بی‌نهایت حلقۀ نور در اطراف سیاهچاله‌ها وجود دارد!


بیگ بنگ: سال ۲۰۱۹، سال تاریخ‌سازی در اخترشناسی بود. تلاش‌های بی‌وقفه دانشمندانِ سراسر جهان باعث شد تا نخستین عکس مستقیم از افق رویدادِ یک سیاهچاله تهیه شود. این سیاهچالۀ غول‌پیکر در مرکز کهکشان مِسیه ۸۷ قرار دارد که حدود ۵۵ میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد.

maxresdefaultبه گزارش بیگ بنگ، این عکسِ تار، طلایی و درخشان مُهر تاییدی بر بسیاری از نظرات‌مان در خصوص سیاهچاله‌ها زد. اما وقتی این عکس سرانجام منتشر شد، دانشمندان دست از کار نکشیده و به تحقیقات خود ادامه دادند. در حال حاضر، دانشمندان با تکیه بر آنچه از سیاهچالۀ مذکور یاد گرفته‌اند و بهره‌گیری از پیش‌بینی‌های نظریه نسبیت عام اینشتین، دست به چند محاسبه زدند. هدف از این محاسبات، پیش‌بینی دقیق ِ زمانی است که می‌توان در واقع این قبیل از اجرام را با جزئیات دقیق‌تر مشاهده کرد.

سیاهچاله‌ها به لحاظ گرانشی بسیار قدرتمند هستند. علاوه بر اندازۀ بسیار عظیمی که سیاهچاله‌ها دارند، می‌توانند نوری که از اطراف ِ آنها عبور می‌کند، را خمیده کنند. اتفاقی که در آن سوی افق رویداد سیاهچاله به وقوع می‌پیوندد. اگر فوتونِ در حال گذر از کنار سیاهچاله فاصلۀ خیلی نزدیکی با آن داشته باشد، در مدار پیرامون سیاهچاله به دام می‌افتد. این فرایند باعث تولید حلقه فوتونی یا گوی فوتونی می‌شود؛ حلقه‌ای کامل از نور که پیش‌بینی می‌شود “سیاهچاله” را احاطه کند. شما می‌توانید در عکس زیر جزئیات آن را ببینید. این عکس در سال ۱۹۷۸ میلادی توسط ژان پیِر لومینه تهیه شد.

jpl black holeمدل‌های مربوط به پیرامونِ سیاهچاله نشان می‌دهد که حلقه فوتونی باید ریزساختار پیچیده‌ای تولید کند که از بی‌نهایت حلقۀ نور تشکیل شده باشد.

«مایکل جانسون» از مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیت‌سونیان گفت: «این عکس از سیاهچاله حاوی یک سری حلقه‌های به هم پیوسته است. قطر هر یک از حلقه‌های متوالی تقریباً یکسان است، اما به تدریج افزایش پیدا می‌کند، زیرا نورش قبل از رسیدن به چشم ناظران، چندین‌بار به دور سیاهچاله گردش می‌کند. همچنین می‌توان با عکس ِ جدیدی که توسط تلسکوپ افق رویداد گرفته شده، تنها نگاهی اجمالی داشته باشیم به پیچیدگی فزاینده‌ای که در همۀ عکس‌های مربوط به سیاهچاله شاهدش هستیم.»

mدر نخستین عکس از سیاهچاله مِسیه ۸۷ که در نوع خودش یک عکس تاریخی برشمرده می‌شود، می‌توان قرص برافزایشی را نیز مشاهده کرد؛ یعنی آن بخشِ درخشان که به رنگ نارنجی-طلایی است. بخش سیاهی که در مرکز می‌بینید، سایۀ سیاهچاله است. امکان مشاهده گوی فوتونی برای ما وجود ندارد، زیرا حلقه خیلی ظریف است و دوربینی که برای عکاسی از آن استفاده شده از کیفیت و رزولوشن بالایی برخوردار نیست.

اگر بتوانیم آن را ببینیم، یقیناً می‌توانیم اطلاعات ِ بسیار خوبی دربارۀ سیاهچاله بدست بیاوریم. اندازۀ حلقه می‌تواند: جرم، اندازه و چرخش سیاهچاله را نشان دهد. این موارد را می‌توان از طریق قرص برافزایشی پیدا کرد، اما حلقۀ فوتونی این فرصت را به ما می‌دهد تا داده‌های بیشتری بدست آورده و اندازه‌گیری‌های دقیق‌تری انجام دهیم.

محققان در مقالۀ جدید خود این چنین نوشته‌اند: «هر حلقه از فوتون‌هایی تشکیل شده که بازتاب ِ آن به سمت ناظر می‌رود. به تعبیر دیگر، هر حلقه در بردارنده یک عکس ِ مجزا از کل کیهان است. روی هم رفته، مجموعه حلقه‌های فرعی به مثابه فریم‌های یک فیلم هستند که تاریخچه جهان قابل مشاهده را به ما نشان می‌دهند.»

“مایکل جانسون” و همکارانش با مدل‌سازی‌های مختلف سعی کردند تا امکانِ شناسایی حلقه‌های فوتون را در مشاهدات ِ آتی خود بررسی کنند. آنان دریافتند که این کار امکان‌پذیر است، اگرچه به سادگی نیست. عکس‌برداری از سیاهچالۀ مسیه ۸۷ دستاورد بزرگی بود که با همکاری اخترشناسان و نهادهای مختلف انجام شد. تلسکوپ‌های سراسر جهان به همکاری با یکدیگر پرداختند تا یک طیف‌سنج خط مبنای بسیار بلند ایجاد کنند که در اصل تلسکوپ افق رویداد نامیده می‌شود. لذا می‌توان اختلاف زمان و فاصله دقیق میان تلسکوپ‌ها در این آرایه می‌تواند مورد محاسبه قرار بگیرد. به زبان ساده‌تر می‌توان گفت که تلسکوپ افق رویداد به معنای برخورداری از یک تلسکوپ به اندازه کره زمین است.

eson“مایکل جانسون” در ادامه بیان کرد: «آنچه ما را متعجب ساخت، این بود که اگرچه حلقه‌های درهم‌تنیده فرعی را نمی‌توان با چشم ِ غیرمسلح مشاهده کرد، اما آنها سیگنال‌های قوی و شفافی برای آرایه‌های تلسکوپی هستند که در مجموع به آنها تداخل‌سنج گفته می‌شود. برای ثبت عکس سیاهچاله‌، به تلسکوپ‌هایی نیاز است که به تعداد زیاد در جاهای مختلف پراکنده شوند. در این صورت می‌توان حلقه‌های فرعی سیاهچاله را بخوبی مورد سنجش قرار داد.»

قرار دادن یک تلسکوپ برای رصد سیاهچاله در مدار پایین ِ زمین، شروع بسیار خوبی است، اما تنها یک عکس واضح از یکی از حلقه‌ها را رقم می‌زند. برای ردیابی حلقه دوم، تلسکوپ باید کمی دورتر از مدار زمین و روی ماه قرار گیرد. برای رصد حلقه سوم و حتی دورتر از آن، تلسکوپ باید در نقطۀ لاگرانژی ۲ قرار گیرد، در این نقاط برآیند نیروی جاذبه خورشید و زمین؛ موجب تعادل ِ گرانشی می‌شود و یک موقعیت پایدار را برای تلسکوپ فراهم می‌کند. (قرار است تلسکوپ جیمز وب ناسا، در نقطه لاگرانژی ۲ در فاصله ۱.۵ میلیون کیلومتری از زمین قرار گیرد.)

lagrange points
ما در حال حاضر تعدادی ماهواره در نقطۀ لاگرانژی ۲ دادیم و همینطور ناسا برنامه‌ریزی کرده تا ماموریتی را به مقصد ماه انجام دهد که انسان‌ها در آن نقش اصلی داشته و به ماه فرستاده خواهند شد. قطعاً این ماموریت‌ها پیچیدگی‌های زیادی دارند و نمی‌توان انتظار داشت که به زودی انجام شوند، اما در هر صورت امکان‌پذیر هستند و می‌توانند نویدبخش ِ یک آیندۀ درخشان، برای اخترشناسی باشند. جزئیات این مقاله در مجله Science Advances منتشر شده است.

ترجمه: منصور نقی‌لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com

احتمالا “حیات پیچیده” در کیهان وجود دارد


بیگ بنگ: پروفسور «تومونوری توتانی» از دانشگاه توکیو در مقاله‌ای که بتازگی منتشر شده، به بررسی این مسئله پرداخته که اجزای اصلی حیات، چگونه می‌تواند به طور خود بخودی در جهان به وجود بیاید. این فرایند به بی‌جان‌زایی«Abiogenesis» معروف است.

image Alien Observersبه گزارش بیگ بنگ، علی‌رغم پیشرفت‌های سریع در زیست‌شناسی، شیمی، زمین‌شناسی و اخترشناسی، منشاء حیات کماکان راز بزرگی در علم به شمار می‌رود. یکی از ویژگی‌های بارز حیات، اطلاعات ِ مرتبی است که در DNA و RNA جای دارد. همچنین، میزان اطلاعاتِ حاصل از فرایندهای غیرزیستی از جمله مسائل ِ حیاتی محسوب می‌شود.

پروفسور توتانی گفت: «از آنجایی که تنها نوع ِ حیاتی که می‌شناسیم در زمین وجود دارد، مطالعاتِ مربوط به منشاء حیات کمی محدود می‌شود. بنابراین، اکثر تحقیقات در این حوزه، به بررسیِ اساسی‌ترین اجزای مشترک ِ همۀ موجودات، یعنی RNA می‌پردازند. این مولکول، ساده‌تر و ضروری‌تر از مولکول مشهورِ DNA است. اما باید به این نکته توجه داشت که RNA مولکول ِ بسیار پیچیده‌تری از انواع مختلف ِ مواد شیمیایی است که می‌توان در فضای شناور یا در پیکرۀ یک سیارۀ بی‌جان، آن را کشف کرد.»

می‌دانید که RNA یک پلی‌مر است؛ یعنی از زنجیره‌های شیمیایی، ساخته شده است. در صورت برخورداری از زمان کافی، نوکلئوتید‌ها می‌توانند به یکدیگر متصل شوند و تحت شرایط شیمیایی مناسب، RNA را ایجاد کنند. محققان هنوز نمی‌دانند که پلی‌مر RNA که برای مدت طولانی دارای فعالیت خودتکثیری بوده، چگونه تحت ِ شرایط غیرزیستی به وجود آمده و سپس شرایط را برای فرگشت فراهم کرده است. مولکول‌های RNA ای که کوتاه‌تر از ۲۵ نوکلئوتید هستند، کارکرد مشخصی از خود نشان نمی‌دهند، اما دانشمندان به طور منطقی این امید را دارند که یک ریبوزوم بلندتر از ۴۰ تا ۶۰ نوکلئوتیدی بیابند. محاسبات ِ ریبوزوم‌های پلی‌مراز RNA که در آزمایشگاه تولید می‌شوند، تاکنون نشان داده که آنها طولی بیشتر از ۱۰۰ نوکلئوتید دارند.

پروفسور توتانی افزود: «برآوردهای فعلی نشان می‌دهد که تعداد ِ ۴۰ تا ۱۰۰ نوکلئوتید نمی‌تواند در حجمی از فضا که آن را “جهان قابل مشاهده” در نظر می‌گیریم، وجود داشته باشد. با این حال، کل چیزی که می‌بینیم به “جهان قابل مشاهده” محدود نمی‌شود و این کار مستلزم بررسی‌های بیشتر است. در کیهان‌شناسی معاصر، محققان بر سر این موضوع توافق دارند که جهان یک دورۀ تورم سریع را تجربه کرده که طی آن، محدودۀ بسیار عظیمی انبساط یافته است. در واقع، در “جهان قابل مشاهده” حدود ۱۰ به توان ۲۲ ستاره وجود دارد. از منظر آماری، ماده در این حجم از فضا نمی‌تواند RNA با ۲۰ نوکلئوتید تولید نماید. اما به لطف تورم ِ سریع، جهان می‌تواند بیش از ۱۰ به توان ۱۰۰ ستاره داشته باشد. اگر این ادعا درست باشد، ساختارهای پیچیده‌تر RNA که قابلیت پشتیبانی از حیات دارند، نیز می‌توانند بصورت متداول در مکان‌های دیگر کیهان، وجود داشته باشند.»

توتانی در پایان گفت: «من هم مثل عدۀ زیادی از دانشمندان کنجکاوی بالایی برای یافتن پاسخِ پرسش‌های بزرگ دارم. با ادغام بررسی‌های اخیر در خصوص ویژگی‌های شیمیایی RNA و سابقۀ طولانی من در رشته کیهان‌شناسی، نتیجه گرفتم که باید یک راه محتمل وجود داشته باشد که حیات از طریق آن، از حالت “غیرزیستی” به حالت “زیستی” در آمده است. من امیدوارم دانشمندان ِ دیگر در این راه گام برداشته و با انجام تحقیقات زیاد به بررسی ِ بیشتر منشاء حیات بپردازند.» جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Scientific Reports منتشر شده است.

ترجمه: منصور نقی‌لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sci-news.com

دانلود مستند: کیهان، جهان‌های ممکن تا قسمت ششم


بیگ بنگ: پخش سریال تلویزیونی ۱۳ قسمتی جدید “کیهان: جهان‌های ممکن”(Cosmos: Possible Worlds) به کارگردانیِ «اَن درویان» و اجرای اخترفیزیکدان «نیل دگراس تایسون» آغاز شد.

MVBNjANTVhZTEtMzYMSMGYLTgODQtZjZhYWUMWVlOGRmXkEyXkFqcGdeQXVyMDAwNTUxMQ@@. Vلینک: IMDB
نام مستند: Cosmos: Possible Worlds
موضوع: نجوم و کیهان شناسی
وضعیت پخش: درحال پخش
سال تولید: ۲۰۲۰
فرمت فایل : Mkv
کیفیت : ۴۸۰p| خوب/  ۷۲۰p | عالی و ۱۰۸۰p | فوق‌العاده
حجم هر قسمت: ۳.۳ گیگ و ۱.۵ گیگ– هر قسمت ۴۵ دقیقه
زیرنویس فارسی : دارد

زیرنویس فارسی کاری از سایت علمی بیگ بنگ:

دانلود زیرنویس فارسی قسمت اول/ دانلود زیرنویس قسمت دوم

سال ۲۰۱۴ شاهد پخش مستند زیبایی تحت عنوان “کیهان: ادیسه فضا-زمانی” بودیم که توانست مفاهیم پیچیده‌ی علمی را در قالبی جذاب و تماشایی به بینندگان منتقل کند؛ مستندی با اجرای نیل دگراس تایسون، اخترفیزیکدان آمریکایی که اکنون بعد از چند سال ما را به سفری کیهانی خواهد برد.

در مجموعه مستند «کیهان: جهان‌های ممکن» محصول ۲۰۲۰، آغاز کیهان و حیات در زمین پوشش داده شده و نگاه مختصری به تقویم کیهانی انداخته می‌شود. اما خیلی سریع به رویدادهای جدید پرداخته و تازه‌ترین اکتشافات اخترشناسی را به تصویر می‌کِشد؛ مِن جمله کشف سیاره‌هایی که به دور ستاره‎های دیگر می‌چرخند و شگفتی‌های دیگری خودتان در این سریال می‌بینید. این نمایش تلویزیونی، پیشرفت‌ها و موانعی را که دانشمندان در طول تاریخ بشر با آنها مواجه شده‌اند را نیز نشان می‌دهد.

دانلود مستند با سه کیفیت، ۴۸۰p و ۷۲۰p و ۱۰۸۰p از لینک‌های زیر:

قسمت اول با کیفیت ۴۸۰p | قسمت اول با کیفیت ۷۲۰p | قسمت اول با کیفیت ۱۰۸۰p

قسمت دوم با کیفیت ۴۸۰p | قسمت دوم با کیفیت ۷۲۰p | قسمت دوم با کیفیت ۱۰۸۰p

قسمت سوم با کیفیت ۴۸۰p | قسمت سوم با کیفیت ۷۲۰p | قسمت سوم با کیفیت ۱۰۸۰p

قسمت چهارم با کیفیت ۴۸۰p | قسمت چهارم با کیفیت ۷۲۰p | قسمت چهارم با کیفیت ۱۰۸۰p

قسمت پنجم با کیفیت ۴۸۰p | قسمت پنجم با کیفیت ۷۲۰p | قسمت پنجم با کیفیت ۱۰۸۰p

قسمت ششم با کیفیت ۴۸۰p | قسمت ششم با کیفیت ۷۲۰p | قسمت ششم با کیفیت ۱۰۸۰p

ادامه بزودی…

دانلود مستند: کیهان، ادیسه فضا-زمانی

چرخه زندگی ستارگان


بیگ بنگ: مرحلۀ آغازین برای همۀ ستاره‌ها، از جمله خورشید ما، هنگامی است که یک منطقۀ متراکم در یک سحابی شروع به کوچک شدن و گرم شدن می‌کند. این اتفاق معمولا نتیجۀ یکی از چندین رویدادی است که به وقوع می‌پیوندد تا فروپاشی یک ابر مولکولی را رقم بزند.

fbcf f ed c bffabcبه گزارش بیگ بنگ، چیزی که این اتفاق به واسطۀ آن روی می‌دهد شامل برخوردهای کهکشانی و یا انفجار ویرانگر یک ابرنواختر در فاصلۀ نزدیکی است که مادۀ گسسته را با سرعت بسیار بالایی به سوی ابرها می‌فرستد. هر کدام از رویدادها می‌توانند، ده‌ها یا هزاران ستاره را شکل دهند.

Astronomers Study Chaotically Magnetized Cloudبرای تشکیل ستاره‌ای مانند خورشید که قطرش ۱۳۹۱۰۰۰ کیلومتر است، نیاز به مجموعه‌ای از گاز و غبار صدها برابر بزرگتر از کل منظومه‌شمسی ماست و این تنها آغاز ماجراست. هنگامی که مقدار زیادی گاز و غبار به هم می‌چسبند، یک “پیش ستاره” شکل می‌گیرد. برای خورشید و ستاره‌هایی با جرم مشابه، مرحلۀ پیش ستاره‌ای پس از زمان تخمینی صد هزارسال به پایان می‌رسد. پس از آن، رشد ِ پیش ستاره متوقف می‌شود و دیسک موادی که آن را احاطه می‌کنند از طریق تابش نابود می‌شود.

چنانچه “پیش ستاره” در جذب جرم ِ کافی موفق نباشد، یک کوتوله قهوه‌ای پدید می‌آید. این اجرام کوچک، زیر ستاره‌هایی هستند که قادر به حفظ واکنش‌های همجوشی هیدروژن در هستۀ خود نیستند و این به دلیل جرم ناکافی آنهاست. رشتۀ اصلی ستارگان مشکلی با این قضیه ندارد، در حالیکه این امر موجب ِ حسادت کوتوله‌های قهوه‌ای است. به عبارت ساده‌تر یک کوتوله قهوه‌ای برای آنکه یک سیاره باشد بسیار بزرگ و برای ستاره بودن نیز بسیار کوچک است. این اجرام تا سال ۱۹۹۵ تنها یک مفهوم نظری بودند، اما اکنون این باور وجود دارد که در ازای هر ۶ ستاره یک کوتولۀ قهوه‌ای وجود دارد.

px Brown Dwarf HD Bاگر یک ستاره به اندازۀ کافی عظیم باشد تا اتم‌های هیدروژن را به هلیم تبدیل کند، به مرحله‌ای همچون خورشید وارد می‌شود، که به آن ستارگان رشتۀ اصلی می‌گویند. (در اخترشناسی به منحنی‌ای در نمودار هرتسپرونگ راسل گفته می‌شود که بیشتر ستارگان در آن قرار دارند. رشته اصلی طبقه‌ای از ستارگان را شامل می‌شود که بین درخشندگی، اندازه و دمای آنها رابطه پایداری وجود دارد و یک ستاره در میانسالی به این حالت می‌رسد.)

sunmaximum x یک ستاره بیشتر عمر خود را در فاز رشتۀ اصلی می‌گذراند. در این مرحله همجوشی هسته‌ای هیدروژن را به هلیم تبدیل می‌کند. ستاره تنها به این دلیل پایدار است که فشار ناشی از این انرژی مانع رمبش گرانشی ستاره می‌شود. ( فروریختن یک جسم به درون بر اثر گرانش خودش، گفته می‌شود)

نمودار هرتسپرونگ راسل که رابطه‌ای بین قدر مطلق، درخشندگی، رده‌بندی، و دمای مؤثر ستارگان را نشان می‌دهد.

به طور میانگین از هر ۱۰ ستاره، ۹ عدد از آنها در گروه ستارگان ِ رشتۀ اصلی قرار دارند. این ستاره‌ها می‌توانند یک دهم جرم خورشید ما، یا ۲۰۰ برابر جرم آن را داشته باشند. مدت زمانی که یک ستاره در مرحلۀ رشته اصلی باقی می‌ماند به اندازه آن بستگی دارد. یک ستار با جرم زیاد ممکن است مادۀ بیشتری برای سوختن داشته باشد، اما به دلیل دمای بیشتر که علتش نیروی گرانشی بیشتر است، سریع‌تر می‌سوزد. همچنین ستاره‌ای با جرم خورشید، حدود ۱۰ میلیارد سال از عمرش را در حالت عادی سپری می‌کند. اما ستاره‌ای ۱۰ برابر بزرگتر از خورشید ما تنها ۲۰۰ میلیون سال را در این مرحله سپری می‌کند و توان ِ سوختن دارد.

Red Giant Earth warmبعد از طی کردن فاز رشتۀ اصلی، “خورشید ما” به یک “غول سرخ” تبدیل می‌شود. یک غول سرخ، ستاره‌ای در حال مرگ است که آخرین مراحل ِ تکامل خود را طی می‌کند. در نهایت طی چند میلیارد سال خورشید به سمت ِ مرگ می‌رود و متورم می‌شود. سپس سیارات درونی، شامل ناهید، عطارد، مریخ و حتی زمین را می‌بلعد. اما نگران نباشید. ما چند میلیارد سال قبل از آن مرده‌ایم. اگر قادر باشیم که برای چند میلیارد سال دیگر زنده بمانیم، دمای سطح کرۀ زمین برای ما انسان‌ها بسیار داغ خواهد بود و مکان مناسبی برای زندگی نمی‌باشد.

پس از اینکه ستاره‌ها از طریق همجوشی هسته‌ای، تبدیل ِ هیدروژن به هلیوم را متوقف می‌کنند، گرانش کنترل را به دست می‌گیرد. در واقع اندازۀ قطر ستارگان غول‌ سرخ به ۱۰۰ میلیون تا ۱ میلیارد کیلومتر می‌رسد که ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ برابر سایز کنونی خورشید است. در مرحلۀ بعد انرژی ِ ستاره در منطقۀ بزرگتری گسترش می‌یابد و با رسیدن به نصف ِ گرمای خورشید، خنک‌تر می‌شود. تغییر درجۀ حرارت باعث می‌شود که ستاره‌ها بیشتر به قسمت قرمز طیف نزدیک شوند؛ به همین دلیل است که به “غول سرخ” معروف هستند.

از اینجا به بعد مسیر ستاره، به اندازۀ آن بستگی دارد. بگذارید با نسخه‌ای که کمتر خشونت‌آمیز است، آغاز کنیم. ستاره‌های کوچک در رشتۀ اصلی و تا ۸ برابر جرم خورشید، به “کوتولۀ سفید” تبدیل می‌شوند. این ستارگان، بقایای ستارگان ِ قدیمی و فوق‌العاده متراکم هستند. یک قاشق چایخوری از آنها معادل یک فیل روی زمین وزن دارد که برابر با ۵.۵ تن در یک قاشق چایخوری بسیارقوی خواهد بود! شعاع یک کوتوله سفید تنها ۰.۰۱ خورشید ِ ماست، اما جرم آن تقریبا یکسان است. تخمین اینکه کوتوله سفید چه مدت در حال سرد شدن است، به اخترشناسان کمک می‌کند تا دریابند سن کیهان چقدر است.

پس از گذشت زمانی غیرقابل تصور، ده‌ها یا حتی صدها میلیارد سال یک کوتوله سفید آنقدر سرد می‌شود تا به یک کوتولۀ سیاه تبدیل می‌شود. کوتوله‌های سیاه نامرئی هستند، زیرا همان دمای تابش پس زمینه کیهانی، را دارد. به دلیل سن کیهان و آنچه که ما در مورد ِ قدیمی‌ترین ستاره‌ها می‌دانیم، هیچ کوتولۀ سیاهی وجود ندارد.

starنوع دیگر ستاره که از خورشید کوچکتر است ستاره کوتوله سرخ نام دارد، این ستارگان متداول‌ترین نوع ستاره در کیهان هستند که در دسته ستاره‌های رشته اصلی جای می‌گیرند، اما آنقدر جرم کمی دارند که از ستارگانی نظیر خورشید ما نیز سرد‌ترند و دمای سطحی آنها کمتر از ۳۵۰۰ درجه کلوین است. کوتوله‌های سرخ که ستاره‌های کوتوله‌ M نیز خوانده می‌شوند، بیش از ۵٠ برابر تاریک‌تر از خورشید بوده و فقط ١٠ تا ٢٠ درصد آن جرم دارند. این اجرام کیهانی ٧٠ درصد ستارگان جهان را تشکیل می‌دهند.

hiresاخترشناسان برآورد می‌کنند که برخی از ستارگان کوتوله سرخ تا ۱۰ تریلیون سال به سوختن ادامه خواهند داد. این ستاره‌های بسیار کوچک، تنها یک دوازدهم جرم خورشید را دارند و می‌توانند جرمی بالغ بر نصف جرم خورشید هم داشته باشند. خوشبختانه، کوتوله‌های سرخ، تنها در طول چند میلیارد سال اول زندگیشان، شعله‌های قدرتمندی ایجاد می‌‌کنند. پس از آن‌، برای باقی‌ عمر تریلیون سالۀ خود، آرام گرفته و محیطی‌ بدون تنش را در اطراف خود ایجاد می‌‌کنند.

از سوی دیگر ستاره‌ای با جرم حداقل ۸ برابر خورشید، مرگی خشونت‌بارتر و در عین حال زیباتری خواهد داشت. هنگامیکه سوخت ستارگان عظیم به پایان می‌رسد، می‌توانند یک ابرنواختر تبدیل شوند. برای آنها از بین رفتن با یک انفجار بهتر از نابودی تدریجی است. هنگامیکه ستاره‌ای بصورت ابرنواختر به زندگی خود پایان می‌دهد، ذراتش را با سرعت ۱۴۰۰۰ تا ۴۰۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه به فضا پرتاب می‌کند.

ridingthewavاین انفجارها بسیاری از مواد ِ موجود در کیهان را تولید می‌کنند که شامل  عناصر سنگین از جمله آهن نیز می‌شوند. این مواد به ساخته شدن بدن ما، سیاره‌مان و سایر اجزای کیهان، کمک می‌کنند. بنابراین همۀ ما بقایای این انفجارها را در بدن خود حمل می‌کنیم. همانطور که کارل سیگن اشاره می‌کند:«به معنای واقعی کلمه درست است که ما گرد و غبار ستاره‌ای هستیم.» این چرخه دوباره با نسلی جدید از ستاره‌ها آغاز می‌شود و ستاره‌های جدید از گرد و غبار ِ باقیماندۀ قبلی متولد می‌شوند.

اما این به معنای پایان راه برای بقایای ستاره نیست. بعد از انفجار ِ ابرنواختری با توجه جرمش، هستۀ ستاره به شکل یک سیاهچاله و یا یک ستاره نوترونی باقی می‌ماند. هر دوی این اجرام فوق‌العاده مخرب و وحشیانه زیبا هستند. ستارگان نوترونی مرموزند و یافتن آنها دشوار است. ممکن است تنها به اندازۀ یک شهر باشند، اما اجازه ندهید این موضوع فریبتان دهد، نباید با آنها در افتاد. این ستارگان بسیار متراکم‌ هستند: اگر جرم خورشید را بگیرید و آنرا دو برابر کنید؛ سپس به اندازۀ شهر لس‌آنجلس کوچک نمایید، تقریبا به تراکم یک ستارۀ نوترونی دست یافته‌اید. یک متر مکعب از یک ستاره نوترونی تنها اندکی کمتر از ۴۰۰ میلیارد تن وزن دارد. همۀ این چگالی باعث می‌شوند گرانش سطح ِ این نوع ستارگان، بسیار عظیم باشد.

از سوی دیگر باقیماندۀ یک ابرنواختر می‌تواند یک سیاهچاله شود. سیاهچاله‌ها به معنای واقعی کلمه فضای اطراف را به درون می‌کشند. آنها جرم عظیمی دارند که در فضای بسیار کوچکی جای گرفته‌اند و گرانش آنها به حدی زیاد است که حتی نور نیز نمی‌تواند فرار کند. برای تجسم این موضوع، اگر بخواهیم از سیارۀ زمین سیاهچاله‌ای در بیاوریم باید آن را به اندازۀ یک نخود فشرده کنیم. این اجرام مرموز و وحشتناک، می‌توانند گذشت ِ زمان را کُند کنند و یا شما را از هم بدرند.

نقطه افق رویداد سیاهچاله‌ها بدون بازگشت است، زیرا گرانش سیاهچاله به حدی زیاد است که با گذر از “افق رویداد”، هیچ چیز نمی‌تواند از چنگال آن بگریزد. هر چیزی که در مسیر سیاهچاله قرار گیرد، هرگز دوباره دیده نمی‌شود. آنها قلدر جهان هستند، اما ممکن است برای ادامۀ زندگی به آنها وابسته باشیم. برخی محققان گمان می‌کنند که سیاهچاله‌ها، باعث ایجاد عناصر می‌شوند، زیرا ماده را به ذرات زیراتمی تقسیم می‌کنند.

hidingblackhاین “ذرات” تشکیل دهندۀ من، شما و همۀ جهانمان هستند. ما زندگی‌ خود را مدیون ستارگان هستیم. چه کوچک باشد چه بزرگ، پیر یا جوان نمی‌توانید انکار کنید که ستارگان زیباترین و شاعرانه‌ترین چیزها در کل کیهان هستند. دیگر بار که به ستارگان نگاه می‌کنید به خاطر بیاورید که چگونه که به وجود آمدند و چگونه خواهند مرد.

ترجمه: ستاره مجیب/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: futurism.com

معرفی کتاب: حقیقت آن چیزی نیست که به نظر می‌رسد؟


بیگ بنگ: کتاب حاضر، ارائه‌دهنده تصویری از جهان است که نویسنده تا به امروز قادر به درک آن بوده است. در واقع، این کتاب پاسخ وی به دوستی است که در یک‌شب طولانی نیمه تابستان، همچنان که در طول ساحل قدم می‌زد، از او پرسید: «ماهیت حقیقی اشیاء چیست»

haghighat an chizi nist copyنام اصلی: Reality Is Not What It Seems: The Journey to Quantum Gravity
حقیت آن چیزی نیست که به نظر می‌رسد
نوشته: کارلو روولی
ترجمه: آوین تهمتن
ناشر: سبزان
موضوع: کیهان‌شناسی
چاپ اول: ۱۳۹۸
تعداد صفحه: ۲۸۰

کارکو روولی نویسنده کتاب نوشته: من این کتاب را برای توصیف عجایب سفر پرماجرا در کیهان نوشته‌ام. مخاطب این کتاب کسی است که در مورد فیزیک امروز اطلاعات چندانی ندارد، اما کنجکاو است که آنچه را تا امروز می دانیم درک کند. اما هدف من از نوشتن این کتاب به نمایش گذاشتن زیبایی نفس گیر چشم اندازی است که امروزه از حقیقت داریم. همچنین این کتاب را برای همکارانم، دانش پژوهانی که در سراسر جهان پراکنده شده‌اند و همچنین برای زنان و مردان جوانی که به علم علاقمند هستند و مشتاقانه در این سفر ماجراجویانه گام بر میدارند، نوشته‌ام.

تلاش من بر این بوده است که چشم‌انداز کلی ساختار دنیای فیزیکی را که توسط چراغ های دوگانه نسبیت و فیزیک کوانتومی روشن شده استف نشان بدهم و چگونگی ترکیب آنها را به نمایش بگذارم. این کتاب انتزاعی نیست، بلکه کتابی است که علم را به زبان ساده توضیح می‌دهد. علم از آزمایش‌ها، فرضیه‌ها، معادلات، محاسبات و بحث های طولانی تشکیل شده است. اما اینها تنها ابزارهای هستند که نقشی همانند ابزار موسیقی را ایفا می کنند. در نهایت، آنچه در موسیقی مهم است خود موسیقی است و آنچه در علم مهم است درک جهانی است که علم فراهم می کند. برای درک این موضوع که زمین به دور خورشید می چرخد، نیازی نیست که محاسبات پیچیده‌ی کوپرنیک را دنبال کنید.

همیچنین، برای درک اینکه تمام موجودات زنده دارای نیاکان مشترک هستند، نیازی نیست که به فهم استدلال های پیچیده‌ی موجود در کتاب داروین بپردازیم. علم خوانش جهان از نقطه نظری است که همواره در حال تغییر و گسترش است. این کتاب ارائه دهنده‌ی تصویری از جهان است که من تا به امروز قادر به درک آن بوده‌ام. در واقع کتاب حاضر، پاسخ من به دوستی است که در یک شب طولانی نیمه تابستان، همچنان که در طول ساحل قدم می زدیم، از من پرسید: « ماهیت حقیقت اشیاء چیست؟»

فهرست کوتاه مطالب:

بخش اول: ریشه‌ها

فصل اول: بذرها
فصل دوم: کلاسیک

بخش دوم: سرآغاز انقلاب

فصل سوم: آلبرت
فصل چهارم: کوانتا

بخش سوم: فضای کوانتومی و زمان رابطه‌ای

فصل پنجم: فضا-زمان کوانتومی است
فصل ششم: کوانتوم فضا
فصل هفتم: زمان وجود ندارد!

بخش چهارم: فراتر از فضا و زمان

فصل هشتم: فراتر از مهبانگ
فصل نهم: تاییدیه های تجربی؟
فصل دهم: سیاهچاله های کوانتومی
فصل یازدهم: پایان بی نهایت
فصل دوازدهم: اطلاعات
فصل سیزدهم: رازها

خرید کتاب از اینجا

سایت علمی بیگ بنگ: bigbangpage.com

نمایی از یک کهکشان مارپیچی با هسته‌ای فعال


بیگ بنگ: در مرکز کهکشان مارپیچی مسیه ۷۷ چه می‌گذرد؟ این کهکشان در فاصلۀ ۴۷ میلیون سال نوری به طرف صورت فلکی هیولای آبی قیطس واقع شده و برآورد می‌شود، این جهان جزیره‌ای حدود ۱۰۰ هزار سال نوری وسعیت دارد.

MHalpha HubbleSchmidtاین کهکشان که NGC 1068 نیز نامیده می‌شود، یک هستۀ فشرده و بسیار درخشان دارد که توسط اخترشناسانی که به دنبال برملا کردن اسرار سیاهچاله‌های پرجرم در کهکشان‌های سیفرت* هستند، مطالعه شده است. مسیه ۷۷ و هستۀ فعالش در طول موج‌های پرتو ایکس، مرئی، فروسرخ و رادیویی به روشنی می‌درخشد. این عکس برجسته توسط تلسکوپ فضایی هابل گرفته شده و با نور قرمز ناشی از هیدروژن(مرئی) احاطه شده است. این عکس جزئیات بازوهای مارپیچی را نشان می‌دهد که با ابرهای غباری کدر و مناطق تشکیل ستارۀ قرمز در نزدیکی هستۀ درخشان کهکشان دنبال می‌شود.

♦ «کهکشان‌های سیفرت» نوعی از هسته‌های کهکشانی فعال هستند که به خاطر خطوط تابش‌شان شناخته شده و به دو دسته تقسیم می‌شوند. کهکشان‌های سیفرت نوع اول دارای خطوط تابش نوری باریک و پهن هستند که وجود ابرهایی از گاز چگال در آنها را اثبات می‌کند. سرعت گاز در نزدیکی هسته بین ۱۰۰۰ تا ۵۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه تخمین زده می‌شود. کهکشان‌های سیفرت نوع دوم فقط خطوط تابش باریکی دارند. این خطوط باریک در اثر ابرهای گازی چگالی به وجود می‌آیند که در فاصلۀ زیادی از هسته قرار دارند و سرعت گاز آنها به ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه می‌رسد.

سایت علمی بیگ بنگ / منابع: universetoday.com , apod

یک کاندید جدید و هیجان‌انگیز برای “ماده تاریک”


بیگ بنگ: چیزی در کیهان باعث ایجاد جرمی بیش از آنچه ما مستقیما شناسایی می‌کنیم، می‌شود. ما از طریق تاثیر گرانشی‌اش بر روی چیزهایی مثل کهکشان‌ها یا ستاره‌ها و …می‌دانیم که وجود دارد، اما هنوز نمی‌دانیم چیست و یا چگونه به اینجا رسیده است. ما این جرم نامرئی را «ماده تاریک» می‌نامیم، و فیزیکدانان اخیرا ذره‌ای را شناسایی کردند که می‌تواند در پشت پردۀ “ماده تاریک” نقش داشته باشد.

vpWsVjMfNHwsAphUmkTxبه گزارش بیگ بنگ، این کاندید که اخیرا کشف شده، یک ذره زیراتمی است و «دی-استار هگزاکوارک» نامگذاری شده و گمان می‌شود ذراتش در تاریکی ابتدایی پس از بیگ بنگ، برای ایجاد “ماده تاریک” به هم نزدیک شده است. تقریباً یک قرن است که ماده تاریک اخترشناسان را سردرگم کرده است. ماده تاریک نخستین‌بار در حرکات عمودی ستارگان مشاهده شد، که گمان می‌کردند در اطراف آنها توده بیشتری از آنچه ما امکان مشاهده آن را داریم، وجود دارد.

اکنون ما می‌توانیم تاثیر “ماده تاریک” را در سایر حرکات نیز مشاهده کنیم. برای مثال در لنز گرانشی، جایی که نور در اطراف اشیا عظیم مانند خوشه‌های کیهانی می‌چرخد و یا چرخش بیرونی دیسک‌های کهکشانی که خیلی سریع‌تر از آنی است که با جرم قابل رویت قابل توضیح باشد. تشخیص ِ مستقیم “ماده تاریک” تاکنون امکان‌پذیر نبوده، زیرا هیچگونه تابش الکترومغناطیس را جذب، بازتاب و منتشر نمی‌کند. اما تاثیر گرانشی آن بسیار قوی است، به اندازه‌ای قوی که ۸۵ درصد ماده تشکیل دهندۀ جهان ما می‌تواند ماده تاریک باشد.

دانشمندان بسیار علاقمند هستند که به انتهای رمز و راز “ماده تاریک” برسند. نه به خاطر کنجکاوی بیش از حد آنها، بلکه شناخت ماده تاریک می‌تواند چیزهای زیادی دربارۀ نحوه شکل‌گیری و عملکرد جهان به ما بیاموزد. در واقع اگر ماده تاریک وجود نداشته باشد، این بدان معناست که در مدل استاندارد فیزیک ذرات که ما برای توصیف و درک جهان از آن استفاده می‌کنیم، اشتباه  بزرگی وجود دارد.

در طول این سال‌ها نامزدهای زیادی برای ماده تاریک مطرح شده، اما هنوز به نظر نمی‌رسد که ما به یافتن پاسخ خیلی نزدیک باشیم. اینجاست که ذرات «دی-استار هگزاکوارک»– یا به عبارتی رسمی‌تر d*(2380) _ وارد بحث می‌شود. “دانیل واتس”، فیزیکدان هسته‌ای از دانشگاه یورک در انگلستان توضیح می‎دهد که: «منشأ ماده تاریک در جهان یکی از بزرگترین سؤالات در دانش کنونی است و این سوال تاکنون بدون پاسخ مانده است. اولین محاسبات ما نشان می‌دهد که میعانات دی استار، کاندیدی جدید برای “ماده تاریک” هستند. این نتیجۀ جدید منحصرا بسیار هیجان‌انگیز است، زیرا نیازی به تعریف مفاهیم جدیدی در فیزیک ندارد.»

darkmatterکوارک‌ها ذرات اساسی هستند که بطور معمول در گروه‌های سه تایی قرار می‌گیرند تا پروتون و نوترون را تشکیل دهند. در مجموع، این ذرات سه کوارک “باریون” نامیده می‌شوند و بیشتر مواد قابل مشاهده در جهان از آنها ساخته شده است. شما باریون هستید همانطور که خورشید هم هست. سیارات و غبارهای فضا نیز باریون هستند. وقتی شش کوارک با هم ترکیب می‌شوند، این ترکیب نوعی ذره بنام دی باریون یا شش گوش ایجاد می‌کند. ما در واقع تعداد کمی از آنها را مشاهده کرده‌ایم. ذرات «دی-استار هگزاکوارک»، که در سال ۲۰۱۴ توضیح داده شد، اولین کشف قابل توجه در این زمینه بود.

این ستاره‌ها بسیار جالب هستند، چرا که آنها بوزون هستند، نوعی ذره که از چارچوب رفتاری به نام آمار بوز-اینشتین پیروی می‌کند. در این حالت، این بدان معناست که مجموعه‌ای از این ستاره‌ها می‌تواند چیزی بنام چگالش بوز-اینشتین تشکیل دهد. آنها همچنین بعنوان “حالت پنجم ماده” نیز شناخته می‌شوند. زمانی این میعانات شکل می‌گیرند که یک گاز بزونی با چگالی کم و تقریبا بالاتر از صفر مطلق خنک شود. در این مرحله، اتم‌های درون گاز از تکان‌های معمولی و آهسته‌شان به حالت کاملا خاموش – پایین‌ترین حالت کوانتومی ممکن – می‌رسند.

بر طبق مدل این تیم، اگر چنین گازی از «دی-استار هگزاکوارک» در ابتدای جهان در فضا شناور بوده، به محض خنک شدن پس از بیگ بنگ می‌توانسته  گرد هم آمده و به چگالش بوز-اینشتین، تبدیل شود. در نهایت آن میعانات همانی هستند که ما “ماده تاریک” می‌نامیم. بدیهی است که اینها همگی کاملاً نظری هستند، اما هرچه کاندیدهای بیشتری برای “ماده تاریک” می‌یابیم – چه آنها را تایید و یا رد کنیم– به شناخت اینکه واقعا “ماده تاریک” چه می‌تواند باشد، نزدیکتر می‌شویم. و آیا شما واقعا مشتاق دانستن نیستید؟

بنابراین کارهای زیادی برای انجام باقی مانده است. این تیم در حال برنامه‌ریزی برای جستجوی ذرات «دی-استار هگزاکوارک» ،بیشتری در اعماق فضا و همچنین آزمایش نتایج فعلی خود هستند تا شاید بتوانند به داده‌های بهتری دست یابند. آنها همچنین در حال برنامه‌ریزی برای تحقیقات بیشتر بر روی این ستاره ها در آزمایشگاه هستند.

به گفته “میکائیل باشکانو” فیزیکدان دانشگاه یورک: «قدم بعدی در انتشار این کاندید جدید ماده تاریک، بدست آوردن درک بهتر از نحوۀ تعاملات این نوع ذرات می‌باشد، نظیر اینکه این ذرات چه زمانی یکدیگر را جذب و یا دفع می کنند. ما در حال هدایت آزمایشات جدیدی برای ساخت این ذرات درون هسته‌های اتمی هستیم تا ببینیم که آیا مشخصات آنها وقتی که در فضای آزاد هستند، متفاوت عمل می‌کند یا خیر.» جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Physics G: Nuclear and Particle Physics منتشر شده است.

ترجمه: ریحانه نامداری/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com

هوش مصنوعی باید تصمیمات خود را توضیح دهد!

machine training xبه گزارش بیگ بنگ به نقل از ایسنا، هوش مصنوعی هم مانند انسان، با غرض‌ورزی کار می‌کند. در حقیقت می‌توان گفت هر شخص یا چیزی که قابلیت تصمیم‌گیری داشته باشد، با غرض‌ورزی عمل می‌کند و هنگام انتخاب، به برخی از عوامل بیش از عوامل دیگر بها می‌دهد. با وجود این، همان‌گونه هوش مصنوعی در سال‌های اخیر به خاطر غرض‌ورزی و تبعیض علیه گروه‌های خاصی از جمله زنان و رنگین‌پوستان، بدنام شده، شرکت‌ها نیز به همان اندازه در غلبه بر تبعیض الگوریتم‌های آن، مهارت بیشتر به دست می‌آورند.

روشی که آنها غالبا برای این کار استفاده می‌کنند، با عنوان “هوش مصنوعی با قابلیت توضیح”(Explainable AI) شناخته می‌شود. در گذشته و حتی اکنون، عملکرد بیشتر اطلاعات مربوط به هوش مصنوعی، مانند یک جعبه سیاه ارائه می‌شده است. افرادی که کار رمزگذاری را انجام می‌دهند، شبکه‌های عصبی الگوریتم‌ها را طراحی کردند اما هنگامی که این اطلاعات منتشر شد، شبکه‌های عصبی بدون نظارت افرادی که آنها را برنامه‌ریزی کرده بودند، به کار خود ادامه دادند. در هر حال، شرکت‌ها در ابتدا متوجه این مشکل نشدند و هنگامی به آن پی بردند که بسیار دیر شده بود.

این مشکل هوش مصنوعی، موضوعی چالش‌برانگیز است. بیشتر استارتاپ‌ها و شرکت‌ها در حال حاضر، روش‌ها و پلتفرم‌هایی را براساس هوش مصنوعی قابل توضیح ارائه می‌دهند. یکی از جالب‌ترین این روش‌ها، روش ارائه شده توسط استارتاپ موسوم به “فیدلر لبز”(Fiddler Labs) است. این استارتاپ که در سانفرانسیسکو و توسط مهندسان پیشین فیسبوک و سامسونگ تاسیس شده است، نوعی موتور جستجوی مبتنی بر هوش مصنوعی را به شرکت‌ها پیشنهاد می‌کند که همه عوامل مرتبط با تصمیم‌گیری را نمایش می‌دهد. “آمیت پاکا”(Amit Paka)، از بنیان‌گذاران این استارتاپ گفت: نرم‌افزار ما موجب می‌شود که رفتار مدل‌های هوش مصنوعی، واضح و قابل درک باشند.

پاکا به عنوان نمونه توضیح داد که چگونه هوش مصنوعی قابل توضیح می‌تواند به مدل مبتنی بر هوش مصنوعی مورد استفاده بانک‌ها کمک کند. وی افزود: ورودی‌های بسیاری وجود دارند که هنگام تصمیم‌گیری برای یک کاربرد خاص، مورد توجه قرار می‌گیرند. در یک فضای قدیمی بدون وجود فیدلر، گفتن چگونگی و دلیل تاثیر هر ورودی بر نتیجه، دشوار و یا تقریبا غیرممکن است اما شاید بانک‌ها با وجود هوش مصنوعی قابل توضیح بتوانند تاثیر هر ورودی را نسبت به خروجی مشخص کنند.

پاکا اضافه کرد: این قابلیت توضیح دادن، به ابداع‌کنندگان هوش مصنوعی، کاربران اقتصادی، تنظیم‌کنندگان و کاربران نهایی امکان می‌دهد تا درک بهتری در مورد دلیل پیش‌بینی‌های خاص داشته باشند. این موضوع، در مورد تعصب و اخلاقیات مربوط به هوش مصنوعی، از اهمیت بالایی برخوردار است زیرا به شرکت‌ها امکان می‌دهد تا تبعیض‌های احتمالی علیه گروه‌های خاص را شناسایی کنند. به علاوه، چنین قابلیتی می‌تواند به شرکت‌ها در اصلاح مدل‌های هوش مصنوعی پیش از به کار بردن آنها در مقیاس بزرگ کمک کند.

xپاکا ادامه داد: تعصب نژادی هوش مصنوعی در الگوریتم‌های مربوط به سلامت و تبعیض آن در تصمیم‌گیری‌ و قضاوت، فقط چند نمونه از مشکلات مربوط به غرض‌ورزی هوش مصنوعی هستند. الگوریتم‌های پیچیده هوش مصنوعی در حال حاضر مانند جعبه سیاه عمل می‌کنند و حتی با داشتن عملکرد خوب، فعالیت داخلی آنها ناشناخته و غیرقابل توضیح دادن است.

یکی از دلایل اهمیت هوش مصنوعی قابل توضیح در غلبه بر غرض‌ورزی الگوریتم‌ها، این است که شاید جنسیت، نژاد و مقوله‌های دیگری از این دست، صریحا رمزگذاری نشده‌اند. در چنین مواردی، هوش مصنوعی قابل توضیح لازم است تا به شرکت‌ها در برداشتن تبعیض‌های عمیق داده‌هایی که این الگوریتم‌های پیچیده را تغذیه می‌کنند، کمک کند.

با توجه به این دلایل، ابداع مدل‌های هوش مصنوعی که قابلیت بیشتری برای توضیح داشته باشند، کلید اصلاح عواملی است که به بروز غرض‌ورزی می‌انجامند. این مدل‌ها همچنین می‌توانند رعایت مقررات توسط سیستم‌های هوش مصنوعی را نیز تضمین کنند. تنظیمات بیشتر می‌تواند به اطمینان بیشتر از عملکرد عادلانه هوش مصنوعی و قابل توضیح بودن آن کمک کنند.

نکته مثبت این است که شرکت‌های دیگری به غیر از فیدلر لبز نیز راه‌حل‌ها و پلتفرم‌های مبتنی بر هوش مصنوعی را ارائه می‌دهند که قابل مقایسه و توضیح دادن هستند. برای مثال، یک استارتاپ فعال در حوزه هوش مصنوعی موسوم به “کیندی”(Kyndi) که در این زمینه فعالیت می‌کند، در ماه ژوئیه سال جاری موفق شد بودجه‌ای به مبلغ ۲۰ میلیون دلار به دست بیاورد و در حال حاضر نیز از پلتفرم‌های خود برای بررسی دلیل هر تصمیم‌گیری استفاده می‌کند.

شرکت دیگری که در حوزه هوش مصنوعی قابل توضیح فعالیت دارد، شرکت آمریکایی “زد ادونسد کامپیوتینگ”(Z Advanced Computing) است. این شرکت در ماه اوت اعلام کرد که بودجه‌ای را از نیروی هوایی آمریکا دریافت کرده است تا فناوری تشخیص چهره سه‌بعدی را بر اساس هوش مصنوعی قابل توضیح ارائه دهد.

شرکت “ویانی سیستمز”(Vianai Systems) که در ماه سپتامبر و توسط مدیرعامل پیشین شرکت “اینفوسیس”(Infosys) بنیان گذاشته شد نیز هوش مصنوعی قابل توضیح دادن را برای گروهی از سازمان‌ها و در طیف وسیعی از نقش‌ها به کار می‌گیرد. شرکت‌های دیگری نیز در حوزه هوش مصنوعی قابل توضیح فعالیت دارند که نرم‌افزارها و راه‌حل‌های آنها، بهبود قابل توجهی را در نحوه عملکرد هوش مصنوعی ایجاد می‌کند.

با وجود همه فوایدی که چنین برنامه‌هایی به همراه دارند، نکات منفی استفاده از آنها غیرقابل انکار هستند. این امکان وجود دارد که هوش مصنوعی نهایتا اثر متضادی بر شرکت‌هایی مانند فیدلر لبز و کیندی داشته باشد. از آنجا که دولت‌ها یا شرکت‌ها می‌توانند عوامل دقیق یک الگوریتم را برای تصمیم‌گیری به کار ببرند، ممکن است برخی از سازمان‌های غیراخلاقی، از موتورهای هوش مصنوعی قابل توضیح استفاده کنند تا الگوریتم‌های آنها، غرض‌ورزی بیشتری داشته باشد.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: forbes.com

کووید-۱۹ چه تأثیری بر آلودگی هوا داشته است؟


بیگ بنگ: بیماری همه‌گیر کووید-۱۹ علی‌رغم قرنطینه، باعث ِ مرگ بیش از ۷ هزار نفر در سراسر دنیا شده و ضربه‌‌ای مستقیم به اقتصاد جهانی زده است. اما حتی اگر یک خبر خوب وجود داشته باشد، این است که شیوع ویروس کرونای جدید باعث کاهش آلودگی هوا و حتی نجات جان برخی انسانها شده است.

map for no levels over europeبه گزارش بیگ بنگ، در ۸ مارس، “مارشال بروک” اقتصاددان منابع زیست‌محیطی از دانشگاه استنفورد، محاسباتی را دربارۀ افت آلودگی هوا در بخش‌هایی از چین و نجات جان ِ انسان‌ها انجام داد و آن را در وبلاگ پویایی اقتصادی و زیست‌محیطی و غذای جهانی (G-FEED) منتشر کرد.

وضعیت از آن زمان به بعد دستخوش تغییر شده، بنابراین این آمار و ارقام برای مدت ِ زمان طولانی ماندگار نخواهند بود؛ اما به گفتۀ بروک، حتی به طور محافظه‌کارانه این احتمال وجود دارد که نجات جان جوامع محلی در اثر کاهش آلودگی بیشتر از تعداد مرگ و میر بر اثر ویروس کووید-۱۹ در چین بوده باشد.

Screen Shot during .. PM
تصاویر ماهواره‌ای ناسا و آژانس فضایی اروپا نشان می‌دهد، از زمانیکه دولت چین اقدامات اکیدی را در واکنش به ویروس کرونا اتخاذ کرده آلودگی هوا و انتشار گاز نیتروژن دی اکسید بر فراز چین کاهش یافته است.

بروک نوشت: «با توجه به حجم بالای شواهد مبنی بر اینکه استنشاق هوای آلوده منجر به مرگ زودهنگام می‌شود، یک سئوال عجیب مطرح می‌شود: آیا تعداد ِ افرادی که بخاطر کاهش آلودگی هوا، نجات پیدا کرده‌اند، بیشتر از تعداد مرگ و میرِ ناشی از ویروس کرونا بوده است؟ حتی تحت فرضیات بسیار محافظه‌کارانه، پاسخ من «بله» است».

بر اساس محاسبات بروک، دو ماه کاهش آلودگی هوا احتمالأ جان ۴۰۰۰ کودک زیر ۵ سال و ۷۳۰۰۰ بزرگسال ِ بالای ۷۰ سال را در چین نجات داده است. این تعداد به طور قابل توجهی بیشتر از مرگ و میر جهانی کنونی ناشی از این ویروس است. اگرچه این موضوع کمی غافلگیرکننده است، اما این چیزی است که از مدت‌ها قبل می‌دانستیم. در اوایل این ماه، تحقیقات نشان داد که آلودگی هوا به طور میانگین سه سال از امید به زندگی جهانی کاسته است!

فیزیکدان “جوس للیولد” از موسسه قبرس در نیکوزیا گفت: «بسیار قابل توجه است که هم تعداد مرگ و میر و هم کاهش امید به زندگی بر اثر آلودگی هوا بیشتر از تأثیر استعمال دخانیت و بسیاری از علل مرگ و میر، است. آلودگی هوا بعنوان یکی از مهمترین علل مرگ و میر جهانی با فاکتور ۱۹ از مالاریا پیشی می‌گیرد و همچنین با فاکتور ۱۶ از خشونت، با فاکتور ۹ از اچ‌آی‌وی/ایدز، با فاکتور ۴۵ از مصرف الکل و با فاکتور ۶۰ از سوء مصرف مواد مخدر، بالاتر است». بنابراین، بخوبی مشخص است که آلودگی هوا، واقعأ مرگبار است. اما تحلیل بروک فقط با استفاده از داده‌های بدست آمده از چین انجام شده و قبل از اثرگذاری کووید-۱۹ بر بخش‌های دیگر جهان تکمیل شد.

با توجه به اینکه ایتالیا دومین کشور با بالاترین میزان ِ آلودگی کووید-۱۹ است و اقدامات قرنطینۀ اکیدی را پیش گرفته، داده‌های ماهواره‌ای مربوط به شمال ایتالیا اکنون افت ِ شدید آلودگی هوا به ویژه گاز نیتروژن دی اکسید را نشان می‌دهد. این گاز غالبأ از خودروها، کامیون‌ها، نیروگاه‌ها و برخی از کارنجات صنعتی منتشر می‌شود. با استفاده از ابزار ترومپی در ماهوارۀ Copernicus Sentinel-5P، تصاویر گرفته شده از ۱ ژانویه تا ۱۱ مارس ۲۰۲۰ بر فراز ایتالیا کاهش چشمگیری را در انتشار “نیتروژن دی اکسید” نشان می‌دهد. در ویدئوی زیر می‌توانید این رویداد را مشاهده نمایید:

“کلائوس زهنر”، مدیر مأموریت Copernicus Sentinel-5P گفت: «کاهش انتشارات نیتروژن دی اکسید بر فراز دره‌ی پو در شمال ایتالیا به وضوح مشهود است. اگرچه به دلیل پوشش ابر و آب و هوای متغیر، تغییرات خفیفی در داده‌ها  وجود دارد؛ اما به شدت اطمینان داریم که کاهش انتشارات مشاهده شده با قرنطینه در ایتالیا و در نتیجه کاهش ترافیک و فعالیت‌های صنعتی در ارتباط است».

فعلأ مطالعه‌ای که تأثیر واقعی کاهش این انتشارات، بر سلامت انسان را اندازه‌گیری کرده باشند در دسترس نداریم، اما با توجه به اطلاعاتی که دربارۀ خطرات آلودگی هوای جهانی داریم، این احتمال وجود دارد که یک مزیت مستقیم در تعداد کمترِ مرگ و میرهای ناشی از آلودگی نهفته باشد.

این اطلاعات کوچک کمک زیادی به بیماری همه‌گیر کووید-۱۹ نخواهد کرد، اما آمار و ارقام نشان می‌دهد که این مصیبت بهداشت جهانی فرصتی برای سنجش و ارزیابی فراهم کرده است – مثلأ کدام جنبه‌های زندگی مدرن واقعأ الزامی هستند و کدام تغییرات مثبت در اثر تغییر عاداتمان در مقیاس جهانی امکانپذیرند.

ترجمه: سحر  الله‌وردی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com

چطور به ماهیت فضا-زمان پی‌ببریم؟


بیگ بنگ: آیا واقعیت ما یکسره است یا به بخش‌های کوچک و مجزایی تقسیم شده؟ به بیان دیگر، آیا فضا-زمان یکسره است یا تکه تکه؟ این سئوال اساس بنیادی‌ترین نظریات فیزیک را تشکیل می‌دهد و با نحوۀ ارتباط فضا و زمان با ماده‌ی وجودی ما ارتباط دارند. اگر این موضوع را بفهمیم، آنگاه برای همیشه ماهیت ِ واقعیت، تغییر می‌کند.

CGpZigNencGCkbbwyQPبه گزارش بیگ بنگ، هرچند، آزمایش تجربی ماهیت فضا و زمان تاکنون به دلیل ِ انرژی‌های شدید لازم برای جستجوی چنین مقیاس‌های کوچکی در کیهان غیرممکن بوده است. اما گروهی از اخترشناسان یک برنامۀ جدید برای استفاده از یک فضاپیمای کوچک پیشنهاد دادند تا بتواند تغییرات ِ ظریف در سرعت ِ نور را شناسایی کند. اگر فضا و زمان به قطعات کوچکی تجزیه شود، راه برای درک یک واقعیت جدید، باز می‌شود.

تکه تکه در مقابل یکسره

سئوال «فضا و زمان چیست؟» به هزاران سال پیش باز می‌گردد و درک مدرن ما بر اساس دو نظریۀ پایه‌‌ای ناقص شکل گرفته است: مکانیک کوانتومی و نسبیت عام اینشتین.

در نسبیت عام، فضا و زمان در تار و پودی متحدِ بنام فضا-زمان، در هم تنیده می‌شوند، مرحله‌ای چهاربعدی که پایه و اساس کیهان را تشکیل داده است. فضا-زمان یکسره است، یعنی هیچ شکافی در هیچ جایی وجود ندارد و یک بافت یکنواخت است. هرچند، فضا-زمان فقط یک بستر برای ما نیست تا کارهایمان را انجام دهیم، بلکه خودش نیز یک بازیکن است: خمیدگی و پیچ و تاب فضا-زمان موجب ِ ایجاد ِ “گرانش” می‌شود.

در مقابل، مجموعه‌ای از قواعد که مکانیک کوانتومی نامیده می‌شود فعل و انفعالات چیزهای بسیار کوچک در کیهان را اداره می‌کنند. مکانیک کوانتومی بر اساس این ایده پایه‌گذاری شده که بخش زیادی از تجربه‌ی روزمره‌ی ما یکنواخت و یکسره نیست، بلکه تکه تکه است. به بیان دیگر، به تدریج رخ می‌دهد. انرژی، تکانه، چرخش و خواص ِ دیگر ماده فقط در بسته‌های کوچک و مجزا وجود دارند.

همچنین، مکانیک کوانتومی به خودی خود به دو بخش تقسیم می‌شود. از یک طرف، ذرات مشابهی در وجودمان داریم، مثل الکترون‌ها و پروتون‌ها که با یکدیگر تعامل دارند و کارهای جالب دیگری انجام می‌دهند. اینها واقعأ بسیار تکه تکه هستند، چون چیزهای مجزایی می‌باشند. از طرف دیگر، رشته‌های کوانتوم را داریم. در دنیای زیراتمی، هر نوع ذره‌ای میدان خاص خود را دارد که در طول فضا-زمان گسترش پیدا می‌کند. وقتی به ذرات فکر می‌کنیم، در واقع ارتعاشات کوچکی را در میدان‌های آنها تصور می‌کنیم که با ذرات دیگر تعامل برقرار می‌کنند و کارهای جالب دیگری نیز انجام می‌دهند. این میدان‌ها بسیار یکنواخت هستند.

GradPrograms mathذرات فضا و زمان

ما تصاویر یکنواخت و تکه تکه‌ای از کیهان‌مان داریم. وقتی نوبت به خودِ فضا-زمان می‌رسد، به راحتی می‌توانیم مفاهیم مکانیک کوانتومی را تا نتیجه‌گیری منطقی‌شان تصور کنیم و این ایده که فضا و زمان گسسته است، رد می‌شود: تار و پود واقعیت مثل پیکسل‌هایی یک صفحه کامپیوتر گسسته هستند و چیزی که ما بعنوان یک حرکت یکنواخت و یکسره تجربه می‌کنیم، چیزی نیست بجز شبکه‌ای از پیکسل‌های گسسته در کوچکترین مقیاس‌ها.

بسیاری از نظریات ادغام مکانیک کوانتومی با نسبیت عام مثل نظریۀ ریسمان و گرانش کوانتوم حلقه‌‌ای، را نوعی فضا-زمان گسسته پیش‌بینی می‌کنند (اگرچه پیش‌بینی‌ها، تفاسیر و دلالت‌های دقیق این تکه تکه بودن هنوز به درستی درک نشده‌ است). اگر بتوانیم شواهدی را برای فضا-زمانی گسسته بیابیم، نه تنها درکمان از واقعیت تغییر می‌کند، بلکه دری به سوی انقلابی در فیزیک گشوده می‌شود.

این گسستگی می‌تواند خود را در ظریف‌ترین اشکال نشان دهد؛ در غیر این صورت باید آن را تاکنون تشخیص می‌دادیم. نظریات گوناگون پیش‌بینی کرده‌اند که اگر فضا-زمان واقعأ تکه تکه باشد، آنگاه سرعت ِ نور ممکن است کاملأ ثابت نباشد – ممکن است بسته به انرژی آن، سرعت نور کمی تغییر کند. نورِ پرانرژی‌تر دارای طول موج کوتاه‌تری است و وقتی طول موج به اندازۀ کافی کوچک شود، می‌تواند تکه تکه بودنِ فضا-زمان را ببیند. تصور کنید در یک پیاده‌رو در حال پیاده‌روی هستید: اگر پایتان بزرگ باشد هیچگونه شکاف یا دست‌انداز کوچکی را تشخیص نخواهید داد،اما اگر پاهای میکروسکوپی داشته باشید، باید از هر نقص کوچکی به سختی عبور کنید که سرعتتان را کُند می‌کند. اما این تغییر به شدت کوچک است. اگر فضا-زمان گسسته باشد، در مقیاسی یک میلیارد بار کوچکتر از آن چیزی خواهد بود که در حال حاضر در قدرتمندترین آزمایشاتمان جستجو می‌کنیم.

در جستجوی هدف نهایی

مأموریت GrailQuest: آزمایشگاه بین‌المللی اخترشناسی پرتو گاما‌ برای اکتشاف کوانتومی فضا-زمان.

گروهی از اخترشناسان پیشنهاد این مأموریت را در واکنش به ایده‌های جدید شکار فضا-زمان از سوی سازمان فضایی اروپا(ESA) مطرح کردند. پیشنهاد آنها با جزئیات در پایگاه دادۀ arXiv منتشر شده است، یعنی هنوز محققان دیگر در این رشته آن را بازبینی نکرده‌اند.

برای مشاهدۀ اینکه آیا سرعت نور با انرژی‌های مختلف تغییر می‌کند، باید مقدار زیادی نور پرانرژی را در کیهان جمع‌آوری کنیم و مأموریت GrailQuest امیدوار است این کار را انجام دهد. این ماموریت، شامل ناوگانی از فضاپیماهای کوچک و ساده است (تعداد دقیق آنها متغیر است، از ده‌ها عدد برای ماهواره‌های بزرگتر گرفته تا چند هزار عدد برای ماهواره‌های کوچکتر) تا آسمان را دائمأ از لحاظ انفجارات پرتو گاما رصد کنند.

Astronomers Confirm Reverse Shock in a Gamma Ray Burst پرتوهای گاما جزو قدرتمندترین انفجارهای کیهانی هستند. همانطور که از نامشان پیداست، آنها مقادیر زیادی فوتون پرانرژی به نام پرتوهای گاما را منتشر می‌کنند. این پرتوهای گاما که میلیاردها سال در فضا عبور کرده‌اند، به ناوگان فضاپیماها می‌رسند. این فضاپیماها انرژی پرتوهای گاما و اختلافات در زمانبندی‌های عبور انفجارات از کنار ناوگان را ثبت می‌کنند.

این ماموریت با دقت زیاد می‌تواند نشان دهد که آیا فضا-زمان، گسسته است. حداقل تنظیمات درستی دارد: پرانرژی‌ترین نور را بررسی می‌کند (که بیشتر نظریاتی که پیش‌بینی می‌کنند فضا-زمان تکه تکه است را تحت تأثیر قرار می‌دهد). پرتوهای گاما برای میلیاردها سال سفر کرده‌اند (و این اثر را با گذشت زمان ایجاد کرده‌اند). این فضاپیماهای ساده به طور گروهی داده جمع می‌کنند (بنابراین کل ناوگان می‌تواند رویدادهای گوناگون را در سراسر آسمان مشاهده کند).

اگر قرار بود GrailQuest شواهدی را برای گسستگی فضا-زمان پیدا کند، برداشت‌های ما از تغییر واقعیت چگونه بود؟ نمی‌توان گفت – نظریات کنونی ما کاربرد چندانی ندارند. مهم نیست چطور اما باید منتظر بمانیم. در حین انتظار می‌توانیم بحث کنیم که آیا زمان سپری شده بین الان و قبل اساسأ یکنواخت است یا تکه تکه.

ترجمه: سحر  الله‌وردی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: livescience.com

یک سایت برای دوست داران نجوم و سیارات