دارد»، با شواهد به دست آمده از زمینشناسی، تاریخ تکاملی و دیرینشناسی ( مطالعۀ فسیلها )، متعارض بود اما [این ادعا] با اخترشناسی، تعارضی نداشت. در قرن بیستم، اخترشناسی نیز شواهدی از تاریخ طولانی کیهانی به دست داد.
جراد شرودر (Gerald Schroeder)، فیزیکدانی که به یهودیت ارتدوکس متعهد است، استدلال میکند که ششِ روز مذکور در سِفر پیدایش به حسب زمان خداوند، پانزده میلیارد سال در مقیاس زمانی ما است زیرا در نظریۀ نسبیت، اندازهگیری¬های زمان به حسب «چارچوبِ مرجعِ مشاهدهگر»، متفاوت است. اتساع زمان - که اینشتین آن را پیشبینی کرده بود- به طور تجربی تـأیید شده است برای نمونه، متوسط عمر یک مزون (یک ذرۀ ناپایدار اتمی) که با سرعتی نزدیک به سرعت نور در مسیر یک شتاب¬دهندۀ ذرات در آزمایشگاه حرکت میکند بهطور فوقالعادهای زیاد میشود به نحوی که مسیرهای متعددی را بیش از آنچه که بدون اتساع زمان انتظار میرفت، طیّ میکند. شرودر میگوید در جهانی که به سرعت بسط مییابد یک روز در زمان خداوند ( که با کل کیهان یکی است ) با چند میلیارد سال در مقیاس فرایند زمینی برابر است. در آفرینش آدم در روز ششم از تاریخ کیهانی، خداوند برای نخستین بار پیوند نزدیکی با سیارهی ما برقرار ساخت. پس از رخداد مذکور، مقیاسِ زمانی ما با مقیاس زمانیِ خداوند یکی شد و از این رو تقویم رخدادهای بعدی در کتاب مقدس از جمله طول عمر همۀ اولاد آدم دقیقاً براساس مقیاس زمان جهانی ثبت شده است. [1]
شرودر معتقد است که دیگر حقایق علمی میتوانند در نوشتههای خاخامهای متأخر یافت شوند. او به تفصیل، تفسیر سِفر پیدایش را توسط ابننحمان، از پیروان عرفان یهودی در قرن سیزدهم، شرح میدهد. ابن¬نحمان میگفت که آفرینش از یک جوهر نامملوس و بسیار کوچک ـ نه چندان بزرگتر از دانۀ خردل ـ آغاز شد که از آن، جهان بسط یافت و ماده پدید آمد. ابن¬نحمان همچنین میگفت که ده مبدأ و بُعد برای واقعیت وجود دارند که با ده مورد تعبیرِ: «و خداوند گفت» که در سِفر پیدایش تکرار شده است، مطابقت دارد. شرودر مدعی است که این نکته به نحو چشمگیری با نظریۀ اخیر «اَبَر ریسمان» ـ که همانگونه که خواهیم دید ده بُعد اولیه را فرض میگیرد ـ تأیید شده است. هیو راس (Hugh Ross) از مسیحیان کلیسای انجیلی و دارای درجۀ دکتری در رشتۀ اخترشناسی است. او یکی از کتابهایش را به ده بُعد در نظریۀ «اَبَر ریسمان» و آنچه که وی آن را فرابُعدیِ خداوند (extra-dimentionality of God) مینامد اختصاص داده است. او عبارات فراوانی را از کتاب مقدس نقل میکند که در آنها گفته شده است خداوند، پیش از آفرینشِ جهان نیز کارهایی را انجام داده است، مانند این تعبیر که: «[حضرت] مسیح، پیش از پیریزی جهان، برگزیده شده بود». (1 Pet. 1:20) بدین¬ترتیب، راس استدلال میکند خداوند باید از طریق یک بُعد اضافیِ زمان که روی¬هم¬رفته مستلزم یازده بُعد ـ و نه ده بُعد ـ است عمل کرده باشد. در تجربه¬های عادی ما، [تحقق] اشیا در سه بُعد، ممکن است و آنها نمی-توانند در دو بُعد تحقق یابند. در تکه¬ای از یک کاغذِ دو بُعدی، نوک قلمِ شما در نقطۀ الف فقط در صورتی می¬تواند به نقطۀ ب برسد که از مجموعه نقاط میانِ آنها عبور کند. اما با اضافه شدن بُعد سوم، قلم شما فقط می¬تواند تکه کاغذ فوق را در نقطۀ الف ترک کند و ناگهان در نقطۀ ب ظاهر شود. راس می¬گوید به همین ترتیب، خداوند می¬تواند با استفاده از آن ابعادِ اضافی مذکور، اموری را به انجام برساند که در غیر آن صورت، ممکن نبود. برای نمونه [حضرت] مسیح می-توانست با بی¬اعتنایی به نیروی جاذبه [گرانش] بر روی آب راه برود و نیز می¬توانست پس از دوباره زنده شدن، از درب بسته عبور نماید و با حواریونش گفتگو کند. [2]
از دید راس وقایع زندگیِ ما در نظم عادیِ زمانی (به صورت افقی) رخ می¬دهند که در آن، علت¬ها بر معلول¬ها تقدم دارند. امّا بُعد زمانیِ خداوند، عمود بر بُعد زمانی ما است و با رخدادهای زمانیِ ما معیت دارد. راس معتقد است این امر، راه¬حلی را برای تناقض¬نمای اختیار و سرنوشت ازلی فراهم می¬کند. ما اختیارهای خود را به طور آزاد در چارچوبِ زمانیِ خودمان انجام می¬دهیم. امّا آنها همگی با هم در علم و فعلِ خداوند وحدت می¬یابند. خداوند در ابعادِ چندگانۀ زمان تحقق دارد و به ما از راه¬های غیرمترقبه، قدرت عطا نموده است. این گونه کشفیات دربارۀ ابعادِ اضافی زمان، به طور بالقوه، موجب ارتقای چشمگیر آگاهی مسیحیان از گسترۀ قدرتی که خداوند در اختیار ما قرار داده است می¬شود. [3]
به اعتقاد من، این گونه استدلال¬ها نوعی تفسیر لفظ¬مدارانه از کتاب مقدس را پیشاپیش مفروض می¬گیرد که این بیش از آنکه کارگشا باشد مشکل¬آفرین است. این گروه با جستجوی نظریه¬های علمیِ معاصر در باطن عبارت¬های کتاب مقدس، موجب می¬شوند تا توجه از پیام دینی اصلی آنها منحرف شود. افزون بر این، به نظر من به کارگیری نظریۀ اَبَرریسمان به طور خاص در معرض تردید دارد؛ زیرا این نظریه، بسیار انتزاعی و نظرپردازانه است و نمی¬تواند به طور تجربی در انرژی¬هایی که فعلاً در دستگاه¬های کنونی شتاب¬دهندۀ ذرات یا آنها که برای آینده طراحی شده¬اند در دسترس قرار گیرد. ما می¬توانیم ابعاد را به¬عنوان راه¬های مختلف برای نظم بخشیدن به مجموعه¬ای از رخدادها از منظرهای متفاوت یا در چارچوب¬های گوناگون بنگریم و این ¬می¬تواند تمثیل¬هایی را برای الهیات پیشنهاد دهد. امّا در چارچوب فیزیک نظری، ابعاد اضافی به هیچ نیروی فوق طبیعی که ورای جهانِ فضا و زمان قرار داشته باشد اشاره نمی¬کند.

پی نوشتها :

1. Gerald L. Schroeder, Genesis and the Big Bang: The Discovery of Harmony between Modern Science and the Bible (New York: Bantam Books, 1990); see also his The Science of God (New York: Free Press, 1997), chaps. 3 and 4.
2. Hugh Ross, Beyond the Cosmos, 2nd ed. (Colorado Springs: Navpress, 1999); see also his The Creator and the Cosmos (Colorado Springs: Navpress, 1995).
3. Hugh Ross, Beyond the Cosmos, p. 233.

منبع : كتاب اخترشناسي و آفرينش
نويسنده: ایان باربور
مترجم: پیروز فطورچی
mohamadaminsh کاربر طلایی1
|
تعداد پست ها : 25772
|
تاریخ عضویت : دی 1389 



شواهد محكم از جاري بودن آب بر سطح مريخ
مريخ نورد فرصت موفق شواهدي را به دست آورد كه احتمال جاري بودن آب مايع بر سطح مريخ را در گذشته اي دور تا حد قابل توجهي به يقيين نزديك مي كند دانشمندان نسبت به جاري بودن آب بر سطح مريخ و در محل فعلي فعاليت كاوشگر فرصت اطمينان حاصل كرده اند. اين اطمينان و استنتاج در پي بررسي داده هاي گردآوري شده توسط مريخ نورد فرصت و از بررسي سنگهاي محل فرود به دست آمده است. مطالبي نظير يافت شدن برخي از تركيبات شيميايي نظير سولفاتها و همينطور عوارض ظاهري سنگهاي مورد بررسي دانشمندان را به اين استنتاج رهنمون ساخته است.
دكتر استيون اسكواير از دانشگاه كورنال و يكي از دانشمندان بررسي كننده داده هاي دريافتي از مريخ نوردهاي فرصت و روح با اشاره به بررسي سنگ مورد نظر در فلات نصف النهار اظهار داشت آب جاري زماني بر اين منطقه مريخ جاري بوده است و نه تنها باعث فرسايش ئ تغيير ظاهري سنگ شده است بلكه باعث به وجود آمدن تغييرات شيميايي درون اين سنگ نيز گشته است.
دكتر جيمز گاروين سرپرست دانشمندان محقق در باره اكتشافات ماه و مريخ در ناسا نيز در باره يافته منتشر شده امروز بيان داشت از مدتها پيش سوالي كه بسياري را به چالش مي كشيد اين نكته بوده است كه آيا در گذشته مريخ به اندازه كافي مرطوب بوده كه بتواند ميزبان نوعيي از حيات باشد ؟ امروز و به لطف داده هاي كاوشگر فرصت مدارك قوي در اختيار داريم كه به ما اين اجازه را مي دهد كه به اين پرسش پاسخ مثبت بدهيم.
فرصت 3 هفته گذشته را به جستجو و پرسه زني در اطراف گودال محل فرود خود و بررسي اين منطقه و سنگهاي بيرون زده از بستر خاكي اطراف دهانه پرداخت و اين منطقه را با كمك انواع طيف سنجهاي خود مورد بررسي قرار داده است و در نتيجه موفق شد تركيبات مختلفي از مواد گوناگون نظير سولفاتها و مواد ديگر را پيدا كند كه برروي زمين تنها در مجاورت آب امكان توليد و به وجود آمدن آنا امكان پذير مي باشد.
از سوي ديگر بررسيهاي ساختار فيزيكي سنگ ها به ويژه بررسي منطقه ال كاپيتان نشان از شكل گيري آنها در جريان يك تحول فرسايشي طولاني دارد كه جاري بودن آب مي تواند دليل توجيه كننده براي آن باشد. يافته ديگر فرصت دانه هاي گروي شكلي بودند كه در ميان لايه هاي سنگي وجود داشتند شكل گيري اين گويها ممكن است در اثر فعاليت آتشفشاني ، برخورد شديد شهابسنگي يا مجاورت آب رخ داده باشد اما بررسيهاي بيشتر امكان شكل گيري آنها در خلال فورانهاي آتشفشاني و يا برخوردهاي شهابسنگي به طور چشمگيري كاهش داده است.در صورتي كه اين يافته مورد تاييد همه دانشمندان برسد بزرگترين و اصلي ترين هدف جستجوي كاوشگرهاي مريخ نورد روح و فرصت محقق شده است . چندي پيش دكتر فيروز نادري سرپرست برنامه مريخ در JPL در گفتگويي مطبوعاتي ، اعلام كرده بود مهمترين موفقيتي كه ممكن است دو مريخ نورد بدان دست پيدا كنند شواهدي است كه به بحث جاري بودن آب بر سطح مريخ پايان دهد و همه را قانع يا منصرف كند.
با توجه به استنتاج جديد دانشمندان در خصوص داده هاي ارسالي از فرصت برنامه روزهاي آتي اين مريخ نورد به بررسي بيشتر نواحي مورد نظر و جمع آوري اطلاعات تكميلي و مورد نظر دانشمندان اختصاص خواهد يافت.

www.maragheh.org
mohamadaminsh کاربر طلایی1
|
تعداد پست ها : 25772
|
تاریخ عضویت : دی 1389 



دخترکي با فرفره هاي کيهاني، سوزان جاسلين بل (1943)
سوزان جاسلين بل (Susan Jocelyn Bell) در 15 جولاي 1943 در شهر بلفاست در ايرلند شمالي به دنيا آمد. پدرش معمار رصدخانه آرما بود که در حومه شهر قرارداشت و سوزان اغلب اوقات با او به رصدخانه مي رفت. مصاحبت با کارکنان رصدخانه، سوزان را از همان کودکي شيفته اخترشناسي کرد. او پس از اتمام دبيرستان به دانشگاه گلاسکو رفت و در سال 1965 مدرک کارشناسي خود را در رشته فيزيک از اين دانشگاه اخذ کرد و در همان سال در دوره دکتراي اخترشناسي دانشگاه کمبريج پذيرفته شد.
جاسلين بل در کمبريج، زير نظر آنتوني هويش، ساخت راديوتلسکوپ بزرگي را براي رصد اختروش ها آغاز کرد. ساخت اين راديوتلسکوپ که ارائه اي عظيم متشکل از 2 هزار آنتن دوقطبي در زميني به مساحت تقريبي دو هکتار بود و در طول موج 7/3 متري کار مي کرد، دو سال تمام طول کشيد. در نهايت در ماه جولاي 1967 کار رصد آسمان با اين راديوتلسکوپ جديد آغاز شد.
علائم راديويي دريافت شده از اعماق آسمان توسط اين راديوتلسکوپ به کمک قلم هاي آغشته به مرکب بر روي کاغذهاي ثبات متحرک مخصوصي ثبت مي شد. جاسلين بل بايد در هر هفته تقريباً يکصد متر نمودار ثبت شده بر روي کاغذ ثبات را به دقت تحليل کند.
در يکي از شب هاي تابستان در ماه آگوست، جاسلين بل به يک سيگنال راديويي عجيب برخورد کرد. تحليل سيگنال نشان مي داد که احتمالاً از يک منبع راديويي چشمک زن در پهنه آسمان حاصل شده است. طي هفته هاي بعد نيز اين منبع راديويي اسرارآميز همچنان به چشمک زدن خود ادامه داد. براي تحليل دقيق تر اين منبع به دستگاه ثباتي نياز بود که کاغذ را با سرعت بسيار بيشتري عبور دهد. متأسفانه ساخت اين دستگاه کمي طول کشيد و منبع از حوزه ديد آسمان محل خارج شد.
اواخر نوامبر بود که منبع دوباره از سوي ديگر آسمان پديدار شد. رصد اين منبع با سيستم ثبات جديد، بسيار شگفت انگيز بود. اين منبع کيهاني اسرارآميز تقريباً هر 3/1 ثانيه يک پالس منظم از خود گسيل مي کرد. خبر اين کشف حيرت انگيز، در ميان اخترفيزيکدان ها غوغايي برپا کرد. به زودي مشخص شد که اين منبع ناشناخته در واقع يک ستاره نوتروني در حال دوران است که در هربار چرخش خود، پرتوهايي را همانند يک فانوس دريايي عظيم در پهنه کيهان گسيل مي کند.
بدين ترتيب جاسلين بل اولين تپ اختر شناخته شده توسط انسان را صيد کرده بود. از آن زمان تاکنون چند صد نمونه ديگر از اين فرفره هاي کيهاني کشف شده اند که سريع ترين آنها در هر ثانيه هزار بار به دور خود مي چرخد. به پاس اين کشف مهم، جوايز مهمي نظير جايزه اوپنهايمر، جايزه انجمن سلطنتي نجوم، جايزه انجمن اخترشناسي امريکا و دکتراي افتخاري دانشگاه هاروارد به جاسلين بل اهدا شد. او هم اکنون نيز در انواع طول موج ها، جست و جوي خود را در پهنه کيهان ادامه مي دهد.

www.knowclub.com
mohamadaminsh کاربر طلایی1
|
تعداد پست ها : 25772
|
تاریخ عضویت : دی 1389 


بارش برف در آسمان مريخ
.
به گزارش ايسنا، اين مريخ‌نشين با استفاده از يکي از ابزارهاي خود موسوم به Lidar سرگرم بررسي ابرهاي مريخي بود که ريزش کريستال هاي بزرگ يخ از آسمان را رؤيت کرد اما اين ابزار که با منعکس کردن ليزر بر ذرات موجود در آسمان کار مي کند، به زمين افتادن دانه هاي برف را نديد. داده ها حاکي است که برف پيش از رسيدن به سطح بخار شد؛ فونيکس مشغول بررسي اين موضوع است. ايستگاه هواشناسي تعبيه شده روي فونيکس را کانادا تهيه کرده است. جيم وايتوي از دانشگاه يورک در تورنتو که مديريت اين ايستگاه را به عهده دارد گفت: ما در چند ماه آينده به دقت در جستجوي شواهد افتادن دانه هاي برف بر سطح مريخ خواهيم بود. وي افزود: اين يک عامل خيلي مهم در چرخه هيدرولوژيکي مريخ، با جابه جايي آب ميان سطح و اتمسفر مريخ است.
فونيکس روز 25 مه سال جاري بر مريخ فرود آمد. اين کاوشگر که غيرسيار است حامل يک رشته ابزارها براي مطالعه ترکيب شيميايي و محيط قطبي مريخ است. ايستگاه هواشناسي اين کاوشگر مرتبا اتمسفر، فشار و باد را در محل استقرار آن اندازه گيري مي کند. اين ايستگاه پس از فرارسيدن فصل تابستان افزايش دما را ثبت کرده است و بعد شاهد شروع افت دما همزمان با طولاني تر شدن شب ها (ساعاتي که خورشيد پايين تر از افق مي گذراند) در آغاز زمستان بوده است.
دکتر وايتوي گفت: در دو ماه اول ماموريت، رطوبت اتمسفر به دليل تصعيد آب [يخ] از سطح و کلاهک يخي قطب درحال افزايش بود؛ و در دومين بخش ماموريت کم کم شاهد تشکيل برفک، مه و ابر بوده ايم و اين اکنون هر شب اتفاق مي افتد.
نتايج مهم ديگري که اين هفته توسط آژانس فضايي آمريکا، ناسا، منتشر شد شامل خبر شناسايي کربنات کلسيم در خاک اطراف فونيکس بود. اين ماده در کره زمين از عناصر اصلي تشکيل سنگ آهک است.
فونيکس همچنين موفق به يافتن ذراتي شد که احتمالا داراي خواص نوعي خاک رس هستند. اهميت کشف اين دو ماده معدني اين است که فقط در حضور آب مايع شکل مي گيرند. مدارگردهاي مريخ قبلا چنين موادي را در ساير بخش هاي مريخ رديابي کرده بودند اما تنها در قسمت هايي که شواهد آشکاري از جاري شدن آب وجود دارد. تفاوت در مورد محل فرود فونيکس اين است که در دشتي باز قرار گرفته که فاقد هر گونه مشخصه ژئولوژيکي است که در اثر جريان آب شکل گرفته باشد.
بيل بوينتون از دانشگاه آريزونا و از دانشمندان ماموريت فونيکس گفت: با اين فرض که ما واقعا براي تشکيل اين کربنات ها به آب نياز داريم - که به نظر فرض درستي مي آيد - در آن صورت اين يافته نشان مي دهد که زماني در گذشته آب ساکن (در اين منطقه) وجود داشته است.
او افزود: ممکن است که يخي که آنجاست [درست در زير سطح] در همان جاي اوليه ذوب شده باشد و درست در همان نقطه باقي مانده باشد و واکنش (تشکيل کربنات) آنجا اتفاق افتاده باشد. ماموريت فونيکس قرار بود اصلا تنها 90 روز مريخي به طول انجامد اما اين ماموريت اکنون براي مدتي بي پايان تمديد شده است، نه اينکه مهندسان انتظار ادامه حيات کاوشگر براي مدتي طولاني را داشته باشند. اين کاوشگر اکنون انرژي خورشيدي کمتري جذب مي کند و بايد براي گرم نگاه داشتن سيستم هايش انرژي بيشتري صرف کند. همچنين انتظار مي رود توانايي فونيکس براي جمع آوري نور خورشيد نيز به شدت مخدوش شود که اين امر ناشي از نشستن دي اکسيد کربن بر صفحات خورشيدي است. با پيش بيني‌هاي کنوني اين کاوشگر احتمالا در پايان نوامبر يا اوايل دسامبر از کار خواهد افتاد.
mohamadaminsh کاربر طلایی1
|
تعداد پست ها : 25772
|
تاریخ عضویت : دی 1389 

گسترش عالم


تا قبل از قرن بيستم، اين مسئله که جهان در حال گسترش است يا انقباض، براي هيچ کس مطرح نشده بود. عموما مي‏پنداشتند جهان همواره در حالتي ثابت موجود بوده است. الکساندر فريدمان فيزيکدان و رياضي دان 30 سال قبل از آن که ادوين هابل نظريه گسترش جهان را مطرح سازد، کشف او را پيش‏بيني کرد و گفت: به هر سوي جهان که نظر کنيم با ديگر بخش‏هاي آن تفاوت ندارد. پس نبايد انتظار داشته باشيم که جهان ساکن و ايستا باشد. در سال 1965 دو دانشمند با آشکارساز قوي خود دريافتند که نويزي که خارج از کهکشان به ما مي‏رسد در همه حال ثابت است پس جهان نيز در همه جهات ـ هر چند در مقياس کلان ـ بايد يکسان باشد. در سال 1929 ادوين هابل متوجه شد که به هر سوي جهان که نظر کنيم کهکشان‏هاي دور به سرعت از ما فاصله مي‏گيرند. به عبارت ديگر، جهان در حال گسترش به نظر مي‏رسد. يعني در گذشته اجزاي آن به هم نزديک‏تر بودند. اين تصوير نوين از جهان بود که هابل ارائه کرد و نشان داد که کهشکان ما تنها کهکشان جهان نيست. کهکشان‏هاي بسيارديگري نيز هست که بين آنها نواحي خالي وسيعي قرار دارد. هابل فواصل 9 کهکشان را محاسبه نمود. هابل براساس مطالعه طيف منتشره از کهکشان‏ها دريافت که بيشتر آنها انتقال به طيف سرخ دارند و اين ميزان نيز کميتي تصادفي نيست و مستقيما با فاصله کهکشان‏ از ما متناسب است، يعني هر چه کهکشان از ما دورتر باشد با سرعت بيشتري از ما فاصله مي‏گيرد. کوازارها (اخترنماها) به عنوان دورترين اجسام عالم به ما با سرعتي 95-90 درصد سرعت نور از ما دور مي‏شوند!
سرعت انبساط جهان بيش از نيروي گرانش است که بتواند آن را متوقف يا منقبض کند. اين مسئله درست مانند پرتاب موشک از زمين است که تنها اگر از سرعتي بحراني بيشتر باشد گرانش آن را متوقف نخواهد کرد و دچار سقوط نخواهد شد. جهان به هنگام گسترش، از ميدان گرانشي، انرژي وام مي‏گيرد تا ماده بيشتري بيافريند. انرژي مثبت ماده درست برابر انرژي منفي گرانش است، پس انرژي کل برابر صفر است. هنگامي که اندازه جهان دو برابر مي‏شود ماده و انرژي‏ گرانشي هر دو دو برابر مي‏شوند و انرژي کل، صفر باقي مي‏ماند. اين وضع شبيه بادکنکي است که پيوسته در آن بدمند. اگر روي اين بادکنک خال‏هايي در نظر گرفته شود، هر چه بادکنک بيشتر گسترش يابد فاصله ميان هر دو خال افزايش مي‏يابد. هر چه خال‏ها از هم دورتر باشند با سرعت بيشتري از هم فاصله مي‏گيرند. در ضمن هيچ يک از خال‏ها را نمي‏توان مرکز گسترش و انبساط دانست. اين تائيديه فرض فريدمان است که از شباهت همه جاي عالم در حالت کلان سخن گفته بود.
اگر کهکشان‏ها اينک از يکديگر دور مي‏شوند بدان معناست که بايد در گذشته به يکديگر نزديک‏تر بوده باشند. اين مبناي فکر اوليه درباره انفجار بزرگ بود.


مدل‏هاي گسترش جهان

1. مدل فريدمان: جهان با سرعت نسبتا کمي در حال گسترش است و جاذبه گرانشي بين کهکشان‏هاي مختلف باعث کندي گسترش شده و سرانجام آن را متوقف مي‏سازد. آنگاه کهکشان‏ها به سوي همه شروع به حرکت مي‏کنند و جهان انقباض مي‏يابد.
2. جهان با چنان سرعتي گسترش مي‏يابد که جاذبه گرانشي هرگز قادر به بازداشتن آن از گسترش نيست، هر چند اندکي از سرعت آن مي‏کاهد.
3. سرعت گسترش جهان به اندازه‏اي است که گيتي از فروپاشي بپرهيزد. سرعت دورشدن کهکشان‏ها از هم کمتر و کمتر مي‏شود ولي هرگز به صفر نمي‏رسد.

حد و مرز عالم

مشخصه مدل اول آن است که جهان در پهنه فضا بيکران نيست اما فضا خود، حد و مرزي ندارد:
کران دار + بي‏حد و مرز
گرانش جنان نيرومند است که فضا را به دور خود خم کرده و چيزي مثل سطح زمين را پديد آورده است اما بجاي دو بعد مثل سطح زمين، سه بعدي است. در مدل دوم، فضا مانند سطح يک زين خميده است پس در اين حالت فضا نامتناهي است. در مدل سوم، فضا تخت و مسطح و در نتيجه نامتناهي است.
هاوکينگ براساس نظريه کوانتمي گرانش بر اين باور است که فضا ـ زمان فاقد کرانه است و بنابراين نيازي به مشخص نمودن رفتار مرزي براي جهان نيست. شرط مرزي جهان عبارت است از آنکه مرزي ندارد. فضا ـ زمان مي‏تواند از نظر وسعت متناهي باشد اما هيچ تکينگي که مرز و لبه‏اي بوجود آورد نداشته باشد مثل سطح زمين که از نظر وسعت متناهي است اما کرانه و بعدي ندارد. هاوکينگ به طنز مي‏گويد: گزارشي از افتادن مردمان از لبه کره زمين در دست نيست! اما او در اينجا به وادي استنتاجي غلط درمي‏افتد و مي‏پندارد: جهان يکسره در خود مي‏گنجد (self contained) و متاثر از جيزي خارج از خود نيست. نه آفريده شده و نه از بين مي‏رود، صرفا وجود دارد! جهان خودگنجاست، يکسره همه چيز خود را دربرمي‏گيرد و به چيزي بيروني که ساعت را کوک کند و آن را به حرکت درآورد نياز نخواهد داشت. در عوض همه چيز در جهان با قوانين دانش و با ريختن تاس درون جهان تعيين مي‏شود. او مي‏گويد اين سخن شايد گستاخانه به نظر برسد. منظور او از تاس ريختن، جاري بودن اصل عدم قطعيت در مکانيک کوانتمي است. او فکر مي‏کرد که با پذيرش شرط بيکرانگي جهان به همراه اصل عدم قطعيت مي‏توان همه سازه‏هاي پيچيده‏اي را که مشاهده مي‏کنيم توضيح داد. بر خلاف او، انشتين سخت بر اين اعتقاد بود که خدا تاس بازي نمي‏کند. البته خود هاوکينگ نيز بعدها اين سخن را تعديل کرد و گفت: اين انديشه که فضا ـ زمان سطح بسته بي‏کرانه‏اي را تشکيل مي‏دهد دلالت ضمن ژرفي پيرامون نقش خداوند در امور عالم دارد. هنوز اين خداست که ساعت جهان را کوک مي‏کند و چگونگي آغاز آن را برمي‏گزيند. او در پذيرش خداي عالم مادامي که جهان آغازي داشته باشد ترديدي نمي‏کند اما در مورد جايگاه آفريدگار در جهان خودگنجا و بي‏آغاز و بي‏پايان و صرفا موجود، هنوز نيز در ترديد است.

نويسنده: مسعود بينش
منبع: كتاب معجزه عقل کل

mohamadaminsh کاربر طلایی1
|
تعداد پست ها : 25772
|
تاریخ عضویت : دی 1389 


خورشيد،ستاره ای از گاز
خورشيداين ستاره به طور كامل از گاز تشكيل شده است. بخش بشتر اين گاز از نوعي مي باشد كه به نيروي مغناطيسي حساس است. اين نوع از گاز به خاطر همين حساسيت، بسيار خاص مي باشد. دانشمندان به آن پلاسما مي گويند.( پلاسما حالت چهارم ماده است. در خيلي جاها اين چنين آموزش مي دهند كه ماده داراي سه حالت جامد، مايع و گاز است. پلاسما گاز شبه خنثايي از ذرات باردار و خنثي است كه رفتار جمعي از خود ارائه مي‌دهد. به عبارت ديگر مي‌توان گفت كه واژه پلاسما به گاز يونيزه شده‌اي اطلاق مي‌شود كه همه يا بخش قابل توجهي از اتمهاي آن يك يا چند الكترون از دست داده و به يونهاي مثبت تبديل شده باشند. يا به گاز به شدت يونيزه شده‌اي كه تعداد الكترونهاي آزاد آن تقريبا برابر با تعداد يونهاي مثبت آن باشد، پلاسما گفته مي‌شود. توضيحات بيشتر را در ادامه مقاله مطالعه خواهيد نمود.) نه سياره و قمرهايشان، ده ها هزار خرده سياره و چندين تريليون شهاب سنگ به دور خورشيد در گردشند. خورشيد و همه اين اجرام در منظومه شمسي مي باشند. زمين با ميانگين فاصله تقريبي ۱۴۹.۶۰۰.۰۰۰ كيلومتر از خورشيد در حركت است.
شعاع خورشيد (فاصله بين مركز تا سطح آن) حدود ۶۹۵.۵۰۰ كيلومتر، تقريبا ۱۰۹ برابر شعاع زمين است. مثال زير به شما كمك مي كند تا مقياس خورشيد، زمين و فاصله بين آنها را تصور كنيد: اگر شعاع زمين را به اندازه عرض يك گيره كاغذ معمولي تصور كنيم، شعاع خورشيد تقريبا برابر با پايه يك ميز تحرير و فاصله آنها حدودا به اندازه ۱۰۰ قدم خواهد بود.
قسمتي از خورشيد كه ما مي بينيم دمايي حدود ۵۵۰۰ درجه سانتيگراد دارد. ستاره شناسان دماي ستارگان را با واحدي به نام كلوين (Kelvin) اندازه گيري مي كنند و به طور خلاصه آن را K مي نويسند. يك كلوين دقيقا برابر با ۱ درجه سلسيوس يا ۱.۸ درجه فارنهايت است، اما تفاوت واحد كلوين با واحد سلسيوس در نقطه شروع آنهاست. مقياس واحد كلوين از صفر مطلق كه برابر است با ۲۷۳.۱۵ – درجه سانتيگراد آغاز مي شود. بنابراين دماي سطح خورشيد ۵۸۰۰K و دماي هسته خورشيد بيش از ۱۵ميليون K مي باشد.
انرژي خورشيد به واسطه واكنش هاي تركيبي اتمي در اعماق هسته آن تامين مي شود. در يك واكنش تركيبي دو هسته اتم با يكديگر همراه شده و هسته اي جديد را به وجود مي آورند.
اين تركيب با تبديل اجزاي هسته به انرژي، توليد انرژي مي كند. خورشيد مانند زمين مغناطيسي است. دانشمندان با در نظر گرفتن ميدان مغناطيسي يك جرم، خاصيت مغناطيسي آن جرم را تشريح مي كنند. ميدان مغناطيسي محدوده اي است كه از همه فضاي اشغال شده توسط يك جرم و بيشتر فضاي پيرامون آن شامل مي شود.
خورشيد
دانشمندان محدوده اي كه در آن نيروهاي مغناطيسي شناسايي مي شوند ( مثلا به وسيله قطب نما) را ميدان مغناطيسي مي نامند. فيزيكدانان خاصيت مغناطيسي يك جرم را بر اساس قدرت ميدان مغناطيسي آن توصيف مي كنند. اين قدرت برابر است با نيرويي كه يك ميدان مغناطيسي بر يك جسم مغناطيسي مانند سوزن قطب نما اعمال مي كند. قدرت ميدان مغناطيسي عمومي خورشيد تنها دو برابر قدرت ميدان مغناطيسي زمين مي باشد. ولي ميدان مغناطيسي خورشيد در مناطق كوچكي به شدت متمركز است، با قدرتي معادل ۳۰۰۰ بار بيشتر از اندازه ميدان مغناطيسي عمومي آن. اين مناطق شكل دهنده ساختمان خورشيد و به وجود آورنده تركيبات سطح و اتمسفر آن يعني منطقه اي كه ما مي بينيم مي باشند. مناطق نسبتا سرد و لكه هاي خورشيدي، فوران هاي بسيار ديدني كه به آنها زبانه هاي خورشيدي مي گويند و شعله هاي تاج خورشيد، شكل كلي سطح خورشيد را ايجاد مي نمايند.
زبانه هاي خورشيدي شديدترين انفجار و فوران در منظومه شمسي مي باشند. سپس شعله هاي تاج خورشيد كه داراي شدتي كمتر از زبانه ها و محتوي مقدار بسيار زيادي ماده مي باشند. تنها يك فوران در تاج خورشيد مي تواند حدود ۲۰ بيليون تن ماده را در فضا پخش كند. يك مكعب از جنس سرب كه هر ضلع آن برابر با ۱.۲ كيلومتر است مي تواند چنين جرمي داشته باشد.
خورشيد ۴.۶ بيليون سال پيش متولد شد و سوخت لازم براي اينكه تا ۵ بيليون سال ديگر به همين صورت باقي بماند را دارد. پس از آن اندازه خورشيد آنقدر بزرگ مي شود تا اينكه به نوعي از ستاره به نام غول سرخ تبديل مي شود. در آن هنگام لايه هاي بيروني خود را با فراافكني از دست مي دهد. با فرو ريختن آنچه از خورشيد باقي مي ماند، به جرمي با نام كوتوله سفيد تبديل مي شود و آرام آرام روشنايي خود را از دست مي دهد و سرانجام وارد دوره جديد زندگي خود، به شكل يك جرم كم نور و سرد كه گاهي به آن كوتوله سياه مي گويند، مي شود.
مشخصات خورشيد
جرم و چگالي
جرم خورشيد ۹۹.۸ درصد از جرم كل منظومه شمسي است. اين جرم معادل عدد ۱۰۲۷ X۲ تن مي باشد كه با يك ۲ و بيست وهفت صفر مقابل آن نوشته مي شود. جرم خورشيد ۳۳۳.۰۰۰ برابر جرم زمين است. ميانگين چگالي آن حدود ۹۰ پوند در هر فوت مكعب و يا ۱.۴ گرم در هر سانتيمتر مكعب مي باشد. اين مقدار تقريبا معادل ۱.۴ برابر چگالي آب و كمتر از يك سوم ميانگين چگالي زمين است.
تركيب بندي
بيشتر اتمهاي خورشيد، مانند اغلب ستارگان، اتمهاي عنصر شيميايي هيدروژن مي باشند. بعد از هيدروژن، عنصر هليوم در خورشيد بسيار يافت مي شود و بقيه جرم خورشيد از اتمهاي هفت عنصر ديگر تشكيل شده است. به ازاي هر ۱ ميليون اتم هيدروژن در كل خورشيد، ۹۸.۰۰۰ اتم هليوم، ۸۵۰ اتم اكسيژن، ۳۶۰ اتم كربن، ۱۲۰ اتم نئون، ۱۱۰ اتم نيتروژن، ۴۰ اتم منيزيوم، ۳۵ اتم آهن و ۳۵ اتم سيليكون وجود دارد. بنابراين حدودا ۹۴ درصد از اتمها، هيدروژن و حدود ۰.۱ درصد اتمهايي غير از هيدروژن و هليوم مي باشند.
اما هيدروژن سبك ترين عنصر است و ۷۲ درصد از جرم اين ستاره را تشكيل مي دهد. هليوم ۲۶ درصد از جرم خورشيد را به خود اختصاص داده است.
درون خورشيد و بيشتر اتمسفر آن از پلاسما تشكيل شده است. پلاسما گازي است كه دماي آن به قدري زياد است كه به نيروي مغناطيسي حساس مي باشد. دانشمندان گاهي به تفاوتهاي بين گاز و پلاسما بسيار تاكيد كرده و پلاسما را حالت چهارم ماده، در كنار سه حالت جامد، مايع و گاز، مي نامند. ولي در حالت كلي، دانشمندان تنها در صورت لزوم بين گاز و پلاسما تفاوت قائلند.
تفاوت اساسي بين گاز و پلاسما متاثر از حرارت بسيار شديد است: اين حرارت باعث جدا شدن اتهاي گاز مي شود. آنچه باقي مي ماند – يعني پلاسما – از اتمهاي باردار به نام يون و ذرات باردار به نام الكترون كه به طور مستقل حركت مي كنند، تشكيل شده است.
يك اتم خنثي شامل يك يا چند الكترون است كه مانند يك پوسته در اطراف هسته مركز اتم عمل مي كنند. هر الكترون حامل يك بار منفي الكتريكي است. هسته در قلب مركزي يك اتم جاي گرفته است كه تقريبا همه جرم اتم را دارد. ساده ترين شكل هسته، كه همان هسته هيدروژن است، از يك ذره به نام پروتون تشكيل شده است. يك پروتون حامل يك بار مثبت الكتريكي است. بقيه شكل هاي هسته شامل يك يا چند پروتون و يك يا چند نوترون مي باشند. نوترون بار الكتريكي ندارد بنابراين بار الكتريكي همه هسته ها مثبت است. يك اتم خنثي به تعداد پروتونهايش، الكترون دارد بنابراين مجموع بارهاي آن برابر با صفر است.
يك اتم يا مولكول كه يك يا چند الكترون خود را از دست بدهد بار مثبت پيدا مي كند و به آن يون يا يون مثبت مي گويند. بيشتر اتمهاي خورشيد، يونهاي مثبت هيدروژنند. بنابراين، بيشتر خورشيد شامل پروتون و الكترون هاي مستقل است.
مقدار نسبي پلاسما و ديگر گازها در يك منطقه مشخص شده از اتمسفر خورشيد به دماي آن منطقه بستگي دارد. با افزايش دما، اتمهاي بيشتر و بيشتري يونيزه مي شوند و اتم هاي يونيزه شده الكترون هاي بيشتر و بيشتري از دست مي دهند. تاج خورشيد نام منطقه اي از اتمسفر خورشيد است كه بيش از هر جاي ديگر در اتمسفر خورشيد، يونيزه شده است. دماي تاج خورشيد معمولا بين ۳ ميليون K تا ۵ ميليون K يعني دمايي فراتر از دماي لازم براي جدا كردن بيش از نيمي از ۲۶ الكترون اتم آهن مي باشد.
اينكه چه اندازه از اتم هاي يك گاز اتمهاي يونيزه هستند بستگي به دما دارد. اگر دما نسبتا داغ باشد، اتمها يونيزه مي شوند اما چنانچه گاز نسبتا سرد باشد امكان تركيب شيميايي اتمها و تشكيل مولكول به وجود مي آيد. بيشتر اتمهاي سطح خورشيد يونيزه شده اند. ولي در مناطق لكه هاي خورشيدي به دليل پائين بودن دما، اتمها تشكيل مولكول مي دهند.
انرژي بازده
بيشتر انرژي كه خورشيد ساطع مي كند نور مرئي و اشعه هاي فروسرخ كه ما آن را به صورت گرما دريافت مي كنيم، مي باشد. نور مرئي و پرتوهاي فروسرخ، دو شكل از پرتوهاي الكترومغناطيسي مي باشند. خورشيد همچنين پرتوهايي از ذرات كه بيشتر پروتون ها و الكترون ها مي باشند را ساطع مي نمايد.
پرتوهاي الكترومغناطيسي
پرتوهاي الكترومغناطيسي شامل نيروي الكتريكي و نيروي مغناطيسي مي باشند. اين پرتوها را مي توان مانند يك موج انرژي و يا بسته هاي ذره مانندي از انرژي به نام فوتون دانست.
نور مرئي، اشعه فروسرخ و ديگر اشكال پرتوهاي الكترومغناطيسي از حيث مقدار انرژي با هم متفاوتند. شش گروه از انرژي ها، طيف انرژي هاي الكترومغناطيس را تشكيل مي دهند. از كم انرژي ترين تا پر انرژي ترين به ترتيب عبارتند از: امواج راديويي، اشعه فروسرخ، نور مرئي، اشعه فرا بنفش، اشعه ايكس و اشعه گاما. مايكروويو ها، كه موج هاي بسيار قوي راديوئي هستند، گاهي در يك رده ديگر به طور مجزا قرار مي گيرند. پرتوهاي خورشيد شامل همه پرتوهاي طيف الكترومغناطيس مي باشند.
مقدار انرژي در امواج الكترومغناطيس ارتباط مستقيم با طول موج يعني فاصله بين قله هاي پياپي آنها دارد. ( براي درك بهتر از معني طول موج تصور كنيد،حشره اي در آب يك حوض آرام دست و پا مي زند و امواجي دايره اي به سمت حاشيه هاي اطراف حوض منتشر مي شوند. به بلندترين قسمت هر موج دايره شكل “قله” مي گويند. فاصله ميان هر دو قله “طول موج” ناميده مي شود. شمار قله هايي كه در هر ثانيه به حاشيه حوض مي رسند “فركانس” نام دارد. هر چه فركانس بيشتر باشد، طول موج كوتاه تر است). هرچه انرژي پرتو بيشتر باشد، طول موج كوتاهتر است. براي مثال پرتوهاي گاما طول موجي كوتاهتر از امواج راديوئي دارند. انرژي يك ذره فوتون بستگي به مكان آن در طيف دارد. براي مثال يك فوتون اشعه گاما انرژي بيشتري از يك فوتون راديوئي دارد.
همه اشكال امواج الكترومغناطيس با سرعت برابر، معادل سرعت نور (۲۹۹.۷۹۲ كيلومتر در ثانيه) در فضا سفر مي كنند. با اين سرعت، يك فوتون آزاد شده از خورشيد تنها حدود ۸ دقيقه طول مي كشد تا به زمين برسد.
امواج الكترومغناطيسي كه از خورشيد به بالاي اتمسفر زمين مي رسند ثابت خورشيدي نام دارند. اين مقدار برابر است با حدود ۱۳۷۰ وات در هر متر مربع. ولي تنها حدود ۴۰ درصد از اين امواج به سطح زمين مي رسند. اتمسفر زمين مقداري از نور مرئي و اشعه فروسرخ، تقريبا همه پرتوهاي فرابنفش و تمامي پرتوهاي ايكس و گاما را فيلتر مي كند. تقريبا همه امواج راديويي به سطح زمين مي رسند.
پرتوهاي ذرات
پروتون ها و الكترون ها دائما مانند بادهاي خورشيدي از سطح خورشيد بلند مي شوند. اين ذرات به زمين بسيار نزديك مي شوند ولي ميدان مغناطيسي زمين مانع از ورود آنها به سطح زمين مي شود.
به هر حال به دليل انفجارها و گدازه هاي تاج و زبانه هاي خورشيدي، ذرات زيادي با شدت به اتمسفر زمين مي رسند. اين ذرات را به نام پرتوهاي كيهاني خورشيدي مي شناسند. بيشتر اين ذرات پروتون ها هستند ولي الكترون ها نيز در آنها وجود دارند. آنها به شدت پر انرژيند. بنابراين مي توانند براي فضانوردها و كاوشگرها خطرآفرين باشند.
پرتوهاي كيهاني نمي توانند به سطح زمين برسند. هنگاميكه آنها با اتمسفر زمين برخورد مي كنند، تبديل به باراني از ذرات كم انرژي تر مي شوند. ولي از آنجائيكه رويدادهاي خورشيدي بسيار پر انرژي هستند، آنها مي توانند طوفانهاي ژئومگنتيك را، بويژه در ميدان مغناطيسي زمين به وجود آورند. اين طوفانها مي توانند باعث مختل شدن تجهيزات الكتريكي در سطح زمين شوند. براي مثال آنها مي توانند با افزايش فشار بار كابلها منجر به قطع برق شوند.
رنگ
در طيف پرتوهاي الكترومغناطيس، نور مرئي متشكل از رنگهاي موجود در رنگين كمان مي باشد. نور خورشيد شامل همه اين رنگها است. بيشتر پرتوهايي كه از خورشيد به ما مي رسند رنگهاي زرد تا سبز از طيف نور مرئي مي باشند. در هر صورت نور خورشيد سفيد است. هنگاميكه اتمسفر زمين مانند يك فيلتر براي تنظيم خورشيد عمل مي كند، خورشيد ممكن است زرد يا نارنجي به نظر رسد.
شما مي توانيد نور خورشيد را به كمك يك منشور نگاه كرده و آن را تفكيك كنيد. نور قرمز، كه توسط كم انرژي ترين فوتون ها، با بلندترين طول موج، به وجود مي آيد در يكي از دو انتهاي طيف قرار مي گيرد. نور قرمز در نور نارنجي و سپس زرد محو مي شود. پس از زرد، نور سبز و بعد از آن آبي را خواهيد ديد. آخرين رنگ نيز بنفش مي باشد كه با پر انرژي ترين فوتون ها و كوتاه ترين طول موج، به وجود مي آيد. اين فهرست رنگ به اين معنا نيست كه نور خورشيد تنها از شش يا هفت رنگ تشكيل شده بلكه هر يك از رنگ هاي مابين رنگهاي مذكور، خود يك رنگ به حساب مي آيد. تعداد رنگهاي موجود در طبيعت از تعداد رنگهاييكه انسان تابه حال نامگذاري كرده بسيار بيشتر است.
چرخش خورشيد
خورشيد تقريبا در هر ماه يك دور كامل به دور خود مي چرخد. ولي از آنجائيكه خورشيد يك جرم گازيست نه يك جرم جامد، قسمتهاي مختلف آن با سرعت متفاوت حركت مي كند. گازهاي نزديك به خط استواي خورشيد در هر ۲۵ روز يك دور كامل حركت مي كنند، در حاليكه گردش كامل گازهاي موجود در عرضهاي جغرافي بالاتر ۲۸ روز به طول مي انجامد. محور گردش خورشيد با چند درجه شيب نسبت به محور گردش زمين قرار گرفته است بنابراين قطب جغرافي شمال يا قطب جغرافي جنوب آن معمولا از زمين قابل رويت است.
ارتعاش
ارتعاشات خورشيد مانند زنگيست كه دائم در حال نواخته شدن است. خورشيد در آن واحد بيشتر از ۱۰ ميليون درجه صوت مختلف ايجاد مي كند. ارتعاشات گازهاي خورشيدي از نظر مكانيكي شبيه به ارتعاشات هوا، كه آنها را با نام امواج صوتي* مي شناسيم، مي باشند. از اين رو ستاره شناسان امواج خورشيدي را به رغم اينكه نمي شنويم، مانند امواج صوتي مي دانند. سريعترين ارتعاش خورشيدي حدود ۲ دقيقه به طول مي انجامد. مدت زمان يك ارتعاش مقدار زمان لازم براي كامل شدن يك حلقه يا سيكل از ارتعاش است. آرام ترين ارتعاشي كه گوش انسان قادر به تشخيص آن مي باشد مدت زماني معادل ۲۰/۱ ثانيه دارد.
بيشتر امواج صوتي خورشيد از “سلولهاي حرارتي” موجود در توده هاي متراكم گاز در اعماق خورشيد سرچشمه مي گيرند. (*هوا داراي خاصيت ارتجاعي مي‌باشد هنگامي كه يك لايه از مولكولهاي هوا به جلو رانده مي‌شود، اين لايه به نوبه خود لايه ديگري را به جلو مي‌راند و خود به حال اول بر مي‌گردد. لايه جديدي نيز لايه ديگري را به جلو مي‌راند و به همين ترتيب اين عمل بارها و بارها تكرار مي‌گردد تا انرژي به پايان برسد. اين جابجايي مولكولها اگر بيش از ۱۶ مرتبه در ثانيه تكرار ‌گردد صدا بوجود مي‌آيد. هر رفت و برگشت لايه هوا يك سيكل نام دارد و تعداد سيكل در ثانيه تواتر يا بسامد يا فركانس ناميده مي‌شود).اين سلولها انرژي را تا سطح خورشيد بالا مي آورند. بالا آمدن اين سلولها مانند بالا آمدن بخار از آب در حال جوشيدن است. واژه سلولهاي حرارتي به همين دليل به آنها اطلاق مي گردد. هنگاميكه سلولها بالا مي آيند، سرد مي شوند. آنگاه به درون خورشيد جائيكه بالا آمدن از آنجا آغاز مي شود باز مي گردند. در هنگام سقوط و پائين رفتن سلولهاي حرارتي ارتعاش شديدي به وجود مي آيد. اين ارتعاش باعث مي شود كه امواج صوتي از درون سلولها خارج شوند.
از آنجائيكه اتمسفر خورشيد غلظت كمي دارد، امواج صوتي نمي توانند در آن به حركت و جريان درآيند. در نتيجه، وقتي كه يك موج به سطح مي رسد مجددا به درون خورشيد بر ميگردد. بنابراين قسمت كوچكي از سطح خورشيد حركت تند و سريعي به بالا و پائين پيدا مي كند. وقتي يك موج به درون خورشيد سفر مي كند، به سمت بالا و سطح آن خم مي شود. مقدار انحناي موج بستگي به چگالي گازي كه موج درون آن حركت ميكند و مواردي ديگر دارد. در نهايت، موج به سطح مي رسد و دوباره به درون بر مي گردد. اين رفت و آمدها تا آنجا كه موج انرژي خود را در گازهاي پيرامون از دست بدهد، ادامه خواهد داشت.
امواجي كه به عميق ترين فاصله از سطح خورشيد فرو مي روند طولاني ترين مدت را دارند. برخي از اين امواج تا هسته خورشيد فرو مي روند و مدتي معادل چندين ساعت دارند.
ميدان مغناطيسي
گاهي اوقات، ميدان مغناطيسي خورشيد به شكلي ساده و گاهي به شدت پيچيده است. زماني ميدان مغناطيسي شكلي ساده دارد كه محور عمودي خورشيد مانند يك آهن رباي غول پيكر عمل كند. شما با انجام آزمايش براده آهن بر روي كاغذ و يك آهن ربا مي توانيد شكل ميدان مغناطيسي آهن ربا را مشاهده كنيد. بيشتر براده ها در حلقه هاي D شكلي كه دو سر آهن ربا را به هم وصل مي كنند تجمع مي نمايند. فيزيكدانان ميدان مغناطيسي را به صورت خطوطي فرضي كه حلقه هاي براده آهن بر روي آنها قرار مي گيرند ، فرض مي نمايند. به اين خطوط ، خطوط ميدان مغناطيسي يا خطوط نيرو مي گويند. دانشمندان به اين خطوط، مسير اختصاص داده اند. به يك سر آهن ربا قطب شمال مغناطيسي و به سر ديگر قطب جنوب مغناطيسي اطلاق مي گردد. خطوط مغناطيسي از قطب شمال آهن ربا بيرون مي آيند و با ايجاد يك خميدگي از ناحيه قطب جنوب مغناطيسي وارد آهن ربا مي شوند.
دليل ايجاد ميدان مغناطيسي خورشيد انتقال حرارتي در خورشيد است. هر ذره باردار الكتريكي مي تواند با حركت و جابجايي يك ميدان مغناطيسي به وجود آورد. سلولهاي حرارتي كه از يونهاي مثبت و الكترون ها تشكيل شده اند، به شكلي منتشر مي گردند كه باعث ايجاد ميدان مغناطيسي خورشيد مي شود.
وقتي ميدان مغناطيسي خورشيد پيچيده مي شود، خطوط مغناطيسي دچار پيچ و تاب مي شوند. ميدان مغناطيسي به دو دليل اين چرخش ها و پيچيدگي ها را به وجو مي آورد: اول اينكه خورشيد در منطقه استوايي بسيار سريع تر از قسمتهاي ديگر حركت مي كند و دوم اينكه لايه هاي دروني خورشيد بسيار سريع تر از سطح آن در گردشند. تفاوت در سرعت گردش در قسمتهاي مختلف باعث كشيده شدن خطوط مغناطيسي در جهت شرق مي شوند. در نهايت، اين خطوط دچار اعوجاج گشته و پيچ و تاب هايي را ايجاد مي نمايند.
در برخي مناطق، ميدان مغناطيسي هزاران بار قوي تر از ميدان مغناطيسي عمومي خورشيد است. در اين مناطق، دسته هايي از خطوط مغناطيسي به بيرون از سطح آمده و حلقه هايي را در اتمسفر خورشيد به وجود مي آورند. يكي از دو سر اين حلقه ها، قطب شمال مغناطيسي است. در اين نقطه جهت خطوط مغناطيسي به سمت بالا مي باشد. سر ديگر اين حلقه ها قطب جنوب مغناطيسي است و جهت خطوط مغناطيسي به سمت پائين و داخل خورشيد است. در هر دو سر هر حلقه يك لكه خورشيدي پديدار مي گردد. خطوط مغناطيسي، يونها و الكترونها را به سمت بيرون لك هاي خورشيدي راهنمايي مي كنند و به اين صورت حلقه هايي غول پيكر از گاز تشكيل مي شوند.
تعداد لكه ها بر روي خورشيد به اعوجاج هاي ميدان مغناطيسي آن بستگي دارد. تغيير تعداد آنها، از حداقل به حداكثر و دوباره به حداقل، چرخه لكه هاي خورشيدي ناميده مي شود. ميانگين مدت يك چرخه حدود ۱۱ سال مي باشد.
در پايان هر چرخه از لكه هاي خورشيدي، ميدان مغناطيسي به سرعت دچار جابجايي قطبي مي شود و بسياري از اعوجاج هاي خود را از دست مي دهد. فرض كنيد كه قطب شمال مغناطيسي خورشيد در آغاز يك چرخه در ناحيه قطب شمال جغرافيايي خورشيد قرار دارد. در زمان شروع چرخه بعدي، قطب شمال مغناطيسي خورشيد در محل قطب جنوب جغرافيايي آن قرار مي گيرد. يك تغيير قطبي از يك جهت به جهتي ديگر و بازگشت مجدد آن برابر با دو چرخه پياپي و درنتيجه معادل ۲۲ سال مي باشد.
تركيب هسته اي
تركيب هسته اي در مركز خورشيد به دليل دما و تراكم فوق العاده زياد مي تواند صورت پذيرد. از آنجائيكه بار ذرات مثبت است، تمايل به دفع يكديگر دارند اما دما و تراكم هسته خورشيد به قدري زياد است كه مي تواند آنها را در كنار يكديگر نگاه دارد.
رايج ترين تركيب هسته اي در مركز خورشيد زنجيره پروتون-پروتون نام دارد. اين فرايند زماني انجام مي گيرد كه ساده ترين شكل از هسته هاي هيدروژن (داراي يك پروتون) در يك آن كنار هم قرار مي گيرند. نخست، هسته اي متشكل از دو ذره به وجود مي آيد، سپس هسته اي با سه ذره و در نهايت هسته اي با چهار ذره شكل مي گيرد. در اين فرايند همچنين يك ذره الكتريكي خنثي به نام نوترينو پديدار مي گردد.
هسته نهايي شامل دو پروتون و دو نوترون است كه در واقع هسته هليوم مي باشد. جرم اين هسته به مقدار بسيار اندكي كمتر از جرم چهار پروتونيست كه هسته از آن تشكيل شده است. جرم از دست رفته به انرژي تبديل شده است. اين مقدار از انرژي به كمك فرمول مشهور فيزيكدان آلماني، آلبرت اينشتين، E=mc۲ قابل محاسبه است. در اين معادله E به معناي انرژي، m به معناي جرم و c به معناي سرعت نور مي باشد.
مقايسه با ديگر ستارگان
كمتر از ۵ درصد ستارگان در كهكشان راه شيري نوراني تر يا سنگين تر از خورشيد مي باشند. ولي برخي از ستارگان بيش از ۱۰۰.۰۰۰ برابر نوراني تر از خورشيد، و برخي از آنها جرمي بيش از ۱۰۰ برابر جرم خورشيد را دارند. از سويي ديگر، برخي ستارگان نيز كمتر از ۰۰۰۱/۰ خورشيد نور دارند، و يك ستاره مي تواند كمتر از ۰۷/۰ جرم خورشيد را داشته باشد. ستاره هاي داغ تري وجود دارند كه بسيار آبي تر از خورشيدند و ستارگان سردتري نيز وجود دارند كه سرخ تر از خورشيد هستند.
خورشيد نسبتا جوان و متعلق به نسلي از ستارگان به نام “جمعيت I ستارگان” مي باشد. يك نسل قديمي تر از ستارگان را با نام “جمعيت II ستارگان” مي شناسيم. احتمال وجود نسلي قديمي تر به نام “جمعيت III ستارگان” نيز وجود دارد كه البته تا كنون هيچ عضوي از اين گروه شناسايي نشده است.
مناطق خورشيد
خورشيد و اتمسفر آن از چندين منطقه يا لايه تشكيل شده اند. از داخل به خارج، بخش داخلي خورشيد متشكل از هسته، منطقه تابشي و منطقه حرارتي مي باشد. اتمسفر خورشيد نيز از لايه هاي فوتوسفر، كرومسفر، منطقه انتقالي و تاج خورشيد تشكيل شده است. فراتر از تاج خورشيد، بادهاي خورشيدي، كه معمولا جريانات برخواسته از گازهاي تاج خورشيد مي باشند، وجود دارند.
از آنجائيكه ستاره شناسان قادر به ديدن درون خورشيد نيستند، كليه دريافت ها به صورت غير مستقيم حاصل مي گردد. برخي از اطلاعات بر اساس قسمتهاي قابل مشاهده از خورشيد به دست آمده اند. برخي از اين اطلاعات نيز بر پايه محاسبات انجام شده با داده هايي از مناطق قابل رويت پيرامون خورشيد ثبت گرديده است.
هسته
منطقه هسته از مركز خورشيد تا حدود يك چهارم به سمت سطح خورشيد گسترده شده است. هسته حدود ۲ درصد از حجم خورشيد اما تقريبا نصف جرم آن را دارد. حداكثر دماي اين منطقه ۱۵ ميليون كلوين است. چگالي آن به ۱۵۰گرم در هر سانتيمتر مكعب، تقريبا ۱۵ برابر چگالي سرب، مي رسد.
دما و چگالي بالاي هسته به سبب فشار بسيار زيادي، معادل حدودا ۲۰۰ بيليون بار بيشتر از فشار جو زمين در سطح دريا، مي باشد. فشار زياد هسته با در بر گرفتن همه گازهاي خورشيد، مانع از فروپاشي آن مي شود. در واقع هسته با داشتن اين فشار زياد، وزن خورشيد را تحمل ميكند.
تقريبا همه تركيبات اتمي در اين منطقه صورت مي گيرند. مانند ساير قسمتهاي خورشيد، هسته آن نيز، بر اساس جرم، از ۷۲ درصد هيدروژن، ۲۶ درصد هليوم و ۲ درصد عناصر سنگين تر تشكيل شده است. تركيبات اتمي به تدريج محتويات هسته را تغيير داده اند. در حال حاضر ۳۵ درصد از جرم هيدروژن در قسمتهاي مركزي هسته و ۶۵ درصد آن در مرزهاي بيروني هسته متمركزند.
منطقه تابشي
پيرامون هسته، پوسته ضخيمي به نام منطقه تابشي وجود دارد. ضخامت اين پوسته تا ۷۰ درصد از شعاع خورشيد پيش رفته است. اين منطقه ۳۲ درصد از حجم و ۴۸ درصد از جرم آن را شامل مي شود.
اين منطقه به دليل اينكه انرژي غالبا در اين جا به صورت نور و تشعشع سفر مي نمايد، منطقه تابشي نام گرفته است. فوتون هاي به وجود آمده در هسته از ميان لايه هاي پايدار گاز عبور مي كنند. اما آنها به خاطر غلظت شديد ذرات گاز دچار پراكندگي شده و گاهي مدت ۱ ميليون سال طول مي كشد كه يك فوتون از اين منطقه گذر كند.
در پايين منطقه تابشي، چگالي معادل ۲۲ گرم در هر سانتيمتر مكعب (حدودا دو برابر چگالي سرب) و دما ۸ ميليون K مي باشد. در بالاي منطقه تابشي، چگالي معادل ۰.۲ گرم در هر سانتيمتر مكعب و دما ۲ ميليون K است.
تركيبات عناصر در منطقه تابشي از زمان تولد خورشيد تا به امروز به همين شكل باقي مانده است. درصد عناصر در بالاي منطقه تابشي بسيار شبيه به سطح خورشيد ميباشد.
منطقه حرارتي
بالاترين لايه دروني خورشيد، منطقه حرارتي، از منطقه تابشي تا سطح خورشيد كشيده شده است. اين منطقه از سلول هاي حرارتي در حال جوش تشكيل شده است كه ۶۶ درصد از حجم خورشيد و تنها كمي بيش از ۲ درصد جرم آن را به خود اختصاص داده است. در بالاي منطقه، چگالي نزديك به صفر و دما حدود ۵۸۰۰ K مي باشد. از آنجا كه فوتون هاي خارج شده از منطقه تابشي باعث داغ شدن سلولهاي حرارتي مي گردند، اين سلولها به سمت سطح خورشيد در جوش و التهابند.
ستاره شناسان تا كنون دو نوع از سلولهاي حرارتي را مشاهده كردند. سلولهاي دانه اي (granulation) و سلولهاي ريز دانه اي (supergranulation). سلولهاي دانه اي حدود ۱۰۰۰ كيلومتر و سلولهاي ريزدانه اي در منطقه اي باضخامت تقريبي۳۰۰۰۰ كيلومتر مي باشند.
فوتوسفر
پايين ترين لايه اتمسفر خورشيد فوتوسفر نام دارد. اين منطقه نوري را كه ما مي بينيم متساطع مي نمايد. ضخامت فوتوسفر ۵۰۰ كيلومتر است. ولي بخش اعظم نوري كه ما مشاهده مي كنيم از پايين ترين قسمتهاي اين منطقه كه ضخامت آن تنها حدود ۱۵۰ كيلومتر است ناشي مي شود. ستاره شناسان گاهي اين قسمت را، سطح خورشيد مي دانند. در پايين فوتوسفر دما ۶۴۰۰K و در بالاي آن ۴۴۰۰K مي باشد.
فوتوسفر از شمار زيادي دانه تشكيل شده كه در بالاي سلولهاي دانه اي قرار دارند. يك دانه معمولي حدو ۱۵ تا ۲۰ دقيقه عمر مي كند. ميانگين چگالي فوتوسفر كمتر از يك ميليونيم گرم در هر سانتيمتر مكعب مي باشد. به نظر مي رسد كه اين مقدار چگالي بسيار ناچيز است اما در هر سانتيمتر مكعب از اين منطقه بين ده ها تريليون تا صدها تريليون ذرات خاص وجود دارند.
كرومسفر
منطقه بعدي كرومسفر است. مهمترين خصوصيت اين منطقه افزايش دما بين ۱۰.۰۰۰K تا ۲۰.۰۰۰K مي باشد.
ستاره شناسان نخست طيف كرومسفر را در هنگام كسوف هاي كامل شناسايي كردند. اين طيف پس از آنكه ماه فوتوسفر را مي پوشاند، قبل از پوشيده شدن كرومسفر در سايه ماه، قابل رويت است. اين حالت تنها چند ثانيه به طول مي كشد. خطوطي كه از اين طيف منتشر مي شوند مانند نور فلش به طور ناگهاني به چشم مي خورند، از اين رو به اين طيف، طيف فلش مي گويند.
كرومسفر ظاهرا از تشكيلاتي شبيه ميخ به نام “خار” ساخته شده است. يك خار معمولي حدود ۱۰۰۰ كيلومتر عرض و تا ۱۰.۰۰۰ كيلومتر ارتفاع دارد. چگالي كرومسفر حدود ۱۰ بيليون تا ۱۰۰ بيليون ذره در هر سانتيمتر مكعب است.
منطقه انتقالي
دماي كرومسفر تا حدود ۲۰.۰۰۰K ، و دماي تاج خورشيد به بيش از ۵۰۰.۰۰۰K مي رسد. بين دو منطقه مذكور، منطقه اي با ميانگين دما وجود دارد كه به آن منطقه انتقالي مي گويند. اين منطقه بيشتر انرژي خود را از تاج خورشيد مي گيرد و بيشتر نور خود را به شكل فرابنفش متساطع مي نمايد.
ضخامت منطقه انتقالي چند صد تا چندين هزار كيلومتر است. در برخي قسمتها، خارهاي كرومسفر كه نسبتا سرد شده اند سر بر افراشته و به اتمسفر خورشيد مي رسند. در برخي قسمتها نيز تركيبات داغ تاج خورشيد تا نزديكي فوتوسفر فرو مي رود.
تاج خورشيد
تاج خورشيد بخشي از اتمسفر آن است و دمايي متجاوز از ۵۰۰.۰۰۰K دارد. تاج خورشيد متشكل از گازهاي يونيزه شده به شكل رود و يا حلقه اي مي باشد. تركيبات و ساختمان تاج خورشيد به صورت عمودي به سطح آن متصل است و ميادين مغناطيسي كه از اعماق خورشيد ساطع مي گردند منجر به شكل گيري اين منطقه مي شوند. دماي هر يك از جريانات تاج خورشيد به خطوط ميدان مغناطيسي شكل دهنده همان جريان بستگي دارد.
دماي نزديك ترين بخش از تاج خورشيد به سطح آن حدودا بين ۱ تا ۶ ميليون K و چگالي آن معادل ۱۰۰ ميليون تا ۱ بيليون ذره در هر سانتيمتر مكعب مي باشد. دماي اين منطقه هنگام وقوع يك فوران به ده ها ميليون كلوين مي رسد.
بادهاي خورشيدي
تاج بسيار داغ خورشيد در فضا منتشر و دائم در آن گسترده مي شود. به جريان گازهاي تاج خورشيد در فضا، بادهاي خورشيدي مي گويند. چگالي اين بادها در نزديكي خورشيد تقريبا بين ۱۰ تا ۱۰۰ ذره در هر سانتيمتر مكعب مي باشد.
باد خورشيدي با سرعتي معادل صدها كيلومتر در ثانيه از خورشيد به هر سوي مي وزد. در فواصل زيادي از خورشيد يعني فراتر از مدار پلوتو، از سرعت اين باد كه مافوق صوت مي باشد، كاسته مي شود و با گازهاي ميان ستاره اي تركيب مي گردد.
بادهاي خورشيدي به شكل يك حباب بزرگ شبيه به قطره اشك به نام هليوسفر، در فضاي ميان سياره اي گسترده شده است. خورشيد و همه سياره هاي آن درون هليوسفر مي باشند. فراتر از مدار پلوتو، دورترين سياره از خورشيد، هليوسفر به گازها و غبارهاي ميان ستاره اي مي پيوندد. گرچه اتمهاي موجود در فضاي بين ستاره اي مي توانند در اين حباب نفوذ نمايند اما در واقع مي توان گفت كه همه مواد تشكيل دهنده هليوسفر از خود خورشيد ناشي مي شوند.
فعاليت هاي خورشيدي
ميدان هاي مغناطيسي خورشيد از منطقه حرارتي، بالا رفته و از ميان مناطق فوتوسفر، كرومسفر و تاج خورشيدي سر بر مي آورند. اين جريانات مغناطيسي منجر به شكل گيري فعاليت هاي خورشيدي مي گردند. اين فعاليت ها شامل پديده هايي به نام لكه هاي خورشيدي، شعله هاي بلند، زبانه ها و فوران هاي تاج خورشيد مي باشند.
زبانه هاي خورشيدي
زبانه هاي خورشيدي انفجارهاي مهيبي در سطح خورشيد مي باشند. در مدت زماني معادل چند دقيقه يك زبانه مي توانند دماي مواد موجود را تا ميليون ها درجه افزايش دهد و انرژيي آزاد نمايد كه معادل انرژي آزاد شده توسط يك هزار بيليون تن TNT مي باشد. اين انفجارها در نزديكي لكه هاي خورشيدي، معمولا در راستاي خطوطي بين دو سر ميدان مغناطيسي رخ مي دهند.
زبانه ها انرژي را به اشكال گوناگوني مانند پرتوهاي الكترومغناطيس (پرتوهاي گاما و ايكس) و ذرات باردار (پروتون و الكترون) آزاد مي كنند.
دانشمندان براي نخستين بار به اين نتيجه رسيدند كه زبانه ها و فوران هاي خورشيدي لرزه هايي را در اعماق خورشيد به وجود مي آورند كه بسيار شبيه به زمين لرزه در سياره ما مي باشند. محققان زبانه اي را مشاهده نمودند كه منجر به وقوع لرزه اي بسيار شديد در اعماق خورشيد گرديد. اين لرزه ۴۰ هزار بار بيشتر از زمين لرزه شديد سانفرانسيسكو در سال ۱۹۰۶ انرژي آزاد نمود. مقدار اين انرژي آزاد شده به حدي بود كه مي توانست برق مصرفي ايالات متحده را تا مدت ۲۰ سال تامين نمايد.
مناطقي كه لكه هاي خورشيدي و فوران ها در آنها شكل مي گيرند، مناطق فعال ناميده مي شوند. مقدار فعاليت هاي خورشيدي از ابتداي يك چرخه لكه خورشيدي، به تدريج افزايش مي يابد و با گذشت پنج سال به حداكثر مي رسد. تعداد لكه ها در هر زمان متفاوت است. در قسمتي از صفحه خورشيد كه ما مي بينيم، تعداد آنها از صفر تا ۲۵۰ لكه تغيير مي كند.
لكه هاي خورشيدي
لكه ها ي خورشيدي مناطقي تيره و تقريبا دايره اي شكل در سطح خورشيد مي باشند. آنها زماني شكل مي گيرند كه دسته اي از خطوط مغناطيسي درون خورشيد به سطح آن مي رسند.
دماي لكه ها از دماي مناطق اطرافشان كمتر و ميدان مغناطيسي در آنها بسيار قوي است. دماي لكه هاي خورشيدي بين ۴۰۰۰ تا ۴۵۰۰ كلوين و دماي سطح خورشيد ۵۷۰۰ كلوين است. به همين دليل آنها تيره تر از سطح ستاره به نظر مي رسند.
داده هاي رصدي از دهه ۸۰ قرن بيستم نشان مي دهند كه تعداد لكه هاي خورشيدي با شدت تابش خورشيد مرتبط است. جالب اين كه هر چه تعداد لكه ها بيشتر باشد، شدت تابش نور خورشيد بيشتر است، چون كه مناطق اطراف لكه ها درخشان تر اند.
ابرنواختر ستاره اي در حال انفجار مي باشد كه مي تواند بيليون ها بار درخشان تر از خورشيد باشد، پيش از آنكه به تدريج محو شود. در هنگام درخشندگي، نور يك ستاره منفجر شده مي تواند همه يك كهكشان را تحت الشعاع قرار دهد. اين انفجار، ابر عظيمي از گاز و غبار را در فضا ايجاد مي نمايد. جرم مواد موجود در اين ابرها مي تواند متجاوز از ۱۰ برابر جرم خورشيد باشد.
ستاره شناسان دو نوع از ابرنواختر ها را شناسايي كرده اند. نوع اول و نوع دوم. نوع اول ابرنواخترها احتمالا در ستاره هاي دوتايي شكل مي گيرند. ستاره دوتايي به يك جفت ستاره اطلاق مي گردد كه به هم نزديكند و دور يكديگر مي چرخند. نوع اول احتمالا در دوتايي هايي رخ مي دهد كه يكي از آنها يك ستاره كوچك و متراكم به نام كوتوله سفيد است. اگر اين دو ستاره به اندازه كافي به يكديگر نزديك باشند، جاذبه كوتوله سفيد اجرام و ذرات ستاره همراه خود را به سمت خود مي كشد. هنگاميكه كوتوله سفيد به جرمي معادل ۴/۱ برابر جرم خورشيد رسيد، متلاشي و منفجر مي گردد.
نوع دوم ابرنواختر در اثر مرگ يك ستاره بسيار بزرگتر از خورشيد شكل مي گيرد. زمانيكه چنين ستاره اي به آخر عمر خود مي رسد، هسته آن به سرعت متلاشي مي گردد. حجم بينهايت زيادي انرژي ناگهان به شكل نوترون (نوعي از ذرات تشكيل دهنده اتم) و پرتوهاي الكترومغناطيس (نيروهاي الكتريكي و مغناطيسي) آزاد مي شود. اين انرژي باعث تبديل ستاره به ابرنواختر مي گردد.
بيشتر ابرنواختر ها در چند روز نخست شكل گيري به حداكثر درخشندگي مي رسند و تا چندين هفته درخشندگي آنها ادامه خواهد داشت. با گذشت چند ماه درخشندگي آنها كم مي شود. و در طي سالها همچنان از درخشندگي آنها كاسته مي گردد. تفاوت ديگر ابرنواختر ها در مقدار و تركيب مواديست كه به فضا خارج مي كنند.
ابرنواختر ها همچنين مي توانند اجرام گوناگوني را بر جاي بگذارند. پس از برخي از انفجارهاي ابرنواختر، ستاره اي كوچك و متراكم متشكل از نوترون ها و يا شايد ذرات بنيادي كوارك بر جاي مانده است. به چنين ستاره اي ستاره نوتروني مي گويند. به ستاره هاي نوتروني كه به سرعت مي چرخند و به شدت مغناطيسي باشند، اصطلاحا تپ اختر مي گويند. پس از برخي انفجارها ممكن است جرم نامرئي به نام سياهچاله ايجاد گردد. سياهچاله چنان گرانشي دارد كه حتي نور نيز مني تواند از آن عبور كند.
دانشمندان بر اين باورند كه ابرنواخترها به وجود آرندگان عناصر سنگيني چون آهن، طلا و اورانيوم كه در زمين و اجرام منظومه شمسي يافت شده اند مي باشند.
در سال ۱۰۵۴ ستاره شناسان چيني ابرنواختري را ثبت كردند كه در تمام طول روز درخشش آن پيدا بود. اين انفجار از خود يك تپ اختر و سحابي كراب كه همچنان قابل رصد است را بر جاي گذاشت.
در سال ۱۹۸۷، يك ابرنواختر در ابر ماژلاني، نزديك ترين كهكشان به راه شيري، مشاهده شد. در طي ۴۰۰ سال اين اولين ابرنواختري بود كه با چشم غير مسلح قابل رويت بود.
جدول آماري خورشيد
جرم (كيلوگرم) ۱.۹۸۹e+۳۰
جرم (زمين =۱) ۳۳۲,۸۳۰
شعاع استوايي (كيلومتر) ۶۹۵,۰۰۰
شعاع استوايي (زمين =۱) ۱۰۸.۹۷
ميانگين چگالي (گرم در سانتيمتر مكعب) ۱.۴۱۰
دوره گردش (روز) ۲۵-۳۶
شتاب گريز از سطح (كيلومتر در ثانيه) ۶۱۸.۰۲
درخشندگي (ارگ در ثانيه) ۳.۸۲۷e۳۳
ميانگين دماي سطح ۶,۰۰۰°C
سن (بيليون سال) ۴.۵
عناصر اصلي شيميايي ۹۲.۱%
هيدروژن ۷.۸%
هليوم ۰.۰۶۱%
اكسيژن ۰.۰۳۰%
كربن ۰.۰۰۸۴%
نيتروژن ۰.۰۰۷۶%
نئون ۰.۰۰۳۷%
آهن ۰.۰۰۳۱%
سيليكون ۰.۰۰۲۴%
منيزيوم ۰.۰۰۱۵%
گوگرد ۰.۰۰۱۵%
mohamadaminsh کاربر طلایی1
|
تعداد پست ها : 25772
|
تاریخ عضویت : دی 1389 

زندگی نامه استيون هاوکينگ


استيون هاوکينگ در سال 1942 در انگلستان زاده شد. به دليل علاقه بسيار به رياضي و فيزيک، در رشته فيزيک نظري در دانشگاه کمبريج مشغول به تحصيل شد. در حين تحصيل اندک اندک آثار يک بيماري مرموز در او ظاهر گشت و خيلي زود مشخص شد که اين بيماري، موتور نورون يا E.L.S است كه سلول‏هاي حركتي دستگاه عصبي مرکزي و محيطي را از کار مي‏اندازد. در سال 1962، پزشکان که شاهد پيشرفت سريع بيماري او بودند، به او گفتند دو سال بيشتر زنده نخواهد ماند زيرا تجربه پزشکي نشان داده که رهايي از اين بيماري ترسناک غيرممکن است. اما او خود چنين اعتقادي نداشت. عمل و اقدام او نشان مي‏داد که گر چه آرام آرام حرکات دست و پايش را از دست داد و مجبور شد بر روي چرخ متحرک بنشيند، اما نور اميدي در دل به او مي‏گفت که او زنده خواهند ماند و معجزه‏اي رخ خواهد داد و چنين شد.
او در دانشگاه با همسرش "جين وايلد" آشنا شد. ظهور و حضور او در زندگي هاوکينگ نقطه عطفي بود. او مي‏گويد : غير يک از مورد ابتلاء به بيماري E.L.S ، تقريبا در ديگر موارد زندگي بخت با من يار بوده است. او همواره در اين مورد بر نقش همسرش در فائق آمدن بر مشکلات بيماري خود تاکيد مي‏ورزد: به ياري همسرم جين و فرزندانم زندگي من بطور نسبي به روال عاري مي‏گذرد و موفقيت قرين من بوده است.
هاوکينگ در سال 1965، با جين ازدواج مي‏کند. همسرش يک مسيحي معتقد و دکتراي ادبيات پرتغالي است. در همان سال، بيماري او تشديد مي‏شود و ابتلا به ذات الريه، پزشکان را مجبور به انجام عمل جراجي بر روي ناي او مي‏سازد. او که اعصاب حرکتي خود را قبلا بکلي از دست داده بود، توانايي سخن گفتن را نيز از دست مي‏دهد و از تمامي بدنش، تنها يکي دو انگشت دست خود را مي‏تواند تکان دهد. يکي از اساتيد دانشگاه، با استفاده از يک برنامه رايانه‏اي ارتباطي، دستگاهي به نام "مرکز زنده" براي او مي‏سازد تا بر چرخ متحرک خود سوار کند و به کمک يکي دو انگشت خود، افکارش را به رايانه منتقل کند تا به صوت تبديل شود و بدين ترتيب هاوکينگ بتواند با دنياي اطراف ارتباط برقرار کند.
هاوکينگ که سرزندگي و شوخ طبعي را در ذات خود پرورش داده است همواره تحصيل در رشته فيزيک نظري را خوش اقبالي ديگر خود به شمار مي‏آورد: خوش اقبالي ديگر من گزينش فيزيک نظري است چرا که در اين رشته همه چيز در ذهن انسان مي‏گذرد، در نتيجه معلوليت من نتوانسته مانعي جدي براي من ايجاد کند.
هاوکينگ احتمالا معروف‏ترين دانشمند زنده جهان است. او نامدارترين فيزيکدان تاريخ است که جايزه نوبل را از آن خود نکرده است، شايد بدين دليل که کارهاي او تاکنون ثابت نشده باقي مانده است. هاوکينگ در سال 1970 به همراه دوست و همکارش راجر پنروز، اولين اثر مشترک علمي خود را عرضه کرد و در آن نشان دادند که هر پاسخ معادله نسبت عام انشتين متضمن وجود يک مرز تکينگي براي زمان و فضا در گذشته است. بدين ترتيب او در اثبات نظريه مهبانگ (انفجار بزرگ) با استفاده از تئوري نسبت عام کوشيد. در سال 1973 در کار مشترکي با جرج آليس به تشريح ساختمان کلان فضا ـ زمان پرداخت که يک اثر بسيار فني و دشوار است. در دهه 1970 به طور متمرکز بر روي سياهچاله‏ها کار کرد و به فرموله کردن بخار شدن کوانتمي سياهچاله‏ها موفق شد که اکنون به "تابش هاوکينگ" معروف است. او در اين دوره کتاب‏ها و مقالات متعدد ديگري نيز منتشر کرد و در آن با بيان رياضي و فني، تئوري‏هاي فيزيک نظري جديد را کاويد. رياضيات در نظر او بسيار زيبا و دوست‏داشتني است. کارهاي برجسته او در زمينه بکارگيري رياضيات در فيزيک نظري، او را تا مقام استاد لوکازين(Lucasian) رياضيات دانشگاه کمبريج ارتقاء داد. پيش از آن، اين کرسي مهم تنها به نيوتن و پل ديراک تعلق داشت.
در سال 1998، کتاب "تاريخچه زمان" را منتشر کرد و در آن کوشيد بدون بکار بردن فرمول‏هاي خشک رياضي، سرگذشت و سرنوشت جهان را توضيح دهد، تنها فرمول بکار رفته در اين کتاب، فرمول معروف هم ارزي جرم و انرژي انشتين (E = mc2) است. او هدف از نوشتن اين کتاب را نشان دادن راه طي شده در جهت فهم جهان ذکر مي‏کند و مي‏گويد: بر آن شدم که کتابي درباره زمان و مکان بنويسم که مورد استفاده همگان باشد. مفاهيم اساسي مربوط به سرچشمه و سرنوشت هستي را مي‏توان بدون استفاده از رياضيات چنان تشريح کرد که براي افراد عادي نيز مفهوم واقع گردد. او در اين کتاب درصد پاسخ‏گويي به پرسش‏هايي از اين دست بر آمده است: جهان از کجا آمده؟ چگونه وچرا بنياد گرفته؟ آيا پاياني بر آن متصور است و اگر آري، چگونه؟
او در اين کتاب سعي دارد به زبان ساده مدل دقيق افت و خيز خلاء و جهش همه هستي را در آغاز زمان، يعني مدل "جهان چونان يک تابع موجي" را تشريح کند. کتاب او به سرعت فروش ميليوني پيدا مي‏کند و در اندک زماني درصدر پرفروش‏ترين کتاب عمومي علمي جهان مي‏نشيند. اين کتاب پرخواننده‏ترين کتابي است که تاکنون درباره کيهان‏شناسي نوشته شده است. گرچه عده‏اي، بيماري و وضعيت استثنائي هاوکينگ را در اقبال عمومي به اين کتاب بي‏تاثير ندانسته‏اند، اما عمومي کردن دانش و پرداختن به مسائل معنا و هدف که دغدغه همه مردمان است قطعا نقش عمده‏تري داشته است. او بدين دغدغه پرداخته است که از کجا آمده‏ايم و به کجا مي‏رويم.
چند سال بعد، در سال 2001 او کتاب "جهان در پوست گردو" را نوشت و در آن به تبيين بيشتر نظريه‏ها در مورد سياهچاله‏ها و چگونگي دست‏يابي به نظريه واحد در تبيين و تفسير جهان پرداخت. او شوخ طبعانه در مصاحبه با لاري لينگ گفت: بر سياهچاله‏ها نور تابانده‏ام! با وجود سعي او در ساده‏نويسي کتاب قبلي، برخي بر او خرده گرفته بودند که کتاب، واجد مطالب دشوار و سنگين فهم است. او مدعي است در کتاب دوم مطالب را ساده‏تر نوشته و با ارائه تصاوير بسيار در صفحات کتاب، خشکي و سنگيني و يکنواختي کتاب قبلي را از آن ستانده است. خودش مي‏گويد: اميدوارم در طي اين سال‏ها آموخته باشم که چنان بنويسم که به سادگي فهميده شود. وقتي از او پرسيدند که پس از اين کار چه خواهي کرد، پاسخ داد: شايد روزي زندگينامه خود را بنويسم اما عجله‏اي براي اين کار ندارم،کارهاي علمي زيادي دارم که نخست بايد آنها را انجام دهم.
نظريات هاوکينگ در طول زمان با تغييراتي همراه بوده است. او که زماني بشدت رهايي و خروج هر گونه نور و انرژي از سياهچاله‏ها را رد مي‏کرد بعدها تغيير عقيده داد. زماني بسيار، همچون انشتين، معتقد و درصد دست يابي به "نظريه واحد" در يکپارچگي نيروهاي بنيادين جهان و تفسير و تبيين سرنوشت هستي بود و زمان رسيدن به آن را بسيار نزديک اعلام مي‏کرد، اما اخيرا از آن دست شسته و به گونه‏اي زمينه کاوش در جهان هستي را براي آيندگان نيز قائل شده است. ذهن او همواره در جستجوست. خود او مي‏گويد: من کودکي هستم که هرگز بزرگ نشدم، چون همواره مي‏پرسم چگونه و چرا؟ من مي‏خواهم پاسخ‏ها را بدانم. من از زندگي لذت مي‏برم. تا آنجا که بتوانم راهم را دنبال خواهم کرد. آيا کار ديگري مي‏شود کرد؟


نويسنده: مسعود بينش
منبع: كتاب معجزه عقل کل

mohamadaminsh کاربر طلایی1
|
تعداد پست ها : 25772
|
تاریخ عضویت : دی 1389 



تعارض ميان علم و دين
یکی از اشکال تعارض ميان علم و دين را ملحداني ارائه کرده¬اند که می¬گویند توازن نيروها در جهان اوليه که شرايط مطلوب را براي ظهور حيات و هوش پديد آورد يک موضوع کاملاً تصادفي بوده است. در نقطة مقابل، پيروان خطاناپذیریِ کتاب مقدس ادعا کرده¬اند که نظرية نسبيّت، زمينه و مجال را براي هماهنگي میان شرح سِفر پیدایش و انفجار بزرگ، ممکن مي¬سازد.

1. جهان از راه تصادف

چهل‌ سال پيش، برخي اخترشناسان معتقد بودند كه با فرض پهنه‌اي بي‌نهايت از زمان، از مسئله آغاز اجتناب كرده‌اند. نظرية حالت پايدار (Steady State Theory) که به آنها تعلق داشت پيشنهاد مي‌كرد كه اتم‌هاي هيدروژن آرام آرام و پيوسته در سرتاسر يك زمان و فضاي بي‌نهايت پا به عرصة هستي نهاده‌اند. فِرد هويل (Fred Hoyle) به‌ويژه،‌ از نظرية مذكور حتي مدت‌ها پس از آنكه اغلب همكاران وي از آن دست كشيده بودند، همچنان طرفداري كرد. [1] نوشته‌هاي هويل روشن نمود كه طرفداري او از نظرية حالت پايدار فقط بر زمينه‌هاي علمي استوار نیست بلكه تا اندازه‌اي به اين دليل بوده است كه به گمان او، زمانِ بي‌نهايت با عقايد الحاديش سازگارتر است. [امّا] امروزه روایت¬های نظريه‌هاي انفجار بزرگ آشکارا به برتري دست یافته¬اند.
یکی از حقایق جالب توجه دربارۀ جهانِ ما این است که ثابت¬های فیزیکیِ جهان، به دقت برای ظهور حیات و هوش، مناسب¬اند. برای نمونه، اگر نیروی هسته¬ای قوی یا نرخ انبساط [جهان] حتی به میزان بسیار اندک بزرگ¬تر یا کوچک¬تر می¬بود حیات ارگانیک، غیرممکن می¬شد. ما این ادعا را که چنین «پدیده¬های به¬دقت تنظیم¬شده»، برهان جدیدی را از راه طرح و نظم ارائه می¬کنند در مباحث آینده بررسی خواهیم کرد. اما برخی کیهان¬شناسان معتقدند ممکن است جهان¬های متعددی با پارامترهای متفاوت وجود داشته باشند و ما فقط تصادفاً در یکی از آنها ـ که از شرایط اثبات¬شده برای حیات هوشمند را برخوردار است ـ زندگی می¬کنیم. ترکیبی از پارامترها که وقوع آن در یک جهان، بسیار بعید است جایی در مجموعۀ بزرگی از جهان¬ها، محتمل به شمار می¬آید. ترکیبِ مناسب برای حیات نهایتاً از راه تصادف فراهم می-شود. دلیل تمایل برخی کیهان¬شناسان به این نظریه¬ها، تا حدودی آن است که آنها از ملازمات خداباورانۀ یک انفجار بزرگ، برخوردار نیستند. [تاکنون] چند گونه نظریۀ «جهان¬های متعدد» پیشنهاد شده است: [2]
1. چرخه‌هاي متوالي در «جهانِ نوساني» (Oscillating Universe). پیش از انبساط کنونی می¬تواند دوره¬ای از انقباض ـ یعنی انقباضی بزرگ، پیش از انفجار بزرگ ـ وجود داشته باشد که در آن، ساختار جهان به‌طور كامل محو شود و با انبساط و سرد شدنِ دوباره، آغاز نويني پديد آيد. هر گونه شاهدی برای چرخه¬های گذشته، به صورت غیرمستقیم خواهد بود زیرا ساختار آنها به طور کامل در گوی آتشین، میان چرخه¬های [متوالی] محو می¬شود. سرعت انبساط به آستانۀ بحرانی میان انبساط همیشگی (یک جهان باز) و انبساط بسیار طولانی، پیش از انقباض مجدد (یک جهان بسته) نزدیک است امّا شواهد اخیر، یک جهانِ باز و بدون چرخه¬های آینده را ترجیح می¬دهند.

2. ساحت‌هاي چندگانۀ مجزا (Multiple Isolated Domains).

به‌جاي انفجارهاي چندگانه در چرخه‌هاي متوالي، ممكن است يك انفجار بزرگ منفرد، ساحت‌هاي متعددي را به‌طور همزمان پديد آورده باشد. اين ساحت‌ها شبيه حباب‌هاي منبسط‌شوندۀ مجزايي هستند كه به‌سبب‌ آنكه سرعت جدايي آنها، مانع هرگونه ارتباط حتي با سرعت نور است، از يكديگر جدا و بركنار مانده‌اند. آنها در فراسوی افق مشاهدۀ ممکنِ ما قرار دارند. به نظر می¬رسد نظریۀ ساحت¬های مجزا، علی¬الاصول، آزمون¬پذیر نباشد و در حال حاضر، مبانی حمایت از این نظریه عمدتاً بر فرضیات فلسفی استوار است تا شواهد علمی.

3. [تفسیر] نظرية كوانتوم براساسِ جهان‌هاي متعدد (Many Worlds Quantum Theory).

در فصل آینده طرح پيشنهاديِ «هیو اِوِرت» را مبني بر اينكه هرگاه عدم تعین كوانتومي در يك اتم وجود داشته باشد جهان به چندين شاخه تقسيم مي‌شود؛ بررسی خواهيم کرد. اين تعبیر و تفسير از نظرية كوانتوم، مستلزم تعددي حيرت‌آور از جهان‌ها است. زيرا هر جهان مي‌بايست به‌نوبة خود در خلال هريك از وقايع بي‌شمار اتمي و زيراتمي در سرتاسر زمان و فضا، به شاخه‌هاي متعدد تقسيم شود. این نظریه، نظرپردازانه¬تر از آن است که بتوانیم دربارۀ آن مستقیماً به آزمون و تحقیق بپردازیم زيرا امكان هيچ‌گونه ارتباط ميان جهان‌هاي متشعب و گوناگون وجود ندارد.

4. اُفت و خيزهاي خلأ كوانتومي (Quantum Vacuum Fluctuations).

نظرية كوانتوم، نقض قانون بقاي انرژي (conservation of energy) را به صورت بسیار جزئی، جايز مي‌داند مشروط بر آنكه این وام، سريعاً بازپرداخت شود. در آزمايشگاه، خلأ، درواقع دريايي از فعاليت است كه در آن، زوج‌هايي از «ذرات مجازي» (virtual particles) موجود مي‌شوند و تقريباً بي‌درنگ يكديگر را نابود مي‌سازند. انرژيِ لازم براي آفرينش جهان مي‌توانست براي فقط يك لحظة فوق‌العاده كوتاه وام گرفت شود (زيرا مقدار مجاز براي وام دادن انرژي با زمانِ بازپرداخت، نسبت عكس دارد). ممکن است گمان کنیم که انرژیِ مورد نیاز برای ساخت یک جهان، فوق¬العاده زیاد است امّا انرژي گرانشی، [یک انرژيِ] منفي به شمار می¬آید و از این رو، کلِ انرژی موردِ نیاز را کاهش می¬دهد. برخی نویسندگان، نظرية اُفت¬وخيز كوانتومي را گاهي به صورت روايتي سكولار، از آفرینش از عدم مطرح کرده¬اند زیرا اين نظريه، بحث خود را با خلأ آغاز مي‌کند امّا در واقع، خلأ به معنای عدم نیست زیرا اين نظريه بايد وجود یک ميدان كوانتومي و قوانين فيزيك كوانتوم را در آن شرایط فرض بگیرد. چگونه موقعيتي را كه در آن، یک یا چند اُفت¬وخيز كوانتوميِ غول‌آسا مي‌تواند رخ داده باشد، توضيح دهيم؟ کسی که از دیدگاه الحادی پیروی می¬کند می¬گوید ما باید چنین چیزی را فرض کرده و با آن به صورت یک امر مسلّم برخورد کنیم.
شاید تصادف در هر یک از روایت¬های جهان¬های متعدد، نقش ایفا کند. همۀ آنها چنین فرض می¬کنند که جهان ما زمانی کوچک¬تر از یک اتم بود. در فصل سوم خواهیم دید که قوانینِ کوانتومی ـ که در این گونه ساحت¬های زیراتمی به کار می-روند ـ امکانِ هیچ گونه پیش¬بینی دقیقی را جز در حد تعیین دامنه¬ای از مقادیر محتمل برای اندازه¬گیری¬ها فراهم نمی-کنند. به نظر می¬رسد مقدار دقیق در هر گونه «انتشار احتمالاتی» صرفاً بسته به تصادف است. در جهان¬های متفاوت، ممکن است مقادیر ثابت¬های بنیادی تفاوت کند. [از این دید] ما از قضا در جهانی زندگی می¬کنیم که حیات و هوش در آن ممکن شده است.
البته برخی از پارامترهایی که اتفاقی به نظر می¬رسند شاید بعداً معلوم شود که پیامدهای ضروری برای قوانین بنیادی¬تر بوده¬اند. در تاریخ علم، بسیاری از مواردی که اموری تصادفی جلوه می¬کردند بعدها تبیین¬های نظری برای آنها فراهم شد. شاید ثابت¬های مذکور فقط بتوانند از همان مقادیری که دارند برخوردار باشند و به جای تصادف، قانون، آنها را معین سازد. چند سال پیش، کیهان¬شناسان نمی¬توانستند عدم¬توازنِ اندک میان ذرات و ضدذرات را در جهان اولیه ـ که به شکل¬گیری ماده به گونه¬ای که می¬شناسیم منجر شد ـ تبیین کنند. اینک آنان معتقدند که عدم¬توازنِ مذکور، ناشی از عدمِ¬تقارنِ کوچکی است که در فرایندهای فروپاشیِ ذراتِ X و ضدX وجود داشته است. [به همین ترتیب] شاید سایر امور شگفت¬انگیزِ تصادفی در آینده، قابلِ تبیین باشد.
از دید ماده¬گرایانِ علمی، کیهان¬شناسی، ما را به سوی تصادف یا ضرورت رهنمون می¬شود نه طرح یا تدبیر. پیتر اتکینز (Peter Atkins) از نظریۀ اُفت¬وخيز كوانتوميِ، دفاع کرده و استدلال می¬کند که آن با خداباوری، سازگار نیست. [3] الن گوث (Alan Guth) «نظریۀ اُفت¬وخيز كوانتوميِ» را می¬پذیرد و معتقد است حضور «ثابت¬های ظریف» در جهانِ ما مسئله-ای کاملاً تصادفی بوده است که از میان جهان¬های متعدد فقط در جهان ما به وقوع پیوست. [4] بعضي دانشمندان به نوعی بدبینیِ کیهانی رسیده¬اند. بدین¬سان، استيون واينبرگ (Steven Weinberg) در 1977 نوشت كه انسان در جهاني بسيار بزرگ و غيربشري، كه به سمت فراموشي سير مي‌كند تنها است. او گفت فعاليت علمي تنها مايه دلگرمي است:
هرقدر جهان، بيشتر فهم‌پذير به‌نظر مي‌رسد به همان اندازه نيز بيهوده جلوه می¬کند. اما اگر تسكيني در نتايجِ پژوهيدن نباشد، حداقل خودِ پژوهش، تا حدي تسلي‌بخش است... كوشش براي فهم جهان يكي از موارد بسيار نادري است كه زندگي انسان را به وراي سطح يك نمايش بيهوده و مضحك ارتقا مي‌دهد و به آن تا حدودي، وقار و زيباييِ نمايش تراژدي را مي‌بخشد. [5]
واينبرگ در كتاب اخيرش اظهارات گذشتۀ خود را تعدیل مي‌کند و می¬گوید: منظور من اين نبود كه علم به ما مي‌آموزد كه جهان بيهوده است، بلكه صرفاً آن بود كه جهان به خودی خود از هيچ هدفي خبر نمي‌دهد.» [6] در اين صورت، کسی که خداباور است می¬تواند چنین پاسخ دهد كه اگر علم، «وجود هدف» را منع نمي‌كند پس اين احتمال وجود دارد كه تاريخ كيهانی را بتوانيم به‌گونه‌اي منسجم و به‌عنوان تعبیري از اهداف خداوند، تفسير نماييم. روند کیهانی که محصولِ آن، ظهور انسان‌هاي هوشمند بوده است همان چیزی است که اگر خداوند، حكيم و شخص¬وار بود انتظارِ آن می¬رفت. تعارضِ حقیقی میان علم و دین وجود ندارد، بلکه تعارض صرفاً میان باورهاي پایه و بدیل ماده‌گرايانه و خداباورانه مطرح می¬شود. ما در فصل آینده، این نکته را بررسی خواهیم کرد که چگونه تصادف و ضرورت باید در یک چارچوب خداباورانه فهمیده شود.

پی نوشتها :

1. Fred Hoyle, Ten Faces of the Universe (San Francisco: Freeman, 1977).
2. Selections by cosmologists and philosophers defending various interpreta¬tions of the Anthropic Principle are included in John Leslie, ed., Physical Cosmology and Philosophy (New York: Macmillan, 1990).
3. Peter Atkins, Creation Revisited (Oxford and New York: Freeman, 1992), chap. 6. See discussion of Atkins's views in Chapter 6.
4. Alan Guth, The Inflationary Universe.
5. Steven Weinberg, The First Three Minutes, p. 144.
6. Steven Weinberg, Dreams of a Final Theory (New York: Pantheon, 1992), p. 255.

نويسنده: ایان باربور
مترجم: پیروز فطورچی
منبع: كتاب اخترشناسي و آفرينش
mohamadaminsh کاربر طلایی1
|
تعداد پست ها : 25772
|
تاریخ عضویت : دی 1389 



زمان حقيقي و موهومي
در "زمان حقيقي" که ما به عنوان انسان در چارچوب آن زندگي مي‏کنيم و به آن محدود هستيم همواره يک تکينگي، که آغاز جهان محسوب مي‏شود، وجود دارد. در پيشنهاد بي کرانگي هاوکينگ، مفهوم بي‏آغازي و بي‏انجامي جهان چيزي است که تنها "زمان موهومي" و در قالب ترم‏هاي رياضي وجود دارد. او سود جستن از زمان موهومي را که يک مفهوم رياضي است صرفا تدبير يا حقه‏اي رياضي براي محاسبه پاسخ‏هايي درباره فضا ـ زمان حقيقي مي‏انگارد. در تصوير سازي که او ارائه داده مي‏توان يک فضا ـ زمان با زمان موهومي مثل سطح کره زمين در نظر گرفت که گوي مانند است و زمان موهومي درجه‏هاي عرض جغرافي‏اند. تاريخ جهان در زمان موهومي در قطب جنوب که يک نقطه معمولي فضا ـ زمان است آغاز مي‏شود. جهان در استوا به اندازه بيشتر گسترش يافته و سپس دوباره با افزايش زمان موهومي منقبض مي‏شود تا در قطب شمال به اندازه يک نقطه برسد. هر چند اندازه جهان در قطب‏ها صفر است اما اين نقاط تکينگي به شمار نمي‏رود و عادي هستند. پس مي‏توان قوانين يکساني را در آغاز جهان و ديگر زمان‏ها در نظر گرفت.
البته هاوکينگ با ارائه اين نظريات بر باد رفتن دستاوردهاي پيشين خود پيرامون تکينگي را يادآور مي‏شود و مي‏گويد: در زمان موهومي جهان مي‏تواند متناهي و فاقد کرانه يا تکينگي باشد اما وقتي به زمان حقيقي که در آن زندگي مي‏کنيم بر مي‏گرديم به نظر مي‏رسد تکينگي‏ها همچنان پابرجا هستند. اين تذبذب فکري او را بدانجا مي‏رساند که در اظهار نظري عجيب مي‏گويد: شايد زمان به اصطلاح موهومي همان زمان حقيقي باشد و آنچه زمان حقيقي مي‏ناميم صرفا پرداخته تخيلات ما باشد!

پيکان زمان: آيا سفر در زمان ممکن است؟

هاوکينگ معتقد است اگر بخواهيم گرانش را با مکانيم کوانتمي وحدت بخشيم بايد مفهوم زمان موهومي را معرفي کنيم که قابل تميز از جهات فضايي نيست. در زمان موهومي مي‏توان به جلو رفت و به زمان عقب برگشت. بين جهات جلو و عقب تفاوت مهمي نيست. اما در زمان حقيقي اين تفاوت بين گذشته و آينده را ما درک مي‏کنيم. بازگشت به زمان گذشته حقيقي ممکن نيست زيرا مطابق قانون دوم ترموديناميک، هرج و مرج يا آنتروپي هر سيستمي با گذشت زمان همواره افزايش مي‏يابد. هاوکينگ شوخ طبع اين حالت را نوعي قانون مورفي مي‏داند: سال به سال دريغ از پارسال!
افزايش آنتروپي نسبت به زمان نمونه‏اي است از آنچه "پيکان زمان" خوانده مي‏شود و به زمان جهت مي‏دهد. در پيکان ترموديناميکي زمان، آنتروپي در جهت ترموديناميکي زمان افزايش مي‏يابد. در پيکان روان‏شناختي زمان، احساس مي‏کنيم زمان مي‏گذرد و گذشته را به خاطر مي‏آوريم اما از آينده چيزي در ذهن نداريم. در پيکان کيهان شناختي زمان، جهان بجاي انقباض، گسترش مي‏يابد.
پيکان‏هاي زمان ترموديناميکي و کيهان شناختي در يک جهت هستند، يعني بي‏نظمي در همان جهتي افزايش مي‏يابد که جهان گسترش مي‏يابد. نگراني در مورد شروع انقباض جهان پس از گسترش و بازگشت پيکان ترموديناميکي زمان به عقب بي‏مورد است زيرا اين امر دست که ده ميليارد سال طول مي‏کشد.
پس اينجا مي‏توان پرسيد که زمان چيست؟ آيا جويباري است جاودانه غلتان که همه روياهاي ما را با خود مي‏برد؟ يا مثل راه‏آهن است؟ يا شايد پيچ‏ها و شاخه‏هايي داشته باشد که بتوان جلو رفت و در عين حال به ايستگاه قبلي برروي خط برگشت؟ فضا ـ زمان تخت نيوتني سفر در زمان را روا نمي‏دانستند. اما شايد با استفاده از انرژي منفي بتوان ماشين زماني ساخت که در پيچ و تاب فضا ـ زمان به همان محل و همان زمان آغاز حرکت باز گردد. ممکن است در ناحيه‏اي از فضا ـ زمان حلقه‏هاي زماني وجود داشته باشد. کورت گودل در سال 1949 فضا ـ زماني کشف کرد پر از ماده چرخان که از هر نقطه آن حلقه زماني مي‏گذشت.

مخروط نوري

با توجه به دوگانگي مکانيک کوانتم، نور را مي‏توان با ماهيتي دوگانه، هم موج در نظر گرفت و هم ذره. در ابتدا مردم فکر مي‏کردند ذرات نور با سرعت نامتناهي حرکت مي‏کنند و به اين جهت گرانش قادر به کندکردن سرعت آن نيست، اما انشتين بر اساس نسبيت عام نشان داد نور که با سرعتي متناهي حرکت مي‏کند، گرانش مي‏تواند تاثير قابل توجهي بر آن داشته باشد. پس بدين ترتيب زماني که ما از دريچه تلسکوپ‏هاي عظيم فضايي مانند هابل به کهکشان‏ها مي‏نگريم، در واقع به تاريخچه حوادث گذشته جهان مي‏نگريم. مخروط نوري مسيرهاي پرتوهاي نور کهکشان‏هاي دوردست است که از دل فضا ـ زمان مي‏گذرد و به ما مي‏رسد. مخروط نوري از ميان مقدار معيني ماده مي‏گذرد که براي خميدن فضا ـ زمان کافي است. مخروط نوري گذشته به اندازه بيشينه‏اي مي‏رسد و دوباره کوچکتر مي‏شود، يعني زمان گذشته از ديد ناظر به شکل گلابي است. به عبارت ديگر، انتشار نور بر اثر يک رويداد، مخروطي سه بعدي را در دستگاه فضا ـ زمان چهاربعدي بوجود مي‏آورد که مخروط نوري آينده رويداد نام دارد. مخروط نوري گذشته نيز همان گونه است. براي حجم اين مدل سه بعدي مي‏توان ابتدا سطح آبگير دو بعدي را در نظر گرفت که با افتادن سنگي در آن، امواج گسترش يابنده، مخروطي ايجاد مي‏کنند که راس آن همان نقطه و زماني است که سنگ به آب برخورد مي‏کند. اگر به اين سطح دو بعدي، بعد زمان اضافه شود، مفهوم مخروط نوري قابل درک است.

ثابت کيهاني و اشتباه انشتين

کشف هابل به عنوان يکي از انقلاب‏هاي فکري قرن بيستم، جهان را ديناميک و رو به گسترش نشان داد. اما باور به ايستائي جهان چنان نيرومند بود که حتي انشتين در سال 1915 نيز اصلاحاتي در تئوري نسبيت عام خود به عمل آورد تا آن را امکان‏پذير سازد. او در معادلات خود ثابتي به نام ثابت کيهاني را وارد کرد و نيرويي به نام پاراگرانش را معرفي نمود که برخلاف ديگر نيروها از منبع خاصي ناشي نمي‏شد بلکه در کالبد فضا ـ زمان نهفته بود. موتوري دروني بود که گسترش عالم را کنترل مي‏کرد. انشتين اين مفهوم رياضي را بکار برد تا به فضا ـ زمان گرايشي دروني به گسترش ببخشد. او به جاي دست برداشتن از باور جهاني جاويد، معادلاتش را دستکاري کرد. اين مفهوم ثابت کيهاني، فضا ـ زمان را در جهت متضاد پيچ و تاب مي‏داد تا اجسام از يکديگر دور شوند. تاثير رانشي ثابت کيهاني مي‏توانست با تاثير کششي ماده برابر شود و پاسخي ايستا براي جهان بدست دهد. هاوکينگ معتقد است اين يکي از بزرگترين فرصت‏هاي از دست رفته فيزيک نظري است. چنانچه انشتين به معادلات اصلي خود وفادار بود مي‏توانست پيش‏بيني کند که جهان در چه وضعيتي است. کشف هابل نياز به يک ثابت کيهاني براي داشتن پاسخي ايستا براي جهان را از ميان برداشت. بعدها انشتين ثابت کيهاني را بزرگترين اشتباه زندگي علمي خود خواند.
البته مشاهدات اخير نشان مي‏دهد که شايد به راستي ثابت کيهاني کوچکي وجود داشته باشد. انرژي خلاء که در کنار ماده در جهان وجود دارد درست مانند ثابت کيهاني است. چگالي انرژي همانند ماده، منشا گرانش است. اين چگالي انرژي ناکرانمند، ناچار به معناي آن است که در جهان، کشش گرانشي کافي براي درهم پيچيدن فضا ـ زمان و تبديل آن به يک نقطه يافت مي‏شود. نظريه کوانتمي نيز متضمن آن است که فضا ـ زمان از افت و خيزهاي کوانتمي آکنده است. در مدل گسترش تورمي گوث، سردشدن ناگهاني يا ابرسرمايش مطرح مي‏شود و گفته مي‏شود که دما به کمتر از حد بحراني در جهان رسيد بي‏آنکه تقارن بين نيروها از بين رفته باشد. اين انرژي اضافي، درست مانند گرماي نهان انجماد، داراي اثر پادگرانشي است. نقش آن درست مانند همان ثابت کيهاني است که انشتين کوشيد براي ساختن مدلي ايستا از جهان آن را وارد نسبت عام کند. ثابت کيهاني گسترش جهاني را شتاب مي‏بخشد و اجازه نمي‏دهد جاذبه گرانشي ماده سرعت انبساط را کند گرداند.

چگالي عالم

مشاهدات ميکرو موج زمينه تابش کيهاني نشان مي‏دهد که احتمالا چگالي جهان در هنگام انفجار بزرگ بايد حدود ۱۰۷۲ تن بر اينچ مربع باشد. اگر جرم همه ستارگان مرئي کهکشان‏ها را جمع کنيم، حتي براي پائين‏نرين نرخ گسترش جهان، حاصل جمع از 01/0 مقدار لازم براي توقف گسترش جهان کمتر است. آنچه مي‏دانيم آن است که جهان در هر ميليارد سال بين ۵ تا ۱۰ درصد گسترش مي‏يابد. پس جهان بايد داراي مقادير بسيار زيادي ماده تاريک باشد که مستقيما قابل ديدن نيست اما جاذبه گرانشي آنها بر مدار ستارگان کهکشان‏ها تاثير مي‏گذارد. بخش عمده‏اي از ماده تاريک بايد به شکلي متفاوت از ماده معمولي باشد. شايد ماده تاريک از جرم‏هاي ذرات بنيادي بسيار سبک مانند آکسيون‏ها يا نوترينونها تشکيل شده باشد يا برخي گونه‏هاي عجيب ذره مانند ذرات پرجرم با اندرکنش ضعيف (WIMP) که توسط نظريه‏هاي مدرن ذرات بنيادي پيش‏بيني شده اما در آزمايشگاه آشکار نشده است. ماده گم شده مي‏تواند گواه وجود نوعي جهان سايه‏وار يا پوسته‏اي نيز باشد.

نويسنده: مسعود بينش
منبع: كتاب معجزه عقل کل
mohamadaminsh کاربر طلایی1
|
تعداد پست ها : 25772
|
تاریخ عضویت : دی 1389 

زندگی نامه استيون هاوکينگ

استيون هاوکينگ در سال 1942 در انگلستان زاده شد. به دليل علاقه بسيار به رياضي و فيزيک، در رشته فيزيک نظري در دانشگاه کمبريج مشغول به تحصيل شد. در حين تحصيل اندک اندک آثار يک بيماري مرموز در او ظاهر گشت و خيلي زود مشخص شد که اين بيماري، موتور نورون يا E.L.S است كه سلول‏هاي حركتي دستگاه عصبي مرکزي و محيطي را از کار مي‏اندازد. در سال 1962، پزشکان که شاهد پيشرفت سريع بيماري او بودند، به او گفتند دو سال بيشتر زنده نخواهد ماند زيرا تجربه پزشکي نشان داده که رهايي از اين بيماري ترسناک غيرممکن است. اما او خود چنين اعتقادي نداشت. عمل و اقدام او نشان مي‏داد که گر چه آرام آرام حرکات دست و پايش را از دست داد و مجبور شد بر روي چرخ متحرک بنشيند، اما نور اميدي در دل به او مي‏گفت که او زنده خواهند ماند و معجزه‏اي رخ خواهد داد و چنين شد.
او در دانشگاه با همسرش "جين وايلد" آشنا شد. ظهور و حضور او در زندگي هاوکينگ نقطه عطفي بود. او مي‏گويد : غير يک از مورد ابتلاء به بيماري E.L.S ، تقريبا در ديگر موارد زندگي بخت با من يار بوده است. او همواره در اين مورد بر نقش همسرش در فائق آمدن بر مشکلات بيماري خود تاکيد مي‏ورزد: به ياري همسرم جين و فرزندانم زندگي من بطور نسبي به روال عاري مي‏گذرد و موفقيت قرين من بوده است.
هاوکينگ در سال 1965، با جين ازدواج مي‏کند. همسرش يک مسيحي معتقد و دکتراي ادبيات پرتغالي است. در همان سال، بيماري او تشديد مي‏شود و ابتلا به ذات الريه، پزشکان را مجبور به انجام عمل جراجي بر روي ناي او مي‏سازد. او که اعصاب حرکتي خود را قبلا بکلي از دست داده بود، توانايي سخن گفتن را نيز از دست مي‏دهد و از تمامي بدنش، تنها يکي دو انگشت دست خود را مي‏تواند تکان دهد. يکي از اساتيد دانشگاه، با استفاده از يک برنامه رايانه‏اي ارتباطي، دستگاهي به نام "مرکز زنده" براي او مي‏سازد تا بر چرخ متحرک خود سوار کند و به کمک يکي دو انگشت خود، افکارش را به رايانه منتقل کند تا به صوت تبديل شود و بدين ترتيب هاوکينگ بتواند با دنياي اطراف ارتباط برقرار کند.
هاوکينگ که سرزندگي و شوخ طبعي را در ذات خود پرورش داده است همواره تحصيل در رشته فيزيک نظري را خوش اقبالي ديگر خود به شمار مي‏آورد: خوش اقبالي ديگر من گزينش فيزيک نظري است چرا که در اين رشته همه چيز در ذهن انسان مي‏گذرد، در نتيجه معلوليت من نتوانسته مانعي جدي براي من ايجاد کند.
هاوکينگ احتمالا معروف‏ترين دانشمند زنده جهان است. او نامدارترين فيزيکدان تاريخ است که جايزه نوبل را از آن خود نکرده است، شايد بدين دليل که کارهاي او تاکنون ثابت نشده باقي مانده است. هاوکينگ در سال 1970 به همراه دوست و همکارش راجر پنروز، اولين اثر مشترک علمي خود را عرضه کرد و در آن نشان دادند که هر پاسخ معادله نسبت عام انشتين متضمن وجود يک مرز تکينگي براي زمان و فضا در گذشته است. بدين ترتيب او در اثبات نظريه مهبانگ (انفجار بزرگ) با استفاده از تئوري نسبت عام کوشيد. در سال 1973 در کار مشترکي با جرج آليس به تشريح ساختمان کلان فضا ـ زمان پرداخت که يک اثر بسيار فني و دشوار است. در دهه 1970 به طور متمرکز بر روي سياهچاله‏ها کار کرد و به فرموله کردن بخار شدن کوانتمي سياهچاله‏ها موفق شد که اکنون به "تابش هاوکينگ" معروف است. او در اين دوره کتاب‏ها و مقالات متعدد ديگري نيز منتشر کرد و در آن با بيان رياضي و فني، تئوري‏هاي فيزيک نظري جديد را کاويد. رياضيات در نظر او بسيار زيبا و دوست‏داشتني است. کارهاي برجسته او در زمينه بکارگيري رياضيات در فيزيک نظري، او را تا مقام استاد لوکازين(Lucasian) رياضيات دانشگاه کمبريج ارتقاء داد. پيش از آن، اين کرسي مهم تنها به نيوتن و پل ديراک تعلق داشت.
در سال 1998، کتاب "تاريخچه زمان" را منتشر کرد و در آن کوشيد بدون بکار بردن فرمول‏هاي خشک رياضي، سرگذشت و سرنوشت جهان را توضيح دهد، تنها فرمول بکار رفته در اين کتاب، فرمول معروف هم ارزي جرم و انرژي انشتين (E = mc2) است. او هدف از نوشتن اين کتاب را نشان دادن راه طي شده در جهت فهم جهان ذکر مي‏کند و مي‏گويد: بر آن شدم که کتابي درباره زمان و مکان بنويسم که مورد استفاده همگان باشد. مفاهيم اساسي مربوط به سرچشمه و سرنوشت هستي را مي‏توان بدون استفاده از رياضيات چنان تشريح کرد که براي افراد عادي نيز مفهوم واقع گردد. او در اين کتاب درصد پاسخ‏گويي به پرسش‏هايي از اين دست بر آمده است: جهان از کجا آمده؟ چگونه وچرا بنياد گرفته؟ آيا پاياني بر آن متصور است و اگر آري، چگونه؟
او در اين کتاب سعي دارد به زبان ساده مدل دقيق افت و خيز خلاء و جهش همه هستي را در آغاز زمان، يعني مدل "جهان چونان يک تابع موجي" را تشريح کند. کتاب او به سرعت فروش ميليوني پيدا مي‏کند و در اندک زماني درصدر پرفروش‏ترين کتاب عمومي علمي جهان مي‏نشيند. اين کتاب پرخواننده‏ترين کتابي است که تاکنون درباره کيهان‏شناسي نوشته شده است. گرچه عده‏اي، بيماري و وضعيت استثنائي هاوکينگ را در اقبال عمومي به اين کتاب بي‏تاثير ندانسته‏اند، اما عمومي کردن دانش و پرداختن به مسائل معنا و هدف که دغدغه همه مردمان است قطعا نقش عمده‏تري داشته است. او بدين دغدغه پرداخته است که از کجا آمده‏ايم و به کجا مي‏رويم.
چند سال بعد، در سال 2001 او کتاب "جهان در پوست گردو" را نوشت و در آن به تبيين بيشتر نظريه‏ها در مورد سياهچاله‏ها و چگونگي دست‏يابي به نظريه واحد در تبيين و تفسير جهان پرداخت. او شوخ طبعانه در مصاحبه با لاري لينگ گفت: بر سياهچاله‏ها نور تابانده‏ام! با وجود سعي او در ساده‏نويسي کتاب قبلي، برخي بر او خرده گرفته بودند که کتاب، واجد مطالب دشوار و سنگين فهم است. او مدعي است در کتاب دوم مطالب را ساده‏تر نوشته و با ارائه تصاوير بسيار در صفحات کتاب، خشکي و سنگيني و يکنواختي کتاب قبلي را از آن ستانده است. خودش مي‏گويد: اميدوارم در طي اين سال‏ها آموخته باشم که چنان بنويسم که به سادگي فهميده شود. وقتي از او پرسيدند که پس از اين کار چه خواهي کرد، پاسخ داد: شايد روزي زندگينامه خود را بنويسم اما عجله‏اي براي اين کار ندارم،کارهاي علمي زيادي دارم که نخست بايد آنها را انجام دهم.
نظريات هاوکينگ در طول زمان با تغييراتي همراه بوده است. او که زماني بشدت رهايي و خروج هر گونه نور و انرژي از سياهچاله‏ها را رد مي‏کرد بعدها تغيير عقيده داد. زماني بسيار، همچون انشتين، معتقد و درصد دست يابي به "نظريه واحد" در يکپارچگي نيروهاي بنيادين جهان و تفسير و تبيين سرنوشت هستي بود و زمان رسيدن به آن را بسيار نزديک اعلام مي‏کرد، اما اخيرا از آن دست شسته و به گونه‏اي زمينه کاوش در جهان هستي را براي آيندگان نيز قائل شده است. ذهن او همواره در جستجوست. خود او مي‏گويد: من کودکي هستم که هرگز بزرگ نشدم، چون همواره مي‏پرسم چگونه و چرا؟ من مي‏خواهم پاسخ‏ها را بدانم. من از زندگي لذت مي‏برم. تا آنجا که بتوانم راهم را دنبال خواهم کرد. آيا کار ديگري مي‏شود کرد؟

نويسنده: مسعود بينش
منبع: كتاب معجزه عقل کل
mohamadaminsh کاربر طلایی1
|
تعداد پست ها : 25772
|
تاریخ عضویت : دی 1389 

سياهچاله

موضوع سياهچاله‏ها اول بار درسال 1783 بحث شد. جان ميچل مدرس کمبريج با مطرح کردن سرعت بحراني گريز گفت: ستارگاني با جرم بيشتر از خورشيد سرعت گريزشان از سرعت نور بيشتر است. پس نمي‏توانيم آنها را ببينيم چون نور گسيل شده از آنها توسط گرانش باز پس کشيده مي‏شود. او آنها را ستارگان تاريک ناميد. اما اصطلاح سياهچاله در 1969 توسط جان ويلر دانشمند آمريکايي بر سر زبان‏ها انداخته شد.
ستاره سردي که 5/1 برابر جرم خورشيد باشد در برابرگرانش خود تاب نخواهد آورد. اين حد چاندراسخار است. آنها وقتي نتوانند از طريق سوخت هسته‏اي گرماي لازم را توليد کنند براي جبران نيروي گرانش خود که در جهت کوچکتر شدن آنها عمل مي‏کند کوچک و کوچک‏تر خواهد شد تا به سياهچاله تبديل شوند، يعني ناحيه‏اي بسيار خميده از فضا ـ زمان که نور را ياراي گريز از آن نيست. در درون سياهچاله زمان به پايان مي‏رسد.
سياهچاله‏ها يکي از موارد نادر تاريخ علم است که تئوري مربوط به آنها به تفصيل و در قالب مدل رياضي تدوين شده است پيش از آن که هيچ گواه و نشانه تجربي دال بر درستي آنها در دست باشد. اگر شعاع ستاره‏اي کاهش يافت و به مرز بحراني رسيد حفره سياه (black hole) يا سياهچاله تشکيل مي‏شود. اگر جرم حجم رمبيده شده از 2/3 برابر جرم خورشيد بيشتر باشد با رمبش، الکترون‏ها و نيز نوترون‏ها خرد مي‏شوند. با خرد شدن نوترونها ديگر چيزي جلوي رمبش را تا صفرشدن جسم نمي‏گيرد. بنابراين مطابق تعريف، سياهچاله جسم کوچکي است که به دليل گرانش شديد همه چيز در آن مي‏افتد و هيچ چيز، حتي نور، نمي‏تواند از آن خارج شود. کش آمدن يا اثر جزر و مدي به دليل گرانش شديد است. کشش گرانشي ماه سبب مي‏شود که زمين اندکي کش بيابد. آب در سمت رو به ماه اندکي بالا مي‏آيد. اگر جسم در سياهچاله بيفتد اثر جزر و مدي چنان باعث کش آمدن آن مي‏شود که به تکه‏هاي کوچک مبدل مي‏گردد.
براي غلبه بر گرانش، بايد سرعت گريز از يک حد بحراني بيشتر باشد، مثلا اگر سرعت گريز از زمين براي موشکي، بيش از ۱۱ کيلومتر بر ثانيه باشد موشک به بالاي جو مي‏رود و هرگز به زمين بر نمي‏گردد. سرعت گريز از مشتري 5/60 ، از خورشيد 617، از شعراي يماني 3400 و از يک ستاره نوتروني 192000 است پس نور که سرعتي معادل 300 هزار کيلومتر در ثانيه دارد از ستاره نوتروني مي‏گريزد اما در درون سياهچاله به دام مي‏افتد.
ماده به هنگام سقوط در سياهچاله پرتو x تابش مي‏كند. اگر پرتوهاي x تنها از يک نقطه برسد بدان معني است که در آنجا ستاره‏اي رمبيده وجود دارد خواه نوتروني و يا سياهچاله. اگر نوتروني باشد پالس‏هاي سريع‏تر پرتو x تابش مي‏شود و اگر سياهچاله باشد پرتوهاي x پيوسته تابش نمي‏شود زيرا از سياهچاله نمي‏آيد بلکه از موادي که در سياهچاله مي‏ريزند تابش مي‏شود و لذا متغيير است. تابش سياهچاله موجب انتقال انرژي آن و به معناي از دست دادن جرم و کوچکتر شدن آن است. يعني دماي سياهچاله و نرخ تابش آن افزايش خواهد يافت. سرانجام جرم سياهچاله به صفر خواهد رسيد و سياهچاله کاملا ناپديد خواهد شد.
اگر نوري از سياهچاله بيرون نمي‏آيد چگونه مي‏توان آن را آشکار ساخت؟ آيا به تعبير طنزآميز هاوکينگ بايد در يک زيرزمين مخصوص زغال سنگ به دنبال يک گربه سياه باشيم! پاسخ آن است که نيروي گرانشي که سياهچاله بر همسايگانش اعمال مي‏کند با کششي که پيش از فروپاشي اعمال مي‏کرده برابر است. اگر خورشيد بدون از دست دادن جرمش به سياهچاله تبديل مي‏شد سياره‏ها مثل گذشته بر گرد او مي‏چرخيدند. بنابراين يک راه جستجوي سياهچاله آن است که دنبال ماده‏اي در حال گردش پيرامون چيزي فشرده و ناديدني بگرديم. تعدادي از اين منظومه‏ها و سياهچاله‏هاي غول‏آسا در مرکز کهکشان‏ها پيدا شده‏اند که گاه 100 ميليون برابر جرم خورشيد را دارند.
هاوکينگ معتقد است حتي اجسام کوچک هم اگر به اندازه کافي فشرده شوند ممکن است به صورت سياهچاله در آيند. احتمالا در مهبانگ برخي از تکه‏ها در هم فشرده شدند وسرانجام سياهچاله‏هايي را تشکيل دادند. اين سياهچاله را سياهچاله‏هاي بدوي مي‏گويند. نزديکترين سياهچاله بدوي به زمين شايد يک ميليارد کيلومتر فاصله داشته باشند. (در حد پلوتو)

دماي سياهچاله‏ها

سياهچاله‏ها همچون جسمي داغ با دماي T تابش مي‏كنند. هاوکينگ کشف کرد که سياهچاله‏ داراي دماست. او فرمول دماي سياهچاله‏ها را ارائه داده است. اين دما با ثابت پلانک و سرعت نور متناسب است. هر چه سياهچاله کوچکتر باشد دمايش بيشتر است. دماي سياهچاله‏ها با جرم چند برابر خورشيد تنها حدود يک ميليونيم درجه بالاي صفر مطلق است.
هاوکينگ نشان داد که سياهچاله چنان رفتار مي‏کند که گويي کميتي به نام انرژي دارد. او فرمول انتروپي سياهچاله را که برابر با مساحت افق رويداد سياهچاله است کشف کرد. فرمول مساحت براي انتروپي يا تعداد حالت‏هاي دروني يک سياهچاله پيش‏بيني مي‏کند که اطلاعات درباره آنچه به درون سياهچاله فرو مي‏ريزد مي‏تواند مانند اطلاعات روي يک صفحه موسيقي نگهداري و ذخيره شود و با بخار شدن سياهچاله اين اطلاعات بازيابي مي‏شوند.
هاوکينگ کشف کرد که سياهچاله‏ها کاملا سياه نيستند. نظريه کوانتمي بر آن است که سياهچالهها مانند اجسام داغ، همه نوع ذرات و پرتو از خود گسيل مي‏کنند.

پارادوکس گم شدن اطلاعات در سياهچاله‏ها

آيا اطلاعات در سياهچاله‏ها گم مي‏شود و يا همه اطلاعات دوباره بيرون مي‏آيد؟ به تعبير هاوکينگ، اين يکي از برجسته‏ترين پرسش‏هاي فيزيک نظري امروز است. اشاره شد که سياهچاله‏ها گرداب‏هاي آسماني هستند که از ستارگان فرو پاشيده شکل مي‏گيرند. هاوکينگ که در دهه 1970 عمدتا به مطالعه سياهچاله‏ها مشغول بود بر اين باور بود که سياهچاله‏ها همه اطلاعات و ردپاهائي را که فرو مي برند نابود مي‏کنند و تنها يک شکل عمومي تابش را گسيل مي‏دارند. هر چه درون سياهچاله بيفتد براي هميشه ناپديد مي‏شود. او براساس نظريه نسبيت عام احتمال در هم پيچيده شدن و گره خوردن فضا ـ زمان و گم شدن اطلاعات را در لابه لاي آن مطرح مي‏سازد. اما امروزه بسياري بر اين باور هستند که اطلاعات گم نمي‏شود. جهان امن و آسوده و پيش‏بيني پذير است و چيز غيرمنتظره‏اي رخ نمي‏دهد.
هاوکينگ امروزه معتقد است افق رويداد که سطح سياهچاله را تشکيل مي‏دهد داراي افت و خيزهاي کوانتمي است. اينها همان عدم قطعيت‏ها در موقعيت هستند. افت و خيزها رفته رفته مي‏گذرند و همه اطلاعات درون سياهچاله به بيرون درز مي کند. بنابراين دانشمندان اميدوارند با رمزگشايي از آنچه سياهچاله‏ها گسيل مي‏دارند تاريخ چيزهايي را که در طول هزاران سال فرو داده‏اند شناسايي کنند. اطلاعات با استواري در جهان بر جاي مي‏مانند. اين نظريه جديد هاوکينگ است. افت و خيزهاي کوانتمي بدان معناست که فضا پر از جفت ‏هاي ذرات مجازي است که با يکديگر پديدار مي‏شوند و از هم جدا مي‏شوند. در حضور يک سياهچاله، ذره داراي انرژي منفي ممکن است درون سياهچاله بيفتد و ذره با انرژي مثبت به بينهايت بگريزد. ذرات با انرژي منفي موجب کاهش وزن و بخارشدن آرام و آهسته سياهچاله و کوچک شدن اندازه افق آن شوند.

افق رويداد

افق رويداد، مرز ناحيه‏اي از فضا ـ زمان است که گريز از آن امکان‏پذير نيست. مرکز و کرانه سياهچاله، درون فضا ـ زمان از مسير شعاع‏هاي نوري شکل گرفته براي هميشه روي لبه آن شناورند و به دشواري از فرو رفتن در سياهچاله گريخته‏اند. افق رويداد مثل لبه‏هاي يک سايه است. ظاهرا آنچه دانته پيرامون راه ورود به جهنم سروده بود در مورد افق رويداد نيز صادق است. هر کس به اينجا وارد شود تمامي اميدش را از دست مي‏دهد. هر چيز يا هر کس در محدوده افق رويداد بيفتد بزودي به ناحيه‏اي که چگالي آن نامتناهي است مي‏رسد و براي او اين پايان زمان است.

نويسنده: مسعود بينش
منبع: كتاب معجزه عقل کل
mohamadaminsh کاربر طلایی1
|
تعداد پست ها : 25772
|
تاریخ عضویت : دی 1389 

ماهواره اميد ماهواره ای کاملا ایرانی


سازمان فضايي ايران كه شايد بسياري جايگاه سازماني آن را ندانند، يكي از زيرمجموعه‌هاي اصلي وزارت ارتباطات و فناوري اطلاعات است كه به‌منظور فراهم آوردن زمينه‌هاي اجرايي كردن برنامه‌هاي فضايي كشور راه‌اندازي شده است. ‌ ‌
دكتر رضا تقي‌پور، معاون وزير و رئيس سازمان فضايي ايران، ضمن عرض تبريك به ملت ايران براي دستيابي به دانش ارسال و هدايت ماهواره به اين نكته اشاره كرد كه در 3 سال آينده، ماهواره‌هاي ارتباطي خواهيم داشت و طي برنامه 10 ساله آموزش و آماده‌سازي فضانورد ايراني نيز براي حضور در ايستگاههاي ماهواره‌اي را در دست اقدام داريم كه كار مطالعاتي آن نيز آغاز شده است. ‌ ‌
ماهواره اميد كه به‌عنوان اولين ماهواره ساخت داخل و با دانش بومي‌شده ساخته و با موفقيت در مدار زمين قرار گرفت، براي آزمايش سيستم‌هاي رهگيري و هدايت زميني در حال گردش ارسال اطلاعات به زمين است. اطلاعات ارسالي از اين ماهواره به‌صورت متن بوده كه به‌عنوان اولين تجربه براي دانشمندان ايراني بسيار حايز اهميت است. ماهواره اميد هرچند براي مقاصد علمي ساخته و ارسال گرديده است، اما نسل‌هاي بعدي آن كه مي‌توانند در كارهاي ارتباطي به‌عنوان زيرساخت به‌كار روند، يكي از بازوهاي توانمند اقتصاد ارتباطي كشور خواهد بود كه هزينه‌اي بسيار پايين‌تر و كارايي بسيار بالاتري نسبت به سيستم‌هاي زميني خواهند داشت. ‌ ‌
سازمان فضايي ايران با دارا بودن پژوهشكده تحقيقات فضايي، تاكنون قراردادهاي بسياري را با مراكز دانشگاهي منعقد كرده است كه از جمله دست‌آوردهاي آن مي‌توان به طراحي و ساخت ماهواره‌هاي دانشجويي، تحقيقاتي و همچنين ماهواره با ماموريت‌هاي ارتباطي و سنجش از راه‌دور ‌(Remote Sensing)‌ اشاره كرد. ادامه روند ساخت ماهواره‌هاي ارتباطي مي‌تواند ارتباطات تلويزيوني و ارتباطات سيار را در كشور تسهيل كند. در ضمن تعلق اين ماهواره‌ها به ايران باعث مي‌شود هزينه‌هاي سنگين اجاره ماهواره از ساير كشورها ديگر به كشور تحميل نگردد.
البته ايران پيش از اين نيز داراي يك ماهواره اختصاصي بود اما اين ماهواره كاملا غيرايراني محسوب مي‌شد.
ماهواره سينا كه در روز پنجشنبه 6 آبان ماه سال 1384، بر روي يك موشك ماهواره بر كوسموس–3ام روسي به فضا پرتاب و با موفقيت در مدار اختصاصي ايران قرار داده شد. محل پرتاب آن پايگاه فضايي پلستسك در روسيه بود. سينا به سفارش وزارت علوم، تحقيقات و فناوري در شركت پاليوت در شهر اوُمسك روسيه طراحي و ساخته شده بود. ماهواره ايراني اميد داراي ماموريت‌هاي زير است:
– تعيين مشخصات مداري ماهواره پس از جدايي از ماهواره‌‌بر.
– تله‌متري مشخصات زيرسامانه‌هاي ماهواره (ارسال اطلاعات داخلي ماهواره به ايستگاه زميني) براي بررسي وضعيت ماهواره.
– ارسال فرمان از ايستگاه زميني به ماهواره.
اين ماهواره از نوع مخابراتي، به‌شكل مكعب مربع 40 سانتي‌متري است كه داراي 27 كيلوگرم وزن بوده در باند فركانسي UHF فعاليت مي‌كند. خصوصيات ايستگاه‌هاي زميني اين ماهواره عبارتند از: 4‌ايستگاه رنجينگ، 3 ايستگاه تله‌متري و تله‌كامند و 1 ايستگاه كنترل مركزي.

mohamadaminsh کاربر طلایی1
|
تعداد پست ها : 25772
|
تاریخ عضویت : دی 1389 

چهار دیدگاه اختر شناسان اغلب اخترشناسان ـ از بطلميوس گرفته تا کپرنيک و گاليله و نیز در طول قرن هجدهم ـ جهان را نسبتاً کوچک و جوان مي¬انگاشتند. در قرن نوزدهم، نظريه¬هايي، از روی تخمين و نظرپردازي، دربارة جهاني وسيع¬تر و با قدمتي بیشتر پيشنهاد شد. در قرن بيستم، شواهدی دربارة سن و اندازة عظیم و سن جهان گردآوری شده است و نظریه¬های کیهان¬شناختی جدید، مسائل مهمی را دربارۀ باورهای دینی پديد آورده¬اند.
در 1917، ويلم دوسيتر (Willem de Sitter) با كار بر روي معادلات نسبيّت عام اينشتين به راه¬حلي دست يافت كه يك جهانِ در حال انبساط را پيش‌بيني مي‌كرد. در 1929، ادوين هابل (Edwin Hubble) با بررسي «انتقال به سرخِ» سحابي‌هاي دوردست، «قانون هابل» را تدوين كرد: سرعت دور شدن يك سحابي با فاصلة آن از ما متناسب است. با برآورد و تأمل دربارۀ زمانِ گذشته، دانشمندان به این نتیجه رسیده¬اند که به‌نظر مي‌آيد جهان از يك منشأ مشترك در حدود پانزده ميليارد سال پيش، در حال انبساط است. در 1965، آرنو پنزياس (Arno Penzias) و رابرت ويلسون (Robert Wilson) زمينه‌اي ضعيف از امواج كوتاه را كه از همه سوي فضا فرا مي‌رسد كشف كردند. طيف آن امواج، با آنچه با استفاده از نظريه نسبيت دربارة تابشِ باقي‌مانده، پيش‌بیني شده بود، مطابقت زيادي داشت. تابش مذكور، همان «پس ـ تابيِ» (afterglow) گوي آتشين (fireball) كيهاني است كه در اثر انبساطِ متعاقب سرد شد.
شواهد غيرمستقيم مربوط به لحظه‌هاي بسيار اوليه انفجار بزرگ از تحقيقات نظري و نيز پژوهش‌هاي تجربي در فيزيك انرژي بالا فراهم آمده است. این پژوهش نشان می¬دهد که چهار نيروي فيزيكي پایه وجود دارند: (1) نيروي الكترومغناطيس كه عهده‌دار نور و رفتار ذرات باردار است؛ (2) نيروي هسته‌اي ضعيف (weak nuclear force) كه سبب واپاشي راديواكتيو است؛ (3) نيروي هسته‌اي قوي (strong nuclear force) كه پروتون‌ها و نوترون‌ها را درون هسته به هم پیوند می¬دهد؛ و (4) نيروي گرانش كه در جاذبة بين اجرامِ دور از هم، آشكار است. در 1967، استيون واينبرگ (Steven Weinberg) و عبدالسلام نشان دادند كه نيروهاي الكترومغناطيس و ضعيف مي‌توانند در چارچوب يك نظريه الكتروضعيف (Electro-Weak Theory) وحدت يابند. اين نظريه وجود دو ذرة سنگين را که اصطلاحاً بوزون‌ها W و Z نام گرفتند پیش¬بینی کرد كه این ذرات واسطِ ميان دو نيرو بودند. در 1983، «كارلو روبيا» (Carlo Rubbia) و همكارانش در ميان فرآورده‌هاي حاصل از برخوردهاي انرژي بالا در دستگاه شتاب‌دهندة ذرات در ‌ژنو (CERN) شواهدی را برای ذرات W به دست آوردند. [1]
در تلاش براي وحدت نيروهاي «الكتروضعيف» و «قوي» در يك نظرية وحدت‌يافتة بزرگ (Grand Unified Theory) پيشرفت‌هايي صورت گرفته است. وحدت مذكور، به‌واسطة ذرات X بسيار سنگيني كه تنها در انرژي‌هايي بالاتر از آنچه كه در شتاب‌دهنده‌هاي فعلي دسترس‌پذير است، محقق مي‌شود. گردهم¬آمدن گرانش و سه نيروي ديگر در چارچوب يك نظرية اَبَرتقارن (supersymmetry theory) - که گاهی «نظریۀ همه چیز» نیز خوانده می¬شود - مشكل‌تر بوده¬است. یکی از گزینه¬ها ارائه نظرية «اَبَرريسمان» (superstring theory) است که در آن، رشته‌هايي كه به‌طور باورنكردني سنگين، خرد و تك‌بُعدي‌اند، فرض می¬شوند كه مي‌توانند منشعب شوند و يا به‌صورت حلقه درآيند. وحدت نظریۀ کوانتوم و گرانش، مستلزم یک چارچوب ده بُعدی است. اما بر اساس نظریۀ «اَبَر ریسمان»، شش بُعد از ده بُعد مذکور بی¬درنگ چنان متراکم می¬شوند که می¬توانیم اندازۀ آنها را نادیده بگیریم و در نتیجه فقط چهار بُعد که به فضا وزمان¬ مربوط¬اند باقی می¬مانند. براي ريسمان‌ها هيچ شاهد تجربي وجود ندارد و انرژي لازم براي تحقق آنها بسيار فراتر از حدي است كه در آزمايشگاه‌ها در دسترس است. ولي اين ميزان انرژي، در نخستين لحظه‌هاي انفجار بزرگ وجود داشت. فيزيك‌دانان نسبت به سادگي، وحدت و تقارن، تعهدي قوي دارند كه اين تعهد، جستجو براي «نظرية وحدت‌يافته» را حتّي آن زمان كه آزمايش مستقيم ناممكن است، ترغيب مي‌كند.
با كنار هم نهادن شواهد مربوط به اخترشناسي و فيزيك انرژي بالا (high-energy) بازسازي قابل قبولي از تاريخ كيهان‌، ممكن مي‌شود و می¬توانیم رویدادهای آغازین سه دقیقۀ پس از انفجار بزرگ را بازسازی کنیم ـ یعنی زمانی که تشكيل «هسته» از پرتون‌ها و نوترون‌ها آغاز شد. پانصدهزار سال بعد، اتم‌ها پديده آمدند. يك ميليارد سال پس از آغاز جهان، كهكشان‌ها و ستارگان شکل گرفتند. ده ميليارد سال بعد، نیز سیارات پا به ¬عرصۀ وجود نهادند و پس از گذشت دو میلیارد سال دیگر، صور ميكروسكپيِ حيات در سيارة ما آغاز به تدریج به وجود آمدند و تکامل زیست¬شناختی به جریان افتاد.
هرقدر بيشتر به پيش از دقيقه سوم بازگرديم، نظريه‌ها، موقتي‌تر [= غيرقطعي‌تر] مي‌شوند زيرا آنها به حالت‌هايي از ماده و انرژي مي‌پردازند كه فراتر از هر آن چيزي است كه مي‌توانيم در آزمايشگاه‌ها تكرار و بازسازي كنيم. پروتون‌ها و نوترون‌ها احتمالاً از كوارك‌هاي سازندة خود در ثانيه 4ـ10 (يك ده هزارم ثانيه پس از آغاز) تشكيل شدند ـ يعني زماني كه دما تا 1012 (هزار ميليارد) درجه پايين آمده بود. اين درياي فوق‌العاده متراكم از كوارك‌هاي داغ، حدوداً در ثانيه10-10 از یک گوي آتشين (fireball) یکدست كه كوچك‌تر و داغ‌تر بود، شكل گرفت. در نظریه¬¬های تورمی که توسط الن گوث (Alan Guth) و اندره لینده (Andrei Linde) مطرح گردید پیشنهاد می¬شود که جهان در حدود ثانیۀ 35ـ10 یک انفجار بسیار سریع را پشت سر گذاشت که این معلول آزاد شدن انرژی فوق¬العاده¬ای بود که در اثر شکست تقارن، یعنی زمانی که نیروی قوی از دیگر نیروها جدا شد، آزاد شده بود. [2] پيش از ثانيه 35ـ10، دما به‌قدري بالا بود كه تمام نيروها به‌جز گرانش از توان مشابه برخوردار بودند. اين مقطعي است كه نظرية وحدت‌يافتة بزرگ در آن اِعمال مي‌شود. ما تقريباً هيچ تصوري از وقايع پيش از ثانيه 43ـ10، زماني كه حرارت 1032 درجه بود، نداريم. كل جهان به‌اندازة يك اتم امروزي و چگالي آن ميزان باورنكردنيِ 1096 برابر آب بود. [3]
امّا در زمان صفر (0=t) چه رخ داد؟ در نظرية استاندارد انفجار بزرگ، زمان صفر (0=t) به‌عنوان يك تكينگي كه قوانين فيزيك در آن به کار نمی¬آید به شمار می¬آید. در آن مقطع، نقطه‌اي بدون بُعد به صورت تابش خالص و با چگالي نامتناهي موجود بوده است. برخی عالمان الهیات زمینۀ مشترکی را با کیهان¬شناسان (اخترشناسان و فیزیک¬دانانی که به بررسی و مطالعۀ تاریخ اولیۀ کیهان علاقه¬مندند) دربارۀ این ایده که جهان آغاز دارد ملاحظه کردند. پاپ پیوس دوازدهم (Pope Pius XII) گفت، نظرية انفجار بزرگ، ايدة كتاب مقدسيِ آفرينش را تأييد مي‌كند. [4] اخترفيزيك‌داني به‌نام رابرت جَسترو (Robert Jastrow) احتجاج كرده است كه شواهد اخترشناختي به يك ديدگاه مبتني بر كتاب مقدس دربارة منشأ جهان منجر مي‌شود. او كتاب خود را با نام خداوند و اخترشناسان با اين عبارت درخور توجه به‌پايان مي‌برد:
اكنون به‌نظر مي‌رسد كه گويا علم هرگز قادر نخواهد بود تا نقاب از راز آفرينش برگيرد. براي دانشمندي كه با ايمانش به نيروي خرد زندگي كرده است داستان، مانند يك روياي آشفته به‌پايان مي‌رسد: او كوه‌هاي جهالت را يكي پس از ديگري پشت سر نهاده است و در آستانة فتح بلندترين قله قرار دارد. همين‌كه خود را از آخرين صخره بالا مي‌كشد، گروهي از عالمان الهيات كه قرن‌ها در آنجا ساكن بوده‌اند به او خوش‌آمد مي‌گويند. [5]
اما دیگر دانشمندان و عالمان الهيات از اينکه آموزة آفرينش با یک نظريۀ خاص علمي، يکي انگاشته شود احساس ناخشنودي می¬کنند. در اين اینجا، بررسي خواهم کرد که چگونه طرفداران هر يک از چهار ديدگاه اصلي دربارۀ نحوۀ ارتباط علم و دین، نسبت به نظريه¬های اخير کيهان¬شناختي واکنش نشان داده¬اند.

پی نوشتها:

* اين نوشتار ترجمه متن زير است:
Barbour, Ian. 2000. When Science Meets Religion: Enemies, Strangers or Partners? London: SPCK. Ch. 2. (Astronomy and Creation). Pp. 39-64.
1. Readable and reliable introductory accounts of current theories in physical cosmology include Timothy Ferris, The Whole Shebang: A State-of-the Universe(s) Report (New York: Simon & Schuster, 1997); Martin Rees, Before the Beginning: Our Universe and Others (Reading, MA: Addison-Wesley, 1997); George Ellis, Before the Beginning: Cosmology Explained (London: Boyars/Bowerdean, 1993); and John R. Gribbin, In the Beginning. After COBE and before the Big Bang (Boston: Little, Brown, 1993).
2. Alan Guth and Paul Steinhard, "The Inflationary Universe," Scientific American 250 (May 1984): 116-28; Alan Guth, The Inflationary Uni¬verse (Reading, MA: Addison-Wesley, 1997); Andrei Linde, "The Self--Reproducing Inflationary Universe," Scientific American 271 (Nov. 1994): 48-55.
3. See Steven Weinberg, The First Three Minutes (New York: Basic Books, 1977); James Trefil, The Moment of Creation (New York: Collier Books, 1983).
4. Pope Pius X11, "Modern Science and the Existence of God," The Catholic Mind (Mar. 1952): 182-92.
5. Robert Jastrow, God and the Astronomers (New York: Norton, 1978), p. 116.

نويسنده: ایان باربور
مترجم: پیروز فطورچی
منبع: كتاب اخترشناسي و آفرينش

mohamadaminsh کاربر طلایی1
|
تعداد پست ها : 25772
|
تاریخ عضویت : دی 1389 



پيدايش منظومه شمسي
تاكنون نظريات زيادي در مورد منشا منظومه شمسي و زمين ارائه شده است، در ميان آنها ، دو نظر اساسي وجود دارد. اولي فرضيه برخورد نزديك نام گرفته است. بر اين پايه است كه سياره‌ها ، از مواد جدا شده از خورشيد ، تشكيل شده‌اند. بر طبق آن ، كشش گرانشي يك ستاره يا دنباله‌دار به حدي بوده است كه هنگام عبور از كنار خورشيد مقداري از ماده آن را بيرون كشيده است. زمين ما عضوي از خانواده خورشيد است
 
منظومه شمسي نه سياره اصلي تعداد زيادي قمر طبيعي (اقمار) ، تعداد زيادي سياركها ، تعداد نامعلومي ستاره‌هاي دنباله‌دار به همراه شهابها ، شهاب سنگها به دور خورشيد در حال گسترش هستند.
محتويات منظومه شمسي
تمامي اجرامي كه تحت نيروهاي گرانشي خورشيد در مدارها در گردشند، منظومه شمسي را تشكيل مي‌دهند. اين اجرام بر اساس جرمشان در سلسله مراتب مشخص قرار دارند، در راس آنها خورشيد واقع است، سپس سيارات ، اقمار و حلقه‌هاي آنها ، خرده‌هاي بين سياره‌اي (ستاره‌هاي دنباله‌دار ، سياركها ، شهابها) و در آخرين مرتبه گازها و گرد و غبار بين سياره‌اي قرار دارند.
نظريه برخورد نزديك
در اوايل قرن بيستم ميلادي دو اخترشناس امريكايي نظريه برخورد نزديك را ارائه دادند كه بنا به عقيده آنها ، ذراتي از ماده خورشيد ، در اثر برخورد نزديك يك ستاره ديگر بيرون ريخته است. بعدا اين ذرات به همديگر پيوسته و اجرام بزرگي را تشكيل مي‌دهند كه از اين اجرام بزرگ ، سياره‌ها بوجود آمده‌اند.
فرضيه كانت - لاپلاس
نظريه مهم ديگر در سال 1755 ميلادي (1134 شمسي) بوسيله فيلسوف آلماني ، امانوئل كانت ، مطرح شد. نظر كانت به عقيده قابل قبول امروزي شبيه است. بر طبق آن ، منظومه شمسي از يك ابر گاز و غبار در حال چرخش ، شكل گرفته است. نظر كانت بوسيله رياضيدان فرانسوي به نام پير دو لاپلاس بسط داده شد. فرضيه كانت - لاپلاس ، يك ابر بسيار بزرگ از گازهاي داغ را ترسيم مي‌كند كه به دور محور خود مي‌چرخد. كانت و لاپلاس ، اين ابر بزرگ را سحابي ناميده‌اند.
سرد شدن گاز سحابي ، باعث انقباض آن مي‌شود. در اين ضمن ، با انقباض جرم اصلي ، حلقه‌هايي از گاز در اطراف آن باقي مي‌مانند. اين جرم اصلي همان خورشيد است. حلقه‌ها ، در اثر نيروي گريز از مركز (نيرويي است كه اجسام در حال چرخش را به طرف بيرون از مركز چرخش مي‌راند.) از مركز دور مي‌شوند. بنابراين فرضيه ، حلقه‌هاي جدا از هم ، منقبض شده و سياره‌ها را بوجود آورده‌اند. دانشمندان در درستي اين نظر ترديد دارند، چرا كه گازهاي داغ گرايشي به انقباض ندارند، بلكه در فضا گسترش مي‌يابند.
نظريه جديد ابرغبار
فيزيكدان آلماني كارل فون وايتسزيكر بنياد اصلي تئوري جديد ابر غبار را پيشنهاد كرد. بعد از آن اخترشناس امريكايي به نام جرارد كويپر نظر وايتسزيكر را به‌صورت تئوري جديد منشا منظومه شمسي تكميل كرد. سيارات منظومه شمسي ، از همان گاز و غباري شكل گرفته‌اند كه خورشيد از آن پديد آمده است. ابر بزرگ با گردش خود در فضا به بخشهاي كوچكتري تقسيم شده است.
ذرات موجود در اين بخشها ، همديگر را جذب كرده‌اند و سرانجام سياره‌ها را بوجود آورده‌اند. بيشتر مواد ابر اصلي در اثر تابش خورشيد از آن دور شده‌اند، ولي پيش از آنكه خورشيد ، حالت ستاره به خود گيرد، اندازه سياره‌ها به حدي رسيده بود كه مي‌توانستند در مداري به دور آن باقي بمانند يا گردش كنند.
شكل گيري منظومه شمسي
شكل گيري منظومه شمسي از ديد ديناميك
منظومه شمسي يك ساختار منظم را برحسب خواص فيزيكي‌اش نشان مي‌دهد، بطوري كه اگر از بالاي قطب شمال خورشيد ديده شود، منظومه شمسي قواعد زير را پيدا مي‌كند:
1. سيارات در خلاف جهت عقربه‌هاي ساعت در اطراف خورشيد مي‌گردند، خورشيد نيز در همان جهت به دور خود مي‌چرخد.
2. به استثناي عطارد و پلوتو ، اكثر سيارات داراي صفحات مداري هستند كه فقط بطور جزئي با صفحه دايرة‌البروج شيب دارند، مدارها تقريبا هم صفحه هستند.
3. به استثناي عطارد و پلوتو ، سيارات در مدارهايي مي‌گردند كه خيلي به دايره نزديك هستند.
4. به استثناي زهره و اورانوس ، سيارات در خلاف جهت عقربه‌هاي ساعت (يعني در همان جهت حركت مداريشان) به دور خود مي‌چرخند.
5. اكثر قمرها در همان جهتي كه سيارات مادرشان به دور خود مي‌چرخند و در نزديكي صفحات استوايي سيارات قرار دارند.
6. ستاره‌هاي دنباله‌دار با دوره تناوب طولاني ، مدارهايي دارند كه از همه جهات و زوايا مي‌آيند، بر خلاف مدارهاي هم صفحه سيارات ، اقمار ، سياركها و ستاره‌هاي دنباله‌دار با دوره تناوب كوتاه.
7. سه عدد از سيارات مشتري‌گون شناخته شده‌اند كه داراي حلقه هستند.
شكل گيري منظومه شمسي از ديد شيمي
تشكيل يك سياره مستلزم يك فرآيند چند مرحله‌اي است، اولا دانه‌هاي جامد متعلق به سحابي خورشيد متراكم مي‌شوند. ثانيا اين ذرات باهم يكي شده و اجرام آسماني بزرگ به نام ريز سيارات را شكل مي‌دهند كه سپس تصادم كرده و براي تشكيل پيش سيارات با هم يكي مي‌شوند و به سيارات امروزي متحول مي‌گردند. تركيبات شيميايي سيارات بوسيله فرآيندي به نام تسلسل تراكم از روي تراكم دانه‌ها تعيين مي‌شوند. ايده اوليه تسلسل تراكم اين است:
مركز سحابي بايد در دمايي برابر چندين هزار درجه كلوين بوده باشد. در اينجا دانه‌هاي جامد ، حتي تركيبات آهن و سيليكاتها نمي‌توانستند متراكم شوند. در جاي ديگر كه مواد مي‌توانستند به عنوان دانه‌هاي جديد متراكم شوند، به‌صورت زير به دما بستگي داشت:
پايينتر از 2000 كلوين ، دانه‌هاي ساخته شده از مواد خاكي متراكم شدند، زير 273 كلوين دانه‌هاي مواد خاكي و يخي هر دو مي‌توانستند شكل بگيرند. در دماي متفاوت گازهاي موجود و جامدات حاضر بطور شيميايي برهمكنش كرده و تركيبات متنوعي را توليد مي‌كنند. اگر دماي سحابي به سرعت از مركز به طرف بيرون كاهش يابد، چگاليها و تركيبات سيارات مي‌توانند با تسلسل تراكم توضيح داده شوند.

www.maragheh.org