همه نوشته های علم نجوم

ابزاری برای اندازه‌گیری سرعت ماده تاریک

بیگ بنگ: شبیه‌سازی‌های عددی نشان می‌دهد که با اندازه‌گیری سرعت ستاره‌های قدیمی‌تر کهکشان راه شیری، می‌توانیم سرعت ماده تاریک در کهکشان خودمان را بیابیم.

شکل ۱. (سمت چپ) توزیع همه ستارگان در شبیه‌سازی راه شیری توسط هرزوگ آربیتمن و همکاران. مرکز کهکشان در مرکز تصویر قرار دارد. رنگ در تصویر نشان‌دهنده تراکم ستارگان است، از پرتراکم (زرد) تا تراکم پایین (آبی). (وسط- راست) توزیع ستاره‌های پیرتر (وسط) و ماده تاریک (راست) در همان شبیه‌سازی از کهکشان خودی و در همان دستگاه مختصات. در تصویر سمت چپ می‌بینیم که تراکم ستاره‌های پیر در مرکز کهکشان بیشتر است. توزیع ماده تاریک کرویت رو گسترده‌تر از توزیع همه ستارگان است.

به گزارش بیگ بنگ به نقل از انجمن فیزیک ایران، بیشتر ماده موجود در راه شیری و دیگر کهکشان‌ها ماده نامرئی است. اخترشناسان از حدود یک قرن پیش با بررسی اثر گرانشی ماده تاریک بر ستاره‌های مرئی و گاز درون‌کهکشانی، به وجود ماده تاریک پی‌برده بودند. امروزه به‌طور مرتب، تلسکوپ‌های قوی نقشه‌هایی از جای قرارگرفتن ماده تاریک تهیه می‌کنند. اما این که ماده تاریک با چه سرعتی حرکت می‌کند، به‌خوبی مشخص نیست (این کمیت بر تفسیر آزمایش‌های آشکارسازی ماده تاریک تاثیر دارد). اخترفیزیک‌دان‌ها برای رسیدن به این هدف،‌سرعت مشخصه ماده تاریک را بااستفاده‌از ایده‌های نظری ساده تخمین می‌زنند. “جونا هرزوگ آربیتمن” از دانشگاه پرینستون، نیوجرسی، و همکارانش پژوهش جدیدی را برای پاسخ به این سوال از دیدگاهی جدید انجام داده‌اند. محققان بااستفاده‌از شبیه‌سازی‌های عددی، ستاره‌های پیر کهکشان خودی را که سرعت مشخصه برابری با ماده تاریک دارند، شناسایی کردند؛ به‌ این‌ ترتیب پنجره جدیدی به‌ سوی سمت مبهم کهکشان خودی گشودند.

با این‌که شواهد محکمی بر وجود ماده تاریک داریم، ذرات تشکیل‌دهنده این شکل از ماده هنوز به‌طور مستقیم آشکارسازی نشده‌ است. ذرات سنگین با برهم‌کنش ضعیف (WIMP)، ذرات پیش‌بینی‌شده نظری هستند که جرمی ده‌ها تا صدها برابر پروتون دارند و قدیمی‌ترین ذره کاندید ماده تاریک هستند. آزمایش‌های آشکارسازی مستقیم زیادی در سراسر جهان به‌دنبال یافتن پراکندگی نادر ذرات ماده تاریک WIMP گونه از هسته اتم در آشکارسازهای زمینی، در حال جمع‌آوری اطلاعات هستند. با این که تاکنون این پژوهش‌ها به جایی نرسیده، آزمایش‌های جدید قیدهای قابل‌توجهی برای شدت برهم‌کنش‌های WIMP- هسته مشخص کرده است.

تعداد رخدادهای پراکندگی بین یک ذره ماده تاریک و هسته‌ها به شدت برهم‌کنش و سطح مقطع پراکندگی (که با نظریه میکروفیزیکی ماده تاریک مشخص می‌شود) بستگی دارد. اما این تعداد به ویژگی‌های بزرگ‌مقیاس ماده تاریک، مثل چگالی و سرعت مشخصه آن در منظومه شمسی نیز بستگی دارد. رصدها نشان داده است که چگالی ماده تاریک محلی، که بااستفاده از حرکت ستارگان نزدیک خورشید به‌دست آمده، تقریبا برابر ۰٫۰۱ جرم خورشید در هر پارسک‌مکعب است. این مقدار معادل حدود یک ذره ماده تاریک در یک فنجان قهوه است. با‌ این‌حال اندازه‌گیری توزیع سرعت ماده تاریک محلی مشکل است. درنهایت این توزیع بازتابی از چگونگی تشکیل کهکشان از ماده تاریک است. در آزمایش‌های آشکارسازی مستقیم فرض می‌شود که توزیع سرعت ماده تاریک، از توزیع ماکسول-بولتزمان پیروی می‌کند، مانند توزیع حرکت مولکول‌های هوا در اتاق، اما این فقط یک حدس است.

با این‌همه اخترفیزیک‌دان‌ها می‌توانند بااستفاده از شبیه‌سازی عددی شکل‌گیری راه‌شیری، توزیع سرعت ماده تاریک محلی را تخمین بزنند. این شبیه‌سازی بااستفاده‌از حجم ماده تاریک و ماده مرئی که در مقیاسی بسیار بزرگ‌تر از اندازه راه‌شیری گسترده شده است، شروع می‌شود. در این حجم‌های بزرگ‌تر، اجرامی که جرم و ساختار مشابه کهکشان ما دارند، شناسایی می‌شوند. پس‌از‌آن شبیه‌سازی روی این اجرام مشابه راه‌شیری تمرکز می‌کند و آنها را با وضوح فضایی بالاتری نسبت به حجم اولیه، بازشبیه‌سازی می‌کند. با بررسی رفتار ذرات ماده تاریک نزدیک خورشید و با تمرکز بر شبیه‌سازی‌هایی که فقط دربردارنده ماده تاریک هستند، مشاهده شده است که توزیع سرعت ماده تاریک محلی با توزیع ماکسول-بولتزمان فرق دارد، تعداد ذرات با حرکت سریع آن، کمتر و ذرات کند آن، بیشتر است. با این‌حال، شبیه‌سازی‌های دربردارنده فیزیک ستاره‌ها و گازها نشان می‌دهد توزیع سرعت ماده تاریک احتمالا به مدل توزیع ماکسول-بولتزمان نزدیک‌تر است. حل این مسئله، اهمیت بیشتری در آزمایش‌های آشکارسازی مستقیم دارد، زیرا این ذرات، سریع‌ترین ذراتی هستند که آشکارسازی آنها راحت است.

اما ماهیت توزیع سرعت از چه الگویی پیروی می‌کند؟ در اینجا کار هرزوگ آربیتمن و همکارانش مطرح می‌شود. نویسندگان مقاله از بزرگ‌نمایی شبیه‌سازی راه‌شیری بهره برده‌اند(شکل ۱)، که در فیزیک گرانشی ماده تاریک و ماده مرئی هر دو،‌ استفاده می‌شود و در برخی جنبه‌های برهم‌کنش‌های الکترومغناطیسی بین ستاره‌ها و گاز نیز دیده می‌شود. درست مثل کهکشان خودی واقعی، ستاره‌هایی که در این شبیه‌سازی ساخته شده‌اند، به دو نوع تقسیم‌بندی می‌شوند: ستاره‌های پیرتر با عناصر سنگین کمتر از خورشید و ستاره‌های جوان‌تر با عناصر سنگین بیشتر از خورشید (توجه داریم که منظور اخترشناسان از عناصر سنگین، عناصر بسیار سنگین‌تر از هلیم است).گروه، با استفاده از شبیه‌سازی‌ها، توزیع سرعت انواع مختلف ستاره‌ها را مانند توزیع سرعت ماده تاریک، محاسبه کرد. آنها به روند جالبی رسیدند: توزیع سرعت ذرات ماده تاریک تقریبا نزدیک به توزیع سرعت ستاره‌های پیر کهکشان است. به‌این‌ترتیب با اندازه‌گیری سرعت ستاره‌های پیر، با استفاده از داده‌های تحقیقات نجومی،‌ می‌توان سرعت ذرات ماده تاریک را اندازه‌گیری کرد. تشخیص این که سرعت ماده تاریک و ستارگان پیر یکسان است احتمالا به این حقیقت که هردوی آنها از دوره‌های اولیه تشکیل کهکشان بوده‌اند و دوره‌های تعادلی یکسانی داشته‌اند، مربوط است.

نتایج کار هرزوگ آربیتمن و همکارانش، نشان‌دهنده یک گام مهم به‌ سمت پیداکردن ارتباط بین سرعت ذرات در بخش تاریک کهکشان خودی و سرعت ستاره‌ها در بخش مرئی آن است. گروه، آزمایش‌های آشکارسازی مستقیم، با روشی برای تخمین تجربی توزیع سرعت ماده تاریک طراحی کرد که در تفسیر داده‌ها اهمیت دارد. اما دراین‌مورد هنوز کارهای زیادی باقی مانده است. در مورد شبیه‌سازی‌ها، انجام جزئیات فیزیکی بیشتر برهم‌کنش‌های الکترومغناطیسی بین ستاره‌ها و گاز اهمیت دارد، زیرا بر توزیع سرعت ستاره‌ها و گاز و درنتیجه سرعت ماده تاریک تاثیر دارد. علاوه‌براین، تجزیه‌وتحلیل کهکشان‌های شبیه‌سازی‌شده بیشتر برای کسب توزیع‌های سرعت، از لحاظ آماری اهمیت دارد. از دیدگاه رصدی، اندازه‌گیری‌های دقیق توزیع سرعت پیرترین ستاره‌ها با استفاده‌‌از داده‌های بدست‌ آمده از سری دوم نتایج پژوهش گایا، جالب‌توجه خواهد بود. پژوهش‌هایی مانند کار هرزوگ آربیتمن و همکارانش، بااستفاده از داده‌های جدید و شبیه‌سازی‌های پیشرفته، که با ویژگی‌های بزرگ‌مقیاس ماده تاریک و آزمایش‌های آشکارسازی مستقیم ارتباط دارد، در راه ما برای شناخت ماهیت ماده تاریک اهمیت فزاینده‌ای دارد. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Physical Review Letters منتشر شده است.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: physics.aps.org

جستجوی ذرات جدید در شتاب دهنده

بیگ بنگ: فیزیکدانان ذرات در ایتالیا و ایالات متحده، روش جدیدی را برای تجزیه و تحلیل داده‌های برخورد دهنده هادرونی بزرگ(LHC)، ارائه نموده‌اند که ممکن است به کشف ذرات جدید در آینده کمک نماید. برخورد دهنده، که در نزدیکی ژنو سوئیس واقع شده بزرگترین و قدرتمندترین شتاب دهنده ذرات جهان است. این دستگاه با پرتاب پروتون‌هایی که دارای سرعتی نزدیک به سرعت نور هستند باعث تولید ذرات جدید می‌شود که یکی از معروف‌ترین ذرات تولید شده با این روش، بوزون هیگز است. 

به گزارش بیگ بنگ، معادله مشهور اینشتین، E=mc2، بیان می‌دارد که جرم و انرژی دو سوی یک سکه هستند. به دلیل وجود چنین همبستگی بین جرم و انرژی، شتاب دهنده تنها می‌تواند ذراتی را تولید کند که سبک‌تر از میزان انرژی پمپاژ شده توسط این دستگاه به سوی پروتون‌هایی باشد که در حال برخورد با یکدیگر هستند. هنگامی که شتاب دهنده، بوزون هیگز مشهور را تولید نمود، در ۳٫۵ ترا الکترون ولت یا TeV برای هر پرتو مشغول به کار بود.

این بدان معناست که هر پروتون در درون تونل ِ ۲۷ کیلومتری برخورد دهنده آنقدر شتاب گرفته تا اینکه توانسته ۱۷ هزار برابر انرژی متوسط ​​آزاد شده توسط یک اتم اورانیوم در طی انفجار هسته‌ای را حمل نماید. در مقایسه، بوزون هیگز دارای حجم نسبتا کمتر ۱۲۵ گیگا الکترون ولت است که بسیار کوچکتر از آن چیزی است که شتاب دهنده از لحاظ تئوریک قادر به تولید آن می‌باشد. با این حال، شتاب دهنده مجبور بود دو سال کامل یک ریز کار کند تا دانشمندان داده‌های کافی مورد نظر خود را جمع آوری کنند و بتوانند با اطمینان بگویند که بالاخره ذره بوزون هیگز را کشف نموده‌اند؛ چرا که اگر کسی سعی داشته باشد جایزه نوبل را بدست آورد، باید مطمئن شود که تصاویر، مبتنی بر داده‌های واقعی هستند و نه اصطلاحات آماری.

در حقیقت، شتاب دهنده می‌تواند هر چیزی را که به انرژی کمتری از انرژی آن نیاز داشته باشد تولید نماید اما مشکل این است که سرعتی که شتاب دهنده در آن این ذرات را تولید می کند، بسیار اندک است. وقتی دو پرتو پروتون که هر کدام ده میلیارد قدرت دارند – ۱۰ هزار بار در یک ثانیه از یکدیگر عبور می‌کنند، احتمال رخ دادن برخوردی واقعی بین این دو پروتون نسبتا محال است و حتی ممکن است در هر چند صد میلیون بار، یک بار رخ دهد. از میان میلیون‌ها و تریلیون‌ها برخورد، یکی از آنها می‌تواند ذره‌ای به سنگینی “بوزون هیگز” را تولید کند که ممکن است تنها پس از یک میلیارد بار برخورد اتفاق بیافتد.

اگر دانشمندان برای تأیید ردیابی بوزون هیگز به پروسه‌ای ۲ ساله نیاز داشتند، پس مطمئنا زمان بیشتری برای ردیابی ذرات سنگین‌تر باید صرف شود. لذا یکی از راه حل‌های پیشنهادی، ارتقا شتاب دهنده بود، که این کار در بین سال‌های ۲۰۱۳ تا ۲۰۱۵ انجام شد. شتاب دهنده اکنون در ۶٫۵ ترا الکترون ولت برای هر پرتو مشغول به کار است. اما رویکرد مکملی نیز برای ارائه راه حل جایگزینی به منظور تجزیه و تحلیل داده‌های موجود وجود دارد. کشف بوزون هیگز یک تحول عظیم در داده‌های شتاب دهنده به شمار می آید و اما مطالعه جدید نشان می‌دهد که با استفاده از اثر دقیق‌تری به نام مداخلات کوانتومی، می‌توان ذرات بیشتری را شناسایی کرد.

لذا، می‌توان گفت که این روش دیگری است که توسط آن ذره می‌تواند خود را نمایان سازد، حتی اگر ردیابی آن برای شتاب دهنده بسیار سنگین باشد. البته ما قطعا به دنبال یک تحول عظیم دراماتیک نیستیم، بلکه این تنها یک تغییر کوچک در شکل ِ داده‌ها خواهد بود. رودرمن و همکارانش بجای اینکه به طور مستقیم ذرات جدید را جستجو کنند، تصور می‌کنند دانشمندان می‌توانند نشانه‌های ذرات جدید را با جست و جوی اثراتی کشف کنند که آنها بر توزیع ذرات توده پایین‌تر، تولید شده توسط شتاب دهنده خواهند داشت. ریزوی تصور می‌کند که این روش جدید از پتانسیل لازم برای کشف ذراتی با جرم‌های تقریبی بین ۱ تا ۵ ترا الکترون ولت برخوردار می‌باشد.

ریزوی در این خصوص گفت: ذرات سبک‌تر از ۱ ترا الکترون ولت می‌توانند به طور مستقیم شناسایی شوند و ذرات سنگین‌تر از ۵ ترا الکترون ولت می‌توانند از طریق پدیده‌ای که به عنوان “اختلالات کوانتومی” نامیده می‌شود و با استفاده از چندین مدل موجود، بطور غیرمستقیم شناسایی گردند. سوالی که پیش می آید این است که پس از کشف بوزون هیگز توسط شتاب دهنده، نام مستعاری که توسط بسیاری از فیزیکدانان مورد انتقاد قرار گرفته، چه چیز دیگری باید کشف شود؟ رودمن می‌گوید:« واقعا ایده‌های زیادی برای انواع ذرات جدیدی که می‌توانند وجود داشته باشند مطرح شده است. به عنوان مثال، ذرات جدید ممکن است به توضیح ماده تاریک کمک کنند. اما در حقیقت، این تنها یک بازی اکتشافی است و هنوز هیچ چیز ِ قطعی وجود ندارد.»

ترجمه: سهیلا دوست پژوه/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: insidescience.org

کهکشان‌راه‌شیری با سرعتی بیشتر از صوت در حال رشد است

بیگ بنگ: محققان دریافتند که کهکشان راه شیری با سرعت بسیار قابل توجهی در حال رشد است. دانشمندان در مقاله جدید خود به این نکته دست یافتند که کهکشان میزبان منظومه شمسی، یعنی راه شیری، همچنان به رشد خود ادامه می دهد.

نمایی از کهکشان NGC 4565

به گزارش بیگ بنگ، محققان برای اثبات این فرضیه باید ابتدا به سایر کهکشان های مشابه نگاه می کردند. به گفته دانشمندان، در حال حاضر راه شیری قطری معادل صد هزار سال نوری دارد. این کهکشان از صدها میلیارد ستاره و مقادیر عظیمی از گاز و گرد و غبار تشکیل یافته است. محققان دریافتند که چون منظومه شمسی در یکی از بازوهای راه شیری واقع شده است، مشاهده این کهکشانِ در حال رشد می تواند چالش برانگیز باشد. آنها می خواستند چگونگی تاثیر شکل‌گیری ستاره‌ها در لبه دیسک راه شیری بر ابعاد کهکشان را ببینند. به جای مشاهده راه شیری، آنها کهکشان مارپیچی مجاور را مورد بررسی و مشاهده قرار دادند. محققان به کهکشان NGC 4565 رسیدند که قطری معادل صد هزار سال نوری دارد و در فاصله ۳۰ تا ۵۰ میلیون سال نوری از زمین واقع شده است.

دانشمندان از تلسکوپ‌های زمینی و فضایی برای بررسی لبه‌های کهکشان ِ NGC 4565 استفاده کردند. از جمله تلسکوپ‌های مورد استفاده می توان به نقشه‌برداری آسمانی دیجیتال اسلون(SDSS)، کاوشگر تکامل کهکشان‌ها(Galex) و تلسکوپ فضایی اسپیتزر اشاره کرد. این تلسکوپ‌ها داده‌‎های فروسرخ و فرابنفش را در اختیار محققان قرار دادند. این داده‌ها به محققان اجازه داد تا رنگ‌ها و حرکات ستارگان مورد نظر را ببینند. محققان مشاهده کردند که نور برآمده از لبه کهکشان‌های مارپیچی از ستاره‌های آبی جوان نشات می گیرد. آنها حرکت عمودی ستارگان را دنبال کردند تا ببینند ستارگان با چه سرعتی از نقطه‌ای که به وجود آمده‌اند، حرکت می کنند. سپس در مورد سرعت رشد کهکشان استنباط نمایند. محققان تعیین کردند که کهکشان‌های مشابه راه شیری با سرعت تقریبا ۵۵۰ یارد در ثانیه در حال رشد هستند. با این سرعت می توان در عرض سه ساعت از نیویورک به لندن سفر کرد.

محققی به نام «کریستینا مارتینز لومبیا» از موسسه اخترفیزیک در اسپانیا گفت: «برای مشاهده تغییر، سفر در زمان ضروری خواهد بود. کهکشان‌ها با سرعت تقریبا ۱۷۷۰ کیومتر بر ساعت، رشد می کنند که ۱٫۴ برابر سرعت صوت در زمین است.» به گفته دانشمندان، این رشد در کهکشان راه شیری می تواند در اثر برخورد با کهکشان مارپیچی دیگری به نام آندرومدا دچار وقفه شود. البته پس از ادغام دو کهکشان، می توان انتظار داشت که کهکشان بزرگتری به وجود آید.

ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: techtimes.com

شکوه سحابی حلقه

بیگ بنگ: به استثناء حلقه‌های زحل، سحابی حلقه(M57) احتمالا معروف‌ترین حلقه آسمانی است. اگرچه ظاهر کلاسیک آن بخاطر زاویه دید خودمان است.

نقشه‌برداری اخیر ساختار سه بعدی این سحابی ِ در حال انبساط که تا حدی بر اساس تصویر واضح ِ تلسکوپ فضایی هابل است، نشان می دهد که این سحابی شبیه یک حلقۀ دونات شکل نسبتا متراکم در وسط ابری از گازهای درخشان است. در این نمونه از سحابی سیاره‌نما، مادۀ در حال درخشش ناشی از سیارات نیست. بلکه این پوشش گازی در واقع لایه‌های خارجی ناشی از یک ستارۀ خورشید مانند در حال مرگ را نشان می دهد که اکنون به اندازه یک نور کم‌سو در مرکز این سحابی به چشم می خورد. در عوض، نور فرابنفش ستارۀ مرکزی داغ، اتم‌ها را در گاز یونیزه می کند. سحابی حلقه حدود ۱ سال نوری وسعت و ۲۰۰۰ سال نوری با زمین فاصله دارد.

سایت علمی بیگ بنگ/ منبع: apod

سیاره سرخ میزبان مریخ‌نشین جدیدی خواهد شد

سیاره سرخ میزبان مریخ‌نشین جدیدی خواهد شد

به‌زودی، مریخ میزبان مریخ‌نشین اینسایت (InSight، به معنی بینش) خواهد بود. این مریخ‌نشین قرار است با موشک اطلس ۵ زمین را به مقصد دشت الیسیوم در نیمکرۀ شمالی سیارۀ سرخ ترک کند. این پرتاب قرار است ساعت ۱۵ و ۳۵ دقیقه (به وقت ایران) در روز ۱۵ اردیبهشت و برخلاف معمول از ساحل غربی ایالات متحده صورت گیرد. در صورت رخ دادن هرگونه پیشامد پیش‌بینی نشده، تا دو ساعت برنامۀ زمانی مناسب برای پرتاب همچنان باز خواهد بود.

اطلس ۵ می‌تواند تا ۳/۸ میلیون نیوتون نیروی پیشران ایجاد کند و رهسپار لایه‌های بالایی جو شود. این موشک برای ۱۷ ثانیه به صورت عمودی بالا خواهد رفت و پس از آن، مسیر خود را به سمت قطب جنوب کج خواهد کرد. مریخ‌نشین اینسایت قرار است عمق مریخ را برای فهم چگونگی شکل‌گیری سیاره‌های سنگی، مانند زمین، بررسی کند. دستگاه‌هایی مثل لرزه‌نگار مریخ­ و دستگاه پایشِ جریانِ گرمای زیر سطح در مریخ‌نشین اینسایت تعبیه شده‌اند.

کشف دومین میدان مغناطیسی در اطراف زمین

به گزارش بیگ بنگ به نقل از ایسنا، سه ماهواره‌ای که زمین را بررسی می‌کنند، جزئیاتی در مورد یک میدان مغناطیسی نشان داده‌اند که با جزر و مد اقیانوس به وجود آمده است. چهار سال جمع‌آوری داده “آژانش فضایی اروپا” (ESA) در ماموریت فضاپیمای” سوآرم” (Swarm)، به تصویربرداری از یک میدان مغناطیسی دیگر منجر شده است که می‌تواند در ساخت مدل‌های بهتری از گرمای جهانی، موثر باشد.

سفینه سوآرم که در سال ۲۰۱۳ به فضا پرتاب شد، سه ماهواره یکسان را در بر دارد که در حال حاضر، در فاصله بین ۳۰۰ و ۵۳۰ کیلومتر از زمین در حال گردش هستند و ویژگی‌های مغناطیسی سیاره زمین را جمع‌آوری می‌کنند. “نیلز اولسن” (Nils Olsen)، فیزیکدان “دانشگاه صنعتی دانمارک” (DTU)، در نشست امسال ” اتحادیه علوم زمین اروپا ” (European Geosciences Union) در شهر وین اتریش، نتایج شگفت‌آوری را در مورد جزئیات کار گروهش ارائه داد.

“اولسن” گفت: آنچه ما مشاهده کردیم، یک میدان مغناطیسی واقعا کوچک است. ارتباط ماهواره‌ای آن، در حدود ۲٫۵ – ۲ نانوتسلا و تقریبا ۲۰ هزار برابر ضعیف‌تر از میدان مغناطیسی جهانی سیاره زمین است. هر دو میدان مغناطیسی، در سطح بنیادی، نتیجه یک اثر دینامیک هستند که توسط ذرات بارور شناور در یک مایع تولید می‌شوند.

در واقع، آژانس فضایی اروپا در این نشست، دقیق‌ترین نقشه را از این اثر مغناطیسی ارائه داد: یون‌های حل‌شده در آب اقیانوس‌ها، با حرکت در جریان‌ها و جزر و مد، میدان بسیار ضعیفی تولید می‌کنند. جداسازی این الگوهای ضعیف مانند ” گلف استریم” (Gulf Stream) – یک جریان اقیانوسی گرم و قوی که در اقیانوس اطلس جریان دارد – از پس زمینه خشن میدان مغناطیسی قوی‌تر، دشوار است؛ اما خیزش و جریان جزر و مد، هنگام حرکت آنها با ماه در حال گردش، پالس مشخصی تولید می‌کند که موجب برجستگی این سیگنال‌های ضعیف می‌شود.

“اولسن” افزود: ما از سفینه سوآرم، برای سنجش سیگنال‌های مغناطیسی جزر و مد از سطح اقیانوس تا بستر دریا استفاده کردیم. این سنجش، به ما یک تصویر جهانی از چگونگی جریان اقیانوس در همه اعماق ارائه داد که تصویر جدیدی به شمار می‌رود.

از آنجا که آب، قابلیت نگهداری میزان قابل توجهی از گرما را دارد، پیش‌بینی توانایی سیاره ما برای محبوس شدن در گرمای تولیدشده در اثر بالا رفتن گازهای گلخانه‌ای، به درک چگونگی حرکت جزر و مد در سه بعد بستگی دارد. شاید دانستن این که آب‌های گرم در کجا عمیق و کم‌عمق می‌شوند، در توضیح چرخه‌های تسریع گرمای جهانی، موثر باشد.

به گفته “اولسن”، این سیگنال‌های مغناطیسی، به واکنش ضعیف‌تر در بستر دریا منجر می‌شوند. این نتایج، برای یادگیری بیشتر درباره ویژگی‌های الکتریکی سنگ‌کره زمین و گوشته بالایی آن می‌انجامند. یافتن الگوهای میان این دو میدان مغناطیسی، امکان تصویربرداری بهتر از مواد معدنی مذاب را برای دانشمندان فراهم می‌کند. نتایج بررسی‌های این گروه پژوهشی، در نشست اتحادیه علوم زمین اروپا در سال ۲۰۱۸ ارائه شد.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: sciencealert.com

آخرین پیام‌های استیون هاوکینگ برای بشر

بیگ بنگ: پیش‌بینی‌های استیون هاوکینگ که تا آخرین لحظه در علم اعلام بازنشستگی نکرد، همواره در صفحه اول روزنامه‌ها چاپ می شد. حالا این سوال در پیش روی ماست که کدام یک از هشدارهای او محتوای فکری عمیقی داشت و کدام یک صرفا نگرانی‌های یک دانشمند مشهور بود. اما چه با آن پیش‌بینی‌ها موافق باشید یا خیر، این پنج هشدار در زیر به آنها پرداخته شده برای چندین سال مورد بحث و بررسی قرار خواهد گرفت.

۱-انسان یا در مسیر فاجعه یا ستاره‌ها قرار دارد

واژه‌های زیادی برای توصیف استیون هاوکینگ وجود دارد. اما به سختی میتوان صفت «خوش بینی» را به او نسبت داد. هاوکینگ در سال ۲۰۱۶ گفته بود: «ما با چندین تهدید روبرو هستیم: جنگ هسته‌ای، گرمایش جهانی و ویروس‌های دستکاری شده ژنتیکی. اگرچه احتمالا بروز یک فاجعه در سیاره زمین در سال ‌ای آینده می تواند بسیار پایین باشد، اما این احتمال با گذشت سالیان افزایش می یابد و در هزار یا ده هزار سال بعد به واقعیت خواهد پیوست.»

به باور هاوکینگ، سرنوشت انسان برای تبدیل شدن به گونه‌های مسافر فضایی است. البته به شرطی که در قرن آینده خودمان را به نابودی نکشانیم. او افزود: «اما احداث سکونتگاه‌های دائمی در فضا تا ۱۰۰ سال آینده برای انسان مقدور نخواهد بود. ما باید در این بازه زمانی مراقب و هوشیار باشیم.»

۲-باید برخیزیم و قدری بیشتر حرکت کنیم

هاوکینگ با مطالعه چیزهایی با جرم عظیم یعنی «سیاهچاله‌ها»، اثر جاودانه‌ای بر علم گذاشت. اینکه چنین گام ِ بزرگی او را شایستۀ تبدیل به سخنگویی بر علیه چاقی کرده است یا خیر، همچنان جای بحث دارد. اما او در سال ۲۰۱۶ طی یک سخنرانی به بررسی مسئله جدی افزایش چربی دور کمر پرداخت. آقای هاوکینگ در تبلیغ ویدئویی شرکت سوئدی «GEN-REP» گفت: «امروزه افراد بسیار زیادی در اثر عوارض ناشی از چاقی و اضافه وزن جان خود را از دست می دهند. ما غذای زیادی مصرف می کنیم اما میزان تحرک خیلی پایینی داریم.» بر طبق این تبلیغ، باید کمتر بخوریم و هر روز حداقل نیم ساعت تحرک فیزیکی داشته باشیم.

۳-هوش مصنوعی جای همۀ ما را خواهد گرفت

زمان سیطرۀ انسان بر کره زمین بزودی تمام خواهد شد. بدتر از همه اینکه، شاید از نقطه بدون بازگشت عبور کرده باشیم. هاوکینگ سال ۲۰۱۷ در مصاحبه‌ای با مجله «Wired» هشدار داد: «دیگر نقطۀ بازگشتی وجود ندارد. ترس من این است که هوش مصنوعی بر جایگاه انسان تکیه خواهد زد.» بهترین راهکار این است که استفاده از هوش مصنوعی در مقاصد نظامی را ممنوع اعلام کرده و توجه‌مان را به اینکه چگونه مشاغل‌مان را تصاحب می کند، معطوف کنیم. آیا این بدان معناست که اگر هدفمان حرکت به سوی ستارگان باشد، باید این کار را بدون کمک از هوش مصنوعی انجام دهیم؟ بحث در این مورد هنوز ادامه دارد.

۴-احتمالا موجودات فضایی تمایلی به دوستی با ما ندارند

همچنان که بر روی مسائل زیست محیطی کار می کنیم، هوش مصنوعی را به طور جدی هوشمند نمی کنیم و در حال پای گذاشتن بر مریخ هستیم، باید زیاد سر و صدا نکنیم. هاوکینگ متقاعد شده بود که موجودات فضایی وجود دارند. هاوکینگ در فیلمی تحت عنوان «جاهای مورد علاقه هاوکینگ» در سال ۲۰۱۶ گفت: «من روز به روز به این مسئله اطمینان بیشتری پیدا می کنم که انسان در کیهان تنها نیست.»

اگرچه او اشتیاق زیادی برای کمک به ما در یافتن موجودات فضایی داشت، اما زیاد مطمئن نبود که آیا باید به این زودی به طور گرم با آنها دست بدهیم یا خیر. هر گونه‌ای که با آن روبرو شویم، به احتمال زیاد فناوری بسیار پیشرفته‌ای خواهد داشت. هاوکینگ هشدار داد: «اگر این چنین باشد، آنها قدرت مافوق تصوری خواهند داشت و ما را موجودات بی‌ارزشی قلمداد خواهند کرد.»

۵-با این سرعتی که ما می رویم، کارشناسان منقرض خواهند شد

خب، باشه! او هرگز از واژه «انقراض» استفاده نکرد. اما می دانیم که منظورش همین بود. او در یک سخنرانی در مارس ۲۰۱۷ مدعی شد: «ما شاهد یک شورش جهانی علیه کارشناسان هستیم.» در حالیکه خبرهای کذب به خبرهای بزرگی در رسانه‌ها تبدیل می شوند، هاوکینگ ما را تشوبق به گوش دادن به حرف کسانی کرد که زمان ِ خود را صرف مطالعۀ مسائل علمی می کنند. هاوکینگ به حضار گفت که راه حل‌های مربوط به چالش‌های زیست محیطی و تهدید بالقوه هوش مصنوعی تنها با علم و فناوری به دست خواهند آمد.

ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com

ناسا آماده مطالعۀ قلب مریخ

بیگ بنگ: ناسا در صدد انجام ماموریتی برای مطالعه بخش‌های درونی سیاره مریخ است. آژانس فضایی ناسا در آزمایشگاه پیشرانش جت خود واقع در پاسادنای کالیفرنیا یک کنفرانس خبری برگزار کرد و جزئیات عملیات بعدی‌اش را به سیاره سرخ اعلام کرد. فرودگر “اینسایت”(InSight) که قرار است تا ۵ مِی ۲۰۱۸ پرتاب شود، نخستین برنامه ناسا برای کاوش درونی مریخ برشمرده می شود.

به گزارش بیگ بنگ، از زمان پرتاب آپولو، این اولین عملیات ناسا با هدف کارگذاری یک زلزله‌نگار در سیاره‌ای دیگر است. «بروس بانرت» سرپرست ارشد آزمایشگاه پیشرانش جت، این عملیات را کاری از سر عشق توصیف می کند. بانرت ۲۵ سال برای تحقق این عملیات تلاش کرده است. بانرت بیان کرد: “اینسایت” نوعی ماشین زمان علمی است که اطلاعاتی را درباره اولین مراحل شکل گیری مریخ در ۴٫۵ میلیارد سال قبل فراهم خواهد آورد. این عملیات به ما در درک چگونگی شکل‌گیری اجرام سنگی از قبیل زمین، قمر آن و حتی سیاره‌های موجود در سایر منظومه‌های شمسی کمک خواهد کرد.»

اینسایت” از دستگاه‌های حساسی برای گردآوری داده بهره می برد. این دستگاه‌ها به فرودگر ثابتی نیاز دارند که باید در زیر و روی سطح مریخ قرار داشته شوند. مریخ به نوعی یک سیاره فراخورشیدی در نزدیکی ماست که چگونگی ترکیب گاز، گرد و غبار و گرما و آرایش آن عوامل در یک سیاره برای ما مشهود است. بررسی بخش‌های عمیق مریخ این امکان را به دانشمندان خواهد داد تا تفاوت‌های پوسته، گوشته و هسته آن با زمین را درک نمایند. ناسا تنها آژانس فضایی علاقمند به این عملیات نیست. آژانس‌های اروپایی زیادی ابزارها و دستگاه‌های زیادی را برای ماموریت  “اینسایت” تقدیم کرده‌اند. مرکز فضایی ملی فرانسه یک تیم چند ملیتی دارد که یک زلزله نگار فوق حساس برای تشخیص زلزله‌های مریخ ساخته است. مرکز هوافضای آلمان یک کاوشگر گرمایی ساخته است که می تواند خود را در پنج متری زیر زمین دفن کرده و گرمای جریان یافته از درون سیاره را مورد اندازه‌گیری قرار بدهد.

«تام هافمن» مدیر پروژه در آزمایشگاه پیشرانش جت گفت: « “اینسایت” واقعا یک عملیات فضایی بین المللی است. شرکای ما دستگاه‌های توانمند زیادی را در اختیارمان گذاشته‌اند که زمینه را برای گردآوری اطلاعات ارزشمند مهیا می سازد.» “اینسایت” هم اکنون در پایگاه نیروی هوایی واندنبرگ در کالیفرنیا قرار دارد و آمادگی نهایی قبل از پرتاب بر روی آن انجام می شود. این کاوشگر آزمایش اسپین را با موفقیت پشت سر گذاشت. طی این آزمایش، کل فضاپیما با سرعت زیادی چرخانده می شود تا مرکز گرانش آن به تایید برسد. این امر در زمان ورود و فرود در مریخ اهمیت بالایی دارد. فضاپیما ماه آینده در موشک سوار شده و اتصال آن دو به هم بررسی خواهد شد. بانرت افزود: «ماه آینده خیلی هیجان‌انگیز خواهد بود. یک سری کار نهایی داریم که باید انجام دهیم، اما تقریبا آماده رفتن به مریخ هستیم.»

زلزله‌های مریخی

آیا در مریخ زلزله اتفاق می افتد؟ این رویداد طبیعی چه چیزی می تواند به ما بیاموزد؟  کاوشگر “اینسایت” که خلاصه شده عبارت «کاوش درونی با استفاده از بررسی زلزله‌ها» است، زلزله‌های مریخ را به منظور کسب اطلاعاتی در خصوص هسته، پوسته و گوشته مریخ مطالعه خواهد کرد. انجام این کار می تواند به سوال بزرگی پاسخ بدهد: سیاره‌ها چگونه متولد می شوند؟

تصویری هنری از ساختار درونی مریخ. فوقانی‌ترین لایه پوسته و تحتانی‌ترین لایه گوشته نام دارد؛ قسمت‌های بقیه در هسته درونی قرار دارد.

علم زلزله‌شناسی یافته‌های زیادی در زمین بدست آورده است، اما محققان در صدد افشای حقایقی درباره زلزله‌های مریخ هستند. «بروس بانرت» سرپرست ارشد این ماموریت بیان کرد: «این گوی سنگی در زمان شکل‌گیری به یک سیاره متفاوت و خارق‌العاده تغییر شکل داد؛ مثل تبدیل کرم ابریشم به پروانه. ما می خواهیم با علم زلزله‌شناسی بفهمیم چرا مریخ به این صورت به وجود آمده و سیاره‌ها در کل چگونه به اشکال مختلف در می آیند.»

وقتی سنگ‌ها تَرک برداشته یا جابجا می شوند، یک سری امواج لرزه‌ای تولید می کنند که در سرتاسر سیاره جاری می شوند. این امواج یا لرزه‌ها بسته به ماده داخلی سیاره که روی آن حرکت می کنند، می توانند سرعت‌های متفاوتی داشته باشند. دستگاه‌های زلزله‌نگاری با اندازه‌گیری اندازه، فراوانی و سرعت این لرزه‌ها اطلاعاتی دربارۀ موادی که لرزه‌ها از روی شان عبور می کنند، به دانشمندان می دهند. مثل دوربین عکاسی، دستگاه زلزله‌نگاری هم از بخش های درونی یک سیاره عکس می گیرد. این کار را می توان به عنوان تهیه سی تی اسکن سیاره تعبیر کرد.

در مریخ، مواد معدنی و سنگ‌های سبکتر از بخش درونی سیاره بیرون آمدند تا پوسته مریخ را پدید آورند، در حالیکه مواد معدنی و سنگ‌های سنگین‌تر در ایجاد هسته و گوشته مریخ نقش داشته‌اند. دانشمندان با بررسی لایه‌بندی این مواد می توانند توضیح دهند که چرا برخی سیاره‌های سنگی به زمین تبدیل می شوند، نَه به مریخ یا زحل. این عامل می تواند نقش بسیار مهمی در پی بردن به مکان‌های پیدایش حیات در جهان داشته باشد. هر زمان زلزله‌ای در مریخ روی می دهد، سطح‌نشین “اینسایت” یک عکس فوری از بخش درونی سیاره می گیرد. بر اساس برآورد تیم “اینسایت“، این کاوشگر در طول عملیات خود چند صد زلزله را ثبت خواهد کرد. شهاب سنگ‌های کوچکی که از اتمسفر نازک مریخ عبور می کنند، در نقش عکس‌های لرزه‌ای ظاهر خواهند شد. بانرت افزود: «عکس در ابتدا قدری نامعلوم خواهد بود؛ اما هر چه زلزله‌های بیشتری ببینیم، وضوح عکس افزایش می یابد.»

بررسی کامل مریخ با استفاده از تنها یک موقعیت مکانی، از جمله چالش‌های پیش روست. در اکثر لرزه‌نگاری‌های روی زمین، ایستگاه‌های مختلف به اندازه‌گیری زلزله می پردازند. کاوشگر “اینسایت” اولین و تنهاترین دستگاه لرزه‌نگاری سیاره را خواهد داشت. بانرت گفت: «ما باید خیلی هوشیار باشیم. ما می توانیم اندازه‌گیری کنیم که چگونه زلزله‌های مختلف به دفعات مختلف در ایستگاه ثبت می شوند.» عملیات آپولو چهار دستگاه لرزه‌نگار را به ماه حمل کرد. فرودگرهای وایکینگ در اواخر دهه ۱۹۷۰ تلاش کردند تا در مریخ به بررسی لرزه‌نگاری بپردازند، اما آن دستگاه ها در بالای فرودگرها قرار داشتند که در زمان باد نوسان پیدا می کردند. کاوشگر “اینسایت” کاری بیش از لرزه‌نگاری انجام خواهد داد. اثر دوپلر ناشی از یک سیگنال رادیویی در فرودگر می تواند مشخص کند که آیا هسته سیاره سرخ هنوز مذاب است یا خیر. حسگرهای باد، دما و فشار این اجازه را به دانشمندان خواهند داد تا نویزهای ارتعاشی ناشی از وضعیت آب و هوا را کاهش دهند. این داده‌ها در مجموع، کامل‌ترین تصویر از مریخ را به ما خواهند داد.

ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منابع: NASA , NASA

در جست‌وجوی حیات فرازمینی

در جست‌وجوی حیات فرازمینی

ماهوارۀ تس (TESS سرواژۀ Transiting Exoplanet Survey Satellite) امروز دوشنبه ۲۷ فروردین/ ۱۶ آوریل همراه با موشک فالکون ۹ شرکت اسپیس ایکس، به فضا پرتاب می‌شود. تس با هدف کشف سیاره‌های فراخورشیدی، که امکان میزبانی حیات را دارند، ساخته شده است. این ماهواره چون ابعاد بسیار کوچکی دارد، با پهنای ۱.۵متر، قادر به گردآوری جزئیات بسیاری از سیاره‌ها نیست و فقط شناساگر محسوب می‌شود تا راه را برای بررسی بیشتر تلسکوپ فضایی جیمز وب هموار سازد. این ماهواره، همچنین، نقش کلیدی در بررسی گستردۀ تلسکوپ پلاتو (PLATO به معنی افلاطون) خواهد داشت. شایان ذکر است، تلسکوپ پلاتو مأموریتش را در سال ۲۰۲۶ آغاز خواهد کرد.

ماهوارۀ تس قادر به جست‌وجوی سراسری آسمان است. به‌گونه‌ای که در سال اولِ فعالیتش نیمکرۀ جنوبی و سپس، در سال دوم نیمکرۀ شمالی را به‌صورت تکه تکه و هر تکه را به مدت ۲۷ روز رصد خواهد کرد. تمرکز تس بر شناسایی ستاره‌های کوتولۀ ام (M) خواهد بود. این ستاره‌ها کمی سردتر و با درخشندگی کمتر نسبت به خورشید هستند. پژوهشگران به کمک تس تلاش خواهند کرد صدها سیاره فراخورشیدی از انواع مختلف از جمله حدود ۵۰ سیاره با ابعاد یک چهارم زمین را شناسایی کنند که امیدوارند تعدادی از آن‌ها زیست پذیر باشند.

توسعه سیستم شبه بلاک‌چین توسط گوگل

بیگ بنگ: در طی سال‌های ۲۰۱۲ تا ۲۰۱۷، در دورانی که برخی افراد، تنها مفهوم و نام بلاک‌چین(blockchain)  و آنچه که می‌توان با آن انجام داد را شنیده بودند، گوگل استارتاپ‌های بلاک‌چین خود را راه اندازی کرد و باعث ِ میلیون‌ها دلار سود رسانی به افراد شد. تنها یک شرکت دیگر در آن دوره، پول بیشتری را بر روی بلاک‌چین سرمایه‌گذاری نمود. در سال ۲۰۱۶ گوگل، سرور ابری را بر روی توسعه‌دهندگان بلاک‌چین باز نمود.

به گزارش بیگ بنگ، اکنون گوگل به جایی رسیده که می‌تواند سود حاصل از سال‌ها تحقیق و صرف ِ بودجه خود را برداشت نماید. در این راستا نهادهای صنعتی به بلومبرگ گفته‌اند که گوگل قصد دارد سیستم شبه بلاک‌چین را برای حمایت از کسب و کارهای موجود در سرور ابری خود راه‎اندازی کند. استفاده از سرور ابری مانند کرایۀ یک انبار ذخیره‌سازی است. شما مبلغی معین را برای فضای مشخصی پرداخت می‌کنید، این فضا تنها بر روی سرورهای شرکت و نه بر روی سرورهای غیرقابل اعتماد، در دسترس است. اثاثیه این انبار ذخیره‌سازی را داده‌های شما تشکیل می‌دهند و قفل آن نیز، پسوردی است که برای محافظت از اطلاعات ارزشمند خود از آن استفاده می‌کنید.

با این وجود، یک دزد کارکشته می‌تواند قفل انبار شما را بشکند و اموالتان را به سرقت ببرد و همین امر نیز برای فضای ذخیره‌سازی داده های‌تان صدق می‌کند یعنی یک هکر خبره می‌تواند به سرورهای شرکت ذخیره‌سازی ابر نفوذ کرده و به داده‌های‌تان دسترسی یابد. اما بلاک‌چین، چنین امری را غیرممکن می‌سازد. شرکت‌ها از رویکردهای مختلفی برای ذخیره‌سازی داده‌های ابری مبتنی بر بلاک‌چین خود استفاده می‌کنند، اما ایدۀ اصلی این رویکردها این است که داده‌های شما “غیر متمرکز” هستند یعنی به جای اینکه مجموعه جواهرات خود را در یک انبار واحد ذخیره کنید، می‌توانید هر کدام از جواهرات را در قفسه های قفلدار مختلف نگهداری نمایید.

حتی می‌توانید برای حفظ ایمنی بیشتر از داده‌های خود نسخه‌برداری کنید و سپس آنها را در قفسه‌های قفل‌دار مختلف سیو نمایید. در یک سیستم ابری پشتیبانی شده توسط بلاک‌چین، فایل‌های شما همانند این مجموعه جواهرات هستند. داده‌ها به بیت‌ها شکسته می‌شوند و در یک دسته از سرورها ذخیره می‌گردند و شما تنها کسی هستید که کلید لازم برای کنار هم قرار دادن تمام آنها را دارید.

با توجه به آسیب‌های ناشی از هک اطلاعات توسط افراد مختلف، گوگل می‌تواند با وعدۀ ارائه امنیت  تقریبا غیر قابل نفوذ بلاک‌چین، مردم را از شرکت‌هایی که خدمات ذخیره‌سازی غیر امن و سنتی را ارائه می‌دهند، دور نماید. به گفته یک منبع آگاه، گوگل قصد دارد یک نسخه برچسب سفید (نسخه قابل خریداری توسط شرکت‌های دیگر) از سیستم خود را نیز منتشر نماید و این بدان معناست که اشخاص ثالث می‌توانند برای مشتریان، همان سیستمی را که گوگل ارائه می‌دهد فراهم نمایند، اما این کار را در سرورهای خود و با نام تجاری خودشان، انجام خواهند داد.

این شرکت‌ها برای این کار مجبور به پرداخت مبلغ مشخصی به گوگل هستند. سوالی که هم اکنون پیش می آید این است که چرا زمانی که می‌توانیم سیستم ذخیره‌سازی ابری پشتیبانی شده توسط بلاک‌چین را از گوگل خریداری کنیم باید نسخه مربوط به خود را ایجاد نماییم؟ مطمئنا گوگل تنها شرکتی نیست که برای ذخیره‌سازی داده‌های ابری از بلاک‌چین استفاده می‌کند اما این شرکت، تاریخ انتشار مشخصی را برای سیستم خود تعیین ننموده است، بنابراین یکی از رقبا یا یکی از شرکت‌های بزرگ موجود در این عرصه و یا حتی یک استارتاپ، می‌تواند محصول خود را سریع‌تر به بازار عرضه نماید. اما حتی اگر شرکت دیگری، سریع‌تر نیز این کار را انجام دهد باز هم به محض ِ ورود گوگل به این عرصه، تبدیل به یک بازیکن برجسته می‌شود.

ترجمه: سهیلا دوست پژوه/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: futurism.com