همه نوشته های علم نجوم

راز فضاپیمای مرموز آمریکا چیست؟

بیگ بنگ: فضاپیمای مرموز X-37B پس از ۷۱۸ روز پرواز در مدار زمین در حالی به زمین نشست که مقامات ارتشی اطلاعاتی درباره جزئیات عملیات این فضاپیما ارائه نداده‌اند. گمانه‌زنی‌ها در مورد ماهیت مأموریت این فضاپیما زیاد است.

روز ۷ می (۱۷ اردیبهشت) فضاپیمای X-37B متعلق به ارتش آمریکا در پایگاه فضایی کندی متعلق به ناسا در ایالت فلوریدا بر زمین نشست. این فضاپیمای آزمایشی بدون سرنشین در ماه مه سال ۲۰۱۵ از پایگاه نیروی هوایی کیپ کاناورال فلوریدا سوار بر موشک اطلس ۵ برای مأموریتی محرمانه به فضا پرتاب شد. این فضاپیما که یکی از دو شاتل موجود در ناوگان نیروی هوایی آمریکاست، بیش از ۷۰۰ روز در مدار زمین مشغول انجام آزمایش‌هایی محرمانه بود.

این چهارمین و طولانی‌‌ترین مأموریتی بوده که تاکنون در چارچوب پروژه مخفیانه نیروی هوایی آمریکا انجام شده است. مقامات آمریکایی هیچ اطلاعاتی در مورد جزئیات این مأموریت، فضاپیمای مورد استفاده و هزینه‌های صرف شده فاش نکرده‌اند. آنها تنها به ذکر این نکته بسنده کرده‌اند که این شاتل به منظور اهداف تحقیقاتی به کار گرفته می‌شود.

این فضاپیما در مأموریت پیشین خود نیز مجموعا ۶۷۴ روز را در فضا سپری کرد. نخستین مأموریت X-37B در ماه آوریل سال ۲۰۱۰ صورت گرفت و پس از هشت ماه با بازگشت به زمین پایان یافت، سپس در مارس ۲۰۱۱ به مدت ۱۵ ماه در فضا مستقر شد. در سومین مأموریت، X-37B در دسامبر ۲۰۱۲ بار دیگر به فضا پرتاب شد. تمام سه مأموریت پیشین این فضاپیمای مرموز از پایگاه نیروی هوایی وندن‌برگ در کالیفرنیا صورت گرفت.

نیروی هوایی آمریکا همواره از اظهارنظر در مورد مأموریت فضایی X-37B خودداری کرده است. برخی کارشناسان تسلیحات نظامی از این رو احتمال می‌دهند که این شاتل به عنوان وسیله‌ شناسایی برای تعمیر، حمل و نقل یا حتی ربودن ماهواره‌ها یا به عنوان بمب‌افکن‌ جنگی بدون سرنشین با قابلیت شلیک از فضا مورد استفاده قرار می‌گیرد. از یکی از مدیران نیروی هوایی آمریکا نقل شده که این فضاپیما در آینده برای حمایت از جنگنده‌های هوایی به کار گرفته خواهد شد. این سفینه فضایی در حقیقت نسخه کوچکی از شاتل ‌فضایی ناساست. وزن این فضاپیما حدود ۵ تن و درازای آن ۹ متر است. باتری‌های لیتیومی که در آن به کار رفته‌اند نیز از طریق انرژی خورشیدی تغذیه می‌شوند.

وزارت دفاع آمریکا این پروژه محرمانه را در سال ۲۰۰۴ از ناسا تحویل گرفت و هدایت آن اکنون توسط بخش Rapid Capabilities Office در نیروی هوایی آمریکا انجام می‌شود. وظیفه اصلی بخش یاد شده پژوهش، توسعه و پیاده‌سازی سیستم‌های تسلیحاتی است. گفته می‌شود نیروی هوایی آمریکا درصدد است اواخر سال جاری میلادی این شاتل را برای پنجمین بار عازم مأموریت فضایی کند. تاریخ دقیق شروع این مأموریت و پرتاب این شاتل هنوز اعلام نشده است.

به گفته نیروی هوایی آمریکا،‌ هدف اولیه از انجام این عملیات مطالعه روی فناوری فضاپیماهای قابل استفاده مجدد برای برنامه‌های فضایی آینده آمریکا و بررسی قابل بازگشت بودن این فضاپیماها به زمین بوده‌است. نیروی هوایی جزئیاتی بیش از این در اختیار رسانه‌ها قرار نداده‌است، اما شایعات بر این اساسند که ممکن است ارتش آمریکا درحال آزمایش سیستم رانشی EM Drive است، سیستم رانشی که ناسا آن را مورد مطالعه قرار داده و چین درحال آزمایش آن است. همچنین این احتمال وجود دارد که نیروی هوایی قصد دارد از این هواپیما به عنوان سلاحی در مدار زمین استفاده کند و یا آن را در عملیات تجسسی به کار ببندد.

با فرود فضاپیمای X-37B و اعلامیه ارتش آمریکا که گویا تأکید ویژه‌ای بر عبارت «اتمام مأموریت» داشت، گمانه‌زنی‌ها درباره این مأموریت در فضای رسانه‌ای بالا گرفت، اگرچه این چهارمین مأموریتی بود که این فضاپیما به اتمام می‌رساند، اما از آنجایی که ارتش و دولت آمریکا هیچ‌گاه به روشنی درباره این فضاپیما و مأموریت‎های آن سخن نگفته‌اند روز به روز ابهام و گمانه‌زنی حول‌وحوش آن بیشتر می‌شود.

انرژی برق مورد نیاز X-37B از صفحات خورشیدی گالیم-آرسنید تامین می شود. باتری های مورد استفاده در سیستم برق رسانی X-37B از نوع لیتیم-ین، ابعاد محفظه بار این فضاپیما ۱٫۲ در ۲٫۱ متر و سرعت گردش X-37B به دور زمین ۲۸۰۴۴ کیلومتر بر ساعت است. این فضاپیما را می‌توان طرحی کوچک‌تر از شاتل‌های فضایی آمریکا دانست که می‌توان بار‌ها از آن استفاده کرد، اما تفاوت عمده در این است که شاتل‌های فضایی بیش از دو هفته نمی‌توانند در فضا باشند، در حالی‌که این فضاپیما بی هیچ مشکلی می‌تواند یک مأموریت دو ساله در فضا را انجام دهد، چرا که می‌تواند از انرژی خورشیدی برای شارژ مجدد خود استفاده کند و همچنین نگرانی‌های مربوط به سلامت و جان فضانوردان دیگر در این فضاپیما مطرح نیست.
چهار مأموریت فضاپیمای X-37B که تاکنون انجام یافته و اطلاعات چندانی از آن‌ها به بیرون درز نشده به قرار زیر است: ماموریت نخست در سال ۲۰۱۰ میلادی آغاز شد و تنها ۲۲۴ روز ادامه داشت، با فاصله اندکی دومین مأموریت در سال ۲۰۱۱ آغاز شد و ۴۶۸ روز ادامه به طول انجامید، سومین مأموریت در سال ۲۰۱۲ آغاز شد و پس از ۶۷۴ روز نیز به اتمام رسید، و آخرین ماموریت این هواپیما نیز در ۲۰ می‌سال ۲۰۱۵ میلادی آغاز شد که پس از ۷۱۸ روز زمین‌گردی در ۲۰ ماه آوریل ۲۰۱۷ به زمین فرود آمد. ناوگان نیروی هوایی آمریکا هم‌اکنون دو فروند از فضاپیمای ایکس-۳۷-بی را در اختیار دارد؛ مقام‌های آمریکایی ادعا می‌کنند که از این فضاپیما‌ها برای اجرای یک سری آزمایش‌های نامشخص برای مدت بیش از ۷۰۰ روز در مدار زمین استفاده می‌شود.
واقعیت فضاپیمای مرموز آمریکا چیست؟

«استیون افترگود» کارشناس مسائل جاسوسی در «فدراسیون دانشمندان آمریکا» در گفتگو با «دیلی‌میل» ضمن بیان اینکه به احتمال خیلی زیاد آمریکا از این هواپیمای بدون‌سرنشین برای آزمایش فن‌آوری‌های استفاده می‌کند که قابلیت‌‎های جاسوسی آمریکا را افزایش خواهند داد تأکید می‌کند که دولت آمریکا اشتهایی سیرناپذیر برای به‌دست‌آوردن اطلاعات حساس دارد.
 نظریه جنگ فضایی: برخی گمان می‌کنند که این فضاپیما در واقع ماهواره مرگباری است که توانایی نابودی و ضربه‌زدن به ماهواره‌های دشمن را دارد. «استیون افترگود» مدعی است که این نظریه بیش از حد از واقعیت به دور است چرا که چنین فعالیت‎هایی نمی‌تواند مخفی انجام شود و با کوچکترین حرکت آشکار می‌شود.

سایت علمی بیگ بنگ / منابع بیشتر: iflscience.com

dailymail.co.uk , spaceflightnow.com , sciencealert.com

airspacemag.com , space.com , telegraph.co.uk

image_pdfimage_print

تابش امواج عظیم در خوشه کهکشانی برساوش

تابش امواج عظیم در خوشه کهکشانی برساوش

تیمی از دانشمندان بین‌المللی با ترکیب داده‌های «تلسکوپ فضایی پرتوی ایکس چاندرا» با تلسکوپ‌های رادیویی و شبیه‌سازی‌های کامپیوتری، موج گستر‌ده‌ای از گازهای داغ را در خوشه کهکشانی نزدیک ما، برساوش، کشف کردند. گستره این امواج با حدود دویست هزار سال نوری وسعت، دو برابر کهکشان راه شیری ماست.

محققان می‌گویند این امواج میلیاردها سال پیش شکل گرفته‌اند؛ زمانی‌که یک خوشه کهکشانی کوچک، از فاصله بسیار نزدیک به خوشه برساوش عبور و ذخایر عظیمِ گاز داغ آن را در فضایی بسیار بزرگ پراکنده کرد. خوشه کهکشانی برساوش با نام صورت فلکی میزبانش شناخته می‌شود.

یکی از پژوهشگران تیم تحقیقاتی که در این خصوص مقاله‌ای منتشر کرده‌ است، می‌گوید: «برساوش یکی از پرجرم‌ترین و در طیف پرتو ایکس یکی از درخشا‌ن‌ترین خوشه‌های نزدیک ماست. بنابراین تلسکوپ چاندرا از آن داده‌های بی‌نظیری را در اختیار ما قرار می دهد.» وی در ادامه افزود:«امواجی که ما شناسایی کرده‌ایم در ارتباط با گذر نزدیک خوشه‌ای کوچک‌تر است که نشان می‌دهد فرایند ترکیبی که این دو ابر ساختار را شکل داده هم‌چنان در جریان است.»

خوشه‌های کهکشانی بزرگ‌ترین ساختارهای گرانشی عالم امروزند. این خوشه کهکشانی ۱۱ میلیون سال نوری وسعت و حدود ۲۴۰ میلیون سال نوری از ما فاصله دارد. مثل همه‌ خوشه‌های کهکشانی،  بیشتر مواد قابل مشاهده خوشه کهکشانی برساوش از گازهایی با میلیو‌ن‌ها درجه شکل گرفته‌اند. بنابراینُ آن‌قدر داغند که تنها در طیف پرتوی ایکس می درخشند.

تلسکوپ چاندارا انواع ساختارهای درون این گازها را آشکار کرده است: از حباب بزرگ منبسط شونده که از سیاهچاله بسیار پرجرم کهکشان مرکزی این خوشه با نام ان جی سی ۱۲۷۵ (NGC 1275) سرچشمه می‌گیرد تا عارضه مرموز مقعری که به  نام بِی (bay) به معنی خلیج نامگذاری شده است. شکل مقعر نمی‌تواند از حباب ناشی از سیاه‌چاله‌ به‌ وجود آمده باشد. رصدهای رادیوتلسکوپی نشان داده است که بِی تابشی ایجاد نمی‌کند؛ این برخلاف انتظار دانشمندان از پدیده‌‌ای مرتبط با سیاهچاله‌ است. علاوه بر این مدل استاندارد گردش گازها، ساختارهایی به‌ وجود می آورد که در خلاف جهتی که باید، انحنا پیدا می‌کند.

یکی از پژوهشگران این مقاله می‌گوید: «ترکیب خوشه‌های کهکشانی آخرین مرحله از شکل گیری ساختارها در عالم است.»  او می‌افزاید:«شبیه‌سازی هیدرودینامیکی از از ترکیب خوشه‌ها به ما اجازه می‌دهد تا ایجاد ساختار در گازهای فوق العاده داغ را بازسازی و متغیرهای فیزیکی مانند میدان‌های مغناطیسی را میزان کنیم. آن‌گاه می‌توانیم تلاش کنیم مشخصه‌های دقیق ساختارهای مشاهده شده در پرتو ایکس را با آن تطبیق دهیم.»

 

کشف نقش جدید تالاموس توسط دانشمندان

بیگ بنگ: تالاموس قسمتی کوچک در مرکز مغز است که احتمالا پیام­ های ارسالی از گوش، چشم، دهان و پوست ما را دریافت کرده و به منظور پردازش آنها به دیگر قسمت­ های مغز می­ فرستد. اما پژوهشی جدید نشان می­ دهد که نقش این قسمت از مغز، تنها انتقال اطلاعات نبوده و در رفتارهای شناختی مثل تصمی م­گیری و تمرکز نیز نقش دارد.

به گزارش بیگ بنگ، اگر ما بتوانیم تمام قابلیت­ های تالاموس در انسان را متوجه بشویم، می­ توانیم در درمان اختلالات مغزی، از اسکیزوفرنی گرفته تا بیخوابی پیشرفت­ هایی صورت بدیم. محققان مرکز پزشکی دانشگاه نیویورک پس از آزمایشات خود بر روی موش ­ها و انجام شبیه­ سازی­ های کامپیوتری دریافتند که نه تنها تالاموس در مغز سیگنال­ ها را مخابره می­ کند، بلکه در همین حین ارتباطات نورونی را نیز تقویت می ­کند. تقویت­شدن ارتباطات نورونی به ما کمک می­ کند که در مواقع تصمیم­ گیری تمرکز خود را بیشتر بر روی چه چیزی معطوف کنیم؛ این بدین معنی است که تالاموس نقش بسیار مهم­تری در زندگی روزمره ما ایفا می­کند.

از محققان این پژوهش، مایکل هلاسا در این باره گفت: « مطالعات ما این نوید را می­ دهد که تالاموس میانی، در زمان بهره جستن مغز از خاطرات قبلی برای تصمیم­گیری درست،عامل ایجاد ارتباطات بین نورون ­ها می ­باشد.» تیم تحقیقاتی به منظور درک نحوه تعامل بر روی دو قسمت تالاموس یک موش، آزمایشاتی انجام دادند. این دو قسمت به شرح زیر است: قشر جلویی که مسئول بررسی خاطرات و تصمیم ­گیری می­باشد و تالاموس میانی که قسمتی بزرگ در داخل تالاموس می­ باشد. در این آزمایش، موش با فلاش نور و صدا، که بعد از آن پاداش(غذا) به همراه بود و بخاطر آوردن این تجربه، آزمایش می ­شد. محققان با تزریق پروتئین­ های حساس به نور به این دو قسمت تالاموس، سعی در تحریک مصنوعی آن داشتند.

محققان دریافتند که با افزایش فعالیت قسمت میانی تالاموس جانور، قدرت انتخاب درست بر اساس آموزش­ های قبلی بالاتر رفته بود. اشتباهات موش در زمان تشخیص محرک غذا به میزان ۲۵ درصد کاهش یافته بود. اما زمانی که فعالیت قشر جلویی بیشتر شده بود، توانایی موش در تشخیص محرک غذا به میزان قابل توجهی کاهش یافته بود. این بدین معنی است که ارتباطات نورون­ ها در زمان تصمیم­ گیری بصورت همزمان بسیار بالا رفته و تداخل نورونی ایجاد شده است که موش را در تصمیم­ گیری دچار مشکل کرده است.

مشاهدات این آزمایش نشان می­ دهد که با افزایش سطح فعایت تالاموس میانی، پستانداران می­ توانند که نورون مناسب را با توجه به موازه انتقال اطلاعات به موقعیت برای تصمیم ­گیری انتخاب کند که نقش تالاموس را از یک دروازه معمولی انتقال اطلاعات تا یک راهنما برای تصمیم ­گیری ارتقا می­ دهد. البته نتایج این تحقیقات فقط بر اساس آزمایشاتی بر روی موش به دست آمده است. پس تا زمانی که نتایج فوق در انسان نیز تکرار نشود، نمی­ توان با قطعیت در این مورد اظهار نظر کرد. اما اگر یافته ­های فوق در انسان نیز صدق کند، می­ تواند در نحوه درمان اختلالات در زمینه تمرکز، مانند بی­ خوابی و اسکیزوفرنی کمک کند.

برای مثال،ا گر برای مشکلات خواب و یا موارد خاص روانی،تشخیص کمبود تمرکز داده شود، امکان این وجود دارد که ما بتوانیم نحوه کارایی تالاموس را ارتقا داده و این اختلالات را کنترل و درمان کنیم. هلاسا اضافه کرد: « این کشف، نقش تالاموس در مشکلات شناختی را نشان می ­دهد که با بیماری­ های با منشا مشکلات ارتباط نورونی در قشر مذکور همراه است. نتایج ما این نظریه را پشتیبانی می­ کند که می­توان مفهوم شناخت را بصورت کلی با تنظیم فعالیت تالاموس ارتقا داد.» جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Nature منتشر شده است.

ترجمه: رضا کاظمی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com

image_pdfimage_print

نگاهی به خوشه ستاره ای M13

بیگ بنگ: در سال ۱۷۱۶، ستاره شناس انگلیسی ادموند هالی گفت: «این یک تکه ی کوچک است، اما وقتی آسمان آرام و ماه پنهان باشد، با چشم غیرمسلح قابل رویت است». البته M13 اکنون کم و بیش به عنوان یک خوشۀ عظیم کروی (یکی از درخشان ترین خوشه های ستاره ای کروی در آسمان شمال) به رسمیت شناخته شده است.

چشم اندازهای تلسکوپی صدها هزار ستاره در این خوشه ی دیدنی را نشان می دهند. در فاصلۀ ۲۵ هزار سال نوری از زمین، ستارگان این خوشه زیبا در منطقه ای به وسعت ۱۵۰ سال نوری جای دارند. هستۀ مرکزی این خوشۀ ستاره ای حاوی ۱۰۰ ستاره است که درون یک معکب به اندازۀ ۳ سال نوری جای می گیرند. برای مقایسه، نزدیکترین ستاره به خورشید در فاصله بیش از ۴ سال نوری قرار دارد. همراه با هستۀ متراکم خوشه، بخش خارجی M13 نیز در این عکس رنگی نشان داده می شود. ستارگان غول پیکر آبی و قرمز این خوشه به رنگ زرد و آبی قابل مشاهده است.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: apod

image_pdfimage_print

پرورش گربه شرودینگر برای پرسه زدن در دنیای کوانتوم

بیگ بنگ: فیزیکدانان نحوه پرورش گربه شرودینگر را پیدا کرده اند تا نسخه های بزرگتری را تولید کرده و محدودیت های دنیای کوانتومی را از پیش رو بردارند. اگر فیزیکدانان بتوانند گربه های بزرگتری پرورش دهند، آزمایش آنان می تواند نقطه دقیقی که در آن اشیا، میان فیزیک کلاسیک و کوانتومی جابجا می شوند را مشخص کنند.

به گزارش بیگ بنگ، الکساندر لوسکى، فیزیکدانى که رهبری تیمی از دانشگاه کالگرى و مرکز کوانتومی روسیه را بر عهده دارد، بیان کرد: یکی از پرسش های اساسی فیزیک، مرز بین دنیای فیزیک کلاسیک و کوانتومی می باشد. آیا پدیده کوانتومی می تواند تحت شرایط ایده آل در اشیای ماکروسکوپى مشاهده شود؟ نظریه ها در حال حاضر نمی تواند برای این پرسش، پاسخی ارائه کند، شاید اصلاً چنین مرزی وجود نداشته باشد. ما به ابزاری برای تایید آن نیاز داریم. گربه شرودینگر اصلی این حالت های آزمایشی را مد نظر دارد که اگر گربه زنده ای را در جعبه ای مقاوم در برابر انفجار به همراه یک بمب قرار دهید، تا زمانی که جعبه را باز نکرده باشید نمی توانید بگوئید که بمب منفجر شد یا خیر. همچنین از مرگ گربه نیز مطمئن نیستید. شاید بمب منفجر نشده و گربه هنوز زنده است.

از دیدگاه ما تا زمانیکه جعبه بسته است، گربه دو واقعیت را برای ما نمایان می سازد. هم زنده است و هم مُرده، زیرا امکان تایید احتمال مرگ یا زندگی آن برای ما وجود ندارد. اما باید یکی از این دو حالت اتفاق بیفتد. این فقط یک سؤال فرضی نیست؛ در فیزیک کوانتومی، بودن در دو حالت مختلف بصورت همزمان به “اصل بر هم نهی” معروف است که مبنای کلی محاسبات کوانتومی را تشکیل می دهد. این می تواند در نحوه پردازش داده ها در آینده انقلابی ایجاد کند.

چون این سناریوی فرضی در سال ۱۹۳۵ میلادی به پیشنهاد رسید، فیزیکدانان نحوه انجام آزمایش را با استفاده از فوتون های ریز موج پیدا کرده اند؛ یعنی تا زمانیکه شخصی پولاریزاسیون(قطبش) را اندازه نگرفته باشد، امکان پولاریزه کردن آن در دو جهت افقی و عمودی بصورت همزمان وجود دارد. فیزیکدانان از این روش برای ایجاد دو گربه شرودینگر بصورت همزمان در دو جعبه کوانتومی بهره برده اند؛ منظور از گربه، ذرات نور است نه گربه های واقعی. آنان سال گذشته توانستند برای نخستین بار از این پدیده در اتم ها فیلم بگیرند.

اما حالا لووسکى و تیمش از چگونگی ِ ایجاد گربه های بزرگتر با فراوانی بالاتر سر در آورده اند؛ کاری که در گذشته میسر نبود. در این آزمایش، بر هم نهی دو موج نوری هم فاز به انجام می رسد. طوریکه میادین امواج الکترومغناطیسی بصورت همزمان در دو جهت مخالف گردش می کنند. سپس آنان با گذراندن این امواج از درون جدا ساز پرتو به ایجاد گربه هایی با فراوانی بالا پرداختند. لووسکى این چنین توضیح داد: این کار به یک حالت در هم تنیدگی در دو کانال خروجی آن جدا ساز پرتو منجر می گردد. دستگاه آشکارساز ویژه ای در یکی از این کانال ها قرار داده شده است. دستگاه آشکارساز نتیجه خاصی را نشان می دهد: یک گربه در خروجی دوم متولد شده که انرژی آن دو برابر بیشتر از انرژی اولی است.

هنگامی که تیم به اندازه گیری نتایج پرداخت، به این نکته رسید که امکان تبدیل یک جفت گربه شرودینگر منفی به دامنه ۱٫۱۵ به یک گربه شرودینگر مثبت با دامنه ۱٫۸۵ وجود دارد. همچنین، می توان آزمایش را برای ایجاد چند هزار گربه بزرگتر تکرار کرد. دمید سیچف، دانشجوی فارغ التحصیل از مرکز کوانتومی روسیه و یکی از اعضای تیم گفت: تکرار راهکار از اهمیت بالایی برخوردار است. لذا با هم پوشانی گربه های جدید در دستگاه جداساز پرتو، زمینه برای ایجاد گربه ای با انرژی زیاد فراهم می شود. بنابراین، در نوردیدن مرزهای دنیای کوانتومی بصورت گام به گام مقدور است. کار سختی به نظر می آید، اما می تواند درک ما را نسبت به قوانین فیزیک حاکم بر جهان دستخوش تغییر قرار بدهد.

ما می دانیم که قوانین حوزهٔ کوانتومی باید به نحوی به حوزه کلاسیک مرتبط گردد؛ بنا به حوزه کوانتومی، نحوه عملکرد اتم ها در مقیاس های بسیار کوچک توضیح داده می شود. اما قوانین حاکم بر سیستم های بزرگتر مثل ستارگان، موشک ها و انسان ها در حوزه کلاسیک به بررسی می رسند. به نظر نمی رسد گرانش به همان شیوه که در دنیای ما عمل می کند، سیستم های کوانتومی را تحت تاثیر قرار بدهد؛ فیزیک کلاسیک نیز نمی تواند فعالیت اسرارآمیز در فاصله ای از در هم تنیدگی کوانتومی را توضیح دهد. اگر مرزی را که سیستم های کوانتومی در آن تحت قوانین فیزیک کلاسیک قرار دارند، مشخص کنیم می توانیم سرانجام از تفکیک میان این دو حوزه آگاهی یابیم. شاید گربه های شرودینگر ما را به این مقصد برسانند. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Nature Photonics منتشر شده است.

ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com

image_pdfimage_print

دنباله‌دار ۶۷P، اکسیژن خودش را تولید می‌کند

بیگ بنگ: یک استاد مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی کالیفرنیا با استفاده از تحقیقی آزمایشگاهی توضیحی برای اکسیژن دنباله‌دار ۶۷P یافته است.

این عکس مربوط به تبخیر یخ‌های دنباله‌دار ۶۷P(چوریوموف-گراسیمنکو) است که در ٢١ مارس ٢٠١۵ توسط فضاپیمای روزتا گرفته شده است.

به گزارش بیگ بنگ، در طی مدتی که تحقیقات بر روی دنباله‌دار ۶۷P در حال انجام بود، فضاپیما آژانس فضایی اروپا – روزتا – نشان داد که دنباله‌دارها اجرامی فعال و پویا با چشم‌اندازی متغیر و شیمی پیچیده هستند. یکی از کشفیات مهم روزتا که در سال ٢٠١۵ اعلام شد، تولید گاز اکسیژن مولکولی یا O2 بر روی دنباله‌دار بود. اکسیژن مولکولی که به لطف وجود فرآیندهای بیولوژیکی بر روی زمین به وفور یافت می‌شود، به‌دلیل بالا بودن سرعت تفکیک (تجزیه) توسط فرآیندهای شیمیایی، در کیهان بسیار نایاب است. درحالیکه اخترشناسان راجع به وجود مولکول O2 روی دنباله‌دار ۶۷P کاملا گیج شده بودند، یک استاد در مؤسسه فناوری کالیفرنیا به‌لطف تحقیقات در زمینه مهندسی شیمی، راه‌حل ساده ای برای توضیح وجود O2 در دنباله دار یافته است.

پروفسور کنستانتینوس جیاپیس و پژوهشگر فوق‌دکترا یانژی ژاوو به توضیح تولید O2 روی دنباله‌دار، براساس مکانیزم دیده شده در تحقیقات مهندسی شیمی پرداختند. در آزمایشگاه، جیاپیس و یاوو به بررسی نتایج برخوردهای بین ذرات باردار، یعنی یون‌ها، و سطوح مواد نیمه‌رسانا پرداختند. هدف آنها توسعه تراشه‌های کامپیوتری بهتر با زمان پاسخ سریعتر و افزایش ظرفیت حافظه برای محصولات الکترونیکی نسل بعد بود. اما برخوردهای از این نوع نیز می‌تواند برروی سطح دنباله‌دارهای نزدیک خورشید، که منبعی از O2 اندازه‌گیری شده روی دنباله‌دار ۶۷P است، اتفاق افتد. جیاپیس گفت: « پس از بررسی داده های دنباله‌دار، بخصوص در مورد انرژی‌های مولکول‌های آب برخورد کننده به دنباله‌دار، به‌یک‌باره نتایج آشکار شدند، آنچه من سالها در حال مطالعه آن بودم، در حال اتفاق افتادن بر سطح این دنباله‌دار بود.»

چگونه چنین واکنشی رخ می‌دهد؟ زمانیکه دنباله‌دار نزدیک خورشید می‌شود، دمای سطحش به‌دلیل تابش، افزایش می یابد. این باعث می‌شود که یخ‌های رو و نزدیک به سطح بخار شده، و مولکول هایی همچون بخار آب به بیرون پرتاب شوند. این مولکول‌ها به اشعه ماوراء بنفش خورشید که ترکیبی از ذرات پر انرژیست برخورد کرده و در این فرآیند الکترونهایی از دست داده و به یون‌های باردار تبدیل می‌شوند. این یون‌ها در جاهایی که به موادی همچون آهن اکسیده شده، ماسه و یخ که حاوی اکسیژن محدودی هستند، برخورد می‌کنند و توسط بادهای خورشیدی به دنباله‌دار بازگردانده می‌شوند. این برخورد سبب می‌شود که مولکول‌های یونیزه شده اتم‌های اضافی اکسیژن را با خود برداشته، و در نتیجه باعث شکل‌گیری اکسیژن مولکولی می شود.

پیش از این، تنها توضیح برای O2 یافت شده در جو دنباله‌دار، O2 اولیه محبوس به‌صورت یخ مربوط به زمان تشکیل منظومه شمسی، در حدود ۴٫۶ میلیارد سال پیش بود. این توضیح مشکل‌ساز بود، با این حال، اخترشناسان هنوز معتقدند که یخ‌ها و O2 باید در طول تاریخ این دنباله‌دار، با ذراتی شیمیایی واکنش نشان داده باشند. توضیح جیاپیس و یاوو تطابق بسیار بهتری با تصویر گرفته شده توسط روزتا دارد. به‌جای O2 اولیه غیرمحبوس، واکنش‌ها بین دنباله‌دار و تابش فزاینده خورشید، O2 جدیدی به وجود می‌آید. یاوو می‌گوید: «ما به لحاظ آزمایشگاهی نشان دادیم که تشکیل دینامیکی اکسیژن مولکولی برروی سطح موادی مشابه با آنچه در دنباله‌دار یافت می‌شود، امکان‌پذیر است.»

به این دلیل، زمانیکه جیاپیس می‌گوید: « همه شرایط لازم برای چنین واکنشی روی دنباله‌دار ۶۷P وجود دارد.» این یافته، پیامدهای دور از ذهنی نه تنها برای فهم شیمی اجزا متشکله دنباله‌دارها در منظومه شمسی‌مان دارد، بلکه می‌تواند دلیلی برای تولید و وجود O2 در سیارات فراخورشیدی باشد. اگر حیات، نیازی محتمل برای وجود O2 نباشد، بر جستجوی اخترشناسان برای یافتن سیارات قابل سکونت در آینده تأثیر خواهد گذاشت. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Nature منتشر شده است.

ترجمه: سوران زوراسنا/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: astronomy.com

image_pdfimage_print

نمایی زیبا از خرچنگ کیهانی

بیگ بنگ: سحابی خرچنگ که M1 نیز نامیده می شود، اولین مورد در فهرست معروف چارلز مسیه برای اجرامی است که دنباله دار نیستند. این خرچنگ کیهانی در واقع بقایای یک ابرنواختر است، که از انفجار مرگبارِ ستاره ای پرجرم تشکیل شده است.

این انفجار در سال ۱۰۵۴ میلادی از روی زمین قابل رویت بود. این عکسِ شجاعانۀ جدید نمایی از سحابی خرچنگ را از قرن بیست و یکم ارائه می دهد و داده های تصویری مربوط به طیف الکترومغناطیسی را بصورت طول موج های نور مرئی نشان می دهد. از فضا، داده های چاندرا (اشعه ی ایکس)، نیوتن-XMM (فرابنفش)، هابل (مرئی) و اسپیتزر (فروسرخ) به ترتیب به رنگ های بنفش، آبی، سبز و زرد نشان داده می شوند. از روی زمین، داده های طول موج رادیوییِ آرایه بسیار بزرگ به رنگ قرمز نمایش داده می شود. در ویدئوی زیر این سحابی را در طیف های مختلف مشاهده کنید:

یکی از عجیب ترین اجرام شناخته شده برای اخترشناسان، تپ اختر خرچنگ میباشد، یک ستاره نوترونی که ۳۰ بار در ثانیه به دور خودش می چرخد و نقطه ی درخشان در مرکز این عکس است. این بقایای فروپاشی شده در هستۀ ستاره، همانند یک دینام کیهانی نیروی ِ انتشاری این خرچنگ را در طول طیف الکترومغناطیسی تأمین می کند. سحابی خرچنگ تقریبأ ۱۲ سال نوری گستردگی دارد و در فاصلۀ ۶۵۰۰ سال نوری از ما در صورت فلکی برج ثور واقع شده است.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: apod

image_pdfimage_print

رصد امواج و گازهای بین کهکشانی در شبکه کیهانی

بیگ بنگ: تیمی از محققان با استفاده از اختروش های نادر به اولین اندازه گیری ها از امواج کوچک مقیاس در گاز هیدروژن اولیۀ کیهان دست زده اند.

تصویر کلی نشان دهندهٔ روش استفاده شده برای بررسی ساختار کوچک مقیاس شبکه کیهانی با نور حاصل از یک جفت اختروش نادر می باشد.

به گزارش بیگ بنگ، قسمت های دور افتادۀ فضای بین کهکشانی خالی ترین و بی ثمرترین مناطق شناخته شده به شمار می آیند. در این مناطق پهناور میان کهکشان ها، فقط یک اتم در هر متر مکعب وجود دارد؛ هاله ای نیمه جان از گاز هیدروژن که از بیگ بنگ بر جای مانده است. این ماده در بزرگترین مقیاس در قالب اجرامی وسیع از ساختارهای رشته ای موسوم به شبکه کیهانی قرار دارد. ساختارهای در هم تنیدهٔ این شبکه به مدت میلیاردها سال نوری گسترده اند و اکثر اتم های موجود در جهان را شامل می شوند.

اکنون تیمی از اخترشناسان از قبیل جوزف هناوى فیزیکدان دانشگاه سانتا باربارا با کمک جفت اختروش های نادر اقدام به نخستین اندازه گیری امواج کوچک مقیاس در گاز هیدروژن اولیه کرده اند. اگرچه مناطق شبکه کیهانی که این اخترشناسان مطالعه کرده اند در فاصلهٔ یازده میلیارد سال نوری با زمین قرار دارند، اما شرایط برای اندازه گیری تغییرات ساختار شبکه کیهانی در مقیاس هایی به میزان صد هزار برابر کوچکتر مُهیا بود.

گاز بین کهکشانی آنقدر ضعیف است که هیچ نوری از خود ساطع نمی کند. اخترشناسان آن را بصورت غیر مستقیم با مشاهده نحوه جذب نور ناشی از منابع دور دست مثل اختروش ها مورد مطالعه قرار می دهند. اختروش ها فاز کوتاه و پر نوری از چرخه زندگی کهکشان را تشکیل می دهند و انرژی آن در اثر موادی که درون اَبر سیاهچاله های مرکزی کهکشان ها به دام می افتد، تامین می شوند. اختروش ها که به مانند فانوس های دریایی عمل می کنند، نوعی فانوس های روشن، تابناک و دور به حساب می آیند که به اخترشناسان اجازه می دهند تا به مطالعه اتم های بین کهکشانی واقع در بین مناطق اختروش ها و زمین بپردازند. اما چون این ساختار های پر نور فقط در قسمت کوتاهی از چرخه زندگی کهکشان دوام می آورند، خیلی نادر بوده و صدها میلیون سال نوری میان آنها فاصله می اندازد.

اخترشناسان به منظور بررسی شبکه کیهانی در مقیاس های بسیار کوچک از انطباق کیهانی تصادفی بهره می گیرند. آنان به شناسایی جفت اختروش های نادر پرداخته و اختلافات جزئی در جذب اتم های بین کهکشانی را اندازه گرفتند. هناوى، استادیار دپارتمان فیزیک UCSB گفت: جفت اختروش ها شبیه سوزن هایی در یک انبارکاه هستند. ما برای پیدا کردن آنها به بررسی تصاویری از میلیاردها اجرام آسمانی پرداختیم که میلیون ها برابر کم نورتر از آنچه که چشم غیر مسلح می تواند تشخیص بدهد، هستند. هناوى اولین کسی بود که از الگوریتم های مخصوص یادگیری ماشینی برای موقعیت یابی کارآمد جفت اختروش ها در میان حجم وسیعی از داده ها استفاده کرد. جفت اختروش ها به محض شناسایی با بزرگترین تلسکوپ های جهان مشاهده و بررسی شدند. تلکسوپ های ده متری کک در رصدخانه W.M. Keck در هاوایی برای این کار استفاده شدند.

آلبرتو روراى، دانشجوی دکتری سابق هناوى که بعنوان محقق فوق دکتری در دانشگاه کمبریج فعالیت می کند، گفت: ابزارهای آماری و ریاضی برای سنجش اختلافات جزئی اندازه گیری شده در این نوع داده های جدید یکی از بزرگترین چالش های پیش روی ما بود. اخترشناسان اندازه گیری های خود را با مدل های ابر رایانه ای مقایسه کردند؛ مدل هایی که شکل گیری ساختارهای کیهانی را از زمان بیگ بنگ تا به امروز شبیه سازی می کنند.

محققان بر این باورند که ماده موجود در جهان در میلیاردها سال پیش دستخوش گذار از فازهای مختلف قرار گرفتند که دمای آن را بطرز چشمگیری تغییر داد. برای مثال، یونیزاسیون مجدد کیهانی زمانی اتفاق افتاد که نور فرابنفش تمامی ستارگان و جفت اختروش های موجود در جهان به قدری سخت و قوی شد که در فضای بین کهکشانی از الکترون های درون اتم خلاص شد. زمان و چگونگی وقوع یونیزاسیون یکی از بزرگترین پرسش ها در حوزه کیهان شناسی است. این اندازه گیری ها میتواند سرنخ های موثری برای روایت این فصل از تاریخ کیهانی فراهم آورد. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Science منتشر شده است.

ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencedaily.com

image_pdfimage_print

یک خبر بد: هوش مصنوعی بیش از حد نژادپرست است

بیگ بنگ: ماه گذشته مایکروسافت چت باتی به نام Tay را در توییتر منتشر کرد که قرار بود از محاوره های تازه بیاموزد و اجتماعی شود، اما بیش از ۲۴ ساعت طول نکشید که این ربات به یک نژادپرست تمام عیار تبدیل شد و مطالبی در حمایت از نئونازی ها منتشر کرد، این نتیجه تعاملی بود که این ربات با کاربران توئیتر داشت.

به گزارش بیگ بنگ، متاسفانه تحقیقات جدید نشان می دهد که برخلاف آنچه که قبلا تصور میشد زبان نژادپرستانه ربات صرفا نتیجه ترول های توئیتر نیست. در واقع طبق نظر دانشمندان وقتی به هوش مصنوعی زبان انسان را می آموزیم به طور خودکار تعصبات مربوط به همان زبان نیز به آموخته های آن اضافه می شود. محققان با تحلیل گسترده ی یک سیستم یادگیری ماشینی به نام GloVe کشف کردند که تعصبات و کلیشه های انسانی به طور فراگیر به خزانه رفتاری هوش مصنوعی وارد می شود.

«آیلین سلیشکن» متخصص علوم کامپیوتر از دانشگاه پرینستون در این باره اظهار داشت: «شگفت انگیزترین نمونه ای که ما در این زمینه با آن برخورد کردیم، این بود که حتی دستگاه های هوش مصنوعی که قرار بود صرفا بر پایه مطالب به اصطلاح بی طرفی همچون ویکی پدیا و یا مقالات خبری بیاموزد نیز تعصبات مشترک انسان را بازتاب می دهد.»

تعصبات درون ساخت

ماشین GloVe از ابزاری برای تشخیص ارتباطات زبانی در متون استفاده می کند، که این متون را غالبا مجموعه ی استانداردی از مفاهیم موجود در سطح وب جهانی تشکیل می دهد. روانشناسان مدت هاست می دانند که مغز انسان با کمک ارتباط میان کلمات معانی را به وجود می آورد. مثلا انسان ها معمولا مفهومی مانند «گل نرگس» را در کنار مفاهیم خوشایندی مانند «زیبایی» قرار می دهند و در عوض مفهوم «درد» در کنار مفاهیم نامطلوب قرار می گیرد. ابزاری به نام «آزمون ارتباط مفهومی» (IAT) اینمجموعه آزمون تستی ایناینای روش مفهوم سازی را مورد تحلیل قرار می دهد.

از این ابزار برای آشکارسازی ارتباطات ناخودآگاه مردم در گروه های اجتماعی نیز استفاده می شود. به طور مثال با کمک همین ابزار کشف شده است که مردم معمولا به طور خودکار مفاهیمی همچون سلاح را به سیاه پوستان و اشیاء بی ضرر را به سفید پوستان نسبت می دهند. درباره تحلیل نتایج این تحقیقات بحث های بسیاری میان محققان وجود دارد. آیا مردم برای محافظت از تعصبات ناخودآگاه خود به ساختن چنین ارتباطات مفهومی مبادرت می ورزند؟ و یا اینکه از نظر آماری احتمال بیشتری می دهند که مفاهیمی که بار منفی بیشتری دارند با اقلیت های قومی در ارتباط باشد؟

کلیشه های دیجیتال

سلیشکن و همکارانش نوعی آزمون ارتباط مفهومی به نام WEAT را طراحی کرده اند که قادر است ارتباطات بین کلمات در برنامه GloVe را همانند مغز انسان مورد سنجش قرار دهد. به ازای هر ارتباط و کلیشه ای که آزمون می شود WEAT  نتایج را در ابزار ارتباط مفهومی خود مورد بازبینی قرار می دهد. ابزارهای بازتولید ماشین یادگیری، ارتباطاتی مانند ارتباط میان گل ها، آلات موسیقی و کلمات مطلوب و در مقابل آنها ارتباط حشرات و سلاح با کلمات نامطلوب را ثبت می کند. نگران کننده ترین این ارتباطات، این بود که نام های اروپایی-آمریکایی خوشایندتر از نام  های آفریقایی-آمریکایی قرار گرفته بودند. همچنین نام مرد با کلمات کار و نام زن با کلمات خانواده همراه شده بود. مردان بیشتر با ریاضی و علوم و زنان با هنر در ارتباط بودند. نام های مرتبط به افراد مسن ناخوشایند تر از نام های مرتبط با جوانان بوده است.

محققان همچنین دریافتند دقت بالایی میان اطلاعات بازنمایی شده از ابزار یادگیری ماشینی و حقایق موجود در جهان وجود دارد. مقایسه برنامۀ GloVe نشان داد که همبستگی ۹۰ درصدی میان داده های این ابزار با اطلاعات منتشر شده از سوی دفتر آمار ایالات متحده درباره اشتغال زنان وجود دارد. به گفته سلیشکن: «به عبارت دیگر برنامه هایی که زبان انسان را فرا می گیرند همزمان بازنمایی دقیقی از واقعیات و فرهنگ جهان را نمایش می دهند.»

البته ممکن است که فراگیری این فرهنگ با کلیشه ها و تعصبات نادرست همراه شود. گاهی هوش مصنوعی در درک بخش منفی فرهنگ انسانی دچار نوعی سوء تفاهم می گردد، به عنوان مثال در داستان مارتین لوتر کینگ جونیور که در جریان اعتراضات به تبعیض نژادی در سال ۱۹۶۳ دستگیر شد، برای انسان های معمولی مارتین لوتر سمبل آزادی خواهی و مبارزه با نژادپرستی در نظر گرفته می شود، در حالی که برای کامپیوتر او در دسته ی «سیاه=زندان» قرار می گیرد. سلیکشن اظهار داشت، حفظ دقت عملکرد ابزارهای هوش مصنوعی در حالی که همزمان بتوانند عدالت و برابری را درک کنند چالش بزرگی است. او گفت: «از نظر ما از بین بردن تعصبات و کلیشه های موجود لزوما به حل این مشکلات کمک نمی کنند زیرا با این کار احتمالا دیگر بازنمای دقیقی از جهان نخواهیم داشت.»

ابزار هوش مصنوعی بدون تعصبات

سورل فریدلر، یکی از دانشمندان کامپیوتر در کالج هاورفورد که در این تحقیق مشارکت نداشت در این باره گفت: «این مطالعه جدید که در بخش آنلاین مجله Science منتشر شده، اگرچه تعجب آور نیست اما بسیار مهم است.» فریدلر گفت:«در هر ابزار هوش مصنوعی که از برنامه GloVe استفاده می کند به احتمال زیاد تعصبات به دایره مفهومی آن نفوذ می کند.»

فریدلر در زمینه تحقیقات جدیدی به نام «انصاف، مسئولیت و شفافیت در یادگیری ماشین» مشارکت دارد. او می گوید هیچ راه آسانی برای حل این مشکلات وجود ندارد. در برخی موارد برنامه نویسان می توانند  به سیستم بگویند که کلیشه خاصی را نادیده بگیرد، اما زنجیره عظیمی از نکات ظریفی وجود دارد که هر کدام می تواند ماشین را در ورطه ی کلیشه ها و تعصبات قرار دهد که به دقت کنترل کردن همه آنها می تواند جنون آمیز باشد. در انسانها نگرش ضمنی با نگرش صریحی که در شبکه های اجتماعی از خود نشان می دهند ارتباط بسیاری ندارند. سلیشکن در این باره می گوید: «در یک موقعیت مغرضانه ما معمولا می دانیم که چطور تصمیم گیری کنیم، اما متاسفانه ابزارهای ماشینی قادر به انجام دادن چنین کاری نیستند.»

ترجمه: امین میرزایی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: Livescience.com

image_pdfimage_print

روایت ناسا از روند برخورد ۲ کهکشان

به گزارش بیگ بنگ به نقل از ایسنا، سیاهچاله کلان جرم بزرگترین نوع سیاهچاله در کهکشان‌هاست که گمان می‌رود در مرکز تقریباً همه کهکشان‌ها از جمله کهکشان راه شیری نیز یافت شود و دارای جرمی معادل صدها هزار تا چندین میلیارد برابر جرم خورشید هستند. این سیاهچاله‌ها پر جرم‌ترین نوع سیاهچاله‌ها هستند و گرانش بسیار زیادی دارند که در جهان بی نظیر است.

مشاهدات تلسکوپ “نوستار”(NuStar) ناسا نشان می‌دهد این پدیده در اثر ترکیب گرانش دو کهکشان که سرعت دورانی آنها را کند می‌کند و سبب کشیده شدن اجرام دو کهکشان به داخل سیاهچاله‌ها می‌شود، به وجود می‌آید. پس از کاهش اثرات برخورد دو کهکشان مجددا اجرام مختلف از جمله ستاره‌ها، سیارات و دیگر اجرام شروع به گردش در اطراف سیاهچاله‌ها می‌کنند. کلودیو ریچی مسئول انجام این مطالعه گفت: « این داده‌ها به ما کمک می‌کند تا بتوانیم به اطلاعات بیشتری درباره رابطه یک سیاهچاله و کهشکان میزبان آن برسیم.» جزئیات بیشتر این پژوهش در “یادداشت های ماهانه انجمن نجوم سلطنتی” منتشر شده است.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: NASA