بایگانی دسته بندی ها: بینگ بنگ

مشتری سه قطب مغناطیسی دارد!

بیگ بنگ: در سال ۲۰۱۶ که فضاپیمای جونو به مشتری رسید، دانشمندان سیاره‌ای مشتاقانه در انتظار بررسی میدان مغناطیسی این سیاره‌ی غول‌پیکر بودند. جونو در مدارش از فراز هر دو قطب سیاره، و با فاصله‌ی بسیار اندک تنها ۴۰۰۰ کیلومتر از قله‌ی ابرهای آن می‌گذشت. اکنون گروهی از دانشمندان به سرپرستی کیمبرلی مور از دانشگاه هاروارد یافته‌های تازه و شگفت‌آوری را درباره‌ این سیاره در نشریۀ نیچر منتشر کرده‌اند که یکی از این آنها این است: مشتری یک قطب مغناطیسی دیگر هم دارد.

 bcdbaاین پژوهشگران در گزارش خود نوشته‌اند: «ما پی بردیم که میدان مغناطیسی مشتری با همۀ میدان‌های سیاره‌ای که تاکنون شناخته‌ایم تفاوت دارد.» بهترین راه برای نشان دادن شگفت‌انگیزی میدان مغناطیسی مشتری مقایسه‌ی آن با زمین است. سیاره‌ی ما دو قطب مغناطیسی کاملا مشخص دارد- یکی در هر دو نیمکره. این یک ویژگی معمولی است که در آن، خطوط شار میدان از قطب شمال بیرون زده و به قطب جنوب وارد می شوند. نیمکره‌ی جنوبی مشتری هم به نظر همین گونه است و یک قطب مغناطیسی در جایی نزدیک محور چرخشش دارد.

 maxresdefaultدانشمندان در گزارش خود در نشریه‌ی نیچر این احتمال را در نظر گرفته‌اند که ما داریم مشتری را در میانه‌های “وارونش مغناطیسی” آن می‌بینیم- وضعیت ناآرامی که در آن قطب‌هایی موقت در جاهایی نامعمول پدید می‌آیند تا سرانجام قطب‌های شمال و جنوب جای یکدیگر را بگیرند. ولی نظریه‌ی پرطرفدارتر این است که دینام مغناطیسی درونی مشتری با دینام مغناطیسی دیگر سیاره‌ها تفاوت دارد. بر پایه‌ی این نظریه، هیدروژن فلزی مایع در ژرفای درون مشتری با سنگ‌ و یخ نیمه-محلول آمیخته شده و جریان‌های الکتریکی نامعمولی پدید آورده که به پیدایش میدان مغناطیسی‌ای به همین اندازه نامعمول انجامیده‌اند.

با دامه‌ی بررسی‌های فضاپیمای جونو تا سال ۲۰۲۱، سرنخ‌های بیشتری در این باره به دست خواهد آمد. برای نمونه، اگر در ساختار مغناطیسی مشتری دگرگونی‌هایی دیده شود، می‌توانند نشانه‌ی در راه بودن “وارونش مغناطیسی” باشد، و اگر تغییری رخ نداد پس این قطب دوم یک قطب پایدار است.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: spaceweather.com ، برگردان: ۱star7sky.com

برخورد دهنده‌ اتم‌هایی با سرعت نور شناسایی کرد

بیگ بنگ: دانشمندانی که بر روی برخورددهنده‌ هاردونی بزرگ(LHC) کار می‌کنند بتازگی اتم‌های کاملی را (همراه با الکترون‌هایی که به دور آنها می‌چرخند) با سرعتی نزدیک به سرعت نور کشف کردند.

LHCبه گزارش بیگ بنگ، این سئوال که آیا این اتم‌ها واقعأ اولین «اتم‌هایی» هستند که انسان‌ها به این سرعت رساندند کمی معناگراست. برخورد دهنده هادرونی بزرگ دائمأ هسته‌های اتمی را تسریع می‌بخشد. (به همین دلیل عام مردم گاهی‌اوقات این ماشین غول‌آسا را «خرد کنند‌ۀ اتم» می‌نامند؛ ماشینی که تحت کنترل مرکز اروپایی تحقیقات هسته‌ای یا CERN قرار دارد.) اما این نخستین‌باری است که این هسته‌ها الکترون‌هایی دارند که به دور آنها می‌چرخند. در این نمونه، سرن توضیح داد که محققان هسته‌هایی که یک الکترون به دور آنها می‌چرخید را در یک پرتو نسبتأ کم‌انرژی به مدت تقریبأ یک ساعت تسریع بخشیدند.

سپس، «آنها برخورد دهنده هادرونی بزرگ را با قدرت کامل بالا بردند و این پرتو را قبل از اینکه پس زده شود، به مدت دو دقیقه نگه داشتند.» در یک آزمون پیگیرانه، آنها این پرتوی با قدرت کامل را به مدت دو ساعت یا گروه کوچکتری از اتم‌ها نگه داشتند. “میکائیلا اسکائومن”، فیزیکدان برخورد دهنده گفت که تسریع اتم‌ها همراه با الکترو‌ن‌هایشان کار چالش‌برانگیزی است، زیرا «ممکن است به طور کاملأ تصادفی الکترون حذف گردد. وقتی این اتفاق بیفتد، هسته‌ به دیواره لوله‌ی پرتو برخورد می‌کند زیرا بارَش دیگر با میدان مغناطیسی برخورد دهنده هادرونی بزرگ هماهنگ نیست.

این آزمایش چند میلیارد یورویی تضمین می‌کند که از خودش محافظت کند، بنابراین اگر یک پرتو ناپایدار شود، به طور خودکار تخریب می‌شود تا از برخورد دهنده محافظت کند. هرچند، سرن گفت که پرتو‌های پیچیدۀ اتم به نظر پایدارتر از آن چیزی هستند که تصور می‌شد. اسکائومن گفت: «این خبر خوبی است زیرا درهای آزمایشات جدیدی را به رویمان می‌گشاید. جالب‌ترین مسئله استفاده از اتم‌های پیچیده بصورت منابع پرتو گاما بود. وقتی الکترون‌ها از حالات پرانرژی به کم‌انرژی حرکت می‌کنند، فوتون‌ها (ذرات نور) را از خود ساطع می‌کنند. و در سرعت برخورد دهنده هادرونی بزرگ، این فوتون‌ها دارای طول‌موج‌ها و انرژی‌های پرتوهای گاما هستند. تولید پرتوهای گاما در آزمایشگاه کار دشواری است.

ترجمه: سحر  الله‌وردی / سایت علمی بیگ بنگ

منبع: livescience.com

سیستم‌های ارتباطی ماهواره‌ای آنقدرها هم امن نیستند!

بیگ بنگ: سیستم‌های ارتباطی ماهواره‌ای به ما امکان ارسال و دریافت اطلاعات در سراسر جهان را میدهند؛ آنها اینترنت، تلویزیون، تلفن، رادیو، عملیات نظامی و … را تأمین می­ کنند. در حال حاضر، بیش از ۲۰۰۰ ماهواره ارتباطی در حال چرخش به دور زمین هستند و طبق گفته شرکت امنیت مجازی IOActive هک کردن آنها بسیار راحت است.

SATCOM hacking xبه گزارش بیگ بنگ، بتازگی “روبن سانتامارتا” از شرکت IOActive سخنرانی­ای با نام “آخرین فراخوان برای سیستم‌های ارتباطی ماهواره‌ای” را در کنفرانس امنیتی شرکت ارائه داد. در این مطالعه سانتامارتا نشان داد که چگونه هکرها می­توانند از آسیب پذیری­ موجود در سیستم‌های ارتباطی ماهواره‌ای برای تأثیرگذاری بر صنایع هوایی، دریایی و نظامی استفاده کنند. جالب است بدانید که تاثیر بالقوه این هکرها از ناخوشایند تا ترسناک تغییر می کند!

سانتامارتا اشاره کرد که در صنعت حمل و نقل هوایی، هکرها می­توانند، از راه دور سیستم وای فای InFlight را از بین ببرند، در اختیار بگیرند و یا تغییر دهند؛ به دستگاه‌های پروازی و مسافران، حمله و موقعیت آنتن سیستم‌های ارتباطی ماهواره‌ای را کنترل کنند. هکرها همچنین می­توانند موقعیت آنتنِ سیستم‌های ارتباطی ماهواره‌ای در صنعت دریایی را نیز کنترل کنند، به دستگاه­‌های اعضای خدمه حمله کنند و ارتباطات ماهواره‌ای کشتی را مختل کرده و یا تغییر دهند.

در مورد ارتش، هکرها احتمالا می ­توانند مکانِ واحدهای نظامی را شناسایی و ارتباطات ماهواره‌ای آنها را مختل کرده و یا تغییر دهند. شاید اغراق‌آمیز به نظر برسد، اما هکرهایی که صنایع دریایی یا نظامی را هدف قرار می­دهند می ­توانند میدان‌های تابشیِ با شدت بالای سیستم‌های ارتباطی ماهواره‌ای را تحریک کنند تا باعث اختلال عملکرد در سیستم‌های ناوبری بحرانی و حتی صدمه­‌های بهداشتی به اشخاصی که در معرض این نوع میدان‌های تابشی غیریونیزه هستند، وارد کنند.

پژوهش‌های بسیاری نشان می دهند که سیستم‌های ارتباطی ماهواره‌ای به راحتی هک می شوند. سانتامارتا، خود، چنین مطالبی را در سال ۲۰۱۴ ارائه نمود اما این آسیب پذیری‌ها همچنان ادامه دارند، زیرا رسیدگی به آنها بسیار مشکل است. در بعضی موارد تنها راه حل این است که کل سیستم‌های ارتباطی ماهواره‌ای را حذف و جایگزینی برای آنها ارائه کنیم.

پژوهشگرانی نظیر سانتامارتا و شرکت‌هایی مانند IOActive می­توانند به شرکت‌ها و دولت‌ها کمک کنند تا سیستم‌های ارتباطی ماهواره‌ای خود را تا آنجا که ممکن است حفظ و امن کنند که آسیب پذیری­‌های مشابه در آیندۀ این سیستم‌ها رخ ندهد. اما در حال حاضر، این آسیب پذیری‌ها همچنان در بالای سرِ ما معلق­ هستند.

ترجمه: آوین تهمتن/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: futurism.com

سیاهچاله‌ها می‌توانند ستاره‌های مرده را احیا کنند!

بیگ بنگ: نظریۀ جدید احترشناسان نشان می هد که برخی سیاهچاله‌ها قادرند ستاره‌های مرده را حداقل برای چند ثانیه احیا کنند. این تحقیق که توسط دکتر “کریس فراگلی” از کالج چارلستون کارولینای جنوبی انجام شده، به بررسی این موضوع پرداخته که چگونه سیاهچاله‌های جرم متوسط(IMBHs) با اجسام خاصی مانند کوتوله‌های سفید یعنی ستاره‌های مرده‌ای که دیگر در معرض همجوشی هسته‌ای نیستند، تعامل برقرار می‌کنند.

extra vast cover imageبه گزارش بیگ بنگ، یافته‌های این تحقیق نشان می دهد اگر یک ستارۀ کوتوله سفید از داخل شعاع جزر و مدی سیاهچاله‌های جرم متوسط که جرم آن ۱۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰ برابر جرم خورشید است عبور کند، سلول‌های هسته ای موجود در ستاره برای چند ثانیه احیا خواهند شد. این روند که به عنوان روند اختلال جزر و مدی(TDE) شناخته می‌شود، باعث می‌شود کوتوله سفید در جهت‌های متفاوتی کشیده و فشرده شود. اختلال جزر و مدی می‌تواند انفجار ِ عظیم الکترومغناطیسی ایجاد کند که ما می‌توانیم برخی از سیگنال‌های موج گرانشی آن را بر روی زمین مشاهده کنیم. همچنین این انفجارها می‌توانند ستارگان کوتوله سفید را تغییر دهند.

سوزاندن هسته‌ای که در طول روند اختلال جزر و مدی ِ یک ستاره کوتوله سفید رخ می‌دهد، موجب ِ تغییرات قابل توجهی در ترکیب شیمیایی آن می‌شود و اغلب هلیوم، کربن و اکسیژن یک کوتوله سفید معمولی را به عناصری که در جدول تناوبی به آهن نزدیکتر هستند تبدیل می‌کند. دکتر فراگلی با استفاده از یک شبیه‌سازی‌ کامپیوتری متوجه شد که چنین سوزاندن هسته‌ای در واقع یک رخداد معمولی به شمار می‌آید. همچنین عناصر تولید شده در این رویداد به این امر بستگی دارند که کوتوله سفید تا چه حد به سیاهچاله نزدیک باشد. رخدادهای دورتر کلسیم بیشتری تولید می‌کنند، در حالی که موارد نزدیک‌تر آهن بیشتری تولید می‌نمایند.

content firmness heat sliceاین رویدادها از آن جهت مفید هستند که می‌توانند به ما در پیدا کردن سیاهچاله‌های جرم متوسط که یافتنشان بسیار دشوار است، کمک کنند. رصد کردن نور ساطع شده از اختلال جزر و مدی می‌تواند به ما کمک کند تا بفهمیم چند سیاهچاله‌های جرم متوسط در کنارش وجود دارد.

مهمترین چیز این است که بدانیم چه تعداد “سیاهچاله جرم متوسط” ​​وجود دارد، چرا که این امر به ما کمک خواهد کرد که به این سوال که سیاهچاله‌های فوق‌العاده عظیم از کجا آمده‌اند، پاسخ دهیم. لذا پیدا کردن سیاهچاله‌های جرم متوسط از طریق رویدادهای اختلال جزر و مدی، پیشرفت خوبی به شمار می آید. جزئیات بیشتر این پژوهش در Astrophysical Journal منتشر شده است.

ترجمه: سهیلا دوست پژوه / سایت علمی بیگ بنگ

منبع: iflscience.com

کشف مقدار زیادی آب در اعماق لکه سرخ مشتری

بیگ بنگ: ترکیبات داخلی مشتری همچنان بصورت رمز و راز باقی مانده است؛ به همین دلیل فضاپیمای جونو ناسا آنجاست تا رمزگشایی کند. در حال حاضر، گروهی از اخترشناسان یک رویکرد جدید را برای اندازه‌گیری ترکیب‌بندی شیمیایی این سیاره کشف کرده‌اند. در انجام این کار، آنها کشف کردند که این غول گازی می‌تواند مملو از آن باشد.

thumbبه گزارش بیگ بنگ، محققان از مشاهدات زمینیِ لکه سرخ مشتری استفاده کردند تا امضاهای شیمیایی عناصرِ مهم را شناسایی کنند. آنها با مطالعه‌ی ابرهای عمیق این نقطه در نور فروسرخ توانستند حضور آب و مونوکسیدکربن را مشخص کنند. این امر حاکی از آن است که مشتری ۲ تا ۹ برابر بیشتر از خورشید اکسیژن دارد.

یافتۀ مولکول‌های اکسیژن با مدل‌های قبلی مشتری همخوانی دارد که نشان داد آب کافی در این غول گازی وجود دارد. فضاپیمای جونو در حال حاضر درون این سیاره را عمیق‌تر از مطالعۀ پیشین کاوش می‌کند و صحت این یافته‌ها را تأیید خواهد کرد. “گوردون جوراکر” از مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا و سرپرست این پژوهش گفت: «قمرهایی که به دور مشتری گردش می‌کنند غالبأ از یخ آب تشکیل شده‌اند، بنابراین تمام این محل آب فراوانی دارد. اما پرسش این است که چرا مشتری – با جاذبه قوی که همه چیز درونش سقوط می‌کند – باید مملو از آب باشد؟»

Jupiter Great Red Spot NASAاخترشناسان شواد زیادی در مورد وجود آب در مشتری کشف کردند، اما تاکنون به دنبال تأیید مستقیم آن بودند. محققان بر این باورند که جو مشتری دارای: لایۀ زیرین یخ آب و آب مایع، لایۀ میانی آمونیاک و گوگرد و لایۀ بالایی پوشیده از آمونیاک است. این تیم باید این رویکرد را با استفاده از بخش‌های دیگر مشتری نیز تست کند. اگر رویکرد جوراکر درست باشد، حتی می‌تواند برای سیارات غو‌ل‌پیکر دیگر نیز در منظومه‌ شمسی اعمال شود. اگرچه اولویت با مشتری و ارزیابی کفایت آب جهانی آن می‌باشد.

“استیون ام لوین، دانشمند پروژه‌ جونو در آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا در پاسادنا، کالیفرنیا گفت: «کفایت آب مشتری اطلاعات زیادی دربارۀ چگونگی تشکیل این سیاره‌ می‌دهد، اما فقط در صورتی که بتواند کشف کند چه مقدار آب در کل این سیاره وجود دارد.» ترکیب‌بندی شیمیایی مشتری در درک چگونگی شکل‌گیری این سیاره‌ غول‌پیکر حیاتی است و حتی نشانه‌هایی را در مورد شکل‌گیری منظومه‌های ستاره‌ای دیگر ارائه می‌دهد.» جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریه Astronomical Journal منتشر شده است.

ترجمه: سحر  الله‌وردی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: iflscience.com

نانوذراتی که در هر ثانیه یک میلیارد بار می‌چرخند!

بیگ بنگ: دو گروه از محققان توانستند نانوذراتی را بسازند که در فرکانس‌های ثبت‌شده در هر ثانیه یک میلیارد بار به دور یکدیگر می‌چرخند. این، سریع‌ترین چرخش مکانیکی در تاریخ را ایجاد کرده است.

default cover imageبه گزارش بیگ بنگ، دانشمندان نانوذراتی را ساخته‌اند که با سرعت یک میلیارد بار در ثانیه به دور یکدیگر می‌چرخند، که سریع‌ترین چرخش مکانیکی در تاریخ را ایجاد کرده است. نانوذرات‌ها ذرات میکروسکوپی هستند. در حال حاضر به دلیل طیف گسترده‌ای از کاربردهای بالقوه‌ای که نانوذرات دارند، به ویژه در زمینه‌های الکترونیکی، نوری و زیست‌پزشکی، به نانوذرات توجه خاصی شده است. اکنون دانشمندان ذرات چرخشیِ سریعی که می‌تواند محدودیت‌های فیزیک را آزمایش کند، را گزارش می‌دهند. محققان مطالعاتی را در مورد اینکه انرژی نور چگونه می‌تواند نانوذرات را به حرکت در آورد و به تولید فرکانس‌های چرخش رکورد بیانجامد، انجام داده‌اند.

دو گروه از محققان، نانوذراتِ چرخشیِ خود را به طور مشابه تولید کردند. آنها به طور مستقل و با استفاده از سیستم‌های نوری- مکانیکیِ شناور که از هر محیط خارجی دیگری به شدت جدا شده است، به چرخش شدید دست یافتند. این امر، زمینۀ آزمایشی برای اصول پایه فیزیک را ایجاد کرده است. نانوذرات‌ها در خلأ بسیار سریع می‌چرخند زیرا هیچ هوایی وجود ندارد که مقاومت ایجاد کند. تا زمانی که نیروی چرخش بر نیرویی که اتم‌ها را کنار یکدیگر نگه داشته است غلبه نکند، اتم‌ها از هم جدا نمی‌شوند.

کاربردها

گروه اول در مورد نحوۀ استفاده از ذراتی که توسط نور در خلأ، بعنوان تعادلِ پیچشی، شناور بودند مطالعه می‌کردند. این گروه، دَمبل‌های سیلیکایی در مقیاس نانو، که به اندازۀ یک ویروس بود، را تولید کردند و شناور ساختند. تعادل پیچشی ابزاری است که برای اندازه‌گیری نیروهای بسیار ضعیف به کار می‌رود. با این حال محققان دریافتند که وقتی نور پلاریزه‌شدۀ مدور به دمبل می‌تابد، دومی با سرعت باورنکردنیِ یک میلیارد بار در ثانیه می‌چرخد. اگر چرخش‌ها به اندازه کافی سریع باشد، ذرات می‌توانند راهی برای اندازه‌گیری اصطکاک ذرات در برابر فضازمان ایجاد کنند.

تونگ‌کانگ، از دانشگاه پوردو، و همکارانش در مطالعۀ خود که در Physical Review Letters منتشر شده، نوشتند: «مکانیک‌نوری شناور دارای پتانسیل‌های عالی‌ برای اندازه‌گیری‌های دقیق، ترمودینامیک، مکانیک کوانتومی ماکروسکوپی و حسگر کوانتومی است.» محققان افزودند که تعادل پیچشی نانودمبل، امکان مشاهدۀ گشتاور کازیمیر و بررسی ماهیت کوانتومیِ گرانش را فراهم می‌کند. گروه دوم با استفاده از نانوذرات سیلیکا به نتایج مشابهی دست یافتند. آنها فرکانس چرخش را بر اساس نورهایی که از ذرات پراکنده می‌شود، اندازه‌گیری کردند.

پژوهشگر رنه ریمن، انستیتو تکنولوژی فدرال زوریخ، و همکارانش در گزارش خود نوشتند: «تغییر سریع قطبش نورِ به‌ دام افتاده به ما این امکان را می‌دهد که زمانِ پاسخِ وابسته به فشار مربوط به درجۀ آزادی چرخشی ذرات را به دست آوریم.» ریمن و همکارانش اظهار داشتند که آزمایشاتی از این قبیل می‌تواند به اندازه‌گیری محیط خشن فیزیکی و حتی سیگنال‌های کیهان‌شناسیِ اسرارآمیز کمک کند.

ترجمه: زهرا جهانبانی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: techtimes.com

تغییر آب و هوا به نابودی نئاندرتال‌ها کمک کرد

بیگ بنگ: گذار از نژاد نئاندرتال‌ها به انسان‌های امروزی در قاره اروپا در چرخه‌های آب و هوایی بسیار سرد و تکرارشونده به وقوع پیوسته است. در واقع یک پژوهش جدید نشان می دهد احتمالا تغییر آب و هوا نقش مهمی در انقراض نئاندرتال‌ها داشته باشد.

CB picture aبه گزارش بیگ بنگ، در یک مطالعه جدید، تیمی از محققان بین‌المللی از کشورهای آلمان، اتریش، رومانی، آمریکا و انگلیس توانستند داده‌های آب و هوایی مربوط به استالاگمیت‌ها(چکیده سنگ) را بررسی کردند که مربوط به ۴۰۰۰۰ تا ۴۴۰۰۰ سال قبل بودند. آنان سپس این داده‌ها را با داده‌های باستان‌شناسی آثار دستی نئاندرتال‌ها مقایسه کردند. محققان دریافتند که لایه‌های باستان‌شناسی عاری از ابزارهای نئاندرتال‌ها در دوره‌های زمانی سرد روی داد.

نئاندرتال‌ها شکارچیان ماهری بودند و چگونگی استفاده از آتش را یاد گرفته بودند، اما رژیم غذایی متنوعی به مانند انسان امروزی نداشتند. آنها عمدتا از گوشت حیواناتی که شکار می کردند، استفاده می نمودند. این منابع غذایی در زمان‌های سرد و یخبندان به ندرت پیدا می شد. در این شرایط، نئاندرتال‌ها آسیب‌پذیری بیشتری در مقابل تغییرات محیطی سریع پیدا می کردند. اما در مقابل، انسان‌های امروزی موفق شدند ماهی‌ها و گیاهان را هم به رژیم غذایی شان بیفزایند که احتمال بقای آنان را تا حد چشمگیری افزایش داد.

نویسنده و محقق «دکتر واسیل ارسک» در دانشگاه نورثامبریا اظهار داشت: «نئاندرتال‌ها نزدیکترین گونه به انسان‌های امروزی بودند و به مدت ۳۵۰ هزار سال در اوراسیا زندگی کردند. با این وجود، تقریبا ۴۰۰۰۰ سال پیش و در عصر یخبندان و با پیدایش انسان‌های امروزی در اروپا، زمینه برای انقراض نئاندرتال‌ها فراهم آمد. ما برای سالیان دراز به این مسئله فکر کرده‌ایم که چه عاملی باعث نابودی نئادرتال‌ها شده است. آیا آنها با پیدایش انسان‌های امروزی به یک گوشه رفته و دچار نابودی شدند یا عوامل دیگری در این رویداد دخیل بودند؟ مطالعه ما نشان می دهد که تغییر وضعیت آب و هوا نقش بسیار مهمی در انقراض نئاندرتال‌ها داشته است.»

file zqmjijدکتر ارسک و همکارانش استالاگمیت‌های موجود در دو غار در کوه‌های کارپاتیان در اوکراین را مورد بررسی قرار دادند. این استالاگمیت‌ها داده‌های جزئی‌تری از تغییر آب و هوا در قاره اروپا نشان می دهند. استالاگمیت‌ها هر سال در لایه‌های نازکی رشد می کنند و هر تغییری در دما می تواند ترکیب شیمیایی آنها را دستخوش تغییر قرار بدهد. این لایه‌ها آرشیوی طبیعی از تغییر آب و هوا را در طول چند هزار سال حفظ می کنند.

لایه‌های استالاگمیت کارپاتیان از یک سری شرایط سرد و بسیار خشک در قاره اروپا حکایت دارد که به ۴۰۰۰۰ تا ۴۴۰۰۰ سال پیش بازمی گردد. استالاگمیت ‌ا بر چرخه‌ای از دمایِ در حال کاهش دلالت دارند که طی آن، چند قرن آب و هوای سرد حاکم بود و سپس بطور خیلی ناگهانی دما رو به افزایش گذاشت. محققان این داده‌ها را با داده‌های باستان‌شناسی مربوط به آثار دستی نئاندرتال‌ها مقایسه کرده و نوعی همبستگی میان دوره‌های سرد و نبود ابزار نئاندرتال‌ها یافتند. می توان استنباط کرد که جمعیت نئاندرتال‌ها در دوره‌های سرد به شدت کاهش پیدا کرد. یعنی تغییر آب و هوا نقش مهمی در کاهش جمعیت آنان ایفا کرده است. انسان‌های امروزی از این دوره‌های سرد و یخبندان جان سالم به در بردند، زیرا در مقایسه با نئاندرتال‌ها، به شیوۀ بهتری با محیط زیست خود مطابقت پیدا کرده بودند. یافته‌های این تحقیق در «Proceedings of a Natural Academy of Sciences» منتشر شده است.

ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sci-news.com

 

آیا پریدن در آسانسور در حال سقوط، جان شما را نجات می‌دهد؟

بیگ بنگ: این سناریو  همانند یک کابوس است! درب آسانسور به روی شما بسته میشود، چند طبقه را طی می کند و ناگهان با لرزشی زیاد می­ ایستد. کابل فرسوده پاره می شود و شما سقوط میکنید. آیا می توانید جان خود را با پریدن در زمان مناسب نجات دهید؟

WillJumpingSaveYouInElevaterFallبه گزارش بیگ بنگ، نکته­ کلیدی در این مخمصه این است که بدانید همراه با آسانسور شما نیز در حال سقوط کردن هستید. هنگامی که کف آسانسور به علت برخورد با محورِ بالابرِ آسانسور به صورت  ناگهانی متوقف میشود، شما نیز یک توقف ناگهانی را تجربه خواهید کرد. اگر شما در اطاقک آسانسور بپرید، آیا تاثیری در نجات جانتان خواهد داشت؟

اجازه بدهید تا دوربینی را به آسانسور وصل کنیم، به طوری که با شما سقوط کند و لحظات مهم نهایی را ثبت کند. در لحظه­‌ای که آسانسور به زمین می رسد، شما می­ پرید. در این لحظه، شما (نسبت به دوربین ما) به سمت بالا و با سرعتی که سرعت پرش نام دارد حرکت می­ کنید. در این لحظه حیاتی، آسانسور، درست قبل از اینکه به  آسانسور زمین برسد، با سرعتی معین در حال سقوط است. از آنجایی که شما در حال حرکت رو به بالا هستید با سرعت کمتری نسبت به آسانسور سقوط می کنید. در واقع سرعت شما در هنگام سقوط برابر است با سرعت آسانسور منهای سرعت پرش.

تمامی این ماجرا به ارتفاع سقوط بستگی دارد

بعنوان مثالی معادل میتوان به کل ماجرا از نقطه نظر ارتفاع نگاه کرد: ارتفاع سقوط آسانسور و بیشترین ارتفاعی که شما قادرید بپرید چقدر است؟ بیایید خوش­بین باشیم و بگوئیم که شما یک بازیکن NBA هستید که توانایی یک جهش عمودی ۷۰ سانتیمتری را دارد. در اینجا با چند سناریو مواجه هستیم.

سقوط از یک طبقه (۳ متر): اگر در زمان مناسب بپرید، انگار که از ارتفاعی ۸۰ سانتیمتری سقوط کرده­اید! نگران نباشید، اتفاقی برایتان رخ نخواهد داد. شما فقط ۰٫۸ ثانیه برای واکنش فرصت دارید، پس آماده باشید!

سقوط از سه طبقه (۹ متر): اگر در زمان مناسب بپرید، انگار که از ارتفاعی ۴٫۷ متری سقوط کرده­‌اید! در این صورت به جای اینکه مرده باشید تنها زخمی خواهید شد. احتمالا یک یا دو پای شما شکسته خواهد شد، اما زنده میمانید. (برخی پیشنهاد کرده‌­اند که در آسانسور دراز بکشید، زیرا نیروی برخورد را در طول بدن شما توزیع خواهد کرد. این ایده بسیار وحشتناک است زیرا شما باید از مغز خود محافظت کنید. برخی از اعضای بدن شما باید نیروی ضربه را جذب کنند زیرا آسیب مغزی نخستین علت مرگ است. اجازه دهید که ضربه به پاهای شما اصابت کند.)

سقوط از پنج طبقه (۱۵ متر): اگر در زمان مناسب بپرید، انگار که از ارتفاعی ۹ متری سقوط کرده‌­اید! در این مورد، پرش تفاوت بین احتمالا مرده و احتمالا زنده را ایجاد می کند. این مورد مهم، تفاوت بین زندگی و مرگ است. شما باید در  طول ۱٫۷ ثانیه واکنش نشان دهید. موفق باشید!

سقوط از هفت طبقه (۲۱ متر): اگر در زمان مناسب بپرید، انگار که از ارتفاعی ۱۴ متری سقوط کرده­اید! با عرض پوزش، شما حدود ۲ ثانیه فرصت دارید که برای دیدار با خالق خود آماده شوید.

file pklzبرخی از فرضیات – برای علم

من چندین فرض ساده را در نظر گرفته‌­ام. در محاسبات من فرض شده که شما علیرغم اینکه قادر به دیدن زمین نیستید، می توانید در زمان درست بپرید. البته انجام این فرض بسیار مشکل است. اگر لحظه­‌ای دیر اقدام کنید، همراه با آسانسور به زمین برخورد خواهید کرد و همچنین اگر لحظه‌­ای زود بپرید، در هنگام برخورد آسانسور به زمین، سر شما به سقف برخورد می کند و سرعت پرش شما صفر می شود.

همچنین در محاسبات من فرض شده که شما می توانید در هنگام پرش فشاری پایین سو به کف آسانسور وارد کنید، این امر نیز کمی چالش‌برانگیز است زیرا گرانش در هر لحظه در حال دور کردن کف آسانسور از شما است. زمانیکه شما در حال سقوط آزاد هستید باید دسته‌­ای را بگیرید تا همواره با کف آسانسور در تماس باشید.

در تمام محاسبات فرض شده است که سقوط، با برخورد کردن به یک زمین سخت به اتمام می رسد، اما در برخی موارد کابل آسانسور، اثر برخورد را کاهش داده است و بدین ترتیب جان افرادی که در آسانسور بوده‌­اند نجات یافته است. (در برخی مواقع نیز کابل بر روی سقف آسانسور می­ افتد و فردی که در داخل آسانسور گیر کرده است جان می بازد.) از مقاومت هوا صرف نظر شده، اما این فاکتور تاثیر بسیار کمی در مورد واقعی دارد. با این حال، هوا میتواند شما را به روش دیگری نجات دهد. هوای فشرده در محورِ زیر بالابر ممکن است بعنوان یک بالشتک عمل کند!

فرض کنید که آسانسور از ۷ طبقه سقوط می کند. اگر فشار اضافی هوای فشرده در حد وزن آسانسور باشد و محور کاملا مانند یک پیستون مهر و موم شده باشد، انگار که این آسانسور از ارتفاع ۵۰ سانتیمتری سقوط کرده است. اما معمولا شکافی بین محور و آسانسور وجود دارد که همین مساله باعث از بین رفتن بالشتک ذکر شده می شود.

البته اگر این اتفاق قبل از فشرده شدن هوا توسط آسانسور بیافتد و یا اینکه فشار باعث باز شدن درب­‌های پایینی شود، شما حتی سریع‌تر از حالت عادی سقوط خواهید کرد! با محاسبه­‌ای سریع خواهید فهمید که برای به دام انداختن هوا، شکافِ بین آسانسور و محور هوا باید از حدود ۳۰-۵۰ سانتی متر کمتر باشد.

به پیش رفته و بپرید

روی هم رفته، نگران نباشید. آسانسورهای مدرن دارای انواع پشتیبان‌های ایمنیِ مختلف مانند کابل‌های چند منظوره و ترمز الکترومغناطیسی هستند. اما اگر قرار است بدترین اتفاق ممکن رخ دهد، توصیۀ “وان هالن” را انجام دهید: بپرید!

ترجمه: آوین تهمتن/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: theconversation.com

چه شواهدی برای نظریه نسبیت اینشتین داریم؟

بیگ بنگ: نظریه نسبیت مشهور آلبرت اینشتین در دنیای واقعی تاثیر داشته و در کسوف‌ها، کهکشان‌ها و حتی ساختار جهان اندازه‌گیری شده است. همه ما نظریه گرانش (GR) را می شناسیم و آن را دوست داریم. سال‌های متمادی طول کشید تا آلبرت اینشتین به چنین نظریۀ جامعی دست پیدا کند. با این دستاورد بزرگ، تحولی در دیدگاه انسان نسبت به جهان به وجود آمد.

albertبه گزارش بیگ بنگ، در چند جمله کوتاه می توان ماهیت کلی این نظریه را بیان کرد: «ماده و انرژی به فضا-زمان می گویند چگونه دچار خمش بشود و خمیدگی فضا-زمان در چگونگی حرکت ماده تاثیر می گذارد.» اما از منظر مکانیکی، دستکم به ۱۰ معادله برای توصیف این نظریه نیاز است؛ به طوری که هر کدام از معادله‌ها دشواری‌های خاص خود را داشته و به یکدیگر پیوند خورده‌اند. البته بعنوان افرادی که حس شکاکی خوبی دارند، نباید این پیچیدگی ریاضیاتی را در نگاه اول باور کرد؛ حتی اگر این دستاورد از سوی نابغه‌ای به نام اینشتین ارائه شده باشد. در حقیقت، ما به شواهد و قرائن احتیاج داریم؛ شواهدی خوب و مستدل.

از میان تمامی ویژگی‌های نظریه اینشتین، او به توانایی خود برای توضیح جزئیات مدار عطارد افتخار میکرد. این سیاره از مداری نسبتا بیضوی بهره می برد و به آهستگی به دور خورشید می گردد. به دیگر سخن، جایی که عطارد در آن قرار دارد، دورترین فاصله از خورشید است و با گذشت زمان این فاصله به آهستگی تغییر می یابد. اگر گرانش نیوتنی را در منظومه خورشید-عطارد اِعمال کنید، این تغییر با گذشت زمان دچار تغییر نمی شود؛ دیدگاه نیوتن ناقص است.

اگر تغییر جزئی گرانشی ناشی از سایر سیاره ها را لحاظ کنید، تقریبا کل حرکت تقدیمی(Precession) می تواند توضیح داده شود. تا اوایل دهه ۱۹۰۰ میلادی، این یک مسئله معروف در دینامیک منظومه شمسی به حساب می آمد، اما بحث و جدال زیادی را پدید نیاورد. اکثر محققان آن را به لیست چیزهای عجیب و غریبی اضافه کردند که نمی تواند نقش مهمی در توضیح کارکرد جهان داشته باشد. فرض بر این بود که شاید این نظریه بتواند روزی راه حلی پیدا کند، اما مورد اعتنا قرار نمی گرفت. اما اینشتین مثل دیگران نبود و باور داشت که سیاره عطارد می تواند سرنخی در اختیارش قرار بدهد. پس از سال‌ها تلاش‌ها، زمانی که توانست چارچوب نسبیت عام را تدوین کند و بطور دقیق پیچیدگی‌های اوربیتال عطارد را توضیح دهد، می دانست که سرانجام موفق به رمزگشایی از معمای گرانشی شده است.

قبل از اینکه اینشتین بخواهد کارهای پایانی نظریه گرانش را به انجام برساند، به دیدگاهی شگفت‌انگیز درباره ماهیت گرانش دست پیدا کرد. اگر در فضاپیمایی باشید که با «۱g» ثابت شتاب پیدا می کند، یعنی با شتابی مشابه با آنچه گرانش زمین پدید می آورد، همه چیز در آزمایشگاه‌تان رفتاری مشابه با آنچه در سطح زمین دیده می شود، نشان خواهند داشت. در این شرایط، اشیا به همان شیوه‌ای به زمین سقوط خواهند کرد که در سیاره زمین به روی سطح سقوط می کنند.

تناسب میان گرانش (چیزی که در زمین تجربه می شود) و شتاب (چیزی که در موشک تجربه می شود) باعث شد تا اینشتین به فکر گسترش نظریه‌اش بیفتد. اما نکته‌ای تعجب برانگیز در آن سناریو نهفته است. پرتوی نوری را تصور کنید که از پنجره سمت چپ فضاپیما به درون وارد می شود. همزمان که نور در جستجوی راهی برای خروج از فضاپیما است، در کجا قرار خواهد داشت؟ از نگاه یک ناظر بیرونی، جواب کاملا مشخص است. نور در یک خط کاملا مستقیم حرکت می کند، یعنی عمود با مسیر موشک. در طول زمانی که نور در حال وارد شدن بود، موشک به سمت جلو حرکت می کرد. پس نور از یکی از پنجره‌ها وارد موشک شده و در نزدیک قسمت پایین خارج خواهد شد. اما از درون فضاپیما، شرایط قدری عجیب به نظر می رسد. برای اینکه نور از پنجره‌ها وارد شده و از نزدیکی موتورها خارج گردد، مسیر پرتو باید دچار انحنا شود. در واقع، این دقیقا چیزی است که شما می بینید. چون گرانش دقیقا با شتاب یکسان است، نور باید مسیرهای خمیده در اطراف اشیای بزرگ را دنبال کند.

مشاهده این مورد به صورت آزمایشی کار دشواری است زیرا به مقدار زیادی جرم و نور نیاز دارید که در نزدیکی سطح گذر می کند تا به تاثیر محسوسی برسد. اما خورشید گرفتگی سال ۱۹۱۹ بهترین فرصت را به وجود آورد. بررسی‌های «سِر آرتور ادینگتون» جابجایی دقیق نور ستاره در دوردست را پیدا کرد که نظریه نوپای اینشتین آن را پیش‌بینی کرده بود. یکی دیگر از نتایج جالب به واسطه آزمایش‌های فکری خلاقانه در خصوص نسبیت عام بدست آمد.

سر آرتور ادینگتون در کنار آلبرت اینشتین

این نتیجه‌گیری بر اثر دوپلر تکیه دارد، اما در یک سناریوی ناآشنا به کار گرفته شده است. اگر چیزی در حال دور شدن از شماست، صدایی که تولید می کند، به صورت کشیده و ممتد به نظر خواهد آمد. در این حالت، فرکانس‌های پایین‌تری حاکم خواهد بود و از آن با عنوان اثر دوپلر یاد می شود. این امر درباره نور هم صدق می کند. خودرویی که از شما دور می شود، قدری قرمزتر از آن چیزی که در حالت ایستا بود، دیده می شود. نور قرمزتر به معنای پایین بودن فرکانس است. پلیس ها می توانند از این اثر منعت ببرند و رانندگانی را که با سرعت غیرمجاز حرکت می کنند، متوقف سازند. دفعه بعدی که به شما دستور توقف در کنار جاده داده می شود، این فرصت را خواهید داشت تا درباره ماهیت گرانش تامل کنید.

پس اگر حرکت باعث جابجایی طول موج نور شود، شتاب هم می تواند: نوری که از قسمت پایین به بالای یک موشکِ در حال شتاب حرکت می کند، انتقال به سرخ را تجربه خواهد کرد. بر اساس گرانش، هر آنچه برای شتاب اتفاق می افتد، برای گرانش هم اتفاق می افتد. درست است؛ نور منتشر شده از سطح زمین، در صورتی که روند صعود به بالا داشته باشد، با کاهش فرکانس روبرو خواهد شد. چند دهه طول کشید تا این پیش‌بینی مورد تایید قرار بگیرد، چرا که این اثر خیلی ناچیز است. اما در سال ۱۹۵۹، رابرت پائوند و گلن ربکا یک آزمایش را پیشنهاد، طراحی، ساخته و به اجرا در آوردند که این اجازه را به آنها داد تا انتقال به سرخ نور را در زمان حرکت آن به طبقات بالاتر آزمایشگاه جفرسون در دانشگاه هاروارد اندازه‌گیری نمایند. حتی با وجود تمامی این شواهد، همچنان سعی در آزمودن نظریه نسبیت عام داریم. هرگونه خلاء یا نقص در نظریه فوق‌العاده اینشتین می تواند زمینه‌سازِ ارائه نظریه جدید گرانش باشد.

ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: livescience.com

فضاپیماهای کوچک به آلفا قنطورس می‌روند؟

بیگ بنگ: “یوری میلنر” میلیاردر و متفکر روسی به همراه گروهی از فیزیکدانان و مهندسان سطح بالا قصد دارند که صدها فضاپیمای کوچک را به منظومه ستاره‌ای آلفا قنطورس در همسایگی زمین بفرستند تا به جستجوی حیات بپردازند.

starshot favourite earth laser stillبه گزارش بیگ بنگ به نقل از سرویس فناوری آنا، ۵۰ سال بعد از این که نخستین انسان پا روی کره ماه گذاشت، دیگر زمان آن فرارسیده که انسان‌ها چالش جدیدی را در فضا شروع کنند و حیات را در سیارات دیگر جستجو کنند. قرار است این چالش از طریق فضاپیماهای ریز و از ستاره‌های همسایه منظومه شمسی شروع شود. اگر پروژه Starshot  موفقیت‌آمیز باشد، در آینده‌ای نزدیک عکس‌هایی از آلفا قنطورس و سیاره‌اش در فاصله چهار سال نوری از زمین به دست خواهیم آورد، به گفته محققان سفر به این منظومۀ ستاره‌ای حدود ۳۰ الی ۴۰ سال طول می‌کشد.

آلفا قنطورس یک سامانه ستاره‌ای است که به همراه کوتوله سرخ پروکسیما قنطورس و آلفا قنطورس سی، که بسیار کم‌نورتر است یک سیستم سه‌‌ستاره‌ای را تشکیل می‌دهند. این سامانه، از همه ستاره‌ها به منظومه خورشیدی ما نزدیک‌تر است و با چشم غیرمسلح نیز قابل مشاهده میباشد. شعاع آلفا قنطورس ۲۳ درصد از خورشید بیشتر است و چگالی آن نیز ۱۰ درصد بیشتر از خورشید ماست. آلفا قنطورس یک سیارۀ شبه‌زمین و احتمالا قابل سکونت به نام پروکسیما b دارد که در این مدار ستاره کوتوله سرخ در گردش است. این سیاره گزینه مناسبی برای پروژه استارشات میباشد.

TO proxima centauri main“پیت وردن”، مدیر پروژه استارشات در این مورد می‌گوید: با این پروژه می‌توانیم به سؤال اساسی بشریت «آیا ما در جهان تنها هستیم؟» پاسخ دهیم. وی که حدود ۹ سال مدیریت مرکز ایمز ناسا را به‌ عهده داشته است، می‌گوید: اگر بتوانیم حیات را در سیاره‌ای پیدا کنیم که نزدیک به منظومه شمسی است، به یکی از اساسی‌ترین اکتشافات تاریخ بشر دست می‌یابیم.

استارشات همانند مأموریت‌های فضایی دیگر نیست که در آن یک موشک بزرگ برای حمل یک فضاپیمای سنگین پرتاب می‌شود. به طور مثال، فضاپیمای افق‌های نو ناسا کمی بیش از نیم تن وزن دارد. در عوض فضاپیمای استارشات وزن و ضخامت بسیار کمی دارد تا بتواند خیلی سریع حرکت کند و مجموعه‌ای از آرایه‌‌های لیزری روی زمین با شلیک لیزر به سطح این فضاپیما آن را واردا به حرکت می‌کنند. اندازه این فضاپیما از یک تا سه و نیم متر است و وزن آن به اندازه یک جرعه آب است.

تصویری از نانوساختار استارشات

در مورد سرعت این فضاپیما باید بدانید که استارشات می‌تواند با سرعت یک پنجم سرعت نور یعنی ۱۳۴ میلیون کیلومتر در ساعت حرکت کند و در عرض ۲۰ سال به منظومۀ آلفا قنطورس برسد. گفتنی است که فضاپیمای افق‌های‌نو ۹ و نیم سال طول کشید تا به پلوتو برسد. در ویدئوی زیر می توانید جزئیاتی از این ماموریت را مشاهده کنید:

چیزی که موجب می‌شود استارشات یک ایدۀ قانع‌کننده برای ارسال به آلفا قنطورس باشد، نانوساختاری است که در این فضاپیما به کار رفته است و جرم آن حدود یک گرم و برابر با یک ورق کاغذ است. از همین رو به‌راحتی می‌توان روی آن حسگر، بادبان و دوربین‌هایی نصب کرد. این حسگرها میدان‌های مغناطیسی‌ای را که سیارات را از تابش تشعشعات محافظت می‌کنند، اندازه بگیرند و موج‌های خاص نوری را شناسایی کنند که وجود حیات را نشان می‌دهند.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: cnet.com