چگونه اندازۀ کیهان می تواند از سنش بیشتر باشد؟
سرعت نور یکی از خواص اصلی و ویژه در جهان ماست که کاربردهای زیادی نظیر اندازه گیری فاصله، ارتباطات و… دارد. سرعت نور در خلا برابر ۱۸۶.۲۸۲ مایل بر ثانیه یا ۲۹۹.۷۹۲ کیلومتر بر ثانیه است که غیر قابل تغییر میباشد. حالا اگر این متغیر را حذف کنیم، بنیان فیزیک مدرن به هم خواهد ریخت، این مهم به دلایلی اتفاق خواهد افتاد، اما طبق یک قانون کلی داریم: هیچ چیزی در جهان سریع تر از نور حرکت نمی کند.
به گزارش بیگ بنگ، تصور کنید که برخی از چیزهای عجیب از این ناشی میشود که افرادی این واقعیت را در نظر میگیرند که اندازه ی کیهان ۱۳.۸ میلیارد سال نوری است(یعنی به اندازه سن خویش میباشد). البته طبق اطلاعات بدست آمده، این اندازه اندکی بیشتر است! پس چگونه ممکن است که طبق محاسبات کیهان شناسان اندازه و قطر کیهان ۹۳ میلیارد سال نوری میباشد؟ در حالیکه بایستی ۱۳.۸ میلیارد سال نوری باشد؟ و اینکه هیچ چیزی نمی تواند سریعتر از نور حرکت کند؟ پس موضوع چیست؟ با بیگ بنگ همراه باشید تا این موضوع را بررسی کنیم:
مفهوم انتقال به سرخ کیهانی
قبل از اینکه بفهمیم چرا اندازه ی کیهان بزرگ تر از سنش است، بایستی ابتدا ویژگی های نور را بدانیم. سر آیزاک نیوتن دانشمند نامدار انگلیسی نخسین کسی بود که به ماهیت نور پی برد و دریافت که نور از چند جز تشکیل شده است. در نخستین گام در ر*اب*طه با ستارگان او پی برد که رنگ سیاه فقدان نور است و بر عکس نور سفیدی که از خورشید یا ستارگان ساطع می شود متشکل از چند رنگ است. با استفاده از این اطلاعات بدست آمده دانشمندانی که در این موارد کار میکنند به اطلاعاتی از قبیل دما و ترکیب ستاره مورد نظر و یا جسمی که در آن دگرگونی اتفاق افتاده، پی میبرند. برای شناخت خواص نور استفاده از منشور بسیار مفید است.
دانشمندان بزرگی نظیر نیلز بور، آلبرت اینشتین، ماکس پلانک، در این زمینه ها نتایج بسیار مفیدی بدست آوردند. برای فهمیدن این موضوع یکی از بزرگترین دانشمندان در این زمینه کریستین دوپلر بود که به نتایج در خور توجه ای دست یافت. دوپلر چیزی را کشف کرد که امروزه به آن “اثر دوپلر” می گویند، در واقع این اثر توضیح می دهد که چرا برخی از نورهایی که از منابع کهکشانی می آیند در طیف الکترومغناطیسی به سرخ متمایل می شوند و برخی هم مایل به رنگ آبی، هستند.
در حالت های ساده اثر دوپلر به این نکته اشاره دارد که طول موج نور بر پایه مستقیمی که از منبع در حال حرکت منتشر میشود، جابجا یا انتقال داده می شود. مثلا گاهی جسمی به سمت ما می آید یا از ما دور میشود. از طرفی، طول امواج نوری وقتی که از منبع مشاهده شونده دور شوند امتداد می یابند و بنابراین سرخ رنگ به نظر می رسند(به سمت طول موج بیشتر) و بطور برعکس آبی رنگ به نظر می رسند.
در ضمن یکی از دانشمندانی که در این زمینه مطالعاتی داشت اظهار کرد: تقریبا تمام چیزهایی که در کهکشان رویت میشوند تمایل دارند که به سمت طول موج بزرگتر بروند، بعبارتی دیگر سرخ رنگ به نظر میرسند. اما بسیاری از اجرام که تازه در حال دور شدن هستند قرمز شدنشان زیاد به چشم می آیند که این یعنی این اجسام سریعتر از بقیه از ما دور می شوند. این مهم به ما اجازه می دهد که بدانیم کیهان ثابت نیست بلکه در حال انبساط است.
مفهوم انبساط کیهان چیست؟
مشاهدات ما از انتقال سرخ نشان میدهند که اجسام دورتر در کهکشان سه برابر سریعتر از اجسامی که نزدیکتر حرکت میکنند-فاصله های دورتری را که مشاهده کردیم،اجسام سریعتر حرکت میکردند و آنها به آسانی این فاصله های زیاد را با سرعت نور طی می کردند. اما همانطور که قبلا گفته شد سرعت نور سرعت نهایی در پیمودن فواصل در کهکشان است. نخستین نکته ای که باید بدان توجه کنیم این است که جهان ما، سریعتر از آنچه تصور می کردیم بسط می یابد
نکات دیگر به شرح زیر است:
• وجود ده میلیون ابرخوشه
• وجود ۲۵ میلیارد گروه کهکشانی
• وجود ۳۵۰ میلیارد کهکشان بزرگ
• وجود ۷ تریلیون کهکشان کوتوله
• وجود ۳۰ میلیارد تریلیون ستاره
بنابراین اگر همه این یافته های بالا در ۱۳.۸ میلیارد سال نوری در فضا-زمان جمع شوند، جهان بسیار فشرده به نظر می رسد. اما یکی از تصورات غلط رایج در مورد جهان این است که اندازه آن باید برابر سنش باشد. همانطور که میدانید وقتی جهان با شوک ناشی از بیگ بنگ در حدود ۱۳.۸ میلیارد سال پیش تشکیل و شروع به انبساط کرد، فضا- زمان خود در سرعتی بیشتر از سرعت نور خود شروع به گسترش کرد، این دوره زمانی به تورم کیهانی مشهور است که برای توضیح اندازه جهان بسیار مفید است اما بسیاری از پدیده های همگن طبیعی در فضا در مقیاس بزرگ در شرایطی بعد از آن به وجود آمدند. این موضوع ناقض گفته اینشتین نیست که هیچ چیز نمی تواند سریعتر از نور حرکت کند، زیرا این فضای خالی است که انبساط می یابد و تنها برای اجرام مادی است که سد سرعت نور نمی تواند شکسته شود.
در ابتدا کیهان از یک محیط د*اغ و متراکم تشکیل شده بود و بعد در ناحیه ای وسیع پروتون ها و نوترون ها –همان ذرات تشکیل دهنده اتمی- گسترش یافتند. پس از آنکه تورم کیهانی اولیه به اتمام رسید، انبساط کیهان هم آرام تر شد. اما اجرام در حال حرکت در حال حاضر توسط نیرویی مرموز بنام انرژی تاریک کشیده می شوند، این مفهوم هنوز برای ما به درستی روشن نشده است و از طرفی انبساط آن سریع تر از نور نیست، اما سرعت بالایی دارد که دانشمندان در مقاله ای جدید این موضوع را بررسی کردند.
بطور خلاصه اندازه فضا در تضاد با فیزیک کلاسیک نیست، این به آن دلیل است که کهکشان ها به همراه اجرام داخلشان چیزی از قوانین را نقض نکردند چرا که هیچکدامشان در حال حاضر سریع تر نور حرکت نمی کنند، به هر حال تمامی اجرام موجود در کهکشان به همراه خود کهکشان در حال انبساط هستند. بطور خلاصه، فضا-زمان در حال انبساط می باشد و همه اجرام بزرگ مثل کهکشان ها را از هم دور می کند. انبساط کیهان نکات در خور توجه برای آینده جهان دارد، بعنوان مثال اگر انبساط کیهان تا بی نهایت و بدون آهستگی ادامه یابد، وسعت دید جهان قابل مشاهده کاهش خواهد یافت و موادی که ما امروز می بینیم از ما بسیار فاصله می گیرند و دورتر به نظر خواهند رسید. به سبب همین انبساط، اجرام از ما دورتر میشوند، برخی از کهکشان ها و اجرام به رنگ سرخ متمایل میشوند و از دید ما خارج میشوند. در واقع بیشترین فاصله کهکشان ها شامل قدیمی ترین اجرام در کیهان میشوند و میلیون ها سال بعد از تولد کیهان، شکل گرفته اند. انجمن تک رمان
انرژی زمین گرمایی چیست؟ امروزه ما برای تأمین نیازهای خود باید از انرژی‌های تجدید پذیر کمک بگیریم زیرا انرژی‌های فسیلی رو به اتمام هستند و تنها انرژی‌های تجدید پذیر هستند که به کمک ما می‌آیند یکی از روش‌های نوین استفاده از انرژی زمین گرمایی است که در اینجا به بررسی آن می‌پردازیم.
به گزارش بیگ بنگ، مرکز زمین (به عمق تقریبی ۶۴۰۰ کیلومتر) که در حدود ۴۰۰۰ درجهٔ سانتیگراد حرارت دارد، به عنوان یک منبع حرارتی عمل نموده و موجب تشکیل و پیدایش مواد مذاب با درجه حرارت ۶۵۰ تا ۱۲۰۰ درجهٔ سانتیگراد در اعماق ۸۰ تا ۱۰۰ کیلومتری از سطح زمین می‌گردد. به طور میانگین، میزان انتشار این حرارت از سطح زمین، که فرایندی مستمر است، معادل ۸۲ میلی‌وات در واحد سطح است که با در نظرگرفتن مساحت کل سطح زمین، مجموع کل اتلاف حرارت از سطح آن برابر با ۴۲ میلیون مگاوات است.
در واقع این میزان حرارت غیرعادی، عامل اصلی پدیده‌های زمین‌شناسی ازجمله فعالیتهای آتشفشانی، ایجاد زمین‌لرزه‌ها، پیدایش رشته‌کوه‌ها(فعالیتهای کوه‌زایی) و همچنین جابجایی صفحات تکتونیکی میباشد که کرهٔ زمین را به یک سیستم دینامیک تبدیل نموده و پیوسته آن را تحت تغییرات گوناگون قرار میدهد. به‌وسیلهٔ یک سیال مانند بخار یا آب د*اغ یا هر دو میتوان این حرارت را به سطح زمین انتقال داد. از این انرژی گرمایی در سطح زمین میتوان در کاربردهای متفاوت از جمله تولید برق استفاده کرد.
منابع انرژی زمین گرمایی از لحاظ بنیادی به دسته های زیر تقسیم میشوند:
۱- بخار طبیعی
یا تبدیل بخار به برق که نخستین استفاده و تولید آن به زمان ۱۹۰۴ در ایتالیا باز می‌گردد و امروزه در بسیاری از کشورهای جهان از جمله آمریکا، ژاپن، روسیه و… مورد بهره‌وری قرار می‌گیرد. اما چگونه این کار را انجام میدهند؟ نخست بخار از چندین چاه ایجاد شده جمع آوری میکنند، از صافی عبور میدهند تا به توربین رسیده و ژنراتور به حرکت در آید در نتیجه الکتریسیته تولید میشود.
با توجه به اینکه انرژی تولیدی توسط زمین گرمایی نسبت به سوخت فسیلی کمتر است اما به دلیل نداشتن آلودگی و از بین نبردن سوخت‌هایی که میلیون‌ها سال زمان می‌برد تا تشکیل شوند از این رو میتوان گفت که استفاده از آن تقریباً رایگان است. در حال حاضر برای تأمین نسبی برق شهرهایی چون سانفرانسیسکو و اوکلند از این فرایند استفاده میشود.
۲- الکتریسیته از آب د*اغ
چاه‌های آب د*اغ همراه بخار هستند از این رو نسبت به فرایند گرم و خشک اقتصادی نیست زیرا برای انجام کار مقدار بسیاری مایع را باید استفاده کنیم و در نتیجه مجبور به تزریق دوباره آب درون زمین می‌شویم. اما برخی چاه‌های کم بخار هستند که میتوان از آنها به‌طور محدود استفاده کرد. یکی از شیوه‌های استفاده از این انرژی به چرخه بخار شهرت دارد.
آب د*اغ تحت فشار از درون مبدل حرارتی می‌گذرد این آب که در مداری درزبندی شده می‌چرخد و نقطه جوش پایین‌تری می‌یابد و بخار میشود. بخار منبسط شده و ژنراتور را به حرکت در می‌آورد در نتیجه الکتریسیته تولید میشود. آنگاه دوباره به آب تبدیل‌شده و مبدل باز می‌گردد و این چرخه ادامه می‌یابد. همان طور که گفته شد این روش اقتصادی نیست و تنها نمونه‌های کوچکی در آمریکا و روسیه وجود دارد.
تصویری از نیروگاه زمین گرمایی نسیاولیر در ایسلند ۳- سنگ‌های د*اغ و خشک
ما انواع روش‌ها برای استفاده از زمین گرمایی بررسی کردیم سومین روش استفاده از این انرژی که برای گرم کردن آب استفاده میشود بهره‌وری از سنگ‌های د*اغ و خشک است.
این سنگ‌ها در عمق ۴ کیلومتری زمین قرار دارند و حدود ۲۴۰ درجه سانتیگراد حرارت دارند اما چگونه میتوان از این فرایند استفاده کرد؟ با حفر چاه‌هایی عمیق که در مداری بسته در صخره‌ای جامد وجود دارد و بر روی منطقه‌ای از بخش داخلی زمین که دمای زیادی دارد طاق زده و آبسرد را با فشار زیاد به درون چاه‌ها پمپ میکند. البته برای سهولت بخشیدن در این کار ترک‌های مصنوعی نیز ایجاد میکنند. اکنون در ن*زد*یک*ی لوس آلاموس و نیومکزیکو از این روش استفاده می‌گردد.
۴- منابع تحت فشار زمین
منابع عظیمی هستند که از آب شور تشکیل یافته‌اند و از نظر شرایط کلی به درجه اشباع رسیده‌اند و در لایه‌های میان صخره‌های اعماق زمین به صورت محبوس وجود دارند. این منابع عمدتاً حاوی گ*از متان محلول هستند و در عمق ۳ تا ۶ کیلومتری از سطح زمین یافت میشوند و درجه حرارت آنها بین ۹۰ تا ۲۰۰ درجه سانتی گراد تخمین زده میشوند.
۵- منابع ماگمایی
این منابع که آنها را اغلب به نام گدازه‌ها می‌شناسیم، در واقع ایده‌آل‌ترین حالت ممکن برای منابع زمین گرمایی بوده که درجه حرارت آن بین ۷۰۰ تا ۲ هزار درجه سانتی گراد است. با توجه به درجه حرارت بالای این مخازن و محدودیت‌های فنی موجود، امروزه از این منابع عظیم بهره برده نمی‌شود؛ که با توجه به فناوری امروزه فقط از منابع آب گرمایی (هیدروترمال) جهت مصارف مستقیم و غیر مستقیم استفاده میشود.
مزایا و معایب: از لحاظ زیست محیطی مهمترین سود بهره‌گیری از انرژی زمین گرمایی این است که تمامی فعالیت‌ها در نیروگاه صورت می‌گیرد و مانند انرژی‌های فسیلی و هسته‌ای نیاز به ترابری، انبارش، معدن کاری و… ندارد بدین ترتیب انرژی بسیار کمتری مصرف میکند. از معایب آن میتوان به تولید زمین‌لرزه و غیره اشاره نمود. انجمن تک رمان
آیا نظریه جهان هاى موازى پدیدۀ دژاوو را توضیح می دهد؟ آیا شما تا کنون پدیده ی دژاوو(Deja vu) را تجربه کرده اید؟ هنگامى که احساس مى کنید شرایطى که در حال حاضر در آن قرار دارید را قبلا تجربه کرده یا دیده اید در واقع شما دژاوو را تجربه مى کنید. دژاوو یک عبارت فرانسوى به معناى “قبلا دیده شده” است.
به گزارش بیگ بنگ، دژاوو پدیده اى است که اغلب اتفاق مى افتد اما درک درستى از آن وجود ندارد. بیشتر ِ ما در مکان جدیدى بوده ایم اما احساس کرده ایم که قبلا هم آنجا بوده ایم اما فهم چگونگى امکان پذیرى این رخداد برایمان سخت است. این تجربه وهم آور و ترسناک به اختلالات پارانرمال و عصبى نسبت داده مى شود. آنطور که دانشمندان بیان می کنند، دژا-وو ناشی از خطای حافظه کوتاه مدت و حافظه بلند مدت ماست، مغز ما در هر لحظه تمام دریافت های حسی را به حافظه ی کوتاه مدت می فرستد و به همین دلیل ما زمان را درک می کنیم، یعنی هر لحظه به سرعت به خاطره ای کوتاه مدت در لحظه بعد تبدیل می شود.
برخی خاطرات هم که مهم ترند سپس به حافظه بلند مدت فرستاده می شوند. گاهی اوقات یک خاطره به سرعت به خاطره بلند مدت می رود و ناگهان ما حس می کنیم این لحظه را مدت ها پیش تر دیده بودیم، در حالی که این خاطره قدیمی، عمری چند لحظه ای دارد. درست مثل اینکه وقتی در کامپیوتر خود مشغول کار کردن با یک پرونده تازه هستید ( مثل فایل متنی )، کامپیوتر دچار خطا شده و یک نسخه از پرونده شما به صورت خودکار ذخیره می شود، در حالی که معمولا تا وقتی شما دستور ذخیره ندهید، محتوای پرونده تنها در حافظه کوتاه مدت کامپیوتر موجود است و اگر در حافظه بلند مدت ذخیره نشود، پس از خاموش شدن کامپیوتر قابل دستیابی نخواهد بود.
دکتر میچیو کاکو در ویدئوی بالا توضیح می دهد که دژاوو نمی تواند به علت وجود تداخل در جهان های موازی باشد. زیرا بنا به گفته ی پروفسور استیو واینبرگ، فیزیکدان نظرى و برنده جایزه نوبل، تعداد بى شمارى واقعیت هاى موازى هم زمان با ما در یک اتاق وجود دارند. بعنوان مثال صدها موج رادیویى مختلف از ایستگاه هاى دور اطراف شما فرستاده مى شوند. این امواج رادیویی در هر لحظه در محل کار، خودرو یا اتاق نشیمن شما وجود دارند. اما اگر شما رادیو خود را روشن کنید تنها مى توانید به یک فرکانس در آن واحد گوش دهید زیرا فرکانس هاى موجود دیگر داراى فاز یکسان نیستند. هر ایستگاه فرکانس و انرژى مختلفى دارد، بنابراین رادیوی شما تنها مى تواند روى یک فرکانس در آن واحد تنظیم باشد. به همین ترتیب ما نیز در جهانمان تنها روى فرکانسى که واقعیت فیزیکى جهانمان شکل گرفته، تنظیم شده ایم و نمی توانیم با تغییر فاز به جهان های موازی کوانتومی دیگر وارد شویم و شاهد پدیده ی دژاوو باشیم! انجمن تک رمان
روش “قلاب سنگ گرانشی” چیست؟ تاکنون شنیده اید که فضاپیماها می توانند با انجام مانور “قلاب سنگ گرانشی” سرعت خود را بالاتر ببرند؟ این روش که برای افزایش سرعت جابجایی در سامانه ی خورشیدی به کار می رود چگونه انجام می شود؟
جرمی که از کنار یک سیاره ی بی حرکت می گذرد، با هر سرعتی که به آن نزدیک شود، با همان سرعت هم از آن دور می گردد (در جهت مخالف). ولی اگر سیاره در حرکت باشد، سرعت نزدیک شدن و دور شدن جرم با هم تفاوت خواهد داشت.
یکی از بهترین راه ها برای افزایش سرعت یک فضاپیما، کمک گرفتن از قلاب سنگ گرانشی است که به آن “کمک گرانشی” هم می گویند. برای نمونه، هنگامی که ویجر به سوی بیرون از سامانه ی خورشیدی می‌رفت، با گذشتن از کنار سیاره های مشتری و کیوان، کمک های گرانشی دریافت کرد و سرعتش را به اندازه ی کافی برای گریز از گرانش خورشید بالا برد.
خوب اکنون ببینیم شیوه ی کار این کمک گرانشی چیست؟ احتمالا می دانید که در این روش، فضاپیما باید به میزان خطرناکی به یک سیاره ی بزرگ نزدیک شود. اما این روش چگونه باعث افزایش سرعت فضاپیما می شود؟ هنگامی که فضاپیما به سیاره نزدیک می شود، سرعتش بالا می رود. و هنگامی که از آن دور می شود سرعتش دوباره کاهش می یابد. چیزی مانند یک اسکیت سوار در یک نیم لوله. برآیند پایانی این فرآیند صفر است و در واقع فضاپیما با افتادن در چاه گرانشی و بیرون آمدن از آن، هیچ افزایش کلی در سرعتش رخ نمی دهد. پس این کمک گرانشی که می گویند چگونه انجام می شود؟
آنچه گفته شد دربارۀ یک سیاره ی ثابت و بی حرکت بود. ولی اگر سیاره در حرکت باشد، سرعت نزدیک شدن و دور شدن جرم با هم تفاوت خواهد داشت. هر سیاره به هنگام گردش به دور خورشید دارای یک سرعت مداری است. زمانی که فضاپیما به سیاره نزدیک می شود، چون از سیاره سبک تر است به دام گرانش آن افتاده و وارد مدارش می شود. چیزی که باعث افزایش فوق العاده ی سرعت فضاپیما می شود، تکانه ی مداری (اندازه حرکت مداری) است که از سوی سیاره دریافت می کند. هر چه فضاپیما بتواند به سیاره نزدیک تر شود تکانه ی بیشتری دریافت کرده و سرعت دور شدنش از سیاره بیشتر خواهد بود.
مسیر پیچیده ی کاوشگر مسنجر برای رسیدن به سیاره ی عطارد
همچنین فضاپیما اگر بخواهد سرعتش از این هم بیشتر شود، می تواند در زمان نزدیک ترین فاصله از سیاره، موتورهایش را هم روشن کند. در این زمان سرعت بسیاری که در رویارویی با سیاره به دست آورده کارایی موشک های فضاپیما را چند برابر خواهد کرد. این افزایش سرعت بهایی هم خواهد داشت چرا که یک داد و ستد تکانه رخ می دهد: مقدار ناچیزی از سرعت مداری سیاره کاسته می شود.
اگر فرآیند قلاب سنگ رگانشی را بارها و بارها، در حد میلیون ها بار پیرامون یک سیاره انجام دهید، سرانجام باعث خواهید شد که سرعت سیاره آنقدر کاهش یابد که به سوی خورشید کشیده شده و به آن برخورد کند. همچنین می توانید از فرآیند قلاب سنگ گرانشی برای کاهش سرعت خود فضاپیما نیز بهره ببرید. در این صورت همه‌ی کارها باید وارونه انجام شود: باید در جهتی مخالف جهت گردش سیاره به دور خورشید به آن نزدیک شوید. جابجایی تکانه باعث کاهش چشمگیر سرعت فضاپیما خواهد شد، و به اندازه ی بسیار ناچیزی هم بر سرعت سیاره خواهد افزود.
مسیر کاوشگر گالیله و تصاویر از اقمار سیارۀ مشتری. این فضاپیما پس از پرتاب، سه مانور قلاب سنگی پیرامون ناهید، زمین، و دوباره زمین انجام داد تا به سرعت کافی برای رسیدن به مدار مشتری دست یابد.
فضاپیمای مسنجر ناسا، ۲ بار از کنار زمین گذشت، ۲ بار از کنار ناهید و ۳ بار هم به دور خود سیاره ی عطارد چرخید تا بتواند سرعتش را به اندازه ی کافی کاهش دهد به گونه ای که بتواند در مدار گردش به دور این سیاره جای گیرد. اولیس، کاوشگر خورشیدی که در سال ۱۹۹۰ به فضا پرتاب شد، از کمک گرانشی بهره برد تا بتواند مسیرش را به کلی تغییر داده و وارد یک مدار قطبی شمالی-جنوبی به گرد خورشید شود. و کاسینی هم با گذشتن از کنار ناهید، زمین و مشتری توانست وارد مسیری کارآمد برای رسیدن به زحل شود.
در ویدیوی زیر، شبیه سازی گذر فضاپیمای روزتا از کنار زمین و کمک گرفتن گرانشی در مارس سال ۲۰۰۵ را می بینید. این کاوشگر سه بار از کنار زمین و یک بار از کنار مریخ گذشت تا با حفظ ذخیره ی سوخت، خود را به آن سوی کمربند سیارک ها برساند و با دنباله دار چوریموف دیدار کند:
بی شک طبیعت می کوشد کارها برای ما آسان سازد. قلاب سنگ های گرانشی روشی زیبا و موزون برای کاهش سرعت فضاپیماها، کشاندن آنها به مسیری که از هیچ راهی نمی توان واردش شد، یا شتاب دادن و رساندن آن ها به سرعت های باورنکردنی است.
بهره گیری از مکانیک مداری یک ر*ق*ص زیرکانه برای کمک کردن به کاوش های فضایی است. این نمونه ی درخشانی از نبوغ و استعداد ذهن هایی است که به بشر برای رفتن به ستارگان دوردست یاری می رسانند. شما چه فکر می کنید؟ چه روش های دیگری هست که می توان از آنها برای پیوند میان واقعیت های کاربردی و دانش تخیلی بهره گرفت؟ انجمن تک رمان
آیا موجودی بنام یتی وجود دارد؟ دانشمندان با استفاده از شواهد بدست آمده از دی ان ای سعی می کنند معمای آدم برفی منفور را حل کنند. این یکی از بزرگترین معماهای حل نشده در دنیاست. طی صدها سال، داستانهای آدم برفی منفور یا همان یتی جزئی از افسانه‌های مردم هیمالیا شده است، اما هرگز مدرک قطعی مبنی بر وجود این موجود بدست نیامده است. اکنون، گروهی از دانشمندان ب*ر*جسته بین‌المللی با موشکافی پیشرفته ای که از دی ان ای می شود، مشخص می کنند که آیا توضیح منطقی در ورای این نظریه‌هاست یا خیر.
به گزارش بیگ بنگ، فرضیات بسیاری در اینکه یتی یک انسان، یک حیوان یا حقیقتا یک افسانه باشد مطرح شده است اما صحت این گونه ادعاها را معدود مدرک علمی تایید می کند. گروهی از متخصصین ژنتیک به سرپرستی مارک ایوانز مدارک دی ان ای مربوط به این جانور را آزمایش می کنند، در مطالب پیش رو، به هر آنچه که تاکنون محققان از یتی بدست آورده اند، نگاهی می اندازیم.
یتی چگونه موجودی است؟
اهالی تبت یتی را میچه(miche) می نامند که تقریبا به صورت مرد خرس نما ترجمه می شود. همچنین از کلمه میرکا(mirka) که تا حدودی نزدیک به معنای مرد وحشی است بکار میبرند. در چین یتی را با نام یرن(yeren) می شناسند. از جمله نام های دیگر یتی عبارت اند از الماس در کشور مغولستان، باتوتوت(batutut) در ویتنام، پا گنده (Bigfoot) در آمریکای شمالی، یویی(yowie) در استرالیا و فییر لیاث(fear liath) در اسکاتلند. بطور کلی، این جانوری که در کوهها زندگی می کند کم و بیش شبیه انسان، حیوان یا ترکیبی از هر دو است.
آیا یتی یک حیوان است؟
هیچ مدرک قطعی که نشان دهد یتی حیوان است وجود ندارد. این عقیده وجود دارد که یتی همان خرس برفی تبتی، خرس قهوه ای هیمالیا یا چو ته (chu-teh) میمونی از گونه لانگور(langur) است که در ارتفاعات پایین تر زندگی می کند.
یتی را در چه مکان هایی میتوان یافت؟
این جانور مایل است در ارتفاعات زیاد و پوشیده از یخ مثل نپال، بوتان، تبت و هند زندگی کند. همچنین ادعا شده که این جانور بیشتر در دشت های مغولستان رؤیت شده است. اوایل امسال در شمال شرقی اسپانیا در دامنه های پیست اسکی فورمیگال یتی هیولا مانندی در حال پرسه زدن مشاهده شده است.
هنگام مشاهده یتی چه واکنشی نشان دهیم؟
بهتر از همه این است که اصلا به دنبال یافتن یتی نباشید. اگر به هر جهت با یتی برخورد کردید بهتر است فرار کنید. اهالی نپال بر این باورند که یتی موجودی شبگرد است که شب ها زوزه میکشد و قادر است با یک ضربه شخصی را بکشد. افسانه‌های تبتی می گویند هرکس یک میرکا یا همان یتی را ببیند به مرگ طبیعی یا حادثه کشته خواهد شد.
آیا تاکنون یتی رؤیت شده است؟
چندین بار احتمال رؤیت این حیوان به میان آمده که البته همگی شایعه بوده است. داستانهای در ر*اب*طه با یتی به مدت صدها سال است دست به دست می شود پس تصور وجود چنین موجودی در آن کوه ها مطلقا دور از انتظار نیست. علاوه بر رؤیت ها، ردپاهای اسرارآمیزی است که در مسیرهای برفی هیمالیا بطور متداول دیده شده است. انجمن تک رمان
گرانش یا جاذبه نیرویی است که دو جسم را به سوی یکدیگر میکشد، نیرویی که سبب سقوط سیب به سمت زمین و حرکت سیارات به دور خورشید می شود. هر چه جرم یک جسم بیشتر باشد، کشش گرانشی نیرومندتری را اعمال میکند.
نیروی بنیادین
گرانش یکی از چهار نیروی بنیادین، همراه با نیروهای الکترومغناطیسی، نیروی هسته ای قوی و نیروی هسته ای ضعیف است. گرانش نیرویی است که سبب می شود اشیاء دارای وزن باشند. هنگامی که شما خودتان را وزن میکنید، ترازو به شما مقدار گرانشی که زمین بر روی ب*دن شما اعمال میکند را میدهد. فرمول محاسبه وزن عبارت است از: حاصلضرب جرم در گرانش (W=m*g). بر روی زمین، شتاب گرانش یک مقدار ثابت و برابر با ۹.۸ متر بر مجذور ثانیه است.
از دیدگاه تاریخی، فیلسوف هایی مانند ارسطو تصور میکردند که اجسام سنگین تر با سرعت بیشتری به سمت زمین حرکت میکنند. ولی آزمایشهای بعدی نشان داد که این طور نیست! علت سقوط دیرتر پَر نسبت به توپ بولینگ، مقاومت هوا است که در جهت مخالف شتاب گرانش عمل میکند. آیزاک نیوتن نظریه گرانش خود را در دهه ۱۶۸۰ توسعه داد. او متوجه شد که گرانش در تمام مواد عمل میکند و تابعی از جرم و فاصله آنهاست. نیرویی که هر جسمی را به سوی جسم دیگر میکشد با جرم آن دو ر*اب*طه مستقیم و با مجذور فاصله بین آنها نسبت معکوس دارد. معادله گرانش نیوتن به صورت زیر بیان میشود:
Fg = G (m1 ∙ m2) / r²
Fg: نیروی گرانشی است
m1 و m2: جرم دو جسم
r: فاصله بین دو جسم
G: ثابت گرانش جهانی
معادلات نیوتن، به خوبی رفتار سیارات را در سیستمهای خورشیدی پیش بینی میکنند.
نظریه نسبیت
نیوتن نظریه خود را درباره ی گرانش در سال ۱۶۸۷ منتشر کرد؛ این نظریه تا سال ۱۹۱۵ -که اینشتیننظریه معروف نسبیت عام خود را منتشر کرد- بهترین توضیح حاکم بود. در نظریه اینشتین گرانش نیرو نیست، بلکه، نتیجه منطقی این واقعیت است که ماده باعث پیچ و تاب خوردن فضا-زمان میشود. یکی از پیش بینی های نظریه نسبیت عام این است که نور در اطراف اجسام بسیار بزرگ –مانند سیاهچالهها و کهکشانها- خم میشود.
حقایق سرگرم کننده
• گرانش در ماه قمر زمین حدود ۱۶ درصد و در مریخ حدود ۳۸ درصد گرانش ِ زمین است، در حالی که مشتری، بزرگترین سیاره منظومه شمسی، دارای گرانشی ۲.۵ برابر گرانش زمین است.
• هر چند هیچکس گرانش را “کشف نکرد”، داستانی در این مورد است که گالیله، ستاره شناس معروف نخستین آزمایشات مربوط با گرانش را با انداختن توپ هایی از بالای برج پیزا انجام داد تا چگونگی سرعت سقوط آنها را مشاهده کند.
• آیزاک نیوتن فقط ۲۳ سال داشت زمانی که متوجه یک سیب در حال سقوط در باغ خود شد و شروع به کشف رمز و راز گرانش کرد (این موضوع که سیب بر روی سر او سقوط کرد احتمالا افسانه ای بیش نیست).
• یکی از آزمایشات اولیه نظریه نسبیت اینشتین درباره خم شدن نور ستارگان در ن*زد*یک*ی خورشید، در خورشیدگرفتگی ۲۹ می سال ۱۹۱۹ انجام شد.
• سیاهچاله ها، ستاره های عظیم فروپاشیده با گرانش قوی هستند که حتی نور هم نمیتواند از آنها بگریزد.
• نظریه نسبیت عام که برای اجرام بزرگ مقیاس کاربرد دارد با مکانیک کوانتوم- قوانین عجیب و غریب حاکم بر رفتار ذرات بسیار کوچکی همانند فوتونها و الکترونها که کیهان را میسازند- در تضاد است. انجمن تک رمان
انرژی چیست؟ جهان از ماده و انرژی ساخته شده است.* درک و فهم ماده –ماده عبارت است از هر چیزی که دارای جرم و حجم باشد- بسیار ساده و آسان است، اما تعریف انرژی اندکی انتزاعی تر است.
به گزارش بیگ بنگ، در فیزیک، انرژی به صورت توانایی انجام کار، یا توانایی به حرکت در آوردن و یا ایجاد تغییر در ماده تعریف میشود. در واقع، مقدار انرژی هر چیز، اشاره به ظرفیت آن برای انجام کاری دارد. انرژی دارای چند ویژگی مهم است؛ نخست، انرژی همیشه “حفظ” میشود به این معنی که نه ایجاد میشود و نه از بین میرود. با این حال، بین اشیاء یا سیستمها، توسط فعل و انفعالات نیروها، منتقل میشود. به عنوان مثال، انرژی در سبزیجات به افرادی که آن را هضم میکنند منتقل میشود. ویژگی دیگر انرژی این است که در اشکال گوناگون وجود دارد و میتواند از شکلی به شکل دیگر منتقل شود. دو شکل رایج تر و عمومی تر آن، انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل است.
انرژی جنبشی، انرژی حرکتی است. هنگامیکه توپی در هوا حرکت میکند دارای انرژی جنبشی است و همچنین توانایی انجام کار دارد- میتواند در صورت برخورد با اشیاء دیگر روی آنها کار انجام دهد-. انرژی پتانسیل نوعی انرژی ذخیره شده است که اشیاء به دلیل موقعیت یا شکلشان دارا هستند. یک فنجان بر روی میز دارای انرژی پتانسیل است؛ اگر فنجان را در لبه میز قرار دهید، جاذبه به فنجان شتاب داده و انرژی پتانسیل آن به انرژی جنبشی تبدیل میشود. یک کمان کشیده شده نیز دارای انرژی پتانسیل است.
انرژی انواع گوناگون دارد، از جمله الکتریکی، شیمیایی، حرارتی، الکترومغناطیس و هسته ای. در اوایل قرن بیستم، دانشمندان استدلال کردند که جرم و انرژی عمیقاً با یکدیگر در ارتباط هستند. آلبرت اینشتین اصطلاح تعادل جرم و انرژی را با معادله معروف خود، E = MC^2، که در آن “E” مخفف “انرژی”، “M” نشان دهنده “جرم” و “C” سرعت نور است، توصیف کرد.
• البته علاوه بر اینکه جهان از ماده و انرژی تشکیل شده، از ماده تاریک و انرژی تاریک نیز تشکیل شده که منشا آنها تاکنون ناشناخته باقی مانده و تلاش برای رازگشایی آنها ادامه دارد. انجمن تک رمان
چرا صدای ضربان قلب خود را نمی شنویم؟ محققان دریافتند که مغز به طور آگاهانه از پردازش سیگنال های حسی مربوط به قلب اجتناب می کند؛ به همین دلیل است که صدای ضربان قلبمان را نمی شنویم.
به گزارش بیگ بنگ به نقل از ایرنا، محققان موسسه تحقیقاتی “پلی تکنیک فدرال لوزان” در سوییس توانستند پاسخ مناسبی برای این پرسش بیابند که چرا صدای ضربان قلبمان را نمی شنویم! آنها دریافتند که مغز به طور آگاهانه از پردازش سیگنال های حسی مربوط به قلب خودداری می کند. در واقع ب*دن ما تنها آن بخش از محیط را درک می کند که مغز تصمیم می گیرد در ر*اب*طه با آن هوشیار باشد. اما نکته قابل توجه این است که قلب ما نیز در نحوه درک محیط اطراف موثر است.
محققان در جریان کار، از مغز ۱۵۰ داوطلب، دو مرتبه تصویربرداری کردند. برای این منظور مجموعه ای از اشکال هندسی برای داوطلبان به نمایش درآمد؛ به طوری که گاهی تناوب نمایش تصاویر با ضربان قلب آنان هماهنگ بود و گاهی این هماهنگی وجود نداشت. در تصویربرداری به شیوه fMRI مشخص شد در مواردی که آهنگ نمایش تصاویر با ضربان قلب هماهنگ است، داوطلبان در به یادسپاری و درک صحیح تصویر دچار مشکل می شوند.
در حالت نبود هماهنگی آهنگ نمایش تصاویر و ضربان قلب، غشای منزوی مغز دارای عملکرد عادی بود؛ اما در حالت هماهنگی، فعالیت الکتریکی آن افزایش چشمگیری می یابد. این عملکرد، پردازش غیرارادی سیگنال است. محققان دریافتند غشای منزوی مغز به عنوان یک ف*یل*تر عمل می کند و مانع پردازش سیگنال های حسی مربوط به ضربان قلب توسط مغز می شود. در واقع آگاهی نسبت به وقایع محیط خارج از ب*دن برای ما اهمیت دارد و دلیلی برای پردازش تمام اطلاعات دریافتی از اندام های داخلی وجود ندارد.
قلب ما پیش از شکل گیری مغز و از ابتدای حیات همواره ضربان داشته است و مغز به آن کاملا عادت دارد. بنابر این طبیعی است که مغز سیگنال های حسی آن را کمرنگ کند تا در فرآیند پردازش اطلاعات خارجی تداخلی ایجاد نشود. در تحقیقات پیشین مشخص شد، شنیدن و آگاهی از ضربان قلب می تواند منجر به اضطراب و سایر مشکلات روانی شود؛ بنابراین مهمترین تاثیر این فرآیند طبیعی، حفظ آرامش و تمرکز است. گزارش کامل این تحقیقات در نشریه Journal of Neuroscience منتشر شده است. انجمن تک رمان
بدون لباس فضایی چه بلایی سر فضانورد می آید؟ بدون لباس فضایی، یک فضانورد تنها برای مدت کوتاهی زنده خواهد ماند. اصول کاربری یک لباس فضایی، فراهم ساختن فضایی اکسیژن دار، با فشار تنظیم شده برای فضانورد است که علاوه بر آن، او را از تابش شدید ماورای بنفش و دماهای بسیار سرد و گرم فضا مصون می دارد.
بدون این لباس، فضانورد از نبود هوایی برای تنفس خفه خواهد شد و سریعاً دچار ابولیسم می شود؛ فرآیندی که در نبود فشار هوای بیرونی، نقطه جوش مایعات درون ب*دن (همانند خون) به زیر دمای تعادل ب*دن (۳۷ درجه در شرایط عادی) افت می کند که در اندک زمانی فضانورد جان خود را از دست می دهد. اصولاً یک فضانورد بدون لباس مخصوص بایستی تا ۱۵ ثانیه پیش از خفگی در اثر نبود اکسیژن، جان خود را از دست بدهد (این زمانیست که طول می کشد تا ب*دن اکسیژن را در خون به مصرف برساند). البته بر روی زمین، شما می توانید حتی برای چندین دقیقه نفستان را نگه دارید؛ اما این حقه نیز در شرایط خلأ کمکی به شما نخواهد کرد.
در واقع در چنین شرایطی تلاش برای نگه داشتن نفس، نوعی خودکشی ناگهانی و سریع است؛ چراکه اکسیژن موجود در شش ها در خلأ منبسط شده و بدین ترتیب بافت های شش از هم می گسلد که در نتیجه آن، حباب های هوا وارد جریان خون شده و در اندک زمانی به مغز و قلب می رسند. این خطر، جان غواصان را نیز تهدید می کند. پیش از عملیات غواصی به آنها گفته می شود که هنگامی که در حال صعود از عمق آب به سمت بالا هستند، نفسشان را نگه ندارند.
نخستین راهپیمایی فضایی بشر؛ عملیاتی بود که در آن یک فضانورد به همراه لباس فضایی اش از فضاپیما کاملاً خارج شد. این راهپیمایی فضایی توسط الکسی لئونوف، فضانورد اتحاد جماهیر شوروی سابق و در جریان مأموریت وسخود-۲ صورت پذیرفت. در جریان همین عملیات، اشکالی در تنظیم فشار درون لباس رخ داد که نزدیک بود به مرگ فضانورد بیانجامد اما با وجود چندین دقیقه اقامت بیشتر در فضا، لئونوف توانست با تقلا به درون کپسول فضایی خود بازگردد.
فضانوردی که در نبود اکسیژن دچار غش شود، چند دقیقه بیشتر زنده می ماند، پیش از آنکه بر اثر خفگی و کمبود فشار بمیرد. ابولیسم همچنین باعث می شود تا حباب های هوایی ریزی در رطوبت چشم ها و نیز در بافت پو*ست ب*دن شکل بگیرد. در جریان یکی از آزمایشات ناسا در سال ۱۹۶۵، حادثه ای رخ داد که خوشبختانه کسی جان خود را از دست نداد. در این تست شخصی بنام جیم لی بلانک (Jim LeBlanc) را در شرایط نزدیک به خلأ قرار دادند که آب د*ه*ان او که بر روی زبانش جاری بود به نقطه جوش رسید و تنها پس از ۱۴ ثانیه، شخص مورد آزمایش هوشیاری خود را از دست داد.
فضانورد بدون لباس، همچنین از دمای فوق العاده پایین فضا نیز رنج خواهد برد؛ هر چند سریعاً ب*دن دچار یخ زدگی نمی شود و تا حدود ۱۵ ثانیه طول می کشد تا این فرآیند رخ دهد. دلیل این امر آن است که در خلأ، گرما به کندی از دست می رود. آسیب اصلی احتمالاً همان ورم کردن و سپس ترکیدن رگ های پوستی باشد که در شرایط سرمازدگی بر روی زمین نیز رخ می دهد. در کل، باید گفت لباس فضایی چیز بسیار خوبی است و نسان را از بسیاری از خطرها در فضا حفظ می کند! از آنجایی که با قرار گرفتن بدون تجهیزات لازم در فضا، در اصل بدون ف*یل*تر در برابر تابش های کیهانی قرار گرفته ایم، باید انتظار سوختگی های پوستی وخیمی را نیز داشته باشیم و البته به احتمال زیاد دچار بیماری رفع فشار نیز خواهیم شد. علاوه بر اینها علی رغم سردی بیش از حد دمای فضا ب*دن ما بلافاصله یخ نخواهد زد و گرمای خود ب*دن تا پیش از اینکه دچار خفگی شویم از آن در مقابل یخ زدگی محافظت می کند. انجمن تک رمان
چگونه لغات در مغز ما ذخیره می شود؟ اغلب فرهنگ های لغت انگلیسی کلمات را به ترتیب حروف الفبا لیست می کنند، اما چگونه لغات در مغز ما ذخیره می شود؟ فهمیدن این موضوع بسیار غیر منتظره است، چون می توان از فعالیت مغز یک فرد فکر او را خواند!
به گزارش بیگ بنگ، اگرچه دانشمندان علوم اعصاب می‌توانند این کار را در حدی بسیار محدود انجام دهند، اما شناخت سیستم بایگانی داخلی مغز برای کلمات و مفاهیم – گامی مهم به سوی دقیق خواندن افکار یک فرد- همچنان تیره مانده است. حالا جک گلانت در دانشگاه کالیفرنیا- برکلی و تیمش سیستم معنایی مغز انسان را مرتب کردند. این نقشه نشان میدهد که ما کلمات را بر اساس معنای عمیق آنها، در زیر مجموعه مبتنی بر اعداد، مکان‌ها و دیگر موضوعات مشترک سازماندهی می کنیم.
مطالعات قبلی خواندن ذهن نشان داده‌اند که قسمت‌های خاصی از مغز به کلمات خاص پاسخ می دهند. تیم آزمایشی گلنت دریافته بودند که مغز اطلاعات بصری را با مقوله‌های معنی دار مانند حیوانات یا ساختمان‌ها طبقه بندی می کند. در آخرین آزمایش، این تیم درصدد بودند تا اگر می‌توانستند یک نقشه کامل معنایی در قشر مغز، لایه بیرونی از ماده خاکستری ارائه دهند.
زمان داستان
برای انجام این کار، از هفت نفر خواستند تا دو ساعت به ” یک شوی رادیویی” گوش دهند، که برای افراد داستان می گوید. وقتی این اتفاق افتاد، آنها از یک اف.ام.آر.آی برای ثبت تغییرات در سطوح اکسیژن خون در مغز که نشانه ای از فعالیت عصبی است، استفاده کردند. سپس این تیم معانی کلمات در نمایش را علیه فعالیت در زیربخش کوچکی از مغز مقایسه کردند. آنها ۱۲ دسته کلمات را شناسایی کردند- مفاهیمی مانند زمان، مکان، ارتباطات احساسی یا اجتماعی- که به نظر می‌رسید بیش از ۱۰۰ ناحیه در مناطق مختلف مغز را فعال کردند.
سایر گروه‌ها شامل کلمات بصری (برای مثال زرد)، مفاهیم کاری (جلسات)، کلمات لمسی (انگشت) ایده‌های انتزاعی (طبیعت) میباشند. سپس این تیم از نرم‌افزاری برای ترسیم خوشه بندی داده‌های مغز شش نفر در یک نقشه مغزی که در تصویر بالا نشان داده شده، استفاده کردند. این نمودار یک الگوی پیچیده از فعالیت مغزی در ۱۰۰ منطقه است که هر دو نیمکره مغز را پوشش می دهد. این امر بسیار شگفت انگیزی است چون عموما سمت چپ مغز مسئول زبان است.
این نقشه نشان میدهد که الگوهای معنی کلمات بین مغز افراد مختلف سازگار است، اما این تیم می‌گوید که ممکن است به خاطر مطالعه تعداد کمی از افراد با فرهنگ تربیت و آموزش، چنین مشابه باشند. با نقشه ای مثل این، همچنین این تیم ممکن است تا یک رمزگشای زبان بسازد، دستگاهی که تنها با استفاده از داده‌های FMRI میتواند پی ببرد که فرد چه می‌شنود یا چه می‌گوید.
ریچارد وایز عصب‌شناس در کالج امپریال لندن می‌گوید، دانشمندان مدت‌ها گمان می کردند که کلمات به ابری از معانی در مغز، سازمان می یابند. نتایج واقعا کسی را متعجب نکرد. اما با مطالعه افراد هنگام گوش دادن به داستان رادیویی، نسبت به کلمات یا جملات مجزا، این تیم تصویر مفیدی از چگونگی پاسخ مغز به این نوع زبانی که ما هر روز می شنویم، جمع آوری کرد.
این نقشه به ما در درک نقصان زبان در بیماری های آلزایمر یا آفازیا کمک میکند، شرایطی که میتواند شامل استفاده از کلمات یا صداهای اشتباه در سخنرانی ها باشد. کران می گوید:« ما برای مغزهایی در تلاشیم که خوب کار نمی کنند و آسیب دیده هستند. این مقاله به ما می‌گوید که مغزی عادی چگونه است.» جزئیات بیشتر این پژوهش در nature.com منتشر شده است. انجمن تک رمان
