بایگانی دسته بندی ها: آسیا سی

تداخل امواج و اصول اولیه تداخل‌سنج‌ها

 تداخل امواج و اصول اولیه تداخل‌سنج‌ها

بر فیزیکِ امواج دو اصل بسیار بنیادی و مهم حاکم است. نخست اصل استقلال انتشار امواج که بیان می‌کند اگر دو یا چند موج ، هم‌زمان به نقطه‌ای از فضا برسند، هر یک مستقل از دیگر موج‌ها عمل می‌کنند و در واقع امواج روی هم اثری نمی‌گذارند، به صورتی که هر موج همان‌طور عمل خواهد کرد که در غیاب امواج دیگر عمل می‌کرد.

اصل دیگر به نام اصل برهم‌نهی امواج می‌گوید در نقطه‌ای که امواج به‌هم می‌رسند، جابه‌جایی کل ذره‌ای که آن‌جا واقع است برابر با برآیند کل جابه‌جایی‌های ناشی از همه امواج.

مثلا فرض کنید طنابی داریم که دو موج با دامنه متفاوت سه و ده میلی‌متر از دو سمت مختلف در آن در حال حرکتند و با هم به نقطه A می‌رسند. موج اول می‌خواهد سه میلی‌متر A را به بالا حرکت دهد، حال آن‌که موج دوم می‌خواهد A را ده میلی‌متر پایین ببرد. نتیجه تداخل این دو موج در A این خواهد بود که A هفت میلی‌متر به پایین رانده می‌شود.

برای آن‌که تصوری ساده از مفهوم تداخل امواج داشته باشیم، تصور کنید انگشت خود را به فاصله‌های زمانی متوالی و یکسان، آرام به سطح آب بزنید. آنچه مشاهده خواهید کرد امواجی به شکل زیر به صورت دایره‌های هم‌مرکز خواهند بود که روی سطح آب منتشر می‌شوند:

حال اگر به جای یک انگشت با دو انگشت خود به به آب ضربه بزنید، حاصل دو دسته موج هستند که با هم تداخل می‌کنند:

این نمونه بسیار ساده‌ای از تداخل امواج در سطح است.

حال به بحث خودمان باز می‌گردیم و انواع تداخل را معرفی می‌کنیم.

اگر امواجی که در یک نقطه به هم می‌رسند، همدیگر را تقویت کنند و دامنه موج حاصل از تداخل آن‌ها، برابر مجموع دامنه‌های اولیه باشد، این تداخل را سازنده می‌گویند. مجددا مثال طناب را در نظر بگیرید. تصور کنید موج اول بخواهد نقطه مورد نظر را دو میلی‌متر بالا ببرد. موج دوم هم بخواهد این نقطه را چهار میلی‌متر بالا ببرد. در حالت تداخل سازنده ، نقطه A شش میلی‌متر به سمت بالا حرکت می‌کند.

حال چنانچه دو موج هنگامی که به هم می‌رسند، هم‌دیگر را تضعیف کنند و دامنه حاصل، اختلاف دامنه‌های دو موج باشد، این تداخل را ویرانگر می‌نامند. اگر دو موجی که به هم می‌رسند، حاصل تداخلشان دامنه صفر باشد، یعنی در واقع نقطه مورد نظر در طناب ساکن بماند، تداخل را کاملا ویرانگر می‌نامند.

اینکه تداخل دو موج ویرانگر یا سازنده باشد، به موقعیت قله و قعر دو موج (اختلاف فاز) نسبت به هم بستگی دارد.

(از نقطه نظر ریاضیات امواج، تداخل دو موج در صورتی سازنده است که اختلاف فاز دو موج مضرب زوجی از  باشد. همچنین زمانی تداخل دو موج ویرانگر است که اختلاف فازشان مضرب فردی از  باشد. برای آشنایی با ریاضیات فیزیک امواج به کتاب فوق العاده جذاب فیزیک پایه نوشته فرانک بلت مراجعه کنید.)

اختلاف فاز دو موج، می‌تواند به دلیل اختلاف در نوسان‌های چشمه‌های این امواج باشد. همچنین اگر دو موج مسیرهای متفاوت و با مسافت‌های مختلفی را طی کند تا به هم برسند، ممکن است در نقطه مورد اختلاف فاز  داشته باشند و موقعیت قله و قعرشان از یکدیگر متفاوت باشد.

در واقع دو موج ممکن است به دلیل اختلاف در راه پیموده شده، در یک نقطه اختلاف فاز داشته باشند، که بسته به اینکه این اختلاف فاز چقدر باشد، تداخل می‌تواند سازنده یا ویرانگر باشد.

همان‌طور که می‌دانیم نور یکی از انواع موج الکترومغناطیسی است. پس اگر دو پرتو نوری با هم تداخل کنند، مانند مثال سطح آب ، شاهد یک طرح تداخلی خواهیم بود.

این طرح تداخلی روی پرده به صورت نوارهای تاریک و روشن تشکیل می‌شود. مکان‌هایی از پرده که دو موج نوری با اختلاف فاز مناسب به هم می‌رسند، نوار روشن و مکان‌هایی که با احتلاف فاز کاملا مخرب به هم می‌رسند، نوار تاریک تشکیل می‌شود.

پس بنابراین اگر بتوانیم بین دو پرتو مختلف نوری، اختلاف راه ایجاد کنیم، و در نتیجه این دو موج با هم اختلاف فاز پیدا کنند، می‌توانیم طرح تداخلی مناسبی ایجاد کنیم. حال اگر فرضیه اتر درست باشد، هنگامی که پرتوهای نوری تداخل کننده نسبت به اتر با سرعت های متفاوتی حرکت کنند، پس از هربار تغییر سرعت‌شان، با فازهای متفاوتی به پرده می رسند و طرح‌های تداخلی متفاوتی را ثبت خواهند کرد.

پس اگر طرح‌های متفاوتی مشاهده کنیم ، فرضیه اتر درست است و باید بتوان تنها دستگاه مختصاتی را که نور در آن با سرعت cحرکت می‌کند، پیدا کرد.

این ایده و طرح اصلی آزمایش مشهور مایکلسون و مورلی بود که دید بنیادین ما را نسبت به بخش بزرگی از فیزیک متحول کرد.

پس در ادامه به این پرسش ها پاسخ می‌دهیم که:

۱-    اساس آزمایش مشهور تداخل‌سنج چه بود؟

۲-    آیا طرح تداخلی تغییر می‌کند و چارچوب اتر وجود دارد؟

۳-    آیا مکانیک نیوتونی و فرضیه اتر از این آزمایش سربلند بیرون می‌آیند؟

طوفان گرد و غبار در مریخ شدیدتر می شود

طوفان گرد و غبار در مریخ شدیدتر می شود

طوفان گرد و غبار در مریخ که منجر به خاموشی موقت مریخ‌نورد آپورچونیتی در اوایل خرداد شده اکنون شدیدتر شده است. این طوفان به‌گونه‌ای است که اگر در زمین رخ داده بود امریکای شمالی و روسیه را به طور کامل دربرمی‌گرفت.

مریخ‌نورد کیوریاسیتی افزایش اثرهای طوفان را در عکسی سلفی در ۲۵ خرداد/۱۵ ژوئن ثبت کرد. این طوفان کمی برای رصدگران نابهنگام است، چون مریخ در حال نزدیک شدن به مقابله با زمین است. مقابله با زمین می‌تواند چشم‌اندازهای عالی‌ای از سطح مریخ ایجاد کند اما اگر این سیاره در ابر ضخیمی از گرد و غبار مدفون شود، چنین اتفاقی نخواهد افتاد.

طوفان‌های گرد و غبار منطقه‌ای در مریخ رایج است، اما دانشمندان مطمئن نیستند که چه چیزی منجر به تبدیل شدن آن‌ها به طوفان‌های سرتاسری می‌شود. این طوفان‌ها معمولاً ناشی از گرم شدن سیاره در هنگام رسیدن به نزدیک‌ترین نقطه از خورشیدند. اختلافات دمایی باد تولید می‌کند و باد دانه‌های ریز غبار را از سطح بلند کرده و گسترش می‌دهد.

مسئولان آپورچونیتی بر این باورند که این مریخ‌نورد ۱۴ساله بر اثر کاهش نور خورشید و مسدود شدن آسمان با گرد و غبار خاموش شده است زیرا صفحات خورشیدی آن نمی‌توانند انرژی کافی را برای شارژ باتری‌هایش تولید کنند. آپورچونیتی طوری طراحی شده است که ساعت آن به سنجش زمان ادامه دهد و هر از چندی مریخ‌نورد بیدار شود تا وضعیت آسمان و باتری‌ها را بررسی کند. گرچه آپورچونیتی پیش از این نیز در طوفان‌های گردوغبار گرفتار شده و نجات یافته است، شدت این طوفان و مدت پیش‌بینی شدۀ آن ممکن است سبب شود باتری‌ها کاملاً تخلیه شوند که برای این مریخ‌نورد قدیمی مشکل‌ساز خواهد بود.

وبگاه Mars Exploration Rovers اعلام کرده است، گروه هر روز در انتظار است تا آسمان صاف شود و تا زمانی که آسمان صاف نشود انتظار دریافت علائمی از آپورچونیتی وجود ندارد.

درعین‌حال، مریخ‌نورد کیوریاسیتی که باتری‌های آن به انرژی هسته‌ای متکی‌اند با وجود غلیط شدن مه گرد و غبار به کار خود ادامه می‌دهد. جدیدترین تصویر ثبت شدۀ کیوریاسیتی نشان می‌دهد مه گرد و غبار در اطراف این مریخ‌نورد شش تا هشت برابر غلیظ‌تر از شرایط عادی مریخ در این وقت سال است.

اگرچه ممکن است طوفان لذت مقابلۀ امسال مریخ را برای تماشاگران کاهش دهد، درک ما را از چگونگی شکل‌گیری، تحول و تأثیرات چنین طوفان‌هایی بهبود می‌بخشد. در حال حاضر، مریخ از طریق مریخ‌نوردها و مدارگردها تحت نظارت مستمر است و تصاویر ثبت شده از این رویداد با وضوح بالا در اختیارند.

آزگاردیا؛ نخستین کشور فضایی جهان!

آزگاردیا؛ نخستین کشور فضایی جهان!

شامگاه جمعه هشتم تیر ۱۳۹۷، کاخ سلطنتی هافبرگ اتریش میزبان مراسمی خاص بود؛ در این مراسم دکتر ایگور آشوربیلی، میلیاردر روسی – آذربایجانی به عنوان رهبر نخستین کشور فضایی جهان موسوم به «آزگاردیا» سوگند خورد.

او سال‌ها به عنوان یکی از فعالان اقتصادی در صنایع نفتی بوده و از سال ۱۳۹۵ ایده‌ای جاه‌طلبانه مبنی بر تشکیل یک کشور فضایی را پیگیری می‌کند. آشوربیلی در نهایت با ادای سوگند در مقابل ده‌ها مهمان از ۴۰ کشور جهان که عمده آنها را دانشمندان و علاقه‌مندان به فضا تشکیل می‌دادند، به‌طور رسمی تاسیس کشور فضایی آزگاردیا را اعلام کرد. او در نخستین انتخابات سراسری این کشور با کسب ۷۵ درصد آرا به عنوان نخستین رهبر آزگاردیا منصوب شد.

وبگاه رسمی کشور آزگاردیا اعلام کرده هدف از تاسیس این کشور، استفاده صلح‌آمیز از فضا، حفاظت از زمین در برابر خطرات فضایی و ایجاد پایگاهی علمی و رایگان در فضاست. آشوربیلی گفته به‌زودی کابینه کشور آزگاردیا را تشکیل خواهد داد و آنها در نظر دارند تا ۲۵ سال آینده ایستگاهی فضایی در مدار زمین و سپس پایگاهی در ماه را راه‌اندازی کنند.

آشوربیلی در سخنرانی خود در مراسم ادای سوگند وعده داده تا در آینده‌ای نزدیک این کشور فضایی به عضویت سازمان ملل درآید. نکته دیگر این‌که آزگاردیا دارای پرچم و سرود ملی است و واحد پول الکترونیک نیز دارد!

همه افراد به آسانی می‌توانند با ثبت‌نام در وبگاه رسمی آزگاردیا به عنوان شهروند این کشور شناخته شوند. جمعیت فعلی آزگاردیا در حال حاضر به بیش از ۲۰۰ هزار نفر می‌رسد که البته حدود ۲۰۰۰ نفر از آنها ایرانی هستند! مقامات آزگاردیا در نظر دارند که طی سال‌های آینده جمعیت این کشور را به ۱۵۰ میلیون نفر برسانند.

این کشور خودخوانده در سال گذشته یک ماهواره مکعبی کوچک را با نام «آزگاردیا ـ۱» به‌عنوان نخستین ماهواره فضایی خود به کمک فضاپیمای باری سیگنوس به ایستگاه فضایی بین‌المللی فرستاد و فضانوردان آن را در مدار زمین قرار دادند.

انگیزه اصلی از تاسیس چنین کشوری، هنوز به درستی مشخص نیست و به نظر می‌رسد چنین اقدامی از سوی ایده‌پردازان و مجریان این طرح، بیشتر راه‌انداختن یک جنجال تبلیغاتی باشد، در سال‌های اخیر به دفعات طرح‌های بلندپروازانه فضایی ارائه شده‌اند که در نهایت پس از مدتی در سکوت کامل خبری همه چیز متوقف شد. نمونه معروف آن پروژه سفر بی‌بازگشت به مریخ (مارس وان) بود که در زمان خود جنجال بسیاری به‌پا کرد و هزاران نفر از سراسر جهان برای کوچ به مریخ در وبگاه آن ثبت‌نام کردند و حتی عده‌ای نامزد آموزش‌های ویژه شدند!

حال باید دید آیا طرح تاسیس کشور آزگاردیا به راستی یک پروژه فضایی جدی است یا تنها یک جنجال تبلیغاتی چند ماهه با اهداف و انگیزه‌هایی نامعلوم است.

واکنش ایلان ماسک به پژوهشی درباره امکان تنها بودن بشر در کیهان

واکنش ایلان ماسک به پژوهشی درباره امکان تنها بودن بشر در کیهان

آرزوی ایلان ماسک برای تبدیل شدن بشر به گونه بین سیاره‌ای بر هیچ‌کس پوشیده نیست. بعد از انتشار نتایج پژوهش جدیدی که نشان می‌دهد احتمال تنها بودن ما در کیهان هم وجود دارد، او بار دیگر بر این خواسته‌اش تاکید کرد.

اواسط خرداد مقاله‌ای در اینترنت منتشر شد که نشان می‌داد احتمالی بین ۳۹ و ۸۵ درصد وجود دارد که ما در عالم قابل مشاهده‌ تنها باشیم. پژوهشگران این نتیجه را با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌های علمی مختلف در «معادله دریک» به دست آوردند که برای تخمین تعداد تمدن‌های هوشمند برون زمینی به کار می‌رود.

ایلان ماسک معتقد است که این پژوهش بیش از پیش نیاز ما را به ترک کردن زمین و گسترش حیات در هرجایی که می‌توانیم، نشان می‌دهد. او می‌گوید: «به همین دلیل است که ما باید مشعل هوش و آگاهی را با تبدیل شدن به تمدنی با توانایی سفرهای فضایی و گسترش حیات به سیاره‌های دیگر روشن نگاه داریم. اینکه ما اکنون تنها تمدن زنده در جهان قابل مشاهده هستیم یا نه نامشخص است، اما هر میزان احتمالی که برای تنها بودن ما وجود داشته باشد، انگیزه‌ای برای گسترش حیات در فراسوی زمین است.»

ایلان ماسک البته قبلا این موضوع را مطرح کرده بود. شرکت او اسپیس ایکس (SpaceX) درحال ساخت موشک بزرگ جدیدی به نام موشک بزرگ فالکون (BFR) است تا گروه‌هایی از مهاجران را در مریخ مستقر کند. ماسک می‌خواهد یک میلیون مهاجر تا پایان قرن در این سیاره ساکن شوند.

اگر ما به راستی در جهان تنها باشیم، نیاز بیشتری به حفظ حیات زمین احساس می‌شود، چه روی این سیاره و چه در جایی دیگر. بسیاری از متخصصان از جمله استیون‌ هاوکینگ در این باره بحث کرده‌اند که بشر نیاز به ترک کردن زمین دارد. او در فستیوال استارموس (Starmus) در نروژ در سال ۲۰۱۷، اشاره کرد: « ظرفیت سیاره ما درحال تکمیل شدن است، و تنها جایی که می‌توانیم برویم، جهان‌های دیگر است. زمان آن رسیده تا به اکتشاف منظومه‌های خورشیدی دیگری بپردازیم. گسترش حیات در فضا ممکن است تنها چیزی باشد که ما را از دست خودمان نجات می‌دهد. من متقاعد شده‌‍‌ام که انسان نیاز به ترک کردن زمین دارد.»

البته خبرها آن‌چنان هم بد نیست. اندرس سندبرگ (Anders Sandberg)، نویسنده  اصلی مقاله احتمال حیات، به «نیو ساینتیست» گفت که دانشمندان هنوز تا حد زیادی خوشبین‌اند که خارج از زمین حیات وجود دارد. ما هنوز نمی‌توانیم به پارادوکس فرمی پاسخ دهیم، که می‌پرسد« اگر حیات فرازمینی فراوان است، چرا نمی‌توانیم اثری از آن را ببینیم؟»، اما احتمالات کاملا هم به ضرر ما به نظر نمی‌رسند.

او گفت: «اگر شما بخواهید ادعا کنید که حیات هوشمند قطعا وجود دارد، باید بگویید برخی از این پارامترها در محدوده باریکی قرار دارند، که ادعای بزرگی است. اما این ادعا که ما تنها هستیم نیز ادعای بزرگی است، چرا که باید بخش خوشبینانه این محدوده را حذف کنید.»

ظاهرا هیئت منصفه در حال تصمیم گیری در زمینه احتمال وجود حیات فرازمینی‌ است! اما ماسک در عقیده خود بسیار مطمئن به نظر می‌رسد. به منظور زنده ماندن یا پیشرفت کردن ما باید شروع به اکتشاف دنیاهای دیگر کنیم؛ پس بهتر است دست به کار شویم.

فیزیک امواج و فرضیه اتر

 فیزیک امواج و فرضیه اتر

برای فیزیکدان‌های قرن نوزدهم غیرقابل تصور بود که امواج الکترومغناطیسی برخلاف امواج مادی مانند صوت، بتوانند بدون نیاز به محیطی برای انتشار، منتشر شوند. بنابراین آن‌ها محیط اتر را برای انتشار نور معرفی کردند که شاید حدسی منطقی به نظر می‌آمد، اما مشکل بزرگ‌تری را پیش پایشان قرار داد:

“هیچ آزمایش وجود اتر را آشکار نمی‌کرد”.

برای رفع این مشکل فیزیکدانان مجبور شدند خواصی غیرعادی برای اتر در نظر بگیرند:

۱. چگالی اتر صفر است.

۲. محیط اتر کاملا شفاف است.

۳. اتر تمام فضا را پر می‌کند.

پس چون اتر محیطی است که نور نسبت به آن با سرعت c حرکت می‌کند، اگر ناظری در اتر با سرعت v حرکت کند، باید سرعت باریکه نور را برابر c+v به‌دست آورد.

برای امتحان این فرض، آزمایش مشهور مایکلسون- مورلی طراحی شد که در شماره بعدی آن را به طور کامل شرح خواهیم داد.

اما پیش از آن لازم است برخی مفاهیم بخش مهمی از فیزیک به نام «فیزیک امواج» را این‌جا معرفی کنیم.

به طورکلاسیکی و با بیانی ساده، به آشفتگی‌ای که در محیط منتشر شود و با خود انرژی حمل کند موج می‌گویند. این آشفتگی ممکن است در خلأ و یا در محیط مادی منتشر گردد، برای مثال صوت موجی است که برای انتشار نیاز به محیط مادی دارد، به این صورت که آشفتگی در توده هوای از منبع ایجاد شده و وقتی به پرده گوش می‌رسد و آن را به نوسان وامی‌دارد، گوش ما صدا را تشخیص می‌دهد.

 اما همان‌طور که می‌دانیم نور و درواقع امواج الکترومغناطیسی برای انتشار به محیط مادی نیاز ندارند و در خلأ هم منتشر می‌شوند.

اما چگونه امواج الکترومغناطیسی منتشر می‌شوند؟ اگر ماهیت امواج صوتی، آشفتگی در محیط مادی و سپس انتشار به شکل توده‌های پرفشار و کم‌فشار است، ماهیت امواج الکترومغناطیسی چیست؟

می‌دانیم اگر دو جسم باردار را کنار هم قرار دهیم، بسته به علامت بارهایشان ، به هم نیروی الکتریکی -دافعه یا جاذبه- وارد می‌کنند. در واقع می‌توان به این شکل بیان کرد که هر جسم باردار در اطراف خود، خاصیتی ایجاد می‌کند که اگر جسم باردار دیگری در آن محیط قرار گیرد، نیرویی  را احساس می‌کند. به این خاصیت در فیزیک میدان الکتریکی می‌گوییم. همچنین چنانچه جسمی با خاصیت مغناطیسی مانند آهنربا، در یک میدان مغناطیسی قرار مانند میدان مغناطیسی زمین قرار بگیرد، نیروی مغناطیسی از طرف زمین احساس می‌کند، که این اساس کار قطب‌نماها است.ابتدا تصور براین بود که الکتریسیته  و مغناطیس به عنوان دو نیروی مستقل از هم عمل می‌کنند. در سال ۱۸۳۱ مایکل فارادی، فیزیکدان و شیمیدان انگلیسی متوجه شد که اگر آهنربایی را از وسط یک حلقه سیمی عبور دهد، در حلقه یک جریان الکتریکی ایجاد می‌شود.

 پس از او هاینریش لنز، دانشمند آلمانی-روسی در سال ۱۸۳۳ شکل کامل‌تری از نتایج را ارائه کرد. حاصل کار این دو نفر، قانون مشهور لنز-فارادی است که می‌گوید:

تغییر در میدان الکتریکی، باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی، و همچنین تغییر در میدان مغناطیسی باعث ایجاد یک میدان الکتریکی می‌شود.

 در سال ۱۸۳۷جیمز کلارک ماکسول چهار معادله اساسی الکترومغناطیس را بیان کرد و ساختار ریاضیاتی آن را تدوین کرد.

این نظریه بیان می‌کند در اثر حرکت شتابدار یک بار الکتریکی، میدان الکتریکی حاصل از بار تغییر می‌کند، و این تغییر باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی متغیر می‌شود، سپس این میدان مغناطیسی متغیر خود باز ایجاد میدان الکتریکی متغیر می‌کند و این آشفتگی با سرعت نور در فضا منتشر می‌شود.

حال چند مفهوم ساده فیزیکی را که در ادامه راه با آن‌ها سروکار داریم معرفی می‌کنیم:

به بیشترین میزان آشفتگی که موج در محیط ایجاد می‌کند، دامنه موج گفته می‌شود. مرسوم است که موج را به صورت شماتیک مانند شکل زیر نمایش می‌دهند:

همان‌طور که در شکل هم مشخص است، به فاصله دو نقطه مشابه روی موج، طول موج گفته می‌شود. هم‌چنین به مدت زمانی که می‌گذرد تا یک نوسان کامل انجام شود دوره تناوب موج می‌گویند، به بیان دیگر دوره تناوب فاصله زمانی بین دو قله متوالی موج است.

به تعداد نوسان‌ها در واحد زمان فرکانس یا بسامد موج گفته می‌شود. هر موجی با ویژگی های بسامد، طول موج، دامنه و البته فاز مخصوص به خود مشخص می‌شود.

اما فاز مانند طول موج و یا بسامد یک مفهوم قابل لمس فیزیکی نیست. بلکه در اصل یک مفهوم ریاضی ست برای بیان اختلاف بین دو موجی که دارای دامنه، طول موج و همچنین بسامد یکسانی‌اند.

برای درک بهتر فاز تصور کنید طنابی در دست دارید و آن را به نوسان درمی‌آورید و در نتیجه این نوسان موجی در طناب منتشر می‌شود.

اگر هر بار شدت حرکت دست ما یکسان باشد، هم‌چنین به فاصله زمانی برابر و به یک میزان دستمان را به پایین و بالا حرکت دهیم، امواجی با بسامد، طول موج و دامنه یکسان خلق کرده‌ایم. حال تصور کنید دو طناب مشابه کنار هم قرار گرفته‌اند و در هر دو طناب دو موج با خصوصیات یکسان ایجاد کرده‌ایم، اما با یک تفاوت:

دست ما(به عنوان منبع موج) از دو نقطه مختلف شروع به نوسان کرده باشد، برای مثال یک بار بالای خط‌‌ چین و یک بار پایین آن.

حال دو موج ایجاد شده با دو موقعیت متفادت دست(منبع موج) در ابتدا، با هم هم‌دامنه، هم‌بسامد اما دارای اختلاف فاز هستند.

هنگامی که دو موج با یکدیگر برخورد می‌کنند، تداخل امواج اتفاق می‌افتد. حاصل این تداخل می‌تواند، نابودی دو موج، موج رونده دیگر، یک آشفتگی بی‌نظم و یا موجی بی‌حرکت در محیط باشد.

بسته به اینکه دو موج چه اختلاف فاز و دامنه‌ای با یکدیگر داشته باشند، ممکن است هر یک از حالات بالا زخ دهد.

بررسی هوش مصنوعی، درمان سرطان و روش باغبانی در آسمان‌ها

بررسی هوش مصنوعی، درمان سرطان و روش باغبانی در آسمان‌ها

فضاپیمای دراگون برای پانزدهمین بار راهی ایستگاه فضایی بین‌المللی شد. این فضاپیما برای تجدید منابع غذایی و تحویل ابزارآلاتی برای آزمایش‌های علمی روز جمعه ۸ تیر/۲۹ ژوئن با موشک فالکن ۹ از فلوریدای امریکا به سوی ایستگاه فضایی بین‌المللی پرتاب شد. هدف از ارسال این ابزارهای علمی بررسی روش‌های آب‌رسانی به گیاهان، بهره‌برداری از هوش مصنوعی، تولید دارو و گسترش درمان‌های پزشکی و همچنین تشکیل برخی ساختارهای غیرآلی در شرایط بی‌وزنی و ریزگرانش است.

در این محموله ربات سایمون (CIMON)، از طرف سازمان فضایی اروپا، برای بررسی کاربرد هوش مصنوعی در کاهش استرس و فشار کاری فضانوردان ارسال شده است. این ربات نقش دستیار و همدم را برای ساکنان ایستگاه فضایی ایفا خواهد کرد. همچنین حسگرهایی برای سنجش و پایش دمای گیاهان طراحی و به ایستگاه فضایی بین‌المللی فرستاده شده است. پژوهشگران با استفاده از این سامانه، میزان آب مصرفی گیاهان و پاسخگویی آن‌ها به محرک‌ها را در فضا بررسی خواهند کرد.

برای دیگر آزمایش‌های طراحی شده، از جمله درخصوص تأثیرگذاری ریزگرانش بر جانداران میکروسکوپی یا میکروب‌های معده و روده، برای پژوهش در زمینۀ درمان سرطان‌ و همین طور برای بررسی ساختارهای شیمیایی جذاب و شگفت‌انگیزی که در برهم‌کنش محلول نمک فلزات با سیلیکات، کربنات یا سایر یون‌ها رشد می‌کنند لوازم و مواد ضروری به ایستگاه فضایی بین‌المللی فرستاده شدند.

این ابزارآلات علمی در ایستگاه فضایی بین‌المللی در کنار لوازم صدها آزمایش علمی دیگر قرار خواهند گرفت که در حال حاضر در این اقامتگاه فضایی برای پژوهش‌های گوناگون استفاده می‌شوند.

آشنایی با آزمایش طلایی مایکسون مورلی

آشنایی با  آزمایش طلایی مایکسون مورلی

چنانچه دو موجی که با هم تداخل می­‌کنند اختلاف فاز داشته باشند، طرح تداخلی به صورت نوارهای تاریک و روشن تشکیل می‌­شود. مکان­‌هایی که دو موج با اختلاف فاز مناسب به هم می­‌رسند و تداخل سازنده است، نوار روشن، و مکان­‌هایی که تداخل دو موج ویرانگر است نوار تاریک تشکیل می‌­شود. همچنین عنوان کردیم که یکی از راه‌­هایی که می­توان بین دو موج در یک نقطه اختلاف فاز ایجاد کرد، آن است که دو موج مسیر­های متفاوتی را برای رسیدن به نقطه­ مورد نظر بپیمایند یا به عبارتی: دو موج با هم اختلاف راه داشته باشند.

این ایده­ اصلی ساخت تداخل‌­سنج‌­ها در فیزیک است.

هدف اصلی همان‌گونه که در مطلبی با عنوان اندازه­‌گیری سرعت نور عنوان کردیم، این بود که تبدیلات گالیله‌­ای ادعا می‌­کنند که سرعت نور در یک چارچوب یکتا برابر c است و چنانچه ناظری نسبت به آن چارچوب حرکت کند سرعت متفاوتی را اندازه­‌گیری خواهد کرد.

پس قاعدتا باید بتوانیم این چارچوب یکتا را که پیشتر معرفی کردیم (چارچوب اتر) مشخص کنیم.

در واقع می­‌خواهیم سرعت نور را در چند چارچوب مختصاتی مختلف اندازه­‌گیری کنیم و ببینیم آیا سرعت در چارچوب‌های (دستگاه های) مختلف، متفاوت است یا خیر؟ به ویژه آیا چارچوب یکتایی وجود دارد که سرعت نور در آن مقدار پیش‌­بینی شده در نظریه الکترومغناطیس باشد؟

یکی از آزمایش­‌های هوشمندانه‌­ای که برای رسیدن به این مقصود انجام شد، آزمایش مایکلسون- مورلی در سال ۱۸۸۷ بود. این آزمایش نگاه ما را به بسیاری از مفاهیم بنیادی دگرگون کرد.

آلبرت مایکلسون پنجاه سال از عمر خود را صرف طراحی و انجام آزمایش­‌هایی با دقت بالا درباره­ نور کرد. به خاطر همین آزمایش­‌ها، او اولین شهروند آمریکا بود که توانست جایزه­ نوبل را از آن خود کند.

در مطلب آشنایی با فرضیه­ اتر گفتیم که چگونه فیزیکدانان که تا آن زمان نمی‌توانستند بپذیرند که امواج الکترومغناطیس در خلأ منتشر می‌­شوند، فرضیه­ اتر را مطرح کردند. همچنین با ویژگی­های کلی‌­ای که برای اتر ارائه کردند نیز آشنا شدیم.

اگر اتری وجود داشته باشد، ناظری که نسبت به این اتر ساکن است، یا به عبارت دیگر در چارچوب اتر قرار دارد، سرعت نور را برابر c اندازه­‌گیری می‌­کند. در­صورتی که ناظری که روی کره زمین چرخان و متحرک قرار دارد یک باد اتری را احساس می­‌کند و قاعدتا باید سرعت نور را متفاوت با آنچه که نظریه­ الکترومغناطیس پیش‌بینی می­‌کند اندازه بگیرد.

سرعت حرکت زمین به دور خورشید در حدود ۳۰ km/s است. یعنی نسبت v/c از مرتبه ۴-۱۰ است. آزمایش­‌های نوری که دقت اندازه­‌گیری آن­ها تا مرتبه­ v/c بود هرگز قادر نبودند حرکت زمین در اتر را آشکار کنند.

فیزیکدانی به نام فرنل و کمی پس از آن لورنتس نشان دادند که این نتیجه با فرضیه اتر قابل توجیه است، و برای اثبات فرضیه اتر باید آزمایشی ترتیب داد که دقت آن از مرتبه­ v۲/c۲ یعنی  ۸-۱۰ باشد.

مایکلسون در سال ۱۸۸۱ تداخل­‌سنجی اختراع کرد که چنین حساسیت بالایی داشت. سپس در همان سال به تنهایی و بعدها با همکاری مورلی در سال ۱۸۸۷ آزمایشی را انجام دادند که پایه تجربی نظریه نسبیت قرار گرفت.

                                   تداخل سنج روی زمین ساکن است. اگر در نظر بگیریم که اتر نسبت به خورشید ساکن است، بنابراین زمین و تداخل سنج با سرعت ۳۰ km/s در اتر حرکت می­‌کنند (در ابتدا از حرکت چرخشی زمین صرف نظر می‌کنیم). باریکه­ نوری که به وسیله­ لیزر ایجاد می­‌شود، پس از عبور از یک آینه­ نیمه­ جیوه‌­اندود (Beam Spliter) به دو باریکه تقسیم می‌­شود. قسمتی از باریکه که BSبازتاب می­‌کند وارد آینه M1 شده و قسمت دیگر به سمت آینه M2 حرکت می­‌کند. دو پرتو پس از بازتاب از هر دو آینه مجددا به سمت BS باز می­‌گردند. حال بخشی از پرتو دو به وسیله­ BS بازتاب و بخشی از پرتوی یک هم از آن عبور می­‌کند. این دو پرتو روی پرده با هم تداخل می‌کنند و بنابر اختلاف­ فازشان، تداخل­شان سازنده یا ویرانگر خواهد بود.

اختلاف فاز دو پرتویی که به پرده می­‌رسند، می‌تواند دو علت داشته باشد.

اول نتیجه اختلاف راه پیموده شده به وسیله دو پرتو، و دوم، اختلاف در زمانی که دو پرتو این مسیر را طی کرده‎­اند.

اینجا طول دو بازوی تداخل‌­سنج برابر است. پس علت اصلی، علت دوم است.

در واقع دو پرتو با سرعت­‌های مختلفی دو مسیر یکسان را طی می­‌کنند. این سرعت­‌های مختلف ناشی از حرکت تداخل­‌سنج نسبت به اتر است. برای مثال اگر فرض کنیم تداخل­‌سنج به گونه­‌ای نسبت به اتر حرکت می‌کند که سرعت اتر نسبت به آن برابر v  و از چپ به راست است، آن گاه هنگامی که پرتو ۲ به سمت راست می‌­رود، سرعت حرکتش نسبت به اتر c-v و هنگامی که پس از بازتاب باز­می­‌گردد، سرعت حرکتش c+v است. برای پرتو یک هم این اختلاف زمانی وجود دارد. چرا که هنگامی که پس از BS پرتو یک به سمت آینه­ M1  می‌­رود، تداخل‌­سنج در اتر حرکت کرده و آینه M1 جابه­‌جا می‌شود.

در واقع این تبدیلات سرعت برای حرکت زمین و تداخل سنج در اتر مانند حرکت شناگری در رودخانه است، هنگامی که درجهت آب، خلاف و یا عمود بر جهت آن شنا می­‌کند.

به همین دلیل دو پرتو با اختلاف فاز به پرده می‌­رسند و یک طرح تداخلی به صورت زیر تشکیل می­‌دهند.

 اگر محاسبات ریاضی را کامل انجام دهید به سادگی متوجه خواهید شد که دقت این آزمایش از همان مرتبه­ v۲/c۲ است.

اگر به مطالعه­ جزئیات و محاسبات دقیق ریاضی این آزمایش علاقه دارید، پیشنهاد می­‌کنم به کتاب­‌های :

۱-    آشنایی با نسبیت خاص از رابرت رزنیک

۲-    فیزیک مدرن از کنت اس. کرین

۳-    فیزیک پایه از فرانک ج. بلت جلد چهارم

مراجعه کنید.

حال اگر دستگاه را به اندازه ۹۰ درجه بچرخانیم، به طوری که جای مسیرهای یک و دو عوض شود و مجددا اختلاف فاز را اندازه­‌گیری کنیم، می‌­بینیم که این اختلاف فاز با حالت قبل تفاوت دارد.

بنابراین انتظار می‌رود شکل نوار­های تداخلی اندکی جابه­‌جا شود. اگر این جابه­‌جایی را محاسبه کنیم، می‌­بینیم به اندازه ۰/۴ پهنای یک نوار، شکل تداخلی باید جابه‌­جا شود.

مایکلسون و مورلی دستگاه تداخل­‌سنج را روی یک صفحه­ سنگی بسیار محکم و بزرگ نصب کردند و آن را در جیوه شناور کردند. بنابراین دستگاه می­‌توانست حول یک محور مرکزی به خوبی بچرخد.

آنها آزمایش را هم در شب و هم در روز برای بررسی اثر چرخشی زمین، و همچنین در تمام فصول، به منظور بررسی اثر گردش زمین به دور خورشید انجام دادند. نتیجه همیشه یکسان بود:

 هیچ جابه‌جایی‌ای برای نوارهای تداخلی مشاهده نشد.

این نتیجه باورنکردنی بود. به گونه‌­ای که طی پنجاه سال این آزمایش را فیزیکدانان زیادی تکرار کردند. همچنین آزمایش­‌های دقیق­‌تری نیز طراحی و اجرا شدند؛ آزمایش‌­هایی که دقت آن­ها از آزمایش مایکلسون و مورلی ۵۰ برابر بهتر بود. اما نتیجه­ صفر همواره تایید می‌­شد.

در حالی که تئوری روی کاغذ به ما می­‌گوید که در صورت تغییر موقعیت دستگاه، حتما نوارهای تداخلی جابه‌­جا می‌­شوند.

یک تعبیر ساده برای این آزمایش آن است که نتیجه بگیریم تبدیلات به کار برده شده برای سرعت درست نیست و سرعت نور در تمام چارچوب­‌های لخت و در تمامی جهات همواره برابر c است. در واقع چارچوب یکتایی که تنها در آن سرعت نور برابر c باشد وجود ندارد و تبدیلات گالیله برای سرعت درست عمل نمی­‌کنند.

اینکه سرعت نور از دید تمام ناظر­ها با هر سرعتی یکسان باشد بسیار عجیب به نظر می­‌رسد، اما آزمایش‌ها قویا این مطلب را تایید می­‌کنند.

به علاوه هنگامی که دو ماشین در جهت هم حرکت می­‌کنند و ما با استفاده از تبدیلات گالیله‌­ای سرعت، زمان به هم رسیدن­‌شان را اندازه می‌­گیریم، این تبدیلات زمان را دقیق به‌دست می‌­دهند.

پس کدام تعبیر درست است؟

آیا تبدیلات گالیله و قوانین نیوتون باید به طور کامل کنار گذاشته شوند؟

آیا واقعا سرعت نور از دید تمام ناظر­ها با هر سرعتی یکسان است؟

پیامدهای چنین نتیجه­‌ای چه خواهد بود؟

این آزمایش ما را به درک درست­‌تری از زمان و طول راهنمایی کرد؛ مقدمات تجربی نسبیت خاص اینیشتین را فراهم آورد و مفهوم بسیار عمیق‌­تری از زمان و مکان را وارد دنیای فیزیک کرد.

برای تفسیر نتایج استثنایی این آزمایش، هر هفته با ما در بخش آموزشی مجله نجوم همراه باشید.

 

ژاپنی‌ها تصویر سیارک رایوگو را از فاصلۀ ۴۰ کیلومتری ثبت کردند

ژاپنی‌ها تصویر سیارک رایوگو را از فاصلۀ ۴۰ کیلومتری ثبت کردند

کاوشگر ژاپنی، هایابوسا۲ (Hayabusa2)، موفق به ثبت تصویر سیارک رایوگو ۱۶۲۱۷۳ از فاصلۀ ۴۰ کیلومتری شد. این کاوشگر در حال نزدیک شدن به این سیارک است و آن‌ها به‌زودی یکدیگر را در فاصلۀ ۲۸۰ میلیون کیلومتری سطح زمین ملاقات خواهند کرد.

طبق گفته‌های مدیر این پروژه، سیارک رایوگو در ابتدا از فاصلۀ دور گِرد به نظر می‌آمده است؛ اما با نزدیک شدن کاوشگر به آن به شکل مربع ظاهر شده و درنهایت، به شکل سنگ فلوریت مشاهده شده است. در حال حاضر، دهانه‌ها، صخره‌ها و عوارض جغرافیایی این سیارک مشاهده‌پذیر است.

محور چرخش این سیارک عمود بر مدار آن است. این موضوع درجه‌های آزادی را برای فرود بر سطح این سیارک افزایش می‌دهد. از سوی دیگر، یک قله و دهانه‌هایی بزرگ در اطراف استوای سیارک رایوگو دیده شده است که انتخاب نقاط فرود را دشوار می‌کند.

سیارک رایوگو، سیارکی از گروه آپولو است. طبق برنامه‌ریزی‌های انجام شده، قرار است کاوشگر هایابوسا۲ از این سیارک نمونه‌برداری کند و نمونه را در آذر ۱۳۹۹/ دسامبر۲۰۲۰ به زمین ارسال کند.

مختصات بر خورشید

 مختصات بر خورشید

وقتی جرمی را در آسمان رصد می‌کنیم علاوه بر دانستن این‌که چه چیز را می‌بینیم، آگاهی از این‌که کجا را می‌بینیم اهمیت دارد. عموماً منجمان آماتور به مورد اول توجه می‌کنند، اما دومی را نادیده می‌گیرند؛ درحالی‌که اگر ثبت دقیق رصدها به منظور مراجعه و استفاده‌ بعدی، یا اشتراک‌گذاریِ آن‌ها با دیگر رصدگران باشد، لازم است دقیق‌تر از این حرف‌ها به راستاهایی اشاره کنیم که در میدان دید ابزارمان می‌بینیم. تعیین نسبی جهت‌های شمال و جنوب، و شرق و غرب میدان دید در رصدهای شبانه کار پیچیده‌ای نیست، اما رصدگرانی که خورشید را مرتب و به‌دقت رصد می‌کنند باید این راستاها را با دقت بیش‌تری مشخص کنند؛ زیرا تعیینِ مختصاتِ خورشیدیِ عوارضِ سطحی، مستلزم آگاهی از این راستاهاست.

  تعیین اولیه‌ جهت‌ها

برای این‌که از مکان تقریبی جهات چهارگانه‌ خورشید در رصد با چشم غیرمسلح آگاه شویم، کافی است قرص خورشید را بر کره‌ آسمان تصویر کنیم. به‌سادگی نیمه‌ای از قرص خورشید که در امتداد قطب شمال سماوی یا راستای شمال جغرافیایی قرار می‌گیرد را  نیم‌کره‌ شمالی خورشید و سوی مخالف آن را نیم‌کره‌ جنوبی فرض می‌کنیم. لبه‌ شرقی خورشید متمایل به راستای شرق جغرافیایی و لبه‌ غربی آن نیز رو به مغرب جغرافیایی خواهد بود. پس با کمی دقت معلوم می‌شود که جهت‌های شرق و غرب بر قرص خورشید برعکس جهت‌های جغرافیایی بر روی زمین است (شرق در سمت چپِ نقطه‌ شمال و غرب در سمت راست آن واقع می‌شود).

تعیین جهت‌ها در رصد با تلسکوپ نیز تقریباً به همین آسانی است. در یک تلسکوپ ثابت (با موتور خاموش و بدون قابلیت ردیابی خودکار) به علت حرکت وضعی زمین، ابتدا لبه‌ غربی خورشید از میدان دید خارج می‌شود. هم‌چنین در اثر چرخش وضعی شرق به غرب خورشید، عوارض سطحی آن به‌مرور پشت لبه‌ غربی پنهان می‌شوند. راستای مخالف، لبه‌ شرقی است و عوارض سطحی خورشید ابتدا از این سمت پدیدار می‌شوند. برای تعیین شمال و جنوب هم کافی است کمی لوله‌ تلسکوپ را در راستای شمال (یا جنوب) آسمان تکان دهیم. اشاره‌ جزییِ لوله به‌سمت شمال، موجب خروجِ نیم‌کره‌ جنوبی خورشید از میدان دید می‌شود؛ و برعکس.

 اثرات حاصل از انحراف مداری زمین و خورشید

اما جهت‌های تقریبی که به این ترتیب تعیین می‌شوند صرفاً تصویر راستاهای سماوی بر قرص خورشید هستند و محل دقیق شمال و جنوب و شرق و غرب خورشید را نشان نمی‌دهند. علت این است که اولاً محور دوران خورشید نسبت به دایرهالبروج تمایلی هفت‌درجه‌ای دارد و ثانیاً محور دوران زمین بر صفحه‌ منظومه‌ی شمسی عمود نیست. این دو اثر سبب می‌شود زمین دقیقاً در امتداد صفحه‌ی استوایی خورشید به دور آن نگردد. زمین که در مدارش به دور خورشید در حال حرکت است، نماهای گوناگونی از خورشید می‌بیند و نقطه‌ شمال و جنوبِ حقیقی خورشید در طول سال کمی رو به زمین یا پشت به آن قرار می‌گیرد. به این ترتیب از دید ناظر زمینی، نواحی قطبی خورشید در طول سال با حرکتِ نوسانیِ پیوسته‌ای به طرف زمین خم و سپس از آن دور می‌شود. این اثر، مشابهِ رخگردِ شمالی‌ـ‌جنوبی ماه است که موجب می‌شود گاهی قسمت‌هایی از نواحی قطبی ماه که پشت به زمین است نیز ‌دیده شود. قطبی‌های حقیقیِ خورشید ممکن است تا ۷ درجه و ۱۵ دقیقه متمایل به زمین باشند. علاوه بر این، راستای محور چرخشی خورشید نیز ممکن است حداکثر تا ۲۶ درجه و ۲۱ دقیقه به طرف شرق یا غرب سماوی تمایل زاویه‌ای داشته باشد. اگر به این دو مورد اخیر چرخش تفاضلی خورشید(Differential Rotation)

را هم اضافه کنیم و به خاطر بیاوریم که خورشید بر خلاف تصویر ساده‌ اولیه‌مان، یک قرص چسبیده به آسمان نیست بلکه شکلی کروی دارد، تعیین محل عوارض سطحی آن به نظر پیچیده‌تر هم می‌آید. تا حدودی هم همین‌طور است! اما خورشیدشناسان روش‌هایی تدوین کرده‌اند که با به‌کارگیری آن‌ها می‌توان در چند گام محل عوارض خورشید را با دقت خوبی استخراج کرد. این دقت در نزدیکی مرکز قرص خورشید بیش‌ترین مقدار است؛ حدود ۱ درجه. اما با دورشدن از مرکز و حرکت به‌سمت لبه‌ها از دقت زاویه‌سنجی کاسته می‌شود.

  مشخصه‌های اساسی خورشید

تعیین محل یک عارضه روی خورشید و بیان آن به صورت زاویه‌های طول و عرض خورشیدی، نیازمند دانستن سه پارامتر مهم درباره‌ خورشید است که به تاریخ و زمان انجام رصد بستگی دارند. نخستین پارامتر همان تمایل محور شمالی‌ـ‌جنوبیِ خورشید نسبت به زمین است که با Bo نشان داده می‌شود و به طوری که در ادامه خواهیم دید بیان‌گر عرضِ خورشیدیِ مرکز قرص خورشید است (شکل کناری). اگر محورهای دَوَرانی زمین و خورشید بر صفحه‌ دایره‌البروج عمود ‌بودند، جهت شمال خورشید همواره در بالاترین نقطه‌ لبه‌ شمالی آن واقع می‌شد و در نتیجه مرکز قرص خورشید همیشه منطبق بر خط استوای خورشید قرار می‌گرفت که مرجع سنجش زاویه‌ عرض خورشیدی است و مقدار عددی آن صفر می‌شد. در‌حالی‌که متمایل‌شدن قطب شمال خورشید به‌طرف زمین باعث پایین‌تر آمدنِ استوای خورشید نسبت به حالت قبل می‌شود و این‌بار مرکز قرص ظاهری خورشید چند درجه بالاتر از استوای آن قرار می‌گیرد. بنابراین عرضِ خورشیدیِ نقطه‌ مرکزیِ قرص، مقداری مثبت به خود می‌گیرد. بیش‌ترین مقدار این عرض خورشیدی مثبت، ۳/۷ درجه است و در اواسط شهریور ماه هر سال رخ می‌دهد. مخالف این حالت در نیمه‌ دوم فروردین اتفاق می‌افتد؛ یعنی قطب جنوب خورشید رو به زمین واقع می‌شود و علاوه بر این‌که بخشی از ناحیه‌ قطبی جنوبی آن رؤیت‌پذیر می‌شود، استوای فرضی خورشید تا ۳/۷ درجه بالاتر از مرکز قرص قرار می‌گیرد و زاویه‌ عرض خورشیدی آن ۳/۷-  می‌شود. فقط در بازه‌ زمانی محدودی در اواخر خرداد و آذر هر سال است که مقدار این زاویه صفر می‌شود و ما مستقیم از روبه‌رو به مرکز قرص خورشید نگاه می‌کنیم.

پارامتر دوم، در تغییرات راستای شمال‌ـ‌جنوب خورشید نسبت به محور دورانی زمین ریشه دارد. این پارامتر را زاویه‌ موقعیت می‌نامیم و با P نشان می‌دهیم. بازه‌ زاویه‌ای تغییرات آن ۶/۵۲ درجه است؛ ۳/۲۶ درجه در هر دو سوی شرق و غرب محور دوران خورشید. اگر تمایل به سمت شرق خورشید باشد مقادیر را با علامت + نشان می‌دهیم. بیشینه‌ تمایل شرقی در نخستین دهه‌ فروردین است، درحالی‌که در ابتدای دی‌ماه راستای شمال‌ـ‌جنوب خورشید با محور چرخشی زمین هم‌راستا و زاویه‌ موقعیت صفر می‌شود. از این پس زاویه‌ موقعیت مقادیر منفی به ‌خود می‌گیرد و در اواخر اسفند به ۳/۲۶- می‌رسد. سپس حرکت معکوس می‌شود و زاویه‌ موقعیت دوباره در نیمه‌ دوم تیرماه صفر می‌شود و این روند ادامه می‌یابد.

دو پارامتر Bo و P برای تعیین عرض جغرافیایی در خورشید کفایت می‌کنند. پارامتر سوم، به تعیین طول خورشیدی عوارض مربوط است و لازمه‌ آن دانستن محل خط فرضی محور چرخش خورشید است. این خط مرجعْ نصف‌النهار مرکزی خورشید نامیده می‌شود و زاویه‌ طول خورشیدی آن، Lo، در آغاز هر دوره‌ چرخش جدید خورشید صفر می‌شود. دقت کنید که منظور از دوره‌ چرخش در این‌جا، حرکت وضعی خورشید است که ماهیتی دیفرانسیلی یا تفاضلی دارد، نه دوره‌های بلند‌مدت چرخه‌ی خورشید که به فعالیت مغناطیسی آن مربوط است. از آن‌جا که خورشید جسمِ صُلب نیست، عرض‌های مختلف آن با سرعت‌های متفاوتی به دور محورش می‌چرخند، به‌طوری که چرخش مناطق استوایی ۲۶ روز و مناطق نزدیک قطب‌های آن۳۰ روز طول می‌کشد. تعداد دورهای چرخش خورشید با عددی موسوم به عدد کارینگتون مشخص می‌شود که مبدأ سنجش آن نوامبر سال ۱۸۵۳ (آبان ۱۲۳۲ شمسی) است. هر بار که یک دوره‌ چرخش وضعی جدید خورشید آغاز می‌شود، یک واحد به شماره‌های عدد کارینگتون افزوده می‌شود. عدد چرخش کارینگتون برای روز اول دی‌ماه امسال، ۲۱۳۱ است. طول خورشیدی از شرق به غرب آن و به‌صورت افزایشی اندازه‌گیری می‌شود و چون خورشید در جهت شرق به غرب حول محورش دوران می‌کند، طول خورشیدی نصف‌النهار مرکزی به‌مرور کاهش می‌یابد؛ از صفر یا ۳۶۰ درجه به ۳۵۰، ۳۴۰، و… در واقع زاویه‌ مربوط به پارامتر Lo هر روز ۲/۱۳ و هر ساعت ۵۵/۰ درجه کم‌تر می‌شود. برای این‌که بتوانیم مختصات مربوط به عارضه‌ خورشیدی خاصی را به‌درستی حساب کنیم، لازم است مقادیر مربوط به این سه پارامتر را بدانیم. جداولی موسوم به سال‌نامه (Ephemeris) [برابر دکتر حیدری ملایری: روزیج (=زیج روزانه)] از سوی مراکز مختلف نجومی چاپ و منتشر می‌شود که در کنار سایر اطلاعات مربوط به ستاره‌ها و سیاره‌ها، مقادیر سه‌گانه‌ روزانه‌ خورشید، یعنی Bo و P و Lo، را نیز ارایه می‌دهند. این سالنامه‌ها به‌صورت اینترنتی نیز می‌توان ‌دریافت کرد. علاوه بر این پایگاه‌های اینترنتی مختلفی هستند که می‌توانند این مقادیر را برای هر روز دلخواه محاسبه کنند و ارایه دهند. همه‌ این‌ها را می‌توان از پایگاه bass2000.obspm.fr، قسمت tools- Ephemerids به ‌دست آورد.

ثبت مستقیم تصویر فوران ماده از سیاهچاله ستاره‌خوار

ثبت مستقیم تصویر فوران ماده از سیاهچاله ستاره‌خوار

برای نخستینبار منجمان تصویر مستقیمی از شکلگیری و گسترش فوق سریع فواره‌ای از مواد ثبت کردند. این فوران با نزدیک شدن بیش از حد ستاره‌ای به یک سیاهچاله و تکه‌پاره شدن آن‌ به سبب گرانش بسیار زیاد سیاهچاله ایجاد شده است.

دانشمندان این رویداد را با تلسکوپ‌های فروسرخ و تلسکوپ‌های رادیویی، از جمله تلسکوپ اسپیتزر، رصد و پیگیری کرده‌اند. این اتفاق در جفت کهکشان‌هایِ در حال ادغامی، به نام ای‌آرپی ۲۹۹ (Arp 299)، به وقوع پیوسته است که حدود ۱۵۰ میلیون سال نوری از زمین فاصله دارند. در هستۀ یکی از این کهکشان‌ها سیاهچاله‌ای، با جرم ۲۰ میلیون برابر خورشید ما، ستاره‌ای با جرم دو برابر خورشید را متلاشی کرده است و این‌گونه با ایجاد زنجیره‌ای از رویدادها از جزئیات مهم این برخورد سهمگین در بین کهکشان‌ها پرده برداشته است.

همچنین، دانشمندان رصدهای تلسکوپ فضایی هابل را پیش و پس از فوران بررسی کردند. فقط نمونه‌های کمی از این نوع مرگ ستاره‌ها، که رویدادهای تخریب جزر و مدی یا تی‌دی‌ای (TDE سرواژۀ tidal intrusion events ) خوانده می‌شوند، شناسایی شده‌اند. دانشمندان حدس می‌زنند که این مواد بیرون کشیده شده از این ستاره‌ها به دور سیاهچاله‌ها می‌چرخند و با تولید پرتو ایکس و نورمرئی موجب بیرون زدن فواره‌هایی با سرعت نور از دو قطب صفحه‌شان می‌شوند.