شناسایی پرتوهای پرانرژی با منبع نامعلوم در فضا

بیگ بنگ: ناسا پس از یک دوره تحقیقات بلند مدت توانست منبع پرتوهای اشعه ایکس را که در فضای منظومه شمسی وجود دارند، شناسایی کند؛ اما درجریان این تحقیقات نوع دیگری از پرتوهای پرانرژی اشعه ایکس را شناسایی کرد که منبع نامعلومی دارند.

nasafundedsoبه گزارش بیگ بنگ به نقل از ایرنا، این اطلاعات از ماموریت راکت DXL که در سال ۲۰۱۲ برای شناسایی عامل ایجاد کننده پرتوهای کم انرژی اشعه ایکس به فضا پرتاب شد، به دست آمده است. این پرتوهای کم انرژی اولین بار در دهه ۱۹۶۰ میلادی شناسایی شدند. در آن هنگام دو نظریه مطرح شده بود که یکی منبع این پرتوها را طوفان های خورشیدی می دانست و بر اساس دیگری، منبع این پرتوها نواحی پر از گازهای داغ موسوم به حباب داغ محلی(Local Hot Bubble) هستند که در اطراف منظومه شمسی وجود دارند. چرا که با توجه به انرژی کم این پرتوها، اگر منبع آنها خارج از منظومه شمسی بود، توسط گازهای موجود در منظومه به طور کامل جذب می شدند و امکان تشخیص آنها وجود نداشت. به هر حال در این تحقیقات مشخص شد هر دو منبع مذکور، عامل ایجاد پرتوهای کم انرژی اشعه ایکس در منظومه شمسی هستند.

در ماموریت DXL تجهیزات ناسا تنها پنج دقیقه در بالای اتمسفر قرار گرفتند و سپس دوباره روی سطح زمین فرود آمدند؛ اما در این مدت کوتاه علاوه بر انجام موفق ماموریت خود در خصوص شناسایی منبع پرتوهای کم انرژی اشعه ایکس نوعی پرتوهای پرانرژی اشعه ایکس را شناسایی کردند که به گفته محققان ممکن نیست منبع آنها بادهای خورشیدی باشد و منبع واقعی این تشعشعات همچنان مبهم باقی مانده است. خوشبختانه سال گذشته ناسا ماموریت DXL-2 را با هدف یافتن پاسخ، آغاز کرده است و احتمالا با دریافت اطلاعات جدید از این ماموریت متخصصان ناسا می توانند منبع این پرتوها را نیز شناسایی کنند. گزارش کامل این تحقیقات در نشریه The Astrophysical Journal منتشر شده است.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: NASA

شناسایی پرتوهای پرانرژی با منبع نامعلوم در فضا, ۵٫۰ out of 5 formed on 6 ratings

توجه : هرگونه استفاده از این مطلب بدون ذکر نام ‘سایت علمی بیگ بنگ’ و لینک به این مقاله غیر قانونی و از لحاظ اخلاقی غیر انسانی می باشد، لطفا به حقوق مولف احترام بگذارید.

سرعت نور چیست؟

بیگ بنگ: فلاسفه و پژوهشگران از دیرباز در جستجوی راه هایی برای درک نور بوده اند. آنان علاوه بر تلاش برای درک ویژگی های اصلی نور(اینکه نور از ذره یا موج تشکیل شده)، در خصوص اینکه نور با چه سرعتی حرکت می کند، محاسبات متناهی انجام داده اند. دانشمندان از اواخر قرن هفدهم محاسبات را با تاکید بر افزایش دقت در دستور کار خود قرار داده اند. به همین منظور، آنان به بینش بهتری پیرامون مکانیک نور و نقش مهمی که در فیزیک، اخترشناسی و کیهان شناسی ایفا می کند، دست یافته اند. به عبارت ساده تر، نور با سرعتی باورنکردنی حرکت می کند و سریع ترین چیزی است که در جهان شناخته می شود.

lightspeed-1-700x432به گزارش بیگ بنگ، سرعت نور بصورت یک ثابت و مانعی غیر قابل شکست در نظر گرفته شده و به عنوان ابزاری جهت اندازه گیری مسافت مورد استفاده قرار می گیرد. اما سرعت حرکت نور چقدر است؟ نور با سرعت ثابت ۱,۰۷۹,۲۵۲,۸۴۸٫۸ (۱٫۰۷ میلیارد) کیلومتر بر ساعت حرکت می کند. بعبارت دیگر، نور در ۲۹۹,۷۹۲,۴۵۸ متر بر ثانیه قابلیت حرکت دارد. با در نظر گرفتن اعداد فوق، اگر شما می توانستید با سرعت نور حرکت کنید، شما از توانایی پیمودن جهان به تعداد هفت و نیم بار در یک ثانیه برخوردار می بودید.

همچنین، شخصی که با سرعت متوسط ۸۰۰ کیلومتر بر ساعت پرواز می کند، می تواند در بیش از ۵۰ ساعت یکبار دور سیاره بچرخد. از دیدگاه اخترشناسی، فاصله میانگین از زمین تا ماه ۳۸۴,۳۹۸٫۲۵ کیلومتر میباشد. نور این فاصله را در حدود یک ثانیه می پیماید. علاوه براین، فاصله میانگین از خورشید تا زمین تقریبا ۱۴۹,۵۹۷,۸۸۶ کیلومتر می باشد. این بدان معناست که نور در حدود هشت دقیقه آن مسافت را در می نوردد.

تصویر نشان دهنده ی مسافتی که نور بین زمین و خورشید طی می کند.

تصویر نشان دهنده ی مسافتی که نور بین زمین و خورشید طی می کند.

پس اندکی جای تعجب دارد که چرا سرعت نور به عنوان متریک برای تعیین فواصل نجومی استفاده می شود. زمانی که گفته می شود ستاره ای نظیر پروکسیما سنتوری ۴٫۲۵ سال نوری از زمین فاصله دارد، بدان معناست که با سرعت ثابت ۱٫۰۷ میلیارد کیلومتر بر ساعت، چهار سال و سه ماه طول می کشد تا مسافت مورد نظر طی گردد. اما ما چگونه به این اندازه گیری دقیق از سرعت نور دست یافتیم؟

تاریخچه مطالعات:

پژوهشگران تا قرن هفدهم از این مسئله اطمینان نداشتند که آیا نور با سرعتی متناهی حرکت می کند یا بصورت آنی. از یونان باستان گرفته تا دانشمندان عصر مدرن این بحث ادامه پیدا کرد و نقطه نظرات مختلفی هم مطرح شد. اما تحقیقات اخترشناس دانمارکی به نام اول رومر نخستین اندازه گیری کمّی را در پی داشت.

مشاهدات رومر در سال ۱۶۷۶ نشان داد که دوره های ماه در مشتری با نزدیک شدن زمین به مشتری کوتاه تر می شود. بنا به این ادعا، وی نتیجه گرفت که نور با سرعتی متناهی حرکت می کند. بر اساس برآوردهای این محقق، در حدود ۲۲ دقیقه زمان برای پیمودن قطر مدار زمین لازم است.

عکسی از پروفسور آلبرت اینشتین در حال سخنرانی در موسسه فناوری کارنگی در تاریخ 28 دسامبر 1934 - او در این سخنرانی به تفسیر نظریه اش در خصوص یکسان بودن ماده و انرژی ولی موجودیت آنها به اشکال مختلف می پردازد.

عکسی از پروفسور آلبرت اینشتین در حال سخنرانی در موسسه فناوری کارنگی در تاریخ ۲۸ دسامبر ۱۹۳۴ – او در این سخنرانی به تفسیر نظریه اش در خصوص یکسان بودن ماده و انرژی ولی موجودیت آنها به اشکال مختلف می پردازد.

کریستین هویگنس از این ارزیابی بهره جسته و آن را با ارزیابی قطر مدار زمین ادغام نمود تا به ۲۲۰ هزار کیلومتر بر ثانیه برسد. آیزاک نیوتن نیز اشاراتی پیرامون محاسبات رومر در پژوهش های أپتیک خود داشته است. او با بررسی فاصله میان زمین و خورشید به این محاسبه دست یافت که نور می تواند در طول هفت یا هشت دقیقه از یکی به دیگری حرکت کند.

اندازه گیری های بعدی انجام شده توسط فیزیکدان های فرانسوی به نام های هیپولیت فیزو و لئون فوکو محاسبات‌ قبلی را اصلاح و تکمیل کرد. ماحصل این کارها، مقدار ۳۱۵ هزار کیلومتر بر ثانیه بود. و دانشمندان در نیمه ی دوم قرن نوزدهم به پیوند میان نور و الکترومغناطیس پی بردند. دانشمندانی که مسئولیت اندازه گیری بارهای الکترومغناطیسی و الکترواستاتیکی را برعهده داشتند، از این مسئله با خبر گشتند. بر طبق یافته های بعدی آنان، مقدار عددی بسیار نزدیک به سرعت نور بود.

نظریه ارائه شده توسط فیزئو نشان داد که امواج الکترومغناطیسی در فضای خالی انتشار می یابند. فیزیکدان آلمانی ویلهلم ادوارد مدعی شد که نور یک نوع موج الکترومغناطیسی است. پیشرفت چشمگیر دیگری در اوایل قرن بیستم به دست آمد. آلبرت اینشتین در مقاله ی سال ۱۹۰۵ خود با عنوان ” الکترودینامیک اجرام در حال حرکت ” تصریح نمود که سرعت نور در خلا در کلیه ی نظام های مرجع یکسان و مستقل از منبع یا ناظر است.

تابش پرتو لیزری بر روی لیوانی پر از آب نشان دهنده ی میزان تغییرات سرعت به محض عبور آن از هوا به درون شیشه و آب می باشد.

تابش پرتو لیزری بر روی لیوانی پر از آب نشان دهنده ی میزان تغییرات سرعت به محض عبور آن از هوا به درون شیشه و آب می باشد.

اینشتین به کمک این ایده و اصل نسبیت گالیله توانست نظریه نسبیت خاص را مطرح نماید که طی آن، سرعت نور در خلا ثابت است. قبل از نظریه فوق، دانشمندان اتفاق نظر داشتند که فضا با اتر درخشانی(ماده ای نامرئی که معتقد بودند فضا را پر کرده و موجب انتقال امواج نور و غیره می شود) پر شده است. این بدان مفهوم بود که سرعت اندازه گیری شده ی نور مجموع ساده ای از سرعت در محیط به اضافه ی سرعت آن محیط می باشد. با این حال، نظریه اینشتین به شکل موثری مفهوم اتر ساکن را بی اعتبار کرده و انقلابی در مفاهیم فضا و زمان پدید آورد.

نظریه وی نه تنها این ایده را در بر داشت که سرعت نور در کلیه نظام های مرجع یکسان است، بلکه موجب گسترش این گفتمان شد که در صورت حرکت چیزی نزدیک به سرعت نور، تغییرات شگرفی حاصل می آید. مشاهدات او با معادلات الکتریسیته و مکانیک ماکسول مطابقت داشت. لذا محاسبات ریاضی با کنار گذاشتن توضیحات اضافی که توسط سایر دانشمندان مورد استفاده قرار می گرفت، تسهیل پیدا کرد. سرانجام، شاهد تطابق محاسبات با سرعت مشاهده شده ی نور هستیم. در طول نیمه دوم قرن بیستم، اندازه گیری های بسیار دقیق حاصل از تداخل سنج های لیزری و روش های رزونانس باعث شفاف تر شدن برآورد ها از سرعت نور گردید. در سال ۱۹۷۲ میلادی، گروهی در سازمان استاندارد ایالات متحده در بولدر کلرادو از روش تداخل سنج لیزری برای به دست آوردن مقداری هم اکنون ۲۹۹,۷۹۲,۴۵۸ متر بر ثانیه می باشد، استفاده کردند.

نقش سرعت نور در اختر فیزیک:

نظریه اینشتین که می گوید سرعت نور در خلأ مستقل از حرکت منبع است از آن زمان تاکنون بارها توسط دانشمندان طی آزمایش های مختلف مورد تأیید قرار گرفته است. این نظریه همچنین بیان می دارد که تمامی امواج و ذرات بدون جرم از قابلیت حرکت در خلأ برخوردار اند. یکی از پیامد های چنین ایده ای آن است که اکنون کیهان شناسان فضا و زمان را به عنوان یک ساختار متحد در نظر گرفته و آن را فضا زمان می نامند. سرعت نور در این ساختار برای تعریف مقادیر استفاده می شود. اندازه گیری سرعت نور نیز به هنگام تعیین میزان بسط کیهانی حائز اهمیت بسیاری است.

با آغاز مشاهدات ادوین هابل و لمیتر در دهه‌ی ۱۹۲۰ میلادی، دانشمندان و اخترشناسان از موضع آگاهی یافتند که جهان در حال انبساط و گسترش است. بر اساس مشاهدات این تلسکوپ ها، هرقدر کهکشانی در دوردستها واقع شده باشد، سرعت حرکت آن زیادتر خواهد بود. در آن چیزی که اکنون به عنوان پارامتر هابل شناخته می شود و با سرعت کهکشان های دورتر بدلیل انبساط کیهان در حال فاصله گرفتن از ما هستند.

این پدیده از دیدگاه نظری بدان معناست که احتمال دارد برخی کهکشان ها سریع تر از سرعت نور هم حرکت کنند و این حدی را بر هر چیز قابل مشاهده در دنیای ما اٍعمال می کند. کهکشان هایی که سریع تر از سرعت نور حرکت می کنند، توانایی گذر از افق رویداد کیهانی را دارند، یعنی جایی که امکان مشاهده برای ما وجود ندارد. اندازه گیری های “سرخ گرایی( اثر دوپلر )” تا دهه‌ی ۱۹۹۰ از کهکشان های دوردست نشان داد که گسترش جهان در طول چند میلیارد سال گذشته در حال شتاب گیری بوده است. همین عامل منجر به مطرح شدن ” انرژی تاریک ” شد، یعنی نیرویی مشاهده نشده که نقش پیشران را در گسترش فضا ایفا می کند.

توأم با نظریه نسبیت عام و خاص، مقدار سرعت نور در خلأ امروزه با دخالت علومی نظیر کیهان شناسی، فیزیک کوانتوم و مدل استاندارد فیزیک ذرات محاسبه شده است. وقتی در خصوص حدی صحبت می کنیم که ذرات بدون جرم می توانند در آن حرکت کنند، سرعت نور ثابت می ماند. اما برای ذراتی که دارای جرم اند، به صورت یک مانع عمل می کند. شاید روزی راهی برای تخطی از سرعت نور پیدا کنیم. از آنجا که هیچ ایده ی عملی برای نحوه ی تحقق این هدف در دست نیست، باید در زمینه ی فناوری هایی سرمایه گذاری شود که امکان دور زدن قوانین فضا زمان را فراهم آورد. تا آن زمان باید احتمالا با جهان قابل مشاهده فعلی سر کنیم و به کاوش در آن ادامه دهیم.

ترجمه: امین میرزایی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: universetoday.com

سرعت نور چیست؟, ۵٫۰ out of 5 formed on 2 ratings

توجه : هرگونه استفاده از این مطلب بدون ذکر نام ‘سایت علمی بیگ بنگ’ و لینک به این مقاله غیر قانونی و از لحاظ اخلاقی غیر انسانی می باشد، لطفا به حقوق مولف احترام بگذارید.

کشف سیاره ای مانند زمین

ناسا اعلام کرد؛ کشف سیاره ای مانند زمین

زمین ما برادری بزرگ تر و پیرتر از خود دارد که جو آن به احتمال زیاد حاوی آب نیز هست. وجود این ماده ی ضروری می تواند نوید بخش احتمال کشف حیات فرازمینی در این سیاره باشد. با زومیت همراه باشید.

سیاره ی جدیدی که بنابر مشاهدات تلسکوپ فضایی کپلر کشف شده، به گفته ی ناسا نزدیک ترین و شبیه ترین سیاره به زمین است که تا به امروز یافت شده. لازم به ذکر است که تلسکوپ فضایی کپلر از سال ۲۰۰۹ میلادی تاکنون در کهکشان راه شیری به دنبال یافتن سیارات زمین سان بوده است.

این تلسکوپ بیش از هزار سیاره ی احتمالی را به دانشمندان معرفی کرده است اما گروهی چهارتایی از دانشمندان برجسته، کشف سیاره ی Kepler-452-b را اعلام کردند که سیاره ای بزرگ تر از زمین بوده و در فاصله ی ۱۴۰۰ سال نوری از آن قرار دارد. این سیاره ی فراخورشیدی که در اعماق فضا است، ۶۰ درصد بزرگ تر از زمین است و فاصله ای تقریبا یکسان با فاصله ی زمین تا خورشید، از ستاره ی خود قرار دارد، ستاره ای که اتفاقا شباهت زیادی به خورشید دارد. جان گرانسفیلد، مدیر ارشد بخش ماموریت های علمی ناسا، می گوید:

کپلر که وظیفه ی جستجوی سیارات فراخورشیدی را دارد، موفق به کشف سیستم سیاره و ستاره ای شده است که نزدیک ترین سیستم به زمین و خورشید ما هستند. این نتیجه ی شگفت انگیز ما را یک قدم دیگر به کشف زمین نسخه ی دوم نزدیک تر می کند.

ناسا می گوید قرار است ارزیابی بیشتری بر روی این داده ها و مشاهدات زمینی داشته باشد اما بیان می کند که به احتمال زیاد Kepler-452b از جنس صخره بوده و دارای دمایی مناسب برای ایجاد آب است. ماده ای که شرط اساسی وجود حیات است. ستاره ی این سیاره ی جدید در حدود ۶ میلیارد سال سن دارد که در حدود ۱.۵ میلیارد سال بیشتر از عمر خورشید ما است. ناسا معتقد است این عمر طولانی می تواند شرایط را برای ایجاد حیات بر روی سطح سیاره فراهم کند. جان جنکینس که سرپرست گروهی است که مسئولیت تحلیل داده های تلسکوپ را در کالیفرنیا بر عهده دارند، می گوید:

این که سیاره ای توانسته ۶ میلیارد سال یعنی حتی بیشتر از زمین، در فضای قابل زیستن ستاره ی خود قرار بگیرد بسیار شگفت انگیز است. اگر تمامی مواد و شرایط بر روی این سیاره فراهم باشند، بهترین فرصت برای ایجاد حیات بر روی آن، محیا شده است.

او می افزاید:

ما Kepler-452b را به عنوان برادر بزرگ تر زمین می دانیم که بهترین فرصت را برای درک بهتر تحول محیط زیستی زمین، ایجاد کرده است.

دانشمندان در حال حاضر از وجود حیات بر روی این سیاره اطمینان ندارند اما می گویند شدت نور بر روی سطح آن با شدت نوری که از خورشید به زمین می رسد، یکسان است. آقای جنکینس مدعی است اگر گیاهی از روی زمین بر روی سیاره ی Kepler-452b برده شود، این گیاه شروع به فتوسنتز خواهد کرد. او می گوید:

این سیاره از نظر نوری که به سطح آن می رسد، حسی مانند زمین را به شما منتقل خواهد کرد.

ناسا می گوید این سیاره نیروی جاذبه ای معادل دو برابر نیروی جاذبه ی زمین دارد و سال آن ۳۸۵ روز است. در بیانیه ای رسمی این آژانس می افزاید:

در حالی که جرم و ترکیبات آن سیاره شناخته نشده است، تحقیقات گذشته به نشان از صخره ای بودن Kepler-452b دارند.

دانشمندان همچنین می گویند سن بالاتر این ستاره، گوشه ای از آینده ی زمین را به ما نشان می دهد. Kepler-452b، ۱۰ درصد انرژی بیشتر از ستاره ی خود دریافت می کند و در نتیجه ی آن اثر گلخانه ای را نیز تجربه می کند. دکتر داوگ کالدول، متخصصی در موسسه ی SETI که بر روی این پروژه کار می کند، می گوید:

انرژی مضاعفی که از ستاره ی سالخورده ی آن به سطح سیاره می رسد می تواند باعث تبخیر اقیانوس ها از سطح آن شود. ممکن است بخار آب برای همیشه از این سیاره رخت بسته باشد.

Kepler-452b شرایطی مانند زمین یک میلیارد سال بعد را تجربه می کند چرا که با پیرتر شدن خورشید و روشن تر شدن آن باید منتظر دریافت انرژی بیشتر از خورشید در سال های آینده باشیم.

ناسا معتقد است قدم بعدی تمرکز تلسکوپ های زمینی بر روی این سیاره است تا ترکیب و وجود یا عدم وجود آب بر روی آن مورد بررسی قرار بگیرد. در مقابل این پرسش که آیا زمانی ارسال فضاپیما، مانند افق های نو یا سفر به Kepler-452b ممکن خواهد بود یا نه، دانشمندان موضعی محافظه کارانه به خود گرفتند و با احتیاط به آن پاسخ دادند. جف کاگلین، تحلیل گری دیگر در موسسه ی SETI در پاسخ به این سوال می گوید:

 

فسیل ۷ میلیون ساله نشان می دهد که چگونه گردن زرافه به این بلندی است!

بیگ بنگ: برای سالیان متمادی شواهد و فسیلهای بسیار کمی وجود داشته اند که نشان دهند زرافه چگونه تکامل یافته تا چنین گردن بلند و حیرت انگیزی داشته باشد. اما امروزه باقیمانده های یک فسیل ۷ میلیون ساله از یک جانور با گردن کوتاهتر می تواند زمینه ای فراهم کند برای اثبات اینکه خصوصیات مثال زدنی زرافه طی مراحلی به تکامل رسیده و در طول زمان بلندتر و بلندتر شده، یک مطالعه تحقیقاتی جدید این راز را کشف خواهد کرد.

giraffe-familyبه گزارش بیگ بنگ، محققان به این باقیمانده ها از آن موجود باستانی فسیل “انتقالی” صحیح می گویند بدلیل اینکه نه تنها حفره تکاملی مربوط به بلندترین حیوانات کره زمین را می بندد، بلکه شواهد محکمی را نشان می دهند که چگونگی فرگشت یک جانور به جانور دیگر را بیان می کند. “نیکوس سولونیاس” استاد آناتومی کالج پزشکی استخوان دانشگاه صنعتی نیویورک و سرپرست تیم تحقیقاتی گفت:« ما عملا با حیوانی سر و کار داریم که گردنش از نظر طولی متوسط است.»

سولونیاس می گوید: این گونه مورد مطالعه – فسیل ساموسدد بزرگ(Samotherium major)– اواخر دوره میوسن و در بخشهای جنگلی اوراسیا، مکانهایی مابین ایتالیا و چین، زندگی میکرد. محققان ابتدا فسیل ِ گونه ساموسدد بزرگ را در سال ۱۸۸۸ کشف کردند، ولی اهمیت این گونه هیچگاه تا مدتهای طولانی بعد از آن درک نشد. “سولونیاس” در دهه ۱۹۷۰ در موزه ای در آلمان برای اولین بار یک نگاه اجمالی به این فسیل انداخت. وی گفت: « زمانی که این استخوانها را دیدم، نفسم گرفت.»

اجداد زرافه به دو شاخه تکاملی تقسیم شده اند: یکی منجر به اُکاپی با گردن کوتاه و شاخه دیگر منجر به زرافه با گردن بلند شده

اجداد زرافه به دو شاخه تکاملی تقسیم شده اند: یکی منجر به اُکاپی با گردن کوتاه و شاخه دیگر منجر به زرافه با گردن بلند شده

استخوانهای گردن فسیل گونه ساموسدد بزرگ نسبت به زرافه امروزی کوتاهتر بود، ولی نسبت به اُکاپی گردن کوتاه( تنها نژاد زنده هم خانواده زرافه ها) بلندتر بود. سولونیاس در آن برهه از زمان پول و وقت کافی برای مطالعه روی آن را نداشت، اما امسال او و همراهانش به این مقوله رجوع کردند. آنها اسخوانهای گردن چهار فسیل گونه ساموسدد بزرگ ِ مختلف، سه گونه زرافه (زرافه، کاملو، پاردالیس) و سه اُکاپی را بررسی کردند. به طور متوسط گردن زرافه ۲ متر طول داشت، در مقایسه با آن گردن، فسیل گونه ساموسدد بزرگ، در حدود ۱ متر بود و گردن اُکاپی تقریبا تا ۶۰ سانتی متر می رسید.

یافته ها محققان را شگفت زده کرد: نه تنها طول گردن فسیل گونه ساموسدد بزرگ، بلکه حتی شکل آن و زوایای بین استخوانها در وضعیتی ما بین زرافه و اُکاپی قرار داشت. قرمز و در بخشهایی مانند اُکاپی، سفید می بود. ملیندا دوویتز نویسنده اول این تحقیق که دانشجوی کالج استخوان درمانی دانشگاه صنعتی نیویورک است، گفت: « بالای گردن آن باید پوشیده از خالهای قرمز و سفید پایین آن صورتی می بود. “به هر حال او حد وسط است. او کاملا مابین این دو گونه زنده قرار دارد.» همچنین محققان آزمایش کردند که فسیل گونه ساموسدد بزرگ، گردن خود را به چه صورت نگه داشته است. این یافته ها مقدماتی و بر اساس موقعیت استخوانها بنا شده اند، به نظر می رسد که گونه ساموسدد بزرگ، گردن خود را مثل زرافه عمودی نگه می داشته، نه به مانند گاو افقی.

تصویری از گردن و جمجمه بزرگ زرافه، ساموسد بزرگ و اُکاپی

تصویری از گردن و جمجمه بزرگ زرافه، ساموسدد بزرگ و اُکاپی

محققان متذکر شدند که گونه ساموسدد بزرگ، جد مستقیم زرافه نیست. “سولونیاس” می گوید:« او به جد مستقیم زرافه نزدیک است، اما جد مستقیم هنوز یافت نشده است.» “دونالد پروترو” یکی از اعضای تحقیق روی دیرینه شناسی مهره داران در موزه تاریخ طبیعی لس آنجلس، که البته درگیر این مطالعه جدید مورد بحث نبود، گفت:« این یافته ها بسیار مهم هستند. بر خلاف آنچه که برخی، ما فسیلهای انتقالی داریم که نشان می دهند چگونه یک نوع حیوان از گونه ای دیگر به تکامل می رسد.» ما نهایتا فسیل هایی را در اختیار داریم که نشان می دهند چگونه زرافه ها، از یک جد گردن کوتاه که در واقع بیشتر فسیل های شبه زرافه به این شکل هستند، چنین گردن درازی را بدست آورده اند.

ترجمه: علی موسوی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: Livescience.com

مقاله مرتبط: چگونه زرافه ها چنین گردن هاى بزرگی را پرورش دادند؟

فسیل ۷ میلیون ساله نشان می دهد که چگونه گردن زرافه به این بلندی است!, ۵٫۰ out of 5 formed on 5 ratings

توجه : هرگونه استفاده از این مطلب بدون ذکر نام ‘سایت علمی بیگ بنگ’ و لینک به این مقاله غیر قانونی و از لحاظ اخلاقی غیر انسانی می باشد، لطفا به حقوق مولف احترام بگذارید.

اقدام خیرخواهانه مدیرعامل فیسبوک برای ریشه کن کردن بیماری ها

بیگ بنگ: مارک زاکربرگ مدیرعامل شرکت فیسبوک و همسرش پریسیلا چان طی یک اقدام خیرخواهانه قصد دارند تا بخش زیادی از سرمایه خود را تا پایان قرن حاضر صرف ریشه کن کردن بیماری‌ها کنند.

Mark Zuckerberg, Priscilla Chanبه گزارش بیگ بنگ به نقل از ایسنا، مارک زاکربرگ و پریسیلا چان، ۳ میلیارد دلار از سرمایه خود را در طول ۱۰ سال آینده برای سرعت بخشیدن به تحقیقات علمی، از جمله ایجاد ابزارهای پژوهشی، از نرم افزار گرفته تا سخت افزارهایی که هنوز کشف نشده صرف خواهند کرد. آنها امیدوارند که این عمل خیرخواهانه در نهایت منجر به پیشرفت‌های چشمگیری در زمینه‌های علمی شود. این زوج هدف خود را از انجام این کار درمان، پیشگیری یا مدیریت تمام بیماری در ۸۰ سال آینده و بیشتر اعلام کردند.

مارک و همسرش چان، دو سال گذشته را صرف مذاکره با دانشمندان و کارشناسان برای برنامه ریزی درباره این امر کرده‌اند. این زوج پیشتر نیز از طریق سازمان بشردوستانه خود، بنیاد چان زاکربرگ، مبالغ زیادی را صرف سرمایه گذاری در مرکز تحقیقات جدیدی در سان فرانسیسکو کردند. هدف این پژوهش تمرکز بر روی بیماری های خاص، مانند سرطان استخوان یا بیماری پارکینسون نیست، بلکه انجام تحقیقات پایه مانند یک اطلس سلولی که انواع مختلف سلول‌های موجود در بدن را به تصویر کشیده و می تواند به محققان کمک کند تا طیف وسیعی از داروها را به وجود بیاورند.

Mark Zuckerberg, Priscilla Chanاریک لندر، استاد زیست شناسی در موسسه فناوری ماساچوست اعلام کرد که در طول سال گذشته در حدود ۲۰ گفتگو با زاکربرگ و چان داشته است. مارک و چان پیشتر نیز در پروژه‌های خیرخواهانه‌ مشارکت داشته‌اند. برای مثال آنها ۲۵ میلیون دلار از سرمایه خود را صرف مهار ابولا در کشورهای آفریقایی کردند. بنیاد جدید آنها که Biohub نام دارد، به عنوان یک مرکز تحقیقاتی مستقل در دانشگاه کالیفرنیا در همکاری با دانشگاه برکلی و دانشگاه استنفورد راه‌اندازی خواهد شد. این بنیاد جدید توسط کوری برگمن، عصب شناس معروف اداره خواهد شد.

برگمن اظهار کرد که دلیل ساخت این بنیاد، گردآوردن مهندسان و دانشمندان برای ایجاد یک فرصت منحصر به فرد در جهت ایجاد جهشی در علم است. این زوج هدف خود را بهبود وضعیت زندگی جوامع بشری که شامل سرمایه‌گذاری‌ در زمینه‌های پزشکی، ایجاد فرصت‌های اقتصادی و قراردادن اطلاعات در دسترس همگان است اعلام کردند. هدف دیگر آنها مبارزه با فقر و توانمند سازی افراد فقیری است که از کمترین امکانات نیز بهره‌ای ندارند. ملیندا گیتس همسر بیل گیتس، موسس مایکروسافت که خود بنیادی نظیر بنیاد چان و مارک دارد و سهم بسیار زیادی در اعمال خیرخواهانه دارد، طی ارسال پیامی برای این زوج جوان آروزی موفقیت کرده است.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: dailymail.co.uk

اطلاعات بیشتر: sciencemag.org

اقدام خیرخواهانه مدیرعامل فیسبوک برای ریشه کن کردن بیماری ها, ۴٫۹ out of 5 formed on 8 ratings

توجه : هرگونه استفاده از این مطلب بدون ذکر نام ‘سایت علمی بیگ بنگ’ و لینک به این مقاله غیر قانونی و از لحاظ اخلاقی غیر انسانی می باشد، لطفا به حقوق مولف احترام بگذارید.

ما چطور از بیگ بنگ گریختیم: نظریه جدید ِ حرکت در مسیر زمان!

بیگ بنگ: دکتر خوان واکارو، دانشیار مرکز دینامیک کوانتومی دانشگاه گریفیث، موفق به حل یکی از ناهنجاری های پیچیده علم فیزیک شده است. او نشان داد که اثر مرموزی به نام «نقض T» می تواند منشا تحولات زمانی و قوانین بقای ماده باشد.

160817101528_1_900x600به گزارش بیگ بنگ، دکتر واکارو اظهار داشت: «من کار خود را با شکستن قواعد فیزیکی شروع کردم، اگرچه باید اعترف کنم که این کارم نسبتا جسورانه بود، اما برای فهم بهتر زمان چاره ای نداشتم چون فیزیک متعارف، درک درستی از ماهیت زمان ندارد. البته باید اشاره کنم که قواعد فیزیکی ای که آنها را شکستم جزء قواعد اصلی و بنیادی فیزیک نبود. همچنین برای من تقریبا روشن است که جهان چرا چنین قواعدی دارد.»

دکتر واکارو در تحقیقات خود که در انجمن سلطنتی منتشر شده، می گوید:«پدیده ای به نام نقض T، یا نقضی در تقارن معکوس زمان، جهان و ما را مجبور می کند به سوی آینده پیش برویم. اگر نقض T وجود نداشت، ما در زمان جلو نمیرفتیم و برای همیشه در بیگ بنگ گیر می کردیم. اینکه ما پیر می شویم و در زمان پیش می رویم، همه و همه به این مکانیزم وابسته است. شکل جهان به طور کلی در فضا و زمان متقارن است. اما اینکه ما به طور مداوم پیرتر می شویم نه جوان تر نشان می دهد که یک جهت در زمان به جهت دیگر ارجحیت دارد.»

راه حلی که دکتر واکارو از ناهنجاری فوق الذکر ارائه داده، در واقع نادیده گرفتن دو اصل در نظریات فیزیکی معمول است. این دو اصل یکی مسیر زمان، و دیگری رفتار مزون ها است. او در این باره اظهار می دارد: «آزمایشها نشان می دهد که رفتار مزون ها به جهت زمان بستگی دارد، اگر جهت زمان تغییر کند، رفتار آنها نیز تغییر خواهد کرد. نظریه های فیزیکی متعارف فقط برای یک جهت از زمان تعریف شده اند و فقط یک نوع رفتار مزون ها را بر میتابند، از این نظر آنها نامتقارن هستند. اما مشکل این است که جهان نمی تواند کاملا نامتقارن باشد. یعنی در نظریه های فیزیکی، زمان باید متقارن باشد و برای متقارن بودن زمان، لازم است که این نظریه ها با هر دو جهت زمان و هر دو نوع رفتار مزون ها تطبیق داده شوند. این همان ناهنجاری در فیزیک است که من تلاش کردم حلش کنم.»

big-bangدکتر واکارو ادامه داد: «چرا جهان در بیگ بنگ نماند، و ما چگونه در زمان ِ «حال» هستیم، و نه در زمانی دیگر.» در این نظریه در صورت مفروض نکردن نقض T، جهان بسیار عجیب و غریب می شد. شئی مانند یک فنجان می توانست آنطوری که در فضا قرار گرفته است به همان شکل در بعد زمان قرار گیرد. وجود یک شئ در نقطه ای از فضا چیز عجیبی نیست، اما حضور همان شئ در نقطه ای از زمان به این معنی است که آن شئ در لحظه ای از زمان به وجود آمده و سپس بلافاصله ناپدید می شود و این با اصل بقای ماده در تضاد است. همچنین تغییر و تحول در مسیر زمان نیز بدون در نظر گرفتن نقض T ناممکن می گردد. در چنین حالتی انسان ها به جای اینکه موجوداتی باشند که در «جریان زمان» قرار گرفته اند تنها به صورت نقاط ثابتی در زمان بودند.

با اضافه شدن نقض T توسط دکتر واکارو، همه چیز به شکل چشم گیری تغییر می کند. او می گوید «با اضافه کردن نقض T، حال فنجان یاد شده می تواند در هر زمانی یافته شود.» یعنی در نظریه یاد شده بقای ماده همچنان حفظ می شود. همچنین اشیاء با گذشت زمان دچار تغییر و تحول می شوند، فنجان ها ترک برداشته و می شکنند، آدم ها بزرگ شده و پیر می شوند، و همه «جریانی از زمان» را تجربه می کنند؛ به این ترتیب این نظریه کماکان در حال تکامل است. مرحله بعدی تحقیق طراحی آزمایشاتی است که پیش بینی های این نظریه را مورد آزمون قرار دهد. جزئیات بیشتر این پژوهش در Proceedings of a Royal Society A منتشر شده است.

ترجمه: امین میرزایی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencedaily.com

ما چطور از بیگ بنگ گریختیم: نظریه جدید ِ حرکت در مسیر زمان!, ۵٫۰ out of 5 formed on 2 ratings

توجه : هرگونه استفاده از این مطلب بدون ذکر نام ‘سایت علمی بیگ بنگ’ و لینک به این مقاله غیر قانونی و از لحاظ اخلاقی غیر انسانی می باشد، لطفا به حقوق مولف احترام بگذارید.

چه کسی گرانش را کشف کرد؟

بیگ بنگ: چهار نیروی بنیادی حاکم تمامی فعل و انفعالات سرتاسر گیتی هستند، این نیروها شامل نیروی هسته ای ضعیف، نیروی هسته ای قوی، الکترومغناطیس و گرانش هستند. مرموزترین و عجیب ترین بین آنها گرانش است. اگرچه چگونگی عمل کردن گرانش در مقیاس ماکرو(به عنوان نیروی کنترل کننده منظومه شمسی، کهکشان ها و ابرخوشه های کهکشانی) مورد درک قرار گرفته است، اما چگونگی تعامل این نیرو با سه نیروی دیگر هنوز هم به عنوان یک راز باقی مانده است.

نقاشی “آیزاک نیوتن” کاری از ویلیام بلیک

نقاشی “آیزاک نیوتن” کاری از ویلیام بلیک

به گزارش بیگ بنگ، انسان ها از زمان های بسیار قدیم درک پایه ای از این نیرو داشته اند. ولی ما درک امروزیمان از گرانش یا جاذبه را مدیون سر آیزاک نیوتن هستیم. با کمک این فیزیک ریاضیدان انگلیسی قرن هفدهم، درک ما از جهان و قوانین حاکم بر آن متحول شده است. همگی با داستان معروف درخت سیب نیوتن آشنا هستیم، اما حقیقت این است که نظریه گرانش نیوتن صرفا حاصل یک جرقه کوچک در ذهن نیوتن نیست بلکه نتیجه کنار هم گذاشتن دانش و اطلاعات پایه ای است که قرن ها قبل از نیوتن انباشته شده بود. او مفاهیم کشف شده علمی خود را در کتابی سه جلدی با نام «اصولِ ریاضیِ فلسفهٔ طبیعی» که برای نخستین بار در سال ۱۶۸۷ منتشر شد به جهانیان عرضه کرد.

نیوتن در این کتاب سه قانون حرکت خودش را که از قوانین یوهانس کپلر در زمینه حرکات سیارات و توصیفات ریاضیاتی خودش از گرانش مشتق شده بود مطرح کرد. این قوانین اساس و پایه مکانیک کلاسیک را شکل داد و تا قبل از ظهور نظریه نسبیت اینشتین در قرن بیستم، بدون تغییر باقی مانده بود.

فیزیک قرن هفدهم میلادی:

قرن هفدهم، قرن شکوفایی و پیشرفت علوم در زمینه ریاضیات، فیزیک، نجوم، زیست شناسی و شیمی بود. برخی از بزرگترین تحولات این دوره عبارت بودند از توسعه مدل خورشید مرکزی منظومه شمسی توسط نیکلاس کوپرنیک، تلاش های پیشگامانه گالیلئو گالیله در زمینه نجوم، تلسکوپ و توسعه عدسی های مدرن.

تصویری از گالیلئو گالیله، آیزاک نیوتن و یوهانس کپلر

تصویری از گالیلئو گالیله، آیزاک نیوتن و یوهانس کپلر

همچنین در همین دوره بود که یوهانس کپلر قوانین حرکت سیارات را توسعه داد. این قوانین در خلال سالهای ۱۶۰۹ تا ۱۶۱۹ حرکت سیاراتی که تا آن زمان شناخته شده بودند (عطارد، ناهید، زمین، مریخ، مشتری و زحل) را به دور خورشید توضیح می داد:

۱- سیارات در مداری بیضوی به دور خورشید می گردند و خورشید در یکی از دو کانون این بیضی قرار دارد.

۲- خط واصل بین خورشید و سیارات در زمان‌های مساوی، مساحت‌های مساوی را می پیماید.

۳- دوره حرکت سیاره به دورخورشید با فاصله سیاره تا خورشید تناسب دارد. (به بیان ساده تر: مربع زمان تناوب چرخش سیارات به دور خورشید با مکعب (توان سوم)نصف محور بزرگ بیضی متناسب است.)

این قوانین ایرادات ریاضیاتی مدل کوپرنیک (که سیارات را دارای مدار دایره ای شکل به مرکزیت خورشید فرض می کرد) را برطرف کردند و در نتیجه شک هایی که نسبت به درستی این مدل بود را از بین برد. بعدها آیزاک نیوتن ضمن بازبینی این نظریه نظرش به تاثیر گرانش بر مدار سیارات جلب شد.

مقایسه مدل خورشید مرکزی و زمین مرکزی از منظومه شمسی

مقایسه مدل خورشید مرکزی و زمین مرکزی از منظومه شمسی

قوانین سه گانه نیوتن:

در سال ۱۶۷۸ نیوتن به دلیل فشار زیاد کاری دچار فروپاشی روانی شده بود و از طرفی با ستاره شناس معروف، رابرت هوک هم وارد مجادله شده بود. او در سالهای بعدی از مراسلات با دیگر دانشمندان کناره گیری کرد و مجددا به ستاره شناسی و مکانیک روی آورد. در سال ۸۱-۱۶۸۰، دنباله داری در آسمان پدیدار شد که نظر نیوتن را به خود جلب کرد، او در این رابطه با ستاره شناس سلطنتی انگیسی، جان فلمستید مکاتباتی انجام داد و همین زمینه ای برای علاقمندی دوباره او به ستاره شناسی بود.

نیوتن پس از بازبینی قوانین حرکت کپلر، به توسعه مدلی ریاضی که بیضوی بودن مدار سیارات را ناشی از نیروی مرکز گرا (که گاها به اشتباه گریز از مرکز هم گفته می شود) تعریف می کند که با مربع بردار شعاعی رابطه عکس دارد. نیوتن این نتایج را با ادموند هالی(کاشف دنباله دار هالی) و انجمن سلطنتی در میان گذاشت. در رساله مشهور نیوتن(اصولِ ریاضیِ فلسفهٔ طبیعی) که شامل سه قانون حرکت نیوتن می شود، چنین آمده است که:

۱- در یک دستگاه مرجع لخت جسمی که تحت تأثیر یک نیروی خارجی نباشد یا ساکن می ماند، یا با سرعت ثابت به حرکت خود ادامه می دهد.

۲- بردار مجموع نیروهای وارده بر جسم (F) برابر است با جرم آن جسم(m) ضربدر بردار شتاب جسم (a)، که معمولا در قالب معادلات ریاضی به این صورت بیان می شود: F=ma

۳- هرگاه جسمی به جسم دیگر نیرو وارد کند، جسم دوم نیرویی با همان اندازه و در جهت مخالف به جسم اول وارد می‌کند.

تصویری از نسخه شخصی کتاب « اصولِ ریاضیِ فلسفهٔ طبیعی» نیوتن، که به صورت دستی اقدام به اصلاح متن آن کرده بود، تا برای چاپ دوم آماده شود.

تصویری از نسخه شخصی کتاب « اصولِ ریاضیِ فلسفهٔ طبیعی» نیوتن، که به صورت دستی اقدام به اصلاح متن آن کرده بود، تا برای چاپ دوم آماده شود.

این قوانین که روابط میان نیروهای وارد بر اشیاء و حرکت ناشی از آن را توصیف می کند، پایه و اساس مکانیک کلاسیک را تشکیل می دهد. همچنین نیوتن به کمک این قوانین توانست جرم سیارات را محاسبه کند، پهن شدگی قطب ها و بیرون زدگی(برآمدگی یا شکم دادن زمین در استوا) را اثبات و چگونگی ایجاد جزر و مد به وسیله گرانش خورشید و ماه را توضیح داد.

از دیگر فعالیت های علمی نیوتن می توان به ابداع حساب دیفرانسیل و انتگرال اشاره کرد، او بر روی سرعت صوت در هوا (براساس قانون بویل) کار کرد، برای اعتدالین دلیل آورد(نیوتن اعتدالین را نتیجه تاثیر گرانش ماه بر زمین دانست)، بی نظمی در حرکت ماه را مورد بررسی قرار داد، نظریه ای برای تعیین مدار دنباله دارها ارائه داد، و به بسیاری فعالیت های علمی دیگر پرداخت.

نیوتن و داستان درخت سیب:

داستان مشهور کشف گرانش به کمک سیبی که به سر نیوتن خورد حالا دیگر بخشی از فرهنگ عامه شده است. با اینکه بسیاری این داستان را جعلی دانسته اند و اینکه چنین کشف بزرگی در یک آن به ذهن نیوتن رسیده باشد را مردود دانسته اند، ولی خود نیوتن بارها این داستان را تعریف کرده و ادعا کرده است که واقعا همه چیز در نتیجه آن حادثه به او الهام شده است.

همچنین، این داستان در نوشته های ویلیام استاکلی(که یک کشیش انگلیسی و همکار نیوتن در انجمن سلطنتی بود) تایید شده است. البته استاکلی اظهار کرده است که در مکالمه ای که با نیوتن داشته، او گفته است در حال تماشای سقوط یک سیب به زمین، به تامل درباره ی گرانش روی آورده است. استاکلی نوشته: «ما به باغ رفتیم، و در زیر سایه درختان سیب به نوشیدن چای مشغول شدیم، من و او تنها بودیم، در حال گفتگو بودیم که او به من گفت، مفهوم گرانش در وضعیتی مشابه وضعیت فعلیمان به ذهنم رسید. وقتی سقوط سیب را تماشا میکردم از خود پرسیدم “چرا سیب همیشه باید عمودی به سمت زمین پایین بیاید؟”…»

جان کاندیوت، دستیار نیوتن در ضرابخانه سلطنتی(که بعدا با خواهر زاده او ازدواج کرد) نیز در شرح حالی از نیوتن به توصیف همین داستان پرداخت. بر اساس گفته های کاندیوت، این اتفاق در سال ۱۶۶۶ در سفری که نیوتن به لینکلن‌شر برای ملاقات با مادرش انجام داده بود رخ داد. او در حال قدم زدن در باغ به تفکر درباره ی چگونگی تاثیر گرانش بر سقوط سیب و مدار ماه پرداخته است. به همین ترتیب، ولتر نیز در متنی حماسی در سال ۱۷۲۷ نوشت: نیوتن اولین بار در حالی که در باغ خانوادگی خویش سقوط سیب از درختی را نظاره می کرد به ساختار جاذبه اندیشید. این همان چیزی است که نیوتن در سال ۱۶۶۰ آن را گزارش کرد.

نهال گرفته شده از درخت مشهوری که نیوتن با الهام از آن گرانش را کشف کرد.

نهال گرفته شده از درخت مشهوری که نیوتن با الهام از آن گرانش را کشف کرد.

با این حال نزدیک به دو دهه طول کشید تا نیوتن توانست نظریات خود را به کمک ریاضیات به اثبات رسانده و در اثر خود (اصول ریاضی فلسفه طبیعی) به جهانیان عرضه کند. او به سرعت به این نتیجه رسید که نیرویی که باعث سقوط سیب می شود همان نیرویی است که سیارات را در مدار خود نگه می دارد، به این ترتیب او نام «گرانش جهانی» را بر این نیرو گذاشت.

تاکنون درباره اینکه کدام درخت همان درختی است که نیوتن با الهام از آن گرانش را کشف کرده، صحبت های ضد و نقیض بسیاری شده است. آن طور که مسئولین مدرسه سلطنتی گراهام ادعا می کنند، این درخت سالها پیش توسط آنها خریداری شده و پس از ریشه کن شدن به باغ خانوادگی مدیر سابق این مدرسه منتقل شده است. با این حال نشنال ترست(موسسه حفظ منابع طبیعی انگستان) که مالک خانه ای است که نیوتن در آن بزرگ شده، ادعا میکند که درخت هنوز در همانجاست. نسلی از درختانی که از درخت اصلی گرفته شده اند بیرون از دروازه اصلی کالج ترینتی کمبریج دیده می شود، درست زیر اتاقی که نیوتن در آنجا مطالعه می کرد.

دستاوردهای نیوتن تاثیر عمیقی بر علوم گذاشت، او با اصول و قوانینی که از خود بر جای گذاشت برای حدود ۲۰۰ سال فیزیک و علوم مرتبط با آن را از خود متاثر کرد. مفهوم گرانش جهانی نیوتن تا قرن بیستم(که مکانیک کوانتوم و نظریه نسبیت عام اینشتین ارائه شد) سنگ بنای بسیاری از مفاهیم نجوم مدرن شد.

ترجمه: امین میرزایی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: universetoday.com

چه کسی گرانش را کشف کرد؟, ۵٫۰ out of 5 formed on 13 ratings

توجه : هرگونه استفاده از این مطلب بدون ذکر نام ‘سایت علمی بیگ بنگ’ و لینک به این مقاله غیر قانونی و از لحاظ اخلاقی غیر انسانی می باشد، لطفا به حقوق مولف احترام بگذارید.

آیا نزدیکترین سیارۀ فرا خورشیدی به زمین، اتمسفر دارد؟

بیگ بنگ: ظاهراً نزدیکترین سیاره به کره زمین دارای جوّی آرام میباشد، این مسئله احتمالاً در طول دو سال آینده شفاف سازی خواهد شد. پروکسیما b نزدیک ترین سیاره به منظومه شمسی ماست، سیاره ای سنگی به اندازه زمین و به احتمال زیاد قابل سکونت. نکته قابل توجه در رابطه با کشف سیاره فوق آن است که هیچکس تاکنون از نزدیک آن را ندیده است.

تصویری هنری از سیاره ی فرا خورشیدی پروکسیما b

تصویری هنری از سیاره ی فرا خورشیدی پروکسیما b

به گزارش بیگ بنگ، اخترشناسان با بررسی نوسان نوری ستاره کوتوله سرخ از وجود این سیاره اطمینان حاصل کرده اند. اما هیچ تلسکوپی در فضا یا زمین و حتی در مراحل جدی برنامه ریزی نتوانسته تصویری از پروکسیما b بدست آورد. این سیاره در فاصله ای بسیار دور به اندازه ۴٫۲ سال نوری از ما قرار دارد. همچنین، یک سال آن تنها ۱۱٫۲ روز زمینی به طول می انجامد. پرسش مهم این است که آیا پروکسیما b اتمسفر دارد، آیا تهی از هواست و یا سرزمین بی آب و علفی است مثل ماه؟

دو دانشمند بنام های آوی لئوب و لائورا کریدبرگ معتقدند تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا که بر طبق برنامه ریزی در سال ۲۰۱۸ وارد عمل خواهد شد، می تواند با نمونه برداری از نور ستاره نتایج خوبی بدست آورد. آوی لئوب متخصص اخترفیزیک از دانشگاه هاروارد اعلام کرد:« کار مشاهده و بررسی احتمالا ۱۱ روز طول خواهد کشید. با شناسایی دقیق نور می توان دریافت که آیا این سیاره شبیه صخره ای عریان است یا خیر. در غیر اینصورت باید جوّ و البته اقیانوسی هم وجود داشته باشد.»

اخترشناسان بر این باورند که پروکسیما b سیاره ای بی جان مثل ماه است که یک بخش آن همواره روبروی زمین قرار دارد. اما یک بخش از پروکسیما b نیز با ستاره اش روبروست: بخش بالاتر از سطح در روشنایی همیشگی و بخش دیگر همواره محبوس در شب سرد بی پایان است. به گفته ی لئوب اگر پروکسیما b جوّ داشته باشد، نه تنها گرما را از بخش روز به بخش شب هدایت می کند، بلکه از تبخیر آب سیاره جلوگیری بعمل می آورد.

سیاره قابل سکونت پروکسیما b چه ویژگی های ظاهری میتواند داشته باشد؟ احتمال سکونت میان بخش های شب و روز آن دور از انتظار نخواهد بود.

سیاره قابل سکونت پروکسیما b چه ویژگی های ظاهری میتواند داشته باشد؟ احتمال سکونت میان بخش های شب و روز آن دور از انتظار نخواهد بود.

لئوب در بخش های دیگری از سخنانش گفت:« ما این سؤال را از خود پرسیدیم که اگر زمین را درست کنار ستارۀ پروکسیما قنطورس قرار دهیم، چه تغییرات ظاهری در آن پدید می آید؟ ابرها، باد و آب باعث پیچیدگی این سؤال می شوند. در هر صورت، میتوان با اطمینان از سنگی بودن یا نبودن آن سخن گفت.» حداقل یک سوم گرمای روی زمین مجددا توسط اقیانوس و جوّ توزیع می گردد. وی معتقد است که یکی از ترفندها برای جلوگیری از جوّ، تمرکز بر نور فروسرخ می باشد، نور مرئی که بدن ما دائما نشر می کند.

پس به جای تصویر برداری از سیاره کوچکی در سیل عظیمی از نور مرئی، تلسکوپ فضایی جیمز وب تنها در جستجوی طول موج های مشخصی از نور فروسرخ خواهد بود. با حرکت پروکسیما b به دور ستاره در طی ۱۱٫۲ روز، امکان ثبت تغییر دما یا رنگ با گذشت زمان بدست می آید. اگر مشاهدات فرضی لئوب و کریدبرگ نشان دهد که بخش تاریک پروکسیما b در حد پیش بینی ها سرد نیست، میتوان نتیجه گرفت که جو سیاره را احاطه کرده و گرما را مجدداً در قسمت شب توزیع می کند.

در غیر اینصورت، پروکسیما b سیاره ای سنگی، بدون حیات و خشک میباشد. فارغ از هر نتیجه ای که بدست آید، نمیتوان اهمیت آن را کتمان کرد: تعداد ستاره های کوتوله سرخ بیشتر از تمامی ستاره های دیگر موجود در کهکشان راه شیری است. لئوب خاطر نشان کرد: « شرایطی نظیر این دور از انتظار نیست. اگر سنگی را برگردانید و حشره ای پیدا کنید، باید حشرات دیگری نیز در اطراف موجود باشد.»

آینه های طلا اندود تلسکوپ فضایی جیمز وب، آزمایش سرمازائی(برودتی) را پشت سر می گذارند.

آینه های طلا اندود تلسکوپ فضایی جیمز وب، آزمایش سرمازائی(برودتی) را پشت سر می گذارند.

اگرچه تحقیقات لئوب و کریدبرگ هنوز به طور جامع به بررسی نرسیده اند، اما ما در اثر تماسی که با دو دانشمند برجسته داشتیم از رضایت آنان مبنی بر ادامه فعالیت ها در این تحقیقات اطمینان حاصل کردیم. “اد ترنر” اختر فیزیکدان دانشگاه پرینستون در مصاحبه ای بیان کرد که فرضیه های ایده آلی درباره ی سیارۀ پروکسیما b مطرح شده است. اد ترنر که حداقل با هفت رصدخانه همکاری کرده در ادامه افزود: « ما دهه ها برای کاوش مسائل مرتبط با اتمسفر دنیای خودمان از لحاظ گرمایش جهانی و تغییر آب و هوا صرف کرده ایم. اما اکنون سخن از مطالعه ی دنیایی بیگانه به میان آمده که یکی از ایده های جالب توجه محسوب می‌شود.»

بزرگترین نقیصه ی روش لئوب و کریدبرگ آن است که ما همچنان از تمایل مدار پروکسیما b حول ستاره اش اطلاعی نداریم. ترنر افزود: با این اوصاف فرض بر این است که ما سیاره خود را بی اهمیت نمی شماریم. اگر اینطور باشد و ما تنها قادر به مشاهده قطب جنوب یا شمال آن باشیم، تلسکوپ فضایی جیمز وب روز روشن نخواهد داشت و قسمت شب نمایان می گردد. همچنین، شواهدی دال بر تایید جوّ در دست میباشد. اگرچه از دیدگاه آماری غیر مُحتمل میباشد، اما ممکن است.

تصویری هنری از تلسکوپ فضایی جیمز وب متعلق به سازمان ناسا

تصویری هنری از تلسکوپ فضایی جیمز وب متعلق به سازمان ناسا

حتی اگر روش مورد نظر کارساز باشد، ترنر گفت که نمیتوان به اطلاعات زیادی در خصوص جوّ سیاره دست پیدا کرد. احتمال دارد که آن سیاره به مانند زمین گرم و نرم و قابل سکونت یا مثل سیاره ی ناهید جهنم دره ای باشد. مارک کلمپین دانشمند حوزه ی سیارات بیگانه در سازمان ناسا و محقق پروژه ی تلسکوپ جیمز وب گفت: این ایده هیجان انگیز است، اما وی بر این مسئله تاکید ورزید که ناسا به تلسکوپی به اندازه زمین احتیاج دارد تا بر ایده فوق جامه ی عمل بپوشاند.

کمپلین در مصاحبه ای بیان کرد: « ابزارهای تلسکوپ زمانی به طراحی رسیدند که ما چنین مشاهدات و تحقیقاتی را انجام نمی دادیم، پس ما در صورت برخورداری از آنها می توانستیم از محدودیت ها عبور کنیم. ما باید از چگونگی عملکرد آشکارسازها در فضا آگاهی کامل بدست آوریم. تا زمانی که تلسکوپ فضایی جیمز وب به فضا پرتاب نشود، نمیتوان چیزی را تضمین کرد.» با این حال بر طبق گفته های کلمپین، او حاضر است با تلسکوپ جیمز وب بر روی پروکسیما b تحقیق کند. این کار در اولویت نخست رصدخانه های زمینی قرار دارد.

ترنر و لئوب هر دو بر سر این مسئله اتفاق نظر داشتند که زمان بندی حائز اهمیت شگرفی است، چرا که سال های تاخیر تلسکوپ فضایی جیمز وب نیز باید در نظر گرفته شود. انتظار می رفت که تلسکوپ فعالیت خود را در سال ۲۰۱۱ میلادی آغاز نماید. اگر پروژه زمان بیشتری به تاخیر بیفتد، تلسکوپ های عظیمی مثل تلسکوپ سی متری اروپا به کار گرفته خواهند شد. اما هیچ رصدخانه ی عظیمی تا ۱۰ سال آینده افتتاح نمی شود.

لیزر تلسکوپ سی متری در تهیه عکس های فضایی به رصدخانه کمک خواهد کرد.

لیزر تلسکوپ سی متری در تهیه عکس های فضایی به رصدخانه کمک خواهد کرد.

لئوب خاطر نشان کرد: « پس، تلسکوپ فضایی جیمز وب میتواند اطلاعاتی در اختیار ما قرار دهد که به مدت یک دهه کاوش بر روی آن انجام گیرد، یعنی تا زمانیکه آن تلسکوپ های زمینی ساخته شوند.» تحقیقات لئوب پیرامون پروکسیما b و وجود جوّ در آن چیزی فراتر از کنجکاوی علمی است. لئوب اظهار داشت: « من دوستانم را برای خرید ملک در پروکسیما b تشویق می کنم. ما یا سیاره خودمان را به نابودی خواهیم کشید یا فاجعه ای طبیعی مثل برخورد شهاب به نابودی اش منجر خواهد شد. اگر هم هیچکدام از این دو مورد به وقوع نپیوندد، خورشید با افزایش درجه حرارتش زمینه ساز این امر خواهد شد.»

لئوب به کمک یوری میلنر یک میلیاردر روسی فعالیت خود را در پروژه Breakthrough Stsrshot آغاز کرده است. پروژه ای که در بیست یا سی سال آینده فضاپیمایی به سمت این منظومه ی ستاره ای ارسال می کند. لئوب گفته بود: « فضاپیمای مجهز به دوربین و فیلترهای مختلف می تواند تصاویری رنگی از سیاره بگیرد و از سبز (برخوردار از حیات)، آبی دارای اقیانوس هایی در سطح) و یا قهوه ای(سیاره ی سنگی) بودن آن اطمینان حاصل نماید.

مترجم: منصور نقی لو / سایت علمی بیگ بنگ

منبع: businessinsider.com

آیا نزدیکترین سیارۀ فرا خورشیدی به زمین، اتمسفر دارد؟, ۴٫۸ out of 5 formed on 13 ratings

توجه : هرگونه استفاده از این مطلب بدون ذکر نام ‘سایت علمی بیگ بنگ’ و لینک به این مقاله غیر قانونی و از لحاظ اخلاقی غیر انسانی می باشد، لطفا به حقوق مولف احترام بگذارید.

نگاهی دوباره به گربه شرودینگر

بیگ بنگ: از آنجایی که تئوری جهان نوزاد و کرمچاله های هاوکینگ از قدرت نظریه ی کوانتوم استفاده می کنند، ناگزیر نزاع های حل ناشده ی مربوط به اصول آن را دوباره مطرح می کنند. تابع موج جهان هاوکینگ این پارادوکس های تئوری کوانتوم را کاملا حل نمی کند و تنها آنها را از یک دیدگاه جدید و حیرت آور بیان می کند.

2016_0-1به گزارش بیگ بنگ، نظریه ی کوانتومی می گوید برای هر جسم یک تابع موج وجود دارد که معیاری از احتمال یافتن آن جسم در یک نقطه بخصوص در فضا و زمان می باشد. همچنین نظریۀ کوانتوم بیان می کند که شما هیچگاه حالت واقعی یک ذره را تا زمانی که مشاهده ای انجام نداده اید، نخواهید دانست. قبل از سنجش، ذره می تواند به یکی از حالت های مختلف باشد که توسط تابع موج شرودینگر توصیف می شوند. لذا قبل از اینکه مشاهده یا سنجشی بتواند انجام پذیرد، شما واقعا نمی توانید حالت یک ذره را بفهمید. در واقع، ذره تا زمانی که مورد سنجش قرار نگرفته است در حالت نامعلومی قرار دارد که جمع تمامی حالات ممکن است.

وقتی این عقیده نخستین بار توسط نیلز بور و ورنر هایزنبرگ پیشنهاد شد، اینشتین نسبت به آن شدیدا اعتراض کرد و گفت: « آیا ماه صرفا به این دلیل وجود دارد که یک موش به آن نگاه می کند.» وی مشتاق طرح سوال بود. بنا به تجزیه و تحلیل دقیق نظریه ی کوانتوم، ماه قبل از اینکه مشاهده شود، آنطور که ما آن را می شناسیم وجود ندارد. در حقیقت، ماه می تواند در یکی از حالات بی شمار خود باشد از جمله حالت های استقرار در آسمان، انفجار و حتی عدم وجود در آسمان. این فرایند اندازه گیری نگاه کردن به آن است که تعیین می کند ماه در واقع حول زمین می گردد.

اینشتین بحث های داغ زیادی با نیلز بور داشت و این نگرش نامتداول به جهان را به چالش می کشید. بور در یکی از این تبادل نظرها از روی ناراحتی به اینشتین گفت: «فکر نمی کنید شما صرفا سعی می کنید منطقی باشید!» حتی اروین شرودینگر( که با معادله موج مشهور خود، کل این بحث ها را به راه انداخته بود) به این تفسیر از معادله اش اعتراض کرد. وی یک بار با ناراحتی ابراز کرد: من این پرش کوانتومی را دوست ندارم و بسیار متاسفم از اینکه با آن سر و کار داشته ام.» منتقدان برای به چالش کشیدن این تفسیر تازه می پرسند: « آیا یک گربه قبل از اینکه به آن نگاه کنید، زنده است یا مرده؟»

شرودینگر برای اینکه نشان دهد این سوال تا چه اندازه مضحک است، یک گربه ی خیالی را در جعبه ای محصور فرض نمود. گربه روبروی یک تفنگ قرار گرفته که به یک شمارشگر گایگر متصل میباشد که به نوبه ی خود با قطعه ای اورانیوم در تماس است. اتم اورانیوم ناپایدار است و دچار فروپاشی رادیو اکتیو می شود. اگر یک هسته اورانیوم فرو پاشد، توسط شمارشگر گایگر شناسایی می گردد که در این صورت ماشه ی تفنگ کشیده و گلوله شلیک می شود و باعث مرگ گربه می شود.

schroedingerfullبرای دریافتن اینکه گربه زنده است یا مرده، باید جعبه را باز کرده و گربه را مشاهده کنیم. اما وضعیت گربه توسط تابع موجی توصیف می گردد که توصیف کننده مجموع یک گربه زنده و یک گربه مرده است. از نظر شرودینگر تصور گربه هایی که نه مرده هستند و نه زنده، بسیار مضحک است. ولی با این وجود اثبات تجربی مکانیک کوانتومی ما را وادار به این نتیجه گیری می کند. تاکنون، تمامی آزمایش های تجربی درستی نظریه ی کوانتوم را ثابت کرده اند.

پارادوکس گربه شرودینگر به قدری عجیب و نامانوس است که اغلب انسان را به یاد عکس العمل آلیس در برابر ناپدید شدن گربه چشایر در داستان لوئیس کارول می اندازد: « گربه گفت: تو مرا خواهی دید، سپس ناپدید شد. آلیس از این موضوع چندان تعجب نکرد چرا که دیگر به اتفاقات عجیب زیادی که رخ می داد عادت کرده بود.» در طول سالیان، فیزیکدانانها نیز به چیزهای عجیبی که در مکانیک کوانتوم اتفاق می افتند عادت کرده اند. ریچارد فاینمن فیزیکدان زمانی می گفت: « فکر میکنم خطری نداشته باشد که بگوییم هیچکس مکانیک کوانتومی را درک نمی کند. دائم از خود نپرسید آیا ممکن است بتوانید از آن اجتناب ورزید و یا اینکه این امر چطور امکان پذیر است، چرا که با این کار وارد کوچه بن بستی خواهید شد که هنوز کسی از آن خارج نشده است. هیچکس دلیل این امر را نمی داند.»

جهان های موازی متعدد

در سال ۱۹۵۷، یان اورت فیزیکدان این احتمال را مطرح کرد که جهان در ضمن تکامل خود همچون یک جاده دوراهی، پیوسته به دو نیم تقسیم می شود. در یک جهان اتم، اورانیوم واپاشی نکرده و گربه مورد هدف واقع نشده است. در جهان دیگر، اتم اورانیوم فرو پاشیده و گربه هدف ِ گلوله قرار گرفته است. اگر حرف اورت صحیح باشد، بی نهایت جهان وجود خواهد داشت که هر کدام از طریق شبکه ای از دو راهی ها با سایر جهانها مرتبط اند و یا همانطوری که نویسنده ی آرژانتینی جورج لوئیس برگر، در باغ مسیرهای دو راهی نوشته است: «زمان دائما به آینده های بی شماری تقسیم می شود‌.»

quantum_cartoonبرایس دویت فیزیکدان، یکی از طرفداران تئوری جهان های موازی متعدد، تاثیر ماندگاری که این تئوری بر وی گذاشت را اینگونه توصیف می کند:« هر گذار کوانتومی در هر ستاره، در هر کهکشان و در هر گوشه ی دور افتاده ای از کیهان رخ می دهد، دنیای ما در کره زمین به انبوهی از نسخه های خود تقسیم می کند. من هنوز بهت و حیرت ناشی از اولین مواجه خود با این مفهوم چند جهانی را به یاد دارم» تئوری جهان های متعدد فرض می کند که تمام جهان های کوانتومی ممکن، وجود دارند و در بعضی جهان ها، انسانها بعنوان شکل حیات غالب در روی زمین وجود دارند. در سایر جهان ها حوادث زیر اتمی به گونه ای رخ می دهد که مانع از تکامل روز افزون بشر گردیده است.

در حقیقت، اینکه ممکن است جهان های چندگانه وجود داشته باشند ایده ی تازه ای نیست. فیلسوفی بنام سنت آلبرتوس مگنوس زمانی نوشت: « آیا جهان های زیادی وجود دارند یا یک جهان یگانه وجود دارد؟ این یکی از اصیل ترین و مهم ترین سوالات در مطالعه طبیعت میباشد. » با این حال، نکته جدی این عقیده ی قدیمی آن است که این جهان های زیاد، پارادوکس گربه ی شرودینگر را حل می کنند. در یک جهان، گربه ممکن است مرده باشد و در دیگری، گربه زنده است.

141112131927_1_900x600همان اندازه که نظریه ی جهان های موازی متعدد اورت ممکن است عجیب به نظر برسد، نشان دادن اینکه تئوری مذکور از نظر ریاضی معادل تفسیر متداول مکانیک کوانتوم است، عجیب به نظر خواهد رسید. اما بطور سنتی، نظریه ی چند جهانی اورت بین فیزیکدان ها محبوبیتی نداشته است. هر چند نمی توان انکار کرد که این ایده ی مبتنی بر تعداد نامحدودی از جهان هایی که به یک اندازه اعتبار دارند و هر یک در هر لحظه از زمان به دو نیم تقسیم می شوند، بیشتر مثل کابوسی فلسفی برای فیزیکدانان است که سادگی را دوست دارند. یک اصل فیزیکی وجود دارد که تیغ اوکام نامیده می شود و مطابق آن همیشه باید ساده ترین مسیر ممکن را بر گزینیم و از انتخاب های پیچیده چشم پوشی کنیم، بخصوص اگر انتخاب های دیگر را هرگز نتوان مورد ارزیابی قرار داد( لذا تیغ اوکام تئوری قدیمی«اتر» را رد می کند که بر طبق آن، گاز اسرارآمیزی در سراسر جهان پخش شده بود. تئوری اتر جواب مناسبی به یک سوال پیش پا افتاده داد: اگر نور یک موج است و می تواند در خلا انتشار یابد، پس چه چیزی مواج می شود؟ جواب این بود که اتر مانند یک سیال حتی در خلا مرتعش می شود. اینشتین نشان داد که نیازی به اتر نیست. با این حال وی هرگز اعلام نکرد که اتر وجود ندارد. وی صرفا گفت که اتر موضوعیت ندارد لذا طبق اصل تیغ اوکام فیزیکدانها دیگر به اتر اشاره نمی کنند.)

می توان نشان داد که ارتباط بین چند جهانی موازی متعدد اورت امکان پذیر نیست. لذا هر جهان از وجود بقیه اطلاعی ندارد. اگر آزمایشها نمی توانند وجود این جهان ها را مورد بررسی قرار دهند، براساس تیغ اوکام باید از آنها صرف نظر کنیم. دوران عدم محبوبیت فرضیه چندجهانی متعدد با شهرت و محبوبیت تابع موج جهان استیون هاوکینگ به پایان رسید. تئوری اورت براساس ذرات منفرد بنا نهاده شده و در آن امکانی برای ارتباط بین جهان های مختلف که در حال جدا شدن از یکدیگرند وجود نداشت. اما تئوری هاوکینگ، هر چند مرتبط است ولی پا را فراتر می گذارد: این تئوری بر پایه تعداد بی شمار جهان های خود بسنده (و نه فقط ذرات) بنا شده و مدعی امکان تونل زنی بین آنها از طریق کرمچاله ها است.

dhw5yw64hrهاوکینگ حتی اقدام به کار جسورانه ی حل تابع موج جهان کرده است. وی اطمینان دارد که رویکردش درست است. تا حدودی به این دلیل که این تئوری خوش تعریف است.(اگر همانطور که گفتیم، تئوری در نهایت در ده بعد یا بیشتر تعریف شده باشد). هدف او نشان دادن آن است که مقدار تابع موج جهان در نزدیکی جهان شبیه جهان ما بزرگ است. بنابراین جهان ما محتمل ترین جهان است ولی مطمئنا تنها جهان نیست. یک اختلاف بین نظریه ی جهان های موازی متعدد اورت و تابع موج هاوکینگ این است که ایده ی هاوکینگ در هسته ی خود، کرمچاله ها را پیشنهاد می کند که این جهان های موازی را به هم وصل می کنند.

برگرفته از کتاب:  Hyperspace -Michio Kaku

نویسنده: سمیر الله وردی / سایت علمی بیگ بنگ

نگاهی دوباره به گربه شرودینگر, ۴٫۹ out of 5 formed on 14 ratings

توجه : هرگونه استفاده از این مطلب بدون ذکر نام ‘سایت علمی بیگ بنگ’ و لینک به این مقاله غیر قانونی و از لحاظ اخلاقی غیر انسانی می باشد، لطفا به حقوق مولف احترام بگذارید.

پلوتون در داخل استرالیا جا می شود

پلوتون در داخل استرالیا جا می شود

پلوتو (به انگلیسی: Pluto) یا پلوتون (به فرانسوی: Pluton) سیارهٔ کوتولهٔ کمربند کویپر در سامانهٔ خورشیدی است که در هنگام کشف آن در سال ۱۹۳۰ تا ۲۴ اوت ۲۰۰۶ نهمین سیارهٔ سامانهٔ خورشیدی به حساب آمده بود؛ اما اکنون بنا بر تعریف نوین انجمن بین المللی اخترشناسی با توجه به تعریف سیاره،«پلوتون» را یک سیارهٔ کوتوله و همچنین به عنوان نخستین نمونه از ردهٔ جدید جرم فرانپتونی نامیده است. گرچه برخی از ستاره شناسان با قراردادن پلوتو در ردۀ سیاره های کوتوله مخالف اند و همچنان آن را یک سیارۀ معمول می دانند. «پلوتو» گویش زبان انگلیسی است و در زبان فرانسه به آن «پلوتون» می گویند.

پلوتو در افسانه های روم باستان نام خدای زیرزمینی بوده و انگیزهٔ این نام گذاری فاصلهٔ بسیار دور این جرم آسمانی از خورشید بوده است. پلوتو بزرگ ترین جسم فضایی در سامانهٔ خورشیدی است که تا پیش از گذر کاوشگر فضایی نیوهورایزنز (افق های نو) از کنار آن در ۱۴ ژوئیهٔ ۲۰۱۵، ۱۱:۴۹ (UTC)، هیچ یک از ماموریت های فضایی از سوی زمین به آن نرسیده بودند.

پلوتو نساختاری از سنگ و یخ دارد و کره ای کوچک است که یک سوم ماه جرم آن است. قطر پلوتو ۲۳۷۰ کیلومتر است و این سیارهٔ کوتوله می تواند گاهی از زمین تا فاصلهٔ ۷٫۵ میلیارد کیلومتری دور باشد. چهار لکهٔ سیاه سطح پلوتو که به کمربند تیرهٔ دور استوای پلوتو متصل هستند و تقریباً به یک اندازه و به یک فاصله هستند توجه دانشمندان را به خود جلب کرده اند.

رصدهای تلسکوپ فضایی هابل چگالی پلوتو را بین ۱٫۸ تا ۲٫۱ گرم بر سانتی متر مکعب تخمین زد. احتمالاً ساختار درونی آن ۵۰ تا ۷۰ درصد از سنگ و ۳۰ تا ۵۰ درصد از یخ تشکیل شده است، قطر هسته آن ۱۷۰۰ کیلومتر (۷۰ درصد قطر کل سیاره) برآورد شده است که باعث گرمای سطوح بالایی سیاره و ایجاد اقیانوسی از آب مایع در ۱۰۰ تا ۱۸۰ کیلومتری بالای هسته می شود. جرم پلوتون برابر با ۰٫۲۴ درصد کره زمین و ابعاد بزرگترین قمر آن یعنی شارون ۷۰ درصد قطر پلوتون است.