شاید گرانش محصولی از مکانیک کوانتومی باشد!

بیگ بنگ: تیمی از فیزیکدانان نظری توضیح جدیدی برای ماهیت وجودی جهان و چگونگی پیدایش آن ارائه کردند. بر اساس مقاله‌ی تازه منتشر شده، فضا-زمان چیزی بیش از محصول مکانیک کوانتومی نیست. انحراف و خمیدگی‌ها در فضا-زمان می تواند توضیح دهد که چرا پدیده‌های عجیبی نظیر درهم تنیدگی و تونل‌زنی کوانتومی به وجود می آیند.

time transport tippett webبه گزارش بیگ بنگ، این ایده از چندین فرضیه قبلی الهام گرفته شده است. در واقع، این ایده می تواند دو نمونه از بزرگترین نظریه‌ها در فیزیک را به هم پیوند دهد: این دو نظریه عبارتند از نسبیت عام و مکانیک کوانتومی. شاید با این ادغام بتوان به «نظریه همه چیز» که فیزیکدانان برای چندین به دنبالش بوده‌اند را بدست آورد.

«پائولو کاسترو» محقق و نویسنده از دانشگاه لیسبون پرتغال بیان کرد: «اگر کسی بپذیرد که پدیده‌های گرانشی از قبیل تشکیل منظومه‌های سیاره‌ای، کهکشان‌ها یا سیاهچاله‌ها از منشاء یکسانی مثل درهم تنیدگی و اثر تونل‌زنی برخوردارند و گرانش دارای ریشه کوانتومی است، تفاهمی میان فیزیک کوانتومی و گرانش حاصل می آید.»

حالا بگذارید این موضوع را قدری بسط بدهیم. در اینجا روی صحبت‌مان با آن دسته از افرادی است که پاسی از شب بیدار مانده و به چیستی و اجزای سازنده جهان اندیشیده کردند. این افراد تا حدودی به این نکته واقف هستند که جهان از فضا-زمان ساخته شده است. فضا-زمان به تار و پود عجیبی گفته می شود که سه بُعد فضا و یک بُعد زمان را که در واقعیت تجربه می کنیم، ترکیب کرده و آن را به پس زمینه نظری جهان ما تبدیل می کند.

وقتی امواج گرانشی از برخورد عظیم سیاهچاله‌ها شکل می گیرند، در حقیقت از فضا-زمان می گذرند. بر اساس نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین، گرانش یکی از ویژگی‌های فضا-زمان به شمار می رود؛ فضا-زمان وقتی به وجود می آید که توسط اجرام بزرگی مثل زمین یا خورشید دچار خمیدگی شده باشد. تا اینجای کار همه چیز به خوبی تفهیم شد، اما از این نقطه به بعد مشکلاتی سر راه قرار می گیرد. اگرچه نسبیت عام موفق به توضیح گرانش شده، اما مکانیک کوانتومی هرگز نتوانسته بطور کامل این نیرو را تبیین کند. مکانیک کوانتومی حتی نمی تواند سایر پدیده‌های عجیبی را که امروزه برایشان شواهد و مدارکی داریم، توضیح دهد.

از جملۀ این پدیده‌ها میتوان به درهم تنیدگی کوانتومی و تونل‌زنی کوانتومی اشاره کرد. در این تونل، اطلاعات ظاهرا سریع‌تر از سرعت نور حرکت می کند. این پدیده‌ها چطور در نظریه نسبیت برای خود جا باز می کنند؟ برای این پرسش، باید به مقاله حاضر که بتازگی منتشر شده، استناد کنیم. بر طبق نظریه تازه ای که کاسترو و همکارانش ارائه کردند، منشاء فضا-زمان می تواند جواب را در دل خود نهفته باشد.

کاسترو در ادامه خاطرنشان کرد: «در نسبیت عام، فضا-زمان مانند یک ماده تاشو و سه بعدی وجود دارد و هر آنچه در جهان اتفاق می افتد، در درون آن اتفاق می افتد. مسیرهای احتمالی همه اجرام/اشیا و سرعتشان با شیوه تاشدن فضا-زمان توسط اجرام خیلی بزرگ مثل سیاره‌ها و ستاره‌ها تعیین می شود. این همان گرانش/جاذبه است. در پیشنهاد ما، فضا-زمان از پیش وجود ندارد و نتیجه یک فرایند طبیعی است. در پی این فرایند، فصل مشترک زیرکوانتومی از یک حالت آشفته و پرهرج و مرج به سمت حالتی سازمان یافته انتقال می یابد.»

کاسترو این فصل مشترک زیرکوانتومی را بعنوان «نوعی کف ازلی که خود فضا-زمان از آن به وجود می آید» تعریف می کند. وی در ادامه افزود: «در حقیقت، در نظریه ما، این حالات سازمان یافته با امواج زیرکوانتومی مطابقت دارند و چگونگی رفتار فضا و زمان را تعیین می کنند؛ در پی آن، زمینه برای پیدایش موارد دیگری نظیر درهم تنیدگی و اثر تونل‌زنی فراهم می شود. چون رفتار فضا-زمان نشانه‌هایی از گرانش است، میتوان مدعی شد که گرانش، کوانتوم است.»

فعلا این گفته‌ها در چارجوب نظری هستند، اما محققان در حال یافتن راه‌هایی برای آزمایش ایده‌های خود هستند. یکی از ایده‌های آنان در سر دارند، بر الگوی عجیبی دلالت می کند که در جایگیری سیاره‌ها در منظومه شمسی ما دیده می شود. در هر صورت، محققان راهی طولانی در پیش دارند. جهان مملو از پدیده‌هایی است که امکان توضیح‌شان برای ما وجود ندارد. اگرچه بسیاری از محققان مدعی شده‌اند که فیزیک جدیدی برای بررسی این پدیده‌های پیچیده مورد نیاز است، اما نباید از این نکته غافل شد که می توانیم با ارزیابی مجدد و بازنگریِ مدل‌های موجود، حقایق بیشتری از واقعیت‌مان کشف کنیم. این تحقیق در  Journal of Applied Mathematics and Physics منتشر شده است.

ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com

آیا نوسانات نوری ستاره تبی شاهدی بر وجود حیات بیگانگان است؟

آیا نوسانات نوری ستاره تبی شاهدی بر وجود حیات بیگانگان است؟

بیگانگان و فناوری آنها از مدتها پیش ذهن ستاره شناسان را به خود مشغول کرده است، اما وجود یک ستاره مرموز در فاصله هزار و ۶۰۰ سال نوری از ما و نوسانات نوری این ستاره باعث شده تا جامعه اخترشناسان بیش از پیش به فناوری و زندگی بیگانگان علاقمند شوند و مطالعات خود بر روی این ستاره را افزارش دهند.

وجود یک ستاره مرموز در فاصله هزار و ۶۰۰ سال نوری از زمین باعث شده تا ستاره شناسان به شکلی جدی به زندگی بیگانگان، تمدن و فناوری آنها فکر کنند. این ستاره دارای نوسانات نوری عجیبی است که منشا آن نامشخص می باشد.

این ستاره اسرار آمیز KIC 8462852 نام دارد که ستاره شناسان ترجیح می دهند آن را با نام ستاره تبی (Tabby’s star) مورد اشاره قرار دهند که در واقع ترکیب و مخففی از اسم Tabetha Boyajian است که موفق به کشف این ستاره شده است؛ ستاره ای که نوسانات نوری عجیبی از خود نشان می دهد. البته اینکه چرا این ستاره دارای نوسانات نوری است هنوز مشخص نیست.

ستاره ها به دلایل مختلف دچار نوسانات نوری می شوند، از جمله این دلایل می توان به مواردی از جمله سیارات در حال چرخش در مدار ستاره، اقمار، ایجاد پالس های مختلف در اتمسفر ستاره ای، شهاب سنگ ها و گرد و غبار ستاره ای اشاره کرد. اما این دلایل هر چند در نوع خود جالب هستند با این وجود پژوهشگران به دنبال عاملی مرموز تر می گردند. آنها احتمال می دهند عامل تاثیر گذار بر نور ستاره تبی، بیگانگان و فناوری آنهاست!

با این وجود منجمان همچنان از ارائه توضیحی در خصوص تغییر نور ستاره تبی ناتوان هستند. بیگانگان و تمدن بیگانه یکی از گزینه هایی است که ستاره شناسان به آن اشاره کرده اند. آنان در صدد فهم این مهم هستند که آیا ستاره تبی قادر به میزبانی تمدن بیگانگان هست یا خیر؟

فناوری پیشرفته بیگانگان بر روی ستاره تبی

اگر بیگانگان بر روی ستاره یاد شده زندگی می کنند، به احتمال قوی دارای فناوری و دانش مورد نیاز برای ساخت دیوایس ها و فناوری های ارتباطی مبتنی بر لیزر هستند. بر همین اساس ستاره شناسان به دنبال کشف نشانه هایی از لیزر در داخل نورهایی هستند که از ستاره یاد شده ساطع می گردد.

در واقع اخترشناسان در صدد هستند تا دریابند آیا نوسانات نوری این ستاره یک امر طبیعی است یا اینکه از منبعی غیر طبیعی نشات می گیرد؟ شاید ساختارها و یا ابر سازه هایی که در اطراف ستاره و توسط بیگانگان ساخته شده است منشا شکل گیری نوسانات نوری باشد. اگر این احتمال وجود داشته باشد که نوسانات نوری این ستاره ناشی از ابرسازه های مصنوعی باشد، بر این اساس می توان نتیجه گرفت که ساکنان این ستاره ها با استفاده از نوعی فناوری لیزر با یدگیر ارتباط می گیرند.

در حال حاضر ستاره شناسان با استفاده از تلسکوب خودکار ردیاب سیاره ای، در رصد خانه لیک به دنبال نشانه هایی از تمدن بیگانه بر روی ستاره تبی هستند. آنچه که بیشتر از همه توجه و موشکافی محققان را در پی داشته، مشاهده و یا کشف تاسیساتی بر روی ستاره تبی است که لیزری با قدرت ۲۴ مگاوات یا بیشتر تولید می کند.

اگر تمدن بیگانگان در اطراف ستاره تبی وجود داشته باشد و اگر این تمدن پیشرفته باشد، این احتمال وجود دارد که به سطوح بالایی از فناوری لیزری دست یافته است. با این وجود هنوز هیچ نشانه ای از وجود لیزر بر روی ستاره تبی به دست ستاره شناسان نرسیده است.

ستاره شناسان سیگنال هایی را دریافت کرده که آنها را به وجود فناوری پیشرفته لیزر بر روی ستاره تبی امیدوار کرده بود، اما پس از مدتی این نشانه ها اعتبار خود را از دست دادند و نتوانستند ادعای اخترشناسان را اثبات کنند.

شاید بهترین توضیح برای چنین نوسانات نوری را بتوان تشعشعات کیهانی، فوران های ستاره ای و یا انتشار گازها جوی عنوان کرد. هر چند تاکنون نشانه ای از حیات فرازمینی و بیگانگان در تبی مشاهده نشده است، اما تلاش برای کشف حیات بیگانگان ادامه داشته و نمی توان ستاره شناسی را تصور کرد که به این موضوع علاقمند نباشد.

کشف حیات بیگانه را شاید بتوان بزرگترین کشف بشر در تمامی دوران عنوان کرد؛ کشفی که به یقین تاثیری ژرف بر روان و جهان بینی انسان خواهد داشت و تمامی جنبه های زنگی او را دستخوش تغییر و تحولی بنیادین خواهد نمود.

تشکیل ستارگان وقتی جهان نصف سن کنونی‌اش را داشت

بیگ بنگ: جهان حدود ۱۳٫۸ میلیارد سال قدمت دارد و ستارگان آن مهمترین محصولش هستند. اخترشناسانی که پیچیدگی‌های تشکیل ستاره را در طول زمان کیهانی مطالعه می‌کنند سعی دارند بفهمند؛ آیا ستارگان و فرآیندهایی که آنها را تولید می‌کنند وقتی جهان جوان‌تر بود (یعنی تقریبأ نصف این سن را داشت) نیز به همین صورت بودند یا فرق داشتند.

makingstarsw
یک مطالعۀ جدید بر روی فعالیت تشکیل ستاره در ۱۷۹ کهکشانِ موجود در این تصویر که خیلی‌ از آنها شش میلیارد سال قدمت دارند، انجام شد.

به گزارش بیگ بنگ، محققان می‌دانند که از سه تا شش میلیارد سال پس از انفجار بزرگ (بیگ بنگ)، ستارگان با سرعت تقریبأ ۱۰ برابر سریعتر از سرعت امروزشان تشکیل شدند. اینکه این اتفاق چگونه و به چه علت افتاد دو سئوال کلیدی است که باید پاسخ داده شود. تصور می‌شود که تشکیل ستاره در یک کهکشان ناشی از بهم پیوستگی گازها از یک محیط بین‌کهکشانی باشد (بهم پیوستگی گاز از طریق ادغام کهکشان‌ها به نظر نقش نسبتأ خفیفی در مجموع تعداد ستارگانِ تولید شده ایفا می‌کند). در کهکشان‌هایی که به طور فعال ستارگانی را تشکیل می‌دهند، یک رابطه‌ی محکم بین جرم آنها در ستارگان و سرعت تشکیل ستارگان جدید وجود دارد و این رابطه نه تنها اکنون به طور محلی درست است، بلکه وقتی جهان میلیاردها سال جوانتر بود نیز صدق می‌کرد.

در مقابل، کهکشان‌هایی که تحت انفجار ستاره‌ای فعال – یا بالعکس تحت دفع تشکیل ستاره – قرار دارند، به ترتیب در بالا و پایین این رابطه جای می‌گیرند. این رابطه تصویر کلیِ رشد کهکشان توسط بهم پیوستگی گاز را تأیید می‌کند، به استثناء اینکه به دلایلی برخی از کهکشان‌های کوچکتر – آنهایی که کمتر از ده میلیارد ستاره دارند – ستارگان کمتر و سبک‌تری را نسبت به جرم‌هایشان تشکیل می‌دهند (کهکشان راه شیری درست در حال گذار است، با حدود ده میلیارد ستاره و سرعت تقریبأ یک ستارۀ جدید در سال). یک پیامد چشمگیرِ این کمبود این است که شبیه‌سازی‌های رشد کهکشان آن را نشان نمی‌دهند، یعنی شبیه‌سازی‌ها برای کهکشان‌های کوچکتر نادرست هستند و بخشی از فیزیک جا افتاده است.

“ساندرو تاچلا” اخترشناس دانشگاه هاروارد-اسمیتسونین، یکی از اعضای تیمی است که از ابزار جستجوگر اسپکتروسکوپی چند واحدی در تلسکوپ بسیار بزرگ VLT استفاده کرد تا طیف‌های نوری کهکشان‌ها را در جنوب تصویر میدان عمیق هابل بدست آورد. آنها خطوط انتشار ستاره‌ای در ۱۷۹ کهکشان دوردست را در این میدان اندازه‌گیری کردند و از آنها برای محاسبۀ رفتارهای تشکیل ستاره پس از اصلاح اثراتی مثل انهدام غبار استفاده کردند (که باعث می‌شود برخی از خطوط نوری ضعیف‌تر از آنچه هستند به نظر برسند). محققان دریافتند که معمای تشکیل ستارۀ تهی در کهکشان‌های کوچک در سطح تقریبأ ۵% واقعی است حتی وقتی نویز و پراکندگی در داده‌ها مثلأ ناشی از اثرات تکامل کهکشان باشد. این نویسندگان بیان کردند که ممکن است نوعی بازخوردِ ناشناخته مسئول این پدیده باشد.

ترجمه: سحر الله‌وردی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: phys.org

کپسول کرو دراگون SpaceX با چهره‌ای گداخته اما سالم به زمین بازگشت

کپسول کرو دراگون SpaceX با چهره‌ای گداخته اما سالم به زمین بازگشت

کپسول کرو دراگون (Crew Dragon) پس از یک هفته ماجراجویی، در اقیانوس اطلس فرود آمد. این کپسول فضایی متعلق به شرکت اسپیس ایکس، پنج روز اخیر را در اتصال به ایستگاه فضایی بین‌المللی گذراند و بازگشت به خانه، حسن ختامی برای ماموریت آزمایشی موفقیت‌آمیز آن بود.

یازدهم اسفند ماه (۲ مارس)، کپسول کرو دراگون در قالب ماموریت دمو-۱ (Demo-1) به سوی ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) رهسپار شد تا مرحله تازه‌ای از پرواز‌های فضایی آمریکایی‌ها آغاز شود. پس از به پایان رسیدن پروژه شاتل در سال ۲۰۱۱، ناسا به همکاری با شرکای تجاری خود مشغول بود تا شیوه جایگزینی را برای انتقال فضانوردان و تجهیزات به ISS راه‌اندازی کند. در این سال‌ها، عملیات حمل و نقل با اتکا به فضاپیمای روسی سایوز انجام می‌گرفت.

«جیم برایدنستاین» رئیس ناسا، پایان موفق نخستین ماموریت کپسول کرو دراگون را نقطه عطفی در پروازهای فضایی توصیف کرد و گفت:

من می‌خواهم یک بار دیگر به اعضای ناسا و اسپیس ایکس برای هفته فوق‌العاده‌ای که پشت سر گذاشتند تبریک بگویم. پروژه کامرشال کرو، ما را یک گام دیگر به اعزام فضانوردان آمریکایی با راکت‌های آمریکایی و از خاک آمریکا به فضا، نزدیک‌تر می‌کند. من به کار بزرگی که برای رساندن ما به این نقطه انجام شد، افتخار می‌کنم.

ناسا همراه با شرکای خود روی پروژه کامرشال کرو (CCP) کار می‌کند و هدف آن، دستیابی به راهی ایمن و مقرون به صرفه برای رسیدن به ایستگاه فضایی بین‌المللی است؛ البته در آینده، مقاصد تازه‌ای هم در منظومه شمسی تعریف خواهند شد. به هرحال انجام امور به این صورت برای ناسا تازگی دارد.

پیش‌تر این سازمان کلیه مراحل طراحی، تست، تولید و پرتاب فضاپیماها را از طریق شرکت‌های وابسته به خود انجام می‌داد. در پروژه کامرشال کرو اما، انعطاف بیشتری به خرج داده و طراحی فضاپیما را به کمپانی‌های تجاری واگذار کرده است. این رویکرد، مشوقی برای شرکت‌ها شد تا نهایت توان خود را برای تحقق اهداف فضایی به کار بگیرند. حالا اسپیس ایکس و بوئینگ، به دو شریک قابل اتکا برای ناسا تبدیل شده‌اند.

دمو-۱ ماموریتی بدون سرنشین بود که برای تست و تطبیق دادن کرو دراگون با شرایط پرواز اجرا شد. این کپسول که حامل آذوقه، تجهیزات و یک ماکت انسان (با سنسورهایی برای جمع‌آوری اطلاعات) بود؛ در جریان عملیات به طور اتوماتیک به ایستگاه فضایی بین المللی متصل شد.

فضانوردان مستقر در ISS نیز، این فرصت را یافتند که با روند کار آشنایی پیدا کنند. کپسول کرو دراگون پس از ۵ روز اتصال به ایستگاه، از آن جدا شد و با فرود در فاصله ۳۲۰ کیلومتری از سواحل فلوریدا، روز گذشته به زمین بازگشت.

«استیو استیش» یکی از مدیران CCP درباره ماموریت کرو دراگون می‌گوید:

اگر به عظمت این پرواز و مقدمات کار فکر کنید، از مهیا کردن اتاق کنترل و ساختن کپسول گرفته تا آماده‌سازی راکت فالکون ۹، آنالیزها و پشتیبانی عملیات؛ می‌بینید که چه کار بزرگی انجام شده است. اعضای تیم ناسا و اسپیس ایکس نه تنها برای تدارک مقدمات پرتاب، بلکه در نحوه مدیریت پرواز نیز همکاری تنگاتنگی با یکدیگر داشتند.

«بنجی رید» مدیر ماموریت کرو در کمپانی SpaceX نیز ورود کپسول به جو زمین، باز شدن چترهای نجات و فرود آن در آب را بی‌عیب و نقص توصیف کرد:

همه چیز در زمان مقرر و دقیقا مطابق انتظار پیش رفت. لحظات بسیار زیبایی بود.

گام بعدی، پرتاب کپسول سرنشین‌دار دراگون به ISS در تابستان ۲۰۱۹ است. این ماموریت آزمایشی ۱۴ روزه، دمو-۲ نام دارد و با حضور دو فضانورد آمریکایی به اسامی «باب بنکن» و «داگ هرلی» اجرا می‌شود. پس از آن، فضانورد ناسا «مایک هاپکینز» نخستین مسافری خواهد بود که با کپسول اسپیس ایکس، عازم ایستگاه فضایی برای انجام یک ماموریت رسمی خواهد شد.

کپسول کرو دراگون با وجود آثار سوختگی ناشی از ورود به جو زمین، وضعیت خوبی دارد و در حال ریکاوری است. با این اوصاف باید گفت که موفقیت، به یک عادت برای اسپیس ایکس تبدیل شده است. حالا همگان در آمریکا سرمست از پایان خوش این ماموریت‌اند؛ از دموکرات‌ها گرفته تا جمهوری‌خواهان و چه بسا رئیس جمهور ایالات متحده. البته شاید روس‌ها ناراضی باشند، چرا که در حال از دست دادن یک مشتری هستند.

اولین حفاری در عمق مریخ انجام شد

بیگ بنگ: کاوشگر اینسایت ناسا ابزاری بنام «مول» را بر روی سطح مریخ قرار داد و توسط متۀ آن نخستین حفاری را درون سیاره سرخ به انجام رساند.

PIA
فرودگر اینسایتِ ناسا اولین ابزار گرمایی‌اش را در دوازده فوریه ۲۰۱۹ در مریخ به کار گرفت.

به گزارش بیگ بنگ، مرکز هوافضای آلمان(DLR) این ابزار را طراحی کرد؛ این ابزار با خصوصیات فیزیکی و جریان حرارت که به طور خلاصه HP3 نامیده می‌شود شبیه یک روبو-مول رفتار می‌کند چون از یک چکش بزرگ استفاده می‌کند. این ابزار اگر به هیچ سنگ بزرگ و جدی برخورد نکند، می‌تواند به عمق ۳ تا ۵ متری مریخ نفوذ کند.

عملیات حفاری دشواری‌های زیادی به همراه دارد و زمانی این دشواری دوچندان میشود که بخواهید آن را در یک سیاره دیگر انجام دهید. ناسا در گزارش تازه خود اعلام کرد که عملیات حفاری کاوشگر اینسایت با موانع قابل توجهی روبرو شده است. بعد از حدود دو هفته توقف غیرقابل انتظار عملیات حفاری، کاوشگر اینسایت کارش را ادامه خواهد داد. این کاوشگر به گونه‌ای طراحی شده که بتواند گرمای خروجی مریخ را مورد اندازه‌گیری قرار دهد. این اطلاعات می تواند به دانشمندان کمک کند تا ساختار و شکل‌گیری این سیاره را به شکل بهتری درک نمایند.

insight hp chain idcتیلمان اسپوهن، محقق و کارشناس ارشد HP3 در مرکز هوافضای آلمان در یک پست نوشت: «تیم محققان در حال حاضر تصمیم گرفته است تا عملیات حفاری را متوقف سازد تا شرایط حاکم را به دقت مورد تجزیه و تحلیل قرار داده و راهبردهای مناسبی برای فائق آمدن بر مانع اراه بدهد.»

اینطور که پیداست ابزار حفاری نصب شده بر روی کاوشگر اینسایت با چند سنگ برخورد کرده است. این ابزار سوراخی به میزان ۱۸ تا ۵۰ سانتی‌متر ایجاد کرده، ولی هنوز با عمق مد نظر دانشمندان فاصله دارد. ابزار مته که قسمتی از دستگاه بررسی حرارت است، به گونه‌ای طراحی شده تا بتواند عمق ۳ تا ۵ متری مریخ را کاوش کند و گرمای درون سیاره سرخ را اندازه بگیرد. این اقدام این ابزار حفاری آلمانی در روز ۲۸ فوریه به ثبت رسید. نهایتا پس از گذشت ۳٫۵ ساعت، مته تقریبا ۱۵ درجه چرخش داشت. در این شرایط احتمال می رود سنگی مانع تداوم حفاری شده باشد.

F.largeدر حال حاضر، تیم بر آن است تا آزمایش‌های گرمایشی بیشتری را در دستور کارش قرار دهد تا ببیند سطح بالایی مریخ چگونه گرما را هدایت می کند. محققان اعلام کردند که می خواهند با استفاده از رادیومترِ نصب شده بر روی کاوشگر اینسایت، تغییرات دمایی را هم اندازه بگیرند.

ترجمه: منصور نقی‌لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منابع: space.com , cnet.com

یک فضانورد زن اولین مسافر مریخ خواهد بود

یک فضانورد زن اولین مسافر مریخ خواهد بود

مدیر جدید ناسا اعلام کرد اولین مسافر مریخ یک فضانورد زن خواهد بود. وی افزود فضانوردان زن در برنامه‌های آینده سازمان ناسا پیشرو خواهند بود و در ۲۹ مارس شاهد پیاده‌روی زنانه در خارج از ایستگاه فضایی خواهیم بود.

یکی از اهداف اصلی ناسا پس از ارسال انسان به ماه، ارسال فضانورد به مریخ بوده است که محدودیت‌های فنی و مالی جزو مشکلات اصلی ناسا محسوب می‌شود، اما گویا ناسا برای فرستادن فضانورد به مریخ مصمم است و در این راستا برنامه‌ریزی‌های متعددی را انجام داده است؛ برای مثال این سازمان فضایی قصد دارد ابتدا انسان را در ماه مستقر کند و پس از کسب تجربه‌های لازم رویای سفر به مریخ را محقق سازد.

اولین مسافر مریخ یک زن است!

جیم بریدنستاین مدیر ناسا در مصاحبه‌ای عنوان کرد به احتمال زیاد اولین مسافر مریخ یک فضانورد زن خواهد بود. وی از هویت این فضانورد اطلاعاتی را منتشر نکرد، اما گفت فضانوردان زن در برنامه‌های آینده سازمان ناسا پیشرو خواهند بود. وی همچنین احتمال ارسال فضانورد زن به کره ماه را نیز تایید کرد. گفتنی است در ۲۹ مارس ۲۰۱۹ دو فضانورد زن برای نخستین بار پیاده‌روی زنانه را در خارج از ایستگاه فضایی انجام خواهند داد.

نمایی از کهکشان مارپیچی M101

همچنین این کهکشان یکی از اصلی‌ترین سحابی‌های مارپیچی است که توسط تلسکوپ ِ بزرگ “لرد راس” در قرن نوزدهم رصد و دسته‌بندی شده بود. کهکشان M101 در این میدان دید تلسکوپی مدرن با ستارگان تند و تیز در پیش زمینه و کهکشان‌های دورتر در پس زمینه، دیده می شود. رنگ ستارگان کهکشان راه شیری نیز در نور ستارگان این جهان جزیره‌ای بزرگ قابل رویت هستند. هستۀ این کهکشان با نور ستارگان متمایل به زرد و خنک احاطه شده است. در طول بازوهای مارپیچی بزرگش ستارگان آبی رنگ جوانتر و گرمتر در ترکیب با خطوط گرد و غبار تیره و مناطق تشکیل ستارۀ صورتی رنگ مشاهده می شوند. کهکشان M101 که کهکشان فرفره نیز نامیده می شود در مرزهای صورت فلکی شمالی دب اکبر در فاصلۀ تقریبی ۲۳ میلیون سال نوری از زمین، واقع شده است.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: apod

شش دلیل که باید قدردان اینشتین باشیم

بیگ بنگ: از توضیح اسرار طبیعت گرفته تا اثبات قدرت خیال‌پردازی، آلبرت اینشتین کارهای زیادی برای دنیا انجام داده که باید قدردان او باشیم. امروز ۱۴ مارس، زادروز آلبرت اینشتین، شناخته‌شده‌ترین فیزیک‌دان قرن بیستم و تدوین‌کننده نظریه نسبیت است، اینشتین در ۱۴ مارس ۱۸۷۹ به دنیا آمد و اگر امروز زنده بود، ۱۴۰ ساله می‌شد. وی خدمات زیادی برای علم انجام داده که در این مقاله به برخی از آنها اشاره می کنیم، با بیگ بنگ همراه باشید.

به گزارش بیگ بنگ، در سال ۱۹۱۵، یک فیزیکدان ۳۶ ساله به نام آلبرت اینشتین مقاله‌ای را به مجموعه مقالات علمی آکادمی علوم پروس در برلین ارائه داد. این مقاله – تحت عنوان «معادلات میدانی گرانش» – علمی، برجسته و موثر بود و سئوالاتی را مطرح کرد که جهان را تحت تاثیر قرار داد. فیزیکدانان و اخترشناسان قدردان کار اینشتین هستند، همانند بسیاری از دانشمندان دیگر که شغلشان وابسته به معادلات اینشتین است؛ معادلاتی که بازی را عوض کرده‌اند. اما اینشتین فقط یک قهرمان پنهان برای محققان نیست – او یکی از معروف‌ترین دانشمندان در تمام اعصار است که به عنوان یک تندیس جهانی و معادل با “نبوغ” در نظر گرفته می‌شود.

معمولأ در زمان توصیف تأثیرگذاری چهره‌های تاریخی مبالغه صورت می‌گیرد، با این حال در نمونۀ اینشتین، صفات عالی که به او نسبت داده شده واقعأ برازنده هستند. او به واقع یک نابغۀ کمیاب بود که درک ما از فضا، زمان و گرانش را تغییر داد و کشفیات او واقعأ آرایش گسترده‌ای از تکنولوژی مدرن را پدید آورد. او همچنین یک میراث فرهنگی غنی بجا گذاشت و قدرت رویاپردازی و افکار مستقل را نشان داد.

هدایت ماهواره

اخترفیزیکدان دانشگاه آکسفورد، پدرو فرریا در مقاله‌ای در سال ۱۹۱۵ در مورد نظریه نسبیت عام اینشتین نوشت – یکی از بهترین دستاوردهای فیزیک در قرن بیستم – زیرا این نظریه نشان داد که گرانش انحنایی از فضا-زمان است که در اثر ماده ناشی شده است. این نظریه براساس نظریه‌ تخصصی نسبیت اینشتین شکل گرفته و این دو نظریه توضیح می‌دهند کیهان چگونه کار می‌کند.

نه تنها نسبیت اینشتین حیرت‌آور است، بلکه دلالت‌های بزرگی برای دانشمندان دارد، مثل اخترشناسانی که مأموریت‌های فضایی را برنامه‌ریزی می‌کنند، جرم ستارگان را اندازه می‌گیرند یا امواج گرانشی را مطالعه می‌کنند. و در حالیکه ممکن است برای ما انتزاعی و محرمانه به نظر برسد، نسبیت بر زندگی روزانه‌مان بیشتر از آن چیزی که بدانیم تأثیر می‌گذارد.

ماهواره‌های GPS باید بر اثرات نسبیت تأثیر داشته باشند تا جهت‌های درست به سمت زمین را برایمان مشخص کنند.

این یک معاملۀ بزرگ برای سیستم‌های ناوبری ماهواره‌ای است، مثل سیستم موقعیت‌یابی جهانی آمریکا(GPS). علت این است که GPS واحدهای مشابه از طریق برقراری ارتباط با آرایشی از ماهواره‌های در حال حرکت به دور مدار زمین با سرعت تقریبی ۱۴۰۰۰ کیلومتر بر ساعت موقعیت خود را تعیین می‌کنند. از آنجاییکه این سرعت بیشتر از سرعت بر روی زمین است، نسبیت خاص به ما می‌گوید که این ماهواره‌ها گذر زمانی آهسته‌تری را تجربه می کنند. این پدیده که اتساع زمانی نامیده می شود باید باعث شود ساعت‌های ماهواره‌ها تقریبأ ۷ میکروثانیه در روز از ساعت‌های زمینی عقب‌تر باشند.

از طرف دیگر، نسبیت عام پیش‌بینی می‌کند که “زمان” در نزدیکی اجرام پرجرم مثل زمین به نظر کُندتر است، زیرا انحنای فضا-زمان بیشتر می باشد. و از آنجاییکه ماهواره‌های GPS در فاصلۀ نزدیک به ۲۰۰۰ کیلومتر بالای سطح زمین قرار گرفته‌اند – در جاییکه فضا-زمان انحراف کمتری دارد – این امر به ساعت‌ها سرعت می‌بخشد. به گفته “ریچارد پوگ” اخترشناس دانشگاه دولتی اوهایو، ترکیب این دو اثرِ نسبیتی بدین معناست که ساعت اتمی در یک ماهوارۀ PGS باید به اندازه ۳۸ میکروثانیه در روز سریعتر از همان ساعت بر روی زمین باشد.

ممکن است این امر چندان درست به نظر نرسد، اما اگر سیستم‌های ناوبری ماهواره‌ای مسبب این اثر نباشند، خطاهای موقعیت‌یابی جهانی در سرعت تقریبی ۱۰ کیلومتر در روز، زیاد می‌شوند. خوشبختانه، نظریات نسبیت اینشتین این مشکل بالقوه را پیش‌بینی کرده‌اند، بنابراین سیستم‌های ناوبری ماهواره‌ای ما به گونه‌ای طراحی شده که این مشکل را جبران می کنند.

مولکول‌ها و سرمایه‌گذاری سهام

سال ۱۹۰۵ سال بزرگی برای اینشتین بود؛ وی پایان‌نامه‌ دکترایش را کامل کرد و نظریه‌ نسبیت خاص را منتشر کرد و توضیح داد که نور چگونه بصورت ِ بسته‌های انرژی وجود دارد؛ ایده‌ای که در نهایت وی را برنده‌ جایزه نوبل کرد. او همچنین شاهکارهایی کمتر شناخته شده داشت، مثل توضیح پدیده‌ای به نام «حرکت براونی».

حرکت براونی که در سال ۱۸۲۰ توسط گیاه‌شناس “رابرت براون” توصیف شد یک نوع حرکت متلاطم برای ذرات قابل مشاهده است که در یک مایع معلق شده‌اند. این اثر یک توضیح چالشی دارد، اما در سال ۱۹۰۵، اینشتین با استفاده از آمار پاسخ داد. مولکول‌ها در یک مایع باید نوسانات کوچکی را تجربه کنند؛ در اثر این نوسانات، مولکول‌ها بطور تصادفی از رفتار اصلی‌شان منحرف می‌شوند. خوشه‌ای از مولکول‌ها در مایع در یک مسیر یکسان کنار هم حرکت می‌کنند و یک ذره‌ی بزرگتر و قابل مشاهده را در مایع به وجود می آورند تا به آرامی در کنار آنها حرکت کند. سپس گروه دیگری از مولکول‌ها در یک مسیر دیگر حرکت می‌کنند و یک مسیر زیگ‌زاگ را ایجاد می‌کنند.

دیدگاه اینشتین از نوسانات آماری مطالعۀ سیستم‌های پیچیده‌ای مثل آب‌وهوا را تشکیل داده است.

اینشتین حتی میانگین مسافت افقی که یک ذره می تواند درون مایع ظرف مدت زمان مشخصی حرکت کند را محاسبه کرد. فراتر از توضیح حرکت براونی، این توضیح یک طرح کلی را برای تأیید وجود مولکول‌ها ارائه داد. این همان کاری است که دانشمند فرانسوی “ژان باتیست پرن” در سال ۱۹۰۸ انجام داد و بر اساس برآورد اینشتین تحقیقاتی را انجام داد که بخاطر آن جایزه‌ نوبل دریافت کرد. اما علاوه بر تاباندن نور بر روی مولکول‌ها، تلاش‌های اینشتین نقش احتمال را در فیزیک پررنگ‌تر کرد. فیزیکدان “کورمک اوریفیرتاگ” می گوید: «این یک لحظه‌ تعیین کننده در فیزیولوژی علم است.»

اوریفیرتاگ، استاد موسسه فناوری واترفورد در ایرلند می گوید: «مفهوم نوسانات آماری اینشتین امروزه در تمام علوم کاربرد پیدا کرده است. این مفهوم بر درک ما از تمام سیستم‌های پیچیده سایه افکنده است، از مطالعه‌ غشاهای سلولی گرفته تا دیدگاه ما از تکامل، از تحلیل سیستم‌های آب‌وهوایی گرفته تا مطالعه‌ی بازار سهام.»

تلفن‌های همراه و سلول‌های خورشیدی

وقتی اینشتین جایزۀ نوبل ِ فیزیک را برنده شد، این جایزه بخاطر «خدماتی که وی برای فیزیک نظری و به ویژه کشف اثر فوتوالکتریک ارائه داد اعطا شد.» در این پدیده، وقتی نور با انرژی کافی به مواد خاصی تابیده شود، باعث انتشار الکترون‌ها می‌شود. دانشمندان سال‌ها دربارۀ اثر فتوالکتریکی اطلاعات داشتند اما همانطور که اخترفیزیکدان سابرینا استیروالت می گوید، نمی‌توانستند آن را تحت مفهوم سنتی نور به عنوان موج توضیح دهند.

پنل‌های خورشیدی غروب آفتاب و کوهستان‌ها را در جنوب کالیفرنیا نشان می‌دهند.

هرچند، این پدیده با در نظر گرفتن نور به عنوان جریانی از ذرات یا «کوآنتا» قابل توضیح بود. اینشتین این کار را در سال ۱۹۰۵ انجام داد و نشان داد که این کوانتاهای نور – که اکنون فوتون نامیده می‌شوند – می توانند انرژی کافی را به یک سطح فلزی منتقل کنند تا اثر فوتوالکتریکیِ مبهم را توضیح دهند. این اصل کلید سلول‌های خورشیدی است، اما برای دامنۀ به شدت گسترده‌ای از الکترونیک مدرن نیز اهمیت دارد.

همانطور که BBC News در سال ۲۰۰۵ برای صدمین سالگرد نسبیت خاص این نقطۀ عطف توضیح داد، «تشخیص فوتون توسط فوتون مبنای بسیاری از اختراعات الکترونیکی پیشرفتۀ قرن بیستم را تشکیل می دهد. این اثر کوانتومی بود که بدون آن، تلفن‌های خورشیدی یا حسگر دود یا هشدارهای سرقت یا درهای اتوماتیک سوپرمارکت‌ها یا آسانسورها را نداشتیم.»

لیزرها

در مقالۀ سال ۱۹۱۷، اینشتین با معرفی فرآیندی به نام انتشارِ شبیه‌سازی شده، راه را برای لیزرها باز کرد. او چند ماه قبل در نامه‌ای به یک دوست نوشت: «جرقه‌ای دربارۀ جذب و انتشار تابش به ذهنم خطور کرد.» وقتی در حالت «برانگیخته» باشد، بدین معناست که انرژی بیشتری نسبت به حالت مبنایش دارد و ممکن است به سطح انرژی پایین‌تری افت پیدا کرده و فوتون‌ها را در فرآیندی به نام انتشار آنی رها کند. به گفته اینشتین، این فرآیند توسط فوتون‌های ورودی شبیه‌سازی می شود و باعث می‌شود فوتون‌های منتشر شده در یک مسیر یکسان با نورِ ورودی حرکت کنند (نه یک مسیر تصادفی). در نتیجه، تابش ورودی را تقویت کرده تا یک پرتو متمرکز و باریک از نور منسجم را تولید کند.

لیزرها به انتشار شبیه‌سازی شده تکیه می کنند؛ فرآیندی که اینشتین در ابتدا آن را نظریه‌پردازی کرد.

چند دهه بعد، فرآیند انتشار شبیه‌سازی شدۀ اینشتین به دانشمندان دیگر فرصت داد تا اولین لیزر را توسعه دهند (نامی که به عنوان مترادفی برای «تقویت نور توسط انتشارِ شبیه‌سازی شدۀ تابش» انتخاب شد). ممکن است اینشتین لیزر را اختراع نکرده باشد، اما مبنای حیاتی برای این تکنولوژی را ارائه داد که اکنون به طرق متفاوتی کاربرد دارد، از علوم، پزشکی و مخابرات گرفته، تا الکترونیک مصرف کننده هستند.

خیال‌پردازی و اختلال

اسرار بسیاری از پیشرفت‌های علمی اینشتین در پس قدرت عجیب خیال‌پردازی او نهفته است. خیال‌پردازی او را در زمان کودکی در مدرسه به دردسر می انداخت، اگرچه او بعدأ در مدرسه روستایی سوئیس ثبت نام کرد و خیال‌پردازی را از دانش‌آموزان الهام گرفت. او در اینجا تلاش کرد تصور کند که می تواند با سرعتی حرکت کند که به پرتو نور برسد؛ این تصور در نهایت باعث شد اینشتین نظریه نسبیت خاص را ارائه دهد. نظریه نسبیت عام که یک دهه بعد مطرح شد نیز از بذر خیال‌پردازی دربارۀ سقوط آزاد انسان رشد کرده است.

به گفته فیلسوف استیون گیمبل در سال ۲۰۱۵، اینشتین در یک زمان محوری از علم زندگی می‌کرد و جدا از بسیاری از کشفیاتش، به مردم کمک کرد تا دوباره خیال‌پردازی کنند که یک «نابغه» چه شکلی است و چه رفتاری دارد. او نوع جدیدی از دانشمند مشهور بود و بی‌میلی او به پیروی از رسوم و عقاید در موهای به هم ریخته‌اش نمادین شده است.

اینشتین خیال‌پردازی خود را «آزمایشات افکار» نامید.

گیمبل گفت: «از طرف دیگر، اینشتین نمادی از نبوغ است، کسی که هوش ذاتی‌اش باعث شده بود از مردم دوری کند. اما او به دلیل موهایش به یک نماد تبدیل شد و گفت که افراد خاص می توانند از هر جایی ظهور پیدا کنند و شبیه هر کسی باشند. اینشتین با موهای وحشی‌اش نشان داد که رشد انسان ناشی از تبعیت از مقامات عالی نیست، بلکه از تفاوتش با دیگران ناشی می شود.»

شگفت‌انگیز

نه تنها اینشتین اعتقاد عموم مردم به قدرت استدلال و تعقل را بازگرداند، بلکه نشان داد که دانشمندان برجسته نباید گردن گلفت باشند، چه از لحاظ سبک زندگی و چه از لحاظ ذات و سرشت. اینشتین در یک مراسم شام در سال ۱۹۵۲ گفت: «تقویت فردیت یک نوع خیر عمومی است: زیرا یک فرد به تنهایی می‌تواند ایده‌های جدیدی را مطرح کند که جامعه به پیشرفت مداومِ آن نیاز دارد.»

البته میراث اینشتین از پیشرفت‌هایش در فیزیک گرفته شده و آرایش گسترده‌ای از تکنولوژی‌های مدرن را ایجاد کرده است. دلایل بیشتری نیز وجود دارد برای اینکه قدردان اینشتین باشیم که در اینجا مطرح نشده‌اند، اما یکی از بزرگترین هدایای او به جامعه الهام بخشیدن به ما برای استقبال از کنجکاوی بوده است. اینشتین در مقالۀ «دنیایی که من می‌بینم» در سال ۱۹۴۹ نوشت: «منصفانه‌ترین چیزی که تجربه می‌کنیم اسرارآمیزترین عواطف بنیادی است که در گهوارۀ هنر و علم حقیقی قرار گرفته است. کسی که دیگر کنجکاوی نمی‌کند و شگفت‌زده نمی شود به مثابه یک انسان مرده است.»

ترجمه: سحر  الله‌وردی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: mnn.com

کشف مولکول‌های آب در ماه

بیگ بنگ: مدارگرد شناسایی ماه ناسا(LRO) بتازگی «حرکت مولکول‌های آب» را در سمت نزدیک ماه کشف کرده – که می‌تواند سهم بزرگی برای مأموریت‌های انسانی آتی در ماه داشته باشد.

nasa lunar reconnoitering orbiter relocating H2O moon xبه گزارش بیگ بنگ، دانشمندان مولکول‌های آب را بر روی سطح ماه مشاهده کرده‌اند که در اثر حرارت سطح در چرخۀ روزِ ماه در حال حرکت هستند. محققان قبلأ فرض می‌کردند که منبع اصلی آب – یون‌های هیدروژن از باد خورشیدی – با حرکت زمین بین ماه و خورشید قطع خواهد شد. اما یافته‌های جدید هیچ کاهشی را وقتی زمین مانع از عبور باد به سمت ماه می شود، نشان نمی‌دهد. این امر حاکی از آن است که ماه نسبتأ به چیزی که قبلأ تصور می‌شد می‌تواند حاوی منبع پایدارتری از آب باشد.

موضوع داغ

این کشف در مجلۀ Geophysical Research Letters توسط محققانی از رصدخانه‌ فیزیک کاربردی جان هاپکینز و مرکز پرواز هوایی گودارد ناسا در مریلند منتشر شده است. این داده‌ها توسط کاوشگر شناسایی ماه و پروژۀ نقشه‌برداری لیمن آلفا(LAMP) جمع‎آوری شده‌اند، یعنی به کمک یک طیف‌نگار فرابنفش که برای نقشه‌برداری از انعکاس‌های طول موج فرانور بر روی سطح ماه ساخته شده است.

nasa lro moon H2O ice find lunar aspect spaceکرت رترفورد، محقق ارشد تجهیزات LAMP از موسسه تحقیقاتی جنوب غربی در سن آنتونیوی تگزاس گفت: «این یک نتیجه‌ی مهم و جدید دربارۀ آب قمری است که به موضوع داغی تبدیل شده و برنامه‌ فضایی کشور ما مجددأ بر اکتشاف ماه تمرکز کرده است. ما اخیرأ حالت مجموعه نور LAMP را تبدیل کردیم تا سیگنال‌های منعکس شده بر روی سمت روشن ماه را با دقت بیشتری اندازه‌گیری کنیم. با این کار می توانیم، مکان آب و میزانِ وجود آن را دقیقأ دنبال کنیم.»

شکل آب

یک مطالعۀ پیشگامانه‌ سال ۲۰۱۷ توسط دانشگاه براون نشان داد که ممکن است مقادیر زیادی آب درون صخره‌های ماه وجود داشته باشد. در آن زمان، این کشف یک جهش بزرگ از دیدگاه مشارکتی بود که نشان داد بیشتر آب بر روی ماه در نزدیکی قطب‌هایش قرار دارد. نتایج تحقیقات جدید نیز به نظر نشان می‌دهد که چرخۀ آب در ماه می‌تواند باعث شود در مأموریت‌های آتی به این قمر، آب بیشتر در دسترس ما قرار بگیرد – بنابراین هرچه آب بیشتری بر روی ماه وجود داشته باشد، زمان و منابع کمتری برای اکتشاف لازم است.

ترجمه: سحر الله‌وردی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: futurism.com

آرامگاه ابدی مریخ‌نورد “فرصت”

بیگ بنگ: در این نمای پانوراما مریخ‌نورد “فرصت” را در آرامگاه ابدی‌اش در سیاره سرخ می بینیم. این عکس موزاییکی رنگ کاذب از دره پرسورنس حدود ۳۶۰ درجه وسعت دارد.

PIA figPIA modestبرای ساخت این صحنه ۳۵۴ عکس ترکیب شده است و دوربین پانورامایی مریخ‌نورد از ۱۳ می تا ۱۰ ژوئن سال ۲۰۱۸ این عکس‌ها ِ را با سه فیلتر رنگی مختلف گرفته است. اگرچه چند فریم در پایین سمت چپ به رنگ سیاه و سفید باقی مانده‌اند. این تصاویر فقط با یک فیلتر درست قبل از شروع طوفان گرد و غبار ِ مریخ در ژوئن ۲۰۱۸ گرفته شدند و در نهایت مأموریت ۱۵ سالۀ این مریخ‌نورد به پایان رسید. درست در مرکز تصویر، رد ورود فرصت به درۀ پرسورنس در لبه غربی دهانۀ اندیور دیده می شود. رد چرخ‌های مریخ‌نورد از آنجا آغاز شده و در افق رو به سمت راست و نقطۀ آرامگاه خودرو در سیارۀ سرخ ادامه یافته است.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: apod