ایا ماه از زمین فاصله میگیرد؟

بر اثر چرخش ماه به دور زمین ، یک نیروی گریز از مرکز به سمت خارج ایجاد می‌شود، که درست به اندازه نیروی گرانش زمین میباشد که به سمت داخل کشش دارد.این دو نیروی مخالف، اثر یکدیگر را بطور متقابل خنثی می‌کنند، به نحوی که ماه هموراه بر مدار خود باقی می‌ماند. کره ماه همزمان با گردش در مدار زمین نیروی جاذبه ای تولید می کند که می توان تاثیر آن را به عنوان مثال روی جزر و مد دریاها دید. خورشید نیز به خاطر نیروی جاذبه خود چنین تاثیری روی سطح کره زمین دارد. ولی نیروی جاذبه ماه قوی تر است. این دو نیروی جاذبه متناسب با اینکه موقعیت زمین در چه وضعیتی باشد گاه یکدیگر را خنثی می کنند. ولی گاه این دو نیروی جاذبه به یکدیگر افزوده می شوند، مثلا در موقعی که ماه کامل را می بینیم.

اما گذشته از جزر و مد روزانه آب اقیانوس ها تاثیر نیروی جاذبه ماه بر روی کره زمین را می توان در پدیده جالب و دیگری نیز مشاهده کرد و آن کند کردن تدریجی سرعت گردش زمین به دور خودش است. می دانیم که گردش زمین به دور محور خودش یک روز طول می کشد اما گردش دورانی کره ماهه تقریبا یک ماه طول می کشد. بنابراین حرکت امواج نیروی جاذبه ماه که به زمین می رسند از حرکت دورانی خود کره زمین کندتر است. کره زمین و ماه هر کدام با توجه به نحوه گردش دورانی خود سعی می کنند این نیرو را کنترل و خنثی کنند.

  اختلاف دوره نجومی و هلالی ماه

تحت تاثیر این تقابل انرژی بین دو سیاره از سرعت گردش زمین کاسته می شود ولی در مقابل این انرژی به کره ماه منتقل شده و در نتیجه بر سرعت گردش آن به دور محورش می افزاید. به همین خاطر کره ماه به مرور از زمین دور می شود.

سرعت نور

سرعت نور در خلا یک ثابت جهانی و دقیقاً برابر با ۲۹۹،۷۹۲،۴۵۸ متر بر ثانیه (در خلأ) است. علت دقت این است که تعریف متر بر اساس سرعت نور و تعریف ثانیه بنا شده‌است.^[۲]

این کمیت را در فیزیک و دیگر علوم با حرف c نشان می‌دهند. در محاسبات عادی که دقت زیادی مورد نیاز نیست، سرعت نور را برابر با ۳۰۰٬۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه (۳‎×۱۰^۸ متر بر ثانیه) در نظر می‌گیرند. مقدار آن تقریباً برابر با ۱۸۶٬۲۸۲ مایل بر ثانیه است. سرعت نور بیشینه سرعتی است که انرژی، ماده و اطلاعات در جهان می‌تواند مسافرت کند.

ادامه نوشته

انبساط جهان

انبساط جهان

 نمایش انبساط در نان کشمشی

انبساط جهان به معنی افزایش فاصلهٔ متریک بین اجسام جهان با گذشت زمان است. این انبساط درونی است، یعنی به فاصلهٔ نسبی بین اجزای جهان برمی‌گردد، و به معنی حرکت اجسام به سمت فضای بیرون نیست. انبساط جهان از ویژگی‌های مهم کیهان‌شناسی مهبانگ است و ریاضیات آن با متریک FLRW و نظریه میدان اسکالر برای توضیح فرم شتابدار آن توصیف می‌شود.

بخشی از این انبساط به خاطر اثر ماند (اینرسی) است (یعنی انبساط کنونی به خاطر این است که جهان در گذشته منبسط می‌شده‌است). بخش دیگر به خاطر نیروی رانش ناشناخته‌ای است که شاید از یک ثابت کیهان‌شناسی یا انرژی تاریک آمده باشد. بخش نخست در جهان آغازین اثر مهم‌تری بوده است، و مدل لامبدا-سی‌دی‌ام پیش‌بینی می‌کند که در آینده ثابت کیهان شناسی یا انرژی تاریک اثر مهم‌تری باشد. هم‌اینک هر دو عامل اثر کم‌وبیش برابری دارند.

انبساط جهان به سرعت‌های بالاتر از سرعت نور می‌انجامد که برای تازه‌واردان و گاهی فیزیک‌پیشگان حرفه‌ای گمراه‌کننده است. ولی سرعت‌های بیشتر از c در انبساط جهان با نظریه نسبیت خاص ناسازگاری‌ای ندارد.

فیزیک

 

فیزیک (به زبان یونانی φύσις، طبیعت و φυσικῆ، دانش طبیعت) علم مطالعهٔ خواص طبیعت است. این علم را عموما علم ماده(Matter)و حرکت و رفتار آن در فضا و زمان با در نظر گرفتن مفاهیمی همچون انرژی، اندازه حرکت، نیرو و بسیاری از عوامل دیگر می‌دانند که این ماده(Matter)می تواند از ذرات زیر اتمی گرفته تا کهکشان‌ها و اجرام بسیار بزرگ آسمانی باشد. این علم از مفاهیمی مانند انرژی، نیرو، جرم، بار الکتریکی،جریان الکتریکی،میدان الکتریکی،الکترومغناطیس، فضا، زمان، اتم، نورشناسی استفاده می‌کند. اگر بطور وسیع تر سخن بگوییم، هدف اصلی علم فیزیک بررسی و تحلیل طبیعت است و همواره این علم در پی آن است که رفتار طبیعت را در شرایط گوناگون درک و پیش بینی کند.

فیزیک یکی از قدیمی ترین رشته‌های دانشگاهی است و شاید قدیمی ترین مبحث آن را بتوان نجوم و اخترشناسی نامید. مدارکی وجود دارد که نشان می‌دهد هزاران سال پیش از میلاد مسیح، اقوامی همچون سامری‌ها و همچنین اقوامی در مصر باستان و اطراف ایندوس، تحقیقات و درک اندکی از حرکت خورشید، ماه و ستارگان داشته‌اند

 

ادامه نوشته

دانشمندان انگلیسی ثابت کردند که اول مرغ به وجود امده بعد تخم مرغ

كدامیك اول به وجود آمده است، مرغ یا تخم مرغ؟ در حالی كه سالیان دراز این سوال ذهن دانشمند‌ان را به خود مشغول كرده این بار دانشمند‌ان انگلیسی با استفاده از یك فن‌آوری‌ رایانه‌ای برای حل این معمای قدیمی دریافته‌اند كه با احتمال زیاد اول مرغ به وجود آمده است. 

به گزارش (ایسنا) ، محققان دانشگاه‌های شفیلد و وارویك در شمال و مركز انگلیس می‌گویند: این راز در پوست تخم مرغ و به ویژه در نقش حیاتی كه یك پروتئین خاص در شكل گیری جوجه ایفا می‌كند، نهفته است. 

دانشمند‌ان تاكنون می دانستند كه یك پروتئین موسوم به «وكلدیدین ــ 17» یا «OC-17» در بخشی از شكل گیری پوست تخم مرغ نقش دارد، اما فن‌آوری‌ جدید این امكان را به وجود آورد كه این محققان دقیقا نشان دادند، چطور پروتئین مزبور موجب این شكل گیری می‌شود. 

به گزارش خبرگزاری فرانسه یك شبیه سازی رایانه‌یی نشان داد كه پروتئین OC-17 به عنوان كاتالیزوری برای آغاز شكل گیری بلورهایی عمل می‌كند كه پوست تخم مرغ را درست می‌كنند. 

سپس وقتی هسته بلور به اندازه كافی بزرگ شد، پروتئین OC-17 از آن جدا می‌شود و پروسه جدیدی را آغاز می‌كند. 

وقتی این فرایند در مدت كوتاه بارها تكرار شود، پوسته های تخم مرغ شكل می‌گیرند. 

محققان می‌گویند:‌ طبیعت راه‌حل‌ های خلاقانه ای را پیدا كرده است كه برای اتمام انواع مساله ها در علوم ماده و فن‌آوری‌ كاربرد دارند و ما می توانیم چیزهای زیادی از آنها بیاموزیم.

گالیلئو گالیله

گالیلئو گالیله
متولد	۱۵ فوریه ۱۵۶۴ پیزا، فلورانس
مرگ	۸ ژانویه ۱۶۴۲ آرچتری، توسکانی
ملیت	ایتالیایی
رشته فعالیت	ستاره شناسی، فیزیک و ریاضی
دلیل شهرت	نظریه مرکزیت نداشتن زمین در جهان

گالیلئو گالیله (به ایتالیایی: Galileo Galilei) (۱۵ فوریهٔ ۱۵۶۴ - ۸ ژانویهٔ ۱۶۴۲) دانشمند و مخترع سرشناس ایتالیائی در سده‌های ۱۶ و ۱۷ میلادی بود. گالیله در فیزیک، نجوم، ریاضیات و فلسفه علم تبحر داشت و یکی از پایه‌گذاران تحول علمی و گذار به دوران دانش نوین بود

بخشی از شهرت وی به دلیل تأیید نظریه کوپرنیک مبنی بر مرکزیت نداشتن زمین در جهان است که منجر به محاکمه وی در دادگاه تفتیش عقاید شد. گالیله با تلسکوپی که خود ساخته بود به رصد آسمان‌ها پرداخت و توانست جزئیات سطح ماه را مشاهده کند.

ادامه نوشته

میکروسکوب

مقدمه:

 ميكروسكوپ يكي از وسايل آزمايشگاهي اصلي در آزمايشگاه گياه شناسي است . كه در اينجا انواع آن را مورد بحث و بررسي قرار داده و طرز كار با ميكروسكوپ نوري معمولي را به تفصيل ارائه مينمائيم .

ميكروسكوپهاي مختلف داراي بزرگنمائي هاي متفاوتي ميباشند كه عموماً با وجود عدسيهاي گوناگون، تصوير نمونه مورد نظر چند برابر ميشود . اصول كلي در تمامي انواع ميكروسكوپها براساس عبور نور با طول موجهاي متفاوت از چندين عــدسي محدب ميباشد كه هرچقدر طول موج نور بكار رفته در ميكروسكوپ مزبور كوتاهتر باشد قدرت تفكيك و يا جــداكنندگي آن ميكروسكوپ بيشتر است . براي مثال قدرت تفكيك چشم انسان 1/0 ميليمتر ميباشد و ميكروسكوپ نوري معمولي 24/0 ميكرون . بيشتر ميکروسکوپ هايي که تاکنون ابداع شده اند، ميکروسکوپ نوري بودند. ميکروسکوپ هاي نوري ميکروسکوپ هايي هستند که براي بررسي يک جسم، از پرتوهاي نور استفاده مي کنند و نور را به جسم موردنظر مي تابانند. با اين همه ميکروسکوپ نوري يک ضعف عمده دارد که محدوديت قدرت تفکيک آن است. به دليل ماهيت موجي نور، موج هاي مختلف موجود در يک پرتو نور، با يکديگر تداخل مي کنند. به همين دليل، وقتي با استفاده از عدسي يک پرتو نور را متمرکز مي کنيم، بسته به طول موج نور و زاويه يي که عدسي مي تواند نور را جمع کند، يک نقطه نوراني به پهناي 200 نانومتر در جهت هاي X و Y و عمق 500 نانومتر در راستاي Z تشکيل مي شود.در دهه 1930 انواع ميکروسکوپ هاي الکتروني ابداع شد. هر چند اين ميکروسکوپ ها همچنان گران است، اما استفاده از آنها متداول شد. با ابداع ميکروسکوپ هاي الکتروني (که از پرتوهاي الکترون به جاي پرتو نور استفاده مي کند) قدرت تفکيک به شدت افزايش يافت، زيرا طول موج پرتوهاي الکترون کمتر از طول موج فوتون است. فوتون «ذره» تشکيل دهنده نور است.هر چند با ابداع ميکروسکوپ هاي الکتروني دنياي کاملاً تازه يي از جزئيات به روي ما باز شد که پيش از آن مشاهده نکرده بوديم، اما استفاده از آن براي تصويربرداري از نمونه هاي زيستي چندان مناسب نيست. براي آنکه بتوانيم نمونه يي را با استفاده از ميکروسکوپ الکتروني مشاهده کنيم، بايد نمونه ها را در خلأ و به دور از هوا نگهداري کرد.

علاوه بر اين پيش از اينکه بتوان جسم را زير ميکروسکوپ تماشا کرد، بايد با استفاده از روش هايي آن را آماده کرد، از جمله برش جسم به لايه هاي نازک با استفاده از فلزهايي مثل اورانيوم، سرب يا پوشاندن نمونه با انواع فلزهاي رسانا. در هر مورد ماده زيستي شناختي مشاهده شده به وسيله ميکروسکوپ الکتروني ديگر زنده نيست.هر چند ميکروسکوپ الکتروني در زيست شناسي و پزشکي کاربردهاي فراواني دارد، اما مطلوب آن است که بدون کشتن نمونه ها بتوانيم قدرت تفکيک را زياد کنيم گرچه سلول هاي انسان ها و حيوانات به قدر کافي بزرگ است و مي توان با استفاده از ميکروسکوپ هاي نوري آنها را مشاهده کرد. کارکرد سلول به سنتز و انتقال پروتئين هايي بستگي دارد که با يکديگر بر هم کنش دارند يا به هم متصل مي شوند تا کار ويژه يي را انجام دهند. براي مثال واکنش هاي ايمني شناختي بدن ما به توانايي سلول ها براي توليد پروتئين هايي بستگي دارد که مي توانند با اجسام خارجي مقابله کنند. علاوه بر اين مرگ سلول ها نيز به پروتئين ها مربوط مي شود و ناتواني سلول ها براي مرگ کنترل شده به سرطان منجر مي شود. با توجه به اينکه قدرت تفکيک ميکروسکوپ هاي نوري معمولي حدود 200 نانومتر است، نمي توان چگونگي برهم کنش پروتئين را ديد و دريافت که آيا پروتئين ها اصولاً با يکديگر برهم کنش دارند يا خير، چگونه پروتئين ها به بخش هاي خاصي از سلول منتقل مي شوند و چرا وجود آنها در اين بخش خاص ضروري است. درک اين مکانيسم ها در پژوهش هاي پزشکي و ابداع روش هاي درماني جديد بسيار ضروري است

ادامه نوشته

پنج آزمايش زیبای فيزيك جهان

در ظهر انقلاب تابستاني در يكي از شهرهاي مصر ،كه امروزه آسوان ناميده مي شود، خورشيدمستقيم مي‌تابد: اجسام هيچ سايه‌اي ندارند و نور خورشيد تا انتهاي يك چاه عميق نفوذ مي‌كند.
اگر چه دانشمندان تا كنون توانسته‌اند اجزاي تشكيل‌دهنده ذره‌هاي زير اتمي را در شتاب‌دهنده‌ها از يك‌ديگر جدا كنند، توالي ژنوم انسان را كشف و فعاليت ستارگان دور دست را تجزيه و تحليل كنند، اما هنوز هم آزمايش‌هايي توجه دانشمندان را به خود جلب مي‌كند كه ميليون‌ها دلار هزينه را در برداشته و جريان بزرگي از اطلاعات ايجاد مي‌كند؛ آزمايش‌هايي كه پردازش آن‌ها توسط ابررايانه‌ها ماه‌ها به طول مي‌انجامد. بسياري از اين گروه‌هاي پژوهشي توسعه پيدا كرده‌اند و براي انجام فعاليت با هم مشاركت مي‌كنند.

اما بايد اذعان كرد كه مفاهيم علمي به ذهن‌هاي منحصر به فردي كه خود را درگير كشف رازو رمزهاي جهان كرده‌اند، راه مي‌يابد. هنگامي كه رابرت پي.كريس، از گروه فلسفه دانشگاه ايالتي نيويورك واقع در استوني بروك ومورخ آزمايشگاه ملي بروكهان از فيزيكدانان خواست كه زيباترين آزمايش‌هاي كل تاريخ را نام ببرند، مشخص شد كه ده نفر نخست بيش‌تر به طور انفرادي كار كرده‌اند و دستياري نداشتند.

اغلب آزمايش‌هايي كه درشماره‌ي September 2002‌ مجله‌ي دنياي فيزيك (Physics World) فهرست شده‌اند را مي‌توان روي يك ميزكار معمولي انجام داد و به ابزارهاي محاسبه‌اي پيشرفته‌تر ازخط‌كش و ماشين حساب نياز ندارند. چيزي كه در همه‌ي اين آزمايش‌ها مشترك است، همان چيزي است كه دانشمندان از آن به عنوان "زيبايي" نام مي‌برند؛ يعني، سادگي منطقي دستگاه‌هاي مورد استفاده و سادگي منطقي تجزيه و تحليل. به عبارت ديگر، پيچيدگي ودشواري پديده‌ها، به طور موقت به كناري گذاشته مي‌شود و نكته تازه اي از راز ورمزهاي طبيعت كشف مي‌شود.

فهرست چاپ شده در اين مجله به ترتيب عموميت آن رتبه‌بندي شده است. در رتبه‌ي نخست، آزمايشي قرار دارد كه به وضوح ماهيت كوانتومي جهان فيزيكي را نشان مي‌دهد. اين موارد بارديگر به ترتيب دوره زماني مرتب شده‌اند كه نتيجه آن هم اكنون پيش روي شماست. اين فهرست نگرش جالبي از تاريخ دو هزارساله‌ي اكتشاف را پيش روي ما مي‌گذارد...................

ادامه نوشته

کره زمین

زمین

زمین کره‌ای است که روی آن زندگی می‌کنیم. بنا به باورهای دینی از خاک آن آفریده شده‌ایم و روزی دوباره به خاک آن باز می‌گردیم. این کره خاکی یکی از نه سیاره منظومه شمسی است که مانند سایر سیارات در مداری به دور خورشید می‌گردد. زمین سیاره‌ای منحصر بفرد در منظومه شمسی است که در آن آب و اکسیژن و نیتروژن که برای حیات ضروری‌اند، وجود دارد.

 

ادامه نوشته

انرژی درونی گاز

 

دریک گاز کامل تک اتمی ، گازی که به جای مولکول ها شامل اتم های مجزاست، مانند هلیوم، نئون یا آرگون بنا بر نظریه ی کوانتومی، اتم ها دارای انرژی جنبشی انتقالی هستند. انرژی جنبشی انتقالی متوسط یک اتم فقط به دمای گاز بستگی دارد .انرژی درونی که در واقع متوسط انرژی جنبشی اتم هاست  به تعداد مولکول ها بستگی دارد .بنابراین می توان گفت:انرژی درونی یک گاز کامل، فقط تابعی از دمای گاز است البته با فرض این که n تعداد مول های گاز ثابت بماند و به هیچ متغیر دیگری بستگی ندارد.در مورد گازهای دو اتمی و چند اتمی، مانند هیدروژن، متان علاوه برحرکت انتقالی مولکول ها  مثلاً، حرکت به چپ و راست، و بالا و پایین، حرکت های دورانی چرخش حول یک محور، مانند فرفره و یا در دماهای بالا، حرکت های نوسانی هم می توان برای مولکول ها در نظر گرفت. حرکت نوسانی مولکول ها مانند حرکت اتم های آن ها در راستای خط پیوند واصل است که همچون فنر به هم نزدیک و از هم دور می شوند.
بنابراین مولکول های گاز دو یا چند اتمی علاوه بر حرکت انتقالی، در دمای بالاتر حرکت دورانی و در دماهای بالاتر حرکت نوسانی دارند. در دماهای بالا که حرکت نوسانی برای اتم ها در یک مولکول وجود دارد به دلیل حرکت نوسانی درفنر که دارای دو انرژی جنبشی و پتانسیل هستیم میتوان انرژی ذرات یک گاز را مجموعه ای از انرژی جنبشی  و پتانسیل انها دانست.

نور شمالگان

در نیم کره ی شمالی معمولاً به هنگام شب در آسمان پرده ای نورانی دیده می شود. ضخامت این پرده ی خمیده که می تواند به ارتفاع چند صد کیلومتر و به طول چندین هزار کیلومتر برسد، بیش از یک کیلومتر نیست. این پدیده را می توان چنین توجیه کرد که ذره های باردار موجود در پرتوهای کیهانی که توسط میدان مغناطیسی زمین در کمربند وان آلن به دام افتاده اند، در قطب ها وارد جو زمین می شوند. نور شمالگان در اثر برخورد این ذره ها با اتم ها ومولکول های موجود در لایه ی بالایی جو زمین به وجود می آید. به عبارت دیگر میدان مغناطیسی زمین باعث انحراف ذرات بارداری می شود که به زمین می رسند و همچون سد محافظی زمین را از برخورد این ذرات محفوظ نگه می دارد.ماهواره ی آمریکایی، در سال ١٩٥٨ میلادی مناطق وان آلن را کشف و از آن ها عکس برداری کرد.علت پدیده: هرگاه سرعت ذره ی بارداری دارای مؤلفه ای موازی با میدان مغناطیسی باشد، ذره در یک مسیرمارپیچی به دور بردار میدان خواهد چرخید.  در انتها که میدان قوی تر است ذره بازمی تابد و اگر ذره ای از هر دو انتها بازبتابدمی گویند در یک بطری مغناطیسی گیر افتاده است.الکترون ها و پروتون ها به همین ترتیب در میدان مغناطیسی زمین گیر می افتند.  این ذره ها در عرض چند ثانیه از یک انتها به انتهای دیگر بطری مغناطیسی به پس وپیش می جهند.
وقتی شعله های بزرگ خورشیدی الکترون ها و پروتون های پر انرژی را به درون کمربندهای تابشی پرتاب
می کنند در محل بازتاب الکترون ها، یک میدان الکتریکی به وجود می آید. این میدان مانع بازتاب الکترون ها می شود والکترون ها را به پایین و به طرف جو می راند. الکترون ها در آن جا با اتم ها و مولکول های هوا برخورد می کنند و باعث می شوند  که به صورت پرده ای درخشان  در ایند.نور سبز از اتم های اکسیژن و نور صورتی از مولکول های نیتروژن گسیل می شود، اما این نورهاآن قدر ضعیف اند که ما آن ها را تقریباً به رنگ سفید می بینیم.
در دهه ی ١٩٨٠ رسانه های گروهی از وقوع انفجارهای شدید در خورشید خبر دادند و متذکر شدند که در اثراین انفجارها تابش های زیان باری وارد جو زمین می شود که ذرات الکتریکی باردار آن برای همگان مضر خواهد بود.در این گزارش ها از قطع ارتباطات رادیویی در سراسر جهان، از کار افتادن ماهواره ها و دستگاه های برق رسانی سخن می رفت. این نگرانی ها همه به حق بودند. پس از انفجارهای شدید خورشیدی، ابری از ذرات باردار پرانرژی با قدرت ١٧٠٠ بار بیش تر از روزهای معمولی به سوی سیاره ما وزیدن گرفت. در آن زمان دانشمندان از این بیم داشتند که اگر توفان حاصل از این ذرات پرانرژی به میدان مغناطیسی زمین برسند در میدان مغناطیسی، شدت جریان الکتریکی آن چنان زیاد خواهد بود که تقریباً تمامی فیوزهای دستگاه های الکتریکی از کار خواهند افتاد. به علت وجود میدان مغناطیسی در اطراف زمین، خوشبختانه این فاجعه عظیم رخ نداد و تنها برخی از بسامدهای رادیویی دچار اشکال پخش شدند و کار بعضی از ماهواره ها به صورت موقت و از روی احتیاط متوقف شد. بنابراین میدان مغناطیسی دراطراف کره ی زمین، برای بقای موجودات روی زمین نقش حفاظت کننده نیز دارد. به تازگی کشف شده است که برخی از پرندگان کوچنده در سر خود جهت یاب های مغناطیسی دارند که با کمک آن ها و میدان مغناطیسی زمین، راه خودرا می یابند.
برای مشاهده ی این پدیده می توانیم از لوله های طیف نمای اکسیژن و نیتروژن استفاده کنیم. اگر از منبع تغذیه ی بالا برای طیف نمایی استفاده کنیم طیف هرکدام از این دو عنصر هنگامی که انرژی بالایی می گیرند قابل  مشاهده است و حتی با گرفتن آهنربای نعلی شکل در مجاورت هر لوله می توانیم انحراف نور ایجاد شده از مسیر خودش را مشاهده کنیم.

منبع ضد ماده كشف شد.

ضد ماده كه به محض تماس با ماده آن را نابود مي سازد پديده نادري در كيهان بنظر مي رسد. براي چندين دهه دانشمندان سرنخ هائي از وجود يك ابر بسيار بزرگ ضد ماده كه در فضا سرگردان بود در دست داشتند اما نمي دانستند كه اين ابر از كجا منشا مي گيرد.

اكنون منبع اسرار آميز اين ابر ضد ماده كشف شده است: ستاره هائي كه توسط سياهچاله ها و ستاره هاي نوتروني متلاشي مي شوند. 

در حاليكه سامانه هاي پيش رانش از سوخت ضد ماده تا اين زمان فقط موضوعاتي در حد داستانهاي علمي تخيلي هستند اما ضد ماده بسيار واقعي است.

 

ضد ماده چيست؟

 

تمامي ذرات اوليه ، ماننده پروتونها و الكترونها ، قرينه هائي از ضد ماده از جرم مشابه اما بار متضاد دارند. براي مثال ، ضد ماده

مخالف يك الكترون كه پوزيترون ناميده مي شود داراي بار مثبت است.

 

زمانيكه يك ذره با ضد ذره خود برخورد مي كند يكديگر را نابود مي كنند و طي اين فرايند يك انفجار انرژي مانند پرتوهاي گاما آزاد مي گردد. در سال 1978 ، تجهيزات رديابي پرتوهاي گاما كه با استفاده از بالون به آسمان فرستاده شدند يك نوع پرتو گاما را ردگيري كردند كه از فضا منشا مي گرفت. بنظر مي رسيد كه برخورد الكترونها با پوزيترونها باعث انتشار اين پرتو مي شد و اين بدان معني بود كه در فضا ضد ماده وجود داشت. 

ظاهرا  اين پرتوهاي گاما از يك ابر ضد ماده كه حدود صد هزار سال نوري پهنا داشته و هسته كهكشان راه شيري را احاطه كرده بود منتشر مي شده است. اين ابر غول آسا با پرتوهاي گاما و انرژي برابر صد هزار خورشيد مي درخشد.

اينكه دقيقا چه عاملي باعث ايجاد ضد ماده مي شد براي چندين دهه يك راز باقي مانده بود. ستارهاي در حال انفجار و ماده تاريك از جمله مظنونين بودند.

اكنون ، يك گروه تحقيقاتي بين المللي با چهار سال مطالعه داده هاي ماهواره بين المللي آزمايشگاه اخترفيزيك پرتو گاما از آژانس فضائي اروپا مظنونين اصلي را به دقت تعيين كرده است. اين يافته هاي جديد پيشنهاد مي كنند كه اين پوزيترونها اساسا از ستاره هائي كه توسط سياهچاله ها بلعيده مي شوند و همچنين ستاره هاي نوتروني توليد مي شوند.

زمانيكه يك سياهچاله يا يك ستاره نوتروني يك ستاره را نابود مي كنند مقادير عظيمي پرتو آزاد مي شود. دانشمندان بر اين باورند كه وقتي الكترونها و پوزيترونها در زمان نابود شدن پرتوهاي گاما "آشكار گر" را منتشر مي كنند ، اين پرتوهاي گاما نيز مي توانند با تركيب شدن ، الكترون و پوزيترون توليد كنند تا مكانيسم ايجاد ابر ضد ماده را فراهم نمايند.

بر اساس محاسبه پژوهشگران يك ستاره نسبتا عادي كه توسط سياهچاله يا ستاره نوتروني متلاشي مي شود قادر است صد هزار بيليون بيليون بيليون بيليون پوزيترون یا 10 به توان  41 پوزيترون در ثانيه توليد.

عایق‌های توپولوژیکی و پیشرفت‌های اخیر

 در چند سال گذشته، دانشمندان آزمایشگاه ملی لارنس برکلی (Berkely Lab) به‌طور نظری و سپس در آزمایشگاه مواد جدیدی موسوم به "عایق‌های توپولوژیکی" یافتند که خواص عجیبی از خود بروز می‌دهند؛ این مواد در درون عایق بوده ولی بر روی سطح خود رسانای خوبی هستند.

در سطح یک عایق توپولوژیکی اسپین الکترون‌ها نسبت به یک‌دیگر قفل بوده و فقط به‌طور جمعی و با هم تغییر می‌کند. به همین دلیل پدیده پراکندگی در آن رخ نمی‌دهد و دارای مقاومت بسیار کمی است. عدم پراکندگی در سطح، الگویی مشخص در حرکت الکترون‌ها پدید می‌آورد و عنوان "عایق‌های توپولوژیکی"از همین جا می‌آید. همچنین در دستاوردی تازه از دانشمندان چینی، با لایه‌نشانی مواد ابررسانا بر سطح یک عایق توپولوژیکی، ممکن است بتوان ذرات جدیدی با عنوان "فرمیون‌های مایورانا" را که تنها در نظریه پیش‌بینی شده است در آزمایشگاه مشاهده کرد. دانشمندان امیدوارند که خواص غیرمنتظره عایق‌های توپولوژیکی افق تازه‌ای در پیشرفت شاخه مطالعاتی اسپینترونیک، کامپیوترهای کوانتومی و دیگر شاخه‌ها باز نماید.

اندرزهایی زیبا از انیشتین

اندرزهایی زیبا از انیشتین

 

 

1. از مواجهه با ترس ها نترس!
او حتی در نوجوانی از به چالش کشیدن نظرات و عقاید اطرافیانش ابایی نداشت. از روش تدریس رایج در مدارس آن زمان راضی نبود. او در یادگیری به تفکر انتقادی در برابر حفظ بی چون و چرای مطالب کتاب ها معتقد بود. اگر قرار بود هر بار که کسی کارهایش را به باد انتقاد می گرفت عقب نشینی کند و دست از تلاش بکشد هیچ وقت به موفقیت نمی رسید. برخی از نظریه های او به سرعت و سهولت در مجامع علمی پذیرفته نشد اما او از پا ننشست، ادامه داد و سرانجام توانست نگاه بشریت را به جهان هستی دگرگون کند.

2.زیاد جدی نگیر!
زمانی که اینشتین در آمریکا به شهرت رسید اغلب مردم او را در خیابان می شناختند و درباره ی نظریه هایش او را سؤال پیچ می کردند. ولی او با لطافت طبع خاص خودش می خندید و می گفت همه من را با پروفسور اینشتین اشتباه می گیرند. با توجه به نوع کاری که انجام می داد(فعالیت عمیق فکری) هیچ کس انتظار شخصیتی شوخ در کسی که با نظریاتش جهان را به لرزه درآورد ندارد. اما تلاش برای نیل به پیروزی کاری نیست که جدیتی همیشگی بطلبد. اندکی شوخ طبعی و شادی در دراز مدت ضامن سلامتی است. اگر اینشتین در تمام مدت کار و فعالیتش جدی و عبوس بود، با کاری که او انجام می داد و مباحث عمیقی که درگیرش شده بود مطمئناً به عرصه جنون می رسید.

3.گاهی فقط تظاهر کن که مشغول فعالیتی!
مانند بقیه افراد اینشتین هم گاهی حس و حوصله کار نداشت او هم به مرخصی می رفت. اما موفقیت و حجم عظیم یافته های او نشان می دهد که علیرغم آنکه گاهی از کار دست می کشید اما هیچگاه مسیرش را گم نکرد و دست از تلاش نکشید. او به خوبی می دانست که احساسات و عواطف تکیه گاهی مطمئن برای اهداف و آرزوهای بزرگ هستند.

ادامه نوشته

هفت شگفتی عظیم در جهان فیزیک

هفت شگفتی عظیم در جهان فیزیک

 ما به جایی رسیده‌ایم که که بدون حل کردن برخی از مشکلات و مسایل فیزیک، نمی‌توانیم در مورد حقایق و پدیده‌های جالب و شگفت‌انگیز دیگر فیزیکی، اطلاعات بیشتری کسب کنیم. برای درک مفاهیمی مثل خاستگاه و بنیاد جهان هستی، سرنوشت نهایی سیاهچاله‌های فضایی یا امکان سفر در زمان، نیاز داریم که بدانیم جهان هستی چگونه ادامه‌ی حیات می‌دهد.

 

۱) جهان هستی چگونه برپاست؟

 ما به جایی رسیده‌ایم که که بدون حل کردن برخی از مشکلات و مسایل فیزیک، نمی‌توانیم در مورد حقایق و پدیده‌های جالب و شگفت‌انگیز دیگر فیزیکی، اطلاعات بیشتری کسب کنیم. برای درک مفاهیمی مثل خاستگاه و بنیاد جهان هستی، سرنوشت نهایی سیاهچاله‌های فضایی یا امکان سفر در زمان، نیاز داریم که بدانیم جهان هستی چگونه ادامه‌ی حیات می‌دهد.
 هم‌اکنون یک ایده‌ی خوب در ذهن ما هست که می‌تواند منتج به کشف حقیقت و بنیاد هستی شود. علم فیزیک در قرن بیستم بر پایه‌ی انقلابهای دوگانه‌ی مکانیک کوانتومی (تئوری ماهیت جسم) و نظریه‌ی معروف اینشتین در مورد فضا، زمان و جاذبه معروف به نسبیت، بنا شده است. اما وقتی شما به دو تعریف نهایی از واقعیت دست پیدا می‌کنید زمانی که تنها یک واقعیت را موجود می‌بینید، این راضی‌کننده نیست.
 تلاش برای یگانه‌سازی این دو تئوری، موانع تکنیکی فنی و مفهومی وحشتناکی را بر سر راه بهترین نظریه‌پردازان فیزیک در طول دهه‌های گذشته قرار داده و آنان را به چالش کشیده است. برای مثال از آنجایی که جاذبه، خودش را به عنوان یک عامل ایجاد انحراف در فضای چهاربعدی زمان-مکان معرفی می‌کند، پذیرش نظریه‌ی کوانتومی در مورد جاذبه ایجاد مشکل می‌کند. از یک جهت، این به معنای پذیرش شک و تردید هایزن‌برگ در مورد فرضیات موجود راجع به زمان – مکان به شکل فی‌نفسه است که قطعاً مشکل‌ساز خواهد بود.
 اما ممکن است این تردیدها، یک معنای دیگر هم داشته باشند و آن به معنای وجود یک مشکل در رابطه با گرایش و رویکرد ما نسبت به قضیه است. شاید ما نباید مفهوم جاذبه را به تنهایی بررسی کنیم. اکثر تلاشهایی که برای یکسان‌سازی نظریات موجود در مورد جاذبه انجام شدند، خود منجر به این گشتند که تعریف کیفیت و کمیت جاذبه، وارد یک بحث و میدان جدید شود که به ناچار همه‌ی نیروهای طبیعت مانند همه‌ی اجزای زیراتمی را به یک چارچوب تئوریک محدود می‌کند. این ایده‌یی است که برخی از فیزیک‌دانها آن را "تئوری همه‌چیز" می‌خوانند.
 نظریه‌ی جدیدی که در حال حاضر مطرح می‌شود، نظریه‌ی "فرا-رشته‌یی" است که به وجود حلقه‌های کوچک و ریز رشته‌یی اتمی به عنوان سازنده‌ی همه‌ی مواد حکم می‌دهد. فرضیه‌ی دیگری که وجود دارد و به تئوری ام مشهور است هنوز کمی پیچیده و مبهم به نظر می‌رسد و می‌تواند به عنوان لایه‌یی که در ابعاد وسیعتر فضایی حرکت دارد، تصویر شد. اما مرحله و روند پیشرفت در این نظریه‌ها در بهترین حالت، اینگونه جمع‌بندی می‌شود که هیچ کس دقیقاً به یاد نمی‌آورد وجود حرف "M” در نظریه‌ی ام، دقیقاً به چه دلیلی است و چه واژه‌یی را تداعی می‌کند. راه درازی در پیش است...

 ۲) آیا "ضدجاذبه‌"ی اینشتین واقعاً یک اشتباه بود؟

 اینشتین، ضدجاذبه را بزرگترین اشتباه خود می‌شمارد. اما به نظر می‌رسد که او با اضافه کردن یک نظریه‌ی ضدجاذبه به فرضیه‌ی نسبیت خود که آن را شرط فلسفه‌ی انتظام گیتی می‌خوانند، کار درستی انجام داده است.
 این شرط اضافه در فرضیه‌ی نسبیت، به فضا یک خاصیت تدافعی نسبت می‌دهد به این معنا که فضا خودش را دفع می‌کند، گسترده‌تر می‌شود و هرچه سریعتر این روند افزایش گستردگی ادامه می‌یابد. اینشتین این عامل به ظاهر بی‌ارزش را اضافه کرد چرا که تصور می‌شد جهان هستی ثابت است و بی‌حرکت. در نتیجه نیاز بود تا نیرویی وجود داشته باشد و قدرت کشش جاذبه‌یی زمین را بالانس و دچار تعادل کند که مواد موجود بر روی زمین، کوچک و کوچکتر نشوند.
 اما در دهه‌ی ۱۹۲۰، ادوین هابل کشف کرد که جهان هستی خود به خود در حال گسترش و افزایش است. در نتیجه اینشتین نیز نظریه‌ی "تعادل انتظامی گیتی" را به دلیل ترس، پس گرفت!
 اما به نظر می‌رسد این ایده نباید محو شود. نظریه‌ی کوانتومی میدانها، ثابت می‌کند که حتی فضاهای خالی نیز با انرژی زیاد در حال طغیان و جنب و جوش هستند. در واقع همان تاثیر جاذبه‌یی g=۱۰ که نظریه‌ی ضدجاذبه‌ی اینشتین را توصیف می‌کند. این نظریه در مورد قدرت دافعه‌ (که در مقابل جاذبه مطرح می‌شود) مقداری گنگ و مبهم است اما به آن یک ارزش تخمینی می‌دهد.
 تقریباً 10 سال پیش، فضانوردان متوجه شدند که سرعت گسترش ابعاد جهان هستی در حال افزایش است و در نتیجه نظریات آزمایش خود در مورد نیروی ضدجاذبه را مطرح کردند. در عین ناباوری و سرگردانی فیزیکدانها هم این فضانوردان، قدرت ضدجاذبه را شامل ۱۲۰ نیرو دانستند که ۱۰ بار از مقدار پیش‌بینی‌شده‌ی قبلی کوچکتر است.
 این نتیجه، بسیار گمراه‌کننده و عجیب است. اگر تعادل برقرار شده میان جاذبه و دافعه، مقداری برابر با صفر بود، در نتیجه یکی از قوانین عمیق و مهم طبیعی در موردش صدق می‌کرد اما یک عدد غیرصفر که تازه با تئوری ابتدایی نیز غیرقابل مقایسه شناخته شده را نمی‌شود تعبیر کرد.
 برای وخیم‌تر کردن شرایط، کیهان‌شناسان به ایده‌یی علاقه‌مند شدند که نیروی دافعه‌ی بسیار قوی و بزرگی در اولین مرحله‌ی تفکیک پس از انفجار بزرگ یا Big Bang را مطرح می‌کند چرا که این نظریه، سناریوی جذاب و محبوب مربوط به زمین غیرمسطح و در حال افزایش حجم را تایید می‌کند. با توجه به این تئوری، جهان هستی پس از تولد و شکل‌گیری، با سرعتی غیرقابل باور توسط یک عامل قدرتمند و عظیم، تغییر حجم داد و این نیرو را قدرت ضدجاذبه یا دافعه ایجاد نمود.

در نتیجه اگر بخواهیم دلیل و برهانی بر این افزایش حجم سریع و روزافزون بیابیم، به نظریه‌یی نیاز داریم که توضیح دهد چرا ضدجاذبه در ابتدا بسیار قوی و شدید بود، سپس با شتاب و سرعت کاهش مقدار پیدا کرد و سپس به مقداری در حوالی صفر رسید. به عبارت دیگر، ما می‌خواهیم بدانیم که چرا نیروی ضدجاذبه، تقریباً در اولین فازهای شکل‌گیری جهان هستی حذف و محو شد اما به طور کلی از بین نرفت؟
 یک احتمال این است که نیرو بر اثر گذشت زمان، محو می‌شود. احتمال دیگر می‌تواند این باشد که نیرو در فضا تغییر می‌کند و در نتیجه ممکن است از ورای دوربین تلسکوپهای ما، همه چیز بسیار بزرگتر از آنچه هستند نشان داده شوند. اگر اینگونه است، در نتیجه هر جسمی در آن منطقه، با سرعت در کهکشانها و ستاره‌های دیگر پخش و متلاشی می‌شد و در نتیجه اصلاً هیچ ناظری نمی‌توانست حضور داشته باشد تا نیرو را اندازه بگیرد.
 آنچه که ما نیاز داریم، یک تئوری است که قدرت نیروی دافعه یا ضدجاذبه را به اندازه‌ی بخشی از قدرت همه‌ی نیروهای موجود در طبیعت برای ما تعریف کند. متاسفانه به نظر نمی‌رسد که تئوریهای موجود مثل تئوری فرارشته‌یی یا تئوری "ام"، این میزان خاص را مشخص کنند و مقدار کمی که باقی می‌ماند هم همچنان ناشناخته و اسرارآمیز خواهد بود. در نتیجه باید دوباره به سوال یک رجوع کنیم!

ادامه نوشته

آشنایی با پدرعلم فیزیک پروفسور محمود حسابی

آشنایی با پدرعلم فیزیک پروفسور محمود حسابی

سید محمود حسابی در سال 1281 (ه.ش)، از پدر و مادری تفرشی در تهران زاده شدند. پس از سپری نمودن چهار سال از دوران كودكی در تهران، به همراه خانواده (پدر، مادر، برادر) عازم شامات گردیدند. در هفت سالگی تحصیلات ابتدایی خود را در بیروت، با تنگدستی و مرارت های دور از وطن در مدرسه كشیش های فرانسوی آغاز كردند و همزمان، توسط مادر فداكار، متدین و فاضله خود (خانم گوهرشاد حسابی)، تحت آموزش تعلیمات مذهبی و ادبیات فارسی قرار گرفتند. استاد، قرآن كریم را حفظ و به آن اعتقادی ژرف داشتند. دیوان حافظ را نیز از برداشته و به بوستان و گلستان سعدی، شاهنامه فردوسی، مثنوی مولوی، منشات قائم مقام اشراف كامل داشتند.

ادامه نوشته