تبلیغات
انجمن علمی نجوم و فیزیك - مطالب اردیبهشت 1390

شگفتی های عظیم در جهان فیزیك - بخش اول

شنبه 31 اردیبهشت 1390 10:06 قبل از ظهرنویسنده : فرهاد

 

 ۱) جهان هستی چگونه برپاست؟

ما به جایی رسیده‌ایم كه كه بدون حل كردن برخی از مشكلات و مسایل فیزیك، نمی‌توانیم در مورد حقایق و پدیده‌های جالب و شگفت‌انگیز دیگر فیزیكی، اطلاعات بیشتری كسب كنیم. برای درك مفاهیمی مثل خاستگاه و بنیاد جهان هستی، سرنوشت نهایی سیاهچاله‌های فضایی یا امكان سفر در زمان، نیاز داریم كه بدانیم جهان هستی چگونه ادامه‌ی حیات می‌دهد.
هم‌اكنون یك ایده‌ی خوب در ذهن ما هست كه می‌تواند منتج به كشف حقیقت و بنیاد هستی شود. علم فیزیك در قرن بیستم بر پایه‌ی انقلابهای دوگانه‌ی مكانیك كوانتومی (تئوری ماهیت جسم) و نظریه‌ی معروف اینشتین در مورد فضا، زمان و جاذبه معروف به نسبیت، بنا شده است. اما وقتی شما به دو تعریف نهایی از واقعیت دست پیدا می‌كنید زمانی كه تنها یك واقعیت را موجود می‌بینید، این راضی‌كننده نیست

تلاش برای یگانه‌سازی این دو تئوری، موانع تكنیكی فنی و مفهومی وحشتناكی را بر سر راه بهترین نظریه‌پردازان فیزیك در طول دهه‌های گذشته قرار داده و آنان را به چالش كشیده است. برای مثال از آنجایی كه جاذبه، خودش را به عنوان یك عامل ایجاد انحراف در فضای چهاربعدی زمان-مكان معرفی می‌كند، پذیرش نظریه‌ی كوانتومی در مورد جاذبه ایجاد مشكل می‌كند. از یك جهت، این به معنای پذیرش شك و تردید هایزن‌برگ در مورد فرضیات موجود راجع به زمان – مكان به شكل فی‌نفسه است كه قطعاً مشكل‌ساز خواهد بود.
اما ممكن است این تردیدها، یك معنای دیگر هم داشته باشند و آن به معنای وجود یك مشكل در رابطه با گرایش و رویكرد ما نسبت به قضیه است. شاید ما نباید مفهوم جاذبه را به تنهایی بررسی كنیم. اكثر تلاشهایی كه برای یكسان‌سازی نظریات موجود در مورد جاذبه انجام شدند، خود منجر به این گشتند كه تعریف كیفیت و كمیت جاذبه، وارد یك بحث و میدان جدید شود كه به ناچار همه‌ی نیروهای طبیعت مانند همه‌ی اجزای زیراتمی را به یك چارچوب تئوریك محدود می‌كند. این ایده‌یی است كه برخی از فیزیك‌دانها آن را "تئوری همه‌چیز" می‌خوانند.
نظریه‌ی جدیدی كه در حال حاضر مطرح می‌شود، نظریه‌ی "فرا-رشته‌یی" است كه به وجود حلقه‌های كوچك و ریز رشته‌یی اتمی به عنوان سازنده‌ی همه‌ی مواد حكم می‌دهد. فرضیه‌ی دیگری كه وجود دارد و به تئوری ام مشهور است هنوز كمی پیچیده و مبهم به نظر می‌رسد و می‌تواند به عنوان لایه‌یی كه در ابعاد وسیعتر فضایی حركت دارد، تصویر شد. اما مرحله و روند پیشرفت در این نظریه‌ها در بهترین حالت، اینگونه جمع‌بندی می‌شود كه هیچ كس دقیقاً به یاد نمی‌آورد وجود حرف "M” در نظریه‌ی ام، دقیقاً به چه دلیلی است و چه واژه‌یی را تداعی می‌كند. راه درازی در پیش است...

2) آیا "ضدجاذبه‌"ی اینشتین واقعاً یك اشتباه بود؟
اینشتین، ضدجاذبه را بزرگترین اشتباه خود می‌شمارد. اما به نظر می‌رسد كه او با اضافه كردن یك نظریه‌ی ضدجاذبه به فرضیه‌ی نسبیت خود كه آن را شرط فلسفه‌ی انتظام گیتی می‌خوانند، كار درستی انجام داده است.
این شرط اضافه در فرضیه‌ی نسبیت، به فضا یك خاصیت تدافعی نسبت می‌دهد به این معنا كه فضا خودش را دفع می‌كند، گسترده‌تر می‌شود و هرچه سریعتر این روند افزایش گستردگی ادامه می‌یابد. اینشتین این عامل به ظاهر بی‌ارزش را اضافه كرد چرا كه تصور می‌شد جهان هستی ثابت است و بی‌حركت. در نتیجه نیاز بود تا نیرویی وجود داشته باشد و قدرت كشش جاذبه‌یی زمین را بالانس و دچار تعادل كند كه مواد موجود بر روی زمین، كوچك و كوچكتر نشوند.
اما در دهه‌ی ۱۹۲۰، ادوین هابل كشف كرد كه جهان هستی خود به خود در حال گسترش و افزایش است. در نتیجه اینشتین نیز نظریه‌ی "تعادل انتظامی گیتی" را به دلیل ترس، پس گرفت!
اما به نظر می‌رسد این ایده نباید محو شود. نظریه‌ی كوانتومی میدانها، ثابت می‌كند كه حتی فضاهای خالی نیز با انرژی زیاد در حال طغیان و جنب و جوش هستند. در واقع همان تاثیر جاذبه‌یی g=۱۰ كه نظریه‌ی ضدجاذبه‌ی اینشتین را توصیف می‌كند. این نظریه در مورد قدرت دافعه‌ (كه در مقابل جاذبه مطرح می‌شود) مقداری گنگ و مبهم است اما به آن یك ارزش تخمینی می‌دهد.
تقریباً 10 سال پیش، فضانوردان متوجه شدند كه سرعت گسترش ابعاد جهان هستی در حال افزایش است و در نتیجه نظریات آزمایش خود در مورد نیروی ضدجاذبه را مطرح كردند. در عین ناباوری و سرگردانی فیزیكدانها هم این فضانوردان، قدرت ضدجاذبه را شامل ۱۲۰ نیرو دانستند كه ۱۰ بار از مقدار پیش‌بینی‌شده‌ی قبلی كوچكتر است.
این نتیجه، بسیار گمراه‌كننده و عجیب است. اگر تعادل برقرار شده میان جاذبه و دافعه، مقداری برابر با صفر بود، در نتیجه یكی از قوانین عمیق و مهم طبیعی در موردش صدق می‌كرد اما یك عدد غیرصفر كه تازه با تئوری ابتدایی نیز غیرقابل مقایسه شناخته شده را نمی‌شود تعبیر كرد.
برای وخیم‌تر كردن شرایط، كیهان‌شناسان به ایده‌یی علاقه‌مند شدند كه نیروی دافعه‌ی بسیار قوی و بزرگی در اولین مرحله‌ی تفكیك پس از انفجار بزرگ یا Big Bang را مطرح می‌كند چرا كه این نظریه، سناریوی جذاب و محبوب مربوط به زمین غیرمسطح و در حال افزایش حجم را تایید می‌كند. با توجه به این تئوری، جهان هستی پس از تولد و شكل‌گیری، با سرعتی غیرقابل باور توسط یك عامل قدرتمند و عظیم، تغییر حجم داد و این نیرو را قدرت ضدجاذبه یا دافعه ایجاد نمود.

در نتیجه اگر بخواهیم دلیل و برهانی بر این افزایش حجم سریع و روزافزون بیابیم، به نظریه‌یی نیاز داریم كه توضیح دهد چرا ضدجاذبه در ابتدا بسیار قوی و شدید بود، سپس با شتاب و سرعت كاهش مقدار پیدا كرد و سپس به مقداری در حوالی صفر رسید. به عبارت دیگر، ما می‌خواهیم بدانیم كه چرا نیروی ضدجاذبه، تقریباً در اولین فازهای شكل‌گیری جهان هستی حذف و محو شد اما به طور كلی از بین نرفت؟
یك احتمال این است كه نیرو بر اثر گذشت زمان، محو می‌شود. احتمال دیگر می‌تواند این باشد كه نیرو در فضا تغییر می‌كند و در نتیجه ممكن است از ورای دوربین تلسكوپهای ما، همه چیز بسیار بزرگتر از آنچه هستند نشان داده شوند. اگر اینگونه است، در نتیجه هر جسمی در آن منطقه، با سرعت در كهكشانها و ستاره‌های دیگر پخش و متلاشی می‌شد و در نتیجه اصلاً هیچ ناظری نمی‌توانست حضور داشته باشد تا نیرو را اندازه بگیرد.
آنچه كه ما نیاز داریم، یك تئوری است كه قدرت نیروی دافعه یا ضدجاذبه را به اندازه‌ی بخشی از قدرت همه‌ی نیروهای موجود در طبیعت برای ما تعریف كند. متاسفانه به نظر نمی‌رسد كه تئوریهای موجود مثل تئوری فرارشته‌یی یا تئوری "ام"، این میزان خاص را مشخص كنند و مقدار كمی كه باقی می‌ماند هم همچنان ناشناخته و اسرارآمیز خواهد بود. در نتیجه باید دوباره به سوال یك رجوع كنیم!


۳) چرا ما در سه بعد زندگی می‌كنیم؟
آیا اینكه زمین ما سه بعد دارد، اتفاقی است یا باید برایش دنبال یك تعبیر عمیقتر گشت؟ بعضی از تئوریسین‌ها معتقدند كه فضای به وجودآمده بر اثر انفجار بزرگ، تنها به صورت اتفاقی از سه بعد تشكیل گشت و ممكن است قسمتهای دیگری از جهان هستی وجود داشته باشند كه ابعادشان متفاوت باشد.
مثلاً هیچ دلیل منطقی نمی‌توان یافت برای پاسخ به این سوال كه چرا مثلاً جهان هستی فقط دو بعد ندارد. چندصد سال پیش، ادوین آبوت اثری به نام "زمین مسطح" نوشت كه در آن جهانی دوبعدی را تصویر كرد. جهانی كه در آن اجسام و موجودات حیات خود را تنها بر روی "سطح" ادامه می‌دادند. اما فیزیك جهان دوبعدی با فیزیك جهان ما بسیار متفاوت خواهد بود. برای مثال در فضای دو بعدی، امواج به شفافیت انتشار در فضای سه بعدی، پخش نمی‌شوند و باعث ایجاد انواع مشكلات در سیگنال‌رسانی و انتقال اطلاعات می‌گردند. و نیز از آنجایی كه زندگی آگاهانه، به فرآیند انتقال درست و صحیح اطلاعات بستگی دارد، در نتیجه این تفاوتها كافی خواهند بود برای اینكه مشاهدات ما را تنها در حد مناطقی ناشناخته محدود نگاه دارند.
تصور كردن فراتر از سه بعد نیز مشكلات مختلفی به همراه خواهد داشت. در چنین حالتی، سیستمهای نجومی و سیاره‌یی غیرممكن می‌شوند چرا كه عكس قانون جاذبه یعنی قانون قدرتهای افزایشی به وجود خواهد آمد. در نتیجه به نظر می‌رسد كه جهان سه بعدی تنها جهانی است كه وجود دارد و فیزیكدانها می‌توانند درباره‌اش بنویسند. اما نكات ریزی وجود دارد كه باعث می‌شود این فرضیه با شك و تردید همراه باشد.
شاید فضا سه بعدی نیست و تنها اینگونه برای ما نشان داده می‌شود. شاید فضا ۹ یا ۱۰ بعد دارد و حتی ابعاد بیشتر! برخی از تئوریهایی كه قصد یكپارچه‌سازی نیروهای طبیعت را دارند مانند فرضیه‌ی فرا-رشته‌یی، امكان وجود تعداد ابعاد بیشتری نسبت به آنچه كه ما می‌بینیم را رد نمی‌كنند.
دلیلشان نیز این است كه بسیاری از معادلاتی كه برای توصیف وضعیت موجود به كار می‌روند، با در نظر گرفتن تعداد بیشتر ابعاد، نتایج بهتری می‌دهند! در نتیجه نمی‌توان آن را كاملاً بی‌معنی دانست. ابعاد اضافی فضا، سابقه‌ی حل بسیاری از مشكلات و مسایل حل‌ناشدنی فیزیك را دارند. برای مثال اینشتین برای توصیف كردن جاذبه، به یك بعد اضافی نیاز داشت و آن، زمان بود. و تئودور كالوتزا نیز یك بعد به سه بعد اثبات شده اضافه كرد چرا كه می‌خواست نظریات جاذبه را با فرضیات ماكس‌ول در مورد الكترومغناطیس، همگون سازد.
مطمئناً ما نمی‌توانیم بعد چهارم را ببینیم اما این هم احتمالاً یك دلیل دارد. این بعدهای اضافه، می‌توانند بسیار كوچك و فشرده شوند. یك لوله‌ی پلیمری آب را از دور در نظر بگیرید. مانند یك خط دراز و معوج به نظر می‌رسد. از یك بعد نزدیكتر آن را نگاه كنید. به شكل تیوب یا لوله دیده می‌شود. اما آنچه كه در حقیقت این لوله را می‌سازد، یك سطح دایره‌یی شكل كوچك است كه دور محیط لوله چرخیده است. به طور مشابه، بعد چهارم نیز می‌تواند چنین لوله‌یی باشد كه دور فضای سه‌بعدی می‌چرخد اما آنقدر كوچك است كه دیده نمی‌شود.
در نتیجه تصور كردن ابعاد بسیار زیادتری كه اینگونه در فضا پنهان‌ شده‌اند، به راحتی ممكن است. اما متاسفانه نظریه‌ی فرا-رشته‌یی هنوز دقیقاً سه بعد گشوده‌شده را تایید نمی‌كند در نتیجه برای تصور ما نسبت به جهان هستی هم تعریف درستی نمی‌توان ارایه داد.
اما برای تصور كردن یك بعد جدید، راههای دیگری هم هست. فرض كنید نیروهای فیزیكی بتوانند نور و جسم را به یك صفحه‌ی سه‌بعدی مسطح یا ورقی‌شكل تقلیل دهند و محدود كنند در حالی كه به برخی پدیده‌های دیگر فیزیكی اجازه می‌دهند تا وارد بعد چهارم شوند. ساكن شدن سطوح دو بعدی به جای اجسام سه‌بعدی در فضاهای مشخص باعث می‌شود تا هر جسم و پدیده‌یی به شكل طرح و نقشه‌اش نشان داده شود. مثلاً ما یك توپ كره‌یی شكل را به صورت دایره ببینیم! به طریق مشابه، ممكن است ادعا شود كه ما در حال حاضر تنها تصویری سه بعدی از اجسام و مفاهیمی را می‌بینیم كه در واقع چهاربعدی هستند.
اما فضای "سه لایه‌یی" ما می‌تواند تنها در چهار بعد نیز محدود نشود. لایه‌های قابل كشف دیگری نیز می‌توانند وجود داشته باشند كه در فضای چهاربعدی حضور دارند. اثبات این فرضیه، انجام آزمایشهایی تازه را می‌طلبد كه وجود بعد چهارم را نیز به ما نشان دهد. اما این نظریه وجود دارد كه برخورد لایه‌های چندبعدی در مقیاسهای این‌چنینی می‌تواند به تكرار شدن "انفجار بزرگ" منجر گردد در نتیجه حضور ما بر روی كره‌ی زمین شاید اصلاً موید همین مطلب باشد كه فضا واقعاً سه‌بعدی نیست!

 


آخرین ویرایش: یکشنبه 19 شهریور 1391 11:55 بعد از ظهر

 

ریاضیات فریبنده!!!

پنجشنبه 22 اردیبهشت 1390 09:53 قبل از ظهرنویسنده : فرهاد

 

 

سلام

این موضوع جالبیه که خودتون متوجه میشید چرا!

چند بار حساب كنید.با دقت

عدد 1000 رو فرض کنید. 40 رو به اون اضافه کنید. حاصل رو با یک 1000 دیگه جمع کنید. عدد 30 رو به جواب اضافه کنید. با یک هزار دیگه جمع کنید. حالا 20 تا دیگه به حاصل جمع، اضافه کنید. 1000 تای دیگه جمع کنید و نهایتاً 10 تا دیگه به حاصل اضافه کنید. حاصل جمع بالا چنده؟

برگرفته از سایت کانون


آخرین ویرایش: دوشنبه 20 شهریور 1391 03:39 بعد از ظهر

 

كشف عظیم‌ترین ستاره

جمعه 16 اردیبهشت 1390 09:50 قبل از ظهرنویسنده : فرهاد

 

 

 اخترشناسان انگلیسی بزرگترین ستاره شناخته شده در كائنات را كشف كردند.

 به گزارش سرویس «علمی» خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا) ، سنگین ترین ستاره شناخته شده كه جرم آن 320 بار بیشتر از جرم خورشید است، در حاشیه كهكشان‌ راه شیری توسط این محققان كشف شده است.

 دانشمند‌ان دانشگاه شفلید این غول ستاره‌ای موسوم به R136a1 را با استفاده از رصدخانه جنوب اروپا كه تلسكوپ‌ وری لارج در شیلی است و اطلاعات حاصل از تلسكوپ‌ و فضایی هابل شناسایی كرده‌اند.

 به گفته محققان بزرگترین ستاره‌هایی كه پیش از این شناخته شده‌اند به لحاظ جرم حدود 150 بار بزرگتر از خورشید ما بوده‌اند و بنابراین تصور می‌شد كه این اندازه در واقع محدوده مقیاس كیهانی برای بزرگی ستاره‌ها است.

 به گزارش روزنامه‌ تلگراف، از آنجا كه ستاره‌های سنگین با پیرتر شدن، جرم خود را از طریق تبدیل آن به انرژی از دست می‌دهند، R136a1 تاكنون 20 درصد از جرم خود را در عمر كوتاه میلیون ساله اش از دست داده است.

 به گفته دانشمند‌ان ستاره‌های عظیم الجثه مثل R136a1 از الحاق چندین ستاره جوان به یكدیگر شكل می‌گیرند و فقط در قلب خوشه های ستاره‌یی كشف می‌شوند.

برگرفته از سایت کانون


آخرین ویرایش: دوشنبه 20 شهریور 1391 03:39 بعد از ظهر

 

سیارک دوتایی

شنبه 10 اردیبهشت 1390 09:48 قبل از ظهرنویسنده : فرهاد

 

 

به سیارک هایی که دارای یک همدم یا ماه هستند سیارک های دوتایی گفته می شود . این سیارک ها معمولا در منظومه ی شمسی هستند. با این حال دانشمندان تا کنون نتوانسته اند دینامیک این سیارک ها و مخصوصا قمر های آنها را کشف کنند.

گروهی از ستاره شناسان با مطالعه ی سیارک های دوتایی اظهار کرده اند که نور خورشید در چرخش سیارک موثر است و می تواند سرعت چرخش را افزایش یا کاهش دهد . همچنین محققان می گویند احتمال دارد که برخورد این سیارک ها در چندین میلیون سال پیش با کره ی زمین ، موجب افزایش دمای آن شده باشد . زیرا بر روی زمین شواهدی وجود دارد که حاکی از وجود یک برخورد در گذشته ی بسیار دور است. از جمله وجود حفره ها و یا دهانه های آتشفشانی است که در فاصله های نزدیک به هم قرار دارند و تقریبا در زمان های یکسانی شکل گرفته اند . تصویر بالا از یک جفت دریاچه ی دایره ای شکل در مشرق کانادا گرفته شده است . این منطقه در اثر برخورد یک زوج سیارکی شکل گرفته است . این برخورد ها تقریبا در 290 میلیون سال پیش روی داده اند. دهانه های دوتایی مشابه نیز ممکن است در مناطق دیگر یافت شوند.

Derek Richardson – از دانشگاه مایلند به همراه Kevin Walsh و Patrick Michel از رصدخانه ی Cote d'Azur . مدلی را طراحی کرده اند که نشان می دهد که هنگامی که انرژی خورشیدی سرعت چرخش یک سیارک را به حد کافی افزایش دهد ، مواد از استوای سیارک به بیرون پرتا ب می شوند. اگر تکه سنگ های پرتاب شده ی سیارک با یکدیگر برخورد کنند و سرعت آنها کاهش یابد آنگاه مواد می توانند با هم ادغام شده و یک قمر را تشکیل دهند. این قمر در همان مدار به حرکت خود بدور سیارک ادامه می دهد. مدل گروه دقیقا با مشاهدات سیارک های دوتایی مطابقت می کند. این مدل با یافتن تکه های گم شده ی سیارک که در منظومه ی شمسی پراکنده شده اند مانند یک پازل تکمیل می شود. این مدل اطلاعاتی را در مورد اشکال و ساختار سیارک دوتایی نزدیک به زمین را ارائه می دهد که برای انحراف مسیر برخورد سیارک با زمین ضروری هستند. نویسنده می گوید که یافته های فعلی حاکی از آنند که ماموریت فضا یی به یک سیارک دوتایی میتواند موادی را که ممکن است دراثر تابش نور به بیرون پرتاب شده باشند را دوباره جمع آوری کند. Richardsonاین مطلب را بدین گونه شرح می دهد که کهن ترین مواد در یک سیارک می بایست در سطح زیرین آن قرار داشته باشند . فرایند چرخش موجب می شود مواد جدا شده از سیارک تشکیل یک قمر یا ماه دهند و مواد کهن موجود در زیر پوسته آشکار شوند .به همین دلیل یک ماموریت برای جمع و بازگرداند یک نمونه از جسم اولیه از یک چنین سیارک دوتایی می تواند اطلاعاتی را پیرامون مواد کهن تر و اولیه تر درون یک سیارک به ما بدهد.

 برگرفته از سایت کانون


آخرین ویرایش: دوشنبه 20 شهریور 1391 03:40 بعد از ظهر