کليه مقالات فيزيک

با انتقال بيسيم انرژي الكتريكي، روياي تسلا به حقيقت پيوست


با انتقال بيسيم انرژي الكتريكي، روياي تسلا به حقيقت پيوست

محققين MIT (انستيتوي تكنولوژي ماساچوستس) توانستند سيستم آزمايشي انتقال بيسيم نيروي الكتريسيته به انواع لوازم برقي را با موفقيت به انجام برسانند.

اين محققان در اثبات صحت يك تحقيق كتبي كه پاييز گذشته تحويل داده شده بود، توانستند يك پرتو الكتريسيته را-مانند يك موج راديويي- بين دو نقطه ارسال كرده و با اين روش يك لامپ 60 واتي را روشن كنند.

اين گروه توانستند لامپ 60 واتي را با كمك يك منبع انرژي در فاصله 2 متري آن و بدون هيچ اتصال فيزيكي ميان دو نقطه، روشن كنند. اين پروژه به WiTricity - به معناي الكتريسيته بيسيم - شهرت يافته است. اين آزمايش دقيقا نمايشگر همان نقطه نظرهايي است كه اين گروه در پاييز گذشته در تحقيق كتبي خود به آن پرداخته بودند. در حال حاضر اين انتقال نيرو، دامنه محدودي دارد.

اين محققين در اين باره ميگويند: "با اين حال، براي وسيله اي با انرژيي در حد كامپيوتر دستي، مقدار الكتريسيته لازم و حتي بيشتر از حد نياز براي روشن كردن يك كامپيوتر دستي ميتواند از فضايي در اندازه يك اتاق، تقريبا در هر جهتي و حتي زماني كه اشيا كاملا خط ديد بين دو نقطه را مسدود كرده باشند، عبور كرده و دستگاه را روشن كند."

يك لپ تاپ بيسيم يا WiTricity ميتواند بدون اتصال به پريز برق در اتاقي كه يك دستگاه فرستنده در آن باشد، به طور خودكار شارژ شود و بدون باطري كار كند. اين تكنيك شباهت بسياري به القاي مغناطيسي دارد كه در ترانسفورماتورهايي الكتريكي كه در آنها سيم پيچها براي انتقال الكتريسيته در ميانشان در فاصله بسيار نزديك به يكديگر قرار گرفته اند، به كار ميرود. اما با افزايش اين فاصله ، اين سيم پيچهاي فاقد رزونانس نيز به تدريج كارايي خود را از دست ميدهند.

گزارشات منتشر شده از اين آزمايش موجب برپا شدن اعتراضاتي گاه تحقير آميز از سوي جامعه وبلاگ نويساني شد كه يادآوري ميكردند نيكولاي تسلا (Nikolai Tesla)، نابغه علم الكتريسيته، در حدود 100 سال قبل فرستنده الكتريكي بسيار قدرتمندتري به وجود آورده كه در سال 1899، طي آزمايشي نمايشي و مشهور در كولورادو اسپرينگز (Colorado Springs) آنرا آزموده است.

تسلا كه علاوه بر كارهاي ديگر، مدتي نيز با توماس اديسون (Thomas Edison) همكاري ميكرد، مخترع مبدل تسلا است، اين مبدل ترانسفورماتوري است كه با استفاده از تكنيكي به نام "دهانه جرقه"، جريان برق كم ولتاژ با فركانس پايين را به جرياني با ولتاژ و فركانس بالا تبديل ميكند.

به نظر ميرسد كه تسلا در آزمايش كولورادو سعي داشته نيروي الكتريسيته را در فواصل مختلف توليد كرده و انتقال دهد. اما يك برنامه مستند به نام "تسلا: خداي آذرخش" (Tesla: Master of Lightning) كه در سال 2000 از شبكه PBS پخش شد، چنين نتيجه گيري ميكند كه دستاورد واقعي تسلا از آزمايش كولورادو به طور دقيق مشخص نشده است.

در يكي از يادداشتهاي موجود در وب آمده است: "هنوز هم راز و رمز بسياري بر كار تسلا در كولورادو اسپرينگز سايه افكنده است. از يادداشتهاي او نميتوان به طور دقيق متوجه شد كه روش او براي انتقال بدون سيم برق چه بوده است. اما مشخص است كه او هنگام بازگشت به نيويورك كاملا به موفق بودن آزمايش خود اعتقاد داشت."

اكنون، پس از گذشت بيش از 100 سال، نوادگان دانش تسلا موفق به اجراي ايده او شده اند.

منبع:منبع : macworld.co.uk


به نقل از كانون دانش و سي پي اچ

نظریه نسبیت عام


همه ما برای یك‌بار هم كه شده گذرمان به ساعت‌فروشی افتاده است و ساعتهای بزرگ و كوچك را دیده ایم كه روی ساعت ده و ده دقیقه قرار دارند. ولی هیچگاه از خودمان نپرسیده ایم چرا؟مقاله ای كه در پیش رو دارید به بحث درباره نظریه نسبیت عام می پردازد و در آخر پاسخ سؤال بالا را مطـرح مـی كند. انیشتین در نظریه نسبیت خاص با حركت شتابدار و یا با گرانش كاری نداشت.
اولین موضوعات را در نظریه نسبیت عام خود كه در ۱۹۱۵ انتشار یافت مورد بحث قرار داد.نظریه نسبیت عام دید گرانشی را بكلی تغییر داد و در این نظریه جدید نیروی گرانش را مانند خاصیتی از فضا در نظر گرفت نه مانند نیرویی بین اجرام ، یعنی برخلاف آنچه كه نیوتن گفته بود !در نظریه او فضا در مجاورت ماده كمی انحنا پیدا می‌كرد.
در نتیجه حضور ماده اجرام ، مسیر یا به اصطلاح كمترین مقاومت را در میان منحنیها اختیار می‌كردند. با این كه فكر انیشتین عجیب به نظر می‌رسید می‌توانست چیزی را جواب دهد كه قانون ثقل نیوتن از جواب دادن آن عاجز می ماند.سیاره اورانوس در سال ۱۷۸۱ میلادی كشف شده بود و مدارش به دور خورشید اندكی ناجور به نظر می‌رسید و یا به عبارتی كج بود ! نیم قرن مطالعه این موضوع را خدشه ناپذیر كرده بود.بنابر قوانین نیوتن می بایست جاذبه ای برآن وارد شود.
یعنی باید سیاره ای بزرگ در آن طرف اورانوس وجود داشته باشد تا از طرف آن نیرویی بر اورانوس وارد شود.در سال ۱۸۴۶ میلادی اختر شناس آلمانی دوربین نجومی خودش را متوجه نقطه ای كرد كه « لووریه» گفته بود و بی هیچ تردید سیاره جدیدی را در آنجا دید كه از آن پس نپتون نام گرفت.نزدیك ترین نقطه مدار سیاره عطارد به خورشید در هر دور حركت سالیانه سیاره تغییر میكرد و هیچ گاه دوبار پشت سر هم این تغییر در یك نقطه خاص اتفاق نمی‌افتاد.
اختر شناسان بیشتر این بی نظمی ها را به حساب اختلال ناشی از كشش سیاره های مجاور عطارد می دانستند !مقدار این انحراف برابر ۴۳ ثانیه قوس بود. این حركت در سال ۱۸۴۵ به وسیله « لووریه» كشف شد بالاخره با ارائه نظریه نسبیت عام جواب فراهم شد این فرضیه با اتكایی كه بر هندسه نااقلیدسی داشت نشان داد كه حضیض هر جسم دوران كننده حركتی دارد علاوه برآنچه نیوتن گفته بود.وقتی كه فرمولهای انیشتین را در مورد سیاره عطارد به كار بردند، دیدند كه با تغییر مكان حضیض این سیاره سازگاری كامل دارد. سیاره هایی كه فاصله شان از خورشید بیشتر از فاصله تیر تا آن است تغییر مكان حضیضی دارند كه به طور تصاعدی كوچك می شوند.
اثر بخش‌تر از اینها دو پدیده تازه بود كه فقط نظریه انیشتین آن‌را پیشگویی كرده بود. نخست آنكه انیشتین معتقد بود كه میدان گرانشی شدید موجب كند شدن ارتعاش اتمها می شود و گواه بر این كند شدن تغییر جای خطوط طیف است به طرف رنگ سرخ! یعنی اینكه اگر ستاره ای بسیار داغ باشد و به طوری كه محاسبه می كنیم بگوییم كه نور آن باید آبی درخشان باشد در عمل سرخ رنگ به نظر می‌رسد كجا برویم تا این مقدار قوای گرانشی و حرارتی بالا را داشته باشیم، پاسخ مربوط به كوتوله های سفید است.دانشمندان به بررسی طیف كوتوله های سفید پرداختند و در حقیقت تغییر مكان پیش بینی شده را با چشم دیدند! اسم این را تغییر مكان انیشتینی گذاشتند. انیشتین می گفت كه میدان گرانشی شعاع های نور را منحرف می‌كند چگونه ممكن بود این مطلب را امتحان كرد.اگر ستاره ای در آسمان آن سوی خورشید درست در امتداد سطح آن واقع باشد و در زمان كسوف خورشید قابل رؤیت باشد اگر وضع آنها را با زمانی كه فرض كنیم خورشیدی در كار نباشد مقایسه كنیم خم شدن نور آنها مسلم است.
درست مثل موقعی كه انگشت دستتان را جلوی چشمتان در فاصله ۸ سانتیمتری قرار دهید و یكبار فقط با چشم چپ و بار دیگر فقط با چشم راست به آن نگاه كنید به نظر می رسد كه انگشت دستتان در مقابل زمینه پشت آن تغییر جا می‌دهد ولی واقعاً انگشت شما كه جابجا نشده است!دانشمندان در موقع كسوف در جزیره پرنسیپ پرتغال واقع در آفریقای غربی دیدند كه نور ستاره ها به جای آنكه به خط راست حركت كنند در مجاورت خورشید و در اثر نیروی گرانشی آن خم می شوند و به صورت منحنی در می آیند. یعنی ما وضع ستاره ها را كمی بالاتر از محل واقعیش می‌بینیم.
ماهیت تمام پیروزیهای نظریه نسبیت عام انیشتین نجومی بود ولی دانشمندان حسرت می كشیدند كه ای كاش راهی برای امتحان آن در آزمایشگاه داشتند.ـ نظریه انیشتین به ماده به صورت بسته متراكمی از انرژی نگاه می كرد به همین خاطر می گفت كه این دو به هم تبدیل پذیرند یعنی ماده به انرژی و انرژی به ماده تبدیل می شود.

برای شكافت هسته اتم اورانیوم ۲۳۵ انتخاب شد. اورانیوم عنصری است كه در پوسته زمین بسیار زیاد است. تقریباً ۲ گرم در هر تن سنگ! یعنی از طلا چهارصد مرتبه فراوانتر است اما خیلی پراكنده.در سال ۱۹۴۵ مقدار كافی برای ساخت بمب جمـع شـده بود و ایـن كار یعنی ساختن بمب در آزمایشگاهــی در « لوس آلاموس » به سرپرستی فیزیكدان آمریكایی « رابرت اوپنهایمر » صورت گرفت. آزمودن چنین وسیله ای در مقیاس كوچك ناممكن بود. بمب یا باید بالای اندازه بحرانی باشد یا اصلاً نباشد و در نتیجه اولین بمب برای آزمایش منفجر شد. در ساعت ۵/۵ صبح روز ۱۶ ژوئیه ۱۹۴۵ برابر با ۲۵ تیرماه ۱۳۲۴ و نیروی انفجاری برابر ۲۰ هزار تنT.N.T آزاد كرده دو بمب دیگر هم تهیه شد.
یكی بمب اورانیوم بنام پسرك با سه متر و ۶۰ سانتیمتر طول و به وزن ۵/۴ تن و دیگری مرد چاق كه پلوتونیم هم داشت. اولی روی هیروشیما و دومی روی ناكازاكی در ژاپن انداخته شد. صبح روز ۱۶ اوت ۱۹۴۵ در ساعت ۱۰ و ده دقیقه صبح شهر هیروشیما با یك انفجار اتمی به خاك و خون كشیده شد. با بمباران هیروشیما جهان ناگهان به خود آمد، ۱۶۰۰۰۰ كشته در یك روز وجدان خفته فیزیكدانها بیدارر شد! « اوپنهایمر» مسئول پروژه بمب و دیگران از شدت عذاب وجدان لب به اعتراض گشودند و به زندان افتادند.انیشتین اعلام كردكه اگر روزی بخواهم دوباره به دنیا بیایم دوست دارم یك لوله كش بشوم نه یك دانشمند! E = mc²دانشمندان به ناگاه جواب بسیاری از سؤالها را یافتند. پدیده رادیواكتیوی به راحتی توسط این معادله توجیه شد. كم كم دانشمندان متوجه شدند كه هر ذره مادی یك پادماده مساوی خود دارد و در اینجا بود كه ماده و انرژی غیر قابل تفكیك شدند.تا اینكه انیشتین طی نامه ای به رئیس جمهور آمریكا نوشت كه می توان ماده را به انرژی تبدیل كنیم و یك بمب اتمی درست كنیم و آمریكا دستور تأسیس سازمان عظیمی را داد تا به بمب اتمی دست پیدا كند.
منبع:گرد آورنده : راحله شفیعی
شبکه فیزیکی هوپا

نقش جنگلهای نامرئی درون اقیانوسها در تنظیم آب و هوای زمین


تغییرات زیست چرخه كربن در زمین تاثیر قاطعی بر دمای این سیاره و محیطی در آن دارد . هر نوع تصمیم‌گیری در خصوص نحوه مقابله با ازدیاد دمای زمین در گرو شناخت بهتر این چرخه است سه میلیارد سال قبل نخستین نمونه های فیتو پلانكتونهایی كه در زمین ظاهر شده بودند با استفاده از فرآیند فتوسنتز(تجزیه شیمیایی با استفاده از نور خورشید) با تجزیه مولكولهای آب به اكسیژن و هیدروژن ، دو ماده حیاتی برای ادامه بقا بر روی زمین را تولید كردند ، از یكسو اكسیژن برای بقای حیات همه و آدمیان روی زمین ضروری است از سوی دیگر چرخه كربن و در نتیجه آب و هوای زمین در گرو تبدیل گاز كربنیك co۲ كه ماده‌ای غیر آلی است به مواد آلی نظیر شكر اسیدهای آمینه و دیگر مولكولهای سازنده سلولها دارد و این امر بوسیله گیاهان و با استفاده از هیدروژنی كه خود تولید كرده اند به انجام می رسد.
گیاهان میكروسكوپی و بسیار ریز و نادیدنی كه تا عمق یكصدمتر ی در آبهای اقیانوسهای عالم حضور دارند نقش اساسی در تنظیم آب و هوای زمین ایفا می‌كنند. اكنون این پرسش برای محققان مطرح شده است كه آیا می توان با ایجاد تغییراتی در این جنگلهای نا مرئی با گرم شدن دمای زمین مقابله كرد؟
ارگانیزمهای تك یاخته ای گیاهانی با اندازه‌های ذره‌بینی و میكروسكوپی موجود در آبهای اقیانوسها موسوم به فیتو پلانكتونها گاز دی اكسید كربن را كه گرما را در خود حبس می‌كنند و موجب ازدیاد دمای جو زمین می شود از روی هوای مجاور دریا و آبهای سطح دریا جمع آوری می كنند و آنها را روانه اعماق اقیانوسها می سازند.
گازهایی كه به این ترتیب زیر فشار سهمگین آبهای نزدیك به كف اقیانوسها به تله می افتند تا صدها سال بعد در همان اعماق باقی می مانند و زمان بسیار درازی به طول می انجامد تا تلاطم آبها آنها را مجدداً به سطح اقیانوسها باز گرداند.
به نوشته ماهنامه علمی (ساینتفیك آمریكن) محققان اكنون سرگرم بررسی این مساله هستند كه آیا اگر با عرضه مواد مغذی به جنگلهای میكروسكوپی درون اقیانوسها بر انبوهی آنها بیفزایند تاثیری بر كاهش دمای زمین خواهند داشت؟
كار اندازه گیری میزان سهم فیتوپلانكتونها در چرخه كربن كار دشواری بوده است اما از سال ۱۹۹۷ و با ارسال ماهواره ای از جانب ناسا برای این منظور روشن شده است كه فیتو پلانكتونهای موجود در اقیانوسها ی جهان سالانه تقریبا ۵۰ ملیارد تن مكعب كربن غیر آلی را به مواد شیمیایی آلی مبدل می كنند. این رقم دو برابر تخمینهای اولیه بوده است ، از سوی دیگر اندازه‌گیریهای دقیق در مورد گیاهان و جنگلهای روی زمین نشان داده كه بر خلاف تخمینهای گذشته كه سهم آنها در تبدیل كربن غیر آلی به كربن آلی صد میلیارد تن مكعب در سال تعیین كرده است ، میزان واقعی سهم كلیه گیاهان روی خشكی برابر۵۰ میلیارد تن مكعب یعنی كم و بیش برابر سهم جنگلهای نامرئی درون اقیانوسهاست ، اما ارقام تازه به دست آمده علاوه بر آنكه سهم فیتوپلانكتونها را دو برابر كرده از حیث دیگری نیز حائز اهمیت است. فیتوپلانكتونها تقریباً همه انرژی را كه از نور خورشید دریافت می كنند یا صرف عمل تجزیه شیمیایی آب می كنند و یا تكثیر نسل خود .
این گیاهان تك یا خته ای یك هفته بیشتر عمر ندارند و جای خود را به فیتوپلانكتونهای تازه می دهند. در حالی كه درختان روی زمین بخش اعظم انرژی خود را صرف ساختن چوب و برگها و ریشه ها می كنند و ۲۰ سال طول می كشد تا با درخت دیگری تعویض شوند .
اطلاع تازه دانشمندان در خصوص سرعت جایگزینی فیتو پلانكتونها شناخت جدیدی را در خصوص تحولات آب و هوای زمین در اختیار آنان قرار داده سلولهای مرده فیتوپلانكتونها و نیز مدفوع جانورانی كه در دریا زیست می كنند به قعر دریا فرستاده می شوند و میكروبهای موجود در آب آنها را می خورند و مجدداً مواد شیمیایی غیر آلی از جمله گاز كربنیك تولید می كنند.
این گاز كربنیكها به سرعت به سطح آب بر گردانده می شوند و در آنجا یا بوسیله فیتوپلانكتونها تجزیه می‌شوند ، یا آنكه از سطح آب خارج شده و به جو زمین صعود می كنند نكته مهم در چرخه كربن در روی زمین آن است كه كل موجودی كربن درون جو هر شش سال یكبار با كل موجودی كربن درون بخشهای بالایی آبهای اقیانوسها تعویض می شوند ، ماده آلی ناشی از سلولهای مرده فیتوپلانكتونها و مدفوع جانورانی كه به قعر اقیانوسها می روند اگر تا ۲۰۰ متری از سطح آب بوسیله میكروبها تجزیه نشوند بوسیله ازدیاد فشار و كاسته شدن از دما از این پس تجزیه نشده باقی می مانند و به همین صورت ته نشین می شوند .
در این میان بخش قابل ملاحظه ای از گاز كربنیك تجزیه نشده در ته اقیانوسها به دام می افتند محاسبات دانشمندان نشان می دهد كه میزان گاز كربنیكی كه هر ساله به این ترتیب به اعماق اقیانوسها فرستاده می‌شوند حدود هشت میلیارد تن مكعب است.
منبع:شبکه فیزیکی هوپا

بشقاب پرنده‌


ساختار فيزيكي و تكنولوژي پرواز بشقاب پرنده‌ها



1 - انسان و پرواز



[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]



تنها عاملي كه انسان را به فكر پرواز انداخته و او را شيفته و مجذوب آسمان و عاشق پرواز كرده است ، پرواز و بال زدن پرندگان ميباشد . انسانها بعد از كوشش فراوان در نهايت به دانش ايروديناميك دست يافته‌اند و بعد از الهام گرفتن از آناتومي ( كالبود شكافي ) پرندگان ، هواپيما طراحي نموده و آن را ساخته‌اند . ولي مشكل اساسي اينجاست كه اين دانش در اتمسفر سياره زمين ، آنهم تا ارتفاع محدودي كارآيي دارد و در فضاي خارج از اتمسفر زمين وضعيت به گونه‌اي ديگر است .





2 - UFO ها و پرواز

با دقت زياد به عكسهاي زير توجه نماييد !



[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]



اين ادعا خودخواهي بسيار بزرگي خواهد بود كه اگر ما انسانها خود را با شعورترين موجودات هستي بدانيم و خود را يكه تاز در عرصه علم و دانش محسوب كنيم ، براي اينكه موجودات بسيار با شعورتر از ما به تكنولوژي پرواز بسيار بالايي دست يافته‌اند ، تصوير فوق عكسهايي از بشقاب پرنده‌ها و سرنشينان مرده آنها ( UFO's ) به علت سقوط و تصادم با زمين و همچنين كهكشانهاي M104 , NGC4565 , NGC5866 را نشان ميدهد ، انديشه و فهم آنها در پرواز بسيار وسيع‌تر و جامع‌تر از انسانهاست . عاملي كه يوفوها را به فكر پرواز انداخته و آنها را شيفته فضا نموده است ، سرعتهاي سرسام آور و باور نكردني كهكشانها در حال دور شدن از يكديگر است ، يعني چيزي كه ما آن را انبساط شتاب دار كيهان و عامل آن را انرژي تاريك مي‌ناميم . در واقع آنها ساختارهاي فيزيكي كهكشانها را شناسايي و سپس آن را در مقياس كوچك كپي كرده‌اند و به وسيله اين اسباب‌هاي پرنده در كنترل خود ، ميتوانند به همه جاي كيهان سفر كنند .

تازه‌ترين رصدهاي انجام شده توسط تلسكوپ فضايي چاندراي اشعه ايكس ناسا از كهكشان پر جرم NGC 5746 ، هاله بسيار گرمي از گاز و غبار را آشكار كرد كه اطراف اين كهكشان را پوشانده و آن را احاطه كرده است . اين هاله گازي از هر قسمت اين كهكشان كه از لبه ديده مي شود 60000 سال نوري فاصله دارد . در اين كهكشان هيچ نشانه‌اي از فعاليت هاي شديد در نواحي هسته‌اي وجود ندارد و هيچگونه روند غير عادي شكل گيري ستارگان در آن مشاهده نمي شود تا بتوانيم داغي هاله را توجيه كنيم . با اين حساب اين "هاله داغ" در اثر خروج گاز از كهكشان بوجود نيامده است .



[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]



هاله‌هاي كاملا مشابهي همواره پيرامون بشقاب پرنده‌ها رويت ميشود ، البته زماني كه آنها وارد اتمسفر سياره زمين ميشوند .




ويدئو




انبساط عالم و انرژي تاريك چيست ؟

"/ چنين به نظر ميرسد كه يك نيروي بسيار عجيب ، اجزاي جهان را با سرعت فزاينده‌اي از يكديگر دور ميكند ، در حالي كه نيروي گرانش با اين نيرو مقابله كرده و از سرعت اين گسترش مي‌كاهد . "



آيا نيروي ضد گرانشي باعث انبساط عالم ميشود ؟

"/ به نظر ميرسد كه نيرويي در فضا نهفته است و همانند نوعي ضد گرانش عمل ميكند . اين نيرو باعث ميشود ، بجاي اينكه جهان متراكم شود و اجزاي آن به يكديگر نزديك شوند ، انبساط يابد . كيهان شناسان دريافته‌اند كه بسياري از كهكشانهاي دور دست با سرعتي بسيار بيشتر از آنچه كه محاسبات موجود پيش بيني كرده است ، از يكديگر دور ميشوند . در واقع نه تنها از سرعت انبساط جهان كاسته نمي‌شود ، بلكه اين سرعت لحظه به لحظه در حال افزايش است . به نظر ميرسد كه بعضي از انواع نيروهاي غير منتظره و غير قابل شناسايي در عالم وجود دارند كه باعث ميشوند كهكشانهاي موجود در فضا به طور مرتب از يكديگر فاصله گرفته و از هم دور شوند " و به علت عدم توانايي در شناخت اين نيروها ، نام كلي آن را انرژي تاريك گذارده‌اند . بسياري بر اين باورند كه انرژي تاريك همان نظريه ثابت كيهاني است .



تلاشهاي بيهوده براي توجيه انرژي تاريك :

"/ طبق فرضيه تازه‌اي مهمترين معماهاي فيزيك در دهه گذشته ، يعني جرم نوترينوها و آهنگ فزاينده انبساط جهان به ذرات زير اتمي به نام اكسلرون مربوط مي‌شود . شايد بتوان دو دستاورد بزرگ فيزيك در دهه گذشته را مربوط به كيهان شناسي دانست ، يكي اينكه نوترينوها ( ذرات زير اتمي بسيار كوچك ) جرم ناچيزي دارند كه البته هنوز اندازه گيري نشده است و ديگري اينكه سرعت انبساط عالم در حال حاضر در حال افزايش است . سه فيزيكدان در دانشگاه واشنگتن معتقدند كه اين دو كشف هر دو به گونه‌اي به ناشناخته‌ترين پديده كنوني در عالم ، يعني انرژي تاريك مرتبط است - ما هنوز به درستي آن را نمي‌شناسيم ، تنها مي دانيم عاملي است كه بر ضد گرانش ، سبب سرعت بخشيدن به انبساط عالم مي‌شود - آنها معتقدند همه چيز زير سر ذره زير اتمي ديگري است كه تاكنون مورد توجه قرار نگرفته است و آن را " اكسلرون (Acceleron) " ( شتابگر ) ناميده‌اند . انرژي تاريك در عالم اوليه چندان قابل توجه نبوده است اما در حال حاضر 70 درصد عالم را اشغال كرده است . شناخت انرژي تاريك به ما كمك مي كند تا بدانيم چرا در زمان دوري در آينده عالم آن چنان وسعت پيدا مي كند كه ديگر هيچ كهكشاني در آسمان شب ديده نشود و آيا اين انبساط تا ابد و بي نهايت ادامه خواهد داشت ؟

در نظريه جديد مطرح شده ، نوترينوها تحت تاثير نيروي جديدي كه از برهمكنش آنها با اَكسِلِرون ها ناشي مي شود قرار مي گيرند اين - نيرو سبب مي شود كه نوترينوها از هم فاصله بگيرند . درست مثل اينكه يك تكه كش را از دو طرف بكشيم ، هر چقدر بيشتر كشيده شود ، انرژي بيشتري را در خود ذخيره مي كند - در هر ثانيه تريليونها نوترينو در كوره هسته‌اي ستاره‌ها از جمله خورشيد ما ساخته مي شوند . آنها در همه جاي عالم جريان پيدا مي كنند و ميلياردها نوترينو از هر نوع ماده‌اي ، حتي بدن شما بدون هيچ برهمكنشي عبور مي كنند . نوترينوها بار الكتريكي ندارند و جرم آنها هم آن قدر ناچيز است كه هنوز اندازه گيري نشده است . آن نيلسون يكي از ارايه دهندگان نظريه جديد معتقد است كه برهمكنش ميان اكسلرونها و ذرات ديگر از اين هم ضعيف‌تر است ، براي همين اين ذرات تاكنون آشكار نشده‌اند . البته نيرويي كه اين ذرات بر نوترينوها وارد مي كنند ، آنها را تحت تاثير قرار مي دهد و به اين ترتيب بايد بتوان وجود چنين نيرويي را در آشكارسازهاي نوترينوي فعلي كه در نقاط مختلف كره زمين وجود دارد نشان داد . مدلهاي مختلفي براي انرژي تاريك ارايه شده است ، اما آزمودن آنها محدود به اندازه گيريهاي دقيق در تغيير سرعت انبساط عالم است . اين امر تنها با رصد اجرام بسيار دوردست امكان پذير است ، اما اندازه گيريهاي دقيق در چنين فاصله‌هايي بسيار مشكل است . به گفته نلسون اين تنها روشي است كه ما مي‌توانيم با به كارگيري آشكارسازهاي فعلي در كره زمين به نيرويي كه سبب افزايش انرژي تاريك در عالم مي شود پي ببريم . محققان معتقدند جرم نوترينو در عبور از محيطهاي مختلف ، تغيير مي كند ، همان طور كه عبور نور از هوا ، آب يا يك منشور متفاوت است . در نتيجه آشكارسازهاي مختلف بسته به اينكه در چه مكاني نصب شده‌اند ، نتايج متفاوتي به دست خواهد آورد . اما اگر بپذيريم كه نوترينوها نيز بخشي از انرژي تاريك هستند ، وجود نيروي جديدي مي تواند اين افت و خيزها را توضيح دهد . به عقيده نلسون اين برهمكنش ميان نوترينوها و اكسلرونها مي تواند تا ابد انرژي لازم براي انبساط عالم را تأمين كند . تا پيش از اين اخترشناسان به دنبال اطلاعاتي بودند كه سرانجام تعيين كنند آيا عالم ما تا ابد منبسط خواهد شد ، يا زماني دوباره در يك " رمبش بزرگ" منقبض شده و روي خودش بسته مي شود . اما حالا بايد به دنبال اين باشيم كه آيا سرعت انبساط عالم همچنان افزايش خواهد يافت يا در جايي ثابت خواهد ماند . براساس نظريه جديد ، هنگامي كه فاصله نوترينوها بسيار زياد شود ، جرم آنها نيز آن قدر افزايش پيدا مي كند كه ديگر انرژي تاريك بر آنها اثري نخواهد داشت ، در نتيجه شتاب انبساط عالم كم كم از بين مي رود . و از آن پس عالم همچنان به انبساط خود ادامه خواهد داد ، اما با سرعتي كه دائماً در حال كاهش است . "



بزرگترين ايراد نظريه انرژي تاريك اين است كه اگر انرژي تاريك در عالم وجود دارد ، پس چرا اين انبساط خارج از كهكشانها روي ميدهد و مربوط به درون كهكشانها نميشود . در واقع چنين به نظر ميرسد كه حجم كهكشانها ثابت مي ماند و چون انبساط عالم يك پديده برون كهكشاني است و مربوط به داخل كهكشان نمي شود ، هم نظريه ثابت جهاني و هم نظريه انرژي تاريك مردود به نظر ميرسند ، براي اينكه اين دو نظريه به صورت جهان شمول عنوان شده‌اند ولي در داخل كهكشانها اعتبار ندارند . فعلا بهتر است چنين فرض كنيم كه هر كهكشاني براي خود نيروي پيشرانه‌اي دارد كه ميتواند مستقل از كهكشانهاي ديگر به حركت شتاب دار خود در فضا ادامه دهد و حركت كهكشانها به يكديگر وابسته نيست ، براي اينكه سرعت كهكشانها متغير و بسيار متفاوت و گوناگون از يكديگر است و نمي توانند در حركت و شتاب به منبع و انرژي ثابت و واحدي وابسته باشند ، كه در صورت وابستگي تمامي كهكشانها به انرژي تاريك ، امروزه ميبايست شاهد اين مي بوديم كه سرعت تمامي كهكشانها مقدار ثابتي ميبود كه چنين نيست ، سرعت آنها بسيار متغير است ، هر مقدار كه به پيرامون كيهان نزديكتر ميشويم سرعت افزايش مي يابد . اينك چند نظريه در اين مورد ميتوان ارايه داد كه به آنها اشاره مي كنيم !




1- نظريه ابرها !

همانطور كه ميدانيم جرم حجمي آب خالص تقريبا 1000 كيلوگرم بر متر مكعب است كه در كل ميتواند وزن بسيار سنگيني را براي يك ابر به ارمغان بياورد . توده ابرهايي را كه ما در آسمان مشاهده مي كنيم ميتوانند آب يك درياچه را با خود حمل كنند ! اما چگونه ؟

با ارتفاع گرفتن بخار آب و ورود به مناطق زير صفر درجه ، ذرات ريز يخ پديدار ميشوند و چون آب مقطر تقريبا براي جريان الكتريسيته عايق است ، ذرات يخ به علت وزش باد و اصطكاكشان ، شديدا باردار ميشوند كه در اين وضعيت بارهاي الكتريكي ابرها به صورت زير است .



[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]



شكل سمت چپ ساختار يك برق گير را نشان ميدهد و عكس سمت راست تخليه الكتريكي يك ابر با زمين را نشان ميدهد . همانطور كه مشخص است يك ابر ميتواند دو نوع بار الكتريكي منفي و مثبت را داشته باشد و به همين دليل تخليه الكتريكي مابين دو ابر و يا مابين ابر و زمين صورت مي گيرد ! در حقيقت زمين براي ابرها در حكم بار مثبت است ، اما باردار شدن ابرها دو مزيت را براي آنها خواهد داشت !

1- ذرات يخ به همان حجم كوچك باقي مانده و با هم ادغام نميشوند براي اينكه نيروي دافعه الكتريكي مابين آنها وجود دارد و تنها زماني كه تخليه الكتريكي انجام گيرد در هم ادغام ميشوند و بارندگي شروع ميشود 2 - بار الكتريكي آنها ميتواند نيروي دافعه الكتريكي ايجاد كند كه بر گرانش سياره زمين غلبه كرده و در اتمسفر سياره زمين شناور شوند و بعد از تخليه الكتريكي اين نيروي دافعه از بين ميرود و ذرات ريز تحت تاثير نيروي گرانش به طرف سطح زمين سقوط كرده و بعد از ادغام با يكديگر ، قطرات آب را تشكيل ميدهند و چنين به نظر ميرسد كه تخليه الكتريكي مابين دو ابر براي بارندگي كافي نباشد و اين تخليه الكتريكي در نهايت ميبايست با زمين نيز صورت بگيرد . پس بهترين راه براي بارش مصنوعي يك ابر ، خنثي كردن بار الكتريكي آن است . از همين رو بشقاب پرنده‌ها ميتوانند با ايجاد يك بار الكتريكي بسيار قوي ، در اتمسفر سياره زمين شناور شده و به شرايط بي وزني برسند ( فضاي مشبك ، الكتروگراويتي و نيروهاي پيشران و اسپين در فضا ) اما نكته بسيار جالب اينجاست كه شكل هندسي آنها با شكل هندسي يك گردباد نيز ، كاملا همخواني دارد . به شكل زير توجه نماييد !



[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]



تصوير فوق عكس ماهواره‌اي گردباد كاترينا را نشان ميدهد ، اينك به ساختار فيزيكي اين گردباد مي پردازيم :

همانطور كه مشخص است اين گردباد از ديد ناظر ، زماني كه آن را از بالا مشاهده ميكند ، مخالف جهت دوران عقربه‌هاي ساعت در حال چرخش است پس ميتوانيم شكل زير را براي ميادين الكتريكي و مغناطيسي آن رسم كنيم .



[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]



چون جهت حركت بار الكتريكي منفي همواره مخالف جهت ميدان الكتريكي است ، پس در شكل فوق جهت ميدان الكتريكي موافق عقربه‌هاي ساعت خواهد شد و ميتوانيم طبق قانون دست راست قطبين مغناطيسي و جهت ميدان مغناطيسي را مشخص كنيم . اين ساختار فيزيكي ميتواند ميليونها تن آب را به صورت قطعات ريز يخ در اتمسفر سياره زمين معلق و با سرعتهاي بيش از صد كيلومتر در ساعت حمل كند .

حركت دوراني و چرخشي نيز در بشقاب پرنده‌ها شناسايي شده است و همچنين ميادين بسيار قوي الكترومغناطيسي پيرامون آنها آشكار گرديده است ، براي اينكه تمامي سيستمهاي الكتريكي و الكترونيكي هليكوپترها ، هواپيماها و جت هاي نظامي در مجاورت بشقاب پرنده‌ها مختل شده و حتي براي هميشه از كار مي افتند و احتمال سانحه هوايي بسيار زياد است . بعضي از آنها در شب تاريك بسيار نوراني ديده ميشوند و علت آن اين است كه ميدان الكتريكي بسيار قوي پيرامون آنها باعث تخليه الكتريكي در هوا شده و مسلما گازها در اين حالت يونيزه و از خود نور ساطع ميكنند يعني همان چيزي كه در لامپهاي طويل نئون و يا رعد و برق ديده ميشود . چنين گزارش شده است كه نزديك شدن آنها به نيروگاه‌ها و پستهاي فشار قوي و ضعيف برق ، باعث قطع جريان ميشود و همچنين نزديك شدن آنها به مراكز راديويي و مخابراتي ، باعث بوجود آمدن اختلالات و خرابي ميشود .



[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]



شكل فوق مسير حركت يك ستاره دنباله دار را نشان ميدهد . همانطور كه ميدانيم جنس ستاره دنباله دار از قطعات بزرگ يخ و غبار است كه در هنگام حركت متلاشي ، تكه تكه و خرد ميشود و چون اين ذرات به شدت باردار هستند از جانب ميدان الكترومغناطيسي خورشيد به طرف بيرون پرتاب و دفع ميشوند و نيروي گرانش خورشيد بر آنها بي تاثير جلو ميكند و تنها بر جرم هسته ستار دنباله دار تاثير گذار است . قطعات ابر نيز در اتمسفر زمين همين حالت را دارند . بشقاب پرند‌ه‌ها نيز ميتوانند از اين پديده فيزيكي استفاده كرده و از طرف ميادين گرانشي قوي همچون خورشيد فرار كرده و به راحتي از منظومه شمسي خارج شوند .



غبارهاي ماه :

نور خورشيد مي‌تواند خاك ماه را داراي بار الكتريكي كند ( دو توجيه جديد براي پديده فتوالكتريك ) . آنگاه اين گرد و غبار باردار شده به خاطر بار الكتريكيش از خودش دور مي‌شود . اين يك جور از خاك را آشكار مي‌كند كه به صورت يك مه تيره از دور نمايان مي‌شود و وقتي كه خورشيد غروب كرد به صورت تابش تيره رنگي نمايان مي‌شود . اين مورد اولين بار در دهه 1960 معلوم شد . اين جور فكر كردند كه قطعات بسيار ريز تا ارتفاع چند كيلومتري بالا ميرود و ذرات به محض اين كه باردار و يا خنثي مي‌شوند به صورت فواره در مي آيند .




2- نظريه گرانش منفي ( نيروي ضد گرانشي يا جاذبه متضاد )

همانطور كه قبلا توضيح داديم با بالا رفتن سرعت دوران الكترون ، پديده وارونگي ميدان الكتريكي براي آن روي ميدهد و بار الكتريكي آن مثبت خواهد شد و اصطلاحا به پوزيترون تبديل ميشود . همين وضعيت براي نيروي جاذبه و يا ميدان گرانشي پيش بيني ميشود ، ولي تا آنجا كه ما ميدانيم ميدان گرانشي تك قطبي است يعني مثل ميدان الكتريكي و مغناطيسي داراي دو قطب منفي و مثبت و يا N و S نيست . پس اگر وارونگي ميدان براي نيروي جاذبه و ميدان گرانشي بروز كند حاصل كار قطب منفي گرانشي يا نيروي جاذبه متضاد خواهد بود ، يعني نيرويي كه باعث راندن اجرام ميشود نه جذب آنها . اين پديده در بشقاب پرنده‌ها ديده شده است . آنها اجسام سبكتر از خود در پيرامونشان را به شدت رانده و از طرف خود پرتاب ميكنند و اين مسئله علي‌رغم اينكه ميتواند باعث پرتاب خود آنها از طرف ميدان گرانش سياره زمين با شتابي نزديك به 600 كيلومتر در مجذور ثانيه شود ( شتابي كه رادارهاي زميني ثبت كرده‌اند ) بلكه مانع تصادم خرده شهاب سنگها در فضا با آنها ميشود . تا محدوده‌اي كه رادارهاي زميني كارآيي دارند سرعت آنها 7000 كيلومتر در ثانيه محاسبه شده است . در واقع با پرتابه‌هايي كه ما ميشناسيم همانند گلوله ( مرمي ) نمي توان آنها را هدف قرار داد ، اگر پتانسيل بشقاب پرنده بيشتر باشد گلوله منحرف ميشود و اگر پتانسيل گلوله بيشتر باشد بشقاب پرنده منحرف ميشود و به هر حال تصادمي روي نمي دهد . سطح صيقلي و آينه‌اي آنها ميتواند تشعشعات قوي امواج الكترومغناطيسي مثل ليزر را منعكس كند هرچند كه لايه‌اي از كريستال كوارتز آنهم به قطر يك دهم تار مو سطح بشقاب پرنده‌ها را پوشانده است و اين لايه ميتواند مقدار بار الكتريكي سطح بشقاب پرنده را تشديد كرده و همچنين خاصيت آينه‌اي نيز به آن بدهد و از اكسداسيون سطح بشقاب پرنده در اتمسفر زمين پيشگيري كند ، روي هم رفته بشقاب پرنده‌ها قدرت مانور بسيار زيادي دارند ، براي اينكه آنها جلو يا عقب نداشته و ميتوانند در محيط كاملا كروي شكل تغيير مسير دهند آنهم با هر زاويه دلخواهي كه بخواهند .



اين وارونگي ميدان گرانشي چگونه روي ميدهد ؟

راه اول براي اين كار چرخاندن يك ديسك نسبتا سنگين مخصوص با سرعتي بسيار بالاست . البته لازم به ذكر است كه آلياژ اين ديسك بايد مخصوص اين كار باشد يعني اين آلياژ تحت تاثير نيروهايي بايد مقاومت كششي فوق‌العاده زيادي داشته باشد تا در اين سرعت دوراني بالا ترك بر ندارد كه در صورت متلاشي شدن ، تكه‌هاي جدا شده آن بسيار مشكل ساز است ، به هر كجا كه بخورند نيروي انهدامي خيلي زيادي خواهند داشت و به هيچ وجه امكان كنترل تكه‌هاي آن وجود ندارد ، آنها به علت سرعت زياد قدرت نفوذي و انهدامي شهاب سنگها را دارند ، در زمان سقوط بشقاب پرنده‌ها به هر دليل ، در بسياري از موارد صداي انفجار مهيبي شنيده ميشود كه علت آن برخورد شديد اين ديسك يا تكه‌هاي آن با زمين است آن هم در زماني كه خاصيت ضد گرانشي خود را از دست داده‌اند و اگر خاصيت ضد گرانشي داشته باشند به بيرون اتمسفر زمين پرتاب ميشوند . اين ديسكها ميبايست باردار بوده و درون محفظه‌اي مغناطيسي بدون اصطكاك و بدون تماس با هر چيزي و بدون بالانس ، دوران داشته باشند آنهم به صورت معلق در فضا . برسي‌هاي متالوژي در مورد آلياژهاي يافته شده از بقاياي بشقاب پرنده‌ها مويد اين موضوع است كه هيچ كشوري فعلا قادر به تهيه اين كريستالهاي فلزي نبوده و كشورهاي غربي و شرقي با كمال اطمينان از يكديگر خاطر جمع هستند و هيچ شك و ترديدي نسبت به يكديگر در مورد ساخت و بهره برداري از اين وسايل پرنده ندارند ، آنها در اين مورد كميته‌هاي مشترك نيز تشكيل داده‌اند ، تكنولوژي بشقاب پرنده‌ها فوق دانش بشري است كه محققين را سردرگم و حيران خود كرده است . عناصري در اين آلياژها يافت شده است كه در معادن سياره زمين وجود ندارد .


[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]


عكس فوق يك بشقاب پرنده سقوط كرده را نشان ميدهد ، محل چرخش و دوران ديسكها در زير بشقاب پرنده كاملا مشهود است . قطر اين ديسكها چيزي در اندازه 2 متر است .



بعضي از بشقاب پرنده‌هاي پيشرفته به جاي ديسك از دوران يك آلياژ كروي شكل يا كروي پخ شده ، آنهم در خارج از سفينه بهره ميجويند . به خاطر اينكه حجم كره تو پر مقاومت ايده‌عالي در مقابل دوران با سرعتهاي بسيار بالا دارد و در صورت بروز سانحه ، خسارتي به بشقاب پرنده وارد نمي‌شود ، در واقع نه تنها آنها توانايي كپي كردن كهكشانها را در مقياسهاي كوچك دارند ، بلكه قادرند ساختارهاي فيزيكي ذرات و اتمها را در مقياسهاي بزرگ تر كپي نمايند .



[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]


تصوير فوق كره فلزي خارج شده از بشقاب پرنده‌ها و محل استقرار آنها را نشان ميدهد .



يك سوال مهم در مورد نظريه فوق !

سرعت زاويه‌اي ذراتي همچون الكترون بسيار بسيار زياد است يعني رقمي تا اندازه فركانس اشعه گاما ! آيا ميتوان به اين سرعتهاي زاويه‌اي بالا دست يافت ؟

جواب سوال فوق ميتواند اينگونه باشد كه قطر ذرات اتمي خيلي كم بوده و درست است كه سرعت زاويه‌اي آنها فوق‌العاده زياد ميباشد ولي با اين قطر كم ، سرعت خطي نقطه‌اي فرضي در روي سطح آنها نسبتا كم خواهد بود و با افزايش قطر يك كره و يا يك ديسك ، ميتوان به اين سرعت خطي محيطي ، بوسيله سرعتهاي زاويه‌اي كمتري دست يافت . به طور مثال اگر قطر يك ديسك دو برابر شود مسلما محيط آن دو برابر خواهد شد و براي حفظ سرعت خطي نقطه‌اي فرضي در روي محيط آن ديسك ، ميتوان سرعت زاويه‌اي آن را به نصف كاهش داد . يعني ما براي وارونه كردن ميادين الكتريكي و گرانشي ميتوانيم با افزايش قطر ديسك يا كره ، سرعت زاويه‌اي را كم كنيم ، لذا چنين به نظر ميرسد كه از اجسام بزرگ و توخالي هم ميتوان استفاده بهينه نمود .



3- نظريه مغناطيس متضاد

همانطور كه قبلا توضيح داديم تنها فرق ماده با پاد ماده در اختلاف بار الكتريكي آنهاست به اين معني كه پاد پروتون بار منفي و پاد الكترون يا همان پوزيترون بار مثبت دارد ، در اين وضعيت هيدروژن و پاد هيدروژن يكديگر را در كنار هم تحمل نخواهند كرد و با يكديگر واكنش نشان داده و ذرات با هم ادغام ميشوند . اگر چنين باشد ماده و پاد ماده در عالم ميبايست مدتها پيش در هم ادغام و عالم منهدم مي شده است ، ولي تا به امروز اينچنين اتفاقي روي نداده ، علت آن چه ميتواند باشد ؟

زماني كه پاد ماده متراكم شده و اجرام سماوي و كهكشانها را تشكيل ميدهد مسلما ميادين الكتريكي و مغناطيسي نيز پديدار خواهند شد ، مغناطيسي كه توسط پاد ماده پديدار ميشود مغناطيس متضاد ناميده ميشود به اين معني كه اين مغناطيس متضاد به جاي اينكه آهن ماده را جذب كند ، آن را دفع مينمايد و در عوض آهن پاد ماده را جذب خواهد كرد و به اين دليل توده‌هاي ماده و پاد ماده در عالم همديگر را دفع و تصادمي مابين آنها پديدار نمي شود

متريك گرانشي سياه چاله


محاسبه متريك گرانشي سياه چاله ( جرم نوتروني )

نسبيت عام و سياه چاله ها :
يكي از نخستين حل‌هاي معادله ميدان انيشتين را فيزيكدان منجمي به نام كارل شوارتس شيلد به دست آورد . شوارتس شيلد متريك اطراف يك كره ، مثلا اطراف يك ستاره را بدست آورد . اين متريك كه امروزه متريك شوارتس شيلد نام دارد ، خاصيت بسيار عجيبي دارد ، اگر شعاع ستاره از حدي كوچكتر شود ، ديگر حتي نور هم نميتواند از آن بگريزد . در اين حالت ستاره به شيء عجيبي تبديل مي‌شود كه سياه چاله نام دارد . درك فيزيك سياه چاله ها يكي از چالش‌هايي است كه فيزيكدانان بيش از نيم قرن است با آن دست و پنجه نرم مي‌كنند . امروزه تقريبا اكثر فيزيكدانان فعال اعتقاد دارند كه در دنيا ، از جمله در مركز كهكشان راه شيري سياه چاله وجود دارد .

تاريخچه سياه چاله ها :

پس از آنكه مكانيك نيوتني تحت عنوان مكانيك آسماني در شناخت جهان مورد استفاده قرار گرفت ، يكي از موارد مورد توجه سياه چاله ها بود . نخستين بار در سال 1784 جان ميشل طي يك مقاله سرعت فرار را با اطلاعات آن روز محاسبه كرد و اظهار داشت كه اگر گرانش چنان قوي باشد كه سرعت فرار در آنجا بيش از سرعت نور باشد ؛ نور نميتواند از آنجا بگريزد . البته در آن زمان به طور تقريبي سرعت نور را مي‌دانستند ولي حد سرعت ، سرعت نور نبود . زيرا در مكانيك نيوتني سرعت نامتناهي قابل قبول بود . در سال 1796 لاپلاس همان نظريه جان ميشل را دوباره مطرح كرد . در اواخر قرن نوزدهم سرعت نور كاملا معلوم و اندازه گيري شده بود . در سال 1915 انيشتين نظريه نسبيت عام را مطرح كرد و نشان داد كه گرانش روي نور اثر دارد . چند ماه بعد كارل شوارتس شيلد با حل معادله ميدان انيشتين براي يك جرم نقطه‌اي ، اظهار داشت كه از ديدگاه نظري ، سياه چاله ها وجود دارند . شعاعي كه نور نمي‌تواند از آنجا خارج شود به نام شعاع شوارتس شيلد شناخته ميشود . چند ماه بعد از شوارتس شيلد ، يكي از دانشجويان لورنتس به نام ژوهانس دروست ، به همان نتايج شوارتس شيلد رسيد .

در 1920 چاندرازخار كه از شاگردان ادينگتون بود ، نشان داد كه اگر سرعت فرار بخواهد بيش از سرعت نور باشد ، جرم جسم بايد حداقل 1.44 برابر جرم خورشيد باشد . اين عدد امروزه به عنوان حد چاندرازخار شناخته مي‌شود . ادينگتون با دست آورد وي مخالف كرد و آن را نادرست خواند . در 1939 اپنهايمر به اتفاق شاگرد خود اسنايدر پيش بيني كردند كه يك ستاره پر جرم در اثر گرانش فرو مي‌ريزد و به سياه چاله تبديل مي‌شود . هم زمان با آغاز جنگ جهاني دوم ، مسئله سياه چاله ها به فراموشي سپرده شد . در دهه 1960 دوباره نظريه سياه چاله ها و راه حل شوارتس شيلد و فروپاشي گرانشي مورد توجه فيزيكدانان قرار گرفت .

شعاع شوارتس شيلد :
شعاع شوارتس شيلد را ميتوان با استفاده از رابطه سرعت فرار بدست آورد . توضيحات كاملي در مورد سرعت فرار در مبحث نظريه انفجار بزرگ محال است ارايه شده و روابط آن از قرار زير است :

اگر انرژي پتانسيل گرانشي يك دستگاه شامل دو جسم در فاصله بي نهايت را برابر صفر در نظر بگيريم به راحتي مي توان اثبات كرد كه :



[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]




كه در اين رابطه U انرژي پتانسيل ، M جرم زمين ، m جرم گلوله ، G ثابت جهاني گرانش و r فاصله مركز زمين تا مركز گلوله است . با توجه به مطالب گفته شده در بالا مي توان گفت كه :



[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]








براي آنكه نور نتواند از سطح يك جسم بگريزد ، بايد در رابطه فوق سرعت فرار در آنجا برابر سرعت نور شود . چنين جسمي كه مانع فرار نور ميشود ، قابل رويت نيست و آن را سياه چاله مي‌نامند . شوارتس شيلد با استفاده از نسبيت عام ، شعاع يك سياه چاله را محاسبه كرد و به صورت زير ارايه داد :



[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]



كه در آن r شعاع شوارتس شيلد و c سرعت نور ميباشد . سياه چاله ها مثل گرداب عمل مي‌كنند . هر جرم يا انرژي كه به يك سياه چاله نزديك شود ، در داخل فاصله معيني كه افق رويداد آن خوانده مي‌شود ، به طور مقاومت ناپذيري به درون سياه چاله كشيده ميشود . سياه چاله ماده را به سمت خود مي‌كشد و منقبض مي‌كند ، تا آنكه ماده به كلي تجزيه و جز پيكره سياه چاله شود .

نوري كه از اطراف يك سياه چاله عبور مي‌كند ، اگر به افق رويداد نرسد ، روي مسيري منحني شكل از كنار آن مي‌گذرد . اگر به افق رويداد برسد ، در سياه چاله سقوط مي‌كند و سياه چاله را سياه و بنابراين نامريي مي‌كند .





موج يا امواج گرانشي :

گرانش يكي از چهار نيروي اساسي طبيعت فرض ميشود كه ماهيت عمل آن نظير ساير نيروهاست ، با اين تفاوت كه بسيار ضعيف تر از آنهاست . نخستين نيرويي كه به طور جدي مورد توجه قرار گرفت گرانش است . طبق قانون جهاني گرانش كه نيوتن كاشف آن است ، هرگاه دو جسم در فاصله‌اي از يكديگر قرار گيرند ، نيرويي بر هم وارد مي‌كنند كه با حاصل ضرب جرم دو جسم متناسب و با مجذور فاصله نسبت عكس دارد . اين نيرو خاصيت ذاتي ماده است و تجربه نشان داده مستقل از خواص فيزيكي ، شيميايي و محيطي همواره اعمال مي‌گردد . برد اين نيرو بينهايت است . بسياري از فيزيكدانان از جمله فارادي و پلانك اعتقاد داشتند كه نيروهاي گرانشي و الكترومغناطيسي تشابه بسيار زيادي به يكديگر دارند و احتمالاً رابطه مشابهي نظير آنچه كه بين نيروهاي الكتريكي و مغناطيسي وجود دارد ، بين گرانش و نيروي الكترومغناطيسي نيز وجود دارد . آلبرت انيشتين نيز تلاش بسيار كرد كه اين دو نيرو را در يك نيروي اوليه خلاصه كند ، اما موفق نشد . البته در زمان انيشتين نيروهاي مهم و مطرح همين دو نيروي گرانشي و الكترومغناطيسي بود .

نظريه نسبيت عام كه گرانش را به منزله انحناي فضا - زمان چهار بعدي مطرح مي كند ، انواعي از پديده‌هاي غير عادي را پيش بيني مي كند . بنابر نسبيت عام هر جسمي كه جرم داشته باشد موجب مي‌گردد كه فضاي اطراف آن خميده شود . هر زمان كه اين جسم حركت كند ، اين انحنا با صورت بندي جديد ماده ، متناسب مي گردد . اين تنظيم فضا - زمان با وضعيت متغير مكاني ماده موجب مي شود كه امواج گرانشي با سرعت نور در فضا منتشر شود . در نتيجه هر جسم متحركي از خود تشعشعات گرانشي منتشر مي كند .

امواج گرانشي نسبت به ساير نيروها فوق‌العاده ضعيف است . براي مشاهده ضعيف بودن امواج گرانشي نسبت به امواج الكترومغناطيسي كافيست قانون گرانش و قانون كولن را براي دو الكترون بكار بريد . خواهيد ديد كه امواج الكترومغناطيسي تقريباً ده بتوان چهل مرتبه از امواج گرانشي قوي تر است .

وقتي امواج الكترومغناطيسي به ماده برخورد مي كنند ، فقط ذرات باردار را تكان مي دهند . ولي امواج گرانشي موجب ميشوند كه تمام ذرات ماده تحت تاثير قرار گيرند . همچنين به دليل آنكه امواج الكترومغناطيسي بسيار قوي تر از امواج گرانشي است ( تقريباً ده بتوان چهل بار ) هنگام عبور امواج به همين نسبت نيز ذراتي كه در مسير آنها هستند تحت تاثير قرار مي گيرند .

در دهه 1960 ژوزف وبر از دانشگاه مريلند ترتيبي داد تا امواج گرانشي را آشكار سازد . آنتني كه وبر براي آشكار ساختن امواج گرانشي ساخت استوانه‌اي آلومينيمي بود به قطر 60 سانتيمتر و طول 1.5 متر كه وزن آن بيش از يك تن بود . اين استوانه توسط سيمي كه در وسط آن به دور استوانه پيچيده شده بود در يك محفظه خلا به طور معلق قرار داشت . همچنين اين محفظه به وسيله سيستمي از كمك فنرها از جهان خارج جدا شده بود . وقتي يك موج گرانشي از درون استوانه عبور ميكرد فشارهايي به وجود مي آورد . وبر براي آشكار كردن نوسانات حاصل ، تعدادي كريستال پيزوالكتريك بر روي سطح استوانه نصب كرد . اين كريستالها نوسانات را به جريان‌هاي الكتريكي ضعيفي مبدل مي كنند . سپس اين جريان‌ها تقويت و ثبت مي شوند . يك چنين استوانه آلومينيمي به دليل وجود تاثيرات گرمايي همواره در حال نوسان خواهد بود . براي غلبه بر اين مشكل صافيهايي الكترونيكي در سيستم نصب شده تا تمام نوسانات را به استثناي بزرگترين آنها حذف كند . علاوه بر اين وبر دو عدد از اين آنتن‌ها را يكي در دانشگاه مريلند در نزديكي واشنگتن و ديگري را در آزمايشگاه ملي ارگون خارج از شيكاگو نصب كرد . اين دو آنتن بوسيله خطوط تلفن به نحوي به هم وصل بودند كه نوسانات بزرگ آني كه در هر دو ايستگاه رخ مي داد ، به سرعت ثبت مي كردند . در سال 1969 وبر با اعلام اين خبر كه امواج گرانشي را به طور موفقيت آميزي آشكار كرده فيزيكدانان را متحير كرد . هر روزه حداقل يك نوسان بزرگ ثبت مي شد و نشان مي داد كه يك موج گرانشي به زمين برخورد مي كند . با اين وجود بسياري از دانشمندان نسبت به درستي نتايج آزمايش وبر مشكوك هستند . هرچند كه هيچ كس نتوانسته نشان دهد كه كدام قسمت از نتايج آزمايش وبر نادرست است .

نحوه عملكرد امواج گرانشي بر ذرات باردار و بدون بار چنين بنظر ميرسد : زمانيكه يك موج گرانشي از يك جسم عبور ميكند ، ممكن است جهت نوسان ذرات عمود بر جهت انتشار موج گرانشي باشد ، ولي در اين حالت ذرات نسبت به يكديگر حركت نسبي دارند و ذرات بطور يكسان و يكپارچه و باهم ارتعاش نمي كنند . بطور مثال اگر امواج گرانشي از يك لوله استوانه‌اي عبور كنند و ما سطح مقطع دايره‌اي آنرا ناظر باشيم ، مشاهده خواهيم كرد كه ذرات سمت چپ و راست از مركز دايره دور ميشوند و در همان لحظه ذرات بالا و پائين به مركز دايره نزديك ميشوند و لحظه‌اي بعد ، اين وضعيت بر عكس ميشود . نمونه كيهاني اين تحولات گرانشي ، لحظه انفجار ستارگان بسيار عظيم است كه جرمشان هزاران مرتبه از خورشيد ما بزرگتر است و امواج گرانشي حاصل از انفجار ، بهنگام عبور از منظومه شمسي ، موجب نوسان ماه و زمين به عقب و جلو ميشوند .





اشكالات امواج گرانشي در نسبيت عام :







"‌ اخترشناسان به تازگي از پيشرفت‌هاي رصدي و نظري درباره فاجعه بارترين واقعه در عالم ، پس از مهبانگ ، خبر دادند يعني :

ادغام سياهچاله هاي ابر پر جرم . اين برخوردهاي عظيم بايد در مدت كوتاهي ، 23^10 برابر خورشيد انرژي آزاد كنند ، كه همه اين انرژي به شكل امواج نامريي گرانشي است ؛ امواجي در انحناي فضا ـ زمان كه در نسبيت عام انيشتين هم پيش بيني شده ، اما هنوز بطور قطع شناخته نشده‌اند .

اخترشناسان سالهاست كه ميدانند ابر سياهچاله ها ، با جرمي معادل چند ميليون تا چند ميليارد برابر جرم خورشيد ، در مركز كهكشانهاي بزرگ مخفي شده‌اند . اين هيولاها به تحول كهكشانها نظم مي بخشند . وقتي دو كهكشان با هم ادغام مي شوند ، سياهچاله هاي ابر پر جرم بايد در عرض چند صد ميليون سال در مداري به گرد هم قفل شوند .

اين جفت چرخان به دور هم ، ستاره هاي نزديك را پراكنده مي كنند . به اين فرآيند كه آنها را نزديكتر به هم مي كشاند ، اصطكاك ديناميكي مي گويند . اگر اين دو به فاصله يك هزارم سال نوري از هم برسند آنچنان با حركت خود ساختار فضا ـ زمان را در هم مي پيچند كه با گسيل امواج گرانشي و از دست رفتن انرژي ، مطابق اصل بقاي تكانه انرژي ، امواج گرانشي قدرتمندي را ساطع مي كنند . مدارهايشان جمع تر مي شود و سرانجام آنقدر به دور هم مي گردند تا تبديل به يك سياهچاله شوند . اما چنين رخدادي چقدر معمول است ؟

اخترشناسان ، براي يافتن پاسخ اين پرسش ، بايد سياهچاله هاي دوتايي با جدايي كم را پيدا كنند . اخترشناسان دانشگاه نيومكزيكو در گزارش اخير خود خبر كشف احتمالي به هم چسبيده ترين جفت سياهچاله ها را اعلام كردند . اين دو سياهچاله ، دو منبع راديويي درخشان در نزديكي مركز كهكشان 0402+379 در صورت فلكي برساوش اند .

اخترشناسان با استفاده از آرايه با خط مبناي بسيار بلند (VLBA) ـ شبكه‌اي از 10 تلسكوپ راديويي كه در خطي به طول 8000 كيلومتر از هاوايي تا شرقي ترين جزاير دريايي كارايب گسترده‌اند ، جدايي زاويه‌اي اين زوج را فقط 6.9 ميلي ثانيه قوس بدست آوردند ، كه با توجه به فاصله 750 ميليون سال نوري اين جفت از ما ، فاصله آن دو از هم 24 سال نوري به دست مي‌آيد . اين عدد 100 بار كمتر از جدايي بين جفت سياهچاله هايي است كه پيش از اين كشف شده بود .

طيفهايي با تفكيك كم كه به كمك تلسكوپ هابي ـ ابرلي در تگزاس گرفته شده است كه گردش آنها به دور هم را نشان مي دهد و جرم مجموعشان را دست كم 150 ميليون برابر جرم خورشيد به دست مي دهد . احتمالا ً دوره گردش آنها به دور هم 150 هزار سال طول مي كشد تا آن دو در هم ادغام شوند .

ممكن است جدايي بين دو سياهچاله بيشتر از اين باشد ، اگر يكي از آنها بسيار جلوتر از ديگري ، نسبت به زمين باشد و از ديد ما كنار هم بنظر برسند ؛ كه البته احتمالش بسيار كم است . براساس بررسي هاي نظري وقتي كهكشانها ادغام مي شوند ، اصطكاك ديناميكي به سرعت دو سياهچاله را به هم نزديك مي كند تا فاصله شان به 30 سال نوري برسد . سپس مهاجرت بسوي هم كند مي شود ، پيش از اين كه برهمكنش با گاز ، دسته‌اي ستاره ، يا سياهچاله سومي سبب ادغام دو ابرسياهچاله شود .

فيزيكدانان همچنين مايل اند ردپاي امواج گرانشي را در انحناي فضا ـ زمان شناسايي كنند ؛ آثاري كه حاصل ادغام سياهچاله هاي غول پيكرند . مطابق نسبيت عام انيشتين انحناي فضا در اطراف جرم شكل مي گيرد و جرم زياد و بي اندازه چگال سياهچاله انحناي فوق‌العاده‌اي را در فضا ـ زمان ايجاد مي كند و با حركت دو سياهچاله به دور هم خميدگي فضا ـ زمان نيز جابجا مي شود و موجي از انحناي فضا ـ زمان را منتشر مي كند كه موج گرانشي نام دارد . اخترشناسان مركز پرواز هاي فضايي گادرد ناسا در گزارشي اعلام كردند كه شبيه سازي هاي سه بعدي ابر رايانه ها نشان مي دهد در جريان فرايند ادغام ، امواج به سوي بيرون حركت مي كنند . آنها معادلات انيشتين را به زبان رايانه ترجمه كردند . شبيه سازي مشخص كرد كه اگر سياهچاله هاي ابر پر جرم در هر كهكشان در فاصله چند ميليارد سال نوري از زمين با هم ادغام شوند ، آشكارسازهاي امواج گرانشي بايد به دنبال چه نشانه‌هايي بگردند . چندين شبيه سازي انجام شده و حالا دانشمندان مطمئن اند كه شبيه سازي‌ها بيشترين شباهت را با واقعيت دارند . آنها دريافتند كه 4 درصد جرم سياهچاله ها به امواج گرانشي تبديل مي شود . بسامد و شدت امواج با نزديكتر شدن سياهچاله ها به هم افزايش مي يابد .

هر موجود ميكروسكوپي در فاصله چند واحد نجومي از اين رخداد به سبب امواج گرانشي تكه تكه خواهد شد . اما زماني كه اين امواج ميليون‌ها يا ميليارد‌ها سال نوري سفر كنند و به زمين برسند ، اثر كشيده شدن يا فشرده شدن حاصل از عبور موج گرانشي بر موجودات زمين بسيار كمتر از اندازه هسته يك اتم است . به سبب بسامد كم و ضعيف بودن اين امواج ، دانشمندان براي آشكار ساختن آنها به آرايه‌اي از فضاپيماها نياز دارند . ناسا و اسا در حال تدارك اين ماموريت اند ؛ آنتن فضايي تداخل سنجي ليزري (ليزا) . البته ليزا هم يكي از ماموريتهاي ناسا در فهرست ابهام است زيرا كاهش بودجه ناسا بسياري از ماموريتهاي آينده را لغو كرده است .



منبع : مجله نجوم 160 ــ شماره دهم تيرماه 1385









" آشكار سازهايي كه امروزه براي جستجوي امواج گرانشي به كار مي روند ، گرچه تلسكوپ امواج گرانشي نيز نام دارند اما در عمل هيچ شباهتي به تلسكوپ نوري ندارند .
اساس كار اين آشكار سازها ، پديده‌اي به نام تداخل سنج است . در اين روش دو باريكه هم فاز نور در دو مسير عمود بر هم حركت مي كنند ، در انتهاي مسيرها بازتابنده‌اي قرار دارد كه نور را به مبداء باز مي تاباند .
دو باريكه نور وارد يك تلسكوپ مي شوند و يك طرح تداخلي مي سازند . در آنجا ميتوان فهميد كه در طول مسير آيا اتفاقي براي يكي از پرتوها روي داده است يا خير ؟
اگر پديده‌اي باعث تغيير يكي از باريكه‌ها شود آنگاه دو پرتو با هم اختلاف فاز پيدا مي كنند و وقتي با يكديگر تركيب شوند طرح تداخلي آنها تغيير خواهد كرد و ديگر همان شكل قبلي را نخواهد داشت . با مشاهده اين تغيير مي توان فهميد كه چه اتفاقي افتاده است . اگر اين پديده موج گرانشي باشد ، موج گرانشي در راستاي عمود بر انتشار خود ، فضا - زمان را دچار تغيير خواهد كرد .
به عبارتي مسير نور در اثر عبور موج گرانشي تغيير مي كند . فرض كنيم در راستاي يكي از بازوها عبور مي كند ، طبق خاصيت موج گرانشي ، طول بازو براي مسير نور تغيير مي كند . درست مثل وقتي كه نور در هوا وارد آب يا شيشه مي شود و سرعت آن تغيير مي كند . بنابراين نور در مدت زمان متفاوتي اين مسير را طي مي كند و به همين دليل نسبت به حالات قبل اختلاف فاز پيدا مي كند . اختلاف فاز اين پرتو موجب مي شود كه ديگر پرتوها يكديگر را خنثي نكنند و در نتيجه يك جرقه را لحظه‌اي با شكل خاص مشاهده مي كنيم . پس مشاهده يك درخش نمايانگر عبور موج گرانشي است اما ممكن است عوامل ديگري مثل زمين لرزه باعث ايجاد چنين تغييراتي شود . به همين خاطر در مجاورت يكي از آشكارسازها ، آشكارساز كوچكتري با همين خصوصيات ولي با طول بازوي 2 كيلومتر ساخته مي شود . اگر موج گرانشي عبور كند ، اثر آن بر آشكارساز كوچك ، نصف آشكارساز بزرگ است . از جمله آشكار سازهاي روي زمين آشكار ساز ليگو است .
ليگو با وجود آنكه در حال حاضر بزرگترين آشكار ساز امواج گرانشي روي زمين است ولي مشكلات و محدوديت‌هاي بزرگ نيز دارد كه مهمترين آنها حساسيت نسبتاً پايين به امواج گرانشي است . ليگو مي تواند منظومه دوتايي ستاره‌هاي نوتروني را تنها در چند صدم ثانيه‌اي كه اين دو با هم برخورد مي كنند آشكار كند . در چنين لحظه‌اي امواج گرانشي در حوالي منظومه بسيار قوي است .
يك راه ديگر براي آگاهي از امواج گرانشي و آنچه در پيرامون ما در فضا اتفاق مي افتد شبيه سازي رايانه‌اي است . در اين كار وضعيت فيزيكي خاصي را در نظر مي گيرند و با كمك معادلات توصيف كننده آن وضعيت ، رفتار بعدي آن را شبيه سازي مي كنند ، هر چند كه معادلات رياضي بسيار پيچيده‌اي دارند . بررسي امواج اجرام مختلف به ما كمك مي كند تا اطلاعات بيشتري در مورد ساختار آنها كسب كنيم . با مشاهده انفجار يك ابر نو اختر مي توان سرعت امواج الكترومغناطيس و سرعت موج گرانشي را مقايسه كرد . دريافت موج گرانشي از يك ستاره نوتروني مي تواند اطلاعات دقيق تري در مورد شعاع و جرم آنها به ما دهد .
طرحي به نام ليزا Lisa در دست است كه از سه ماهواره تشكيل شده در فضا به شكل يك مثلث متساوي‌الاضلاع با طول هر ضلع 5 كيلومتر قرار دارد . ماهواره‌هاي ليزا در فاصله 50 ميليون كيلومتري زمين به دور خورشيد قرار خواهند گرفت . يكي از ماهواره‌ها ، هم به صورت منبع تابنده ليزر و هم به صورت دريافت كننده پرتوهاي بازتابنده عمل مي كند و دو ماهواره ديگر در نقش بازتابنده ( از قطعات مكعبي شكل ساخته شده است ) استفاده مي كنند كه آزادانه در فضاي درون ماهواره حركت مي كند ................






2- اگر سرعت امواج گرانشي برابر سرعت نور باشد ؛ اين امواج نمي‌توانند از افق رويداد يا شعاع شوارتس شيلد اجرام نوتروني فرار و به طرف پيرامون منتشر و حتي آشكار شوند ، براي اينكه طبق نظريات جديد ، ميدان گرانش هر جسمي تشكيل شده است از امواج گرانشي خود آن جسم كه مربوط به ذرات زير كوانتومي فرضي به نام گراويتون ميشود و علت آن اين است كه اتم‌ها ساكن نبوده بلكه با نوسانات زيادي در حال جنبش هستند كه مسلما امواج گرانشي توليد خواهند كرد ، يعني چيزي شبيه امواج الكترومغناطيسي پيرامون اجسام باردار يا مواد باريوني كه مربوط به ذراتي به نام فوتون ميشود . در صورت درست بودن نظريات فعلي هيچ ميدان گرانشي نمي‌تواند پيرامون سياهچاله ها پديدار شود و اين در حالي است كه ميدان گرانش قوي پيرامون اجرام نوتروني شناسايي شده است . و بايد گفت كه اين امواج گرانشي در برهمكنش سياهچاله ها با يكديگر در يك سيستم ( منظومه ) دوتايي شناسايي و رديابي شده و جالب است كه اين پديده شناخته شده يكي از شواهد اثبات نظريه نسبيت تلقي ميشود . اگر طبق نظريات مكانيك كوانتومي ذره زير كوانتومي وجود داشته باشد و آن حامل نيروي گرانش باشد ، سرعت اين ذرات ميبايست به مراتب بيشتر از سرعت نور يا فوتونها باشد تا بتوانند خارج از افق روي داد يك سياه چاله گسترش و انتشار يابند .



امروزه سرنخ‌هايي از اين سرعت‌هاي بسيار بالا بدست آمده است :



" سرعت نور شكسته شد

محققان دانشگاهي در سوئيس سيگنالي را رديابي كردند كه سرعتي بالاتر از سرعت نور دارد . به گزارش خبرگزاري مهر ، محققان دانشگاه ژنو در سوئيس موفق به كشف سيگنالي شدند كه سرعت حركت آن از سرعت نور بيشتر است . در دنياي خارق‌العاده كوانتوم و مكانيك كوانتومي ، پديده‌اي به نام درگيري ذرات با يكديگر وجود دارد به اين معني كه اگر دو ذره كه به شدت با هم در ارتباطند را از يكديگر جدا كرده و در فاصله طولاني از هم نگه داريم ، علي رغم فاصله‌اي كه بين آنها وجود دارد ، در صورت بروز تغيير در يكي از ذره‌ها ديگري نيز دچار تغيير خواهد شد . اين پديده توسط دكتر دانيل سالارت و همكارانش در دانشگاه ژنو مورد بررسي قرار گرفت . وي دو فوتون نور مرتبط و درگير به هم را در آزمايشگاه به فاصله 18 كيلومتر از يكديگر دور كرد و با بررسي خصوصيات هر يك از آنها دريافت كه با تغيير در هر كدام ديگري نيز متحول مي شود . وي اين آزمايش را بر روي جفتهاي زيادي از فوتونها انجام داد كه نتايج به دست آمده مشابه نتيجه اوليه بود . با مشاهده اين نتايج محققان به اين نتيجه رسيدند كه بين اين دو ذره سيگنالي در حال حركت است كه خصوصيات يكي را به ديگري منتقل مي كند . بر اساس گزارش NewScientist، محققان بر اين باورند كه اين سيگنال بايد سرعتي 10000 بار بيشتر از سرعت نور داشته باشد تا بتواند خصوصيت يك فوتون را به ديگري منتقل كند . K انرژي جنبشي و Vesc سرعت فرار گلوله ميباشد . 1- همچنانكه مي دانيم در نسبيت عام ، گرانش اثر هندسي ماده بر فضاي اطرافش ميباشد و آنرا انحناي فضا - زمان مي نامند كه كميتي پيوسته است . با حركت جسم ميزان انحناي فضا - زمان نيز تغيير مي كند . اگر فرض كنيم كه امواج گرانشي نيز كميتي پيوسته است آنگاه با مكانيك كوانتوم ناسازگار خواهد بود . يعني از چهار نيروي اساسي سه تاي آنها كوانتومي و يكي پيوسته است . اگر فرض كنيم كه امواج گرانشي نيز كوانتومي است كه در اين صورت فضا - زمان با امواج گرانشي كه نسبيت خود باني است ناسازگار خواهد بود .

کد:

---

http://www.nojum.ir

---

"

کد:

---

http://hamidoroud.blogfa.com/post-38.aspx

---

"

سونامي چگونه به وجود مي‌آيد؟


كلمه سونامي (tsunami) از كلمات ژاپني tsu (بندر) و nami (امواج) تشكيل شده است. سونامي موج يا رشته‌اي از امواج است كه در اقيانوس به دنبال زلزله هاي دريايي بوجود مي‌آيد.
اين امواج ممكن است صدها كيلومتر پهنا داشته باشد و هنگام رسيدن به ساحل به ارتفاع آن به 10.5 برسد.اين "ديوارهاي آب" با سرعتي تندتر از يك هواپيماي جت پهنه اقيانوس را مي‌پبمايند،به ساحل كوبيده مي‌شوند و تخريب وسيعي را باعث مي‌شوند.
براي درك سونامي بايد ساختمان موج را شناخت. امواج معمولي ما در كنار ساحل دريا يا در حوضچه‌هاي آب مي‌بينيم، از يك ستيغ(بالاترين نقطه موج) (crest)و يك ناوه (پايين‌‌ترين نقطه موج)(trough)تشكيل مي‌شوند.
امواج را به دو طريق اندازه مي‌گيرند:
*ارتفاع موج (wave heigth):فاصله بين ستيغ و ناوه.
*طول موج(wave length): فاصله افقي بين ستيغ دو موج متوالي.
بسامد يا فركانس امواج بر حسب زماني كف طول مي‌كشد تا دو موج متوالي از يك نقطه بگذرند – كه به آن دوره موج مي‌گويند- اندازه‌گيري مي‌شود.
هم سونامي‌ها و هم امواج معمولي داراي اين بخش‌ها هستند و به طريق مشابهي اندازه‌گيري مي‌شوند. اما تفاوت‌هاي زيادي ميان آن دو از لحاظ اندازه، سرعت، و منشا وجود دارد:


خصوصيت موج
موج ناشي از باد
موج سونامي

سرعت موج 8 تا 100 كيلومتر در ساعت 800 تا 1000 كيلومتر در ساعت
دوره موج 5 تا 20 ثانيه 10 دقيقه تا 2 ساعت
طول موج 100 تا 200 متر 100 تا 200 كيلومتر




امواج در اقيانوس‌ها به علل مختلفي مانند فعاليت‌هاي زيرآبي، فشار جوي، و كشش جاذبه رخ مي‌دهند، اما شايع‌ترين علت آنها باد است.
باد منبع انرژي موج حاصل است و اندازه سرعت باد به قدرت باد وابسته است. نكته مهمي كه بايد به خاطر داشت اين است كه امواج نشان‌دهنده حركت آب نيستند، بلكه حركت انرژي از طريق آب را نشان مي‌دهند.

تولد سونامي


شايع‌ترين علت سونامي‌ها زلزله‌هاي زيردريايي هستند. براي اينك بدانيم اين زلزله‌ها گونه رخ مي‌دهند، بايد "تكتونيك صفحه‌اي" را بشناسيم.
نظريه تكتونيك صفحه‌اي بين مي كند كه ليتوسفر يا بخش فوقاني كره زمين از چندين صفحه عظيم تشكيل شده است. اين صفحات قاره‌ها و كف درياها را مي‌سازند.
اين صفحات بر روي يك لايه زيرين چسبناك نيمه‌جامد به نام آستنوسفر قرار دارند. يك پاي سيب بريده‌شده را در نظر بگيريد، قشر بيروني كيك ليتوسفر و بخش داخلي داغ پركننده آن آستنوسفر است.
اين صفحات مدواما روي كره زمين با سرعتي در حد 2.5 تا 5 سانتي‌متر در سال در حال حركتند.
اين حركت بيش از همه در طول خطوط گسل( خط برش كيك را در نظر بگيريد) رخ مي‌دهد. حركت اين صفحات باعث بروز زلزله‌ها و آتش‌فشان‌ها مي‌شود كه در كف اقيانوس ها هم ممكن است رخ دهند و دو منشا احتمالي سونامي هستند.
هنگامي كه دو صفحه د ر ناحيه‌اي كه مرز صفحه‌اي ناميده مي‌شود در تلاقي با يكديگر قرار مي ‌گيرند، صفحه سنگين‌تر به زير صفحه سبك‌تر مِي‌‌لغزد. اين پديده را لغزش به پايين(subduction) مي‌نامند. بروز پديده لغزش به پايين زيرآبي اغلب جاگذاري‌هاي فراواني به شكل گودال‌هاي عميق اقيانوسي در كف دريا ايجاد مي‌كند.
در برخي مواردهنگام بروز اين پديده بخشي از كف دريا كه به صفحه سبك‌تر متصل است ممكن است به علت فشار صفحه به زيررونده ناگهان به سمت بالا جابجا شود. نتيجه اين وضعيت بروز زلزله است. كانون زلزله نقطه‌اي درون زمين است كه براي اولين بار شكست در آن رخ مي‌دهد، صخره مي‌شكنند و اولين امواج لرزه‌اي بوجود مي‌آيند.
اپي‌سنتر يا مركز سطحي زلزله نقطه‌اي از سطح درياست كه مستقيما روي كانون زلزله قرار دارد.
هنگامي كه اين قطعه از صفحه به بالا مي‌پرد، ميليون‌ها تن صخره با نيرويي عظيم به بالا فرستاده مي‌شوند، انرژي اين نيرو به آب منتقل مي‌شود.اين انرژي آب را به بالاتر از سطح معمول دريا مي‌راند.به اين ترتيب سونامي زاده مي‌شود.

ديناميك سونامي


هنگامي كه آب به سمت بالا رانده مي‌شود،‌ جاذبه بر روي آن عمل مي‌كند، وانرژي را به طور افقي به موازات سطح آب هدايت مي‌كند. سپس انرژي از ميان اعماق آب از مركز اوليه جنبش به اطراف گسترش مي‌يابد.
نيروي عظيمي كه بوسيله جنبش لرزه‌اي ايجاد مي‌شود سرعت باورنكردني سوناي را ايجاد مي‌كند.
سرعت واقعي سونامي با اندازه‌گيري عمق آب در نقطه‌ايي كه سونامي از آن مي‌گذرد، محاسبه مي‌شود.اين سرعت مساوي ريشه دوم حاصلضرب شتاب جاذبه در ميزان عمق آب است.
توانايي سونامي براي حفظ سرعتش مستقيما نحت تاثير عمق آب قرار دارد.سونامي درآب‌هاي عميق‌تر سريع‌تر حركت مي‌كند و در اب‌هاي كم‌عمق‌تر سرعتش كند مي‌شود.
بنابراين برخلاف امواج معمولي، انرژي راننده سونامي نه روي سطح آب بلكه از ميان آب حركت مي‌كند. ارتفاع سونامي معمولا تا هنگامي كه به كنار ساحل برسد بيش از يك متر نيست و معمولا قابل تشخيص نيست.

برخورد سونامي به ساحل


هنگامي كه سونامي به ساحل مي‌رسد، به شكل آشناي مرگبارش بدل مي‌شود.هنگامي كه سونامي به خشكي مي‌رسد، به آب كم عمق كنار ساحل ضربه مي‌زند.آب كم عمق و خشكي ساحلي باعث متراكم‌شدن انرژي مي‌شود كه آب منتقل مي‌كند.اين امر تغييرشكل سونامي را آغاز مي‌كند.
توپوگرافي كف دريا در اين محل و شكل ساحل بر ظاهر و رفتار سونامي تاثير مي‌گذارد.
همچنانكه سرعت موج كاهش مي‌يابد، ارتفاع آن به طور قابل‌توجهي بالا مي رود- انرژي متراكم‌شده آب را به سمت بالا مي‌راند.
سرعت يك سونامي معمول كه به خشكي نزديك مي شود تا 50 كيلومتر در ساعت كاهش مي‌يابد، و در مقابل ارتفاع آن تا 30 متر بالاي سطح دريا مي‌رسد. با افزايش ارتفاع موج حين اين فرآيند طول موج به شدت كاهش مي‌يايد.( فشرده شدن يك آكاردئون را در نظر بگيريد.)
شاهدي كه در كنار ساحل قرار دارد، بالا و پايين‌رفتن شديد آب را هنگامي كه سونامي قريب‌الوقوع است، مشاهده خواهد كرد.به دنبال آن ناوه واقعي سونامي به ساحل مي‌رسد. سونامي‌ها اغلب به صورت رشته‌هايي طغيان‌هاي قدرتمند و سريع آب و نه به صورت يك موج منفرد غول‌آسا تظاهر مي‌كنند.
البته ممكن است يك اُشترك (Bore) كه يك موج عمودي بزرگ است با جبهه‌اي زيروروكننده ظاهر شود.اُشترك‌ها اغلب با طغيان‌هاي سريع آب دنبال مي‌شوند، كه به خصوص باعث تخريب ساحل مي‌شود. پنج تا 90 دقيقه پس از ضربه اوليه ممكن است امواج ديگري به دنبال آيد- قطار موج سونامي، پس از حركت به صورت رشته‌اي از امواج در فواصلي طولاني، خود را به ساحل مي كوبد.
سونامي به خصوص اگر بدون هشدار قبلي به ساحلي برخورد كند، تلفات بسياري به بار مي‌آورد، و خط ساحلي با خاك يكسان مي‌كند و همه چيز را با خود به دريا مي‌كشاند.
منطقه‌اي كه در معرض بيشترين خطر تخريب قرار دارند، نواحي در حد فاصل 1.6 كيلومتري خط ساحلي، به خاطر طغيان آب و آوار پراكنده‌شده، و با ارتفاع كمتر از 15 متر از سطح دريا به خاطر ارتفاع امواج ضربه‌زننده است.
سونامي حتي مي‌تواند به علت خصوصيات متفاوت بستر دريا و ساحل به پناهگاه‌هاي دور از ساحل هم برسد. براي مثال يك منطقه حفاظت‌شده ساحلي با ورودي باريك يك مسير "شيپوري" ايجاد مي‌كند، كه باعث تشديد قدرت مخرب امواج مي‌شود. يا كانال رودخانه‌اي راه را براي نفوذ بيشتر سونامي به مناطق داخلي‌تر مي‌گشايد.
تا زماني كه يك سونامي به ساحل برخورد نكند، مشكل است نحوه تعامل آن را با خشكي پيش‌بيني كرد.

منبع:به نقل از سايت سي پي اچ تئوري

هفت شگفتي عظيم در جهان فيزيك

ما به جايي رسيده‌ايم كه كه بدون حل كردن برخي از مشكلات و مسايل فيزيك، نمي‌توانيم در مورد حقايق و پديده‌هاي جالب و شگفت‌انگيز ديگر فيزيكي، اطلاعات بيشتري كسب كنيم. براي درك مفاهيمي مثل خاستگاه و بنياد جهان هستي، سرنوشت نهايي سياهچاله‌هاي فضايي يا امكان سفر در زمان، نياز داريم كه بدانيم جهان هستي چگونه ادامه‌ي حيات مي‌دهد.





ما به جايي رسيده‌ايم كه كه بدون حل كردن برخي از مشكلات و مسايل فيزيك، نمي‌توانيم در مورد حقايق و پديده‌هاي جالب و شگفت‌انگيز ديگر فيزيكي، اطلاعات بيشتري كسب كنيم. براي درك مفاهيمي مثل خاستگاه و بنياد جهان هستي، سرنوشت نهايي سياهچاله‌هاي فضايي يا امكان سفر در زمان، نياز داريم كه بدانيم جهان هستي چگونه ادامه‌ي حيات مي‌دهد.
هم‌اكنون يك ايده‌ي خوب در ذهن ما هست كه مي‌تواند منتج به كشف حقيقت و بنياد هستي شود. علم فيزيك در قرن بيستم بر پايه‌ي انقلابهاي دوگانه‌ي مكانيك كوانتومي (تئوري ماهيت جسم) و نظريه‌ي معروف اينشتين در مورد فضا، زمان و جاذبه معروف به نسبيت، بنا شده است. اما وقتي شما به دو تعريف نهايي از واقعيت دست پيدا مي‌كنيد زماني كه تنها يك واقعيت را موجود مي‌بينيد، اين راضي‌كننده نيست.
تلاش براي يگانه‌سازي اين دو تئوري، موانع تكنيكي فني و مفهومي وحشتناكي را بر سر راه بهترين نظريه‌پردازان فيزيك در طول دهه‌هاي گذشته قرار داده و آنان را به چالش كشيده است. براي مثال از آنجايي كه جاذبه، خودش را به عنوان يك عامل ايجاد انحراف در فضاي چهاربعدي زمان-مكان معرفي مي‌كند، پذيرش نظريه‌ي كوانتومي در مورد جاذبه ايجاد مشكل مي‌كند. از يك جهت، اين به معناي پذيرش شك و ترديد هايزن‌برگ در مورد فرضيات موجود راجع به زمان – مكان به شكل في‌نفسه است كه قطعاً مشكل‌ساز خواهد بود.
اما ممكن است اين ترديدها، يك معناي ديگر هم داشته باشند و آن به معناي وجود يك مشكل در رابطه با گرايش و رويكرد ما نسبت به قضيه است. شايد ما نبايد مفهوم جاذبه را به تنهايي بررسي كنيم. اكثر تلاشهايي كه براي يكسان‌سازي نظريات موجود در مورد جاذبه انجام شدند، خود منجر به اين گشتند كه تعريف كيفيت و كميت جاذبه، وارد يك بحث و ميدان جديد شود كه به ناچار همه‌ي نيروهاي طبيعت مانند همه‌ي اجزاي زيراتمي را به يك چارچوب تئوريك محدود مي‌كند. اين ايده‌يي است كه برخي از فيزيك‌دانها آن را "تئوري همه‌چيز" مي‌خوانند.
نظريه‌ي جديدي كه در حال حاضر مطرح مي‌شود، نظريه‌ي "فرا-رشته‌يي" است كه به وجود حلقه‌هاي كوچك و ريز رشته‌يي اتمي به عنوان سازنده‌ي همه‌ي مواد حكم مي‌دهد. فرضيه‌ي ديگري كه وجود دارد و به تئوري ام مشهور است هنوز كمي پيچيده و مبهم به نظر مي‌رسد و مي‌تواند به عنوان لايه‌يي كه در ابعاد وسيعتر فضايي حركت دارد، تصوير شد. اما مرحله و روند پيشرفت در اين نظريه‌ها در بهترين حالت، اينگونه جمع‌بندي مي‌شود كه هيچ كس دقيقاً به ياد نمي‌آورد وجود حرف "M” در نظريه‌ي ام، دقيقاً به چه دليلي است و چه واژه‌يي را تداعي مي‌كند. راه درازي در پيش است...





اينشتين، ضدجاذبه را بزرگترين اشتباه خود مي‌شمارد. اما به نظر مي‌رسد كه او با اضافه كردن يك نظريه‌ي ضدجاذبه به فرضيه‌ي نسبيت خود كه آن را شرط فلسفه‌ي انتظام گيتي مي‌خوانند، كار درستي انجام داده است.
اين شرط اضافه در فرضيه‌ي نسبيت، به فضا يك خاصيت تدافعي نسبت مي‌دهد به اين معنا كه فضا خودش را دفع مي‌كند، گسترده‌تر مي‌شود و هرچه سريعتر اين روند افزايش گستردگي ادامه مي‌يابد. اينشتين اين عامل به ظاهر بي‌ارزش را اضافه كرد چرا كه تصور مي‌شد جهان هستي ثابت است و بي‌حركت. در نتيجه نياز بود تا نيرويي وجود داشته باشد و قدرت كشش جاذبه‌يي زمين را بالانس و دچار تعادل كند كه مواد موجود بر روي زمين، كوچك و كوچكتر نشوند.
اما در دهه‌ي ۱۹۲۰، ادوين هابل كشف كرد كه جهان هستي خود به خود در حال گسترش و افزايش است. در نتيجه اينشتين نيز نظريه‌ي "تعادل انتظامي گيتي" را به دليل ترس، پس گرفت!
اما به نظر مي‌رسد اين ايده نبايد محو شود. نظريه‌ي كوانتومي ميدانها، ثابت مي‌كند كه حتي فضاهاي خالي نيز با انرژي زياد در حال طغيان و جنب و جوش هستند. در واقع همان تاثير جاذبه‌يي g=۱۰ كه نظريه‌ي ضدجاذبه‌ي اينشتين را توصيف مي‌كند. اين نظريه در مورد قدرت دافعه‌ (كه در مقابل جاذبه مطرح مي‌شود) مقداري گنگ و مبهم است اما به آن يك ارزش تخميني مي‌دهد.
تقريباً 10 سال پيش، فضانوردان متوجه شدند كه سرعت گسترش ابعاد جهان هستي در حال افزايش است و در نتيجه نظريات آزمايش خود در مورد نيروي ضدجاذبه را مطرح كردند. در عين ناباوري و سرگرداني فيزيكدانها هم اين فضانوردان، قدرت ضدجاذبه را شامل ۱۲۰ نيرو دانستند كه ۱۰ بار از مقدار پيش‌بيني‌شده‌ي قبلي كوچكتر است.
اين نتيجه، بسيار گمراه‌كننده و عجيب است. اگر تعادل برقرار شده ميان جاذبه و دافعه، مقداري برابر با صفر بود، در نتيجه يكي از قوانين عميق و مهم طبيعي در موردش صدق مي‌كرد اما يك عدد غيرصفر كه تازه با تئوري ابتدايي نيز غيرقابل مقايسه شناخته شده را نمي‌شود تعبير كرد.
براي وخيم‌تر كردن شرايط، كيهان‌شناسان به ايده‌يي علاقه‌مند شدند كه نيروي دافعه‌ي بسيار قوي و بزرگي در اولين مرحله‌ي تفكيك پس از انفجار بزرگ يا Big Bang را مطرح مي‌كند چرا كه اين نظريه، سناريوي جذاب و محبوب مربوط به زمين غيرمسطح و در حال افزايش حجم را تاييد مي‌كند. با توجه به اين تئوري، جهان هستي پس از تولد و شكل‌گيري، با سرعتي غيرقابل باور توسط يك عامل قدرتمند و عظيم، تغيير حجم داد و اين نيرو را قدرت ضدجاذبه يا دافعه ايجاد نمود.

در نتيجه اگر بخواهيم دليل و برهاني بر اين افزايش حجم سريع و روزافزون بيابيم، به نظريه‌يي نياز داريم كه توضيح دهد چرا ضدجاذبه در ابتدا بسيار قوي و شديد بود، سپس با شتاب و سرعت كاهش مقدار پيدا كرد و سپس به مقداري در حوالي صفر رسيد. به عبارت ديگر، ما مي‌خواهيم بدانيم كه چرا نيروي ضدجاذبه، تقريباً در اولين فازهاي شكل‌گيري جهان هستي حذف و محو شد اما به طور كلي از بين نرفت؟
يك احتمال اين است كه نيرو بر اثر گذشت زمان، محو مي‌شود. احتمال ديگر مي‌تواند اين باشد كه نيرو در فضا تغيير مي‌كند و در نتيجه ممكن است از وراي دوربين تلسكوپهاي ما، همه چيز بسيار بزرگتر از آنچه هستند نشان داده شوند. اگر اينگونه است، در نتيجه هر جسمي در آن منطقه، با سرعت در كهكشانها و ستاره‌هاي ديگر پخش و متلاشي مي‌شد و در نتيجه اصلاً هيچ ناظري نمي‌توانست حضور داشته باشد تا نيرو را اندازه بگيرد.
آنچه كه ما نياز داريم، يك تئوري است كه قدرت نيروي دافعه يا ضدجاذبه را به اندازه‌ي بخشي از قدرت همه‌ي نيروهاي موجود در طبيعت براي ما تعريف كند. متاسفانه به نظر نمي‌رسد كه تئوريهاي موجود مثل تئوري فرارشته‌يي يا تئوري "ام"، اين ميزان خاص را مشخص كنند و مقدار كمي كه باقي مي‌ماند هم همچنان ناشناخته و اسرارآميز خواهد بود. در نتيجه بايد دوباره به سوال يك رجوع كنيم!





آيا اينكه زمين ما سه بعد دارد، اتفاقي است يا بايد برايش دنبال يك تعبير عميقتر گشت؟ بعضي از تئوريسين‌ها معتقدند كه فضاي به وجودآمده بر اثر انفجار بزرگ، تنها به صورت اتفاقي از سه بعد تشكيل گشت و ممكن است قسمتهاي ديگري از جهان هستي وجود داشته باشند كه ابعادشان متفاوت باشد.
مثلاً هيچ دليل منطقي نمي‌توان يافت براي پاسخ به اين سوال كه چرا مثلاً جهان هستي فقط دو بعد ندارد. چندصد سال پيش، ادوين آبوت اثري به نام "زمين مسطح" نوشت كه در آن جهاني دوبعدي را تصوير كرد. جهاني كه در آن اجسام و موجودات حيات خود را تنها بر روي "سطح" ادامه مي‌دادند. اما فيزيك جهان دوبعدي با فيزيك جهان ما بسيار متفاوت خواهد بود. براي مثال در فضاي دو بعدي، امواج به شفافيت انتشار در فضاي سه بعدي، پخش نمي‌شوند و باعث ايجاد انواع مشكلات در سيگنال‌رساني و انتقال اطلاعات مي‌گردند. و نيز از آنجايي كه زندگي آگاهانه، به فرآيند انتقال درست و صحيح اطلاعات بستگي دارد، در نتيجه اين تفاوتها كافي خواهند بود براي اينكه مشاهدات ما را تنها در حد مناطقي ناشناخته محدود نگاه دارند.
تصور كردن فراتر از سه بعد نيز مشكلات مختلفي به همراه خواهد داشت. در چنين حالتي، سيستمهاي نجومي و سياره‌يي غيرممكن مي‌شوند چرا كه عكس قانون جاذبه يعني قانون قدرتهاي افزايشي به وجود خواهد آمد. در نتيجه به نظر مي‌رسد كه جهان سه بعدي تنها جهاني است كه وجود دارد و فيزيكدانها مي‌توانند درباره‌اش بنويسند. اما نكات ريزي وجود دارد كه باعث مي‌شود اين فرضيه با شك و ترديد همراه باشد.
شايد فضا سه بعدي نيست و تنها اينگونه براي ما نشان داده مي‌شود. شايد فضا ۹ يا ۱۰ بعد دارد و حتي ابعاد بيشتر! برخي از تئوريهايي كه قصد يكپارچه‌سازي نيروهاي طبيعت را دارند مانند فرضيه‌ي فرا-رشته‌يي، امكان وجود تعداد ابعاد بيشتري نسبت به آنچه كه ما مي‌بينيم را رد نمي‌كنند.
دليلشان نيز اين است كه بسياري از معادلاتي كه براي توصيف وضعيت موجود به كار مي‌روند، با در نظر گرفتن تعداد بيشتر ابعاد، نتايج بهتري مي‌دهند! در نتيجه نمي‌توان آن را كاملاً بي‌معني دانست. ابعاد اضافي فضا، سابقه‌ي حل بسياري از مشكلات و مسايل حل‌ناشدني فيزيك را دارند. براي مثال اينشتين براي توصيف كردن جاذبه، به يك بعد اضافي نياز داشت و آن، زمان بود. و تئودور كالوتزا نيز يك بعد به سه بعد اثبات شده اضافه كرد چرا كه مي‌خواست نظريات جاذبه را با فرضيات ماكس‌ول در مورد الكترومغناطيس، همگون سازد.
مطمئناً ما نمي‌توانيم بعد چهارم را ببينيم اما اين هم احتمالاً يك دليل دارد. اين بعدهاي اضافه، مي‌توانند بسيار كوچك و فشرده شوند. يك لوله‌ي پليمري آب را از دور در نظر بگيريد. مانند يك خط دراز و معوج به نظر مي‌رسد. از يك بعد نزديكتر آن را نگاه كنيد. به شكل تيوب يا لوله ديده مي‌شود. اما آنچه كه در حقيقت اين لوله را مي‌سازد، يك سطح دايره‌يي شكل كوچك است كه دور محيط لوله چرخيده است. به طور مشابه، بعد چهارم نيز مي‌تواند چنين لوله‌يي باشد كه دور فضاي سه‌بعدي مي‌چرخد اما آنقدر كوچك است كه ديده نمي‌شود.
در نتيجه تصور كردن ابعاد بسيار زيادتري كه اينگونه در فضا پنهان‌ شده‌اند، به راحتي ممكن است. اما متاسفانه نظريه‌ي فرا-رشته‌يي هنوز دقيقاً سه بعد گشوده‌شده را تاييد نمي‌كند در نتيجه براي تصور ما نسبت به جهان هستي هم تعريف درستي نمي‌توان ارايه داد.
اما براي تصور كردن يك بعد جديد، راههاي ديگري هم هست. فرض كنيد نيروهاي فيزيكي بتوانند نور و جسم را به يك صفحه‌ي سه‌بعدي مسطح يا ورقي‌شكل تقليل دهند و محدود كنند در حالي كه به برخي پديده‌هاي ديگر فيزيكي اجازه مي‌دهند تا وارد بعد چهارم شوند. ساكن شدن سطوح دو بعدي به جاي اجسام سه‌بعدي در فضاهاي مشخص باعث مي‌شود تا هر جسم و پديده‌يي به شكل طرح و نقشه‌اش نشان داده شود. مثلاً ما يك توپ كره‌يي شكل را به صورت دايره ببينيم! به طريق مشابه، ممكن است ادعا شود كه ما در حال حاضر تنها تصويري سه بعدي از اجسام و مفاهيمي را مي‌بينيم كه در واقع چهاربعدي هستند.
اما فضاي "سه لايه‌يي" ما مي‌تواند تنها در چهار بعد نيز محدود نشود. لايه‌هاي قابل كشف ديگري نيز مي‌توانند وجود داشته باشند كه در فضاي چهاربعدي حضور دارند. اثبات اين فرضيه، انجام آزمايشهايي تازه را مي‌طلبد كه وجود بعد چهارم را نيز به ما نشان دهد. اما اين نظريه وجود دارد كه برخورد لايه‌هاي چندبعدي در مقياسهاي اين‌چنيني مي‌تواند به تكرار شدن "انفجار بزرگ" منجر گردد در نتيجه حضور ما بر روي كره‌ي زمين شايد اصلاً مويد همين مطلب باشد كه فضا واقعاً سه‌بعدي نيست!





شايد سوال يك نيز بازگويي همين سوال باشد. ماهيت جسم و جاذبه‌ي كوانتومي را فراموش كنيد. شايد اين سوال را هر كسي دوست دارد كه پاسخ دهد. سفر در زمان به يك موضوع علمي – تخيلي مورد علاقه و جذاب براي مردم تبديل شد پس از اينكه اچ.جي. ولز، رمان نوگرايانه و جالب خود با نام "ماشين زمان" را نوشت. اما هرآنچه كه اينجا مطرح شده، لزوماً علمي – تخيلي نيست. براي مثال سفر در زمان به سوي آينده، يك واقعيت علمي پذيرفته شده است. تئوري نسبيت اينشتين تاييد مي‌كند كه يك جسم ناظر و مشاهده‌گر در برابر زمين، مي‌تواند به سمت آينده‌ي زمين جهش كند. اين تاثير را ساعتهاي اتمي ثابت كرده‌اند.
اما اينگونه درگير شدن با تار و پودهاي زمان، به سرعتي مشابه سرعت نور نياز دارد كه شايد در تئوري قابل اثبات و ممكن باشد اما به يك شاهكار بزرگ مهندسي نياز دارد، حتي اگر به بودجه و هزينه‌هايش فكر نكنيم. اما سفر در زمان به سمت عقب، مشكلات بزرگتري خواهد داشت. نسبيت، اين فرضيه را تاييد نمي‌كند كه يك جسم ناظر بتواند در دو بعد زمان-مكان سفر كند و به عقب هم برگردد. اما در همه‌ي داستانها و سناريوها، چنين شرايط خارق‌العاده‌يي نيز در نظر گرفته شده است.
يكي از راههاي سفر به عقب در زمان، استفاده از يك "لانه‌ي مار" فضايي خواهد بود. تئوريسين‌ها معتقدند چنين تونل يا دروازه‌ي ستاره‌يي كه دو نقطه را در ابعاد زمان – مكان به يكديگر متصل كند، وجود دارد. اگر يكي‌شان را پيدا كنيد و داخلش بپريد، چند لحظه‌ي بعد از نقطه‌يي ديگر در جهان هستي سردر خواهيد آورد. آنها معتقدند اگر چنين چاله‌يي وجود داشته باشد، مي‌توان آن را با ماشين زمان نيز مطابق و هماهنگ كرد. مي‌توانيد از طريق آن سفر كنيد و نه تنها از يك مكان ديگر سر دربياوريد، كه وارد يك زمان ديگر نيز بشويد. اين "زمان" مي‌تواند در گذشته يا آينده باشد.
اگر امكان سفر به گذشته وجود داشته باشد، انواع پارادوكس‌ها و تضادها نيز اتفاق خواهند افتاد. مانند معماي يك مسافر زمان كه به سالهاي گذشته مي‌رود و مادرش را وقتي يك كودك است، به قتل مي‌رساند. از اين تضادها مي‌توان گريخت اگر اصرار بورزيم و بدانيم كه هيچ چيز نمي‌تواند قانون علت و معلول و كنش و واكنش را از بين ببرد. اما سفري دوطرفه در مسير زمان، هنوز پيچيده و غيرقابل هضم است.
براي بسياري از فيزيكدانها، اين مساله بسيار غيرعقلاني است. استفان هاوكينگز نظريه‌ي "تخمين محافظت از تسلسل وقايع" را مطرح مي‌كند و معتقد است كه يك نيرو يا عامل خاص باعث مي‌شود تا اجسام فيزيكي يا نيروها نتوانند به گذشته برگردند. اين مساله شايد به دليل موانع و سدهاي فيزيكي اساسي بر سر راه ساخت ماشين زمان اتفاق مي‌افتد. براي مثال انرژي خلاء كوانتومي در صورتي كه هيچ محدوديتي براي ورود به حفره‌هاي ماري فضا نداشته باشد، طغيان خواهند كرد و دفع خواهند شد.
اين مساله همچنان لاينحل باقي مانده اما موضوعي است كه بسياري از مردم، وقت و تلاش خود را صرف آن مي‌كنند. همانطور كه هاوكينگز اشاره كرده، صرف هزينه براي تحقيق در مورد سفر به زمان بسيار سخت است. در نتيجه به نظر مي‌رسد برهان يا تكذيبيه‌يي براي حل اين مساله، خود به مشكلات عمومي ديگر منجر شود. مانند طرح يك نظريه‌ي رام‌شدني و قابل دسترسي در مورد جاذبه‌ي كوانتومي.





سياهچاله‌هاي آشناي كهكشاني همچنان مي‌توانند باعث ايجاد بهت و حيرت براي فيزيكدانهاي تئوريست شوند. يك سياهچاله‌ي فضايي مي‌تواند زماني كه يك ستاره‌ي بزرگ آتش مي‌گيرد و محو مي‌شود، تشكيل گردد. هسته‌ي آن بر اثر جاذبه‌ي دروني فراوان، به دو نيم تقسيم مي‌شود. اگر جسم به لحاظ شكلي، كروي باشد، آنگاه همه‌ي مواد تجزيه‌شده از ريشه با نسبتهاي مساوي به سمت مركز هندسي هسته، ريزش مي‌كنند در نتيجه مقدار ميدان چگالنده و ميدان جاذبه به بي‌نهايت ميل خواهد كرد. تا زماني كه جاذبه، خود را به عنوان تاروپودي از هندسه‌ي مكان – زمان معرفي مي‌كند، ميزان خميدگي و پيچش اين دو بعد يعني زمان و مكان، به بي‌نهايت ميل خواهد كرد و براي زمان – مكان يا هر دوي آنها، يك خط مرز و محدوده خواهد ساخت. رياضيدانها، اين پديده را تكين يا فرديت مي‌نامند.
هيچ كس نمي‌داند كه از اين فرديت‌ها، چه چيزي حاصل مي‌شود. آيا فضا-زمان، همانجا به پايان خواهد رسيد يا اين فرديتها به از كارافتادگي نظريات ما منجر مي‌شوند؟ اگر زمان – مكان مرز و حدودي داشته باشد، آنگاه پيش‌بيني كردن حاصل آن نيز غيرممكن خواهد بود. از آنجايي كه پيش بيني و فلسفه‌ي جبر و تقدير، پايه‌ي همه‌ي تصاوير علمي و منطقي از جهان حاضر را تشكيل مي‌دهد، فرديتها مي‌توانند پا را از مرزهايي فراتر بگذارند كه علم نمي‌تواند.
وقتي يك سياهچاله‌ي فضايي، حاصل يك تفرد را در بربگيرد، آن ديگر پوشيده و مستور مي‌شود و ديگر تهديدآميز نيست. در ۱۹۶۷، راجر پنروز، فرضيه‌ي "سانسور فضايي" را مطرح كرد. در اين فرضيه، اعتقاد بر اين بود كه همه‌ي تفردهاي ايجادشده بر اساس كاهش جاذبه، قاعدتاً توسط سياهچاله‌هاي فضايي پوشيده مي‌شوند و در نتيجه براي ما غيرقابل مشاهده هستند. راه چاره نيز غيرقابل دسترسي بود يعني وجود تفردهاي ناپوشيده كه مي‌توانند باعث اتفاقاتي بدون توجيه و دليل منطقي و عقلاني شوند.
سپس چند سال بعد، استفان هاوكينگز، يك پيچيدگي ديگر در مورد اين مساله را نيز مطرح كرد. او متوجه شد كه سياهچاله‌ها، امواج گرمايي از خود منتشر مي‌كنند و به آرامي تجزيه مي‌شوند. تئوريسين‌هاي فيزيكي، آنچه كه ممكن بود در پايان اتفاق بيفتد را اينگونه تصور كردند: آيا اين تبخير و تبديل در نهايت، تفردهاي موجود در دل سياهچاله‌ها را نمايان و بي‌پرده خواهد كرد؟
اين مساله در مباحث مربوط به تئوري اطلاعات نيز به شكلي ديگر مطرح شد. وقتي ستاره‌يي از يك سياهچاله برمي‌خيزد، محتواي اطلاعات جزيي ستاره (مانند تعداد اجزا و ذره‌هايي كه از آن تشكيل شده است و از هر نوع ذره و قسمت، چند تكه عضو در ستاره به كار رفته) براي يك ناظر بيروني، غيرقابل مشاهده خواهد بود.
در نتيجه زماني كه يك سياهچاله‌ي فضايي از بين مي‌رود، آيا اطلاعات بر اثر نوعي از تابش كه هاوكينگز مطرح كرد، دوباره برمي‌گردند؟ اين سياهچاله‌ها به نظر مي‌رسد به وضوح در همه‌جاي جهان هستي وجود دارند و حاضر هستند. اگر پيچ‌ و تابهاي موجود در حفره‌هاي ماري (حفره‌هاي تكيني) باعث آشكار شدن يك چاله‌ي جديد در بعد فضا – زمان مي‌شوند، پس مي‌توان نتيجه گرفت كه جهان هستي مثل يك كف‌گير يا صافي فضايي در حال نشست كردن است؟ اگر اينگونه است، پس محتوياتش به كجا مي‌روند؟





دريغ و افسوس كه اين سردرگمي همچنان ادامه دارد. فيزيكدانها دقيقاً نمي‌دانند و مطمئن نيستند كه آنجا چه چيزهايي هست. در نجوم اينگونه مطرح مي‌شود كه آنچه شما مي‌بينيد، دقيقاً آنچه نيست كه وجود دارد. ستاره‌ها، سياره‌ها و توده‌هاي غبار موجود در فضا از اتم‌هاي معمولي تشكيل شده‌اند. اما براي هر گرم از اجرام معمولي در جهان هستي، چندين گرم اجرام ناديده و ناشناخته وجود دارد.
ما اين را از نوع حركت ستاره‌ها مي‌دانيم. كهكشان راه شيري بيش از حد تند مي‌چرخد و اين براي نيروي جاذبه ايجاد مشكل مي‌كند كه همه‌ي اجسام و اجرام قابل مشاهده‌ي بر روي آن را نگاه دارد. ستاره‌هاي اطراف نيز اگر مقدار زيادي از اجرام و اجسام فضايي در اطرافشان در حال كشيده شدن نبودند، حتماً سقوط مي‌كردند. كهكشانهاي ديگر نيز همين‌گونه اند. حجم زيادي از مواد و اجرام ناديده و ناشناس در بين كهكشانها وجود دارند كه آنها را به دسته‌هاي در حال جنب و جوش و آسياب كردن تبديل مي‌كنند.
اگر جهان هستي را يك كل در نظر بگيريم، آنگونه كه گسترش پيدا مي‌كند و پس‌زمينه‌ي كهكشاني در حال ساطع كردن امواج گرمازا (پس‌فروزشهاي در حال محو شدن پس از انفجار بزرگ) يعني همه‌ي اجزاي ظاهري و قابل رويت جهان هستي، به وجود يك اصل فراگير و نافذ اشاره مي‌كنند، يعني جهان پنهان هستي.
تئوريهاي اين‌چنيني در مورد ماهيت ماده يا "جرم تاريك" باز هم وجود دارند. از دسته‌هاي بزرگ سياهچاله‌هاي فضايي گرفته تا ذرات ريز تجزيه شده‌ بر اثر انفجار بزرگ. اساساً در اين مورد، سه ايده‌ي اصلي وجود دارد. نخستين ايده، نظريه‌ي "انرژي تاريك" است كه مانند اجرام محو و پنهان درون فضا به شكل يكسان و يكنواخت پراكنده شده‌اند، رفتار مي‌كند. مشاهدات به ما نشان مي‌دهد كه اين اجرام مي‌توانند بيش از دو سوم كل مواد جهان هستي را تشكيل دهند. نظريه‌ي دوم، نظريه‌ي "اشياي نوراني فشرده و حجيم" معروف به MACHO است. اشيايي مانند كوتوله‌هاي قهوه‌يي فضايي! فضانوردان، برخي از آنها را كشف كرده‌اند اما براي تشكيل دادن باقي‌مانده‌ي جهان هستي، اين اشيا بسيار ناچيز هستند.
در نهايت، اجزا و ذرات ريز زيراتمي مانند نوترونها را داريم. اين اجرام روان و سيال به سختي با ديگر اجرام و مواد تعامل مي‌كنند و بسيار گنگ و نامعلوم به نظر مي‌رسد كه آيا آنها به كره‌ي زمين هم وارد مي‌شوند يا نه. تعداد بسيار زيادي از آنها وجود دارند كه شايد هر گروه يك ميليارد نوتروني از آنها، فقط به اندازه‌ي يك نوترون در برابر تمام مقادير موجود در گيتي به حساب بيايد اما احتمالاً اين ذرات جرم بسيار كمي دارند و بخش كوچك و ناچيزي از مواد و اجرام موجود در جهان را تشكيل مي‌دهند.
تئوريسين‌ها معتقد به وجود نوع ديگري از ماده‌هاي پرنفوذ هستند كه جرم قابل توجه و فراواني دارند و به عنوان WIMP يا "ذرات حجيم كم‌تعامل" شناخته مي‌شوند و آزمايشها براي به دست آوردن و جمع‌آوري آنها در حال انجام است.
ايده‌هاي عجيب و هيجان‌انگيز ديگري مانند مواد و اجرام پنهان شده در بعد چهارم يا وجود يك جهان ديگر در سايه‌ي كهكشهانهاي شناخته شده نيز مطرح شده‌اند. شايد ماهيت جهان تاريك، مركبي از بسياري چيزها باشد كه بسياري از آنها هنوز هم ناشناخته‌اند ۱) جهان هستي چگونه برپاست؟ ۲) آيا "ضدجاذبه‌"ي اينشتين واقعاً يك اشتباه بود؟ ۳) چرا ما در سه بعد زندگي مي‌كنيم؟ ۴) آيا سفر در زمان امكانپذير است؟ ۵) آيا ما در يك صافي كهكشاني زندگي مي‌كنيم؟ ۶) جهان هستي از چه چيز ساخته شده است؟

راز میله ها


راز ميله ها
نتايج مطالعات اين ايده را تاييد مي كند كه ميله ها نشانه اي از حصول بلوغ كهكشان ها در اواخر تغيير و تحول آنهاست.تمامي مشاهدات اين پژوهش بخشي از پروژه ي بررسي تكامل كيهاني (COSMOS) مي باشد.

تيمي كه توسط Kartik Sheth از مركز علمي اسپيتزر موسسه ي فناوري كاليفرنيا (California Intitute of Technology)در پاسادنا هدايت مي شود دريافته است كه تنها 20 درصد از كهكشان هاي مارپيچي در فاصله هاي دور (و همچنين گذشته هاي دور)داراي ميله هستند كه در مقايسه با 70 درصد مربوط به همتاي نزديكتر آنها بسيار كم است.

ميله ها به آرامي و به طور پيوسته در 7 ميليارد سال گذشته تشكيل مي شده اند ، به طوري كه بيش از سه برابر ازدياد يافته اند.



وي ادامه داد: "ما مي دانيم كه بطور كلي سير تكامل در كهكشان هايي با جرم بيشتر ، سريعتر مي باشد ؛ كهكشان هاي پر جرم ستاره هايشان را به سرعت شكل مي دهند و آنها به زودي كم نور مي شوند.در حليكه كهكشان هاي كم جرم ستاره هايشان را با روش كندتري شكل مي دهند و حالا نيز مي بينيم كه آنها ميله هايشان را نيز با سرعت كم تري درست مي كنند. "



پروژه ي COSMOS بخشي از آسمان به بزرگي بيش از 9 برابر ماه كامل را مي پوشاند و 10 برابر بيش از پروژه هاي قبلي كهكشان مارپيچي بررسي مي كند. در پشتيباني تصاوير هابل از كهكشان ها ، اين تيم ، با استفاده از اطلاعات هابل و دسته اي از تلسكوپ هاي مستقر روي زمين ، فاصله ي كهكشان هاي واقع در منطقه ي COSMOS را به دست آوردند.

يكي از اعضاي تيم به نام Bruce Elmegreen شرح داد: "ميله ها زماني شكل مي گيرند كه مدارهاي ستاره اي در يك كهكشان مارپيچي بي ثبات شده و از مسير دايره اي منحرف مي شوند. يك كشيدگي كوچك در مدار ستاره ها رشد كرده و آنها در محل مي مانند و تشكيل يك ميله را مي دهند.زماني كه كشيدگي هاي مداري بيشتر و بيشتري در محل خود مي مانند ، ميله قدرتمند تر مي شود. سرانجام كسر بزرگي از ستاره ها در فضاي دروني كهكشان به ميله مي پيوندند."



ميله ها به احتمال قوي يكي از مهم ترين عوامل تغيير و تحول كهكشان ها هستند. آنها مقادير زيادي از گاز ها را به سوي مركز كهكشان هدايت كرده و باعث تشكيل ستاره ها مي شوند. آنها عامل بر آمدگي مركز ستاره ها و تغذيه ي سياهچاله هاي پرجرم هستند.



كهكشان راه شيري ما, يكي ديگرازكهكشان هاي حلزوني عظيم مسدود,داراي يك ميله است كه احتمالاً قدري زودتر شكل گرفته است,مانند ميله هاي متعلق به كهكشان هاي نمونه گيري شده در هابل.



اين تصاوير نمايان گر 4 كهكشان مارپيچي ميله اي به همراه برش هاي گازي آنها مي باشند.

منبع:منبع: هابل سايت

به نقل از :

کد:

---

www.parssky.com

---

Sheth اظهار داشت: "ميله هاي تازه تشكيل شده هنوز بطور يكسان بين اجرام كهكشان ها توزيع نشده اند و اين يكي از نكته هايي است كه ما مي خواهيم در تحقيقمان بدان دست يابيم ؛ بيشتر اين ميله ها در كهكشان هاي كوچك و كم جرم تر تشكيل مي شوند ، در حالي كه فراواني ميله ها در ميان كهكشان هاي پر جرم در گذشته و حال يكسان است." Lia Athanassoule يكي ديگر از اعضاي تيم ، افزود: "مشاهدات نشانگر اين واقعيت اند كه بي ثباتي در كهكشان هاي پر جرم تر سريع تر است ، احتمالا بدين دليل كه ديسك دروني آنها چگال تر است و جاذبه ي آنها قدرتمند تر." Sheth گفت: "تشكيل يك ميله ممكن است مهم ترين اتفاق در روند تكامل يك كهكشان مارپيچي باشد. كهكشان ها مي خواهند خودشان را از طريق ادغام با ساير كهكشان ها متراكم تر كنند. بعد از اتمام اين واكنش ، تنها راه مهيج براي تغيير و تحول كهكشان ها ، فرايند تشكيل ميله هاست. Sheth ادامه داد: "دانستن چگونگي شكل گرفتن اين ميله ها در فواصل دور درديگر كهكشان ها سرانجام در روشن شدن چگونگي اتفاق افتادن آن در اينجا كمك خواهد كرد."

همه چيز درباره ي برخورد دهنده ي بزرگ هادروني (LHC)


برخورد دهنده ي هادروني بزرگ (Large Hadron Collider ):
برخورد دهنده هادروني بزرگ ( LHC ) بزرگ ترين و پر انرژي ترين شتاب دهنده پيچيده ذرات در جهان است كه اين شتاب دهنده بر آن است كه پرتوهاي خلاف جهت هم پروتون با انرژي جنبشي زياد را به يكديگر برخورد دهد. هدف اصلي آن تحقيق صحت و محدوديت مدل استاندارد ، تصوير نظريه ي كنوني فيزيك ذرات ، است. اين نظريه وجود دارد كه برخورد دهنده حيات بوزون هاي هيگز را تائيد مي كند ، مشاهداتي كه پيش بيني و حلقه هاي گمشده ي مدل استاندارد را تائيد مي كند و مي تواند توضيح دهد كه چگونه ذرات ابتدائي مي توانند ويژگي هايي مانند جرم را حاصل كنند.

هر چند پرسش هاي بسياري در مورد امنيت برخورد دهنده هادروني بزرگ در رسانه ها و دادگاه ها وجود دارد ، جامعه علمي از عدم امكان تهديد توسط برخورد هاي ذره اي LHC اطمينان خاطر دارند.
* طراحي:

تونل برخورد دهنده داراي دو لوله هاي پرتوي مجاور موازي كه در چهار نقطه تقسيم مي شود و هر كدام يك پرتو پروتوني را حمل مي كنند و در دو جهت مخالف حركت مي كنند هستند. 1232 دوقطبي مغناطيسي پرتو را در مسير دايره اي خود نگه مي دارند ، در حالي كه 329 چهار قطبي معناطيسي به تمركز پرتو كمك مي كنند تا شانس برخورد بين دو ذره را در 4 نقطه اشتراكي كه پرتو ها از آن عبور خواهند كرد ، بالا ببرند. در نهايت 1600 مغناطيس ابرهادي با وزني بالغ بر 27 تن نصب شده است .نياز به تقريبا 96 تن هليوم مايع براي نگه داشتن مغناطيس ها در دماي فعاليتشان در 1.9 درجه ي كلوين LHC را به بزرگترين تجهيزات برودتي در جهان در دماي هليوم مايع ساخت.
يك يا دو باز در روز در حالي كه پروتون ها از 450 گيگا الكترون ولت تا 7 ترا الكترون ولت شتاب ميگرفتند ، مغناطيس دو قطبي هاي ابرهادي از 0.54 تا 8.3 تسلا افزايش مي يافت. هر پروتون 7 الكترون ولت انرژي خواهد داشت و انرژي برخورد 14 ترا الكترون ولت ( 2.2 ميكروژول ) خواهد داد. در اين انرژي پروتون ها ضريب لورنز حدود 7500 و سرعتي معادل 99.999999 % سرعت نور خواهند داشت. كمتر از 90 ميلي ثانيه طول مي كشد تا پروتون يك بار به دور حلقه مركزي بچرخد – سرعتي معادل 11000 دور در ثانيه . پروتون ها سريع تر از پرتو هاي متوالي در 2808 دسته با يكديگر دسته بندي مي شوند بنابراين برخورد دو پرتو در مدت مجزا نه كمتر از 25 نانو پانيه رخ خواهد داد. هنگامي كه برخورد دهنده براي اولين بار انجام ماموريت مي كند ، با شاخه هاي كمتري عمل خواهد كرد كه مدت 75 نانو ثانيه اي خواهد داشت. شاخه ها سرانجام آنچنان زياد خواهند شد كه دسته نهايي در مدت 25 نانو ثانيه عبور خواهد كرد.
قبل از تزريق در شتاب دهنده اصلي ، ذرات در سيستم هاي متوالي كه انرژي آن ها را به طور موثري افزايش خواهد داد آماده مي شوند. اولين دستگاه شتاب دهنده ذرات طولي Linac2 است كه پروتون هاي 50 مگا الكترون ولتي كه تقويت كننده دستگاه تقويت ذرات باردار الكتروني (Proton Synchrotron Booster ) را تغذيه خواهد كرد ، توليد خواهد كرد. در آنجا پروتون ها به حد 1.4 گيگا الكترون ولتي مي رسند و به دستگاه تقويت ذرات باردار الكتروني (PS ) كه پروتون ها را به 26 الكترون ولت مي رساند تزريق خواهد شد . در انتها دستگاه فوق تقويت ذرات باردار الكتروني (SPS) براي افزايش انرژي آن ها تا 450 گيگا الكترون ولت قبل از تزريق آن در حلقه مركزي ( در دوره اي بيش از 20 دقيقه ) مورد استفاده قرار مي گيرد. در اين نقطه دسته هاي پروتوني انباشته مي شوند و به انرژي پيك خود ، 7 ترا الكترون ولت ، ( در دوره اي بيش از 20 دقيقه ) مي رسند و سرانجام براي مدت 10 تا 24 ساعت در حالي كه برخورد ها در 4 نقطه تقاطع رخ مي دهد ، ذخيره مي شوند.

* آشكار ساز ها :

* ATLAS- يكي از دو تايي كه به نام آشكار سار با هدف عمومي ناميده مي شوند. Atlas به دنبال نشانه هايي از فيزيك جديد شامل اساس جرم و بعد هاي ديگر ميگردد .
* CMS- آشكار ساز با هدف عمومي ديگر كه مانند ATLAS به جستجوي بوزون هاي هيگز و شواهدي بر ماده تاريك مي گردد.
* ALICE- به مطالعه فرم مايع مواد با نام كوارك-گلون پلاسما كه مدت كوتاهي بعد از انفجار بزرگ وجود داشت مي پردازد.
* LHCb- مقدار ماده و پاد ماده خلق شده در انفجار بزرگ را برابر مي گيرد. اين آشكار ساز سعي در تحقيق در مورد پادماده گم شده دارد.
* اهداف:
در اين عمليات حدود 7000 دانشمند از 80 كشور جهان به LHC دسترسي دارند. اين تئوري وجود دارد كه برخورد دهنده بوزون هيگز گريزان ، آخرين ذره مشاهده نشده پيش بيني شده توسط مدل استاندارد، را توليد خواهد كرد. تحقيق در مورد وجود بوزون هاي هيگز مي تواند مكانيزم شكست متقارن الكترون هاي كم دوام را به واسطه ي ذرات مدل استانداردي كه گفته مي شود جرم خود را توليد ميكنند ، آشكار كند .
علاوه بر بوزون هاي هيگز ، ممكن است ذرات جديدي كه توسط توسعه ممكن مدل استاندارد پيش بيني شده بود ، توليد شوند. به طور كل ، فيزيك دانان اميدوارند كه LHC مي تواند توانايي هاي آنها را در پاسخ دادن به اين سوالات بالا ببرد:
· آيا مكانيزم هيگز براي توليد خرده جرم هاي ابتدائي در مدل استاندارد به درستي در طبيعت درك مي شود؟ اگر اين چنين باشد ، چه تعداد بوزون هاي هيگز در آن جا وجود دارند و جرم آن ها چقدر است؟
· آيا الكترومغناطيس ، نيروي قوي هسته اي و نيروي ضعيف هسته اي وجوه متفاوتي از يك نيروي تك همان گونه كه توسط تئوري هاي يكتاي قديمي متفاوت پيش بيني شده است ، آشكار مي شوند؟
· چرا جاذبه از 3 نيروي بنيادي ديگر ضعيف تر است؟
· آيا ابرتقارن در طبيعت درك مي شود ؟ با اشاره به اين كه ذرات مدل استاندارد شناخته شده يك جفت ابر متقارن دارند.
· آيا اندازه گيري هاي دقيق جرم و تباهي هاي كوارك ها با مدل استاندارد به طور ثابتي همچنان سازگار است؟
· چرا اشتباهي آشكار در تقارن بين ماده و پاد ماده وجود دارد؟
· طبيعت ماده تاريك و انرژي تاريك چيست؟
· آيا بعد هاي ديگري هم همچنان كه در تئوري رشته اي با مدل هاي گوناگون پيش بيني شده ، وجود دارد و آيا مي توانيم آن ها را ببينيم؟
در ميان اكتشافاتي كه LHC ممكن است انجام دهد ، تنها اكتشاف ذرات هيگز بحث برانگيز نيست اما اين اكتشاف به طور قطع ، پيش بيني نشده است. استفان هاوكينگ در مصاحبه ي BBC گفت :" به نظر من اين هيجان انگيز تر است كه ما هيگز ها را پيدا نكنيم. اين نشان ميدهد كه چيزي اشتباه است و ما نياز به تفكر دوباره داريم. من صد دلار شرط بسته ام كه ما هيگز ها را پيدا نمي كنيم. " در مصاحبه اي اين چنيني هاوكينگ امكان اكتشاف ابر جفت ها را تذكر داد :" هر چه كه LHC كشف كند يا كشف نكند ، نتايج مي تواند چيزهاي زيادي را در مورد ساختار جهان به ما بگويد."
به عنوان برخورد كننده يوني:
برنامه فيزيكي LHC بر اساس برخورد پروتون-پروتون استوار شده است. هرچند ، دوره هاي در حال اجراي كوتاه تر ، اساسا يك ماه در سال ، با برخورد هاي يون هاي سنگين در اين برنامه گنجانده شده است. در حالي كه يون هاي سبك تر هم در نظر گرفته شده است ، برنامه اصلي با يون هاي سرب سر و كار دارد. اين مي تواند پيشرفتي براي برنامه تجربي كه اكنون در برخورد كننده ي يوني نسبتا سنگين ( RHIC ) در حال اجراست ، باشد. هدف برنامه يون سنگين ايجاد پنجره اي جديد در درك ماده اي با نام كوارك-گلون پلاسما كه در مراحل ابتدائي جهان شكل گرفت ، هست.
آزمايش هاي زمانبدي شده:
سپتامبر 2008 : اولين پرتو در برخورد دهنده در صبح 10 سپتامبر 2008 به گردش در آمد. CERN پروتون ها را به طور موفقيت آميزي به طور مرحله اي به درون تونل به حركت درآورد ، 3 كيلومتر در يك زمان. ذرات در جهت ساعتگرد به درون شتاب دهنده فرستاده شدند و در ساعت 10:28 زمان محلي به طور موفقيت آميز به دور آن رانده شدند. LHC اولين تست بزرگ خود را با موفقيت پشت سر گذاشت: پس از اينكه تعداد زيادي آزمايش انجام شد ، دو نقطه سفيد بر روي سفحه نمايش ظاهر شد كه نشان ميداد پروتون ها تمام طول برخورد دهنده را طي كردند. هدايت جريان ذرات به دور مدار اوليه كمتر از يك ساعت طول كشيد موفقيت بعدي CERN فرستادن پرتويي از پروتون ها در خلاف جهت عقربه هاي ساعت در ساعت 14:59 بود.
اكتبر 2008 : اولين برخورد هاي پرانرژي براي 21 اكتبر كه LHC به طور رسمي آشكار شد ، برنامه ريزي شده است.
پيشنهاد بهبودبخشي:
بعد از گذشت چندين سال از آغاز به كار، كم اهميت تر شدن آزمايشات مجدد در هر نوعي از آزمايش فيزيك ذرات،
باعث نابه ساماني آزمايشات فيزيك ذرات گرديد. هر سال كه از عملكرد آن ميگذرد، به كشفيات كمتري نسبت به
سال قبل از آن دست مي يابد. راهي كه براي بهبود بخشي نابه ساماني هاي آزمايشات مجدد وجود دارد اين است كه آزمايش را يا از طريق
تقويت انرژي و يا از طريق تقويت تابش، بهبود بخشيم.. ترفيع درخشش LHC كه با نام ابر LHC شناخته مي شود براي ساخته شدن در 10 سال بعد از عمليات LHC پيشنهاد داده شد. راه مطلوب درخشش ترفيع LHC در افزايش پرتوي كنوني ( يعني افزايش پروتون هاي پرتو ) و اصلاح دو ناحيه پر درخشش برخورد ، ATLAS و CMS ، است. براي بدست آوردن اين پيشرفت ها ، انرژي پرتو در نقطه اي كه آن ها به ابر LHC تزريق مي شوند بايد تا 1 تراالكترون ولت افزايش يابد. اين عمل به بهبود بخشي سيستم قبل تزريق نياز دارد كه هزينه هاي تغييرات مورد نياز در دستگاه فوق تقويت ذرات
باردار الكتروني بسيار سنگين تمام خواهد شد.
هزينه ها :
هزينه ي كلي اين طرح در حدود 3.2 تا 4.4 بيليون يورو پيش بيني شده بود. ساخت LHC در سال 1995 با هزينه ي 2.6 بيليون فرانك سوئيس به علاوه 210 ميليون فرانك بابت هزينه ي تحقيقات تصويب شد. هرچند ، هزينه ها از حد گذشت. در تجديد دوباره در 2001 تا 480 ميليون فرانك براي شتاب دهنده و 50 ميليون فرانك براي تحقيقات تخمين زده شد در حالي كه بودجه CERN كم شد و اتمام كار به جاي سال 2005 در آوريل سال 2007 صورت گرفت. مغناطيس ابرهادي براي 180 ميليون فرانك افزايش قيمت مسئول بود. همچنين در آن وقتي كه غار زيرزميني را براي سولنويد مون فشرده مي ساختند ، در قسمت هاي ناقصي كه توسط آزمايشگاه هاي مشخص ملي آرگون و فرميلاب به CERN قرض داده شده بود ، با سختي هاي مهندسي روبه رو مي شدند.
ديويد كينگ ، افسر علمي رئيس سابق اتحاديه كينگ دام ، LHC را براي تخصيص اولويت بالاتري به سرمايه در برابر مشكلات عمده ي زمين – تغييرات دمايي قانون مند اما همچنان رشد جمعيت و فقر در آمريكا – انتقاد كرد.
منابع محاسبه :
شبكه محاسباتي LHC براي نگه داشتن مقادير زيادي داده توليد شده توسط برخورد دهنده بزرگ هادروني ، ساخته شده است. اين شبكه از لينك كابل نوري فيبري خصوصي و بخش پرسرعت موجود در ابنترنت عمومي با هم متحد شد كه امكان انتقال داده ها از CERN به موسسات آكادميك سراسر جهان را فراهم مي آورد.
اين طرح محاسباتي پخش شده براي حمايت ساخت و اندازه گيري LHC آغاز شد. اين طرح از پايگاه BONIC براي اندازه گيري چگونگي حركت ذرات در تونل ، استفاده ميكند. با اين اطلاعات ، دانشمندان قادر خواهند شد تا اندازه مغناطيس مورد نياز براي بدست آوردن " مداري " پويا از پرتو درون حلقه را اندازه گيري كنند.
* موضوع امنيت :
امنيت برخورد ذره ها : هرچند كه برخي افراد و دانشمندان در مورد امنيت آزمايش برنامه ريزي شده در رسانه ها و دادگاه ها سوال مي كنند ، جامعه ي علمي بر نبود پايه اي براي هرگونه تهديد ممكن در برخورد ذره اي LHC توافق دارند.
امنيت عمليات : اندازه LHC بر اساس يك رقابت مهندسي خاص با موضوع عملياتي واحد در مورد انرژي زياد ذخيره شده در ميدان مغناطيسي و پرتو ها ، شكل گرفت. در هنگام انجام عمليات ، انرژي كل ذخيره شده در ميدان مغناطيسي به 10 گيگا ژول ( معادل 2.4 تن TNT ) و انرژي كل حمل شده بر دو پرتو به 724 مگا ژول رسيد.
از دست دادن ده ميليونيم ((10−7 پرتو براي خاموش كردن مغناطيس ابرهادي كاي است. در حالي كه پرتو زائد بايد انرژي معادل بمب هوا-زمين را به خود جذب كند.اگر به اين بينديشيم كه چه ماده ي كوچكي اين انرژي هاي بي اندازه را حمل مي كند ، بسيار تاثيرگذار است : در وضعيت هاي عملياتي بسيار جزئي ( 2808 دسته براي هر پرتو و 1.15×1011 پروتون در هر دسته ) لوله هاي پرتو 1.0×10-9 گرم هيدرژن دريافت مي كنند كه در وضعيت استاندارد از نظر دما و فشار مي تواند حجمي معادل دانه اي ماسه داشته باشد.
تصادفات ساختاري و عقب افتادگي ها : در 25 اكتبر 2005 يك تكنيسين زماني كه بار جرثقيل تصادفا بر روي او افتاد ، در تونل LHC جان باخت .در 27 مارس 2007 يك پشتيبان مغناطيس برودتي در حين آزمايش فشار كه با گروه مغناطيسي سه گانه ( تمركز چهارقطبي) دروني LHC توليد شده توسط فرميلاي و كك ( KEK) درگير بود ، شكست. هيچ كسي زخمي نشد.مدير فرميلاب ، پير اودون ، اظهار داشت :" در اين موقعيت ما به خاطر از دست دادن توازن بسيار ساده نيروها ، متحر شديم." اين خطا در طراحي اصلي ظاهر شد و در چهار دوره مهندسي در اين سال ها باقي ماند. تجزيه نشان داد كه طراحي آن - كه تا آنجا كه ممكن بود براي نصب بهتر نازك طراحي شده بود – به اندازه اي كه در برابر نيروهاي تجمع يافته در آزمايش فشار مقاومت كند ، نبود. جزئياتي كه CERN با آن موافق بود ، در اعلاميه اي از فرميلاب درج شده است. پس از تعمير و تقويت دوباره هشت گروه يكسان استفاده شده توسط LHC زمان آغازكار به تاخير افتاد و براي هفته ها بعد در نوامبر 2007 برنامه ريزي شد.
در فرهنگ عمومي :
برخورد دهنده بزرگ هادروني در " اهريمن و فرشتگان " اثر دن براون بدين گونه شرح داده شد كه از پادماده هاي خطرناك توليد شده در LHC براي جنگ با واتيكان ها استفاده شد. CERN صفحه اي با عنوان " واقعيت يا افسانه؟" انتشار داد كه درباره ي دقت مجسم سازي كتاب LHC ، CERN و فيزيك ذرات به طور جامع سخن مي گويد. نسخه ويديويي كتاب يم فيلم به اندازه فوت روي سايت براي يكي از آزمايشات LHC دارند; كارگردان ، ران هاوارد ، با كارشناسان CERN ملاقات كرد تا علم را به طور دقيقي وارد فيلم سازد.
اثر كارمند CERN ، كاترين مك الپين ، با نام " رپ بزرگ هادرون " براي دو ميليون تصوير يو- تيوب در 10 سپتامبر 2008 بهتر بود.
شبكه 4 راديو BBC روز آغاز به كار LHC را در 10 سپتامبر 2008 با نام " روز انفجار بزرگ " به خاطر سپردند. اضافه بر اين رخداد ها ، پخش قسمت راديويي سريال تلويزيوني تراچ وود ( Torchwood ) با درگير سختن نقشه هاي LHC بود كه " طلب گمشده " نام گرفت. مدير ارتباطات CERN ، جيمز گيلي ، بيان كرد :" واقعيات CERN شباهت كمي به متن تراچ وود جوزف ليدستر دارد."
منبع:

کد:

---

http://en.wikipedia.org/wiki/Large_Hadron_Collider

---

LHC توسط موسسه اوروپايي تحقيقات هسته اي ( CERN ) ساخته شد و در زير مرز فرانسه – سوئيس نزديك ژنو سوئيس قرار دارد.LHC با همكاري بيش از 8000 فيزيك دان از بيش از 85 كشور جهان مشابه صد ها دانشگاه و آزمايش گاه سرمايه گذاري و ساخته شده است .LHC در حال عمل هست و اكنون در حال آماده شدن براي برخورد مي باشد. اولين پرتو ها در 10 سپتامبر 2008 در برخورد دهنده به گردش در آمدند و اولين برخورد هاي پرانرژي براي 21 اكتبر كه LHC به طور رسمي آشكار شد ، برنامه ريزي شده است. LHC بزرگ ترين و پر انرژي ترين شتاب دهنده پيچيده ذرات در جهان است. برخورد دهنده در يك تونل دايره اي شكل با محيط 27 كيلومتر و عمق بين 50 تا 175 متري زمين قرار دارد. عمق 3.8 متري در خط لوله بتوني كه در سال 1983 تا 1988 ساخته شده به عنوان مكان برخورد بزرگ الكترون-پوزيترون در نظر گرفته شده است. LHC مرز سوئيس و فرانسه را در 4 نقطه قطع مي كند ، اما اكثر آن در فرانسه قرار دارد. ساختمان روي سطح زمين تجهيزات فرعي مانند فشرده ساز ها ، تجهيزات تهويه ، الكترونيك هاي كنترل و دستگاه هاي خنك كننده را دارا مي باشد. LHC همچنين براي برخورد يون هاي سنگين سرب ( Pb ) با انرژي برخورد 1150 ترا الكترون ولت مورد استفاده قرار ميگيرد. يون هاي سرب ابتدا توسط شتاب دهنده خطي Linac3 شتاب داده خواهند شد و حلقه تزريقي كم انرژي براي ذخيره سازي يون ها و واحد خنك كننده مورد استفاده قرار مي گيرد. يون ها پس از آن قبل از تزريق در حلقه LHC توسط PS و SPS شتاب داده خواهند شد در حالي كه به انرژي 2.76 ترا الكترون ولتي براي هر نوكلئون خواهند رسيد. 6 آشكار ساز بر روي LHC بنا شد كه در غاز بزرگ زير زمين در نقاط تقاطع LHC قرار دارند. دو تا از آن ها ، آزمايش اطلس و مون سولنوئيد پيچيده ( CMS) بزرگ هستند و هدف عمومي آن ها آشكارسازي ذرات است. " آزمايش تصادم يوني بزرگ " ( ALICE) براي مطالعه خواص كوارك-گلون پلاسماي خرده برخورد هاي يون هاي سنگين طراحي شده است. سه تاي ديگر ، LHCb ، TOTEM و LHCf كوچكتر و تخصصي ترند. خلاصه ي BBC در مورد آشكار ساز ها اين گونه است :

كاسيني از حلقه اي درميان قمرهاي زحل عكس گرفت


فضاپيماي كاسيني حلقه ي كم نور و جزئي را در چرخش با قمر آنته به دور زحل كشف كرده است و وجود حلقه ي جزئي ديگري را در گردش با قمري ديگر را تاييد كرده است.اين مدرك ديگري است گواه بر اينكه بيشتر قمرهاي كوچك داخلي زحل، درون حلقه اي جزئي يا كامل بدور سياره در چرخ هستند.

تصاوير اخير كاسيني موادي را موسوم به كمان حلقوي نشان مي دهد كه مقابل و پشت قمرهاي آنته و متون در مدارهايشان گسترده شده است.يافته ها نشان ميدهد كه تاثير گرانشي قمرهاي نزديك بر روي ذرات حلقه ،عامل اصلي در جهت شكلگيري يك كمان يا حلقه است.

عر دو قمر منتون و آنته در مكان هاي موسوم به رزونانس به دور زحل در گردشند، جايي كه جاذبه ي قمر بزرگتر همسايه ميماس، مدارشان را مختل مي كند. رزونانس هاي گرانشي همچنين مسئول بسياري از ساختارها در حلقه هاي باشكوه زحل هستند. ميماس كشش گرانشي منظمي را بر هر قمر وارد مي كند كه اين باعث پرش قمر به جلو يا عقب در داخل يك محدوده ي كمان شكل در مسير مداريشان مي شود. اين عقيده ي نيك كوپر از اعضاي تيم عكس برداري كاسيني از ذانشگاه كوئين مري لندن است. كوپر گفت" هنگامي كه ما فهميديم كه كمان هاي حلقوي آنته و متون در ظاهر بسيار شبيه به منطقه اي است كه در آن قمرها بعلت رزونانسشان با ميماس به جلو و عقب نوسان دارند. ما مي دانستيم يك رابطه ي علت و معلولي ممكن را داشتيم."

دانشمندان براين باورند كه كمان حلقوي كم فروغ آنته و متون به نظر شمال مواد كنده شده از اين دو قمر كوچك در اثر برخورد شهابسنگ هاي كوچك باشد.اين مواد به دليل رزونانس هاي گرانشي در طول راه به دور زحل پخش نمي شود تا يك حلقه را تشكيل دهد. اين تعامل مواد را در محدوده اي كم پهنا در طول مدارهاي اين قمرها محدود مي كند.

اين اولين كشف دررابطه با كماني از مواد به دور آنته است.كمان متون اخيرا توسط كاسيني بوسيله ي ابزار تصويربرداري مگنتوسفري كشف شده بود،اما تصاوير جديد وجودش را تاييد مي كنند. تصاوير قبلي كاسيني حلقه هاي كم نوري را در ارتباط با قمرهايي كوچكي كه هم در داخل و هم در نزديكي مجموعه ي حلقه هاي اصلي نشان مي دهند از قبيل پن، جانوس، اپيمتوس و پالن.كاسيني همچنين قبلا كماني را در حلقه ي جي،يكي از حلقه هاي اصلي و كم نور زحل مشاهده كرده است.

متيو هدمن از اعضاي تيم عكسبرداري كاسيني از دانشگاه كرنل در ايتاكاي نيويورك گفت: "احتمالا سازوكار مشابهي مسبب ايجاد كمان در حلقه ي جي است." هدمن و همكارانش در تيم عكسبرداري كاسيني اخيرا به اين نتيجه رسيدند كه كمان حلقه ي جي به وسيله ي رزونانسي گرانشي با ميماس ابقا مي شود. بسيار شبيه به كمان هاي قمرهاي كوچك. هدمن گفت" در واقع كمان آنته ممكن است شبيه به باقي مانده هايي باشد كه ما در كمان حلقه ي جي، كه در آن بزرگترين ذرات كاملا قابل مشاهده اند، مشاهده مي كنيم. كسي ممكن است حتي فكركند كه اگر آنبه خرد شده است، بقايايش احتمالا ساختاري بسيار شبيه حلقه ي جي را شكل دهند."

تجزيه وتحليل هاي اضافي توسط دانشمندان نشان مي دهد كه هنگامي كه تاثيرات گرانشي ميماس، كمان هاي آنته، ميماس و حلقه ي جي را درجا نگه مي دارد، موادي كه بهمراه قمرهاي پالن ،جانوس و اپيمتوس در مدار حركت مي كنند و دركنترل چنين نيروهاي قوي تشديد شده اي نيستند و آزادند تا با گسترش به دور سياره حلقه هاي كامل بدون كمان ايجاد نمايند.

ارتباط هاي پيچيده بين كمان هاي حلقوي و قمرها تنها يكي از چندين سازوكاري است كه در سيستم زحل وجود دارد. عضو تيم عكسبرداري كاسيني پروفسور موراي از دانشگاه كوئين مري لندن گفت: " مثال هاي متعددي در سيستم زحل وجود دارد از قمرهايي كه ساختارهايي را در حلقه ها ايجاد مي كنند و مدار ساير قمرها را مختل مي سازند. درك اين فعل و انفعالات و يادگيري در مورد منشاشان به ما كمك مي كند تا آنچه را در تصاوير كاسيني مي بينيم قابل فهم كنيم."

منبع:

کد:

---

http://www.physorg.com/news139841673.html

---