بایگانی دسته بندی ها: بینگ بنگ

کشف حفره هایی در مریخ که احتمالا در آنها آب بوده

به گزارش بیگ بنگ به نقل از ایسنا، در شش اوت ۲۰۱۲ کاوشگر “کنجکاوی” با موفقیت در دهانه “گیل” (Gale) فرود آمد. دلیل انتخاب این گودال برای فرود کاوشگر را وجود رسوباتی در آن اعلام کرده‌اند که بر اثر وجود آب زیاد شکل گرفته است. آنچه که به کنجکاوی اجازه می‌دهد تا شواهدی از وجود نخستین ذرات اساسی در حیات میکروبی را بیابد.

حال شواهدی برای درستی این پیش‌بینی پیدا شده است. وجود حفره‌های متعدد در این دهانه نشان‌دهنده وجود دریاچه‌هایی است که نشان می‌دهند تا پیش از خشک شدنشان حیات می‌توانسته در این ناحیه از مریخ وجود داشته باشد. با توجه به اینکه در حال حاضر هیچ آب مایعی در سطح یا نزدیک سطح مریخ وجود ندارد، محققان معتقدند حدود ۳٫۳ میلیارد سال است که هیچ حیاتی در این سیاره وجود ندارد و این زمان با زمان خشک شدن کامل این دریاچه‌ها منطبق است.

در کنار گودال “گیل” کوهی به نام “شارپ”(Sharp) یا “آئولیس”( Aeolis ) وجود دارد که ارتفاع آن از سطح این گودال در حدود ۵٫۵ کیلومتر است. محققان ناسا با بررسی تصاویر ارسال شده از این کوه به این نتیجه رسیدند که با توجه به بالا بودن میزان سیلیس در قسمت‌های پایینی این کوه و تفاوت رنگ آن با قسمت‌های مرتفع‌تر، ایجاد آن نتیجه دهها میلیون سال رسوب‌گذاری دریاچه‌های این ناحیه بوده است.

وجود ترک در سنگ‌های جوان‌تر نشان می‌دهد آب‌های زیرزمینی برای مدت زیادی در این منطقه وجود داشته است. محققان با بررسی ساختار سنگ‌های این حفره‌ها به این نتیجه رسیده‌اند که به احتمال زیاد آب این دریاچه‌ها قابل نوشیدن بوده باشد و حتی در زمانی که آب آن به طور کامل تبخیر شده باز هم حجم زیادی از آب‌های زیرزمینی در این ناحیه باقی مانده است. نتایج این تحقیق در نشریه علمی Geophysical Research Letters منتشر شده است.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: newatlas.com

طلوع سایه و غروب خورشید

بیگ بنگ: این تصویرِ ۳۶۰ درجۀ حیرت آور در واقع از یک منطقه کوهستانی بنام یمتلاند در سوئد میباشد. این عکس پانوراما که یک موزاییکِ ۳×۸ از تصاویرِ ثابت است در سوم مارس ۲۰۱۷ از یک پهباد در ارتفاع ۲۰۰ متری زمین گرفته شده است.

این صحنه نور پرحرارت خورشید را نشان می دهد که در شمال غربی در حال غروب است و سایۀ تاریک سیاره زمین در جنوب شرقی در حال بالا آمدن (طلوع) است. ستون کوچکی از نور خورشید جایگاه خورشید را در پایین افق مشخص می کند، در حالی که قوسِ ضد گرگ و میش یا کمربند ناهید ِ سایۀ زمین را نشان می دهد. در وسط آسمان صاف، یک چهارم از ماه در بالای کوهستان قابل مشاهده است و صفحۀ نیمه روشن آن غروب خورشید را از طلوع ِ سایه، جدا کرده است. پدیده های مختلفی با یکدیگر ترکیب شده اند تا درخشش متفاوت آسمان را برای غروب خورشید و سایۀ زمین نشان دهند. بلندترین قله در نمای غروب خورشید استورسناسن(Storsnasen) نام دارد که ۱۴۰۰ متر در بالای سطح دریا واقع شده است.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: apod

image_pdfimage_print

زمین در یک میلیارد سال آینده چگونه است؟

بیگ بنگ: هیچکس با قطعیت نمی‌تواند بگوید آینده چه چیزهایی با خود می‌آورد اما ویدیویی جدید تمام پیش‌بینی‌های علمی که می‌توانیم منطقا در مورد نحوه‌ی تغییر زمین در ۱ میلیارد سال آینده انجام دهیم را گردهم آورده است.

به گزارش بیگ بنگ، واقعیت این است که در واقع هیچکس برای دیدن بیشتر این تغییرات زنده نخواهد، ماند بنابراین این را به عنوان سفری به دنیایی که ابرقاره‌ها حمکرانی می‌کنند، قله‌ی اورست دیگر بلندترین قله‌ی دنیا نیست و خورشید بسیار داغ تر می‌باشد در نظر بگیرید. در حال حاضر ویدیویی ۷-دقیقه‌ای   RealLifeLore توسط بیش از ۱٫۶ میلیون نفر در چند روز دیده شده است. ایده‌ی مورد علاقه‌ی ما در این ویدیو آن است که دو میلیون سال دیگر انسان‌ها بر روی سیاره‌های متفاوت به گونه‌هایی کاملا متفاوت فرگشت یافته که ممکن است یکدیگر را نشاسند. به عبارت دیگر ما به بیگانگان تبدیل می‌شویم.

ممکن است کمی دور از ذهن به نظر برسد اما در واقع هنگامی که به چگونگی تغییرات زمین از زمان انسان‌های اولیه در آفریقا فکر کینم زیاد غیر منطقی به نظر نخواهد آمد. در طول زندگی گونه‌ی ما انسان‌ها برینجیا را دیده‌ایم که آسیا و شمال آمریکا را به هم وصل می‌کرد اما اکنون ناپدید شده است و همچنین قدم گذاشتن انسان بر روی ماه را دیده‌ایم. برای کسانی که قادر به تماشای ویدیو نیستند برخی از اتفاقات مهمی که رخ خواهند داد این‌ها می‌باشند:

• خطای Y2K را در سال ۱۰۰۰۰ فراموش کنید چرا که دستگاه‌های ما دچار خطای Y10K خواهند شد. درحال حاضر تمام نرم‌افزارهای ما سال را با ۴ رقم نشان می‌دهند بنابراین زمانی که به سال ۱۰۰۰۰ برسیم تکنولوژی قادر به کد کردن روزها نخواهد بود.

• اگر روند جهانی شدن کنونی ادامه یابد تمام صفات ژنتیکی انسانی همچون رنگ مو و پوست به طور یکسانی در سراسر دنیا توزیع می‌شوند و تفاوت‌های متناسب با منطقه وجود نخواهد داشت

سال ۵۰۰۰۰

• تمام زبانهای امروزی در سال ۲۰۰۰۰ غیرقابل تشخیص خواهند بود و در سال ۵۰۰۰۰ زمین نیز متفاوت به نظر خواهد رسید. آبشار نیاگارا به کاملا از بین رفته و تبدیل به یک دریاچه‌ی عظیم خواهد شد.

• زمین نیز به یک دوره‌ی یخبندان دیگر وارد خواهد شد.

سال ۱۰۰۰۰۰

• تمام ستارگان و صورت‌های فلکی قابل مشاهده از زمین کاملا متفاوت خواهند بود.

• اگر توانسته باشیم به مریخ سفر کنیم تا این سال توانسته‌ایم آن را زمینی سازی کنیم.

سال ۵۰۰۰۰۰

• احتمالا یک شهاب سنگ به قطر یک کیلومتر به زمین برخورد خواهد کرد مگر آنکه جلوی آن را به گونه‌ای بگیریم.

سال ۱ میلیون

• در این زمان زمین انفجارهای شدید آتشفشانی را تجربه خواهد کرد که قادرند ۳۲۰۰ کیلومتر مربع خاکستر را به جو زمین وارد کنند. این انفجار مشابه با انفجار عظیم توبا است که تقریبا نسل انسان را در ۷۵۰۰۰ سال پیش منقرض کرد.

• ستاره‌ی نزدیک ابط‌ الجوزا به یک ابرنواختر تبدیل شده که حتی در طول روز نیز کاملا از روی زمین قابل مشاهده خواهد بود.

سال ۲ میلیون

• اگر انسان‌ها به سیارت مختلفی رفته باشند در این زمان به گونه‌هایی کاملا متفاوت که با محیط سیاره‌ی خود سازگار شده‌اند تبدیل شده‌اند. آنها ممکن است از گونه‌های انسانی دیگر در سایر سیارات بی خبر باشند.

• گرند کانیون دچار فرسایش شده و به یک دره‌ی بزرگتر تبدیل می‌شود.

برای اطلاعات کامل در این زمینه ویدئوی زیر را مشاهده کنید:

ترجمه زیرنویس: امیرحسین سلیمانی/ سایت بیگ بنگ

سال ۵۰ میلیون

• آفریقا با اوراسیا برخورد کرده، دریای مدیترانه را از بین می‌برد و رشته‌کوهی جدید که امکان دارد کوهی بلندتر از اورست داشته باشد تولید می‌شود.

سال ۲۵۰ میلیون

• تمام قاره‌های بر روی زمین باهم ادغام شده و به یک ابرقاره به شکل زیرتبدیل می‌شوند.

سال‌های ۵۰۰-۶۰۰ میلیون

• یک انفجار اشعه‌ی گامای کشنده در فاصله‌ی ۶۵۰۰ سال نوری از زمین رخ خواهد داد که آغازگر یک انقراض دسته‌جمعی خواهد بود.

• درخشش روبه افزایش خورشید از حرکت صفحات تکتونیکی جلوگیری خواهد کرد و سطح کربن دی اکسید در اتمسفر به شدت کاهش می‌یابد. فتوسنتز C3 دیگر امکان‌پذیر نبوده و ۹۹ درصد زندگی کنونی گیاهی زمین خواهد مرد.

سال ۱ میلیارد

• این سال هایی است که زمین از بین می‌رود نه با یک انفجار بلکه… بهتر است ویدیو را ببینید تا بفهمید این اتفاق چگونه می‌افتد.

فقط اضافه می شود که سورپرایزهای بسیاری در طول تاریخ زمین رخ داده است و بدون شک سورپرایزهای بیشتری نیز رخ خواهند داد. بنابراین این فقط یک سری اتفاقات است که تا سال یک میلیارد می‌تواند رخ دهد. پس از مشاهده‌ی این ویدیو احساسی مشابه با  FOMO(اختلال ترس از دست دادن) را تجربه خواهید کرد.

ترجمه: معصومه رحیمی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com

image_pdfimage_print

آزمایش آتش­ سوزی در فضا

بیگ بنگ: دانشمندان ناسا در ژوئن ۲۰۱۶ انبار محمولۀ متعلق به این سازمان را در فضا به آتش کشیدند. صبر کنید! نترسید؛ ناسا در این پروژه کاری با فضانوردان خود ندارد. آتش زدن این انبار جزئی از آزمایشی بود که به منظور مشاهده چگونگی آتش­ گرفتن شیئی در فضا و خاموش ­کردن این آتش انجام شد.

به گزارش بیگ بنگ، آتش در فضا با آتش در زمین تفاوت دارد. در جاذبه کم، شعله­ های آتش رفتار مشابه رفتار زمینی خود نشان نمی­ دهند. این شعله­ ها به شکل حباب ­های کروی شکل در آمده و بدون انتقال گرما نیز، شکل متفاوتی از خود نشان می­ دهند. به جای سوختن رو به بالا، جهت این شعله­ ها متاثر از سیستم تهویه فضاپیما می­ باشد. حتی سیستم تشخیص دود فضاپیما هم به کار نمی­ افتد. اما دانشمندان نمی ­دانند اگر اندازه آتش بیشتر از یک کف دست باشد چه اتفاقی خواهد افتاد. چه موادی در جاذبه کم آتش می­ گیرد؟ آتش با چه سرعتی پخش می ­شود؟ این آتش چقدر حرارت دارد؟

برای پاسخ به برخی از این سوال­ ها، انبار مخزن فضاپیمای سفایر ۱(یک اتاقک یک متر در یک متر، مجهز به حسگر، دوربین و اندکی پارچه برای آتش­ زدن) پس از بارگذرای کپسول توسط فضانوردان، آنها این کپسول را به درون جو زمین رها کردند تا بسوزد. نتایج این آزمایش بسیار حیاتی است. زیرا اگر بر روی فضاپیمای ناسا آتش­ سوزی اتفاق بیافتد، کاری از دست فضانوردان و یا مرکز کنترل بر روی زمین برنخواهد آمد.

“گری روف” مهندس هوافضای مرکز تحقیقاتی گلن در ناسا، می­ گوید: «اگر اتفاق بدی در فضا بیافتد، شما نمی ­توانید که دست روی دست گذاشته و منتظر شوید که شخص دیگری مشکل را حل کند. اگر آتش­ سوزی اتفاق بیافتد، شما باید بتوانید آنرا تشخیص داده، مهار کرده، تمام تجهیزات را به حالت اول برگردانده و ماموریت را ادامه دهید.» فضاپیما و خدمه آن، مخصوصا در سفرهای فواصل دور، باید خودکفا باشند. تیم کنترل سفایر امیدوار است داده ­های این آزمایش و آزمایشات پیش روی سفایر ۲ و ۳، بتواند به ناسا در مهار موثر آتش کمک کرده و در زمینه انتخاب مواد اولیه ساخت فضاپیما به مهندسان کمک فراوان بکند.

ترجمه: رضا کاظمی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: wired.com

image_pdfimage_print

نزدیک شدن به سحابی حباب

بیگ بنگ: نزدیک شدن به سحابی حباب چگونه خواهد بود؟ در واقع این حباب در اثر باد و تابشِ یک ستارۀ عظیم متورم شده و اکنون حتی چند سال نوری قطر دارد. ستاره ی داغ درون آن چندین برابر درخشان تر از خورشیدمان است و در حال حاضر از مرکز سحابی منحرف شده است.

این تصویرسازی با نزدیک شدن مستقیم به سحابی حباب (NGC 7635) آغاز می شود و سپس به دور سحابی می چرخد. این ویدئو از تصاویر تلسکوپ فضایی هابل و تلسکوپ WIYN در کیت پیک در آریزونای آمریکا درست شده است. این سحابی در فاصله حدود ۷۱۰۰ سال نوری از سامانۀ خورشیدی ما واقع شده است.

این حباب عجیب در نتیجه گاز ستاره‌ای پرسرعت و داغ یک ستاره در درون آن ساخته شده است. این گاز پرانرژی که با سرعت ۶٫۵ میلیون کیلومتر در ساعت از بدنه ستاره گسترش یافته با گاز سرد میان‌ستاره‌ای در فضا برخورد کرده و آن را به جلو می‌راند. مدل کامپیوتری سه بُعدی که این تصویرسازی بر اساس آن انجام شده شامل تفاسیر هنرمندانه ای است و فواصل به طور قابل توجهی فشرده شده اند.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: apod

image_pdfimage_print

کیهان واقعا چند بُعد دارد؟

بیگ بنگ: کیهان ما واقعا چند بعد دارد؟ یک مهندس، ریاضی‌دان و فیزیکدان درباره‌ی کیهان هم‌صحبت می‌شوند. به نظر شما آنها چند بعد می‌یابند؟

به گزارش بیگ بنگ، مهندس ناگهان زاویه‌سنج و ابزار خود را بیرون می‌آورد و می‌گوید آسان است. سپس با ابزارهای خود سه جهت در زاویه‌ی قائم به یکدیگر را نشان می‌دهد: طول، عرض و ارتفاع. و می‌گوید «سه» بعد وجود دارد. ریاضی‌دان دفترچه یادداشت خود را بیرون می‌آورد و لیستی از اشکال هندسی منظم و متقارن با ضلع‌های عمودی می‌کشد. و می‌گوید مربع‌ چهار ضلع خطی دارد؛ مکعب شش ضلع مربعی دارد؛ ابرمکعب هشت ضلع مکعبی دارد. با ادامه دادن این الگو متوجه می‌شود که می‌تواند این روند را برای همیشه ادامه دهد. بنابراین می‌گوید «بی‌نهایت بعد».

سرانجام نوبت به فیزیکدان می‌رسد. فیزیکدان به ستاره‌ها خیره می‌شود و رفتار آنها را به دقت ثبت می‌کند و تشخیص می‌دهد که ستاره‌ها از طریق گرانش، که مطابق با مربع فواصل متقابل آنها کاهش می‌یابد، یکدیگر را جذب می‌کنند. سپس فکر می‌کند که سه بعد وجود دارد. با این حال، وقتی معادله را برای نحوه‌ی حرکت نور از فضا محاسبه می‌کند، متوجه می‌شود که به بهترین وجه در چهار بعد بیان شده است. سپس، پس از فکر بسیار، سعی می‌کند به شیوه‌های توصیف گرانش و نور در نظریه‌ای معمولی فکر کند، که به نظر می‌رسد نیازمند به حداقل ده بعد است. و می‌گوید «سه، چهار، یا شاید هم بیشتر».

ببینیم فیزیکدان چگونه به نتایج خود رسید. در سال ۱۹۱۷ پاول ارنفست فیزیکدان اتریشی، جمله‌ای تفکر برانگیز نوشت: «چطور از قوانین بنیادی فیزیک معلوم می‌شود که فضا سه بعد دارد؟». وی در این مقاله شواهدی را ذکر می‌کند که سه بعد برای توصیف جهان ما عالی و کامل است. به عنوان مثال، وی اشاره می‌کند که مدارهای ثابت سیارات در منظومه شمسی و حالت‌های‌حرکت الکترون‌ در اتم، نیازمند به قوانین نیروی مربع معکوس است. به عنوان مثال اگر گرانش، به جای مربع فاصله از خورشید، با توجه به مکعب فاصله از خورشید کاهش یابد، سیارات مسیرهای بیضوی ثابت را دنبال نخواهند کرد.

حال ببینیم قانون مربع معکوس به جه معنی است. حبابی را تصور کنید که تقریبا شامل مدار سیاره‌ای می‌باشد. قدرت میدان گرانشی خورشید در آن فاصله، روی مساحت سطح حباب ضعیف می‌شود. مساحت سطح متناسب با مربع فاصله‌ی شعاعی است، و توضیح می‌دهد که چرا گرانش با آن ضریب کاهش می‌یابد. از آنجایی که حباب، از جمله درون آن، سه بعدی است، خود فضا نیز باید سه بعدی باشد. به طور خلاصه، این حقیقت که گرانش با توجه به مربع فاصله-میزان مساحت سطح حباب- به تدریج کاهش می‌یابد، دلالت بر سه بعدی بودن دارد.

هر چند که کیهان، فقط فضا نیست. همان طور که ریاضی‌دان روسی-آلمانی، هرمن مینکوفسکی، نشان داد، اصل نظریه‌ی نسبیت خاص اینشتین بر این است که توضیح دهد چگونگی حرکت نور با سرعتی ثابت نسبت به همه‌ی ناظران را می‌توان به بهترین وجه در چهار بعد بیان کرد. وی به جای در نظر گرفتن فضا و زمان به طور مستقل، تصوری واحد و یکپارچه‌ای از فضا-زمان را پیشنهاد می‌دهد. اینشتین در نظریه نسبیت عام، از این مفهوم استفاده می‌کند و گرانش را با استفاده از مدل چهار بعدی پویا توصیف می‌کند.

نور ناشی از فعل و انفعالات الکترومغناطیسی، یکی از چهار نیروی طبیعت است. تا چندین دهه، فیزیکدانان به دنبال روش‌هایی برای یکی کردن آن نیرو با نیروهای دیگر– نیروی هسته‌ای قوی، نیروی هسته‌ای ضعیف، و مهم‌تر از همه، نیروی گرانش – بودند تا نظریه‌ی ساده و زیبای واحدی از نیروهای بنیادی ارائه دهند. دو عدد از اولین طرح‌ها (قبل از شناخته شدن نیروهای هسته‌ای قوی و ضعیف) به طور مستقلی توسط ریاضی‌دان آلمانی، تئودور کالوزا و فیزیکدان سوئدی، اسکار کلین  توسعه یافت. گرچه در حال حاضر می‌دانیم که رویکرد آنها نادرست بوده است، اما هر دوی آنها یکی کردن الکترومغناطیس و گرانش به وسیله‌ی توسعه‌ی نسبیت عام با بعدی اضافی را پیشنهاد دادند. کلین، به بهترین وجه به این سؤال پرداخت که چرا این بُعد پنجم قابل مشاهده نیست -سازگار با نتیجه‌گیری اینشتین است که فضا سه بُعدی به نظر می‌رسد. کلین  در ایده‌ای شناخته شده به نام فشرده‌شدگی، پیش‌بینی کرد که بعد بالاتر به صورت حلقه‌ی فشرده‌ی باریکی در ۳۳-^۱۰ سانتی‌متر جمع می‌شود. بنابراین، این بُعد در حالی که می‌تواند ابزاری از یکی شدن و یکپارچگی عرضه کند (اگر در عمل هم نتواند، در تئوری می‌تواند)، اما غیرقابل کشف است- مانند حشره‌ای که به صورت نقطه‌ای روی برگ مستتر شده است.

معاصران کلین در اواخر دهه‌ی ۱۹۲۰، که اصول مکانیک کوانتومی را شکل می‌دادند، به جای بررسی ابعاد فیزیکی که مکمل فضا-زمان است، تصمیم به بررسی امکان ابعاد داخلی (مربوط به فضای ریاضیاتی انتزاعی) گرفتند. آنها نظریه‌های خود را در فضای هیلبرت، ساختاری ریاضیاتی که از تعداد نامحدودی بعد برای امکان بودنِ مجموعه‌ی نامحدود بزرگی از حالات کوانتومی استفاده می‌کند، توسعه دادند. به جز اینشتین و دستیاران او، پیتر برگمان و ولنتاین برگمان، چند فیزیکدان مفهوم ابعاد اضافی پنهان در جهان فیزیکی را بررسی کردند. (در اواخر دهه ی ۱۹۳۰ و اوایل دهه‌ی ۱۹۴۰، اینشتین، پیتر و ولنتاین برگمان، به وسیله‌ی بعد فیزیکی دیگری برای تلفیق در الکترومغناطیس، تلاش ناموفقی برای گسترش فضا-زمان چهار بُعدی نسبیت عام، کردند.)

در دهه‌ی ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰، نظریه‌ی کالوزا-کلین به لطف ظهور نظریه‌ی ابرریسمان و ابرگرانش احیا شد: این ایده که مؤلفه‌های بنیادی طبیعت، رشته‌های انرژی را به ارتعاش در می‌آوردند. به لحاظ ریاضیاتی، نظریه‌ی ابرریسمان تنها در ده بُعد یا بیشتر، عملی می‌شود. در نتیجه، محققان به فکر راه‌هایی هستند که بتوانند به وسیله‌ی آن، شش یا بیش از شش بُعد دیگر را فشرده‌ سازند. نظریه‌ی ابرریسمان در دهه‌ی ۱۹۹۰ به صورت رویکردی کلی‌تر به نام نظریه‌ی M تکامل یافت، که غشاهای پرانرژی با نام مستعار «بَرین» (Brane) را با ریسمان‌ها یا رشته‌ها تلفیق می‌کند. نظریه‌ی M شامل امکان یک بعد بزرگ دیگر می‌باشد که مکمل آن ده بُعد ضروری برای حیات ابرریسمان‌ها است. «بزرگ» در این زمینه به معنای «قابل مشاهده» است نه کوچک و فشرده.

محققان به زودی متوجه شدند که این بعد دیگر بزرگ، می‌تواند به طور بالقوه‌ای معمایی به نام مسئله‌ی سلسله مراتب را حل کند. این معما شامل ضعف قابل توجه گرانش نسبت به دیگر نیروهای طبیعت، از جمله الکترومغناطیس، می‌باشد. آزمایشی ساده این عدم تعادل را نشان می‌دهد. یک پونز فولادی و آهنربای کوچکی را بردارید و ببینید که جاذبه‌ی آن چگونه کشش گرانشی کل زمین را تحت تاثیر قرار می‌دهد.

در طرح «جهان بَرین» که اولین بار توسط نیما ارکانی حامد، ساواش دیموپولوس، و گیا دوالی (همکاری که به اختصار «ADD» نام دارد) مطرح شد، و بعد از آن توسط لیزا راندال، رامان ساندروم و دیگران توسعه یافت، واقعیت متشکل از دو برین است که با شکافیاز بعد بالاتر، این شکاف بالک (Bulk) نام دارد، در پیکربندی‌ای مانند گراند کانیون، از هم جدا شده‌اند. مانند گردشگران ترسو که در لبه‌ی درّه‌ی عمیق و باریکی نشسته‌اند، بیشتر ذرات هم به یکی از بَرین‌ها چسبیده‌اند. در نتیجه، جهان فیزیکی آشنا در آنجا واقع شده است. به کوهنوردان بی‌باک، یعنی گراویتون‌ها، که حاملان ثقل هستند، استثنایی ارائه می‌شود و قادر به کشف بالک هستند. از آنجایی که چون عوامل گرانش زمان بسیار کمتری را صرف تعامل با برین آشنای ما می‌کنند، گرانش بسیار ضیف‌تر از نیروهای دیگر به نظر می‌رسد.

حدس اصلی ADD پیش‌بینی کرد که وقتی در مقیاس‌های ریز اندازه‌گیری می‌کنیم، گرانش باید به طور کامل از رابطه‌ی کامل فاصله‌ی مربع معکوس، منحرف شود. با این حال آزمایشات تعادل چرخش دقیق که توسط تیمی به رهبری اریک آدلبرگر از دانشگاه واشنگتون، محدودیت‌های سفت و سختی تا سطح دقیقه را بر چنین اختلافی، وضع کرد. با این وجود این ایده‌ی ابعاد اضافی، منجر به پیشرفت در طرح‌های مختلف برای وحدت و یکی شدن نیروهای طبیعی می‌شود.

یکی از ماموریت‌های برخورد دهنده‌ی هادرونی بزرگ(LHC)، شتاب‌دهنده‌ی عظیم واقع در مرز فرانسه و سوئیس، امکان ابعاد اضافی پنهان را آزمایش می‌کند. از زمان کشف بوزون هیگز در سال ۲۰۱۲، تکمیل مدل استاندارد فیزیک ذرات، ایده‌ی توجه به چنین گسترش‌هایی، مهم‌تر و مرکزی‌تر شده است. برای ایجاد وجود ابعاد اضافی با LHC، سه راه عمده وجود دارد. اولین راه، یافتن ورژن‌های اکو از ذرات موجود است، که حالات کالوزا-کلین نام دارد؛ که از تمام جهات مانند ذرات شناخته شده هستند به جز اینکه، مانند لایه‌ها در موسیقی، عظیم‌تر هستند. جستجو برای گراویتون‌های کالوزا-کلین، گلوئون‌های کالوزا-کلی و غیره،در انرژی ۷ تریلیون ولت الکترونی از برخورد پروتون-پروتون، تا کنون فایده‌ای نداشته است.

فیزیکدانان نیز از برخورد دهنده برای جستجوی شواهدی از تراوش گراویتون به ابعاد بالاتر، استفاده می‌کنند. این سیگنال‌ها از انرژی از دست رفته‌ی غیرقابل توضیح باید از تعداد زیادی از حوادث برخورد، غربال کند و به دقت از مجموعه‌ای از امکانات معمولی، مانند نوترینوهای فرارکرده، جلوگیری کند. مدارک و شواهد برای ابعاد اضافی نیز می‌تواند در برخورد دهنده در قالب حفره‌های سیاه میکروسکوپی پیش‌بینی شده با برخی نظریه‌های بعدی بالاتر، وجود داشته باشد. به طور عالی، قبل از افتتاح برخورد دهنده، با وجود محاسباتی که نشان می‌داد شتاب دهنده در بخش کوچکی از ثانیه و بدون خطر متلاشی می‌شود، جنجال‌برانگیزان ترسی را ایجاد کردند که این اشیاء، زمین را از بین می‌برد. با وجود امیدها و هشدارها، هنوز حفره‌های سیاه کوچک از میان داده‌های برخورد آزمایشات LHC تشخیص داده نشده است.

اول میِ ۲۰۱۷ برای اولین بار در سال جاری، برخورد دهنده هادرونی بزرگ، پس از یک وقفۀ فنی ۱۷ هفته ای، شروع به چرخاندن پرتوهای پروتون کرد. به روزرسانی آن، شانس بیشتری برای شناسایی شواهدی از ابعاد دیگر را به همراه دارد. بدون شک مهندسین نسبت به مکانیزم درخشان آنها شگفت‌زده خواهند شد؛ ریاضی‌دانان نسبت به مقدار مطلق داده‌های جمع‌آوری شده‌ی آنها و الگوریتم‌های قدرتمند غربال شده از میان آن، وحشت‌زده خواهند شد؛و همه‌ی فیزیکدانان مشتاقانه منتظر امکان نخستین شواهد عرصه‌ی بُعدی بالاتر فراتر از فضا و زمان خواهند بود.

ترجمه: زهرا جهانبانی / سایت علمی بیگ بنگ

منبع: pbs.org

image_pdfimage_print

ارتباط رادیویی تاثیرشگفت آوری بر فضای اطراف زمین دارد

بیگ بنگ: مشاهدات تاریخی نشان می دهند که محدوده های پایین ترِ کمربندهای تشعشعی وان آلن، نسبت به دهه‌ی ۱۹۶۰ که ارتباطات VLF چندان رایج نبودند از زمین دورتر شده اند.

به گزارش بیگ بنگ، تحقیقات جدید نشان می‌دهد که انسان‌ تاثیری قابل توجه ای بر محیط نزدیک به فضای زمین گذاشته که قابل اندازه گیری هستند. ارتباطات رادیویی با فرکانس بسیار پایین(VLF)، با ذرات موجود در فضا تعامل دارند و بر آنها تاثیر می‌گذارند. گاهی اوقات این تعاملات می‌تواند مانع محافظی را ایجاد کند که از ورود ذرات پرانرژی جلوگیری می‌کند. این مانع به وسیله‌ی کاوشگرهای وان آلن ناسا شناسایی شده است؛ فضاپیمای رباتیکی که وظیفه‌ی آن بررسی کمربند تشعشعی وان آلن در اطراف زمین است.

فیل اریکسون، دستیار مدیر در رصدخانه‌ی هی‌استاک MIT، در مصاحبه‌ی خبری گفت: «تعدادی از آزمایشات و مشاهدات دریافته‌اند که تحت شرایط مناسب، در واقع سیگنال‌های ارتباط رادیویی در طیف فرکانس VLF می‌توانند بر خواص محیط تشعشعی پرانرژی دور زمین، تاثیر بگذارند.» ارتباط رادیویی VLF، فرکانس‌هایی بین ۳ تا ۳۰ کیلوهرتز را نشان می‌دهد. پهنای باند محدوده VLF برای انتقال‌های صوتی مناسب نیست؛ و معمولا برای انتقال از راه دور سیگنال‌های رمزگذاری‌شده توسط ارتش به کار می‌روند.

تشعشع VLF ارتباطات بین پایگاه‌ها و زیردریایی‌ها را قادر می‌سازد اما امواج، از جو هم فراتر می‌روند. دانشمندان ضمن تجزیه و تحلیل داده‌های کاوشگرهای وان آلن دریافتند که حبابVLF اغلب به حد پایینی کمربندهای تشعشعی زمین، یعنی جریاناتی از ذرات بارداری که به وسیله‌ی میدان مغناطیسی زمین در محل قرار گرفته‌اند، مربوط هستند.

یافته‌های این پژوهش – که در مجله بررسی علوم فضایی به تفصیل آمده است- نشان می‌دهد که امواج VLF در حال دورتر بردن کمربند وان آلن هستند. محققان در حال آزمایش و بررسی این امر هستند که آیا می‌توان از تشعشع VLF برای خلاص شدن از فضای فوقانی تشعشع اضافی استفاده کرد یا خیر. آب و هوای فضا می‌تواند فضای فوقانی را غرق در ذرات باردار کند؛ که این امر، سیستم‌های ارتباطی مهم را قطع می‌کند.

ترجمه: زهرا جهانبانی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: upi.com

image_pdfimage_print

احتمالاً قطرات باران مریخ بزرگتر از قطرات باران زمین بوده

بیگ بنگ: به گفته محققان میلیاردها سال پیش در سیاره مریخ، باران به قدری سنگین بود که سطح سیاره را دچار تغییر شکل کرد، کانال هایی را در آن پدید آورد و قسمت هایی از گودال ها را از میان برداشت. بعضی از قطرات باران سیاره سرخ که در گذشتهٔ دور از آسمان می بارید، احتمالاً بسیار بزرگتر از قطراتی بوده که زمین آن را تجربه می کند.

این تصویر که توسط کاوشگر کنجکاوی ناسا در مریخ گرفته شده یک سری رسوبات بسیار دانه ریز را نشان می دهد که از آب یک دریاچه واقع در درون گودال سیاره سرخ در میلیاردها سال پیش سرازیر می شد.

به گزارش بیگ بنگ، رابرت کراداک از مؤسسه اسمیتسونیان در واشنگتن دی سی و رالف رالنز از آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جانز هاپکینز در مریلند، محققان اصلی پژوهش بودند که به مدل سازی باران در مریخ کهن پرداختند. آنان چگونگی تغییر اتمسفر سیاره را در طول اعصار متمادی مورد بررسی قرار دادند. پس از اینکه مریخ در حدود ۴٫۵ میلیارد سال پیش شکل گرفت، به احتمال زیاد اتمسفری ضخیم با فشاری چهار برابر فشار هوای فعلی زمین داشت. محققان در طی محاسبات خود دریافتند که چنین فشاری به قطرات باران کوچک سه میلی متری منجر شده است.

محققان بر این باورند که با گذشت سالیان، فشار در مریخ کاهش یافت و ماهیت باران در این سیاره دستخوش تغییر قرار گرفت. لورنز در گزارشی بیان کرد: ما با استفاده از مبانی فیزیکی پایه برای درک رابطه میان اتمسفر، اندازه قطره باران و شدت بارش نشان دادیم که مریخ قطرات خیلی بزرگی را تجربه کرده که تغییرات قابل توجهی در سطح این سیاره به وجود آورده است. در صورت برابر بودن فشار اتمسفری مریخ با زمین، به احتمال زیاد قُطر قطره باران تا ۷٫۳ میلی متر نیز افزایش پیدا کرد؛ یعنی تقریبا یک میلی متر بزرگتر از قطرات باران که بر زمین باریده می شوند.

کراداک و لورنز در مقاله جدید که در مجله Icarus منتشر شده چنین نوشتند: به دلیل جاذبه پایین مریخ و سرعت نهایی کم قطرات باران، بارش حاصل از چنین طوفانی فقط می تواند با هفتاد درصد شدت در مریخ روی دهد. البته همواره نکات ناشناخته ای وجود خواهند داشت، مثل ارتفاع ابر طوفانی در اتمسفر مریخ. ما نهایت سعی خود را کردیم تا از متغیرهای منتشر شده برای بارش باران در زمین استفاده کنیم. بعید است بارش باران در سال های نخست شکل گیری سیاره سرخ تفاوت چشمگیری با آنچه که در این مقاله ذکر شد، داشته باشد. یافته های ما اطلاعات جدیدی را درباره تاریخ آب و وضعیت آب و هوایی در مریخ بدست میدهد.

تاریخ رویدادهای گوناگونی را به خود دیده است. داده های جمع آوری شده توسط مدارگرد ماون(MAVEN) و مریخ نورد کنجکاوی سازمان فضایی ناسا نشان می دهد که بادهای خورشیدی ۳٫۷ میلیارد سال قبل در مریخ از بین رفته بودند. امروز، اتمسفر غنی از کربن دی اکسید مریخ، فقط یک درصد ضخامت زمین را دارد. در نتیجه، مریخ دچار یک جابجایی شد: تبدیل شدن دنیایی گرم و مرطوب با رودخانه، دریاچه و شاید اقیانوس؛ به یک سیارهٔ سرد و خشک و مرده!

ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: space.com

image_pdfimage_print

نظریه نسبیت خاص اینشتین

بیگ بنگ: نظریه نسبیت خاص چگونگی ارتباط فضا و زمان را با اشیایی که با سرعتی متداوم در خط راست حرکت می کنند، توضیح می دهد. یکی از مشهورترین جنبه های این نظریه به اشیای در حال حرکت با سرعت نور اطلاق می شود.

معادله E = mc2 آلبرت اینشتین نشان می دهد که جرم و انرژی تبادل پذیر اند.

به گزارش بیگ بنگ، بگذارید ساده تر بگوئیم. با نزدیک شی به سرعت نور، جرم آن نامتناهی شده و قادر به حرکت سریع تر از سرعت نور نیست. این محدودیت سرعت کیهانی یکی از موضوعات عمده مورد بحث در دنیای فیزیک و حتی ژانر علمی-تخیلی بوده است؛ زیرا افراد درصدد پی بردن به چگونگی سفر در فواصل بسیار دور هستند. نظریه نسبیت خاص در سال ۱۹۰۵ میلادی توسط آلبرت اینشتین مطرح شد که بخشی از مبانی فیزیک مدرن را تشکیل می دهد. اینشتین پس از پایان کارش در این نظریه، به مدت یک دهه در خصوص این مسئله به تامل پرداخت: چه اتفاقی می افتد اگر کسی “شتاب” را معرفی کند؟ این سوال مبنای نظریه عام وی را شکل داد؛ نظریه ای که در سال ۱۹۱۵ انتشار یافت.

تاریخچه

اخترشناسان قبل از اینشتین جهان را بر حسب سه قانون حرکت ارائه شده توسط آیزاک نیوتن در سال ۱۶۸۶ درک می کردند. این سه قانون به شرح زیر می باشند:

۱- اشیای در حال حرکت به حرکت خود ادامه می دهند، مگر آنکه یک نیروی خارجی تغییری بر آنها اعمال کند.

۲- طبق قانون دوم نیوتن، برای غلبه بر وضعیت تعادل و اینرسی یک جسم بایستی بر آن نیرو وارد کنیم. یعنی از سکون آن را خارج کنیم یا سرعتش را تغییر دهیم یا جهت حرکت آن را عوض کنیم. نیرویی که برای از بین بردن اینرسی به جسم وارد می کنیم متناسب با جرم جسم شتابی ایجاد می کند.

۳- طبق قانون سوم نیوتن، اگر جسمی به جسمی دیگر نیرو وارد کند، جسم دوم نیز نیرویی به همان اندازه ولی در خلاف جهت به جسم اول وارد می کند.

به قانون سوم نیوتن، قانون کنش و واکنش نیز می گویند. اما قبل از وارد شدن اینشتین به صحنه، به مدت چندین دهه شکاف هایی در این نظریه وجود داشت. “جیمز کلرک ماکسول” فیزیکدان اسکاتلندی در سال ۱۸۶۵ اعلام کرد که نور، موجی با مؤلفه های الکتریکی و مغناطیسی است. ماکسول سرعت نور را ۳۰۰ هزار کیلومتر بر ثانیه محاسبه کرد. به اعتقاد دانشمندان، نور می بایست از طریق واسطه ای انتقال یابد. لذا عبارت « اتر » مطرح شد، ماده ای نامرئی که معتقد بودند فضا را پر کرده و موجب انتقال امواج نور و غیره می شود. اما اکنون می دانیم که نیازی به هیچ واسطهٔ انتقال نیست و نور در خلا حرکت می کند.

بیست سال بعد، نتیجه ای غیر قابل انتظار این گفته را به چالش کشید. مایکلسون و ادوارد مورلی که به ترتیب فیزیکدان و شیمی دان بوده و هر دو ملیت آمریکایی داشتند، نحوه تاثیر گذاری حرکت زمین از طریق این اتر را بر چگونگی اندازه گیری سرعت نور مورد محاسبه قرار دادند. آنان دریافتند که سرعت نور یکسان است و فرقی نمی کند حرکت زمین چگونه باشد. یافته های این دو باعث ژرف اندیشی های بیشتر در خصوص رفتار نور و ناسازگاری آن با مکانیک کلاسیک شد. “ارنست ماخ” فیزیکدان اتریشی و “هنری پوینکر” ریاضیدان فرانسوی به پژوهش های بیشتر در این زمینه دست زدند.

اینشتین زمانی درباره رفتار نور شروع به فکر کردن نمود که تنها ۱۶ سال داشت. او یک آزمایش فکر ترتیب داد. او یک موج نور را به حرکت در آورد و به موج نور دیگری که بصورت موازی به سمت او حرکت می کرد، نگاه کرد. بر اساس فیزیک کلاسیک، موج نوری که اینشتین به آن نگاه می کرد دارای سرعت نسبی صفر بوده است اما این ادعا با معادلات ماکسول همخوانی ندارد. زیرا بنا به معادلات وی، نور همواره با سرعت ثابت ۳۰۰ هزار کیلومتر بر ثانیه حرکت می کند. یکی دیگر از مسائل ناشی از سرعت نسبی این است که قوانین الکترومغناطیس بسته به موقعیت مناسب شما تغییر می یابد و این با فیزیک کلاسیک در تناقض می باشد.

این شرایط اینشتین را مجاب کرد تا با ژرف اندیشی بیشتری به بررسی نظریه نسبیت خاص بپردازد. او از یک مثال ساده کمک گرفت. وی شخصی را که در کنار قطار در حال حرکت بود، در نظر گرفته و مشاهدات این شخص را با شخص داخل قطار مورد مقایسه قرار داد. وی شرایطی را تصور کرد که طی آن، قطار در نقطه ای از ریل و دقیقاً ما بین دو درخت باشد. اگر صاعقه ای بصورت همزمان هر دو درخت را به دلیل حرکت قطار مورد اصابت قرار دهد، شخص داخل قطار اصابت صاعقه به یک درخت را قبل از درخت دیگر خواهد دید. اما شخصی که در کنار قطار ایستاده است، همزمان شاهد اصابت صاعقه به هر دو درخت خواهد بود.(ویدئوی بالا را مشاهده کنید)

اینشتین به این نتیجه رسید که «نسبیت همزمانی» است؛ رویدادهایی که برای شخصی بصورت همزمان اتفاق می افتند، شاید برای شخصی دیگر همزمان نباشند. این نتیجه اینشتین را به سمت ایدهٔ دور از تصوری سوق داد: بر طبق وضعیت حرکت، زمان بصورت متفاوت جاری می شود و فاصله نیز امری نسبی است.

معادله مشهور

کارهای اینشتین نتایج شگفت انگیزی را در پی داشت؛ نتایجی که هنوز هم دور از عقل سلیم به نظر می رسند، علی رغم اینکه نظریات وی معمولا در سطح دبیرستان تدریس می شوند. یکی از مشهورترین معادلات در علم ریاضیات از نسبیت خاص نشأت می گیرد. بر اساس معادله E=mc2، هر مقدار ماده را در نظر بگیریم عملا با انرژی هم ارز است و مقدار این انرژی هم بسیار زیاد است. تبدیل مقدار ناچیزی ماده به انرژی(مانند آنچه در بمب اتمی رخ میدهد) انرژی بسیار عظیم و فراتر از تصورى ایجاد می کند.

فردی که حرکت می کند، جرمش افزایش می یابد در واقع وزن فرد متحرک از فرد بدون حرکت بیشتر است. جسمی که حرکت می کند هر یک ثانیه ای را که می گذراند عملا بیشتر از یک جسم ثابت طول می کشد. به عبارت دیگر، فردی که ثابت است زمان فردی را که در حال حرکت است را کندتر محاسبه می کند. در سرعت های خیلی نزدیک به نور ممکن است هر ثانیه فرد در حال حرکت معادل سالها زندگی فرد بدون حرکت باشد. جرم همراه با سرعت افزایش می یابد؛ لذا نوعی محدودیت سرعت بر سرعت حرکت اجسام در جهان اعمال می شود. بگذارید ساده تر بگوئیم. چیزی سریع تر از سرعت نور (c) وجود ندارد. اجسام با این سرعت در خلأ حرکت می کنند. با حرکت یک جسم، جرم آن افزایش پیدا می کند. جرم در نزدیکی سرعت نور به قدری بالاست که به بی نهایت می رسد. تنها دلیلی که می توان برای این سرعت خارق العاده نور آورد، فوتون ها هستند؛ ذرات کوانتومی تشکیل دهندهٔ نور که جرمی برابر با صفر دارند.

یکی از شرایط ویژه و گیج کننده در جهان “درهم تنیدگی کوانتومی” نام دارد؛ زیرا ذرات کوانتومی در آن با سرعتی سریع تر از سرعت نور به برهم کنش با یکدیگر می پردازند. اندازه گیری ویژگی یک ذره می تواند شما را فوراً از ویژگی ذره ای دیگر آگاه سازد و فاصله این دو ذره با همدیگر بی تاثیر است. مقالات اندکی درباره این پدیده نوشته شده و هنوز بطور کامل بر حسب نتایج اینشتین توضیح داده نشده است.

یکی دیگر از برداشت های عجیب از کارهای اینشتین به این نکته مربوط می شود که “زمان بصورت نسبی برای ناظر حرکت می کند.” جسم در حال حرکت دچار اتساع زمان می شود؛ یعنی وقتی کسی حرکت می کند در مقایسه با کسی که بصورت ساکن ایستاده است، زمان برایش کند تر می گذرد. بنابراین، شخص در حال حرکت کندتر از شخص ساکن فرآیند پیری را تجربه می کند. بله همینطوره! زمانیکه فضانورد “اسکات کلی” تقریبا یک سال را در ایستگاه فضایی بین‌المللی سپری کرد، برادر دوقلویش “مارک کلی” قدری سریعتر از اسکات به پیری نزدیک شد. در نظر بگیرید که این نتایج فقط در صورتی به وضوح قابل مشاهده اند که سرعت حرکت جسم به سرعت حرکت نور در خلا نزدیک باشد که در جهان روزمره ما عملا اتفاق نمی افتد.

اگر یک نفر از زوج دوقلوی همسان سوار بر سفینه فضایی پرسرعتی شود و به سوی ستاره‌ای دوردست برود و سپس بازگردد، نسبت به برادر یا خواهرش که روی زمین باقی مانده است، جوانتر خواهد ماند

فرد پانزده ساله ای را تصور کنید که با ۹۹٫۵ درصد سرعت نور به مدت پنج سال سفر می کند. زمانی که خودش به زمین بازگردد، تنها ۲۰ سال خواهد داشت. اما همکلاسی هایش ۶۵ ساله خواهند بود. اگرچه پدیده اتساع زمان امری نظری جلوه می کند، اما دارای کاربرد های عملی نیز می باشد. اگر یک گیرنده ماهواره ای موقعیت یاب جهانی(GPS) در اتومبیل تان داشته باشید، گیرنده تلاش می کند تا با یافتن سیگنال هایی از حداقل سه ماهواره به تعیین موقعیت شما بپردازد. ماهواره های GPS سیگنال های رادیویی زمان بندی شده ای را ارسال می کنند گیرنده آنها را دریافت کند. نکته جالب اینجاست که ساعت های اتمی رو GPS در حال حرکت اند و سریع تر از ساعت های اتمی در زمین حرکت می کنند. لذا مسائل زمانی به وجود می آید. به گفتهٔ “ریچارد پاگ” اخترشناس در دانشگاه ایالت اوهایو، مهندسان باید ساعت هایی بر روی GPS قرار دهند که قدری کند تر حرکت کند.

بنا به گزارش Physics Central، ساعت در فضا سریع تر کار می کند زیرا ماهواره های GPS در بالای زمین قرار دارند و جاذبه ضعیفی را تجربه می کنند. پس اگرچه ماهواره های GPS در حال حرکت بوده و به دلیل حرکت شان همه روزه با کُند شدگی هفت میکرو ثانیه ای روبرو هستند، ولی جاذبه ضعیف باعث می شود تا ساعت در حدود ۴۵ میکرو ثانیه سریع تر از یک ساعت زمینی کار کند. لذا در مجموع ساعت ماهواره GPS بطور روزانه ۳۸ میکرو ثانیه سریع تر از ساعت های زمینی کار می کند.

نسبیت خاص و مکانیک کوانتومی

با پیشرفت و توسعه دانش فیزیکی، دانشمندان به نکات شگفت انگیزی دست یافته اند که برای ما دور از تصور بنظر می رسد. برخی درصدد تلقیق نظریه نسبیت عام با مکانیک کوانتومی هستند که برای چیزهای بسیار کوچک مثل فروپاشی اتم اورانیوم کاربرد دارد. این دو حوزه با یکدیگر ناسازگار اند؛ این ناسازگاری اینشتین و نسل دانشمندان بعد از او را بر آشفته است.

مقاله منتشر شده در سال ۲۰۱۵ میلادی در روزنامه گاردین چنین می گوید: وقتی می خواهید نظریه نسبیت را در اندازه کوانتومی بسنجید، با پاسخ های بی معنی این نظریه مواجه می شوید. همین اتفاق به شکل دیگری برای مکانیک کوانتومی می افتد. وقتی بخواهید به بررسی در ابعاد کیهانی بپردازید، مکانیک کوانتومی به دردتان نمی خورد. میدان های کوانتومی مقدار مشخصی انرژی حمل می کنند حتی در خلأ. با بزرگتر شدن میدان های کوانتومی، مقدار انرژی نیز بزرگتر می شود. بر طبق معادله اینشتین، جرم و انرژی هم ارز اند. پس تجمع انرژی دقیقاً مشابه تجمع جرم می باشد. مقدار انرژی موجود در میدان های کوانتومی می تواند به قدری افزایش یابد که سیاهچاله ای در اثر آن پدید آید.

ایده های متعددی برای فائق آمدن برای این مسئله وجود دارد که خارج از حیطه این مقاله هستند، اما نظریه کوانتومی جاذبه یکی از روش های قابل تصور است که می تواند از ذره بدون جرم موسوم به گراویتون برای تولید نیرو بهره ببرد. اما بنابه گفتهٔ فیزیکدان “دیو گولدبرگ” در سال ۲۰۱۳، این ایده هم مشکلاتی را به بار می آورد. در کوچکترین مقیاس ها، گراویتون ها دارای چگالی انرژی نامتناهی هستند که به ایجاد یک میدان مغناطیسی فوق قوی ختم می گردد. برای بررسی امکان پذیری این ایده به مطالعات بیشتری نیاز است.

ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: space.com

image_pdfimage_print

ایمپلنت‌های پزشکی جدید از بدن انسان انرژی می‌گیرند

بیگ بنگ: محققان دستگاهی را ساختند که برای ذخیره‌ی انرژی، از یون‌های مایعات بدن انسان استفاده می‌کند. می‌توان از این انرژی برای تامین قدرت دستگاه‌های پزشکی، مانند دستگاه تنظیم‌کننده‌ی ضربان قلب، استفاده کرد.

به گزارش بیگ بنگ، در آینده، دستگاه‌های تنظیم‌کننده‌ی ضربان قلب و سایر ایمپلنت‌های پزشکی، دیگر به باتری نیاز ندارند. برق آنها به وسیله‌ی بدن انسان تامین خواهد شد. تیمی از محققان UCLA و دانشگاه کانکتیکات که اخیرا، به اصطلاح ابرخازن بیولوژیکی قادر به تبدیل یون‌های بدن به انرژی قابل ذخیره را آشکار ساختند، به این امر امید دارند. در حال حاضرباتری دستگاهی مانند دستگاه تنظیم‌کننده‌ی ضربان قلب، باید تعویض شود؛ که این خود نیازمند به عمل جراحی دیگر و همراه با خطراتی است. این ابرخازن با استفاده از یون‌ها یا ذرات باردار مایعات بدن از قبیل اوره یا سرم خون، شارژ می‌شود.

این دستگاه می‌تواند همراه با تمیزکننده انرژی باشد، که انرژی جنبشی بدن را به برق تبدیل می‌کند. این ابرخازن از گرافن و لایه‌ای از پروتئین‌های انسانی اصلاح‌شده ساخته شده و به عنوان الکترودی عمل می‌کند که برق به آن وارد و از آن خارج می شود. ماهر الکادی، محقق فوق دکترای UCLA، گفت: «ترکیب کردن تمیزکننده های انرژی با ابرخازن‌ها می‌تواند چنان قدرت بی‌حد و انتهایی برای دستگاه‌های قابل کاشت مادام‌العمر ارائه دهد که دیگر هیچوقت به تعویض آنها نیازی نباشد.»

پهنای این ابرخازن فقط یک میکرومتر است؛ که اندازه‌ی کوچک، آن را کارآمدتر می‌سازد و باعث می‌شود دستگاه بدون ایجاد آسیب، در بدن حرکت کند. اسلام موسی، دانشجوی ارشد در کانتیکات، گفت: «برخلاف باتری‌هایی که برای ذخیره‌ی انرژی از واکنش‌های شیمیایی که شامل مواد شیمیایی سمّی و الکترولیت‌ها است، استفاده می‌کنند، این طبقه‌ی جدید از ابرخازن‌های بیولوژیکی، با استفاده از یون‌های موجود یا مولکول‌های باردار سرم خون، انرژی را ذخیره می‌کنند». محققان این ابرخازن خود را در مجله‌ی مواد انرژی پیشرفته، به طور مفصل توضیح داده‌اند.

ترجمه: زهرا جهانبانی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: upi.com

image_pdfimage_print