در جستجوی یکی از اصول مهم اینشتین در حوزۀ کوانتوم

بیگ بنگ: دهه­‌ها است که معمای کاربرد اصل هم ­ارزی اینشتین در حوزۀ کوانتوم، فیزیکدانان را نگران کرده است. حال دو محقق کلید احتمالی حل این معما را کشف کرده­‌اند.

einstein equilibrium element quantum area formulaبه گزارش بیگ بنگ، نظریه‌­های فیزیکی اینشتین تقریبا از تمام آزمایشات فیزیک کلاسیکی که بر روی آنها انجام شده با سربلندی بیرون آمده­‌اند. اما وقتی به مقیاس­‌های بسیار کوچک می­ رسیم (حوزۀ کوانتوم) اوضاع کمی عجیب­ می­ شود. موضوع این است که مشخص نیست نظریۀ نسبیت عام اینشتین و مکانیک کوانتوم چطور با یکدیگر سازگار هستند. قوانینی که بر این دو حوزه حکفرما هستند با یکدیگر قابل انطباق نیستند و تفاوت­‌های میان این دو را حل و فصل می­ کنند.

اصل هم ­ارزی(یکی از سنگ بناهای فیزیک امروزی) بخش مهمی از نظریه نسبیت عام است. اگر آن را بتوان در حوزۀ کوانتوم جای داد، ممکن است به ما کمک کند تا نسبیت عام و مکانیک کوانتوم را بر یکدیگر منطبق کنیم. به بیانی ساده، اصل هم­ ارزی یعنی گرانش به تمام اشیاء شتاب یکسان می­ دهد. می­ توان این موضوع را در آزمایش چکش و پر که توسط دیوید اسکات فرماندۀ آپولو ۱۵ انجام گرفت مشاهده کرد.

همچنین این اصل به این معنی است که جرم گرانشی و جرم لختی برابر هستند. به بیانی ساده، اگر شما در یک اتاقک بسته مثل آسانسور باشید، شما نمی­ توانید حدس بزنید نیروی بیرون اتاقک گرانش بوده است یا شتاب برابر با گرانش. زیرا تاثیر هر دو نیرو یکسان است. “مگدالنا زیک”، از مرکز تعالی مهندسی سیستم­‌های کوانتومی در استرالیا گفت: «اصل هم­ ارزی اینشتین اظهار دارد لختی کلی و جرم گرانشی یک جسم برابر هستند. یعنی همۀ اجسام در مواجهه با گرانش به شکل مشابهی سقوط می­ کنند.» هنگامی که فضانوردان به کرۀ ماه رفتند برای بررسی این موضوع که آیا زمان سقوط به جرم بستگی دارد یا نه، آزمایش زیر را انجام دادند و مشاهده کردند که چکش و پر همزمان به سطح ماه رسیدند. در زیر این ویدئو را مشاهده کنید:

او اضافه کرد:«فیزیکدانان بر روی این موضوع اختلاف دارند که آیا این اصل را می­ توان بر روی ذرات کوانتومی بکار برد یا خیر. بنابراین برای اینکه آن را به دنیای کوانتوم منتقل کنیم لازم بود بدانیم برهم­کنش ذرات کوانتومی با گرانش به چه شکل است. به این منظور باید به جرم توجه می­ کردیم.» طبق نظریه­ نسبیت، جرم توسط انرژی ایجاد می­ شود. اما در دنیای کوانتوم موضوع کمی پیچیده­‌تر است. یک ذرۀ کوانتومی می­ تواند دو حالت مختلف انرژی با مقادیر مختلف داشته باشد که آن را برهم ­نهی می­ نامند. چون ذره برهم ­نهی حالت انرژی دارد، برهم ­نهی جرم­‌های لختی نیز دارد. از لحاظ نظری این بدین معنی است که ذره باید بر­هم­ نهی جرم­‌های گرانشی نیز داشته باشد اما برهم ­نهی ذرات کوانتومی توسط اصل هم­ ارزی توضیح داده نشده است.

زیک در این باره گفت: «ما متوجه شدیم باید رفتار این ذرات در حالت­‌های کوانتومی مورد بحث را بررسی کنیم تا دیدگاه کلی یک ذره نسبت به گرانش را درک کنیم. تحقیقات ما نشان داد اصل هم ­ارزی محدودیت­‌های بیشتری برای ذرات کوانتومی در برهم­ نهی­‌های کوانتومی جرم­‌های مختلف، نسبت به ذرات کلاسیک قائل می­ شود. این موضوع تا کنون کشف نشده بود.»

این کشف به تیم تحقیقاتی این امکان را می­ دهد تا اصل هم­ ارزی را برای در بر گرفتن برهم ­نهی‌­ها در یک ذرۀ کوانتومی، اصلاح کنند. این اصلاحات هنوز بصورت تجربی اعمال نشده است اما محققان اظهار داشتند این موضوع می­تواند راه را برای آزمایش بیشتر این محدودیت‌­های تازه کشف­ شده باز کند. همچنین این اصلاحات چارچوب جدیدی برای آزمایش اصل هم ­ارزی در حوزۀ کوانتوم ارائه می­ کند. بیشتر از این نمی­ توانیم برای رسیدن به پاسخ صبر کنیم. نتایج تحقیقات در مجلۀ Nature Physics منتشر شده است.

ترجمه: رضا کاظمی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com

ایلان ماسک: احتمالا در یک شبیه‌سازی رایانه‌ای زندگی می‌کنیم!

بیگ بنگ: کهکشان آندرومدا و هر چیز دیگرِ موجود در این جهان، مِن جمله خود ما انسان‌ها، می تواند بخشی از یک شبیه‌سازی پیشرفته باشد. «ایلان ماسک» مدیرعامل اسپیس ایکس در یکی از پادکست های «جو روگان» در هفتم سپتامبر ۲۰۱۸ گفت: «در واقع، این محتمل‌ترین سناریو است.» به باور ماسک، احتمالا همه ما در یک شبه حیات ماتریکس مانند به دام افتاده‌ایم. بر اساس این سناریو، آنچه در اطراف خود مشاهده می کنیم (از جمله کیهان، کهکشان‌ها و ستاره‌ها) همگی بخشی از جهان ِ شبیه‌سازی شده هستند.

Andromeda galaxyبه گزارش بیگ بنگ، ایلان ماسک، با حضور در پادکست مشهور «جو روگان» در گفتگویی جالب و طولانی این گونه توضیح داد: «جهان قدمتی به درازای ۱۳٫۸ میلیارد سال دارد. پس هر تمدنی که در سرتاسر جهان پای به عرصه ظهور گذاشته باشد، می بایست زمان بسیار طولانی برای توسعه فناوری‌های خود داشته باشد. اگر هر نوع پیشرفتی مفروض باشد، امکان تفکیک میان بازی از واقعیت وجود نخواهد داشت یا تمدن به پایان خواهد رسید. یکی از این دو مورد به وقوع خواهد پیوست. پس ما به احتمال زیاد در یک شبیه‌سازی رایانه‌ای زندگی می کنیم چرا که وجود داریم. البته این تنها یک احتمال است؛ جهان‌های شبیه‌سازی شده از جایی کنترل می شوند و اینکه چرا در این پایگاه فرایند شبیه‌سازی آغاز شده، به احتمال زیاد به این دلیل بوده که واقعیت در دنیای آنها خسته کننده بوده است. یعنی شبیه‌سازی فرصتی است برای خلاص شدن از شر واقعیت‌های خسته کننده.»

از دیدگاه ماسک، همانطور که انسان‌ها با توسعۀ بازی‌های رایانه‌ای و یا ساخت فیلم به انجام شبیه‌سازی پرداخته و سعی می کنند چیزی جذاب‌تر از واقعیت ارائه کنند، به احتمال زیاد جهان‌های شبیه‌سازی شده‌ای که خود ما انسان‌ها نیز بخشی از آنها هستیم، راهی برای خلق چیزی جذاب‌تر از واقعیت است. یعنی واقعیتی که در پسِ پرده ساخت شبیه‌سازی ما وجود داشته، واقعیت خسته کننده‌ای بوده است. البته این کارآفرین میلیاردر موافقانی هم در این تفسیر دارد؛ چندین فیزیکدان، کیهان شناس و فیلسوف اعتقاد دارند که فرضیه شبیه‌سازی امری قابل تامل و چالش‌برانگیز است.

ایدۀ جهان شبیه‌سازی شده تنها یکی از چندین توضیحات احتمالی برای پارادوکس مشهور فِرمی است. این پارادوکس یک سوال اساسی را مطرح می کند: «پس دیگران کجا هستند؟» در اینجا، منظور از «دیگران»، موجودات بیگانه است. البته این سوال در گفتگوی میان ماسک و روگان که ۲٫۵ ساعت به طول کشید، جایی نداشت. ماسک در این مصاحبه طولانی، بار دیگر نگرانی خود را از هوش مصنوعی کنترل نشده ابراز کرد. وی تاکید نمود که انسان برای دستیابی به آینده‌ای درخشان و مناسب باید جستجو و سکونت در سیاره‌های دیگر را در دستور کار خویش قرار بدهد؛ این جستجو باید هم در منظومه شمسی ما و هم در موقعیت‌هایی فراتر از آن انجام بگیرد. او همچنین، از نقش موثر و کلیدی سیستم‌های تونل وسیع در کاهش ترافیک خبر داد. شرکت «Boring» متعلق به ماسک قصد دارد این سیستم‌های حمل و نقل گسترده را در شهرهای بزرگ جهان راه‌اندازی کند.

fdaماسک همچنین بعنوان مدیر شرکت خودروسازی برقی “تسلا” اعتقاد دارد که انسان باید خود را از شر سوخت‌های فسیلی رها کند. از نظر ماسک، سناریویی که در آن دی اکسیدکربن وارد اتمسفر و اقیانوس‌ها می شود و همچنان رو به افزایش است، سناریویی مبهم است و مشخص نیست که آینده بشر را با چه خطرهایی روبرو می کند. او انرژی‌های جایگزین را راه حل مشکل عنوان می کند. او اخیرا ایده هواپیمای فراصوت را مطرح کرده که قادر است به صورت عمود بلند شده و یا بر روی زمین بنشیند. اما از نظر ماسک، این ایده در حال حاضر برایش یک اولویت به شمار نمی رود. او سعی دارد بر روی ایده‌هایی متمرکز شود که در صدد یافتن راه حلی برای تهدیدهای زندگی بشر است.

ماسک در توصیف خود می گوید که هر لحظه در پی یافتن ایده‌های تازه در ذهنش است و همین ویژگی او را از سایر انسان‌ها متمایز می کند. او این تفاوت را در سن ۵ یا شش سالگی احساس کرده بود. تفاوت او با دیگران به حدی بوده که او حتی تصور میکرد که دیوانه است و اگر مقامات دولتی بدانند که او چقدر عجیب است، به یقین او را به جایی دور تبعید می کنند. در مصاحبه‌ای که میان روگان و ماسک صورت گرفت، مسائل جالب دیگری هم مطرح و مورد بحث و بررسی قرار گرفت. برای مثال، ماسک یک شمشیر سامورایی را در استودیو به دست گرفت؛ به گفته روگان، این شمشیر قدمتی به میزان ۵۰۰ سال دارد.

ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: livescience.com

سیگنال موجودات فضایی از طریق برخورد ستاره های نوترونی

امکان حیات میکروبی بر روی مریخ وجود ندارد!

امکان حیات میکروبی بر روی مریخ وجود ندارد و همین موضوع هیجان سفر به مریخ را کاهش می دهد زیرا نتایج پژوهش های جدید در خصوص امکان حیات میکروبی بر روی مریخ بسیار ترسناک است.

امکان حیات میکروبی بر روی مریخ و نتایج تحقیقات در این حوزه، هیجان آن دسته از افراد که تمایل به زندگی در این سیاره داشتند را کاهش می دهد و آنان را از سفر به این سیاره منصرف خواهد کرد.

نتایج پژوهش های جدید ممکن است برای علاقمندان دوآتشه زندگی در سیاره سرخ ناامید کننده باشد. سالهاست که بشر رویای قدم گذاشتن بر روی سیاره مریخ را در ذهن می پروراند. طی این مدت ارائه شواهدی دال بر وجود آب در سیاره سرخ بر شدت و علاقمندی انسان به زندگی در سیاره افزوده است.

با وجودیکه دانشمندان بر این نکته تاکید دارند که آب موجود در سیاره مریخ در زیر پوسته خارجی این سیاره قرار دارند، اما همچنان شوق بشر برای سفر به مریخ و ساختن کولونی در آنجا روز به روز افزایش می یابد.

پژوهش ها در ناسا نشان می دهد که سطح این سیاره تحت تاثیر تشعشعات مخرب قرار دارد و بسیار سرد است، اما از سوی دیگر سطح آن بشدت خشک و بیابانیست. خاک این سیاره  ۱۰۰۰ بار خشک تر از خاک بیابانی ترین و خشک ترین قسمت های زمین است.

امکان حیات میکروبی بر روی مریخ در مقایسه با صحرای آتاکاما

پژوهشگران در ناسا علاقمند هستند تا دریابند آیا شرایط محیطی مریخ امکان زندگی برای میکروارگانیزم ها را فراهم می کند یا خیر؟ برای پاسخ به این سوال به صحرای آتاکاما در شیلی رفتند که میانگین بارش سالانه ۱ تا ۳ میلیمتر را تجربه می کند.

در شمال صحرای آتاکاما کمترین میزان بارش گزارش شده است و بیشترین مشابهت را با سطح مریخ دارد. پژوهشگران ناسا به دنبال پاسخ به چند سوال بودند؛ اینکه آیا میکروارگانیزم ها در این ناحیه خشک بقا پیدا خواهند کرد و مضافا اینکه آیا قادر به رشد و تولید مثل خواهند بود.

تحقیقات نشان داد که میکرو ارگانیزم ها قادر به بقا، رشد و تولید مثل در خشک ترین ناحیه از صحرای آتاکاما نیستند. تحقیق بر روی نمونه خاک صحرا آتاکاما همچنین شواهدی را نشان داد دال بر اینکه در حدود ۱۰ هزار سال پیش در آنجا حیات میکروبی وجود داشته و از بین رفته است.

نمونه برداری از خاک مریخ امکان حیات میکروبی بر روی سیاره را مشخص می‌کند

نتایج این تحقیق دلسرد کننده بود، زیرا همانطور که گفته شد خاک مریخ هزار برابر خشک تر از خاک زمین است و لذا امکان حیات میکروبی بر روی مریخ وجود ندارد. البته نتایج این تحقیق تا حدودی منجر به خوشحالی محققان شد، زیرا آنان در جریان این پژوهش متوجه شدند که آثاری از زندگی میکروبی هزاران سال پیش در صحرای آتاکاما باقی مانده است و این بدان معناست که اگر بر روی مریخ هم حیات میکروبی بوده باشد به یقین می توان رد آن را در سیاره پیدا کرد.

ناسا قصد دارد در ماموریت های آینده خود نمونه هایی از خاک مریخ را به زمین بیاورد. در این صورت و با آنالیز نمونه های خاک می توان وجود حیات میکروبی بر روی مریخ را رد یا تایید کرد.

کهکشان راه شیری بر فراز زبان ترول

بیگ بنگ: برای مشاهدۀ زبان ترول(Troll’s Tongue) باید مسافت طولانی را پیاده روی کنید یعنی ده‌ها ساعت بر روی یک دشت صخره مانند. ولی عکاس برای ثبت این منظره، ناچار شد سه بار سفر کند تا این آسمان شب واضح به تصویر کشیده شود.

MilkyWayTongue Merzlyakovترول‌تونگا یک پیش رفتگی صخره‌ای است که حدود ۷۰۰ متر طول دارد و بر فراز صخره‌های کوهستانی ِ نزدیک دریاچۀ رینگه‌دالس‌واتنه در نروژ قرار دارد. این تاق نما از سنگ بستر دورۀ پرکامبرین قدمتی چند میلیارد ساله دارد که در عصر یخبندان حدود ۱۰ هزار سال پیش، توسط یخچال‌های طبیعی شکل گرفته است. این عکس برجسته یک کامپوزیت با دو بار عکاسی است که در واقع با نوردهی ۱۵ ثانیه‌ای از زمین پیش زمینه‌ای ثبت شده که ۴۰ دقیقه بعد با یک عکس با نوردهی ۸۷ ثانیه‌ای از آسمان پر ستاره همراه شده است. هزاران ستارۀ قابل تشخیص علاوه بر میلیاردها ستاره غیرقابل تشخیص در کمان عمودی کهکشان راه شیری این آسمان پرستاره را تشکیل می دهند.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: apod

ایلان ماسک و طرح مجدد سناریوی زندگی در دنیای شبیه سازی شده

ایلان ماسک و طرح مجدد سناریوی زندگی در دنیای شبیه سازی شده

زندگی در دنیای شبیه سازی شده  سناریویی است که بشدت مورد علاقه ایلان ماسک است. بر اساس سناریوی زندگی در دنیای شبیه سازی شده، آنچه که در اطراف خود مشاهده می کنیم از جمله کیهان، کهکشانها و ستاره ها، جملگی بخشی از دنیای شبیه سازه شده هستند.

از نظر ایلان ماسک مدیر شرکت اسپس اکس، محتمل ترین سناریو در خصوص کیهان و واقعیت اطراف ما، زندگی در دنیای شبیه سازی شده  است. تنها با این نگرش می توان پارادوکس های واقعیت را حل کرد و سوالات بی شمار در خصوص واقعیت و زندگی فرازمینی را پاسخ داد.

ماسک اعتقاد دارد آنچه که به عنوان واقعیت مشاهده می کنیم شبیه سازی واقعیت است که توسط تمدنهای پیشرفته صورت گرفته است. از نظر ماسک، عمر ۱۳ میلیارد و ۸۰۰ میلیون ساله کیهان به تمدنهای فرازمینی این فرصت را داده تا دانش فناوری خود را به بالاترین و پیشرفته ترین مراحل برسانند. آنها با چنین دانشی در تکاپو برای شبیه سازی واقعیت می افتند.

ماسک تاکید دارد که این تنها یک احتمال است، اینکه شبیه سازی های بسیاری وجود دارد که واقعیت و یا جهان های چند لایه تصور می شوند. جهان های شبیه سازی شده از جایی کنترل می شوند و اینکه چرا در این پایگاه فرایند شبیه سازی آغاز شده به احتمال زیاد به خاطر این بوده که واقعیت در دنیا آنها خسته کننده بوده است. یعنی اینکه شبیه سازی فرصتی است برای خلاص شدن از شر واقعیت های خسته کننده.

از نظر ماسک همانطو ر که انسانها با توسعه بازی های رایانه ای و یا ساخت فیلم، فرایند شبیه سازی را انجام داده و سعی می کنند چیزی جذاب تر از واقعیت ارائه دهند، به احتمال بسیار، دنیاهای شبیه سازی شده ای که خود ما بخشی از آن هستیم، راهی برای خلق چیزی جذاب تر از واقعیت بوده است؛ بدین معنا که واقعیتی که در پس پرده ساخت شبیه سازی ما وجود داشته واقعیت خسته کننده ای بوده است.

البته ایلان ماسک تنها طرفدار نظریه و سناریوی زندگی در دنیای شبیه سازی شده نیست و بسیاری از فلاسفه، فیزیکدان ها و کیهان شناسان، این سناریو و نظریه را قانع کننده و پاسخگوی پیچیدگی های واقعیت عنوان کرده اند.

زندگی در دنیای شبیه سازی شده تنها به یک مورد ختم نمی شود

اگر تمدن های بیگانه قادر بوده اند تا دنیای شبیه سازی شده را خلق کنند و دنیای اطراف ما هم یکی از آنهاست، می توان نتیجه گرفت که شاید آنها هزاران، میلیونها و یا میلیاردها دنیای شبیه سازی شده را خلق کرده باشند. در این صورت ساکنان دنیاهای شبیه سازی شده هرگز قادر به فهم حقیقت نخواهند بود، زیرا خالقان دنیاهای شبیه سازی شده تمامی شواهد و مدارک را به گونه ای تغییر می دهند که ساکنان دنیاهای شبیه سازی شده قادر به فهم حقیقت نباشند.

در واقع ایده شبیه سازی درصدد یافتن راه حلی برای پارادوکس فرمی است. پارادوکس فرمی درصدد پاسخ دادن به این سوال است که موجودات فرازمینی کجا زندگی می کنند. بسیاری سعی کرده اند تا این پارادوکس را حل کنند، اما سوال اصلی همچنان باقی است؛ موجودات فرازمینی کجا زندگی می‌کنند؟

ماسک نظریات دیگری هم دارد، اینکه آینده بشر در گرو سفر به سیارات دیگر  و اسکان  در آنجاست که البته شامل منظومه شمسی و حتی وراء آن نیز خواهد شد. ماسک همچنین به عنوان مدیر شرکت خودروسازی برقی موسوم به تسلا اعتقاد دارد که انسان باید خود را از شر سوخت های فسیلی رها سازد. از نظر ماسک، سناریویی که در آن دی اکسید کربن وارد اتمسفر و اقیانوس ها می شود و همچنان رو به افزایش است، سناریویی مبهم است و مشخص نیست که آینده بشر را با چه مخاطراتی روبرو می کند. او انرژی های جایگزین را راه حل مشکل عنوان می کند.

او اخیرا ایده هواپیمای فراصوت را مطرح کرده که قادر است به صورت عمود بلند شده و یا بر روی زمین بنشیند، اما از نظر ماسک این ایده در حال حاضر چندان اولویتی برایش ندارد، زیرا آینده بشر با مخاطراتی مواجه است و لذا ماسک سعی دارد بر روی ایده هایی متمرکز شود که در صدد یافتن راه حلی برای تهدیدات زندگی بشر است.

ماسک در توصیف خود می گوید که هر لحظه در زندگی او شامل شکل گیری ایده های مختلف در ذهنش است و همین ویژگی او را از دیگر انسانها متمایز می سازد. او این تفاورت را در سن ۵ سالگی احساس کرده بود. تفاوت او با دیگران به حدی بوده که او حتی تصور می کرده که دیوانه است و اگر مقامات دولتی بدانند که او چقدر عجیب است به یقین او را به جایی دور تبعید می کنند!

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

کشف آب در لکه سرخ مشتری اخترشناسان را شگفت زده کرد

کشف آب در لکه سرخ مشتری اخترشناسان را شگفت زده کرد

کشف آب در لکه سرخ مشتری معمای این لکه بزرگ و به طور کلی سیاره مشتری را پیچیده تر کرد، زیرا قرنهاست که ستاره شناسان با این معما دست و پنجه نرم می کنند که براستی ترکیبات شیمیایی این سیاره چیست و روند شکل گیری آن به چه صورت بوده است؟

پژوهشگران در ناسا اخیرا به روشی دست یافته اند که با استفاده از آن می توانند ترکیبات شیمیایی سیاره مشتری را شناسایی کنند. آنان با استفاده از این روش موفق به کشف آب در سیاره گازی مشتری شدند.

آنان در مطالعات اخیر خود بر روی لکه سرخ مشتری متمرکز شدند و می خواستند بدانند اصلی ترین عناصر شیمیایی که در این لکه وجود دارد شامل چه مواردی می شود. فناوری های مادون قرمز به آنها این امکان را داد تا به مطالعه ابرها در عمق لکه سرخ مشتری بپردازند.

از طریق این پژوهش در نهایت به این نتیجه تاثیر گذار دست یافتند که در این قسمت از سیاره آب و مونواکسید کربن وجود دارد. همچنین منجمان ناسا دریافتند که میزان اکسیژن موجود در مشتری بین دو تا نه برابر اکسیژن خورشید است. فضاپیمای جونو در حال حاضر مشغول مطالعه بر روی لایه های عمیق تر اتمسفر مشتری است تا به طور کامل وجود آب بر روی سیاره را تایید کند.

کشف آب در لکه سرخ مشتری از قبل پیش بینی شده بود

پژوهشگران و ستاره شناسان عقیده دارند اقمار سیاره مشتری در بر دارنده مقادیر بسیار عظیمی از یخ هستند، بر این اساس وجود آب در مشتری نباید چندان تعجب برانگیز باشد و کشف آب در لکه سرخ مشتری از قبل قابل پیش بینی بود.

به یقین همه شما می دانید که سیاره مشتری در عین حال که پنجمین سیاره از منظومه خورشیدی است همچنین عنوان دار بزرگترین سیاره این سامانه نیز می باشد. اگر از مرکز سامانه خورشیدی حرکت کنید، پس از عبور از از تیر، ناهید، زمین و زحل در نهایت به مشتری می رسید.

سیارات مختلف در منظومه شمسی هر یک دارای یک یا چندین ویژگی بارز هستند. به طور مثال زحل را بیشتر از هر چیز با حلقه های اطرافش می شناسند، زمین حیات را در خود جای داده است و البته مشتری که بارزترین نمود سطح آن لکه سرخ بزرگی که از مدت ها پیش ستاره شناسان را به خود مشغول کرده است. این لکه قرمز شبیه به گردبادی از گازهای چرخان است.

البته تصوری که از لکه و حجم آن دارید را باید تا حدودی بازتعریف کنید زیرا این لکه عظیم قطری در حدد سه برابر زمین دارد. سال ۱۶۶۴ بود که رابرت هوک این لکه را کشف کرد و از آن زمان همچنان یک معمای بزرگ باقی مانده است.

به هر حال اخترشناسان از مدتها پیش به شواهد و مدارک متعددی دست یافته بودند که وجود آب بر روی مشتری را اثبات می کرد، اما اثبات این قضیه تنها در سطح تئوریک بود  و در عمل مدرک عینی برای ارائه نداشتند. مطالعات اخیر که به لطف فناوری های پیشرفته جونو کاملا معتبر هستند در نهایت توانست شواهد مورد نیاز برای اثبات وجود آب بر روی مشتری را ارائه دهد.

از نظر اخترشناسان، جو سیاره مشتری از سه لایه تشکیل شده است؛ در لایه زیرین اتمسفر، آب مایع و یخ وجود دارد، در لایه میانی شاهد وجود آمونیاک و سولفور هستیم و در لایه بیرونی نیز آمونیاک مسلط ترین عنصر تشکیل دهنده اتمسفر است.

البته ماموریت جونو در این خصوص هنوز به پایان نرسیده است. یافته ها جدید تنها در خصوص بخشی از سیاره مشتری مصداق دارد و ستاره شناسان برای تایید نهایی وجود آب بر روی سیاره، موظف هستند تا دیگر نقاط سیاره را مورد مطالعه قرار دهند.

وجود آب بر روی سیاه مشتری این امکان را به ستاره شناسان می دهد تا روند شکل گیری این سیاره گازی را بهتر تئوریزه کنند، اما این در صورتی است که بتوانند میزان آب در جاهای مختلف سیاره را تخمین بزنند. ترکیبات شیمایی هر سیاره ای در فهم روند شکل گیر سیاره نقش بسزایی دارد و مشتری هم از این قانون مستثنی نیست.

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

یک سایت برای دوست داران نجوم و سیارات