بایگانی دسته بندی ها: بینگ بنگ

بوزون هیگز در حال فروپاشی به جفت‌ کوارک‌های b است

بیگ بنگ: فیزیکدان بوزون هیگز را مشاهده کرده‌اند که به جفت کوارک‌های b در حال فروپاشی است. این امر پیش‌بینی‌های مدل استاندارد فیزیک ذره‌ای را تأیید می‌کند.

Higgs boson celebrated ebbing into pairs of b quarksبه گزارش بیگ بنگ، بوزون هیگز یک ذره‌ی ابتداییِ ضروری برای مدل استاندارد است. این ذره به میدان هیگز مربوط می‌شود، یک میدان انرژی که جرم ذرات را برای آنها فراهم می‌کند. دانشمندان از برخورد دهنده‌های ذره استفاده می‌کنند تا ذرات را بهم برخورد دهند، در نتیجه تنوعی از ذرات خارجی و زیراتمی را تولید می‌کنند. اطلس یکی از ۶ شتاب‌دهنده‌ ذره‌ای در تجهیزات برخورددهنده‌ هادرونی بزرگ سرن(CERN) در سوئیس است.

شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند که بوزون هیگز باید به یک جفت از کوارک b شصت درصد پایین‌تر فروپاشی شود، اما فیزیکدانان سعی کردند این فروپاشی را مشاهده کنند. نتایج آزمایش جدید اطلس که همین هفته در کنفرانس فیزیک انرژی بالا در سئول، کره‌ی جنوبی(۲۰۱۸) ارائه شد نشان می‌دهد که نرخ فروپاشی بوزون هیگز به کوارک‌های b با پیش‌بینی‌های مدل استاندارد همخوانی دارد.

روش‌های سنتی برای تولید بوزون هیگز در واقع کوارک‌های b را تولید کردند که باعث شد تمایز محصول فرعی این تولید با نابودی ذره کار آسانی نباشد. دانشمندان بطور  منظم شاهد فروپاشی بوزون هیگز به فوتون‌ها، تاو، لپتون‌ها و بوزون‌های W و Z بودند اما کوارک‌های b به سختی مشاهده شدند. فیزیکدانان همراه با اطلس دائمأ روند تولید را اصلاح کردند تا تعداد فعل و انفعالات پس‌زمینه‌ایِ تولید کنندۀ کوارک‌های b را کاهش دهند. پس از آزمایش‌های زیاد، دانشمندان در نهایت توانستند نویز پس‌زمینه را به اندازه‌ای کاهش دهند که بتوانند بر کوارک‌های b ناشی از فروپاشی تمرکز کنند.

در حالیکه مشاهدات اخیر با مدل استاندارد مطابقت دارند، روش جدید برای خرد کردن ذرات تنها در برخوردهای ذرۀ مورد نظر، دانشمندان را قادر می‌سازد تا نظریات فیزیک ذره‌ای را بررسی نمایند. محققان در یک خبر نوشتند: «با این مشاهدات، عرصه‌ جدیدی از اندازه‌گیری‌های دقیق در بخش هیگز باز می‌شود که براساس آن مدل استاندارد بیشتر به چالش کشیده می‌شود. مطالعات این فروپاشی جدید یک پنجرۀ کاملأ جدید به سوی هیگز باز کند و همچنین به فیزیک مدرن فراتر از نظریات فعلی اشاره کند.»

ترجمه: سحر الله وردی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: upi.com

اخترشناسان یک سیگنال رادیویی رازآلود کشف کردند

بیگ بنگ: اخترشناسان یک انفجار رادیویی سریع(FRB) قدرتمند و رازآلود دیگر شناسایی کردند که از یک منبع ناشناخته در فضا به زمین رسیده است. اگر فکر می کنید این کشف به اندازۀ کافی برایتان عجیب نیست، باید بدانید که این انفجار رادیویی سریع به طرز باورنکردنی در دامنه فرکانسی ۵۸۰ مگاهرتز قرار دارد؛ یعنی تقریبا ۲۰۰ مگاهرتز پایین‌تر از هر انفجار رادیویی سریع دیگری که قبلا شناسایی شده، بود. اگر نام «انفجارهای رادیویی سریع» یا «FRB» تابحال به گوشتان نخورده است، بدانید که این سیگنال‌ها یکی از رازآلودترین و شدیدترین رویدادها در جهان به شمار می روند.

Radio vigilance detector CHIMEبه گزارش بیگ بنگ، این انفجارها می توانند در عرض چند ثانیه، انرژی برابر با ۵۰۰ میلیون خورشید تولید کنند و احتمال می رود هر یک ثانیه یکبار این اتفاق در جهان بیفتد. مشکل اینجاست که ما هنوز از عامل ایجاد آنها اطلاعی نداریم. یکی از سیگنال‌هایی که کشف کرده‌ایم، به کرّات دریافت شده است. بر اساس این سیگنال، چند انفجار رادیویی سریع فقط از یک موقعیت ارسال می شوند. این عامل به ما اجازه داده تا تشخیص دهیم این سیگنال از کجایِ جهان به دستمان می رسد. فعلا به شما میگوییم که منبع آن، کهکشان ما نیست. هنوز به طور قطعی از عامل ایجاد آن خبری نداریم؛ شاید انواع مختلفی از انفجارهای رادیویی سریع وجود دارد که از منابع مختلف نشات می گیرند. حالا با این سیگنال، چالش دیگری در پیش داریم که باید مورد بررسی قرار دهیم.

بر اساس گزارشی در تلگرام اخترشناسان(The Astronomer’s Telegram) در ۲۵ جولای ۲۰۱۸، آرایه‌ای از تلسکوپ‌های رادیویی در بریتیش کلمبیای کانادا موفق به شناسایی این انفجار رادیویی سریع و بسیار عجیب شد. این انفجار رادیویی سریع با نام «FRB 180725A» شناخته می شود. جالب است این سیگنال شدید با فرکانس رادیوییِ خیلی پایین ۵۸۰ مگاهرتزی شناسایی شد. لذا اولین انفجار رادیویی سریع به شمار می رود که فرکانسی زیر ۷۰۰ مگاهرتز دارد. “تلگرام اخترشناسان” یک هیئت بولتن از مشاهداتی است که محققان معتبر و سرشناس منتشر می کنند. پس اگرچه اینها از جمله شناسایی‌های اصیل به شمار می روند، اما توجه به این نکته هم خالی از لطف نیست که هنوز تیم‌های تحقیقاتی مستقل به تایید یا رد منشا این سیگنال‌ها نپرداخته‌اند.

شاید گفتن چنین چیزی قدری احمقانه به نظر برسد، اما فراموش نکنیم که محققان در سال ۱۹۹۸ تصور کردند نوع جدیدی از سیگنال رادیویی را کشف کرده‌اند که از فضا سرچشمه می گیرد؛ در صورتی که ۱۷ سال بعد مشخص شد که آن سیگنال مرموز از یک اجاق مایکروویو در مرکز تحقیقاتی‌شان نشات می گیرد. ولی خب تاکنون، همه شواهد و قرائن بر جدید بودن این انفجار رادیویی سریع دلالت دارد. «پاتریک بویل» مدیر پروژه «آزمایش ترسیم شدت هیدروژن در کانادا» در بولتن تلگرام اخترشناسان نوشت: «این رویدادها هم در طول روز و هم در طول شب رخ می دهند و زمان رسیدن آنها با فعالیت‌های محلی شناخته شده یا سایر منابع شناخته شده در ارتباط نیست.»

ECE The brief detonate of radio waves rescued by a state of a art mپس دانشمندان فکر می کنند این سیگنال‌های عجیب چه می توانند باشند؟ جدیدترین تحقیقات در زمینه انفجارهای رادیویی سریعی که به دفعات روی می دهند، نشان می دهد که منبع آنها یک ستاره نوترونی است، اما از جمله سایر فرضیه‌های دیگر در خصوص این رویدادها میتوان به سیاهچاله‌ها، تپ اخترهایی با ستاره‌های همدم و … اشاره کرد. البته این احتمال نیز می رود که بیش از یک توضیح برای این رویدادها وجود داشته باشد. البته این نکته غیرممکن نیست که انفجارهای رادیویی سریع به مثابه موتورهایی برای نیرودهی به فضاپیماهای عظیم بیگانه باشند. آنچه ما می دانیم این است که انفجارهای رادیویی سریع از مکان‌های بسیار دوری می آیند و شاید میلیاردها سال نوری با ما فاصله دارند. پس هر آن چیزی که آنها را به وجود می آورد، باید بسیار پرانرژی باشد.

صرف‌نظر از منبع انفجارهای رادیویی سریع، اگر عملکرد بهتری در شناسایی آنها داشته باشیم و به شکل بهتری منشاء آنها را درک کنیم، می توانند سرنخ‌هایی را در خصوص منشا کائنات و دوره اسرارآمیز بازیونش به ما بدهند؛ دوره‌ای که در آن، واسطه میان ستاره‌ای(عمدتا هیدروژن) در جهان اولیه دچار فرایند یونش شد. «آناستازیا فیالکوف» از مرکز اخترفیزیک هاروارد اسمیتسونیان خاطر نشان کرد: «انفجارهای رادیویی سریع مثل چراغ قوه‌های فوق‌العاده قدرتمند هستند که می توانند از این واسطه میان ستاره‌ای گذر کنند و از فواصل بسیار دور هم قابل مشاهده باشند. این عامل می تواند به ما اجازه دهد تا پیدایش جهان را به شیوه جدید مورد بررسی و مطالعه قرار دهیم.»

دانشمندان با بهره‌گیری از ابزارهای قدرتمند و تازه‌ای که به آنها کمک می کند انفجارهای رادیویی سریع بیشتری را شناسایی کنند، ابراز امیدواری کردند که طولی نخواهد کشید منشاء آن رویدادهای پرانرژی و انفجاری را پیدا کنیم. علاوه بر این، دانشمندان امیدوارند بزودی عامل ایجاد انفجارهای رادیویی سریع را هم بفهمند. ما علاقمندان هم باید تا آن زمان صبر کنیم.

ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com

کشف یک اَبر زمین در فاصله‌ ۱۶ سال نوری

بیگ بنگ: اخترشناسان یک سیاره‌ فراخورشیدی کشف کردند که جرمی چند برابر جرم زمین دارد و به دور یک ستاره‌ نزدیک گردش می‌کند. سیاره HD 26965b یک دنیای بیگانه‌ی تازه کشف شده است که ۸٫۴۷ برابر جرم زمین را دارد و در فاصلۀ ۱۶ سال نوری از ما واقع شده است.

image e HD bبه گزارش بیگ بنگ، این سیاره هر ۴۲٫۴ روز به دور ستاره‌ی کوتوله‌ و درخشانِ کلاسK به نام HD 26965 می‌چرخد. ستاره‌ی میزبان تقریبأ ۶٫۹ میلیارد ساله است، جرم آن تقریبأ ۷۸% جرم خورشید است و شعاع آن به بزرگیِ ۸۷% شعاع خورشید می باشد. “بو ما”، ستاره‌شناس دانشگاه فلوریدا و یکی از نویسندگان این مقاله گفت: «HD 26965 اولین ستاره از یک سامانه‌ی سه‌تایی مجزا می‌باشد. دو ستاره‌ی دیگر کوتوله‌ی M4 و کوتوله‌ی سفید هستند.»

وی افزود: «این ستاره یک ستارۀ فلزی ضعیف و بسیار درخشان است که اندازه‌ی مطلق آن V=4.4 می‌باشد. این امر موجب می‌شود این ستاره دومین ستاره‌ی درخشان در آسمان شب باشد که درست در پشت آن یک ابرزمین به نام HD20794 قرار گرفته است. حقیقت جالب این است که سیارۀ HD 20794 خاصیت فلزی مشابهی با ستارۀ خود دارد و مطابق با این یافته است که سیارات کوچکتر در اطراف ستاره‌هایی با خواص فلزی متنوعی یافت می‌شوند.»

به گفته محققان: «با توجه به سیارات دیگر با جرم و شعاع شناخته شده می‌توان گفت که سیاره HD 26965b با حداقل جرم ۸٫۴ جرم زمین، احتمالأ یک جو گازی دارد. هرچند، توجه داشته باشید که کپلر-۱۰c جرم و مدار مشابهی دارد، یک ستاره‌ی مشابه با خواص فلزی پایین میزبان آن است و فاقد پوشش است، بنابراین HD 26965b یک نوع جهان مشابه است.» سیاره HD 26965b با استفاده از روش جنبان(wobble method) که سرعت شعاعی نامیده می‌شود و همچنین در بررسی سیارۀ دارما(DPS) کشف شد. این روش به دنبال لرزش‌های آشکار ستارگان در حین کشش‌های گرانشی سیاره ایجاد می شود؛ اندازۀ این لرزش‌ها جرم سیاره را مشخص می‌کند.

اخترشناسان افزودند: «ما داده‌های اولیه‌ی بررسی DPS را مطالعه کردیم و یک سیگنال سرعت شعاعی را کشف کردیم که با ابرسیاره‌ی HD 26965 که به دور ستاره‌ی کوتوله‌ی V=4.4 K می‌چرخید سازگاری داشت. داده‌های اضافیِ مربوط به سرعت شعاعی از آرشیو «کک و آرشیو هارپس بدست آمدند. همین سیگنال را “ماتیاس دیاز” از دانشگاه شیلی به طور جداگانه کشف کرده بود، اما نتوانست تأیید کند که متعلق به یک سیاره است یا یک فعالیت ستاره‌ای.» جزئیات بیشتر این مقاله در مجله  Monthly Notices of a Royal Astronomical Society منتشر شده است.

مترجم: سحر الله وردی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sci-news.com

در کجا باید بدنبال نشانه‌های حیات روی “تیتان” بود؟

بیگ بنگ: یافته‌های جدیدی که در مجلۀ Astrobiology منتشر شده است؛ نشان می‌دهد که دهانه‌های بزرگ، مکان‌هایی هستند که می‌توان در آنها به دنبال عناصر سازنده حیات روی “تیتان” بزرگ‌ترین قمرِ زحل، بود.

wheretosearc

نگاه کاسینی به تیتان. برخی از دریاچه‌های بزرگِ پر از متان و اتان، از طریق مه قابل مشاهده هستند.

به گزارش بیگ بنگ، تیتان، گستره‌ای یخی پوشیده از مولکول‌های آلی، با دریاچه‌های متان مایعی است که توسط جوّ ضخیم و غبارآلودی از متان و نیتروژن پوشانده شده است؛ که این پرسش را مطرح می‌کند: چرا در این دنیایی که به طور عجیبی شبیه به زمین است، حیات وجود ندارد؟ دمای سطح آن شاید -۱۷۹ درجه سلسیوس (-۳۰۰ درجه فارنهایت) باشد که احتمالاً مانع از رخ دادن هرگونه واکنش زیست‌شیمیایی می‌شود. اما آیا هیچ مکانی روی تیتان وجود ندارد که به آن امید داشت که بیومولکول‌هایی نظیر آمینواسیدها بتوانند روی آن شکل بگیرند؟ گروهی می‌خواست جواب این پرسش را پیدا کند.

دانشمندانی به سرپرستی دکتر “کاترین نیش”، دانشمند سیاره‌ای در دانشگاه انتاریوی غربی، با استفاده از تصاویر و داده‌های فضاپیمای کاسینی و کاوشگر هویگنس، به دنبال بهترین مکان برای جستجوی مولکول‌های بیولوژیکی روی سطح تیتان بودند. همانطور که می‌دانیم، حیات مبتنی بر کربن است و از آب مایع به عنوان حلال استفاده می‌کند. سطح تیتان پر از مولکول‌های غنی از کربن (هیدروکربن‌ها) است که نشان داده شده که وقتی در معرض آب مایع در شبیه‌سازی‌های آزمایشگاه قرار گرفتند، آمینواسیدها، یعنی عناصر اصلی‌ای که پروتئین‌ها برای حیات نیاز دارند، را شکل می‌دهند.

مسئله اینجاست: تیتان آن قدر سرد است که احتمالاً آب مایع در سطح آن وجود ندارد. گرچه این سناریوی مطلوبی برای شکل‌گیری مولکول‌های حیات‌بخش نیست، اما این امید وجود دارد.

دهانه‌های در حالِ محو شدن

اندازه‌گیری‌های راداریِ کاسینی، که ۱۳ سال است به دور زحل می‌چرخد، توانست از طریق جوّ تیتان که به لحاظ نوری ضعیف است، قلمروی این جهانى مبهم را آشکار کند. آنچه که آشکار شده بود غیرمنتظره بود- تیتان فعال است. دستگاه‌های رادار کاسینی، دریاچه‌ها، تپه‌ها، کوهستان‌ها، دره‌های رودخانه‌ای را نشان دادند و دهانه‌های زیادی را نشان ندارند؛ که این امر نشان می‌دهد که فرآیندهایی روی سطح تیتان در حال رخ دادن است که دهانه‌ها را یا پر می‌کنند و یا فرسایش می‌دهند. کشف دنیایی شبیه به زمین که فاصلۀ آن تا خورشید، نه برابر فاصلۀ زمین تا خورشید است، شگفت‌آور بود.

titan

ناسا بتازگی تصاویری از تیتان قمر مه‌آلود زحل منتشر کرد. این تصاویر که در طیف فروسرخ گرفته شده حاصل ۱۳ سال گردآوری اطلاعات ثبت شدۀ فضاپیمای کاسینی میباشد

مجای تیتان، با چنین چشم‌انداز مشابه و آشنایی با زمین، بهترین مکان‌ها برای یافتن نشانه‌های حیات است؟ گرچه دریاچه‌های متان ممکن است گزینۀ واضح و روشنی به نظر برسند، اما در عوض نیش و همکارانش دریافتند که دهانه‌ها و آب‌فشان‌ها (مناطقی که از زیر سطح یخی تیتان، آب مایع فوران می‌کند) دو عدد از جذاب‌ترین مکان‌ها هستند. هر دوی آنها امید به ذوب شدن یخ‌های تیتان به شکل آب مایع را نشان می‌دهند، که این گامی ضروری برای شکل‌گیری بیومولکول‌های پیچیده است.

دکتر مورگان کابل، فن‌شناس در بخش پیاده‌سازی سیستم‌های ابزار دقیق و مفاهیم در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا در پاسادنا کالیفرنیا، متخصص «تلین» (مواد آلی‌ای که وقتی ترکیبات سادۀ گاز در معرض تشعشعات کیهانی قرار می‌گیرند، تولید می‌شود) است. وی اظهار داشت: «وقتی تلین‌ها را با آب مایع ترکیب می‌کنیم، آمینواسیدهایی را می‌سازیم که واقعا سریع هستند. بنابراین هر جایی از سطخ تیتان یا در نزدیکی سطح تیتان که آب مایع وجود داشته باشد می‌تواند پیش‌ماده‌های حیات ـ بیومولکول‌ها که برای حیات بسیار مهم هستند ـ را بسازد؛ و این واقعا هیجان‌انگیز است.»

wheretosearc

سورتا فاکولا، آب‌فشانی روی تیتان است. این تصویر که از توپوگرافی رادار با رنگ‌های فرو سرخ به دست آمده است، مخروط آتشفشان، قله‌های کوه‌ها و جریان‌های نازک و درخشانِ دور از آب‌فشان‌ها را نشان می‌دهد.

دهانه‌ها بهترین گزینه هستند

آب‌فشان‌ها و دهانه‌ها بهترین نقاط برای ذوب شدن روی تیتان هستند، اما کدام یک از این دو است که باید در مورد آن شرط‌بندی کنیم؟ عجیب است که پاسخ آن از نظر نیش، دهانه‌ها هستند، با وجود اینکه تعداد دهانه‌ها به اندازۀ تعدادشان روی ماه نیست و کمتر است. نیش گفت: «به سه دلیل دهانه‌ها واقعا برنده‌های واضحی هستند. یکی اینکه کاملاً مطمئن هستیم دهانه‌هایی روی تیتان وجود دارد. به وجود آمدن دهانه، فرآیند ژئولوژیکیِ بسیار رایجی است و ما ویژگی‌های مدوری را می‌بینیم که تقریباً روی سطح به شکل دهانه ایجاد می‌شوند.»

نیش با افزودنِ اینکه آب مایع عامل مهمی برای رخ دادنِ واکنش‌های شیمیاییِ پیچیده است، گفت دومین دلیل این است که دهانه‌ها احتمالاً مذاب بیشتری نسبت به آبفشان تولید می‌کنند، یعنی «یخ زدنِ آنها بیشتر طول می‌کشد و در نتیجه [آب] برای مدت طولانی‌تری به صورت مایع باقی خواهد ماند.» نیش اظهار داشت: «آخرین دلیل این است که دهانه‌های ضربه‌ای باید آبی را تولید کنند که نسبت به آبفشان‌ها، دمای بالاتری دارد. آبِ داغ‌تر به معنای سرعت بالاتر واکنش‌ شیمیایی است، که این امر امید به ایجاد شدنِ مولکول‌های حیات‌بخش را بیشتر می‌کند.»

کابل گفت: «آب می‌تواند تا هزاران سال یا بیشتر، در آن محیط‌ها به صورت مایع باقی بماند.» از سوی دیگر، آبفشان‌ها آن قدر که باید، داغ نیستند. نیش گفت: «وقتی آبفشان فوران می‌کند، معمولاً دقیقاً در دمای ذوبِ یخ فوران می‌کند؛ و ما فکر می‌کنیم که هر «گدازه‌ای» [در این مورد، شکلِ شفافی از آب] روی تیتان به شدت با آمونیاک آمیخته می‌شود، و در نتیجه نقطۀ انجماد را کاملاً خاموش می‌کند به طوری که می‌تواند گدازه را کاملاً سرد کند.»

wheretosearc

سورتا فاکولا، آب‌فشانی روی تیتان است. این تصویر که از توپوگرافی رادار با رنگ‌های فرو سرخ به دست آمده است، مخروط آتشفشان، قله‌های کوه‌ها و جریان‌های نازک و درخشانِ دور از آب‌فشان‌ها را نشان می‌دهد.

 آخرین نکته در مورد آبفشان‌های یخی این است که این آبفشان‌ها به فرآیند مبهم‌تر و فرّارتری تبدیل می‌شوند. تصور کنید یخ، که چگالی کمتری نسبت به آب دارد، در لیوانی از آب شناور باشد. نیش می‌گوید: «وقتی چگالی یخ کمتر از آب است، تلاشِ آب برای بالاتر رفتن از یخ و قرار گرفتن روی آن کاملاً دشوار است. بودنِ آبفشان به عنوان مکانی حیات‌بخش دشوارتر است و شواهد بسیار کمی از آن روی تیتان وجود دارد.»

در واقع ممکن است آبفشان روی تیتان حتی واقعی نباشد. نیش افزود: «سورتا فاکولا [کوهستانی روی تیتان که ظاهراً تورفتگی‌ای مانند مخروط آتشفشان دارد] شاید بهترین و تنها نمونه‌ از آبفشان روی تیتان باشد. بنابراین بسیار نادرتر است، اصلاً اگر وجود داشته باشد.»

اندازه‌گیری‌های در محل

دهانه‌های سینلاپ (با قطر ۱۱۲ کیلومتر)، سلک (با قطر ۹۰ کیلومتر) و منروا (با قطر ۳۹۲ کیلومتر)، که بزرگ‌ترین دهانه‌های جدید در تیتان هستند، مکان‌هایی اصلی هستند که در نهایت برای جستجوی قابلیت‌های بیومولکول‌ها باید در این دهانه‌ها به دنبال یافتن آن بود.ما به کاوشگری نیاز داریم که روی تیتان فرود آید و اندازه‌گیری‌های در جایی را در آنجا انجام دهد تا به چنین کشفی دست یابد. اما آیا این مقصدها، گزینه‌های بعدی برای مأموریت آیندۀ تیتان هستند؟ همه متقاعد نشده‌اند.

Titan xدکتر دیوید گرینسپون، دانشمند ارشد مؤسسه علم سیاره‌ای، بیان دارد: «حتی با وجود نتایجی مانند این، باز هم نمی‌دانیم در کجا باید به دنبال نشانه‌های حیات باشیم. من از این نتایج برای هدایت مأموریت بعدی به تیتان استفاده نمی‌کنم. این نتایج شتاب‌آمیز است.»

در عوض، گرینسپون می‌خواهد مکان‌های بیشتری را در تیتان بررسی کند. وی می‌گوید: «از آنجایی که در مورد این سیاره اطلاعات بسیار کمی در دست داریم، ابتدا محاسبۀ طیفی از محیط‌ها معنادارتر است.» با این حال گرچه تیتان پیچیده و گیج‌کننده است، اما برای جستجوی عناصر اصلی حیات در این دنیای بسیار سرد باید از جایی آغاز به کار کنیم و نتیجه این تحقیقات به تحقیق ما نمی‌رسد، اما سه گزینۀ بالقوه برای شروع جستجو در دست داریم؛ و امید داریم گزینه‌های بسیار بیشتری یافته شود.

ترجمه: زهرا جهانبانی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: phys.org

قدیمی‌ترین کهکشان‌های کیهان کشف شدند

c chalky approach and surrounding dwarf galaxies splبه گزارش بیگ بنگ به نقل از ایسنا، اخترشناسان موفق به کشف ۴ کهکشان اقماری کوچک شدند که زمان تولد آن‌ها به ۱۳ میلیارد سال نوری پیش باز می‌گردد. این کهکشان‌ها مدت کوتاهی پس از بیگ بنگ متولد شدند و به دور کهکشان “راه شیری” می چرخند. “کهکشان اقماری” کهکشانی است که به صورت مداری، دور یک کهکشان بزرگ می‌چرخد. این گردش بر اثر کشش گرانشی است. ستاره‌شناسانی که این کهکشان‌ها را کشف کردند، این یافته‌ها را به بقایای باقی مانده از انسان‌های نخستین تشبیه کردند.

بنا بر اعلام محققان “مرکز اخترفیزیک هاروارد” و موسسه محاسبات کیهانی دانشگاه “دورام” این اکتشاف جدید موجب بروز تکاملی جدید در مطالعات کیهان است. این کهکشان‌ها که ” Segue-۱”، ” Bootes I”،” Tucana II” و ” Ursa Major I” نام گرفته‌اند، نور بسیار ضعیفی دارند و جزء ابتدایی‌ترین کهکشان‌های متولد شده در کیهان هستند.

many smaller galaxies surround

در تصویر نمایی از کهکشان‌های اقماری در اطراف یک کهکشان شبیه‌سازی شده می بینید. دایره‌های آبی، کهکشان‌های اقماری روشن‌تر را نشان می دهد، در حالی که دایره‌های سفید کهکشان‌های اقماری فوق‌العاده کم نور را نشان می دهد

 زمانی‌ که جهان ۳۸۰ هزار ساله بود، اولین اتم‌های کیهان شکل گرفتند. “هیدروژن” اولین و ساده‌ترین اتمی بود که تشکیل شد. یکی از محققان این پروژه گفت: یکی از جنبه‌های حائز اهمیت این پروژه این است که این اکتشاف، مکملی میان مدل‌های پیش‌بینی شده و داده‌های واقعی است. نتایج این مطالعه در ” The Astrophysical Journal” منتشر شد.

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

پارادوکس فرمی: چرا خبری از بیگانگان فضایی نیست؟

بیگ بنگ: تقریبا ۷۰ سال پیش، فیزیکدان برنده جایزه نوبل «انریکو فرمی» این سوال مشهور را پرسید: «پس دیگران کجا هستند؟» او با این سوال به موجودات فضایی اشاره می کرد که با توجه به قدمت طولانی کهکشان راه شیری و میلیاردها سیاره قابل سکونتش ظاهرا باید تاکنون خودشان را نشان داده بودند. اما فضا بسیار بزرگ است و فاصله میان ستاره‌ها زیاد است. پس منطقی است که فکر کنیم سیگنال های حیات هوشمند بیگانه با وجود محدودیت سرعت نور، هنوز به ما نرسیده باشند.

maxresdefaultبه گزارش بیگ بنگ، اما هر وقت بحث برخورد با فرازمینی‌ها می‌شود٬ باور عمومی این است که آن‌ها بسیار پیشرفته‌تر از ما هستند. این باور به طول‌ عمر مورد انتظار فنی برای یک تمدن ربط دارد. بیایید فرض کنیم که عدد عادی برای این موضوع کمتر از هزار سال باشد و ما ۱۰۰ سال از طول عمر پیشرفته‌ی خود را( از زمانی که ارتباطات رادیویی ممکن شده است) پشت سر گذاشته‌ایم. از استدلال‌های آماری و تصور نقطه ‌شروع‌های تصادفی در زمان٬ اکثر تمدن‌های بیگانه بایست در این دوره‌ی پیشرفت بسیار جلوتر باشند.

خیلی خودخواهانه به نظر می‌رسد باور کنیم که می‌توانیم انگیزه‌هایی که آن‌ها می‌توانند برای رفتارشان با یک تمدن سطح پایین‌تر مثل ما داشته باشند را متصور شویم. با این حال٬ بعضی تلاش می‌کنند پارادوکس فرمی را با یک فرضیه‌ی باغ‌وحش( یا ترجیحا یک ذخیره‌گاه طبیعی) توضیح دهند. این فرضیه می‌گوید که بیگانه‌ها ما را مثل کاری که ما با یک ذخیره‌گاه طبیعی می‌کنیم تنها گذاشته‌اند؛ آن‌ها در کار ما دخالت نمی‌کنند تا به ما اجازه دهند آزادانه و با مسیر خودمان رشد و توسعه پیدا کنیم. موجودات هوشمند فرازمینی آنجا هستند ولی هیچ‌وقت خود را نشان نمی‌دهند. درعوض٬ آن‌ها نقش مشاهده‌کننده را ایفا‌ء خواهند کرد.

هر چند فرضیه‌ی باغ‌وحش چند نقطه‌ضعف مشخص دارد. یکی این است که هوش زمینی اخیرا به وجود آمده است و تماشا یا نگه‌داری یک قرنطینه از جانداران تک‌سلولی به نظر نمی‌رسد کار خیلی مفیدی باشد. در چنین موردی آن‌ها باید بسیار عجله داشته و با تشخیص هوش٬ سریعا یک ذخیره‌گاه طبیعی را تشکیل داده و خود را نامرئی کرده باشند. مشکل دیگر این نوع سناریو این است که نمی‌توان آن را آزمایش کرد. اگر تمدن‌های برتر می‌خواهند پنهان بمانند٬‌ هر چقدر هم تلاش کنیم٬ احتمال دارد هیچ‌وقت نتوانیم وجود آن‌ها را ثابت کنیم. اگر شما بخواهید علت عدم رویارویی بشر با بیگانگان را بنویسید، چه عاملی را دخیل می دانید؟

📚برشی از کتاب “در جستجوی حیات بیگانه” نوشته پیتر لینده با ترجمه: امیرحسین سلیمان میگونی از سایت بیگ بنگ

برای خرید این کتاب به اینجا مراجعه کنید

یک جستجوی دیگر برای ماده‌ تاریک

بیگ بنگ: یک بار دیگر، ماده‌ تاریک پیدا نشد در صورتی که محققان امیدوار بودند آن را پیدا کنند. پانداکس(PandaX)– یک تانکر حاوی ۵۸۰ کیلوگرم زنون مایع در زیر کوهستان‌های جینپینگ سیچوان – چین – یکی از حساس‌ترین ردیاب‌های ماده‌ تاریک در سیاره‌ زمین است.

Dark Matterبه گزارش بیگ بنگ، اگر ماده‌ تاریک بتواند به ماده‌ای قابل شناسایی تبدیل شود و اگر ماده‌ تاریک از ذرات بزرگ و حجم‌دار به نام WIMPs تشکیل شده باشد (ذرات پرجرمی که فعل و انفعال ضعیفی با هم دارند) همانطور که دانشمندان برای مدت‌های طولانی فرض می‌کردند، آنگاه دیر یا زود مقداری از ماده‌ تاریک باید در ذرات زنون درون پانداکس وجود داشته باشد به گونه‌ای که محققان بتوانند آن را ردیابی کنند. اما اخیرأ داده‌های گزارش شده از یک آزمایش ۸۰ روزه که در سال ۲۰۱۵ کامل شد به فیزیکدانان می‌گویند که این اتفاق هنوز نیوفتاده است. و این نتیجه‌ی پوچ و بی معنی در شکار ماده‎ تاریک اطلاعاتی را درباره‌ی ماده‌ تاریک ارائه می‌دهد.

ماده‌ تاریک یک پازل گمشدۀ بزرگ در جهان است. وقتی دانشمندان طریقه‌ حرکت ستارگان در طول فضا و ساختار بزرگ مقیاس جهان را مطالعه می‌کنند، می‌توانند ببینند که چیزی گم شده است. هر چیزی که قادر به دیدن آن هستیم طوری رفتار می‌کند که گویی مادۀ خیلی بیشتری نسبت به چیزی که تلسکوپ نشان می‌دهد وجود دارد و کشش گرانشی را ایجاد می‌کند. این ماده‌ تاریک گمشده حداقل ۸۰ درصد از جرم جهان را توضیح می‌دهد. اما محققان هیچ ایده‌ای در مورد مواد تشکیل‌دهندۀ آن ندارند.

در مقاله‌ای که در ۱۲ جولای ۲۰۱۸ در مجله‌ Physical Review Letters منتشر شده، تیمی از محققان داده‌های صفرِ پانداکس را تفسیر کردند تا محدودیت‌های جدیدی را برای ماده‌ تاریک تعیین کنند – و این کار توضیح می‌دهد چه چیزی در بیرون وجود دارد. فرآیند بنیادی حذف که در این مقاله گزارش شده به نظر نسبتأ ساده است: این احتمال وجود ندارد که ماده‌ تاریک از ذراتی تشکیل شده باشد که فعل و انفعال معناداری با ماده‌ی معمولی دارند و جرم آنها بین ۵ میلیون تا ۱۰ میلیون برابر جرم پروتون است. اما این یک معامله‌ی بزرگ است، همانطور که “های-بو یو”، فیزیکدان دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید، و نویسنده‌ این مقاله توضیح می‌دهد.

به گفته‌ وی، این امر نشان می‌دهد که توضیحات احتمالی برای ماده‌ تاریک – مهمتر از همه WIMPs که باید در آزمایشی بر روی مقیاس پانداکس نمایش داده شود – می‌توانند نادرست باشند. ذرات ماده‌ تاریک احتمالأ کوچکتر از WIMPs هستند و به گونه‌ای رفتار نمی‌کنند که مطالعه‎ آنها آسان شود. یو افزود: «باید آمادۀ این ایده شویم که ماده‌ تاریک با هیچ مادۀ دیگری فعل و انفعال ندارد به جز از طریق گرانش.»

بر اساس محدودیت‌های ماده‌ی تاریک که پانداکس و آزمایشات دیگر تعیین کرده‌اند، یو و همکارانش نتیجه می‌گیرند که بهترین آزمایشگاه برای درک ماده‌ تاریک همان آسمان شب است. ستارگان و کهکشان‌ها رفتارهای ظریفی را از خود نشان می‌دهند که محققان از آنها برای یافتن اطلاعاتی دربارۀ ماده‌ تاریک استفاده می‌کنند.

به گفته‌ یو، مشاهدات ستاره‌شناسی به مدلی اشاره دارند که ماده‌ تاریک خودتعاملی نامیده می‌شود – ذراتی که عمدتأ به طرق ناشناخته باهم فعل و انفعال دارند، بجای اینکه غالبأ با ماده‌ معمولی که به آن عادت کردیم تعامل داشته باشند. و بهترین راه برای مشاهدۀ این نوع ماده‌ تاریک از طریق تأثیر آن بر چیزی است که در فضای خارجی مشاهده می‌کنیم. (البته تمام دانشمندان با این قضیه موافق نیستند. حتی شک و تردیدهایی در مورد وجود داشتن ماده‌ی تاریک وجود دارد، گرچه آنها در اقلیت رو به افزایشند.)

یو گفت که هنوز فضا برای آزمایشات بر روی زمین وجود دارد تا ماده‌ تاریک به طور عمیق‌تری جستجو شود و حداقل فرآیند بیشترِ حذف را اجرا کند. یک محفظه‌ حاوی زنون بزرگتر و سنگین‌تر که نمی‌توان در آن به دنبال ذرات ماده‌ تاریک کوچکتر احتمالی گشت، همانند ذرات ابتدایی فرضی به نام آگزیون، می‌تواند محل شروع خوبی باشد.

ترجمه: سحر الله وردی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: Livescience.com

این تصویر یکی از کامل‌ترین نقشه­‌های مغز یک موجود است

بیگ بنگ: نقشه‌برداری مغز انسان با جزئیات کامل میتواند به کشف برخی از اسرار آن کمک کند، اما مغزهای ما ارگان‌های بسیار پیچیده‌­ای هستند، بنابراین برای تحقق بخشیدن به این رویا باید همچنان منتظر باشیم. با این حال، دانشمندان قدم مهمی را در راستای رسیدن به این هدف برداشته­‌اند. یک تیم پژوهشی، تصویری با کیفیت بالا و سه بعدی از مغزی کوچکتر تهیه کردند: مغز یک مگس سرکه. از آنجایی که این نقشه هر یک از صد هزار نورون موجود در مغز این حشره را نشان می­دهد، دقیق‌­ترین نقشۀ مغزی است که تاکنون ایجاد شده است.

fruit fly mind mapبه گزارش بیگ بنگ، مغز مگس سرکه(Drosophila melanogaster) تنها به اندازه یک دانۀ خشخاش است، اما در مقیاسی باور نکردنی پیچیده است: این کار با ترکیب حدود ۲۱ میلیون عکس گرفته شده در بیش از ۷۰۰۰ برش از مغز این موجود انجام شد؛ و چیزی که در پایان نصیب دانشمندان شد، تصویری فوق­‌العاده دقیق است که اگر دانشمندان آن را تا ابعاد نانو زوم کنند، قادرند تک تک نورون‌ها را دیده و مسیر آنها را دنبال کنند.

امید است که این نقشه ما را در درک بهتر عملکرد مغز و سلول‌های عصبی چه در مگس سرکه و چه در انسان کمک کند. به تمام راه‌­های دیوانه‌­واری که این نورون­‌ها را به هم متصل می ­کنند، نگاه کنید:

fruit fly mind mapداوی بوک، عصب‌پژوه در موسسه پزشکی هوارد هیوز در مریلند می­ گوید: «پیش از این، مغز مگس سرکه هرگز با این کیفیت و رزولوشون بالا تصویربرداری نشده بود. این نخستین‌بار است که تک تک نورون­‌ها را به صورت مجزا می­ توان مشاهده نمود. هر زمان که تصویری کامل‌تر و با وضوح بالاتر را نگاه می­ کنید، چیزهای جدیدی کشف می­ کنید.»

برای تولید چنین تصویری، پژوهشگران از تکنیکی به نام میکروسکوپ الکترونی عبوری بخش به بخش(serial territory delivery nucleus microscopy) استفاده نمودند. ابتدا تیم غشاهای سلول‌ها را با فلزات سنگین با­رگذاری کرد و خطوط نورون­ها و سیناپس‌­هایی را که آنها را به هم متصل می­ کند، نشانه­‌گذاری نمود. سپس پرتوهای الکترونی به سمت مغر شلیک شدند. این الکترونها وقتی که به فلز برخورد می­ کنند پراکنده و منعکس می­ شوند، همانطور که پرتو ایکس هنگام برخورد با استخوان‌ها مسدود می­ شود.

بوک می­ گوید: «این به ما اجازه می دهد تا رشته‌­های اسپاگتی­‌ای که همگی در کاسۀ بزرگ مغز به صورت در هم ریخته‌­ای قرار دارند، را ببینیم.» از دو دوربین با سرعت بالا و دو سیستم سفارشی نیز استفاده شد تا فرایند جمع­‌آوری میلیون‌ها عکس، بسیار سریع‌تر از حد نرمال باشد. در این صورت، تصویر کل مغز را می­ توان در کمتر از ۷ دقیقه تولید کرد، و این حدود پنج برابر سریع‌تر از آنچه که با تنظیمات قبلی انجام می­ شده است، می­ باشد. بعد از آن نوبت به فرآیند نقشه‌برداری از ۱۰۰ هزار نورون موجود در مغز مگس سرکه می­ رسد که به مدت زمان زیادی نیاز دارد.

این نقشه، تاکنون به کشفیاتی منجر شده است: این تیم مسیر گروهی از نورون‌ها که به بخشی از مغز که در حافظه و یادگیری دخیل است و بعنوان نورون‌های بویایی شناخته شده‌­اند، ردیابی کرده است. آنها نورون‌ها و مسیرهای اطلاعاتی که پیش از این مشخص نشده بودند را کشف کردند، این امر به دانشمندان کمک خواهند کرد که چگونگی یادگیری در مگس­‌های میوه را درک کنند. ویدئوی نقشه مغز مگس را در زیر مشاهده کنید:

بوک افزود: «مگس­‌های میوه دارای قدرت یادگیری و به خاطر سپردن هستند. آنها می­دانند که کدام مکان‌ها خطرناک و کدام­یک از آنها امن هستند. آنها همچنین روش‌های معاشقه و آرایش را به صورت استادانه‌­ای ایجاد کرده‌اند.» این داده­‌ها اکنون برای هر فردی که به موشکافی آنها علاقه‌­مند است قابل دانلود و دسترسی است، و تیم امیدوار است که این پژوهش به درک بهترِ رفتار مگس سرکه منجر شود.

آیا همین روش بر روی مغز انسان  نیز قابل استفاده است؟ در مغز انسان حدود یک میلیون برابر بیشتر نورون وجود دارد، بنابراین این فرآیندها باید به طور قابل ملاحظه‌­ای افزایش یابند و تصویربرداری از مغز انسان احتمالا سال‌ها طول خواهد کشید. هم­ اکنون دانشمندان مشغول مطالعۀ داده­‌های جذابِ تصویرهای مربوط به مغز مگس سرکه هستند. پژوهشگران مسئول این پروژه می­ گویند که این حشرات کوچک افکار و مغزی پیچیده‌­تر از آنچه که ما انتظار داشتیم دارند. این بدان معنی است که باید منبع عظیمی از ارتباطات عصبی برای تحلیل بیشتر وجود داشته باشد. جزئیات بیشتر این پژوهش در مجلۀ Cell منتشر شده است.

ترجمه: آوین تهمتن/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com

انسان‌ها سردترین مکان در فضا را ایجاد کردند!

بیگ بنگ: علی‌رغم چندین دهه تحقیق، دانشمندان همچنان در تلاش هستند تا دریابند چهار نیروی اصلی جهان چگونه در تناسب با یکدیگر کار می کنند. در حالیکه مکانیک کوانتومی می تواند توضیح دهد سه مورد از این نیروها (الکترومغناطیس، نیروهای هسته‌ای ضعیف و قوی) در کوچکترین مقیاس‌ها با یکدیگر کار می کنند، نسبیت عام هم نحوه کارکرد اجرام در بزرگترین مقیاس‌ها را توضیح می دهد. در همین رابطه، گرانش است که چالش‌هایی را با خود به همراه داشته است. برای درک اینکه گرانش چگونه با ماده در کوچکترین مقیاس‌ها برهمکنش می کند، دانشمندان آزمایش‌های بسیار جالب توجهی را ترتیب داده‌اند.

HumanMadeColdestSpotInSpaceبه گزارش بیگ بنگ، یکی از این آزمایش‌ها در آزمایشگاه اتم سرد ناسا(CAL) واقع در ایستگاه فضایی بین‌المللی به انجام می رسد. اخیرا، این آزمایشگاه با ایجاد ابرهایی از اتم به نام «چگالش بوز-اینشتین» دستاورد مهمی کسب کرده است. این برای اولین بار بود که چگالش بوز-اینشتین در مدار زمین ایجاد شد. این دستاورد، فرصت‌های تازه‌ای را برای بررسی بیشتر قوانین فیزیک عرضه می کند. چگالش بوز-اینشتین حالتی از ماده است که در آن، یک گاز رقیق، بوزون را تا دمای بسیار پایین و در منفیِ ۲۷۳ درجه سانتی‌گراد سرد می کند. در اثر دمای بسیار پایین در این گذار فازی، بخش بسیار بزرگی از بوزون‌ها، کمترین حالت کوانتومی را اِشغال می کنند و در آن نقطه، پدیده کوانتومی ماکروسکوپی آشکار می شود. بوزون‌های سرد در هم فرو می روند و ابرذره‌هایی که رفتاری شبیه به یک ریزموج دارند تا ذره‌های معمولی شکل بگیرد. ماده چگال شده بوز-اینشتین شکننده و سرعت عبور نور در آن بسیار کم است.

چگالش بوز-اینشتین(BEC) که ۷۱ سال پیش توسط «ساتیندرانات بوز» و «آلبرت اینشتین» پیش‌بینی شد، اتم‌های فوقِ سردی هستند که به دمای بالای صفر مطلق می رسند که در این نقطه، اتم‌ها باید به طور کامل دست از حرکت بردارند. این ذرات عمر طولانی دارند و به طور کاملا کنترل شده عمل می کنند؛ این عامل آنها را به پلتفرم ایده‌آلی برای مطالعه رویدادهای کوانتومی تبدیل می کند. این هدف والای آزمایشگاه اتم سرد ناسا است، این آزمایشگاه قصد دارد گازهای کوانتومی فوق سرد را در یک محیط با گرانش پایین مطالعه کند.

این آزمایشگاه در اواخر ماه می ۲۰۱۸ در ایستگاه فضایی بین‌المللی راه‌اندازی شد و نخستین آزمایشگاه در نوع خودش در فضا محسوب می گردد. این آزمایشگاه برای گسترش توانایی دانشمندان برای انجام اندازه‌گیری‌های دقیق درباره گرانش و مطالعۀ نحوه برهمکنش آن با ماده در کوچکترین مقیاس‌ها طراحی شده است. «رابرت تامسون» دانشمند این پروژه و فیزیکدان در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا گفت: «انجام آزمایش چگالش بوز-اینشتین در ایستگاه فضایی بین‌المللی رویایی است که به تحقق پیوسته است. ما راهی سخت و طولانی برای رسیدن به این نقطه پیموده‌ایم، اما تلاش‌هایمان ارزش داشته و به ثمر نشسته است، زیرا ما در آینده خواهیم توانست کارهای بسیار زیادی در این آزمایشگاه انجام بدهیم.»

در حدود دو هفته پیش، دانشمندان آزمایشگاه اتم سرد ناسا در تاییدیه‌ای اعلام کردند که این آزمایشگاه موفق به تولید چگالش بوز-اینشتین از اتم‌های روبیدیوم (یک عنصر نرم فلزی سفید در گروه قلیایی) شده است. براساس گزارش دانشمندان، آنان به دمای پایین ۱۰۰ نانوکلوین هم دست یافته بودند که تقریبا سه هزار برابر سردتر از دمای میانگین فضا (۲۷۰- درجه سلسیوس) است. چگالش بوز-اینشتین به خاطر رفتار منحصربفردش، بعنوان حالت پنجم ماده معرفی شده است زیرا ماهیتی متفاوت با گازها، جامدات، مایعات و پلاسما دارد. در چگالش بوز-اینشتین، اتم‌ها بیشتر شبیه موج‌ها عمل می کنند تا ذره‌ها در مقیاس ماکروسکوپی.

علاوه بر این، اتم‌ها پایین‌ترین سطح انرژی‌شان را اتخاذ کرده و هویت موج یکسانی می گیرند؛ این عامل باعث می شود شرایط برای تفکیک آنها از همدیگر غیرممکن گردد. ابرهای اتم به مانند یک سوپر اتم رفتار می کنند، نَه اتم‌های عادی. نخستین چگالش بوز-اینشتین توسط یک گروه علمی در آزمایشگاهی در سال ۱۹۹۵ میلادی تولید شد؛ در این گروه، اریک کورنل، کارل ویمن و ولفگانگ کترل که به پاس دستاوردهایشان در سال ۲۰۰۱ توانستند جایزه نوبل فیزیک را بطور مشترک تصاحب کنند، فعالیت می کردند.

از آن زمان به بعد، صدها آزمایش چگالش بوز-اینشتین در زمین به انجام رسیده و برخی آزمایش‌ها نیز در فضا انجام شده‌اند. اما آزمایشگاه اتم سرد ناسا یک مرکز منحصربفرد می باشد زیرا در نوع خودش نخستین آزمایشگاه در ایستگاه فضایی بین‌المللی به شمار می رود. در آنجا، دانشمندان می توانند مطالعات روزمره را در طی دوره‌های طولانی انجام بدهند. در این مرکز دو محفظه استاندارد وجود دارد.

coldاتم‌های پلاسما، فوق‌العاده داغ و برانگیخته هستند، اما حالت چگالش بوز-اینشتین درست برعکس آن است و آنها کاملا تحریک نشده و فوق‌العاده سرد هستند. متراکم شدن یا چگالش زمانی روی می دهد که چند مولکول گاز به خاطر کاهش انرژی، با یکدیگر جمع شده و تبدیل به مایع می شوند. اتم‌های گاز واقعا برانگیخته و پرانرژی هستند، اما در درجه صفر کلوین، تقریبا تمام مولکول‌ها از حرکت می ایستند و توان تبدیل به قطره را دارا می شوند. در ایستگاه فضایی بین‌المللی که محیطی با گرانش کم است، بوز-اینشتین می تواند دماهایی سردتر از آنچه با هر دستگاهی در زمین به آن می رسند، را تجربه کند و دانشمندان می توانند هر بار چگالش بوز-اینشتین را برای ۵ الی ۱۰ ثانیه مورد مشاهده قرار دهند. چون این آزمایشگاه به صورت از راه دور از مرکز عملیات پیشرانش جت ناسا کنترل می شود، عملیات روزانه مستلزم هیچ مداخله‌ای از سوی فضانوردانِ حاضر در ایستگاه نمی باشد.

«رابرت شاتول» مهندس ارشد بخش فیزیک و اخترشناس آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا گفت: «آزمایشگاه اتم سرد ناسا یک مرکز فوق‌العاده پیچیده است. آزمایش‌های چگالش بوز-اینشتین تجهیزات کافی برای پر کردن یک اتاق را دارند و دانشمندان باید بطور پیوسته آن را مورد بازبینی قرار دهند، در حالیکه آزمایشگاه اتم سرد ناسا به اندازه یک یخچال کوچک است و می تواند بصورت راه دور از زمین کنترل شود. این یک چالش مهم بود و مستلزم تلاش قابل توجهی برای غلبه بر تمامی موانع لازم برای راه اندازی آن مرکز بود که اکنون در ایستگاه فضایی کار می کند.

PIA hires xدانشمندان آزمایشگاه اتم سرد ناسا می خواهند گام‌های بلندتری برداشته و به دماهایی دست یابند که پایین‌تر از هر دمایی است که در زمین به دست آمده است. علاوه بر روبیدیم، دانشمندان آزمایشگاه اتم سرد ناسا همچنان در تلاش اند تا چگالش بوز-اینشتین را با استفاده از دو ایزوتوپ مختلف اتم‌های پتاسیم درست کنند. در حال حاضر، آزمایشگاه اتم سرد ناسا در مرحله آمادگی قرار دارد، اما دانشمندان ابراز امیدواری کرده اند که آزمایش‌های مهمی در سال نخست راه‌اندازی آن انجام خواهند داد. انتظار می رود فاز علمی آن هم در سپتامبر ۲۰۱۸ کلید بخورد و سه سال به طول انجامد.»

«کمال اوردیری» مدیر عملیات آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا اظهار داشت: «اکنون تیمی از دانشمندان آمادگی خود را برای استفاده از این آزمایشگاه اعلام کرده‌اند. این آزمایشگاه می تواند به دانشمندان کمک کند تا بفهمند گرانش در کوچکترین مقیاس‌ها چگونه کار می کند. به همراه آزمایش‎های پرانرژی انجام شده در مرکز سرن سوئیس و سایر آزمایشگاه‌های فیزیک ذره در سرتاسر جهان، سرانجام شاید بتوان به نظریه همه چیز و درکی کامل از کارکرد جهان دست یافت.»

ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com

 

چرا نمی‌توانیم رویاهایمان را به یاد آوریم؟

بیگ بنگ: ما انسان‌ها یک سوم از عمر خود را در خواب هستیم که بخش زیادی از آن را هم مشغول خواب دیدن هستیم ولی اغلب هیچ یک از آنها را به یاد نمی آوریم و حتی در روزهایی هم که شانس به یاد آوردنشان را داریم، فقط در عرض یک دقیقه ممکن است همه‌شان از یادمان بروند و دوباره به سرزمین رویاها برگردند. در طول ساعات بیداری چنین تجربه‌ای از فراموشی سریع، ما را وادار به مراجعه به دکتر می کند تا در پی درمان آن باشیم! دربارۀ رویاها، فراموشی امری عادی است. اما چرا؟

dreamبه گزارش بیگ بنگ، “توماس اندریلون” عصب‌شناس دانشگاه موناش در ملبورن استرالیا می گوید: « ما انسان‌ها رویاهایمان را فورا فراموش می کنیم و افرادی هم که به ندرت رویاهایشان را به یاد می آورند آنچه که در عالم رویا دیده‌اند، به سرعت از ذهنشان پاک می شود. شاید باورش سخت باشد که حتی اگر چیزی به خاطر نیاورید هم رویا داشته‌اید.»

اما مطالعات به طور پیوسته نشان می دهد حتی کسانی که یک رویای خاص را در دهه‌های عمرشان یا حتی در تمام طول عمر، به خاطر نمی آورند اگر درست در همان لحظۀ دیدن آن رویا، از خواب بیدار شوند رویا را به خاطر خواهند آورد. هرچند دلیل اصلی آن هنوز چندان شناخته شده نیست، اما دانشمندان به  دیدگاه‌هایی در خصوص پردازش حافظه در حین خواب دست یافته‌اند که ایده‌هایی در این خصوص را پدید آورده و فراموشی عجیب انسان‌ها را توجیه می نماید.

آیا وقتی خواب هستیم، هیپوکامپوس مغزمان نیز به خواب می رود؟

نتایج یک تحقیق در سال ۲۰۱۱ انجام شد و در نشریۀ Neuron منتشر شد، نشان داد وقتی در خواب هستیم، همۀ مناطق مغز به صورت همزمان به خواب نمی روند. محققان دریافتند که یکی از آخرین بخش‌های مغز که به خواب می رود، هیپوکاموس است. ساختاری منحنی که داخل هر یک از نیمکره‌های مغزی قرار دارد و نقشی اساسی در انتقال اطلاعات از حافظۀ کوتاه مدت به حافظه بلند مدت، دارد.

اندرولین می گوید: « اگر هیپوکاموس آخرین بخش مغز باشد که به خواب می رود، در واقع آخرین بخشی هم خواهد بود که فرایند بیداری در آن اتفاق می افتد. بنابراین هیپوکاموس دریچه‌ای است رو به رویاهایتان که وقتی از خواب بر می خیزید، این رویا در حافظه کوتاه مدت‌تان قرار دارد، ولی از آنجایی که هنوز هیپوکاموس کاملا بیدار نشده است، مغزمان قادر به حفظ آن حافظه نیست.»

این مسئله توضیحی است بر اینکه چرا حافظۀ ما در طول خواب بسیار فرار است، اما بدین معنا نیست که هیپوکاموس مغز شما در طول شب غیرفعال میباشد. در واقع این منطقه از مغز در حین خواب بسیار فعال است و در حال ذخیره‌سازی و بررسی حافظه‌های موجود در مغز است تا به جای گوش دادن به تجاربی که در راهند، حافظه‌های موجود در مغز را سازماندهی کنند.

اندرولین می گوید:« برخی داده‌ها نشان می دهند که در طول مراحل خواب، هیپوکاموس اطلاعاتی را به کورتکس مغز می فرستد ولی اطلاعاتی دریافت نمی کند. این ارتباط یک سویه این امکان را فراهم می کند که حافظه از هیپوکاموس به کورتکس مغز و در بخش حافظۀ بلند مدت منتقل شوند. ولی اطلاعات جدید توسط هیپوکاموس منتقل نمی شوند. در زمان بیداری مغز ممکن است به حداقل دو دقیقه زمان برای شروع رمزگشایی حافظه نیاز داشته باشد.»

در مطالعه‌ای که به سال ۲۰۱۷ انجام شد و در نشریۀ Frontiers in Human Neuroscience منتشر شد، محققان در فرانسه الگوهای خواب ۱۸ نفر را مورد بررسی قرار داند که تقریبا هر روز رویاهایشان را به یاد می آوردند و آن را با ۱۸ نفر دیگر که به ندرت رویاهایشان را به یاد داشتند، مقایسه کردند و به این نتیجه رسیدند که گروه اول در طول شب تعداد دفعات بیشتری از خواب بر می خواستند. این بیداری‌های شبانه به طور متوسط دو دقیقه برای گروه اول و یک دقیقه برای گروه دوم به طول می انجامید.

سوپ عصبی

توانایی محدود مغز ما در رمزگشایی حافظه‌های جدید در حین خواب، به تغییر در میزان دو انتقال دهندۀ عصبی یعنی استیل کولین و نورادرنالین نیز مرتبط است. این دو انتقال دهنده عصبی نقش موثری در بازیابی حافظه دارند. زمانی که به خواب می رویم استیل کولین و نورادرنالین به شدت کاهش می یابند. سپس زمانی که وارد مرحله حرکت سریع چشم(REM) یعنی اوج رویاهای انسان در خواب، می شویم، اتفاق عجیبی رخ می دهد. دراین مرحله از خواب، استیل کولین به اندازۀ مقدارش در بیداری بر می گردد ولی نورادرنالین در همان میزان اندک باقی می ماند.

مطابق یافته‌های تحقیق سال ۲۰۱۷، دانشمندان هنوز بر روی این مسئله در حال مطالعه هستند؛ برخی معتقدند که این ترکیب خاص از انتقال دهنده‌های عصبی ممکن است دلیل اصلی فراموشی رویاها در انسان باشد. افزایش میزان استیل کولین کورتکس مغز را در حالتی برانگیخته  قرار می دهد که مشابه حالت بیداری است در حالی که کاهش میزان نورادرنالین توانایی ما در یادآوری موقعیت‌های دشوار ذهنی‌مان را در این زمان کاهش می دهد.

در برخی موارد خود رویاها هستند که قابل یاآوری نیستند

“ارنست هارتمن” محقق حوزه رویا و استاد دانشگاه پزشکی تافتس در نشریۀ علمی آمریکا می گوید: « آیا به یاد می آورید امروز صبح موقع مسواک زدن به دندان‌هایتان به چه چیز فکر می کردید؟ ذهن ما همواره در حال تکاپو است اما بیشتر اطلاعات غیرضروری در ذهن ما کم اهمیت هستند. رویاها و به ویژه رویاهای دنیوی نیز چنین هستند و برخی از آنها از دید مغز ما کم اهمیت محسوب می شوند.»

اندرولین می گوید رویاهایی که زنده، عاطفی و پیوسته‌تر هستند بیشتر در یاد می مانند چرا که شباهت بیشتری به بیداری دارند و فرم داستانی سازماندهی شده‌شان ذخیره‌سازی آنها را ساده‌تر می سازد. “استیک گولد” به روزنامه نیویورک تایمز این گونه اظهار داشته است که اگر بخواهیم رویاهایمان را به یاد آوریم، راه‌هایی وجود دارد که می توانیم امتحان کنیم. وی که استاد دانشگاه پزشکی هاروارد است معتقد است نوشیدن آب پیش از خواب می تواند کمک کننده باشد چرا که باعث می شود در طول شب برای استفاده از سرویس بهداشتی از خواب بیدار شویم و این بیداری شب هنگام به یادآوری خوابمان کمک می کند.

زمانی که در تخت خواب هستیم مکررا به خود یادآوری کنیم که می خواهیم رویامان را به یاد آوریم. این کار شانس یادآوری رویا را در ما افزایش می دهد. همچنین می توانیم دفتری از رویاهامان داشته باشیم. در طول بیداری سراغ رویاهامان برویم. چشم‌هایمان را ببندیم و سعی کنیم که دوباره رویامان را در ذهنمان تداعی کنیم تا اینکه هیپوکاموس مغزمان رویا را در ذهنمان ذخیره کند.

ترجمه: مریم رفیعی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: Livescience.com