منشأ شیشه به صحرای لیبی باز می‌گردد

https://bigbangpage.com/wp-content/uploads/2019/07/image_1446_1-Libyan-Desert-Glass.jpg

منشأ شیشه به صحرای لیبی باز می‌گردد

بیگ بنگ: شیشه در صحرای لیبی یک شیشۀ طبیعی است که در غرب مصر کشف شده و ۲۹ میلیون سال پیش کشف شده است، هرچند منشأ آن هنوز تحت بررسی قرار دارد: دو فرضیه‌ عمده در مورد تشکیل آن عبارتند از ذوب شدن توسط برخورد شهاب‎‌سنگ یا ذوب شدن توسط یک انفجار هوای جوی بزرگ. یک مطالعه جدید که توسط دو محقق اهل استرالیا و اتریش انجام شده این فرضیه را تأیید می‌کند که شیشه در صحرای لیبی در اثر برخورد شهاب‌سنگ ساخته شده است.

به گزارش بیگ بنگ، دکتر آرون کاووسی از دانشگاه کورتین و همکارش پروفسور کریستین کوئبرل از موزه تاریخ طبیعی اتریش و دانشگاه وین دانه‌های کوچک زیرکون معدنی در نمونه‌های شیشۀ صحرا را تحت بررسی قرار دادند. دکتر کاووسی گفت: «زیرکن در شیشه شواهدی از حضور سابقِ یک مادۀ معدنی پرفشار به نام ریدیت را نشان داد که فقط در حین یک برخورد شهاب‌سنگ تولید می‌شود. این ماده موضوع بحث‌های مداوم بوده که آیا شیشه در حین برخورد شهاب‌سنگ تشکیل شده یا در حین یک انفجار هوایی تشکیل شده، یعنی وقتی اشیاء نزدیک زمین منفجر می‌شوند و انرژی در جو زمین ته‌نشین می‌شود.»

وی افزود: «هم برخورد شهاب‌سنگ و هم انفجارات هوا می‌توانند منجر به ذوب‌شدگی شوند، هر چند فقط برخوردهای شهاب‌سنگ امواج شوک را تولید می‌کنند که باعث تشکیل مواد معدنی پرفشار می‌شود، بنابراین شواهد ریدیت سابق تأیید می‌کند که این ماده در نتیجۀ برخورد یک شهاب‌سنگ ساخته شده است.» این ایده که شیشه در حین یک انفجار هوای جوی بزرگ تشکیل شده پس از انفجار هوا در چلیابینسک در سال ۲۰۱۳ شهرت پیدا کرد. این انفجار هوا باعث آسیب شدید به اموال و آسیب به انسان‌ها شد اما منجر به ذوب شدن مواد سطحی نشد.

دکتر کاووسی گفت: «مدل‌های قبلی نشان دادند که شیشه در صحرای لیبی یک انفجار هوای کلاس ۱۰۰Mt بزرگ را نشان می‌دهد، اما نتایج ما حاکی از آن است که این مسئله صحت ندارد. برخوردهای شهاب‌سنگ رویدادهایی فاجعه‌بار هستند اما شایع نیستند. انفجارات هوا به طور مکررتر رخ می‌دهد، اما اکنون می‌دانیم که نباید یک رویداد تشکیل شیشه در صحرای لیبی را در آیندۀ نزدیک انتظار داشته باشیم که تا حدی ما را آرام می‌کند.» یافته‌های این مقاله در مجله‌ Geology منتشر شده است.

ترجمه: سحر الله‌وردی // منبع: بیگ بنگ

کشف باکی بال‌های یونیزه در فضای میان ستاره‌ای

https://bigbangpage.com/wp-content/uploads/2019/07/image_7329e-Cosmic-Buckyballs.jpg

کشف باکی بال‌های یونیزه در فضای میان ستاره‌ای

بیگ بنگ: اخترشناسان با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل موفق شدند «باکی بال‌های یونیزه» را در فضای میان ستاره‌ای کشف کنند.

به گزارش بیگ بنگ، این «باکی بال‌ها» از ۶۰ اتم کربن تشکیل شده‌اند و در گوی توخالی جای گرفته‌اند. این مولکول قبلا در فضا مشاهده شده، با این حال، این اولین‌باری است که نسخه یونیزه شده آن در فضای میان ستاره‌ای مشاهده گردیده است. C60 زمانی یونیزه می شود که نور فرابنفش ستاره‌ها، الکترونی را از مولکول بیرون منتشر کند.

دکتر «مارتین کوردینر» محقق در مرکز پروازهای فضایی گودارد ناسا و دانشگاه کاتولیک آمریکا در واشنگتن گفت: «فضای میان ستاره‌ای را به مدتی طولانی، محیطی نامساعد میدانستند که امکان وجود مولکول‌های بزرگ به وفور در آن نیست. قبل از کشف C60، بزرگترین مولکول‌های شناخته شده در فضا تنها ۱۲ اتم را در برمیگرفت. حالا تایید C60+ نشان میدهد که اخترشیمی چقدر شرایط پیچیده‌ای را میتواند رقم بزند، حتی در پایین‌ترین چگالی.»

مواد میان ستاره‌ای کهکشان راه شیری عمدتا در دیسک مسطحی قرار گرفته است. بر اساس شرایطی که وجود دارد، این مواد ویژگی‌های جذب بسیار قدرتمندی دارند که از مولکول‌های میان ستاره‌ای نشات می گیرد. دکتر کوردینر و همکارانش از تلسکوپ فضایی هابل برای تجزیه و تحلیل نورِ حاصل از هفت ستاره ابَرغول آبی در صفحه راه شیری استفاده کردند.

دکتر کوردینر افزود: «حیاتی که ما میشناسیم، بر پایه مولکول‌های حاوی کربن بنا نهاده شده است. این اکتشاف نشان می دهد که مولکول‌های کربن ِ پیچیده میتوانند در محیط‌های نامساعد فضای میان ستاره‌ای تشکیل شده و به بقای خود ادامه دهند. وجود C60 نشان دهندۀ سطح بالایی از پیچیدگی شیمیایی در محیط‌های فضایی است. لذا باید احتمال بالایی برای وجود ِ سایر مولکول‌های پیچیدۀ حاوی کربن در نظر بگیریم.»

محققان در تلاش هستند تا C60+ را در محیط‌های بیشتری مورد شناسایی قرار بدهند و ببینند باکی بال‌ها با چه میزان فراوانی در جهان گسترده شده‌اند. جزئیات بیشتر این پژوهش در Astrophysical Journal Letters منتشر شده است.

ترجمه: منصور نقی‌لو // منبع: بیگ بنگ

ما در بقایای برخورد کهکشانی زندگی می‌کنیم!

https://bigbangpage.com/wp-content/uploads/2019/07/wreckage-epic-galactic-collision-1200x630.jpg

ما در بقایای برخورد کهکشانی زندگی می‌کنیم!

بیگ بنگ: در نوامبر ۲۰۱۸، اخترشناسان از کشف کهکشانِ پنهان Antlia 2 در نزدیکی راه شیری خبر دادند. این کهکشان یک کهکشان کم جرم اما نسبتاً عظیم است که به دور راه شیری می‌چرخد. یک تحقیق جدید نشان می دهد احتمالا این کهکشان کوچک میلیون‌ها سال پیش با راه شیری، برخورد کرده است.

به گزارش بیگ بنگ، بتازگی گروهی از محققان مؤسسه فناوری روچستر شواهدی ارائه کردند که نشان می دهد یک برخورد کهکشانی در گذشته با Antlia 2 موجب ایجاد موج‌های بزرگی در دیسک هیدروژنیِ بیرونی ِ کهکشان راه شیری شده است. این کشف احتمالاً رازی که دانشمندان را بیش از یک دهه سردرگم کرده، حل می‌کند.

برخورد کهکشانی

“سوکانیا چاکرابارتی” استادیار مؤسسه روچستر، یافته‌های گروهش را در جلسه انجمن نجوم آمریکا به The Astrophysical Journal Letters ارائه کرد و در حال حاضر در سرور پیش‌ از چاپ arXiv منتشر شده است.

محققان با استفاده از داده‌های جمع‌آوری‌شدۀ ماهواره گایا مسیر قبلیِ Antlia 2 را محاسبه کردند و دریافتند که احتمالاً چندصد میلیون سال پیش این کهکشان با کهکشان راه شیری برخورد کرده و این برخورد موجب ایجاد موج‌هایی شده که امروزه شاهد آن هستیم. همچنین این گروه شبیه‌سازی‌هایی را نیز انجام دادند تا علتی که قبلاً برای موج‌ها پیشنهاد شده بود را رد کنند؛ علتی که می‌گفت برخورد کهکشانی با کهکشان کوتوله کمان موجب ایجاد موج‌ها شده است.

ماده تاریک

چاکرابارتی معتقد است که Antlia 2 می‌تواند در حل راز ماده تاریک نیز به دانشمندان کمک کند. وی گفت: «ما نمی‌دانیم ماهیت ذرات ماده تاریک چیست، اما اگر باور داشته باشید که ماده تاریک وجود دارد، آن وقت چیزی که نامعلوم است تغییر چگالی با توجه به شعاع است.»

وی ادامه داد: «اگر Antlia 2 یک کهکشان کوتوله‌ باشد که ما پیش‌بینی کرده‌ایم، آن وقت می‌دانیم که مدار آن چه بوده بوده و چطور به دیسک کهکشانی نزدیک شده است. بنابراین محدودیت‌های سختی در مورد جرم و چگالی آن اعمال می‌شود. در نهایت می‌توانیم از این کهکشان بعنوان یک آزمایشگاه منحصربه فرد استفاده کنیم تا به ماهیت “ماده تاریک” پی ببریم.»

ترجمه: زهرا جهانبانی // منبع: بیگ بنگ

تصویری که ۱۰۰ میلیارد انسان آن را ندیدند!

تصویری که ۱۰۰ میلیارد انسان آن را ندیدند!

بالاخره سال‌ها تلاش دانشمندان به ثمر نشست و روز چهارشنبه آنها با کمک تلسکوپ "افق رویداد" برای نخستین بار توانستند تصویر واقعی یک سیاه چاله را ثبت کنند.

به گزارش ایسنا، با انتشار این تصویر بسیاری از افراد نسبت به آن واکنش نشان دادند، اما سوالی که برای اکثر افراد پیش آمده بود این است که دلیل واضح نبودن این تصویر چیست و چندین سوال دیگر; اما به جای دیدن نیمه خالی لیوان بد نیست به نیمه پر و بسیار مهم آن نیز بنگریم و آن این است که ما افراد خوش‌شانسی هستیم چرا که شاید تاکنون حدود ۱۰۰ میلیارد انسان روی کره زمین زندگی کرده‌اند اما تنها ما این شانس را داشتیم که اولین تصویر واقعی از یک سیاه چاله را ببینیم.

دهمین روز آوریل سال جاری رویدادی بی‌نظیر در نجوم به وقوع پیوست و دانشمندان که سالیان متمادی برای ثبت یک تصویر از سیاه چاله تلاش می‌کردند، بالاخره موفق شدند. اختر شناسان برای نخستین بار در تاریخ، تصویری از یک سیاه‌چاله را اکنون نام آن را "Pōwehi" نامیده‌اند با دوربین تلسکوپ "افق رویداد" شکار کردند. نام این سیاه چاله در زبان هاوایی به معنای "منبع تاریکی زینت داده خلقت بی پایان"(embellished dark source of unending creation) است.

سیاه چاله Pōwehi چهل میلیارد کیلومتر قطر داشته و در یک کهکشان دور قرار دارد. اکنون انسان‌ها به لطف تلسکوپ "افق رویداد" قادر به دیدن نخستین تصویر از افقِ رویدادِ یک سیاه چاله که در ۵۰۰ میلیون تریلیون کیلومتری کره‌زمین قرار دارد، هستند.

بدون شک سیاه چاله‌ها یکی از پدیده‌های بسیار جذاب و هیجان انگیز و در عین حال اسرارآمیز جهان هستند. این پدیده هم چنین برای اخترشناسان و اخترفیزیکدانان نیز بسیار اسرارآمیز است و به همین دلیل است که آنها حدود نیم قرن است که در حال مطالعه درباره آنها هستند.

اکنون دانشمندان می‌بایست تشکر ویژه‌ای از " آلبرت اینشتین" بجا آورند چرا که او در ابتدا با نظریه‌هایی درباره گرانش، احتمال وجود سیاهچاله‌ها را مطرح کرد.

سیاه چاله‌ها چه هستند؟

به عبارت ساده، هنگامی که ستاره‌های عظیم در پایان سیکل زندگی خود، سقوط گرانشی را تجربه می‌کنند، سیاه چاله‌ها به وجود می‌آیند. مدتی طولانی پس از اینکه ستاره‌ها آخرین سوخت هیدروژنی خود را از دست می‌دهند و چندین برابر اندازه استاندارد خود که به نام مرحله "شاخه غول پیکر سرخ"(Branch Giant Branch) شناخته می‌شوند، در می‌آیند، لایه‌های بیرونی آن طی یک انفجار دیدنی به نام "ابرنواختر" منفجر می‌شوند.

شاخه غول پیکر سرخ(RGB)، بخشی از "شاخه غول پیکر"(Giant branch) است که ستارهای عظیم در آن قرار دارند و قبل از احتراق هلیوم در جریان تکامل ستارگان رخ می‌دهد.

در ستارگان کم جرم، این انفجار یک ستاره با تراکم بسیار زیاد که با نام "ستاره نوترونی" شناخته می‌شود را پشت سر می‌گذرانند اما در موارد ستاره‌های پرجرم این داستان فرق می‌کند چرا که این فروپاشی و انفجار تنها یک جرم فشرده که قادر به تغییر شکل فضا- زمان اطراف خودش است را پشت سر می‌گذراند.

میدان گرانشی یک سیاهچاله به قدری قوی است که هیچ چیز حتی ذرات زیر اتمی یا تابش الکترومغناطیسی (به عنوان مثال نور) نیز نمی‌توانند از آن فرار کنند. مرز بیرونی سیاهچاله که هیچ چیزی پس از عبور از آن نمی‌تواند به بیرون برگردد را "افق رویداد" می‌نامند. افق رویداد در نسبیت عام آلبرت اینشتین، منطقه‌ای از فضازمان است که در آنجا تمام مرزهای فضا به شدت تحت تأثیر سیاه‌چاله است و اگر جسمی وارد این ناحیه شود، سرانجام بروی تکینگی سیاهچاله سقوط می‌کند. در افق رویداد، هیچ چیز نه می‌تواند فرار کند و نه قابل مشاهده است. هر چیزی (ماده یا انرژی) که از این مرز عبور کند، فشرده می‌شود، در این ناحیه انحنای فضا-زمان بی نهایت می‌شود و به عبارت دیگر میدان گرانشی به بی نهایت می‌رسد، به این ناحیه در مرکز سیاهچاله، تکینگی(Singularity) می‌گویند.

سیاه چاله‌ها اندازه‌های متفاوتی دارند به گونه‌ای که هرچه یک ستاره پرجرم تر باشد، می‌تواند سیاهچاله‌های ستاره‌وار (Stellar black hole) که جرم آنها از ۱۰ تا ۱۰۰ برابر جرم خورشیدی متغیر است را ایجاد کند. سیاهچاله ستاره‌وار، سیاهچاله‌ای است که عمدتاً از فروریزی حاصل از گرانش یک ستاره با جرم معمولی به وجود می‌آید و می‌تواند پنج تا دهها برابر خورشید جرم داشته باشد. اندازه برخی سیاه چاله‌های ستاره‌وار ممکن است بزرگ باشد زیرا آنها حاصل ادغام هستند. این ادغام‌ها امواج گرانشی را تولید می‌کنند که اینشتین در نظریه نسبیت عام نیز آن را پیش‌بینی کرده بود و در آن گفته بود این موضوع سبب ایجاد موج در فضا زمان می‌شود.

دانشمندان اخیراً به لطف امکاناتی نظیر "رصدخانه موج گرانشی با تداخل‌سنج لیزری" یا "لایگو"(LIGO) قادر به تشخیص این امواج شدند. رصدخانه موج گرانشی با تداخل‌سنج لیزری یک آزمایش بزرگ فیزیکی با هدف آشکارسازی مستقیم امواج گرانشی است.

دانشمندان بر این باورند که فرایند ادغام، سبب ایجاد "سیاه‌چاله کلان‌جرم"(SMBH) که در مرکز بیشتر کهکشان‌های مارپیچی و بیضوی وجود دارند، می‌شود. به گفته آنها هنگامی که ادغام کهکشانی اتفاق می‌افتد، این "سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم" نیز گردهم می‌آیند و حتی بزرگ‌تر می‌شوند.

"کمان ای *"(Sagittarius A*) که به عنوان نزدیکترین سیاه چاله کلان جرم شناخته می‌شود، در حدود ۲۶ هزار سال نوری از منظومه شمسی در مرکز کهکشان ما فاصله دارد و در نزدیکی مرز صورت فلکی "کمان" و "عقرب" قرار دارد.

این سیاه چاله کلان جرم، جرمی معادل تقریباً چهار میلیون برابر خورشید است و یکی از معدود سیاهچاله‌هایی است که به دلیل نزدیکی، اخترشناسان می‌توانند اجرام موجود در نزدیکی آن را مشاهده کنند.

https://cdn.isna.ir/d/2019/04/10/3/57859352.jpg

فاصله سیاهچاله کمان ای * از زمین

سیاهچاله "Pōwehi" یا کمان ای * در کهکشانی به نام " M87 " قرار دارد که ۵۵ میلیون سال نوری از ما فاصله دارد. سال نوری (Light-year) یکی از یکاهایی است که به مخفف به صورت "ly" نشان می‌دهند و برای سنجش طول یا درازا است که بیشتر در محاسبات مربوط به کیهان‌شناسی و نجوم به‌کار می‌رود. سال نوری طبق تعریف برابر است با مسافتی است که نور در خلاء در مدت یک سال طی می‌کند و تقریباً برابر است با ۹ پتامتر (9Pm) که عددی معادل ۹.۴۶۰.۷۳۰.۴۷۲.۵۸۰.۸۰۰ متر یا تقریباً ۹.۵ هزار میلیارد کیلومتر می‌شود. اگر این عدد را در ۵۵ ضرب کنیم فاصله نجومی این سیاه چاله با زمین به دست می‌آید.

در این تعریف، دو عاملِ سرعت نور در خلاء و مدت زمانِ یک سال دخالت دارند. در حال حاضر، مدت زمان دقیق سال که باید برای محاسبهٔ مقدار سال نوری استفاده شود، به‌صورت بین‌المللی تعریف نشده است و تنها توصیه‌نامه‌ای مبتنی بر استفاده از سال رومی (یولیانی) توسط اتحادیه بین‌المللی اخترشناسی ارائه شده است. بر مبنای این توصیه‌نامه، یک سال برابر است با ۳۶۵.۲۵ روز که هر روز معادل ۸۶.۴۰۰ ثانیه می‌باشد، که با احتساب تعریف سرعت نور به مقدار ۲۹۹.۷۹۲.۴۵۸ متر بر ثانیه، مقدار مسافت سال نوری معادل ۹.۴۶۰.۷۳۰.۴۷۲.۵۸۰.۸۰۰ متر خواهد بود.

طبقه‌بندی سیاه چاله‌ها

سیاه چاله‌ها بر اساس سه ویژگی جرم، چرخش و بار تقسیم بندی می‌شوند. بر اساس این ویژگی‌ها، دانشمندان چهار نوع سیاهچاله را شناسایی کرده‌اند. اولین نوع آنها سیاه چاله‌های اولیه(Primordial Black Holes) هستند و کمتر از یک دهم میلی متر قطر دارند و جرمی برابر جرم سیاره زمین دارند.

سیاه چاله‌های اولیه یک طبقه صرفاً فرضی از سیاه چاله‌ها هستند و اعتقاد بر این است که مدت کمی پس از "بیگ بنگ "شکل گرفته‌اند. بر طبق یک نظریه که استیون هاوکینگ در سال ۱۹۷۲ مطرح کرد، این سیاهچاله‌ها می‌توانند مسئول ایجاد "جرم گمشده" (ماده تاریک) جهان باشند.

نوع دوم آنها سیاهچاله ستاره‌وار هستند که جرم آنها در حدود ۴ تا ۱۵ برابر جرم خورشید است و از یک ستاره عظیم که در پایان عمر خود سقوط هسته‌ای را تجربه کرده است، به وجود آمده‌اند.

نوع سوم آنها سیاهچاله با جرم متوسط(Intermediate-mass black hole) هستند که از یک انفجار ابرنواختری پدید آمده‌اند و با بلعیدن مقدار زیادی ماده جرم آنها بیش از جرم سیاه چاله ستاره وار و کمتر از سیاه چاله کلان جرم است.

آخرین نوع آنها سیاه چاله‌های کلان جرم هستند که در بیشتر مراکز بزرگترین کهکشان‌ها وجود دارند و جرم آنها بسته به اندازه کهکشان میلیون‌ها تا میلیارد برابر جرم خورشید است.

البته قابل ذکر است سیاه چاله‌هایی نیز وجود دارند که براساس تنها یک ویژگی از سه ویژگی ذکر شده شناخته شده هستند که یکی از آنها "سیاه چاله شوارتس‌شیلد "(Schwarzschild Black Hole ) است که چرخش و هیچ بار الکتریکی ندارد و فقط توسط جرمش شناخته شده است. یکی دیگر از این نوع سیاه چاله‌ها، "سیاه چاله کِر" (Kerr Black Hole ) است و به عنوان یک سیاه چاله چرخشی شناخته می‌شود زیرا چرخش دارد اما بار الکتریکی ندارد. آخرین نوع نیز موسوم به "سیاه چاله بار"(Charged Black Hole) است زیرا همانطور که از نامش پیداست بار دارد اما چرخش ندارد.

تاریخچه سیاه چاله

در سال ۱۹۱۵ میلادی، "آلبرت اینشتین" با مطرح کردن کرم‌چاله در قلب سیاه‌چاله‌ها نشان داد که سیاهچاله‌ها شاید پلی به جهان‌های دیگر باشند و برای اولین بار، در نظریه "نسبیت عام" خود وجود سیاهچاله‌ها را مطرح کرد. نظریه "نسبیت عام" آلبرت اینشتین گرانش را به عنوان یک عامل هندسی و نه یک نیرو بررسی می‌کند. در این نظریه فضا–زمان توسط "هندسهٔ ریمانی" (شاخه‌ای از هندسه دیفرانسیل) بررسی می‌شود.

در سال ۱۹۱۶ فیزیکدان و اخترشناس آلمانی "کارل شوارتزشیلد"(Karl Schwarzschild) نخستین کسی بود که با استفاده از نظریه نسبیت عام، چنین شرایطی را توصیف کرد. شوارتزشیلد در محاسبات خود به این نتیجه رسید که نقطه تکینگی، فضا-زمان را سوراخ خواهد کرد. وی معتقد بود که یک نقطه تکینگی در فضا-زمان آنچنان چاله عمیقی ایجاد می‌کند که حتی سرعت نور هم برای فرار از آن کافی نخواهد بود. شوارتزشیلد به همین منظور تئوری به نام "شعاع شوارتزشیلد"(Schwarzschild radius) را مطرح کرد. در سال ۱۹۱۶ شوارتز شیلد پاسخی برای نظریه نسبیت عام اینشتین یافت که نشانگر یک سیاهچاله کروی بود.

او نشان داد که اگر جرم یک ستاره در ناحیه‌ای به اندازه کافی کوچک متمرکز شود، میدان گرانشی در سطح ستاره چنان قوی می‌شود که حتی نور توان گریز از آن را ندارد. همان چیزی است که هم‌اکنون سیاهچاله می‌نامیم، ناحیه‌ای از فضازمان که به افق رویداد محدود شده است و امکان ندارد از آن، چیزی از جمله نور به ناظری دوردست برسد. شعاع شوارتزشیلد شعاعی است که بر طبق معادلات متریک برای سیاهچاله‌ها تعیین می‌شود.شعاع شوارتزیلد نام شعاعی در فیزیک است که تمام اجسام با هر جرمی که در آن وارد می‌شوند در یک جا جمع می‌شوند که به آن نقطه تکینگی (Gravitational singularity) گفته می‌شود و به منطقه‌ای با شعاع شوارتزیلد افق رویداد گفته می‌شود. بر طبق متریک شوارتز شیلد هرگاه یک جسم شعاعش از شعاع شوارتز شیلد خودش کمتر شود به یک سیاهچاله تبدیل شده است. یعنی اجسام دیگر قبل از رسیدن به سطح جسم در شعاع شوارتز شیلد گرفتار جاذبه خیلی شدیدی می‌شوند ولی اگر شعاع شوارتز شیلد درون جسم قرار بگیرد یعنی کوچک‌تر از شعاع آن باشد، آن جسم خواص سیاهچاله را ندارد.

سال‌ها بعد و در سال ۱۹۳۱ این موضوع توسط اخترفیزیکدان هندی- آمریکایی به نام " سوبرامانیان چاندراسخار " (Subrahmanyan Chandrasekhar) دنبال شد و وی حداکثر جرمی که یک ستاره کوتوله ای / نوترونی سفید می‌تواند قبل از سقوط به یک سیاهچاله داشته باشد را محاسبه کرد. این محاسبات او به نام "حد چاندراسخار" (Limit Chandrasekhar) شناخته می‌شوند. حد چاندراسخار نام حدی در نجوم است که وضعیت ستاره بعد از انفجار را مشخص می‌کند به طوری که اگر جرم هسته ستاره بعد از انفجار از حد چاندراسکار کمتر بود هسته ستاره به کوتوله سفید تغییر می‌کند (خورشید در این دسته جای می‌گیرد) و اگر بیشتر بود هسته ستاره به ستاره نوترونی یا سیاه‌چاله تبدیل می‌گردد. این مقدار را فیزیکدان هندی سوبرامانیان چاندراسخار به دست آورد. مقدار این حد تقریباً برابر ۱.۴ جرم خورشید است.

او متوجه شد که در صورت پایان یافتن سوخت یک ستاره و توقف چرخه تولید عناصر سنگین‌تر، فشار گرانشی عظیم آن در یک نقطه متمرکز شده و موجب "رمبش" فضا-زمان خواهد شد. با اینکه سه دانشمند فوق تلاش‌های مهمی برای درک افراد از سیاه چاله ارائه داده بودند اما تکینگی اخترفیزیکی در بهترین حالت بسیار نادر تصور می‌شد.

در همان سال "کارل گوت جنسکی"(Karl Jansky) فیزیک‌دان و ستاره‌شناسی رادیویی آمریکایی که توسط بسیاری به عنوان "پدر نجوم رادیو" شناخته شده است، یک سیگنال رادیویی که از مرکز کهکشان راه شیری در جهت صورت فلکی قوس شکل گرفته بود را کشف کرد. این منبع رادیویی بعدها به عنوان سیاه‌چاله کلان‌جرم کمان ای * شناخته شد.

دهه ۱۹۶۰، "عصر طلایی نسبیت عام" آغاز شد به گونه‌ای که نسبیت عام و سیاهچاله‌ها تبدیل به موضوع اصلی تحقیق دانشمندان شد. برای مثال در سال ۱۹۶۷ " ژوسلین بل بورنل" (Jocelyn Bell Burnell) موفق به کشف تپ اخترها شد و در سال ۱۹۶۹ نشان داد که آنها ستاره‌های نوترونی چرخانی هستند که با سرعت بسیار زیادی دوران می‌کنند و پالس‌های مداومی از انرژی تابشی به همراه خطوط میدان مغناطیسی قوی را از خود منتشر می‌کنند. برخی از تپ‌اخترها نیز پرتوهای ایکس تابش می‌کنند. ستاره‌های نوترونی در حقیقت بقایای هستهٔ ستارهٔ منفجر شده‌ای هستند که حجم کوچک و چگالی بسیار بالایی دارند.

https://cdn.isna.ir/d/2019/04/11/3/57859616.jpg

اوایل دهه ۱۹۷۰ استیون هاوکینگ فیزیکدان نامی بریتانیایی تحقیقات او و دیگر دانشمندان فیزیک نظری، به ترمودینامیک سیاه چاله منجر شد. همانند ترمودینامیک، این قوانین نیز رابطه بین جرم و انرژی، ناحیه و انتروپی و گرانشی و درجه حرارت را بیان می‌کند.

ترمودینامیک سیاهچاله شاخه‌ای از علم فیزیک است که به مطالعه قوانین ترمودینامیک در افق رویداد سیاهچاله می‌پردازد. به همان اندازه که مطالعه مکانیک آماری مربوط به تابش سیاهچاله منجر به ظهور تئوری مکانیک کوانتومی شد، تلاش برای فهمیدن مکانیک آماری سیاهچاله تأثیر شدیدی روی درک گرانش کوانتومی داشت که در نهایت منجر به فرمول بندی اصل تمام نگاری(holographic principle) شد.

هاوکینگ معتقد بود که سیاهچاله‌ها حرارت دارند و چون اجسام داغ گرما از دست می‌دهند، در نهایت تبخیر شده و ناپدید می‌شوند. در سال ۱۹۷۰ میلادی نیز دانشمندی به نام "یاکوب بکنشتاین" مطرح کرد که آنتروپی سیاهچاله‌ها با منطقه‌ای در سیاهچاله به نام "افق رویداد" مرتبط است و بیشینه آنتروپی سیاه‌چاله اندازه مشخصی دارد. در فیزیک نظری، نظریهٔ میدان‌های کوانتومی(QFT) چارچوبی نظری برای ساختن مدل‌های مکانیک کوانتومی از ذرات زیراتمی در فیزیک ذرات و شبه‌ذره‌ها در فیزیک ماده چگال است. یک نظریه میدان کوانتومی، ذرات را به شکل حالاتی برانگیخته از میدان فیزیکی زمینه می‌بیند، به همین دلیل این ذرات "کوانتای" میدان نامیده می‌شوند. کارهای هاوکینگ به توضیح نتایج "یاکوب بکنشتاین" کمک کرد و هاوکینگ در سال ۱۹۷۴، نظریه‌ای را درباره سیاه‌چاله‌ها ارائه کرد که در آن عنوان شده بود که با وجود جاذبه و جرم عظیمی که این هیولاهای فضایی دارند، امواج رادیویی در شرایطی خاص از دام آنها خارج و به سوی فضا گسیل می‌شوند.

نظریه "تابش هاوکینگ" تابش جسم سیاه است که پیش‌بینی می‌شود به خاطر تأثیر کوانتومی در نزدیکی افق رویداد، از سیاه‌چاله تابیده شده باشد. این نظریه براساس نظریهٔ میدان‌های کوانتومی و نسبیت عام اینشتین ارائه شد.

تابش هاوکینگ باعث کاهش جرم و انرژی سیاه‌چاله می‌شود که به تبخیر سیاه‌چاله شناخته می‌شود. به همین خاطر سیاه‌چاله‌هایی که جرم آن‌ها به روش دیگری افزایش نمی‌یابد با گذر زمان جرم آن کاهش یافته و در پایان، از بین می‌روند. پیش‌بینی می‌شود که تابش ریز سیاه‌چاله‌ها، بیشتر از سیاه‌چاله‌های بزرگ‌تر باشد. بنابراین با سرعت بیشتری کوچک شده و از میان می‌رود.

هاوکینگ در مقاله خود به دنبال یافتن این مساله بوده است که برای اشیایی که در سیاهچاله می‌افتند، چه اتفاقی می‌افتد. وی در سال ۲۰۱۵ اعلام کرد که سیاهچاله‌ها در اصل "خاکستری" بوده‌اند. هاوکینگ و همکارانش در مقاله جدید اظهار کرده‌اند که اگر اطلاعات توسط سیاهچاله‌ها بلعیده شوند، آنتروپی آن‌ها تغییر خواهد کرد.

وی اعلام کرده که یک سیاهچاله کوچک به اندازه یک کوه، پرتو ایکس و پرتو گاما از خود به اندازه ۱۰ میلیون مگاوات ساطع می‌کند که برای تأمین برق تمام جهان کافی است. هاوکینگ خودش هشدار داده که احتمالاً بسیار سخت خواهد بود که بدون آنکه این انرژی به انسان‌ها آسیب بزند و تمدن بشری را نابود کند، بتوان از آن استفاده کرد و سیاهچاله را به اصطلاح تحت کنترل خود درآورد. یک راهکار این است که سیاهچاله در مدار زمین و فاصله مناسب از ما قرار بگیرد تا بتوان از انرژی ساطع شده آن استفاده کرد.

همیشه پای یک زن در میان است

" کیتی بومن"(Katie Bouman) محققی است که توانست با کشف یک الگوریتم به ثبت اولین تصویر رسمی از یک سیاهچاله کمک کند.

"کیت بومن"(Katie Bouman ) محقق فارغ‌التحصیل شده از دانشگاه "ام‌آی‌تی" موفق شد در سال ۲۰۱۷ یک الگوریتم را برای تلسکوپ "افق رویداد" ایجاد کند که در نهایت منجر به ثبت اولین تصویر از یک سیاهچاله موسوم به "ساگیتاریوسA " شد.

تصویر رسمی این سیاه چاله پس از ۱۰۴ نه تنها نظریه نسبیت عام اینشتین را به اثبات رساند بلکه برای بار دیگر نبوغ آلبرت اینشتین را به رخ تمام جهانیان کشید. اکنون می‌بایست مشتاقانه منتظر اثبات نظریه کرم چاله و سفر در زمان نیز باشیم.

https://cdn.isna.ir/d/2019/04/10/3/57859352.jpg

چگونه سیاه چاله شناسایی شد؟

از آنجا که سیاه چاله‌ها هیچ انرژی را بازتاب نمی‌دهند و هیچ چیز (حتی نور) نمی‌تواند از آنها فرار کند به همین دلیل شناسایی آنها بسیار سخت بود. با این حال، برای چندین دهه، دانشمندان توانسته‌اند با مطالعه دنیای اطراف سیاه چاله، اطلاعاتی درباره آن بدست آورند.

آنها طی این مطالعات نفوذ گرانشی سیاه چاله‌ها بر روی ستاره‌های نزدیک و اجرام آسمانی اطرافشان را مورد بررسی قرار دادند. به عنوان مثال، از سال ۱۹۹۵، ستاره شناسان حرکت‌های ۹۰ ستاره‌ای را که در حال چرخش در اطراف کمان ای * هستند، را ردیابی می‌کنند.

براساس مدارهای آنها، اخترشناسان توانستند نتیجه بگیرند که کمان ای * دارای حداقل ۲.۶ میلیون برابر جرم خورشید است که این عدد مدتی بعد به ۴.۳ میلیون تغییر کرد. یکی از این ستاره‌هایی که آنها مورد بررسی قرار داده بودند ستاره‌ای به نام " S۲" بود.

این ستاره بسیار با سیاه چاله‌ها در ارتباط بود چرا که مانند سیاه چاله قدرت انتشار بالایی در اشعه ماورا بنفش، اشعه ایکس و طول موج‌های اشعه گاما و فواره نسبیتی داشت و دقیقاً زمانی که یک ماده به داخل مدار دور سیاهچاله می‌افتاد، این ستاره مانند یک دیسک متصل به دور سیاهچاله عمل می‌کرد.

کشش گرانشی قدرتمند سیاهچاله انرژی را به این دیسک منتقل می‌کند و باعث می‌شود که به سرعت چرخش یابد و با اصطکاک گرم شود. این باعث می‌شود که ماده در دیسک، انرژی را به صورت تابش الکترومغناطیسی در طول موج‌های مختلف منتشر کند.

فناوری‌هایی که این امکان را فراهم ساخت تا دانشمندان بتوانند این تصاویر را ثبت کنند ابزارهای بسیار حساس و تلسکوپ‌های فوق پیشرفته ای بودند که قادر به گرفتن تصاویر از جهان ما در قسمت‌های قابل مشاهده و غیر قابل مشاهده و در طیف‌های مختلف بودند.

طی این پروژه مهم دانشمندان از تلسکوپ افق رویداد استفاده کردند. این تلسکوپ از تعداد بسیاری از رصدخانه‌های رادیویی یا تلسکوپ‌های رادیویی در سراسر جهان تشکیل شده است تا کار یک تلسکوپ بزرگ (به اندازهٔ زمین) با حساسیت و رزولوشن بالا را پدید آورد. این تلسکوپ با استفاده از تکنیک تداخل سنجی بسیار طولانی پایه(VLBI) و بسیاری از آنتن‌های رادیویی مستقل که صدها یا هزاران مایل از هم جدا شده‌اند و می‌توانند به صورت همزمان برای ایجاد یک تلسکوپ مجازی با قطر مؤثر کل سیاره مورد استفاده قرار گیرند، کار می‌کند.

تصویر سیاه چاله شکار شده توسط شبکه‌ای از هشت تلسکوپ در سراسر جهان ثبت شده است.

نام هشت تلسکوپی که موفق به ثبت تصویر این سیاه چاله شدند عبارتند از:

۱. آرایه میلی‌متری بزرگ آتاکاما (Atacama Large Millimeter Array)

۲. تلسکوپ رادیویی ای پی ای ایکس( Atacama Pathfinder Experiment)

۳. تلسکوپ زیرمیلیمتری هاینریش هرتز (Heinrich Hertz Submillimeter Telescope)

۴. تلسکوپ رادیویی" IRAM ۳۰m millimeter radio telescope"

۵. تلسکوپ جیمز کلرک ماکسول (James Clerk Maxwell Telescope)

6. تلسکوپ "ال ام تی" (Large Millimeter Telescope)

۷. تلسکوپ "South Pole "

۸. تلسکوپ رادیویی "Submillimeter Array"

دانشمندان توسط این تلسکوپ توانستند تصویر این سیاه چاله را در کهکشانی به نام M87 که بنا بر گفته دانشمندان از کل منظومه شمسی بزرگ‌تر است، ثبت کنند. جرم این سیاه چاله ۶.۵ میلیارد برابر خورشید است و یکی از سنگین‌ترین سیاه چاله‌هایی است که گمان می‌رود وجود داشته باشد. مسیه ۸۷ یا M۸۷ بزرگترین کهکشان در بخش شمالی خوشه سنبله است که در فاصله ۶۰ میلیون سال نوری از ما قرار دارد.

داده‌های پس از جمع آوری شدن توسط دانشمندان، سپس به هارد دیسک ها ارسال و توسط هواپیما به رصدخانه MIT Haystack در ماساچوست، ایالات متحده آمریکا، و مؤسسه ماکس پلانک رادیو نجوم، بن آلمان منتقل شد. پس از آن، داده‌ها به صورت متقاطع و با استفاده از ۸۰۰ کامپیوتر که توسط یک شبکه ۴۰ گیگابایت / ثانیه متصل می‌شدند مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند.

در حالی که انتظار می‌رفت نخستین تصویر از کمان ای * در آوریل ۲۰۱۷ منتشر شود، این امر به دلیل تلسکوپ South Pole که در زمستان (آوریل تا اکتبر) بسته بود، به تعویق افتاد. این ها سبب شد تا پردازش داده‌ها به تعویق افتد و بنابراین نخستین تصویر ۱۰ آوریل ۲۰۱۹ منتشر شد.

منبع: ایسنا

نخستین عکس واقعی از افق رویداد سیاهچاله منتشر شد

 

نخستین عکس واقعی از افق رویداد سیاهچاله منتشر شد

بیگ بنگ: اخترشناسان رصدخانه جنوبی اروپا برای نخستین‌بار توانستند از افق رویداد یک سیاهچاله عکس واقعی بگیرند. این دستاورد بی‌سابقه، حاصل همکاری زنجیره‌ای از تلسکوپ‌های غول‌پیکر در نقاط مختلف کره زمین بود که هر کدام بخشی از عملیات تهیه این تصویر را بر عهده داشته‌اند.

https://bigbangpage.com/wp-content/uploads/2019/04/eso1907a.jpg

به گزارش بیگ بنگ، مشاهدات این گروه دانشمندان از سیاهچاله‌ کهکشان مسیه ۸۷، شاهدی قوی در حمایت از نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین است که در سال ۱۹۱۵ برای توضیح قوانین گرانش و رابطه‌شان با سایر نیروهای طبیعی منتشر شد. سیاهچاله مرکزی کهکشان مسیه ۸۷ در فاصله ۵۵ میلیون سال نوری از کره زمین قرار دارد. قطر این سیاهچاله‌ ۴۰ میلیارد کیلومتر است و دانشمندان آن را یک “غول” توصیف کرده‌اند. جرم آن نیز ۶.۵ میلیارد برابر خورشید است و یکی از پرجرم‌ترین سیاهچاله‌های کیهان می باشد.

تصویر به دست آمده از سیاهچاله مرکز کهکشان یک “حلقه آتش” درخشان را به دور حفره‌ای سیاه، نشان می‌دهد. لبه دایره سیاه، آنجایی که گازهای برافروخته وارد سیاهچاله می‌شوند، محدوده‌ای است که نیروی گرانش ِ سیاهچاله در آن چنان شدید است که حتی نور را به درون خود می‌کشد و برای همین سیاه دیده می‌شود. این نشان می دهد نظریه نسبیت اینشتین درست است، زیرا یک هلال نورانی دیدیم که در اثر پدیدۀ داپلر یک سمتش درخشان‌تر از موادی که در خلاف جهت در حرکت هستند، به نظر می آید.

این پژوهش توسط پروژه تلکسوپ افق رویداد(EHT) انجام شد که یک همکاری بین‌المللی شروع‌شده در سال ۲۰۱۲ با هدف مشاهده مستقیم محیط اطراف یک سیاهچاله با استفاده از شبکه‌ای جهانی از تلکسوپ‌های رادیویی است. ثبت این تصویر همزمان در کنفرانس‌های خبری در شهرهای واشنگتن، بروکسل، سانتیاگو، شانگهای، تایپه و توکیو اعلام شد.

با توجه به این حقیقت که سیاهچاله‌ها نمی‌گذارند نور از آنها بگریزد، دیدنشان بسیار مشکل است. دانشمندان در این پروژه به جستجوی حلقه‌ای از نور – ماده از هم گسیخته و پرتوهای در حال چرخش با سرعتی فوق العاده در لبه «افق رویداد» – در اطراف منطقه تاریکی که سیاهچاله واقعی را نشان می‌دهد- گشتند. این منطقه را سایه سیاهچاله می‌نامند. شپرد دولمن، اخترفیزیکدان و مدیر EHT در مرکز اخترفیزیک هاروارد و اسمیتسونین در این باره گفت: «ما به چیزی دست یافته‌ایم که که تا فقط یک نسل قبل دستیابی به آن ناممکن می دانستند.»

شگل‌گیری مفهومی بنام سیاهچاله

در سال ۱۹۱۵ آلبرت اینشتین که پیش‌تر نشان داده بود که گرانش، نور را تحت تاثیر قرار می‌دهد، نظریه گرانش خود به نام نسبیت عام را مطرح کرد. چند ماه بعد یک فیزیکدان آلمانی بنام کارل شوارتزشیلد برای نخستین بار موفق به یافتن یکی از پاسخ های دقیق معادله میدان اینشتین در نسبیت عام شد. این پاسخ مربوط به یک جرم کروی ایستا بود. محاسبات شوارشیلد نشان می داد چنین جرمی را تا حد مشخصی فشرده کنیم، چگالی جرم و در نتیجه میزان انحنای فضا – زمان اطراف آن ( یا به عبارتی، شدت میدان گرانشی آن ) به حدی زیاد می شود که حتی نور هم نمی تواند از سطح آن بگریزد. گویی هاله ای بی انتها در فضا- زمان پدید آمده که چون نوری از آن بیرون نمی آید، تاریک است. به همین دلیل این پدیده «سیاه چاله » نام گرفت.

منبع: بیگ بنگ

کشف دومین کهکشان که فاقد ماده تاریک است!

https://bigbangpage.com/wp-content/uploads/2019/04/photo_2019-04-05_17-02-12.jpg

کشف دومین کهکشان که فاقد ماده تاریک است!

بیگ بنگ: اخترشناسان موفق به کشف دومین کهکشانی شدند که فاقد ماده تاریک است. این کهکشان که NGC 1052-DF4 نام دارد، ۶۳ میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد و ماده تاریک ندارد.

به گزارش بیگ بنگ، این کهکشان ۱۰۰ یا هزار برابر کمتر از کهکشان ما یعنی “راه شیری” ستاره دارد. به گفته محققان تمامی کهکشان‌ها دارای ماده تاریک هستند و ماده تاریک نشانی از چگونگی آغاز تشکیل یک کهکشان به حساب می‌آید. محققان اعلام کردند که از این پس به جست‌و جوی کهکشان‌هایی بدون ماده تاریک ادامه خواهند داد تا اطلاعات بیشتری در خصوص این راز کیهانی کشف نمایند.

مادۀ تاریک، در اخترشناسی و کیهان‌شناسی، ماده‌ای فرضی است که چون از خود نور یا امواج الکترومغناطیسی منتشر یا بازتاب نمی‌کند، نمی‌توان آن را مستقیما” دید، اما از اثرات گرانشی موجود بر روی اجسام مرئی، مثل ستاره‌ها و کهکشان‌ها، می‌توان به وجود آن پی برد. به بیان دیگر ماده تاریک که تقریبا ۲۷ درصد جهان ما را تشکیل می دهد، واکنشی نسبت به نور نشان نمی‌دهد. اخترفیزیک‌دانان فرضیه ماده تاریک را مطرح نمودند تا اختلاف میان جرم محاسبه‌شده برای اجرام غول‌پیکر آسمانی توسط دو روش استفاده از تأثیرات گرانشی آن‌ها یا استفاده از مواد درخشان درون آن‌ها (ستارگان، گاز، غبار) را توضیح دهند.

در واقع بیشتر از اینکه بدانیم ماده تاریک چیست، می‌دانیم که چه چیزی نیست. اولا تاریک است. یعنی شکلی از ماده که ستارگان و سیارات را می‌سازد نیست. دوما به شکل ابرهای تاریک ماده معمولی نیست. چرا؟ خب همانطور که می‌دانید مواد از ذراتی تشکیل شده اند که باریون نام دارند. و ما به این دلیل می‌دانیم که به شکل ابرهای تاریک معمولی نیستند که می‌توانیم خاصیت باریونی آنها را مثلا از طریق آشکارسازی جذب تشعشع عبوری از میان آنها، تشخیص دهیم. سوما ماده تاریک، پادماده نیست. چرا که ما قادر به مشاهده امواج گامایی که از خنثی شدن بین ماده و پادماده به وجود می‌آیند نیستیم.

اگرچه وجود ماده تاریک به‌طور عمومی توسط جامعه علمی مورد پذیرش قرار گرفته است، اما نظریه‌های جایگزینی نیز برای گرانش ارائه شده‌اند. مثلا می‌توان به دینامیک نیوتنی اصلاح شده اشاره نمود که سعی در توضیح این مشاهدات غیرمعمولی بدون نیاز به معرفی جرم اضافی را دارند.

این کشف بزرگ شاید آغاز تئوری‌های جدیدی برای چگونگی ایجاد کهکشان‌ها باشد. این کهکشان‌های فاقد ماده تاریک در واقع اثبات می‌کنند که حتماً نیازی به وجود ماده تاریک برای ساخته شدن یک کهکشان نیست. در واقع باید گفت کشف کهکشان بدون ماده تاریک به جای اینکه پاسخی برای پرسش‌های بی‌شمار بشر باشد، خود مطرح کننده سیلی از پرسش‌هاست. کهکشان قبلی که فاقد ماده تاریک بود NGC 1052-DF2 نام دارد.

نویسنده: سمیر  الله‌وردی // منبع: بیگ بنگ

دانشمندان دی‌ان‌ای با چهار نوکلئوتید بیشتر ساختند!

https://bigbangpage.com/wp-content/uploads/2019/03/hachimoji_artificial_dna_1024.jpg

دانشمندان دی‌ان‌ای با چهار نوکلئوتید بیشتر ساختند!

بیگ بنگ: شاید زمین چیدمان عجیبی از گونه‌های حیات داشته باشد، اما ما هنوز مرجعی برای حیاتی که DNA متفاوتی با ما داشته باشد، نداریم. اکنون دانشمندان با جدیت می خواهند مسئله حیات را مورد بررسی قرار دهند. تحقیقاتی که از سوی ناسا حمایت مالی شده و موسسه فرگشت مولکولی کاربردی آمریکا سرپرستی آن را بر عهده دارد، منجر به ساخت نوع جدیدی از DNA شده که چهار باز نوکلئوتید بیشتر دارد.

به گزارش بیگ بنگ، این نوع DNA را که هاچیموجی نامیده شده (برگرفته از واژگان ژاپنی به معنای ۸ حرف)، دو جفت جدید دارد و در کنار آدنین (A)، تیامین (T)، گوانین (G) و سیتوسین (C) قرار می گیرد. دانشمندان در سال ۲۰۱۱ هم با موفقیت دو حرف جدید را به کار برده بودند. سال گذشته، نسخه دیگری از الفبا با شش حرف ساخته شد تا درون یک موجود زنده عمل کند. اکنون دانشمندان در اقدامی که گویا فراتر از یک دستاورد است، به ساخت نوکلئوتیدهای غیراستاندارد بیشتری دست زده‌اند. آنها هدفی را در دو برابر کردنِ تعداد کدها دنبال می کنند.

شیمیدان «استیون بِنر» گفت: «ما با تجزیه و تحلیل دقیق نقش شکل، اندازه و ساختار در DNA هاچیموجی می توانیم درکمان را از انواع مولکول‌هایی که شاید اطلاعاتی دربارۀ موجودات فرازمینی در سیاره‌های بیگانه ذخیره کرده‌اند، بدست بیاوریم.» این شاهکار مهندسی DNA مصنوعی، از چهار نوکلئوتید طبیعی و چهار نوکلئوتید مصنوعی ساخته شده که همه به‌صورت یکپارچه در ساختار مارپیچی DNA قرار گرفته و شکل طبیعی آن را حفظ می‌کنند.

پرسشی که مطرح می شود این است که آیا افزایش این کدهای تصادفی موجب بهتر شدن DNA می‌شود. از منظر تئوری، داشتن کدهای بیشتر به منزله امکان ایجاد مولکول‌های جدیدی است که در طبیعت وجود ندارند و هر کدام از آن‌ها می ‌توانند در تولید مواد جدید، تشخیص بیماری یا توسعۀ داروهای جدید نقش مفید و موثری داشته باشند.

یک الفبای چهار حرفی، به شما ۶۴ کدون ممکن می‌دهد که می‌تواند ۲۰ اسیدآمینه تولید کند (واحدهای ساختمانی پروتئین‌ها). با ۶ حرف الفبا تعداد کدون‌ها به ۲۵۶ می ‌رسد و با هشت حرف، ۴۰۹۶ کدون خواهیم داشت. اما این عمدتا بی ‌مفهوم است مگر اینکه کسی بتواند یک دستگاه سلولی ایجاد کند که بتواند هاچیموجی را بخواند و براساس آن پروتئین‌‌های سنتزی با عملکردهای جدیدی بسازد.

ما در حال حاضر اطلاعات زیادی دربارۀ پایداری و کاکرد DNA طبیعی در شرایط زیست محیطی مختلف داریم. اما برای اینکه بفهمیم یک سیستم ژنتیکی چگونه می تواند فرگشت پیدا کند، باید خاصیت‌های شیمیایی آن را بطور دقیق بررسی کنیم. DNA هاچیموجی زمینه را برای این نوع بررسی فراهم می کند. کدهای جدید که P، B، Z و S نامگذاری شده‌اند، بر پایۀ همان نوع مولکول‌های نیتروژنی قرار دارند. این امر می‌تواند تاثیر قابل توجهی روی صنعت نوظهور «ذخیره‌سازی داده‌های DNA و نیز جستجوی ناسا در خارج از منظومه‌ شمسی داشته باشد. این نتیجه همچنین نشان‌ دهندۀ یک گام بزرگ به سمت شناسایی اشکال متفاوت حیات است.

https://bigbangpage.com/wp-content/uploads/2019/03/9818-a175df9328a1.gif

محققان صدها ساختار مارپیچ هاچیموجی ایجاد کرده‌اند که از بازهای ترکیبی و طبیعی ساخته شده‌اند. سپس آن ساختارها را در مقابل طیف متعددی از شرایط قرار دادند تا میزان سازگاری آنها را بررسی کنند. اگرچه تفاوت اندکی در رفتار حروف جدید مشاهده شد، اما دلیلی وجود نداشت که DNA هاچیموجی نتواند بعنوان یک ساختارِ حامل اطلاعات نقش خود را به خوبی بازی کند. این ساختار از توانایی جهش و فرگشت نیز برخوردار است.

استیون بِنر و همکارانشان از این روش برای تولید رشته‌هایی از RNAی مصنوعی که شبیه توالی است که در اسفنج یافت می ‌شود، استفاده کردند. بنر می‌گوید که آن‌ها RNAی هاچیموجی ساخته‌اند که می ‌تواند در محیط آزمایشگاه سلول‌‌های سرطانی تومورهای کبد و سینه را پیدا کرده و به آن‌ها وصل شود. این محققان ابراز امیدواری کرده‌اند که در دراز مدت هاچیموجی بتواند در تشخیص سرطان‌ها، ویروس‌ها یا حتی سموم محیطی کارساز واقع گردد. بنر قصد دارد که حروف دیگری نیز به این ساختارها اضافه کند و می ‌خواهد در آینده نزدیک هاچیموجی خود را روی سلول‌‌های زنده آزمایش نماید.

«لوری گلیز» مدیر اجرایی در بخش علوم سیاره‌ای سازمان ناسا اظهار کرد: «کشف حیات یکی از اهداف بسیار مهم عملیات سیاره‌ای ناسا به شمار می رود؛ این کار جدید به ما کمک خواهد کرد تا ابزارهای مفیدی ساخته و دست به آزمایش‌های مهمی بزنیم. بدین ترتیب، دامنه جستجوی ما می تواند به طرز قابل توجهی گسترش پیدا کند. افزون بر این، چنین کارهایی میتواند نقش ارزنده‌ای در ساخت انواع جدیدی از نانوساختارها داشته باشد. با این DNA ترکیبی میتوان بر محدودیت‌های زیادی غالب آمد.» جزئیات بیشتر این پژوهش در مجله معتبر Science منتشر شده است.

ترجمه: منصور نقی‌لو // منبع: بیگ بنگ

شناسایی حیات از روی صفحات تکتونیکی سیارات بیگانه!

https://bigbangpage.com/wp-content/uploads/2019/03/RedDwarfandPlanet.jpg

شناسایی حیات از روی صفحات تکتونیکی سیارات بیگانه!

بیگ بنگ: سیاره‌هایی که در نزدیکی ستاره‌های کوتوله سرخ می چرخند، شاید صفحات تکتونیکی پویا داشته باشند؛ این کار آنها را به مکان‌های خوبی برای پشتیبانی از حیات تبدیل می کند.

به گزارش بیگ بنگ، احتمالا بخاطر مسابقه طناب‌کشی گرانشی، سیاره‌ای که در نزدیکی یک کوتوله سرخ می چرخد، از صفحات تکتونیکی قدرتمندی برخوردار باشد. لذا احتمال پیدایش حیات در آن سیاره افزایش پیدا می کند. جابجایی، لغزش و برخورد صفحات تکتونیکی نقش قابل توجهی در پیدایش و تکامل حیات در زمین داشت. چنین فعالیت تکتونیکی منجر به ایجاد آتش فشان هایی شد که دی اکسیدکربن و سایر گازها را به هوا منتشر کرد. باران، این گازها را به زمین انتقال داد. به واسطه حرکت صفحات، این گازها به درون زمین هم راه یافتند. این چرخه برای میلیاردها سال باعث تعدیل آب و هوا شده و ثبات دمایی را به ارمغان آورده است. در نهایت، همه این عوامل دست به دست هم دادند تا حیات در زمین جاری گردد.

صفحات تکتونیکی در هیچ کدام از سیاره‌های منظومه شمسی دیده نشده‌اند، اما حالا دانشمندان بر این باورند که شاید راه متفاوتی برای ایجاد پوسته فعال در سیاره‌های بیگانه وجود داشته باشد. به نظر آنان، سیاره‌ای که در نزدیکی ستاره میزبانش به گردش می پردازد، می تواند تنش‌های ناشی از کشش گرانشی آن ستاره میزبان تجربه کند. آن تنش‌ها، پوسته بیرونی را تضعیف کرده و زمینه را برای ایجاد صفحات تکتونیکی فراهم می آورند؛ مشابه همان چیزهایی که در زمین مشاهده شده است. آن پروسه می تواند احتمال گسترش حیات را در چنین سیاره‌هایی افزایش بدهد.

«زانازی» و «آموری تریاد» به ترتیب اخترفیزیکدانِ دانشگاه تورنتو و اخترشناسِ دانشگاه بیرمنگام انگلیس با انتشار یافته‌های خود در مجله‌ای معتبر، اظهار کردند: «ما اولین افرادی هستیم که این محاسبه را به سایر منظومه‌های سیاره‌ای تعمیم می دهیم. نحوه تاثیرگذاری تنش بر پوسته یک سیاره توسط ستاره‌ای در فاصله نزدیک، مشابه همان روشی است که ماه از آن برای ایجاد جزر و مد در اقیانوس‌های زمین استفاده می کند. نیروی گرانشی ماه آن قدر قوی نیست که بتواند صفحات تکتونیکی ایجاد کند، اما یک ستارۀ نزدیک به سیاره، می تواند از پس این کار بر بیاید.»

«بردفورد فولی» زمین‌شناس دانشگاه پنسیلوانیا بیان کرد: «برای دستیابی به صفحات تکتونیکی، به نیروهای جزر و مدی نیاز است تا در زمان‌های زمین‌شناسی عمل کنند و قدرت کافی برای تضعیف پوسته داشته باشند. اگر ستارۀ میزبانِ یک سیاره، پوسته آن را گسترش داده و دچار انعطاف می کند، صفحات می توانند ایجاد گشته و شروع به حرکت کنند.»

با این حال، اکثر ستاره‌ها به قدری درخشان می سوزند که سیاره نزدیک آنها که صفحات تکتونیکی جزر و مدی را تجریه می کند، به دلیل دمای شدید نمی تواند از حیات پشتیبانی کند. ستاره‌های کوتوله سرخ کم فروغ شرایط بهتری را رقم می زنند، زیرا دامنه فاصله‌ای که در آنها یک سیاره جزر و مدهای ناشی از ستاره را تجربه می کند، با فاصله ناحیه قابل سکوت دچار هم‌پوشانی می شود. ناحیه قابل سکونت به ناحیه اطراف یک ستاره گفته می شود که بسیار سرد یا بسیار گرم نیست و امکان پایداری آب مایع در قسمت سطح را فراهم می آورد.

اما همۀ ستاره‌هایی که در نزدیکی این ناحیه قرار دارند، نمی توانند از حیات پشتیبانی به عمل بیاورند. تنش‌های جزر و مدی باید برخی صفحات را مجبور به حرکت تدریجی در زیر صفحات دیگر کنند. این فرایند را اصطلاحا همرفتی نامگذاری کرده‌اند. برای اینکه این اتفاق روی بدهد، باید تنش‌ها متغیر باشند. اگر همیشه یک سمت سیاره روبروی ستاره میزبان نباشد، این اتفاق می تواند روی دهد.

زانازی و تریاد بیش از ۴۰ سیاره بالقوه با خصوصیات ضروری شناسایی کردند. اکثر این سیاره‌ها توسط اخترشناسانی کشف شده‌اند که در این راستا از تلسکوپ فضایی کپلر ناسا استفاده کرده‌اند. در این لیست، سیاره‌هایی که به دوره ستاره تراپیست-۱ هم می گردند را باید گنجاند. تراپیست-۱ ستاره کوتوله سرخ بسیار سردی است که اخیرا اخترشناسان اعلام کردند با ۷ سیاره محاصره شده است.

اکثر این ۴۰ سیارۀ شناسایی شده که به دور ستاره‌های کوتوله سرخ می چرخند، در کمتر از ۱۰ روز یک دور کامل به دور ستاره‌های میزبان خود می چرخند. با اشاره به اینکه اتمسفر سیاره ناهید در گذشته مملو از دی اکسیدکربن شد و زمینه را برای تبخیر اقیانوس‌های آن فراهم کرد، زانازی گفت: «اگر این سیاره‌ها صفحات تکتونیکی داشته باشند، راهی برای ثبات مقدار دی اکسیدکربن در اتمسفر سیاره عرضه می شود و این اجازه به سیاره داده نمی شود تا دچار اثر گلخانه‌ای شود.»

تلسکوپ‌هایی نظیر «تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا» و «تلسکوپ بسیار بزرگ رصدخانه جنوبی اروپا» در شمال شیلی که قرار است در دهه ۲۰۲۰ میلادی وارد فاز عملیاتی شوند، به کاوش اتمسفر سیاره‌های دوردست خواهند پرداخت تا نشانه‌هایی از علائم حیات را بیابند؛ مثل نشانه‌هایی از آتشفشان‌ها و سولفور اکسید. اما چون آتشفشان‌ها در آن سیاره‌ها وجود دارند لزوما به این معنا نیست که اخترشناسان خواهند توانست آن را تشخیص بدهند.

«لیزا کالتنگر» اخترشناسِ دانشگاه کورنل در نیویورک اظهار داشت: «سولفور دی اکسید به خوبی از اتمسفر پاک می شود؛ پس به آتشفشان‌های شدید و انفجاری نیاز هست تا سولفور دی اکسید را تا ارتفاع زیادی به بالا پرتاب کند. پس از فوران، سولفور دی اکسید معمولا پراکنده شده و در طول چند ماه از اتمسفر ناپدید می گردد.»

سیاره‌هایی که میزبان حیات هستند، به ویژه آنهایی که از منظومه شمسی قابل تشخیص هستند، احتمالا کسری از همه سیاره‌های سکونت یافته را تشکیل می دهند. محققان در پایان گفتند: «ما خود را به یافتن گاز در اتمسفر محدود کرده‌ایم، اما حیات می تواند در زیر زمین یا در اقیانوس هم گسترش پیدا کند. تحقیقات جدید ما نشان می دهد که شناسایی شواهدی از فعالیت آتشفشانی در یک سیاره در نزدیکی یک کوتوله سرخ هم می تواند نشانه خوبی از فعالیت تکتونیکی باشد و هم نشان از احتمال بالای حیات فرازمینی باشد.» اصل این مقاله در مجله Inside Science منتشر شده است.

ترجمه: منصور نقی‌لو // منبع: بیگ بنگ

یک گروه کهکشانی در حال ادغام

یک گروه کهکشانی در حال ادغام

بیگ بنگ: چرا ستارگان در پل بین این کهکشان‌های در حال برخورد تشکیل می شوند؟ معمولأ وقتی کهکشان‌ها با هم برخورد می کنند، تشکیل ستاره محدود به دیسک‌های کهکشانی یا دنباله‌های کشندی می شود. اگرچه، در گروه Arp 194 نقاط درخشانی از ستارگان جوان درست در پلی که آنها را به هم وصل می کند، وجود دارند.

تحلیل‌ها‌ی تصاویر و داده‌ها از جمله تصویر برجستۀ Arp 194 که تلسکوپ هابل ثبت کرده و همچنین شبیه‌سازی‌های کامپیوتری این تعامل نشان می دهند کهکشان زیرین با گذشت ۱۰۰ میلیون سال از میان کهکشان بالایی، عبور کرده است. در نهایت یک جریان گازی باقی مانده که اکنون به سمت ِ کهکشان پایین پیش می رود. اخترشناسان این فرضیه را مطرح می کنند که ستارگان به دلیل از بین رفتن اغتشاش پس از برخورد سریع، در این پل تشکیل شده‌اند. ظرف تقریبأ یک میلیارد سال آینده، کهکشان‌ها – از جمله کهکشان کوچکتر که بر روی کهکشان بالایی قرار دارد (آن را می بینید؟) – همگی به یک کهکشان بزرگتر تبدیل می شوند.

منبع: بیگ بنگ

فیزیکدانان شرایط درون سیاهچاله را شبیه‌سازی کردند

 

فیزیکدانان شرایط درون سیاهچاله را شبیه‌سازی کردند

بیگ بنگ: تیمی از فیزیکدانان موسسه کوانتومی دانشگاه مریلند، دانشگاه کالیفرنیا برکلی و موسسه فیزیک ِ نظری پریمتر آزمایشی را برای درهم ریختگی کوانتومی(quantum scrambling) ترتیب دادند. این حالت کوانتومی به درهم ریختگی نابسامان اطلاعاتِ ذخیره شده در میان دسته‌ای از ذرات کوانتومی اشاره دارد. آزمایش این محققان که روی گروهی متشکل از ۷ یون انجام شد، توانست روش جدیدی را برای تفکیک میان درهم آمیختگی و از دست دادن واقعی اطلاعات بدهد.

به گزارش بیگ بنگ، وقتی ماده درون سیاهچاله ناپدید می شود، فرایند درهم ریختگی به وقوع می پیوندد. اطلاعاتِ متصل به آن ماده (هویت تمامی سازنده‌های آن، مثل انرژی و نیروی گشتاور ذرات بنیادی آن)، به طرز نامنظمی با دیگر ماده‌ها و اطلاعات درون سیاهچاله درهم می آمیزد. ظاهرا با این کار، امکان بازیابی اطلاعات وجود ندارد. این عامل به پارادوکس اطلاعات سیاهچاله ختم می شود، زیرا مکانیک کوانتومی بیان می دارد که اطلاعات هیچگاه از بین نمی رود؛ حتی وقتی این اطلاعات به درون سیاهچاله راه یافته باشد.

پس اگرچه برخی از فیزیکدانان نظری مدعی می شوند که اطلاعاتِ راه یافته به درون افق رویداد سیاهچاله برای همیشه از بین می رود و امکان دسترسی به آن وجود ندارد، برخی دیگر بر این باورند که این اطلاعات می تواند بازسازی شوند؛ ولی باید مدت زمان طولانی در انتظار باقی ماند، یعنی تا زمانیکه سیاهچاله به نصف اندازه اصلی‌اش تقلیل پیدا کرده باشد. سیاهچاله‌ها با کاهش حجم و اندازه روبرو می شوند زیرا “تابش هاوکینگ” منتشر می کنند؛ دلیل این تابش، نوسانات مکانیک کوانتومی در لبه سیاهچاله است که به پاس قدردانی از استیون هاوکینگ به این نام شناخته می شود.

متاسفانه، سیاهچاله‌ای با جرم خورشید به ۱۰۶۷ سال زمان برای تبخیر نیاز دارد؛ بسیار طولانی‌تر از سنّ کیهان. با این حال، شاید بتوان این اطلاعاتِ راه یافته به درون سیاهچاله را به طرز قابل توجهی با اندازه‌گیری درهم تنیدگی‌های میان سیاهچاله و تابش هاوکینگی که آزاد می کند، بازیابی کرد. دو بیت اطلاعات (مثل بیت‌های کوانتومی یا کیوبیت‌های کامپیوتر کوانتومی) زمانی دچار درهم تنیدگی می شوند که ارتباط ِ بسیار نزدیکی با هم داشته باشند و حالت کوانتومی یکی از آنها به صورت خودکار حالت دیگری را تعیین بکند؛ اهمیتی هم ندارد چه فاصله‌ای با همدیگر داشته باشند. فیزیکدانان برخی مواقع از این فرایند با عنوان «عمل شبح‌وار در فاصله دور» یاد می کنند و اندازه‌گیری کیوبیت‌های درهم‌تنیده می تواند به ترارسانی اطلاعات کوانتومی از یک کیوبیت به کیوبیت دیگر بشود.

«دکتر نورمن یائو» عضو تیم تحقیق و فیزیکدان ِ دانشگاه کالیفرنیا برکلی گفت: «میتوان اطلاعات سقوط کرده به درون سیاهچاله را با انجام محاسبات کوانتومی وسیع در این فوتون‌های هاوکینگی که به بیرون گسیل می شوند، بازیابی کرد. انتظار می رود این کار خیلی سخت و بغرنج باشد، اما اگر مکانیک کوانتومی امکان این اتفاق را میدهد، باید در اصل به این مهم دست پیدا کرد. و این دقیقا همان کاری است که ما اینجا می کنیم، اما فقط سه بیت کوچک را در بر می گیرد. با انداختن یک کیوبیت درهم‌تنیده به درون سیاهچاله و دنبال کردن ِ تابش هاوکینگ خروجی، میتوان به لحاظ نظری حالت کیوبیتِ درون سیاهچاله را تعیین کرد.»

دانشمندان در تحقیقات‌شان اعلام کردند که با “درهم آمیختگی کوانتومی”، اطلاعات یک ذره ترکیب شده یا به درون کل سیستم پراکنده می شود. ظاهرا این اطلاعات گم شده است، اما در واقع در همبستگی میان ذرات مختلف مخفی شده است. صرف نظر از اینکه سیاهچاله‌های واقعی به خوبی درهم آمیختگی دارند یا خیر، مطالعه درهم آمیختگی کوانتومی در آزمایشگاه می تواند بینش دانشمندان را دربارۀ آینده توسعه کامپیوترهای کوانتومی یا شبیه‌سازی‌های کوانتومی در خصوص سیاهچاله بهبود ببخشد. جزئیات بیشتر این پژوهش در مجله Nature منتشر شده است.

ترجمه: منصور نقی‌لو // منبع: بیگ بنگ

زمین در گذشته اَبَراقیانوس خود را بلعیده است!

https://bigbangpage.com/wp-content/uploads/2019/03/ext.jpg

زمین در گذشته اَبَراقیانوس خود را بلعیده است!

بیگ بنگ: براساس تحقیقات جدید، تقریبا ۷۰۰ میلیون سال قبل وقتی زمین اَبَراقیانوس‌های خود را بلعید، ابرقاره باستانی رودینیا هم وارونه گشت. رودینیا ابرقاره‌ای بود که قبل از ابرقاره پانگه‌آ وجود داشت؛ پانگه‌آ بین ۱۷۰ تا ۳۲۰ میلیون سال گذشته وجود داشته است.

به گزارش بیگ بنگ، دانشمندان در مطالعات جدید خود به سرپرستی «ژنگ ژیانگ لی» از دانشگاه کورتین در پرث استرالیا مدعی شده‌اند که ابرقاره‌ها و اَبَراقیانوس‌های آنها در طی چرخه‎هایی به وجود آمده و سپس متلاشی می شوند. در این چرخه‌ها، گاهی اوقات پوسته اقیانوسی حفظ شده و گاهی هم در قسمت‌های درونی زمین بازیابی می شوند.

«ژنگ ژیانگ لی» گفت: «ساختار گوشته زمین با بازتولید ابراقیانوس جدید و حلقه جدیدی از آتش بطور کامل از نو ساماندهی می شود. حلقه آتش زنجیره‌ای از نواحی همرفتی در پیرامون اقیانوس آرام است. در آنجا، پوسته اقیانوس در زیر قاره‌ها دچار سایش می شود. آتش فشان و زلزله در اطراف حلقه آتش به کرات روی می دهد.»

تاریخ عمیق

تاریخچه ابرقاره‌ها قدری نامعلوم است، اما زمین‌شناسان تا حدود زیادی متقاعد شده‌اند که قاره‌ها بطور متوسط هر ۶۰۰ میلیون سال به یک سرزمین غول‌پیکر تبدیل می شوند. در ابتدا، قاره نونا(nuna) پدید آمد. این قاره بین ۱٫۴ تا ۱٫۶ میلیارد سال قبل وجود داشت. در حدود ۹۰۰ میلیون سال پیش، نونا در هم شکسته و با قاره رودینیا ادغام گردید. رودینیا هم ۷۰۰ میلیون سال پیش چنین سرنوشتی را تجربه کرد. ابرقاره پانگه‌آ هم ۳۲۰ میلیون سال قبل به وجود آمد.

الگوهایی در گردش گوشته وجود دارد (لایه‌های زیر پوسته) که ظاهرا مطابقت خیلی خوبی با این چرخه ۶۰۰ میلیون ساله دارد. اما بعضی رسوبات معدنی و طلا و بقایای ژئوشیمی در سنگ‌های باستانی مجددا نمایان می شوند. آقای لی و همکارانش در مقاله‌ای که در ماه آوریل در مجله Precambria منتشر کردند، اعلام داشتند که زمین دارای دو چرخه متناوب است: یک چرخه ابرقاره‌ای که ۶۰۰ میلیون سال درازا دارد و یک چرخه ابراقیانوسی یک میلیارد ساله. بر اساس فرضیه‌ای که محققان مطرح کردند، هر ابرقاره به دو روش دچار شکستگی شده و اصلاحاتی وسیع در آن رخ می دهد.

یک الگوی متناوب

این دو روش، درونگرایی و برونگرایی نام دارند. برای درک بهتر درونگرایی، ابرقاره‌ای را تصور کنید که با یک ابراقیانوس احاطه شده است. ابرقاره شروع به تفکیک به قطعات کوچکتر می کند و اقیانوس درونیِ جدیدی آن را جدا می سازد. سپس بنا به هر دلیلی، فرایندهای همرفتی در این اقیانوس درونیِ جدید شروع می شوند. در این نقاط آتشین، پوسته اقیانوسی به سمت گوشته داغ زمین تمایل پیدا می کند. اقیانوس درونی هم به سمت قسمت درونی سیاره متمایل می گردد. قاره‌ها بار دیگر به یکدیگر می پیوندند. ماحصل این رویداد، پیدایش ابرقاره جدیدی است که ابراقیانوس قدیمی آن را احاطه کرده است.

از طرف دیگر، برونگرایی هم موجب ایجاد قاره جدید شده و هم ابرقیانوس جدیدی را پدید می آورد. در این مورد، ابرقاره تمایل به تفکیک پیدا کرده و اقیانوس درونی به وجود می آورد. اما این بار، همرفتی در اقیانوس درونی روی نمی دهد، بلکه در ابرقیانوسِ اطراف ابرقاره‌ای که در حال جدا شدن است. زمین ابراقیانوس را می بلعد و سرانجام ابرقاره وارونه می شود: خطوط ساحلی سابق آن با برخورد با یکدیگر، خط میانی تازه‌ای به وجود می آورند و خط میانی فروپاشیده آن هم اکنون ساحل نام دارد. پس اقیانوسی که زمانی در قسمت درونی قرار داشت، حالا ابراقیانوس تازه‌ای است که ابرقاره تازه‌ای را احاطه کرده است.

آیندۀ زمین

محققان با مدل‌سازی به این ایده رسیدند که در ۲ میلیارد سال گذشته، فرایندهای درونگرایی و برونگرایی به طور متناوب روی داده‌اند. در این سناریو، ابرقاره نونا از هم فروپاشیده و سپس از طریق درونگرایی باعث به وجود آمدن رودینیا شد. ابراقیانوس نونا به بقای خود ادامه داده و به ابراقیانوس رودینیا تبدیل شد که دانشمندان نامش را «میروویا» گذاشته‌اند. نونا و رودینیا پیکربندی مشابهی داشتند. لذا این ایده مطرح می شود که نونا دچار تفکیک شده و سپس مجددا شرایط قبلی‌اش را بدست آورد. اما پوسته اقیانوسی میروویا دوباره دچار همرفتی شد. رودینیا با ناپدید شدن ابراقیانوسش، به قطعات کوچکتر تفکیک یافت و بعدها در بخش دیگر قاره در قالب ابرقاره پانگه‌آ نمایان شد. اقیانوسی جدیدی که پدید آمد، بعدها به ابرقاره پانگه‌آ تبدیل شد. بعدها پانگه‌آ دچار تفکیک شده و به قاره‌هایی تبدیل گشت که امروز می شناسیم.

«مارک بن» ژئوفیزیکدان در موسسه اقیانوس نگاری وودز هو و کالج بوستون بیان کرد: «فهمیدن اینکه چرخه‌های مورد مطالعه، نشان از الگویی واقعی دارند یا خیر، قدری دشوار است. تنها ۳ تکرار روی می دهد. پس چرخه‌های متعددی در اختیار نداریم تا روندهای تاریخی را در آنها بررسی کنیم. اگر الگوهای متناوبی که در فوق ذکر شد صحت داشته باشند، ابرقاره بعدی در اثر فرایند درونگرایی به وجود خواهد آمد. اقیانوس‌های درونی که به واسطه شکاف پانگه‌آ به وجود آمده بودند، بسته خواهند شد. اقیانوس آرام هم گسترش پیدا کرده و به ابراقیانوس قاره جدید تبدیل خواهد شد. دانشمندان این ابرقاره فرضی آینده را آماسیا می نامند.»

آینده ابرقاره‌ای زمین هنوز مشخص نیست. مدل‌هایی که در تلاش برای ادغام حرکات قاره‌های زمین با دینامیک درونی گوشته هستند، تعیین می کنند که روش های ادغام درونگرایی/برونگرایی واقع گرایانه هستند یا خیر. روش‌های استفاده شده توسط آقای لی و همکارانش که در آنها الگوهای تغییر مولکولی در سنگ‌های باستانی نیز مورد مطالعه قرار می گیرد، احتمالا بتوانند سوال‌های مربوط به صفحات تکتونیکی را توضیح بدهند. بن در پایان گفت: «ما امیدواریم با جمع‌آوری داده‌های بیشتر، قطعات دیگری از این پازل را در جای خود قرار دهیم.»

ترجمه: منصور نقی لو // منبع: بیگ بنگ

تلسکوپ فضایی کپلر برای همیشه خاموش شد

تلسکوپ فضایی کپلر برای همیشه خاموش شد

ناسا اعلام کرد سوخت تلسکوپ فضایی کپلر به اتمام رسید و این جستجوگر سیارات بیگانه برای همیشه خاموش شد. کپلر تا به امروز بیش از ۲۶۰۰ سیارۀ تأیید شده و ۲۷۰۰ سیارۀ در انتظار تأیید پیدا کرده است. از این تعداد حدود ۳۰ عدد از آنها در کمربند حیات به دور ستاره خود می‌چرخند.

به گزارش بیگ بنگ، کپلر آنچه ما دربارۀ سیارات فراخورشیدی می‌دانیم را اصلاح کرده است، و اینکه مکان خودمان در کهکشان راه شیری را چگونه می‌بینیم، برای همیشه تغییر داده است. جدیدترین تجزیه و تحلیل کشف‌های کپلر نشان می دهد که ۲۰ تا ۵۰ درصد ستاره‌ها در آسمان شب احتمالا سیارات کوچک و سنگی هستند که اندازه‌ای مشابه زمین دارند و درون منطقه قابل سکونت ستارگان مادری خود قرار دارند. به این معنا که آنها در فاصله‌ای از ستارگان خود قرار دارند که آب مایع – یک ماده حیاتی برای زندگی – ممکن است در سطح آنها وجود داشته باشد.

این ماموریت به نام منجم آلمانی یوهانس کپلر نامگذاری شده‌ بود. تلسکوپ کپلر در تاریخ هفتم مارس ۲۰۰۹ به فضا پرتاب شد، این تلسکوپ از آنچه که از آن انتظار می‌رفت، نیز بیشتر کار کرد. چرا که ماموریت اصلی برای مدت سه سال و نیم برنامه‌ریزی شده بود، اما تا همین اواخر در حال جمع‌آوری اطلاعات و انجام ماموریت‌های مختلف بود. شاید قابل توجه‌ترین مثال این باشد که چرخ واکنش که فضاپیما را ثابت نگه می‌داشت، در سال ۲۰۱۳ خراب شد. ناسا یک راه حل طراحی کرد که فضاپیما را قادر ساخت تا از باد خورشیدی برای تعادل خود استفاده کند و در مسیر خود باقی بماند. این کار باعث شد تا کپلر برای ۱۷ عملیات سه ماهه، عملیاتی باقی بماند.

تلسکوپ کپلر با استفاده از امواج الکترومغناطیسی با ایستگاه زمینی ارتباط برقرار می کرد. به گفته محققان این فضاپیما در ابتدا طوری طراحی شده بود تا با مخزن سوختی پرتاب شود که به آن حداکثر ۶ سال اجازه می‌داد کار کند. با این حال، زمانی که مهندسان وزن آن را قبل از ارسال به فضا اندازه گرفتند، متوجه شدند که وزن آن کمتر از حد مورد انتظار آنها شده است. پس یک مخزن کامل سوخت را با کپلر همراه کردند؛ چیزی که اجازه داد این تلسکوپ فضایی ۹ سال به ماموریت بپردازد.

از آنجا که کپلر در مدار خورشید قرار دارد، چیزی که برای شکار سیاره‌ها ضروری بود، نمی‌توان سوخت آن را جایگزین و دوباره پر کرد. با این که این تلسکوپ فضایی مجهز به صفحات خورشیدی است، اما تنها قطعات الکترونیکی آن را تامین نیرو می‌کند. در حالی که این پیشران‌ها هستند که به آن در جهت‌گیری مناسب و مانور دادن و فرستادن اطلاعات به زمین کمک می‌کنند که نیاز به سوخت دارند. با اتمام سوخت این فضاپیما، ناسا دیگر ارتباطی با این فضاپیما ندارد و کپلر اکنون به یک زباله فضایی تبدیل شد.

جانشین کپلر، یعنی ماهواره بررسی سیارات فراخورشیدی عبوری(TESS)، در اوایل امسال به فضا پرتاب شد و ماموریت علمی خود را در ماه ژوئیه ۲۰۱۸ آغاز کرد. در حالی که کپلر تنها سیارات موجود در عرصه محدودی از آسمان در فاصله ۳۰۰ تا ۳۰۰۰ سال نوری را جست و جو می‌کرد، تس تعداد ۲۰۰ هزار از درخشان‌ترین ستارگان موجود در کهکشان ما که بین ۳۰ تا ۳۰۰ سال نوری از زمین فاصله دارند را بررسی خواهد کرد که منطقه‌ای ۴۰۰ برابر بزرگتر از عرصۀ دید کپلر را پوشش می دهد. این کاوشگر از چهار دوربین پیشرفته بهره می برد.

نویسنده: سمیر  الله‌وردی // منبع: بیگ بنگ

ستارۀ خون آشام

 

ستارۀ خون آشام

بیگ بنگ: ستاره “زرشکی هایند” یا R Leporis یک ستارۀ نادر در آسمان شب زمین است که فرم تکان دهنده‌ای از رنگ قرمز دارد. کاشف این ستاره، اخترشناس انگلیسی قرن نوزدهم جان راسل هایند گزارش داد:« این ستاره شبیه یک قطره خون در یک میدان سیاه در تلسکوپ مشخص است.»

این ستاره که در فاصله ۱۳۶۰ سال نوری از زمین و در صورت فلکی خرگوش واقع شده یک ستارۀ متغیر از نوع میرا است که روشنایی‌اش طی یک دورۀ ۱۴ ماهه کاهش و افزایش می یابد. “زرشکی هایند” در حال حاضر بعنوان یک ستارۀ کربنی شناخته می شود و یک غول سرخ بسیار خنک و تکامل یافته است با کربن فراوانی دارد. کربن اضافی از طریق همجوشی هلیوم در نزدیکی هستۀ یک ستاره در حال مرگ ایجاد شده و درون لایه‌های خارجی این نوع ستارگان فشرده می شود. این فشردگی باعث فراوانی بیش از حد مولکول‌های سادۀ کربن مثل CO، CH، CN و C2 می شود. تحقیقات نشان می دهد که ستارگان خنک بیشتری انرژی‌شان را در نور قرمز و فروسرخ ساطع می کنند؛ ولی در ستارگان کربنی، مولکول‌های کربن چیزی که از اندک نور آبی باقی می ماند را به شدت جذب می کنند و یک رنگ قرمز استثنایی را به این نوع ستارگان می دهند. ستارۀ  “زرشکی هایند” با بادهای ستاره‌ای قوی در حال پخش کردن جو غنی از کربنش در مادۀ بین ستاره‌ای است و می تواند کم‌کم به یک سحابی سیاره‌نما تبدیل شود. هالووین مبارک!

منبع: بیگ بنگ

شبه علم چیست؟

https://bigbangpage.com/wp-content/uploads/2018/10/avatars-000455723829-ewsz6t-original.jpg

شبه علم چیست؟

بیگ بنگ: کلمه‌ «شبه‌علم» برای توصیف چیزی بکار می‌رود که علمی به نظر می‌رسد اما هیچ کدام از معیارهای علمی را ندارد. این ارائه‌ی اطلاعات نادرست به این دلیل رخ می‌دهد که علم واقعی قابلیت پذیرفته شدن و اعتبار دارد (یعنی عملی است) و شبه‌علم تلاش می‌کند تا در پشت این اعتبار پیش برود بدون اینکه خودش را در معرض بررسی دقیق فکری قرار دهد، در حالیکه علم واقعی عملکرد ساده‌ای ندارد.

به گزارش بیگ بنگ، مثال خوبی از شبه‌علم «هومئوپاتی» است که یک جنبه از پزشکی را ارائه می‌دهد اما نمی‌تواند خود را با روش علمی وفق دهد. چیزهای دیگری که معمولأ شبه‌‌علم را تشکیل می‌دهند عبارتند از طالع‌بینی، خلقت‌گرایی زمین جوان، ایریدولوژی، برنامه‌نویسی زبانی-عصبی و غیب‌گویی با آب.

تفاوت در کجاست؟

تمایزات بین علم و شبه‌علم اغلب در بحث‌ها گم می‌شوند و گاهی‌اوقات این امر باعث می‌شود پذیرش یافته‌های علمی توسط عموم دشوارتر باشد. سوء‌برداشت‌های دیگر دربارۀ علم عبارتند از تعریف نظریه، معنای اثبات چیزی، چگونگی کاربرد آمار و ماهیت شواهد و تحریف. بخاطر این سوء‌برداشت‌ها و ابهامی که ایجاد می‌کنند، گاهی اوقات بهتر است در مورد علم و شبه‌علم صحبت کنیم، یعنی کمتر به جزئیات عملیاتی تمرکز کنیم و بیشتر به کارکردهای گسترده‌تر علم تأکید کنیم.

دانش چیست؟

اولین و بالاترین سطحی که علم از شبه‌علم متمایز می‌شود نشان می‌دهد که حیطۀ مطالعه چگونه از لحاظ دانش و سودمندی رشد می‌کند. به گفته “جان دوی” فیلسوف: «دانشی که درک می‌کنیم به گونه‌ای مقرر شده که به عنوان منبعی از پرس و جوی بیشتر موجود است.»

این یک شرح عالی از دانستن علم است که نشان می‌دهد دانش موجود چگونه می‌تواند برای شکل‌دهی فرضیات جدید، توسعه‌ی نظریات جدید و ایجاد دانش جدید بکار رود. این ویژگی علم است که دانش ما ظرف چند قرن اخیر به شدت رشد پیدا کرده و با آزمایشات واقعی هدایت شده است. به طور خلاصه، دانش جدید عملی است و در یافتن ِ دانش بیشتر سودمند است.

https://bigbangpage.com/wp-content/uploads/2018/02/Science-Definition.jpg

عدم پیشرفت

در مقابل، هومئوپاتی رشته‌ای است که رشد چشمگیری در دانش یا عملکرد نداشته است. در حالیکه استفاده از زبان علمی مدرن این رشته را بهتر می‌کند، اما می بینیم که هیچ رشدی در دانش و اثربخشی آن صورت نگرفته است. این رشته همچنان یکنواخت پیش می‌رود. در واقع علم باعث رشد می‌شود، اما شبه‌علم اینگونه نیست. برای درک این عدم رشد، به یک سطح پایین‌تر و دقیق‌تر می‌رویم و به یکی از اهداف اولیۀ علم می پردازیم: ارائه‌ توضیحات سببی برای پدیده‌های مختلف.

توضیحات سببی

توضیحات سببی همان توضیحاتی هستند که ما را قادر می‌سازند تا رابطۀ بین دو یا چند رویداد را درک کنیم و یک مسیر نظری را ترسیم کنیم که بر دیگران تأثیر بگذاریم. این مسیر نظری از طریق پیش‌بینی‌‌هایی که در مورد جهان ارائه می‌دهد آزمایش شده و نتایجش تأیید یا رد می‌شوند. نمونه‌های کلاسیکی از توضیحات سببیِ موفق در علم عبارتند از توضیح فصل‌ها و مبنای ژنتیکی برخی از بیماری‌ها و … در حالیکه طرفداران هومئوپاتی به سختی می توانند توضیحات سببی ارائه دهند، چنین توضیحاتی با یک شیوۀ کارآمدتر ارتباطی ندارند، دانش یا سودمندی جدیدی را ارائه نمی‌دهند و منجر به رشد نمی‌شوند.

بدین ترتیب، طرفداران برنامه‌نویسی زبانی-عصبی یک رابطۀ سببی را بین فرآیندهای عصب‌شناختی خاص و رفتارِ آموخته شده در نظر می‌گیرند، اما نمی‌توانند این رابطه را برقرار سازند، و اخترشناسان سعی نمی‌کنند نیروهای پیش‌بینی کنندۀ فرضی‌شان را توضیح دهند. عدم وجود توضیحات سببیِ قابل آزمایشی (یا مدل‌هایی) که شبه‌علم را به تصویر بکشند باعث دومین تمایز آن با علم می‌شود: علم توضیحات سببی را ارائه می‌دهد که منجر به رشد می‌شود اما شبه‌علم اینگونه نیست.

https://bigbangpage.com/wp-content/uploads/2018/10/Pseu2.jpg

جنبه‌های عملیاتی علم

سومین تمایز بین علم و شبه‌علم به جزئیات عملیاتی علم مربوط می شود. در این جنبه بدست آوردن جزئیات ِ دقیق باعث می‌شود توضیحات سببی نیز به درستی ارائه شود. در این مرحله، جنگ بر سر عناصر تشکیل دهندۀ شواهد، کاربرد درست ِ آمار، نمونه‌هایی از تعصبات شناختی، کاربرد روش‌های مناسب و … مطرح است. اما هومئوپاتی چنین عمل نمی کند. یعنی هومئوپاتی از روی داستان‌های ساختگی اعتبار بدست می آورد نه روش کاربردی و علمی.

دانش در بیرون نهفته است

در نهایت باید به این برداشت‌های شبه علمی بصورت بنیادی بپردازیم، اما در آموزش علمی و ارتباطات علمی، باید توضیحات سببی که علم دربارۀ جهان ارائه می‌دهد و بسیار سودمند است، نیز تأکید کنیم. این درک در واقع ابزار بهتری را برای تشخیص شبه‌علم به ما ارائه می‌دهد و به مبارزه با جنبش‌های ضدعلمی کمک می‌کند. برای رشد انسان از طریق علم باید به طور سفت و سخت با شبه‌علم برخورد کنیم، همانطور که اینشتین یادآوری کرده: «با ارزش‌ترین چیزی که داریم “علم” است.»

ترجمه: سحر  الله‌وردی // منبع: بیگ بنگ

ابزاری جدید برای کشف حیات بیگانه

https://bigbangpage.com/wp-content/uploads/2018/10/181002113956_1_900x600.jpg

ابزاری جدید برای کشف حیات بیگانه

بیگ بنگ: آیا سیاره‌ای در فضا وجود دارد که تمدنی به پیشرفتگی ما در آن وجود داشته باشد؟ برای فهمیدن این مسئله، دانشمند موسسه تحقیقاتی لوزان در سوئیس، کلودیو گریمالدی با همکاری دانشگاه کالیفرنیا، یک مدل آماری ابداع کرد که ابزاری برای جستجوی سیگنال­‌های احتمالی ارسال­‌ شده توسط تمدنی بیگانه در اختیار محققان قرار می­دهد.

به گزارش بیگ بنگ، در آغاز گریمالدی به دنبال مسائل اخترفیزیکی نبود. او بیشتر به زمینۀ فیزیک مواد متراکم علاقه داشت. تحقیقات او که در آزمایشگاه فیزیک مواد پیچیده در موسسه­ تحقیقاتی لوزان صورت گرفت، شامل محاسبه احتمالات تبادل الکترون در نانولوله­‌های کربن می­ شد؛ اما او مشتاق بود بداند اگر نانولوله‌­ها را ستاره و الکترون­‌ها را سیگنال­‌های ارسالی توسط تمدن­‌های فرازمینی فرض کنیم، آیا می ­توان احتمال شناسایی این سیگنال­‌ها را با دقت بیشتری محاسبه کرد؟

این موضوع قصر رویاها نیست؛ دانشمندان ۶۰ سال است که مشغول تحقیق در مورد احتمال وقوع این مسئله هستند. از اواخر دهۀ ۱۹۵۰ میلادی تا کنون، به ویژه در کشور آمریکا، چندین پروژه­ تحقیقاتی در خصوص جستجوی هوش فرازمینی-ستی(SETI) آغاز شده است. تفکر بر این است احتمال ارسال سیگنال‌­های الکترومغناطیس توسط تمدنی پیشرفته در سیاره‌­ای دیگر وجود دارد و این احتمال وجود نیز دارد دانشمندان بتوانند با استفاده از آخرین تکنولوژی بکار رفته در تلسکوپ­‌های رادیویی، این امواج را دریافت کنند.

توجهی دوباره

با وجود پیشرفت‌­های چشمگیر در اخترشناسی رادیویی و افزایش توان محاسبه نسبت به قبل، هیچکدام از پروژه­‌های قبلی به نتیجه­ی قابل اتکایی نرسیدند. تعدادی سیگنال با منشا نامعلوم همانند سیگنال wow در سال ۱۹۷۷ به ثبت رسیدند اما هیچکدام از این سیگنال­‌ها تکرار نشده و یا مدرک محکمی بر وجود تمدن بیگانه به حساب نمی­ آمدند.

اما این بدین معنی نیست که دانشمندان دست از تلاش کشیده باشند. در این سو، موسسه­ی جستجو برای هوش بیگانه (SETI) پس از کشف سیاره‌­های فراخورشیدی جدید به دور میلیاردها ستاره در کهکشان راه شیری، توجهی دوباره به این موضوع معطوف کرده است. محققان تجهیزات جدیدی طراحی کردند (مثل آرایه­ کیلومتر مربعی، تلسکوپ رادیویی بزرگی در جنوب آفریقا و استرالیا با امکان جمع­‌آوری داده در وسعتی معادل یک کیلومتر مربع) که می­تواند راه را برای پیشرفت‌­های بزرگ بعدی باز کند. یوری میلنر، موسس شرکتی روسی، به تازگی از آغاز برنامه‌­ای بلندپروازانه به نام Breakthrough Listen خبر داد که نسبت به پروژه‌­های قبلی، آسمان را ۱۰ برابر بیشتر مورد پوشش قرار می­دهد و فرکانس­‌های بیشتری را مورد بررسی قرار می­ دهد. میلنر قصد دارد در طی ده سال ۱۰۰ میلیون دلار سرمایه به موسسه­ خود تزریق کند.

https://bigbangpage.com/wp-content/uploads/2018/10/d83d1b87.jpg

راه­‌های پیش­رو

مزیت مدل آماری گریمالدی این است که امکان تفسیر موفقیت و شکست را در شناسایی سیگنال­‌های فواصل مختلف از زمین فراهم می­ کند. برای مثال، حتی اگر هیچ سیگنالی در شعاع ۱۰۰۰ سال نوری از ما دریافت نشود، هنوز ۱۰ درصد احتمال وجود دارد که زمین در شعاع صدها سیگنال دیگر در کهکشان باشد اما تلسکوپ­‌های رادیویی ما قادر به دریافت آنها نباشند. به رحال، اگر حتی یک سیگنال در شعاع ۱۰۰۰ سال نوری کشف شود این احتمال به ۱۰۰ درصد می­ رسد. در این صورت، ما می­ توانیم به این اطمینان برسیم که کهکشان ما مملو از حیات بیگانه است.

پس از در نظر گرفتن مولفه‌­هایی نظیر اندازۀ کهکشان و فشردگی ستاره­‌های آن، گریمالدی تخمین می­زند که احتمال شناسایی سیگنالی در شعاع ۴۰۰۰۰ سال نوری بسیار اندک است. به بیانی دیگر، اگر هیچ سیگنالی در این شعاع شناسایی نشود، به صورت منطقی می ­توان اطمینان حاصل کرد که هیچ تمدنی به پیشرفتگی تمدن ما در کهکشان وجود ندارد. اما تاکنون، دانشمندان موفق به جستجو در فاصلۀ تنها ۴۰ سال نوری شده­‌اند.

بنابراین راه‌­های پیش­روی زیادی وجود دارد؛ به خصوص که این روش‌­های جستجو قادر به شناسایی تمدن بیگانه­‌ای با سطح پیشرفت اندک و ابتدایی یا تمدنی پیشرفته که سیگنالی از خود ارسال نمی­کند نیست. روش او که در مجله Proceedings of the National Academy of Science منتشر شده، می­تواند این جستجو را مقرون به صرفه­‌تر و ارزان‌تر نماید.

ترجمه: رضا کاظمی // منبع: بیگ بنگ

چیزهایی که اطرافمان می‌بینیم آنطوری نیستند که به نظر می‌رسند!

https://bigbangpage.com/wp-content/uploads/2018/10/physicsnotev.jpg

چیزهایی که اطرافمان می‌بینیم آنطوری نیستند که به نظر می‌رسند!

بیگ بنگ: محققان دانشگاه تکنولوژی وین، دانشگاه اینسبروک و آکادمی علوم اتریش برای نخستین‌بار اثر موجی را کشف کرده‌اند که می تواند به خطاهای اندازه‌گیری در تخمین موقعیت اپتیک اشیا منجر شود. این تحقیق که در عرصۀ میکروسکوپ و نجوم نوری تاثیر بسزایی خواهد داشت، می تواند در اندازه‌گیری موقعیت با استفاده از صدا، رادار، و یا امواج گرانشی نقش فوق‌العاده‌ای داشته باشد.

به گزارش بیگ بنگ، در واقع با تکنیک‌های نوری تصویربرداری مدرن، موقعیت اشیا را می توان با دقت اندازه‌گیری کرد و میزان ِ خطا را به چند نانومتر کاهش داد. برای مثال، این روش‌ها به منظور تعیین موقعیت اتم‌ها در آزمایش‌های کوانتومی مورد استفاده قرار می گیرند. “گابریل آروندا” از دانشگاه اینسبروک در این خصوص گفت:« ما در نظر داریم تا موقعیت ِ دقیق بیت‌های کوانتومی را بدانیم تا بتوانیم آنها را با پرتوهای لیزر، دستکاری و یا براورد نماییم.»

هم اکنون کار مشترک بین فیزیکدانان دانشگاه تکنولوژی وین، به سرپرستی پروفسور آرنو روشن بوتل، و محققان دانشگاه اینسبروک و موسسه اپتیک کوانتومی و اطلاعات کوانتومی به سرپرستی راینر بلات، نشان می دهد که خطای سیستمیک می تواند در هنگام تعیین موقعیت ذراتی که نور پلاریزه را به صورت بیضوی منتشر می کنند، رخ دهد. پلاریزاسیون بیضوی باعث می شود “موج” شکل ِ مارپیچی بگیرد و به لنزهای تجسمی در زاویه کوچکی برخورد کند. این امر سبب می شود که منبع نور تا حدودی از موقعیت واقعی آن دورتر به نظر آید.

این امر می تواند در تحقیقات زیست پزشکی به کار گرفته شود، چرا که در این تحقیقات پروتئین‌های درخشان یا نانوذرات بعنوان نشانگر برای تعیین ساختارهای بیولوژیک مورد استفاده قرار می گیرند. در واقع این اثر احتمالا منجر به یک تصویر تحریف شده از ساختار واقعی می گردد. بیش از ۸۰ سال پیش، فیزیکدان چارلز جی داروین، نوه دانشمند معروف چارلز داروین، این اثر را پیش‌بینی کرده بود. از آن زمان تا کنون مطالعات نظری نتوانستند به درستی نظریه او را تایید کنند. در حال حاضر برای اولین‌بار تاثیر این موج در آزمایشات به طور واضح اثبات شده و برای دومین‌بار، در دانشگاه اینسبروک، فیزیکدانان، از طریق انتشار تک فوتون‌ها، موقعیت یک اتم باریم که در یک تلۀ یونی گرفتار شده بود را پیش‌بینی نمودند.

فیزیکدانان دانشگاه تکنولوژی وین نیز با تحلیل نور ِ منتشر شده از یک گوی طلایی کوچک حدودا ۱۰۰ نانومتری، موقعیت آن را تعیین کردند. در هر دو مورد، بین مشاهدات و موقعیت واقعی ِ ذره، تفاوت‌هایی وجود داشت. “استیفن والرس”، یکی از محققان این تیم گفت: «انحراف در جهت طول موج نور است و می تواند به یک خطای قابل اندازه‌گیری تبدیل شود. بعنوان مثال، میکروسکوپ نوری با وضوح فوق‌العادۀ خود، توانسته در محدوده نانومتر نفوذ کند، در حالی که این اثر می تواند به اشتباهات چندین نانومتری منجر شود.»

دانشمندان معتقدند این احتمال وجود دارد که این خطای سیستماتیک اساسی نیز در این برنامه‌ها نقش داشته باشد، اما هنوز این امر به طور دقیق اثبات نشده است. علاوه بر این محققان معتقدند که این اثر نه تنها در منابع نور قابل مشاهده است، بلکه می تواند اندازه‌گیری‌های رادار یا سونار را نیز تحت تاثیر قرار دهد. حتی می تواند در برنامه‌های آینده نیز بر تعیین موقعیت اجرام نجومی با استفاده از انتشار امواج گرانشی تاثیر بگذارد. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Nature Physics منتشر شده است.

ترجمه: سهیلا دوست پژوه // منبع: بیگ بنگ

یک سحابی خیال انگیز

https://bigbangpage.com/wp-content/uploads/2018/10/theghostofca.jpg

یک سحابی خیال انگیز

بیگ بنگ: حدود ۵۵۰ سال نوری دورتر از ما و در  صورت فلکی ذات الکرسی IC 63، یک سحابی خیره‌کننده و خیال انگیز وجود دارد. که بعنوان روح کاسیوپیا شناخته می شود، IC 63 توسط تابش ستاره متغیر و غیرقابل پیش‌بینی نزدیک خود به نام  گاما کاسیوپیا شکل گرفته و به آرامی فضای ابری پر گرد و غبار و مه آلودی را از خود متساعد می نماید.

به گزارش بیگ بنگ، صورت فلکی ذات الکرسی یا کاسیوپیا (Cassiopeia)، که به نام یکی از ملکه‌های اساطیر یونان نامگذاری شده، شکل شگفت‌آور “W” را در آسمان شب به تصویر می کشد. نقطه مرکزی W با یک ستاره دراماتیک به نام گاما کاسیوپیا مشخص شده است. گاما کاسیوپیا یک ستارۀ متغیر آبی سفید است که توسط یک دیسک گازی احاطه شده است.

این ستاره ۱۹ برابر بزرگتر و ۶۵ هزار بار روشن‌تر از خورشید ماست و با سرعت باور نکردنی ۱٫۶ میلیون کیلومتر در ساعت چرخش می کند که چیزی در حدود ۲۰۰ بار سریع‌تر از ستارۀ ما می باشد. این چرخش دیوانه‌وار ظاهرا خشن و ترسناک به نظر می رسد. چراکه چرخش سریع موجب فوران جرم از ستاره به دیسک اطراف می شود و  این جرم‌های متساعد شده به صورت روشنایی مشاهده می شود. تابش ستاره گاما کاسیوپیا که حتی می تواند با قدرت ِ خود بر روی IC 63 نیز تأثیر بگذارد، گاهی اوقات سحابی شبح نیز نامیده می شود.

رنگ‌های موجود در این سحابی حیرت‌انگیز نشان می دهد که چگونه این سحابی تحت تاثیر تابش قدرتمند ستاره دور از خود قرار گرفته است. هیدروژن داخل IC 63 با پرتو فرابنفش ستارۀ گاما کاسیوپیا بمباران می شود و باعث می شود الکترون‌های آن انرژی را به دست آورند که بعدا بعنوان تابش هیدروژن آلفا شناخته شده و همانطور که می بینید با رنگ قرمز در این تصویر قابل مشاهده است.

این تابش هیدروژن آلفا، IC 63 را به یک سحابی مملو از گاز تبدیل می کند، اما علاوه بر آن نور آبی‌ای نیز وجود دارد که ما می توانیم آن را مشاهده کنیم. این نور نور ساتع شده از گاما کاسیوپیا است که توسط ذرات گرد و غبار موجود در سحابی منعکس شده، به این معنی که IC 63 نیز یک سحابی بازتابنده است. برای مشاهدۀ این سحابی زیبا به یک تلسکوپ نسبتا بزرگ و آسمانی تاریک نیاز دارید.

ترجمه: سهیلا دوست پژوه // منبع: بیگ بنگ

اخترشناسان منظومۀ سیاره‌ای با چهار غول گازی یافتند

https://bigbangpage.com/wp-content/uploads/2018/10/image_6508e-CI-Tau.jpg

اخترشناسان منظومۀ سیاره‌ای با چهار غول گازی یافتند

بیگ بنگ: اخترشناسان با استفاده از تلسکوپ آرایه میلی متری بزرگ آتاکاما (آلما) موفق به شناسایی منظومه سیاره‌ای دو میلیون ساله شدند که چهار سیارۀ غول گازی به اندازه زحل و مشتری دارد و به دور ستاره «CI Tau» می چرخد. این نخستین‌بار است که سیاره‌های فراخورشیدی بزرگ و زیادی در چنین منظومه سیاره‌ای جدیدی کشف می شود. منظومه «CI Tau» همچنین رکورددار بیشترین دامنه گردش است که تاکنون به ثبت رسیده است.

به گزارش بیگ بنگ، ستارۀ «CI Tau» در فاصله ۵۱۸ سال نوری از زمین در ناحیه ستاره‌زایی قوی واقع شده و دیسک پیش سیاره‌ای غول پیکری آن را احاطه کرده است. این ستاره از جنبه‌های زیادی مورد توجه می باشد، زیرا حاوی نخستین سیاره فراخورشیدی به اصطلاح مشتری داغ «CI Tau b» است که در اطراف چنین ستارۀ جوانی کشف شده است. اگرچه سیارات مشتری داغ اولین نوع سیاره‌های فراخورشیدی بودند که کشف شدند، اما وجودشان از مدت‌ها پیش اخترشناسان را به چالش کشیده، زیرا تصور می شود که آنها به ستاره‌های مادری خود بسیار نزدیک هستند.

حالا، پروفسور «کتی کلارک» از موسسه اخترشناسی دانشگاه کمبریج و همکارانش از تلسکوپ آلما برای جستجوی همسایه‌های «CI Tau b» استفاده کرده‌اند. محققان در مشاهدات خود به سه خلاء مختلف در دیسک مربوطه پی بردند. بنا به مدل‌سازی‌های نظریه آنان، این خلاءها به احتمال زیاد در اثر سه سیارۀ غول گازی دیگر ایجاد شده‌اند که به دور این ستارۀ جوان می چرخند. چهار سیاره «CI Tau» طریقه چرخش کاملا متفاوتی دارند؛ نزدیکترین سیاره چرخشی برابر چرخش عطارد دارد، اما دورترین سیاره در فاصله‌ای بیش از سه برابر نپتون گردش می کند. دو سیاره بیرونی جرمی تقریبا برابر با جرم زحل دارند، اما دو سیاره درونی تقریبا به ترتیب ۱ و ۱۰ برابر جرم مشتری، هستند.

اخترشناسان بیان کردند: «این کشف پرسش‌های زیادی را به پیش می کِشد. در حدود یک درصد ستارگان از سیارات مشتری داغ میزبانی می کنند، اما اکثر این سیارات غول‌پیکر صدها برابر پیرتر از ستارۀ CI Tau هستند. در حال حاضر غیرممکن است که بگوییم آیا مشخصه‌های معماری سیاره‌ای دیده شده در CI Tau در منظومه‌های مشتری داغ، رایج و عادی است یا خیر، زیرا شاید شیوۀ شناسایی این سیاره‌ها با منظومه‌های قدیمی‌تر فرق داشته باشد چرا که این منظومه‌ها دیگر دیسک پیش سیاره‌ای ندارند.»

هنوز مشخص نیست که آیا سیاره‌های همسایه در هدایت درونی‌ترین سیاره به مدار نزدیکش نقش داشته‌اند یا خیر و آیا این ساز و کار به طور کل در ایجاد مشتری‌های داغ موثر بوده یا خیر. مسئله عجیب دیگری که وجود دارد این است که دو سیاره بیرونی چگونه شکل گرفتند. “پروفسور کلارک” خاطر نشان کرد: «مدل‌های ایجاد سیاره عمدتا بر روی ایجاد نوعی از سیاره‌ها متمرکز می شوند که قبلا مشاهده شده‌اند؛ پس اکتشافات جدید لزوما تناسبی با مدل‌های قبلی ندارد. انتظار می رود سیاره‌هایی با جرم زحل در ابتدا با تجمع هسته جامد و سپس بهره‌گیری از یک لایه گاز در بخش بالایی پدید آمده باشند، اما فرض بر این است که این فرایندها در فواصل دور نسبت به ستاره به آهستگی صورت بگیرند.» جزئیات بیشتر این مقاله در مجله « Astrophysical Journal Letters» منتشر شده است.

ترجمه: منصور نقی لو // منبع: بیگ بنگ

@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@

https://bigbangpage.com/wp-content/uploads/2018/10/Polaris_with_IFN_small.jpg

خواص ِ پنهان ستاره قطبی

بیگ بنگ: دو استاد اخترفیزیک دانشگاه ویلانووا، طی تحقیقی خواص «ستاره قطبی»، که برای مدتی طولانی پنهان مانده بود را کشف کردند.

به گزارش بیگ بنگ، تا به امروز، برآوردهای متفاوت دانشمندان در مورد فاصلۀ این ستاره از زمین (۵۲۰ یا ۳۲۲ سال نوری)، باعث دشوار شدن تعیین ساختار فیزیکی آن شده است. اما این تیم از محققان که مجهز به اندازه‌گیری‌های دقیق فاصله‌ای (۴۴۷+/-۱٫۶ سال نوری) بودند که اخیراً توسط مأموریت گایا آژانس فضایی اروپای (ESA) به دست آمده بود، توانستند شعاع، روشنایی درونی، سن و جرم ستاره قطبی را تعیین کنند.

ستاره‌ قطبی-پولاریس(Polaris) نزدیک‌ترین ستارۀ تپنده متغیر قیفاووسی کلاسیک به ما است. متغیر قیفاووسی یکی از طبقه‌های نادر و مهم ستاره‌های غول‌پیکرِ درخشانی است که می‌تپد. ارتباط بین روشنایی درونی (درخشندگی) و دورۀ تپش باعث می‌شود که این نوع ستاره بعنوان «شمع استاندارد» برای اندازه‌گیری فواصل به کهکشان‌های دور و نزدیک به کار رود.

گویینان گفت: «عدم قطعیت بزرگِ قبلی در مورد فاصله با پولاریس، مانعی واقعی برای پی بردن به خواص نزدیک‌ترین (و عزیز‌ترین) متغیر قیفاووسی به ما، بود. مأموریت گایا این فاصله را با نیم درصد دقتِ بیشتر، اندازه گرفت. کار کردن با اندازه‌های دقیق فاصله، مسیرهای جدیدی را برای تحقیق در مورد ساختار و تکامل پولاریس و دیگر متغیرهای قیفاووسی می‌گشاید.»

این گروه تحقیقاتی متشکل از محققان اصلی: استادیار اسکات انجل، دکتر و پروفسور ستاره‌شناسی و اخترفیزیک ادوارد گویینان، دکتر گروه فیزیک نجومی و علوم سیاره‌ای دانشگاه ویلاوونوا، و همچنین دکتر پتر هارمانک از مؤسسه ستاره‌شناسی دانشگاه چارلز، پراگ، یافته‌های خود را در مجله American Astronomical Society منتشر کردند. این مقاله تحت عنوان «به سوی پایان دادن به بحث اختلاف نظر در مورد پولاریس: فاصلۀ دقیق با نزدیک‌ترین سفیوسِ ما با استفاده از Gaia DR2» اهمیت این پیشرفت برای مطالعات آتی در مورد پولاریس را توضیح می‌دهد، که می‌گوید: «به عنوان یک آزمایشگاه مهم اخترفیزیک » برای مطالعۀ ضربان ستاره‌ای، خواص ستارۀ متغیر قیفاووسی، تکامل و شکل‌گیری آن عمل می‌کند.

https://bigbangpage.com/wp-content/uploads/2017/03/bright-north-star_byf-sv-zs__M0000.jpg

گویینان ادامه داد: «مطالعۀ ما در مورد ستاره قطبی درک بهتری از ستاره‌های متغیر قیفاووسی فراهم می‌کند. این نوع ستاره‌ها اساساً برای تعیین فواصل با کهکشان‌ها و سرعت گسترش جهان مهم هستند. تقریباً همۀ آنها، یه جز چند تا از آنها، آن قدر دور هستند که نمی‌توان با دقتی که اکنون برای پولاریس فراهم شده، خواص فیزیکی بنیادیِ آنها را تعیین کرد.»

انجل گفت: «همیشه اینکه تکنولوژی یا دستگاه‌های جدیدی می‌توانند بحث‌های قدیمی را پایان دهند، هیجان‌انگیز است. متغیرهای قیفاووسی ستاره‌های بسیار مهم و اساسی برای شروع تحقیقات هستند و به ویژه پولاریس مدت زمان زیادی است که مورد توجه قرار گرفته است. تعیین فاصلۀ پولاریس و خواص ستاره‌ای آن با چنین دقتی، از منظر خود ستاره، هیجان‌انگیز است، اما همچنین نمونه‌ای عالی از چیزی که مطالعات بعدی می‌توانند از داده‌های فعلی (و آتیِ) گایا انتظار داشته باشند، است.»

ترجمه: زهرا جهانبانی // منبع: بیگ بنگ

ویجر ۲ به فضای میان ستاره‌ای نزدیک شده است

https://bigbangpage.com/wp-content/uploads/2018/10/pia22566-16.jpg

ویجر ۲ به فضای میان ستاره‌ای نزدیک شده است

بیگ بنگ: کاوشگر ویجر ۲ ناسا که در حال حاضر در سفر به سوی فضای میان ستاره‌ای است افزایش پرتوهای کیهانی را در خارج از منظومه شمسی‌ ما تشخیص داده است. ویجر ۲ که در سال ۱۹۷۷ پرتاب شد حدود ۱۷٫۷ میلیارد کیلومتر از زمین فاصله گرفته یا بیش از ۱۱۸ بار دورتر از فاصلۀ زمین تا خورشید است.

به گزارش بیگ بنگ، از سال ۲۰۰۷، این کاوشگر در امتداد لایۀ خارجی هلیوسفر (حباب عظیم دور خورشید و سیاراتِ موجود در میدان‌های مغناطیسی و ماده‌ خورشیدی) در حال سفر بوده است. دانشمندان ویجر رسیدنِ این فضاپیما به مرز بیرونیِ هلیوسفر که هلیوپوز نامیده می‌شود را مشاهده کرده‌اند. از زمان خروج ویجر ۲ از هلیوسفر، این فضاپیما دومین شیِ ساختۀ دست بشر بوده که وارد فضای میان ستاره‌ای شده است. (کاوشگر اول ویجر ۱ بود)

از اواخر ماه آگوست، ابزار زیرسیستم پرتوهای کیهانی در ویجر ۲ تقریبأ ۵ درصد افزایش در سرعت برخورد پرتوهای کیهانی با این فضاپیما را در مقایسه با اوایل آگوست تشخیص داده است. ابزار ذرۀ باردار کم انرژی این کاوشگر افزایش مشابهی را در پرتوهای کیهانی پرانرژی نیز کشف کرده است. پرتوهای کیهانی ذراتی پرسرعت هستند که به خارج از منظومه شمسی تعلق دارند. برخی از این پرتوهای کیهانی توسط هلیوسفر مسدود می‌شوند، بنابراین برنامه‌ریزانِ مأموریت انتظار دارند که ویجر ۲ بتواند افزایش سرعت این پرتوها را باز نزدیک شدن به هلیوسفر و عبور از مرز آن اندازه‌گیری کند.

در ماه می سال ۲۰۱۲، ویجر ۱ افزایش در سرعت پرتوهای کیهانی را مشابه با چیزی که ویجر ۲ اکنون تشخیص داده تجربه کرد. این تقریبأ ۳ ماه قبل از عبور ویجر ۱ از هلیوپوز و ورود آن به فضای میان ستاره‌ای است. هرچند، اعضای تیم ویجر اشاره کردند که افزایش پرتوهای کیهانی نشانۀ معینی برای عبور این کاوشگر از هلیوپوز نیست. ویجر ۲ در مقایسه با ویجر ۱، در مکان متفاوتی از هلیوشیث – منطقۀ بیرونی هلیوسفر – قرار دارد، و اختلافات احتمالی در این مکان‌ها به این معنا است که ویجر ۲ نسبت به ویجر ۱ ممکن است جدول زمانی متفاوتی را برای خروج تجربه کند.

این حقیقت که ویجر ۲ ممکن است ۶ سال پس از ویجر ۱ به هلیوپوز نزدیک شود نیز حقیقتی قابل تأمل است زیرا هلیوپوز در حین چرخۀ فعالیت ۱۱ ساله‌ خورشید به عقب و جلو حرکت می‌کند. فعالیت خورشیدی به انتشارات خورشید از جمله پرتوهای خورشیدی و فوران‌های مادۀ خورشیدی به نام “خروج جرم از تاج خورشیدی” اشاره دارد. در چرخۀ ۱۱ ساله‌ خورشیدی، خورشید به حداکثر و حداقل فعالیت خود می‌رسد.

” اد استون”دانشمند پروژه ویجر، از موسسه فناوری کالیفرنیا گفت: «شاهد تغییراتی را در محیط پیرامون ویجر ۲ هستیم و هیچ شکی نسبت به آن وجود ندارد. ظرف ماه‌های آتی چیزهایی زیادی را یاد خواهیم گرفت، اما هنوز نمی‌دانیم چه زمانی به هلیوپوز می‌رسیم. هنوز به آنجا نرسیده‌ایم – این تنها چیزی است که می‌توانم با اطمینان بگویم.» فضاپیمای ویجر در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا (JPL) در پاسادنا- کالیفرنیا ساخته شد و این آزمایشگاه همچنان این دو ویجر را هدایت می‌کند.

ترجمه: سحر  الله‌وردی / منبع: بیگ بنگ

مسافران مریخ مقدار زیادی پرتو کیهانی دریافت می‌کنند

 

مسافران مریخ مقدار زیادی پرتو کیهانی دریافت می‌کنند

بیگ بنگ: داده‌های جدید از یکی از فضاپیماهایی که در مدار مریخ گردش می‌کند، به وسیلۀ اندازه‌گیری مقدار تشعشعاتی که فضانورد تجربه خواهند کرد، تأیید می‌کند که سفر فضایی انسان چقدر خطرناک و چالش برانگیز خواهد بود.

به گزارش بیگ بنگ، پرتو کیهانی از ذرات فوق‌العاده کوچکی که با سرعتی بسیار زیاد( تقریباً با سرعت نور) حرکت می‌کنند، تشکیل شده‌اند. این قابلیت حرکت در سرعت نور پدیده‌ای است که بدن انسان مجهز به مقاومت در برابر آن نیست. این پرتوها در سراسر فضا حرکت می‌کنند، اما اتمسفرِ زمین در برابر بدترین تأثیراتِ آن از ما محافظت می‌کند. بدین معنی که هرچه از سطح زمین دورتر شویم، بدن ما پرتوهای کیهانیِ بیشتری را جذب خواهد کرد.

وقتی به مریخ سفر می‌کنید، مشکل بزرگی به وجود خواهد آمد. جوردانکا سمکووا، فیزیکدان آکادمی علوم بلغارستان و دانشمند ارشد در این پژوهش جدید، گفت: «میزان تشعشعات و تابشی که توسط فضانوردان در فضای بین سیاره‌ای جمع می‌شود، چند صد برابر بیشتر از میزان تشعشعاتی است که توسط انسان در همان دورۀ زمانی روی زمین جمع می‌شود و چندین برابر بیشتر از میزان تشعشعاتی است که توسط فضانوردان و کیهان‌نوردانی که در ایستگاه فضایی بین‌المللی کار می‌کنند، جمع می‌شود. نتایج ما نشان می‌دهد که این سفر به خودیِ خود خطرات قابل توجهی از نظر تابش پرتوهای کهانی برای فضانوردان ایجاد می‌کند.»

https://bigbangpage.com/wp-content/uploads/2018/10/mars.jpg

این نتایج بر اساس اطلاعات مدارگرد ردیاب گاز اگزومارس متعلق به آژانس فضایی اروپا، بدست آمده است. این فضاپیما از سال ۲۰۱۶ تا کنون به دور سیارۀ سرخ می‌چرخد. یکی از ابزارهایی که این فضاپیما حمل می‌کند تشعشع‌سنج است، که در سراسر سفرهای مداری، اندازه‌گیری‌هایی را انجام داده است. به گفته محققان اندازه‌گیری‌ها نشان می‌دهد که فقط رفتن به مریخ و برگشتن از آن، فضانوردان را در معرضِ حداقل ۶۰٪ از ماکزیمم مقدار مجاز می باشد.

چیزی که دقیقاً به عنوان ماکزیمم توصیه شده، با توجه به سن و جنسیت متفاوت، بین ۱ تا ۴ سیورت است. ۱ برای زنی ۲۵ ساله و ۴ برای مردی ۵۵ ساله. (واحد سیورت برای تفاوت در وزن است.) اما ۶۰٪ فقط برای یک سفر رفت و برگشتی بسیار نگران‌کننده است، زیرا احتمالاً کسی که به مریخ می‌رود، حداقل زمان کمی را هم روی سطح این سیاره سپری می‌کند- در بهترین حالت، بدون جذب بیش از اندازۀ تشعشعات.

ترجمه: زهرا جهانبانی // منبع: بیگ بنگ