درقلمرونجوم





نوترینوها از عجیب‌ترین و اسرارآمیزترین فرمیون‌های بنیادی از ۱۲ ذره‌ی بنیادی کشف شده تا به‌امروز، در کیهان هستند. نوترینوها با سایر مواد واکنش‌پذیری بسیار کمی دارند و می‌توانند از بین ذرات به‌ راحتی عبور کنند. نوترینوها از سوی ستاره‌های دیگر در تمامی جهات ساطع می‌شوند و از یک سمت وارد سیاره‌ی زمین و از سمت دیگر بدون کوچک‌ترین مانعی، خارج می‌شوند. ایده‌ی نوترینو از زمانی به وجود آمد که ولفگانگ پائولی (Wolfgang Pauli) چاره‌ای برای حفظ قانون پایستگی انرژی در تولید ذرات بتا اندیشید. پائولی هنگامی که برای نخستین بار تئوری خود را ارائه داد، نوترون هنوز کشف نشده بود. ولفگانگ پائولی در سال 1930، برای نخستین بار این ذرات را پیش‌بینی کرده بود. در آن زمان آزمایش‌هایی که روی واپاشی هسته‌ای بتا انجام شده بود با قانون پایستگی انرژی و تکانه، تناقض داشت. او معتقد بود که در این آزمایش، ذره‌ای مرموز تولید می‌شود که بدون برهم‌کنش با دستگاه‌های آشکارساز، مقداری از انرژی و تکانه‌ی واکنش را با خود می‌برد.

جواب این سوال به درک ما از ماهیت زمان برمی گردد. طبق نسبیت عام آلبرت اینشتین، هر چقدر گرانش در نقطه ای بیشتر باشد، بافت فضا- زمان حول آن جسم بیشتر خمیده و موجب کشش گرانشی می شود. این جسم سنگین میتواند زمان را در اطراف خود خم کند و به زبان ساده تر،زمان در اطراف جسم سنگین تر کندتر می گذرد.


شاید "ریچارد فاینمن" اولین کسی باشد که ایده جوانتر بودن قلب ستارگان را مطرح کرد 


حتی بر این اساس زمان برای افرادی که در طبقات پایین یک آسمانخراش هستند در طول عمرشان کسری از ثانیه کندتر از زمان برای کسانی میگذرد که در طبقات بالای آسمانخراش هستند و کسر کوچکی از ثانیه عمرشان طولانی تر است و جوانتر می مانند. زیرا گرانش زمین در طبقات پایین بیشتر است.


در مورد ستارگان از جمله خورشید، بعلت داشتن هسته متراکم و سنگین،  در هر سال زمان حدودا 8 میلیونم ثانیه در هسته کندتر از زمان در سطح خورشید می گذرد حال اگر سن خورشید که حدوداً 4.6 میلیارد سال است را در این تاخیر زمانی سالانه ضرب کنید، سن هسته خورشید با وجود اینکه قبل از خورشید بوجود آمده است ولی از نظر ما 36700 سال کمتر تخمین زده میشود


 "نسبیت هم از پیر شدن بیزار است و میل به جاودانگی دارد"


با توجه به یافته‌های جدید دانشمندان، 

مریخ در گذشته‌ای بسیار دور، اتمسفری همانند زمین داشته؛ اما به دلیل بادهای خورشیدی شدید و بمباران پرتوهای فرابنفش، آن را از دست داده است. یافته‌های جدید نشان می‌دهند که در گذشته‌های دور، نه‌تنها مریخ؛ بلکه دیگر سیاره‌های دوردست سامانه‌ی خورشیدی پتانسیل میزبانی از حیات داشته‌اند. مریخ اکنون یک صحرای یخ‌زده با اتمسفری بسیار نازک است و فشار هوا در سطح مریخ چیزی در حدود یک‌صدم تا یک‌هزارم فشار هوای زمین در سطح دریا است. برای مقایسه، باید بدانید که فشار هوا در مرتفع‌ترین نقطه کره‌ی زمین یعنی قله اورست، حدود یک‌سوم فشار هوا در سطح دریا است.

در اتمسفر بسیار نازک مریخ، آب به‌‌راحتی بخار می‌شود؛ با این حال، پژوهش‌های فراوانی که انجام شده‌اند، همگی نشان می‌دهند مریخ روزگاری آب داشته و یک اقیانوس بزرگ، بخش وسیعی از سطح سیاره سرخ را پوشانده است؛ اما به مرور زمان و با از بین رفتن اتمسفر مریخ، این اقیانوس نیز تبخیر شده است. روی سطح مریخ، بخش‌هایی شبیه به بستر رودخانه‌ی خشک‌شده و همچنین یک سری مواد معدنی وجود دارند که تنها در حضور آب شکل می‌گیرند. این‌ها همگی نشان می‌دهند زمانی مریخ اتمسفری ضخیم داشته است و روی سطح این سیاره دریاهایی بوده‌اند که حیات در آن‌ها شکل گرفته؛ اما میلیون‌ها سال پیش برای همیشه از بین رفته‌اند.

mars

ادامه مطلب


از زمانی که جان میشل در نامه‌ای به انجمن سلطنتی در سال ۱۷۸۳ برای اولین بار به وجود پدیده‌ای تحت عنوان 

سیاه‌چاله‌ اشاره کرد، این پدیده‌های شگرف همواره تخیل و تجسم دانشمندان، نویسندگان، فیلم‌سازان و هنرمندان دیگر را با خودشان درگیر کرده‌اند.

 شاید بخشی از جذابیت این پدیده‌های کیهانی در این باشد که اجرام شگفت‌انگیز و رازآلودی که از آن صحبت می‌کنیم، هیچ‌گاه به معنای واقعی کلمه دیده» نشده‌اند. اما به نظر می‌رسد روال فوق در حال حاضر می‌تواند تغییر کند. به‌تازگی یک تیم بین‌المللی از اخترشناسان در حال تلاش برای اتصال تعدادی از تلسکوپ‌های مستقر روی زمین با همدیگر است؛ به امید اینکه بتواند با کمک آن‌ها، نخستین تصویر را از یک سیاه‌چاله ثبت کند.

 سیاه‌چاله‌ها مناطقی از فضا هستند که در آن‌ها کشش گرانشی به‌اندازه‌ای قوی است که هیچ چیز (حتی نور) نمی‌تواند از آن فرار کند. وجود سیاه‌چاله‌ از نقطه‌نظر ریاضی توسط کارل شوارتزشیلد در سال ۱۹۱۵ به‌عنوان یک راه حل برای معادلات مطرح‌شده در تئوری نسبیت عام آلبرت انیشتین پیش‌بینی شده بود.

 ستاره‌شناسان برای چندین دهه، شواهدی در اختیار دارند که نشان می‌دهد سیاه‌چاله‌های فوق سنگین در بخش‌های مرکزی کهکشان‌ها واقع شده‌اند و جرم آن‌ها دارای مقادیر بسیار بالایی است. در اینجا منظورمان از مقادیر بسیار بالا، جرم‌هایی به میزان یک میلیون تا یک میلیارد برابر جرم خورشید است.

 دانشمندان می‌توانند وجود این سیاه‌چاله‌ها را از کشش گرانشی اعمال‌شده از سوی آن‌ها بر ستاره‌هایی تشخیص دهند که به دور مرکز کهکشان گردش می‌کنند. سیاه‌چاله‌های هنگامی که با مواد کهکشانی اطراف خود احاطه می‌شوند، به‌طور متقابل گازهای قابل تشخیص یا جت‌های پلاسمایی را با سرعتی نزدیک به سرعت نور به سمت بیرون ساطع می‌کنند.

 سال گذشته، آزمایش لیگو (LIGO) حتی 

دلایل مستدل بیشتری برای اثبات وجود سیاه‌چاله‌ها با تشخیص امواج   گرانشی در فضا-زمان ناشی از یکپارچه شدن دو سیاه‌چاله‌ی متوسط در میلیون‌ها سال پیش، در اختیار دانشمندان گذاشت.

 اما درحالی‌که ما اکنون می‌دانیم سیاه‌چاله‌ها قطعا وجود دارند؛ ولی سؤال‌های مطرح‌شده در مورد سرچشمه‌ی شکل‌گیری آن‌ها و همچنین تکامل و تأثیر آن‌ها در جهان، در خط مقدم پرسش‌هایی از دنیای نجوم مدرن باقی مانده‌اند که دانشمندان باید برای یافتن پاسخ آن‌ها تلاش کنند.

 شناسایی یک نقطه ریز در آسمان

کمان ای *

در روزهای ۵ تا ۱۴ آوریل سال ۲۰۱۷، تیم دست‌اندرکار پژوهش‌های تلسکوپ افق رویداد (Event Horizon Telescope) امیدوارند بتوانند نظریه‌های بنیادی فیزیک مربوط به سیاه‌چاله‌ها را مورد آزمایش قرار دهند. آن‌ها برای رسیدن به این هدف، تلاش خود را بر گرفتن اولین تصویر (تا به امروز) از افق رویداد یک سیاه‌چاله منعطف خواهند کرد. باید اشاره کنیم که افق رویداد یک سیاه‌چاله به نقطه‌ای گفته می‌شود که پس از آن هیچ چیزی (حتی نور) نمی‌تواند از کشش گرانشی سیاه‌چاله فرار کند.

 دانشمندان با اتصال یک آرایه‌ی جهانی از تلسکوپ‌های رادیویی با هم به‌منظور ایجاد تلسکوپ معادل غول‌پیکری به اندازه‌ی زمین، توجه و مشاهدات خود را‌ به قلب کهکشان راه شیری معطوف خواهند کرد؛ جایی که در آن یک سیاه‌چاله به جرم ۴ میلیون برابر جرم خورشید و یک منبع بسیار قوی از امواج رادیویی موسوم به کمان ای * یا 

*Sagittarius A کمین  کرده است. در واقع اگر بخواهیم توضیحی به این قسمت اضافه کنیم، باید بگوییم که به گمان دانشمندان، کمان یادشده یک سیاه‌چاله‌ی ثقیل است. دانشمندان در پژوهش‌های خود از روشی موسوم به برهم‌نهی پایه‌ای بسیار طولانی (Very Long Baseline Interferometry) و ترکیب روزنه‌ی زمینی (Earth-aperture synthesis) استفاده خواهند کرد.

 ستاره‌شناسان به‌طور قطع به این امر پی برده‌اند که یک حلقه‌ی دیسک مانند از گاز و غبار در حال چرخش، اطراف سیاه‌چاله را احاطه کرده است. مسیری که نور از میان این مواد طی می‌کند، در میدان گرانشی سیاه‌چاله دستخوش تغییر می‌شود.

 علاوه بر مسیر نور، انتظار می‌رود میزان روشنایی و رنگ آن نیز به‌طوری قابل پیش‌بینی دگرگون شود. ستاره‌شناسان امیدوارند با استفاده از تلسکوپ افق رویداد به‌جای یک دیسک، یک لایه‌ی هلال شکل روشن را مشاهده کنند.

 علاوه بر این، آن‌ها حتی ممکن است بتوانند سایه‌ی افق رویداد سیاه‌چاله را در برابر پس‌زمینه‌ی این مواد در حال چرخش و درخشان ببینند. آرایه‌ی یادشده از تلسکوپ‌های به‌کاررفته در این پژوهش بزرگ از به هم پیوستن برخی تلسکوپ‌های منفرد به همراه برخی از دسته‌های تلسکوپی در نقاط مختلف کره‌ی زمین از جمله در قطب جنوب، شیلی، هاوایی، اسپانیا، مکزیک و آریزونا تشکیل شده است.

 تلسکوپی مجازی همانند این، برای سال‌های زیادی در حال توسعه بوده و تکنولوژی به‌کاررفته در آن‌ نیز مورد آزمایش قرار گرفته است. با این حال، این آزمایش‌ها در وهله‌ی نخست وجود برخی از حساسیت‌های محدود و میزانی از وضوح زاویه‌ای را نشان دادند که دارای کارآمدی کافی برای انجام بررسی در مقیاس‌های مورد نیاز برای رسیدن به سیاه‌چاله نبودند.

 اما با اضافه شدن گروهی از تلسکوپ‌های جدید به این مجموعه با ضریب حساسیت بالاتر، از جمله آرایه‌ی تلسکوپ‌های بزرگ میلی‌متر آتاکاما در شیلی و تلسکوپ قطب جنوب؛ ما شاهد افزایش توان نهایی مجموعه برای به انجام رساندن این پژوهش خواهیم بود.

 اگر بخواهیم افزایش دقت به‌دست‌آمده با این تغییرات را در قالب یک مثال بیان کنیم، می‌توانیم آن را به افزایش دید انسان پس از زدن عینک و تفکیک دقیق دو چراغ جلوی یک خودروی در حال حرکت به سمتتان در تاریکی تشبیه کنیم؛ در حالی که بدون آن عینک تنها قادر به تشخیص یک دسته‌ی واحد از پرتوهای نور بودیم.

سیاه‌چاله در واقع به‌صورت یک منبع متراکم در آسمان است و راه مشاهده‌ی آن در طول‌موج‌های نوری (نوری که ما می‌توانیم ببینیم) به‌طور کامل با مقادیر زیادی از گردوغبار و گاز مسدود شده است.

 با این حال، تلسکوپ‌هایی با وضوح کافی و عملکرد در طول‌موج‌های رادیویی میلی‌متری طولانی‌تر، می‌تواند از میان این مه کیهانی نیز ما را قادر به مشاهده‌ی سیاه‌چاله کند.

 رزولوشن هر نوع تلسکوپی به بهترین میزان جزئیاتی اطلاق می‌شود که تلسکوپ می‌تواند تشخیص و اندازه‌گیری کند. این رزولوشن معمولا به‌صورت یک زاویه‌ی کوچک مربوط به نسبت اندازه‌ی یک جسم به فاصله آن بیان می‌شود.

 اندازه زاویه‌ای ماه به آن شکلی که از زمین دیده می‌شود، حدود نیم درجه یا ۱۸۰۰ ثانیه قوسی است. برای هر تلسکوپی، هر قدر که دیافراگم آن بزرگ‌تر باشد، به همان میزان توانایی آن برای پوشش جزییات ریزتر افزایش خواهد یافت. میزان رزولوشن یک تلسکوپ رادیویی (به‌طور معمول با دیافراگم ۱۰۰ متر) تقریبا حدود ۶۰ ثانیه قوسی است. این مقدار با میزان وضوح چشم غیرمسلح انسان قابل مقایسه است و در حدود یک‌شصتم مقدار قطر ظاهری ماه کامل است.

 اما با اتصال شمار زیادی از تلسکوپ‌ها، تلسکوپ افق رویداد قادر خواهد بود به میزان رزولوشن ۱۵ تا ۲۰ میکروثانیه قوسی برسد و اگر بخواهیم به‌طور متناظر برای آن مثالی بیاوریم، می‌توان به توانایی آن در رصد یک دانه‌ی انگور در مسافت کره‌ی ماه اشاره کرد.


آخرین ارسال ها

آخرین جستجو ها