در فیزیک، زمان با دو روش متفاوت تعریف می شود: الف - روش ترمودینامیکی: این روش را برای نخستین بار فیزیکدانانی مانند کلوین و سلسیوس که به مفهوم دما و تبادلات گرمایی علاقمند بودند، بنیان نهادند. اما شکل پخته و امروزین آن را در آثار اندیشمندانی مانند بولتزمان می بینیم. تعریف ترمودینامیکی زمان، بر الگوهایی از رفتار مبتنی است که در سیستمهای ساده دیده می شود. بخش مهمی از سیستمهایی که در پیرامون ما وجود دارند، نظامهایی ساده هستند که از شمار زیادی از عناصر به نسبت ساده تشکیل یافته اند. عناصری که رفتارشان تقریبا تصادفی به نظر می رسد، اما برآیند رفتارهای سطح خردشان بر مبنای قواعدی کلان پیش بینی پذیر است. بررسی تحولات انرژیایی این سیستمها، ستون فقرات علم ترمودینامیک را تشکیل می دهد. کل ساختمانِ علم ترمودینامیک، بنایی است که بر پایه ی چند شاه ستونِ اصلی تکیه کرده است. این ستونها، قوانین ترمودینامیک خوانده می شوند. قوانین یاد شده، از نظر منطقی بسیار ساده و بدیهی می نمایند. مثلا قانون صفرم ترمودینامیک چنین می گوید که اگر دو سیستمِ آ و ب از نظر حرارتی با هم در تعادل باشند، و دو سیستم ب و پ هم چنین وضعیتی داشته باشند، آنگاه دو سیستم آ و پ هم با هم در تعادل گرمایی خواهند بود. چنان که می بینید، این در واقع بیانی حرارتی از اصل منطقی این همانی است. دومین قانون ترمودینامیک، چنین می گوید که سیستمهای باز به مرور زمان به سوی بی نظمی (آنتروپی) میل می کنند. این بدان معناست که متغیری ثابت و عام به نام زمان بر رفتار چنین سیستمهایی حاکم است. با یک مثال ساده می توان رابطه ی زمان و آنتروپی را نشان داد. فرض کنید در یک اتاق، شیشه ای عطر داشته باشیم و درِ آن را گشوده باشیم. در چنین وضعیتی تراکم مولکولهای عطر در یک نقطه ی خاص از اتاق -درون شیشه- نشانگر وجود شکلی از نظم است. اتاقی که در آن مولکولهای عطر در کنار هم و مولکولهای هوا در کنار هم قرار گرفته اند، اتاقی منظم است و محتوای اطلاعاتی اش از اتاقی که مولکولهای یاد شده به طور نامنظم و درهم برهم قرار گرفته باشند، بیشتر است. قانون دوم ترمودینامیک به ما می گوید که سیستمی باز -مانند شیشه ی عطرِ دارای درِ گشوده- در گذر زمان از حالت منظم اولیه به سوی وضعیت نامنظم دومی پیش خواهد رفت. آنچه که در این میان افزایش می یابد، بی نظمی اتاق است که در ترمودینامیک با عنوان آنتروپی شناخته می شود. ب - روش تاریخ مدارانه: این روش زمان را بر مبنای سیستمهای پیچیده ای تعریف می کند که امکان انباشت اطلاعات و تجربیات را در خود دارند. در این سیستمها، گذر زمان به کاهش یافتنِ بی نظمی و افزایش نظم منتهی می شود. مثلا وقتی به بدن مجروح یک انسانِ یا بذر یک گیاه نگاه می کنیم، می بینیم که با مرور زمان مقدار نظم درونی این سیستمها زیاد می شود. فرد زخمی بهبود می یابد و بذر به گیاه تبدیل می شود. به این ترتیب به نظر می رسد تعریف تاریخ مدارانه از زمان، با تعریف ترمودینامیکی آن در تضاد باشد. چنان که می دانیم، مهمترین ویژگی حاکم بر قوانین علوم تجربی مانند فیزیک، ناوردایی یا تقارن است. تقارن بدان معناست که قوانین یاد شده در تمام شرایط قابل تصور صدق می کنند. این بدان معناست که قوانین مزبور بیانگر ماهیت موضوع پژوهش و شیوه ی رفتار آن هستند و به شرایط پیرامونیِ آن وابسته نمی باشند. کل قوانین فیزیک، نسبت به همه ی شرایط ناوردا هستند. تنها متغیری که این تقارن در هم می شکند، زمان است و منشا این نقض شدنِ تقارن، قانون دوم ترمودینامیک است. محور زمان، تنها شاخص فیزیکی است که جهت دارد و در مسیر مشخصی جریان می یابد و بسته به این جهت، رفتار سیستمها دگرگون می شود. برای درک دقیقتر این مفهوم اشاره به مثالی روشنگر است. قانونی مثل F=Ma را در نظر بگیرید. این قانون بیان می کند که شاخصی مثل نیرو، با دو شاخص دیگر (شتاب و جرم) رابطه دارد. این معادله نسبت به محورهای مکان ناورداست. یعنی اگر به جسمی در جهتی نیرو وارد کنیم، شتاب آن بسته به جرمش -و نه چیزی دیگر- تعیین می شود. اگر به همان جسم در جهت معکوس نیرو وارد کنیم، بار دیگر تنها جرم آن است که شتابش را تعیین می کند. جهت اعمال نیرو و مکانِ ظهور چنین پدیده ای در صحت این معادله تاثیری ندارد. مکان زمینه ای خنثاست که قانون یاد شده همواره در آن صدق می کند. مهم نیست شما در چه جهتی بر جسم نیرو وارد کنید و کجا این کار را انجام دهید، قانون یاد شده در کل کائنات و در تمام جهتهای قابل تصور برای اعمال نیرو، مصداق دارد. اما قانون دوم ترمودینامیک چنین وضعیتی ندارد. این قانون نسبت به محور زمان ناوردا نیست. اگر سیستم بر محور زمان "پیش برود" یعنی از گذشته به آینده حرکت کند، قانون دوم ترمودینامیک صدق می کند، و اگر جهتی معکوس برای آن فرض شود، اعتبار این قانون از بین می رود. سیستمهای باز تنها در شرایطی که زمان در جهت خاصی حرکت کند، آنتروپی خود را افزایش می دهند. از این روست که زمان در معادلات فیزیکی به صورت متغیری مستقل وارد می شود و به صورت شاخصی عام عمل می کند که "جهت و ترتیب" رخدادها را نشان می دهد. مفهوم فیزیکی زمان دو مشکل اساسی دارد الف: تعریف ترمودینامیکی و تاریخ مدار از زمان به ظاهر با هم در تعارض هستند. بنابراین تعریف یگانه و فراگیری از زمان وجود ندارد. گویی زمان در سیستمهای بازِ ساده و پیچیده به دو شکل متفاوت تعریف شود. ب: توضیح این که چرا زمان -به عنوان متغیری عام- اینطور یک طرفه عمل می کند و تنها در جهت خاصی جریان دارد، دشوار است. به بیان دیگر، "پیکان زمان" و حرکت دایمی و ثابتش از گذشته به آینده امری است که نیاز به توضیح و تبیین دارد. تلاشهای زیادی برای آشتی دادنِ دو تعریف ترمودینامیک و تاریخ مدار از زمان صورت گرفته است. یکی از جالبترینِ این تلاشها، به پیشنهاد دیوید لیزر مربوط می شود. وی معتقد است که مفهوم اطلاعات -مبنای اصلیِ تعریف مفهوم آنتروپی- در سطوح خرد و میکروسکپی قابل تعریف نیست. به عبارت دیگر، در سطح میکروسکپی، محور زمان متقارن است و تمایزی میان حرکت از گذشته به آینده و از آینده به گذشته وجود ندارد. او از اصل عدم قطعیت هایزنبرگ، برای تایید حرف خود استفاده می کند. این اصل اعلام می کند که تعداد حالات قابل تصور برای یک سیستم فیزیکی متناهی است، و بنابراین توصیف آن با مقداری متناهی از اطلاعات ممکن است. این بدان معناست که اطلاعات در سطح میکروسکپی حدی مشخص دارند و نامتناهی نمی باشند. این اصل در مورد تمام زیرسیستم های کیهان صادق است. اصل عدم قطعیت هایزنبرگ را می توان به خودِ کیهان هم تعمیم داد. کیهان، با زیرسیستمهایش در یک مورد تفاوت دارد و آن هم بیکران بودنش است. اگر اصل تقارن محض انشتین را بپذیریم، یعنی قبول کنیم که اثرات تصادفی هم در کیهان توزیعی متقارن دارند، به این نتیجه می رسیم که اطلاعات سطح میکروسکپی، اگر در سطح کیهان -یعنی کلیت عالم- نگریسته شوند، عینیت ندارند. چرا که در سطوح خرد، می توان همانندیهایی اطلاعاتی را در میان سیستمهایی تشخیص داد که در سطح کلان متفاوتند یعنی از محتواهای اطلاعاتی متمایزی برخوردارند. پیشنهاد لیزر به طور خلاصه آن است که محور زمان را در سطوح میکروسکپی متقارن فرض کنیم. در چنین شرایطی، پیش فرضِ کیهان شناسانی مانند هویل و نارلیکار که اعتقاد دارند جهان از حالت عدم تعادل ترمودینامیکی اولیه (مهبانگ) زاده شده و به سوی چنین تعادلی (مرگ حرارتی) حرکت می کند، قطعیت خود را از دست می دهد. از دید لیزر، چنین تصوری از تکامل عالم، در پیش فرضهایی قدیمی تر ریشه دارد. این پیش فرض آن است که جهان یک سیستم دینامیک بسته است و بنابراین حرکتی که در آن مشاهده می شود، با قانون دوم ترمودینامیک تبیین می شود. از دید لیزر، با توجه به نقض جهت دار بودنِ زمان در سطح میکروسکپی، این حالت که جهان از وضعیتی نامتعادل به سوی تعادل پیش رود، همانقدر محتمل است که وضعیت برعکسِ آن. در واقع لیزر از این مدل اخیر دفاع می کند و معتقد است نقطه ی شروع عالم وضعیتی نزدیک به تعادل ترمودینامیکی بوده و در گذر زمان کیهان از این تعادل دور می شود . مشکل دوم، یعنی جهت مند بودنِ زمان، به اشکال متفاوت تبیین شده است. فیزیکدانانی مانند امیل بورل اعتقاد داشتند که بسته نبودنِ سیستمهای فیزیکی، به معنای آن است که هیچ سیستمی از تاثیر عناصر تصادفی و کاتوره ای محیط خود در امان نیست. در نتیجه ی اثر این عوامل، اطلاعات سطحِ خُرد هنگام سازمان دادن نظمهای سطح کلان به طور منظم تلف می شوند و این همان چیزی است که اصل آنتروپیک و جهت دار شدنِ زمان را نتیجه می دهد. برخی دیگر از اندیشمندان -مانند مک ناگارت- اصولا جهتمند بودنِ زمان را نفی کرده اند. تاکید مک ناگارت بر مفهومی از زمان است که بر چیده شدن رخدادها در کنار هم -به صورت توالیهایی از قبل و بعد- دلالت دارد. در این تعریف -که خصلتی نیوتونی هم دارد،- زمان "چیزی" است مانند مکان، که همچون ظرفی رخدادها را در بر می گیرد. نقطه ای به نام اکنون بر این محور وجود دارد که رخدادهای قبل و بعدِ آن به گذشته و آینده منسوب می شوند و جایگیری شان نسبت به هم به آنها -و به محور زمان- معنا می بخشد. مک ناگارت معتقد است که دو بیان از این محور زمانی وجود دارد. نخست: "سریِ آ" که بر چیده شدن رخدادها نسبت به مرجعی به نام اکنون مبتنی است. سری آ در صورتی معنا دارد که بتواند بر مبنای صفاتی اصیل و غیر انضمامی رخدادها را نسبت به هم مرتب کند. دوم: "سری ب" که نظم رخدادها را بر مبنای رابطه ی قبل و بعدشان با یکدیگر می سنجد و مرجع اکنون را نادیده می گیرد. استدلال او برای رد مفهوم خطی زمان این چنین است: الف) زمان وجود دارد اگر و فقط اگر سری ب وجود داشته باشد. یعنی زمینه ای از رخدادها و تحولات وجود داشته باشند که با یکدیگر قابل مقایسه باشند. ب) این امر تنها زمانی امکان پذیر است که چیزی به نام تغییر وجود داشته باشد. یعنی چیزی میان رخدادهای مربوط به زمانهای مختلف تمایز گذارد. (هرچند برخی از نویسندگان مانند شومیکر تصور جهانی فاقد تغییر ولی واجد زمان را ممکن دانسته اند.) پ) تغییر تنها زمانی ممکن خواهد بود که نوعی سری آ وجود داشته باشد. یعنی وجود زمینه ای از رخدادهای مشابه که نسبت به هم قبل و بعد داشته باشند ولی مرجعی بیرونی برای چیده شدنشان وجود نداشته باشد، بر تفاوت میانشان -یعنی حضور تغییر- دلالت نمی کند. ت) رخدادهای درون سری آ تنها به یکی از مفاهیم گذشته، حال، یا آینده متصل می شوند. اتصال آنها به بیش از یکی از این مفاهیم، به تناقض منتهی می شود. ث) در نتیجه، اعتبار محور زمان و مرجعِ اکنون -که سری آ را می ساخت- تنها به زنجیره ای از روابط مفهومی وابسته است که هیچ یک اعتبار کامل ندارند. یعنی در هر برش مشاهداتی، هر رخداد تنها یکی از سه وضعیت یاد شده را به خود می پذیرد. از اینجا بر می آید که سه مفهوم حال، گذشته و آینده خصلتی انضمامی دارند و بنابراین نمی توانند شالوده ی استواری را برای سری آ فراهم کنند.
۱/۱۱/۱۳۸۶
۱/۱۰/۱۳۸۶
پديده فتوولتائيك
اثر فتوالكتريك كه براي اولين بار توسط آلبرت انيشتين شرح داده شد. بر اساس اين پديده وقتي كه يك كوانتوم انرژي نوري يعني يك فوتون در يك ماده نفوذ مي كند، اين احتمال وجود دارد كه بوسيله الكترون جذب شود. و الكترون انتقال پيدامي كند.
اخيراً دانشمندان آمده اند سلولهاي خورشيدي ساخته اند. وقتي كه امواج الكترو مغناطيسي خورشيد برروي آن مي تابد، جفت ماده ها ( الكترون و پوزيترون ) يعني در نوار گاف نيم رسانا به تعداد زياد توليد مي شود «توليد زوج). در نتيجه برهم كنشهاي فيزيكي بين ذرات صورت مي گيرد كه نهايتاً منجر به يك پيل خورشيدي مي شود.
مواد سازنده سلول هاي خورشيدي
ماده اي كه سلولهاي خورشيدي از آنها ساخته مي شود سيليكون و آرسينورگاليم هستند. سلولهايي كه از سيليكون ساخته مي شوند از لحاظ تئوري بازده ماكزيمم حدود 22 درصد دارند. ولي بازده عملي آن حدود 15 تا 18 درصد است. در صورتي كه بازده سلولها يي كه از آرسينورگاليم ساخته مي شود بازده عملي آنها بيشتر از 20 درصد است.
ماهواره هاي دريافت كننده انرژي خورشيدي
يك ايستگاه فضايي در مداري كه هم زمان با زمين در حركت باشد دايماً با تابش خورشيد روشن مي شود. برقراري ماهواره هاي خورشيدي در مدار زمين بطور جدي در سال 1968 پيشنهاد شد. در اين ماهواره ها پانل هايي ساخته اند از جنس آرسينوگاليم كه انرژي خورشيد را دريافت و تبديل به جفت الكترون مي كند، در داخل ماده الكترون ها شروع به حركت مي كنند كه نهايتاً منجر به توليد الكتريسته مي شود. ضريب توان سلولها 18% ولتاژ بالاي آن 40 كيلو وات با 5% اتلاف توان محاسبه شده است.
منبع : دانشنامه رشد
اخيراً دانشمندان آمده اند سلولهاي خورشيدي ساخته اند. وقتي كه امواج الكترو مغناطيسي خورشيد برروي آن مي تابد، جفت ماده ها ( الكترون و پوزيترون ) يعني در نوار گاف نيم رسانا به تعداد زياد توليد مي شود «توليد زوج). در نتيجه برهم كنشهاي فيزيكي بين ذرات صورت مي گيرد كه نهايتاً منجر به يك پيل خورشيدي مي شود.
مواد سازنده سلول هاي خورشيدي
ماده اي كه سلولهاي خورشيدي از آنها ساخته مي شود سيليكون و آرسينورگاليم هستند. سلولهايي كه از سيليكون ساخته مي شوند از لحاظ تئوري بازده ماكزيمم حدود 22 درصد دارند. ولي بازده عملي آن حدود 15 تا 18 درصد است. در صورتي كه بازده سلولها يي كه از آرسينورگاليم ساخته مي شود بازده عملي آنها بيشتر از 20 درصد است.
ماهواره هاي دريافت كننده انرژي خورشيدي
يك ايستگاه فضايي در مداري كه هم زمان با زمين در حركت باشد دايماً با تابش خورشيد روشن مي شود. برقراري ماهواره هاي خورشيدي در مدار زمين بطور جدي در سال 1968 پيشنهاد شد. در اين ماهواره ها پانل هايي ساخته اند از جنس آرسينوگاليم كه انرژي خورشيد را دريافت و تبديل به جفت الكترون مي كند، در داخل ماده الكترون ها شروع به حركت مي كنند كه نهايتاً منجر به توليد الكتريسته مي شود. ضريب توان سلولها 18% ولتاژ بالاي آن 40 كيلو وات با 5% اتلاف توان محاسبه شده است.
منبع : دانشنامه رشد
نظريه ي ذرات نوسان كننده
اين مقاله تحليلي است بر نظريه ي ريسمان همراه با چند فرمول براي درك بهتر موضوع كه براي دريافت نظرات شما خوانندگان منتشر مي شود.
قرن بيستم را مي توان دوران طلايي علم فيزيك دانست. انواع نظريات و پيش بيني هاي مختلف همراه با تجهيزات پيشرفته كه سيل عظيمي از اطلاعات را در اختيار دانشمندان قرار مي داد ظهور يافت. چنانكه اين روند در قرن جديد نيز با سرعتي بيشتر در حال پيگيري است.
از جديدترين نظريات فيزيك مي توان به نظريه ي ريسمان اشاره كرد. اين نظريه ادعا مي كند مي تواند تمام پديده هاي فيزيكي جهان را تفسير نمايد كه البته با توجه به مباني ان مي توانند درست باشد. البته منتقدان هم به همين موضوع اشكال مي گيرند. چون اگر تمام ذرات و پديده هاي عالم از نوسان اين ريسمان ها ايجاد شود در عمل نمي توان وجود انها را به اين راحتي اثبات كرد . همچنين اين موضوع يك حالت كلي است يعني هنوز وارد شدن در بحثي كه تمام جوانب ان كشف نشده است و بيان كلي از يك مطلب چندان درست نيست. چون ما تا نتوانيم تمام ابعاد عالم را كشف كرده و بر ان مسلط شويم نمي توانيم جزييات اين نظريه را باز گويي كنيم. البته اين نظريه توسط اثبات هاي رياضي ارائه شده و نمي توان ان را كاملا رد كرد و در همين حالت كلي ان ايراد جدي وارد نمود.
اما براي بحث در اين مورد از عمق مطلب وارد مي شويم. همه ي ما مي دانيم كه در اين نظريه تمام مطلب بر اساس نوسان اين ريسمان ها شكل مي گيرد. از يك ذره ي داراي جرم تا يك فوتون كه حامل انرژي است. حال موضوع را اينگونه مطرح ميكنيم كه دو ذره ي ريسمان دقيقا چه اندازه انرژي را در فضا مي توانند منتقل كنند . در اين رابطه مقدار انرژي پايه اي كه بدست مي ايد به اين مقدار است. (1)
e=h/t
كه در آنt زمان پلانك و hثابت پلانك است.
در اين محاسبه انرژي پايه در كيهان مطرح مي شود يعني انرژي كه ميان دو ذره ي ريسمان ايجاد مي شود.
اما اگر اين انرژي را براي يك فوتون مورد بررسي قرار دهيم انرژي فوق را بر انرژي كوانتومي يك فوتون تقسيم ميكنيم. در اين حالت عدد بدست امده تعداد ذرات ريسمان را كه در گير در اين نوسان و انتقال فوتون بوده اند را مشخص مي سازد. اما اگر همين تعداد فوتون را در فاصله ي پايه يا همان فاصله ي بين دو ريسمان كه با r مشخص شده ضرب كنيم طول موج فوتون فوق بدست مي ايد . يعني تعداد ريسمانهايي كه يك فوتون بااين طول موج را ايجاد كرده اند با عدد ان مشخص مي شوند . مطلبي كه در اينجا مهم است اين است كه هر چه تعداد اين ريسمان ها كمتر باشد فوتون از انرژي كوانتومي بيشتري برخوردار خواهد بود . (2)
n=h/t/hv
طول موج = r * 1/tv
طول موج = r * n
طول پلانك = r
فركانس فوتون = v
اما اينكه چگونه ذره ي باردار شتاب دار از خود موج الكترو مغناطيسي گسيل مي كند را بايد در نحوه ي نوسان ريسمان ها بررسي كرد. براي مثال وقتي ذره اي ساكن كه از تعداد مشخصي ريسمان كه در حال نوسان هستند تشكيل شده شتاب مي گيرد (شتاب زياد) اين ريسمان ها به باقي ماندن در حالت سكون و به حفظ سرعت اوليه ي خود تمايل دارند. با شتاب اين ذره تعدادي از اين ريسمانها با شتاب ناگهاني نيروي مخالف با ان شتاب را به ريسمان خارج از ان منتقل مي كنند و به اين ترتيب يك موج الكترو مغناطيسي نوسان كننده از اين ريسمان هاي خارج از جرم به وجود مي ايد . اين توضيح بي شك يكي از قانون هاي اينرسي است كه حالت هاي ديگر ان نيز مي تواند براي ريسمانها صادق باشد.
البته در اين كه تمام ريسمانها از يك نوع هستند جاي شك است يعني ممكن است دو نوع ريسمان وجود داشته باشد يكي حامل نيرو و ديگري جهت دهنده به آن نيرو .
منبع / نويسنده : هوپا
قرن بيستم را مي توان دوران طلايي علم فيزيك دانست. انواع نظريات و پيش بيني هاي مختلف همراه با تجهيزات پيشرفته كه سيل عظيمي از اطلاعات را در اختيار دانشمندان قرار مي داد ظهور يافت. چنانكه اين روند در قرن جديد نيز با سرعتي بيشتر در حال پيگيري است.
از جديدترين نظريات فيزيك مي توان به نظريه ي ريسمان اشاره كرد. اين نظريه ادعا مي كند مي تواند تمام پديده هاي فيزيكي جهان را تفسير نمايد كه البته با توجه به مباني ان مي توانند درست باشد. البته منتقدان هم به همين موضوع اشكال مي گيرند. چون اگر تمام ذرات و پديده هاي عالم از نوسان اين ريسمان ها ايجاد شود در عمل نمي توان وجود انها را به اين راحتي اثبات كرد . همچنين اين موضوع يك حالت كلي است يعني هنوز وارد شدن در بحثي كه تمام جوانب ان كشف نشده است و بيان كلي از يك مطلب چندان درست نيست. چون ما تا نتوانيم تمام ابعاد عالم را كشف كرده و بر ان مسلط شويم نمي توانيم جزييات اين نظريه را باز گويي كنيم. البته اين نظريه توسط اثبات هاي رياضي ارائه شده و نمي توان ان را كاملا رد كرد و در همين حالت كلي ان ايراد جدي وارد نمود.
اما براي بحث در اين مورد از عمق مطلب وارد مي شويم. همه ي ما مي دانيم كه در اين نظريه تمام مطلب بر اساس نوسان اين ريسمان ها شكل مي گيرد. از يك ذره ي داراي جرم تا يك فوتون كه حامل انرژي است. حال موضوع را اينگونه مطرح ميكنيم كه دو ذره ي ريسمان دقيقا چه اندازه انرژي را در فضا مي توانند منتقل كنند . در اين رابطه مقدار انرژي پايه اي كه بدست مي ايد به اين مقدار است. (1)
e=h/t
كه در آنt زمان پلانك و hثابت پلانك است.
در اين محاسبه انرژي پايه در كيهان مطرح مي شود يعني انرژي كه ميان دو ذره ي ريسمان ايجاد مي شود.
اما اگر اين انرژي را براي يك فوتون مورد بررسي قرار دهيم انرژي فوق را بر انرژي كوانتومي يك فوتون تقسيم ميكنيم. در اين حالت عدد بدست امده تعداد ذرات ريسمان را كه در گير در اين نوسان و انتقال فوتون بوده اند را مشخص مي سازد. اما اگر همين تعداد فوتون را در فاصله ي پايه يا همان فاصله ي بين دو ريسمان كه با r مشخص شده ضرب كنيم طول موج فوتون فوق بدست مي ايد . يعني تعداد ريسمانهايي كه يك فوتون بااين طول موج را ايجاد كرده اند با عدد ان مشخص مي شوند . مطلبي كه در اينجا مهم است اين است كه هر چه تعداد اين ريسمان ها كمتر باشد فوتون از انرژي كوانتومي بيشتري برخوردار خواهد بود . (2)
n=h/t/hv
طول موج = r * 1/tv
طول موج = r * n
طول پلانك = r
فركانس فوتون = v
اما اينكه چگونه ذره ي باردار شتاب دار از خود موج الكترو مغناطيسي گسيل مي كند را بايد در نحوه ي نوسان ريسمان ها بررسي كرد. براي مثال وقتي ذره اي ساكن كه از تعداد مشخصي ريسمان كه در حال نوسان هستند تشكيل شده شتاب مي گيرد (شتاب زياد) اين ريسمان ها به باقي ماندن در حالت سكون و به حفظ سرعت اوليه ي خود تمايل دارند. با شتاب اين ذره تعدادي از اين ريسمانها با شتاب ناگهاني نيروي مخالف با ان شتاب را به ريسمان خارج از ان منتقل مي كنند و به اين ترتيب يك موج الكترو مغناطيسي نوسان كننده از اين ريسمان هاي خارج از جرم به وجود مي ايد . اين توضيح بي شك يكي از قانون هاي اينرسي است كه حالت هاي ديگر ان نيز مي تواند براي ريسمانها صادق باشد.
البته در اين كه تمام ريسمانها از يك نوع هستند جاي شك است يعني ممكن است دو نوع ريسمان وجود داشته باشد يكي حامل نيرو و ديگري جهت دهنده به آن نيرو .
منبع / نويسنده : هوپا
اينترنت ميان سياره اي
با پيشرفت صنعت هوافضا، سفر انسان به کره مريخ در قرن بيست و يکم دور از انتظار نيست. اما چگونگي برقراري ارتباط با فضانوردان برفراز مريخ سؤالي است که ذهن متخصصان ارتباطات فضايي را به خود مشغول کرده است. دانشمندان، مهندسين و برنامه نويسان مدتي است که بر روي اينترنت ميان سياره اي کار مي کنند تا امکان ارتباط آسان با فضانوردان وجود داشته باشد و ارسال اطلاعات بيشتري به زمين ممکن شود.
اينترنت ميان سياره اي
امروزه به لطف اينترنت و پيشرفت‌هاي صورت گرفته در ارتباطات الکترونيک مي توانيم در يک چشم بر هم زدن با دور افتاده ترين نقاط کره زمين هم به راحتي ارتباط برقرار کنيم. در دهکده جهاني، همه نقاط دنيا به اندازه يک کليک از هم فاصله دارند و ديگر مثل سابق، فاصله، يک محدوديت محسوب نمي شود. اکنون با حل مشکل فاصله‌هاي زميني، دانشمندان و فضانوردان به دنبال راهي براي برقراري همين ارتباط پرسرعت با کرات و ديگر سياره‌هاي منظومه شمسي هستند. فاصله بعدي اينترنت در سال هاي آتي احتمالاً ما را به اعماق دور دست منظومه شمسي خواهد برد تا سيستمي ارتباطي براي سفر انسان به مريخ و ديگر سياره‌ها پايه گذاري کنيم.
عليرغم سرعت روزافزون ارتباطات الکترونيک در زمين، امروزه ارتباطات در فضا با سرعت حلزون پيش مي رود! و دلايل متعددي براي اين امر وجود دارند:
فاصله نور بايد ميليون ها کيلومتر در فضا سفر کند، در صورتي که فاصله بين گيرنده و فرستنده در زمين تنها چند هزار کيلومتر است.
موانع فضايي: ميليون‌ها مانع ناشناخته در فضا وجود دارد و هر چيزي که ميان فرستنده و گيرنده سيگنال ها قرار بگيرد يا مسير را مسدود کند، مي تواند باعث اختلال در ارتباط شود.
وزن: آنتن هاي قدرتمندي که مي توانند ارتباط با اعماق فضا را تقويت کنند، معمولاً سنگين هستند و امکان ارسال آنها به فضا وجود ندارد.
به هم متصل کردن منظومه شمسي!
با نگاهي دقيق تر به مأموريت فضاپيماي راهياب مريخ در سال 1997 در مي يابيم که فضا پيماها براي ارتباط با زمين از اعماق فضا به ارتباط ويژه اي نياز دارند. در مأموريت راهياب، داده ها با سرعت 300 بيت در ثانيه به زمين ارسال مي شد. اين در صورتي است که کامپيوترهايمان مي توانند حداقل 200 برابر اين ميزان داده را در ثانيه منتقل کنند. در صورت راه اندازي اينترنت بين مريخ و زمين، داده ها احتمالاً با سرعت 11000 بيت در ثانيه منتقل خواهند شد. اين سرعت همچنان از سرعت در روي زمين پايين تر است ولي براي ارسال تصاويري با جزئيات بيشتر از سطح کره مريخ تخمين مي زنند که با آغاز فعاليت اين شبکه، سرعت انتقال به تدريج تا يک مگابايت (608, 288,8 بيت) در ثانيه افزايش مي يابد و همگان مي توانند هر وقت که بخواهند به مريخ سفر مجازي داشته باشند.
اينترنت ميان سياره اي در حقيقت نسخه اي از اينترنت زميني در مقياسي عظيم تر و با زيرساختي تکامل يافته تر مي باشد. سه جزء اوليه اين اينترنت به ترتيب زير مي باشند:
? DEEP SPACE NETWORK (DSN) ناسا
? شش ماهواره کوچک که دور کره مريخ قرار مي گيرند
? يک پروتکل جديد براي انتقال داده ها
DSN:
شبکه بين المللي DSN متعلق به ناسا و از چندين آنتن عظيم تشکيل شده است. از اين آنتن ها براي کنترل حرکت فضاپيماهاي ناسا استفاده مي شود و به گونه اي طراحي شده اند که امکان ارتباط مداوم راديويي با فضاپيماها را فراهم مي کنند. ناسا تجهيزات اين شبکه عظيم را در سه سايت مختلف در کاليفرنيا، استراليا و اسپانيا مستقر کرده است. در هر يک از سايت ها يک آنتن 34 متري با دقت بالا، يک آنتن 34 متري براي هدايت پهناي امواج (در کاليفرنيا سه عدد از اين نوع آنتن مستقر است)، يک آنتن 26 متري، يک آنتن 70 متري و يک آنتن 11 متري وجود دارد.
طبق برنامه ريزي هاي صورت گرفته، قرار است DSN به عنوان پل ارتباطي زمين به شبکه اينترنت ميان سياره اي عمل کند.
پروتکل جديد براي انتقال داده ها:
برنامه نويسان آزمايشگاه JPL ناسا، بر روي طراحي پروتکل جديدي براي ارسال فايل ها در فواصل طولاني بين سياره ها و سفينه هاي فضايي کار مي کنند. اين پروتکل مانند پروتکل اينترنت (IP) و پروتکل کنترل انتقالات (TCP) به عنوان زيربناي کلي سيستم عمل خواهد کرد. همان طور که مي دانيد IP و TCP در دهه هفتاد توسط دکتر CERF و همکارانش ايجاد شدند و امروزه به عنوان سيستم پيغام رساني اينترنت زميني عمل مي کنند. اين پروتکل ها، پيغام هاي ارسالي را به بسته هاي متشکل از واحد هاي کوچک داده مي شکنند و سپس آنها را به مقصد مورد نظر ارسال مي کنند.
مهم ترين عامل در طراحي يک پروتکل فضايي سازگاري آن با تأخيرهاي ناشي از انتقال داده در فضا مي باشد. هدف گروه اين است که با راه اندازي پروتکل جديد، حتي در صورت گم شدن تعدادي از بسته‌هاي داده در حين انتقال، خللي به کارايي کلي اينترنت وارد نشود. اين پروتکل همچنين بايد بتواند پارازيت هاي دريافتي به هنگام عبور از ميليون ها کيلومتر فضا را فيلتر کند. يکي از پروتکل هاي پيشنهادي PARCEL TRANSFER PROTOCOL نام دارد که داده ها را در پايگاه ورودي هر سياره ذخيره و سپس ارسال مي کند. اين پروتکل بايد درخواست اطلاعاتي که براي پايگاه ارسال شده را پردازش کرده و آن را به مقصد مورد نظرش ارسال کند. پس از آن اطلاعات را به همان مسيري که تقاضا از آن ارسال شده مي فرستد.
مشکلات نجومي!
راه‌اندازي اينترنت ميان سياره‌اي، سرعت انتقال داده بين زمين و کاوشگرهايي که ميليون ها کيلومتر از زمين فاصله دارند را به ميزان قابل توجهي افزايش خواهد داد. اما قبل از اينکه بتوانيم براي سفرهاي مجازي مان به مريخ برنامه ريزي کنيم، تيم محققان پروژه بايد بر مشکلات و محدوديت هاي فراواني غلبه کنند. بزرگ ترين اين محدوديت ها عبارتند از:
? تأخير در سرعت حرکت نور
? نگهداري از ماهواره ها
? امکان حملات هکرها
أخير در سرعت حرکت نور
برخلاف فواصل نزديک زميني فاصله بين يک ايستگاه فضايي بر روي زمين و مريخ مي تواند بين 56 ميليون کيلومتر (38 ميليون مايل) باشد. با چنين فواصلي يک سيگنال راديويي ممکن است ساعت ها براي رسيدن به مقصد ش در راه باشد! گرچه اينترنت بين سياره‌اي نمي تواند براي کاهش فاصله ها معجزه کند ولي روش ذخيره و ارسال داده ها به صورت بسته، خطر از دست دادن آنها به خاطر تأخيرهاي ناشي از مسافت را به ميزان چشم گيري کاهش مي دهد.
نگهداري از ماهواره ها
تعمير و عيب يابي ماهواره هايي که بايد در مدار مريخ نصب شوند، خيلي مشکل خواهد بود. به همين جهت اجزاء و قطعات اين ماهواره ها بايد در مقايسه با ماهواره هايي که در مدار زمين مي چرخند از کيفيت بسيار بالاتري برخوردار باشند.
حملات هکري
شايد خطرهک شدن شبکه ارتباطي ميان دو سياره(!) براي خيلي ها دور از نظر و عجيب باشد! اما متأسفانه هکرها با افتخار در تمامي عرصه ها حضور دارند و حتي قبل از راه اندازي اين اينترنت پيشاپيش بزرگ ترين خطر براي آن محسوب مي شوند. پروتکل فضايي بايد برخلاف پروتکل هايي که براي اينترنت ابداع شده در مقابل هکرها نفوذناپذير باشد. تيم برنامه نويسان با نيم نگاهي به پروتکل لايه SSL (SECURE SOCKETS LAYER) که براي نقل و انتقالات مالي در اينترنت استفاده مي شود قصد دارند از آن به عنوان مدلي براي حفظ امنيت در اينترنت ميان سياره اي استفاده کنند، اما تحقيقاتشان در اين زمينه همچنان ادامه دارد.
عليرغم تمامي مشکلات، احتمال اينکه تا ده سال آينده با اينترنت ميان سياره اي به مريخ متصل شويم خيلي زياد است. دانشمندان قصد دارند پس از راه اندازي شبکه مريخ، رفته رفته تمام منظومه شمسي را به هم وصل کنند. به اين ترتيب در سال هاي آتي ديگر براي کاوش در فضا نيازي به سفرهاي خطرناک فضانوردان در اعماق فضا نخواهد بود، فضا از صفحه مانيتورمان براي همگان در دسترس خواهد بود! احتمال اينکه در آينده از سفر مجازي به جزاير قناري خسته شويم و در عوض از کوه هاي مريخ، حلقه هاي زحل و خال عظيم بر روي سياره مشتري (ژوپيتر) ديدن کنيم آنقدرها هم بعيد نيست!
منبع : نشريه اينترنت
اينترنت ميان سياره اي
امروزه به لطف اينترنت و پيشرفت‌هاي صورت گرفته در ارتباطات الکترونيک مي توانيم در يک چشم بر هم زدن با دور افتاده ترين نقاط کره زمين هم به راحتي ارتباط برقرار کنيم. در دهکده جهاني، همه نقاط دنيا به اندازه يک کليک از هم فاصله دارند و ديگر مثل سابق، فاصله، يک محدوديت محسوب نمي شود. اکنون با حل مشکل فاصله‌هاي زميني، دانشمندان و فضانوردان به دنبال راهي براي برقراري همين ارتباط پرسرعت با کرات و ديگر سياره‌هاي منظومه شمسي هستند. فاصله بعدي اينترنت در سال هاي آتي احتمالاً ما را به اعماق دور دست منظومه شمسي خواهد برد تا سيستمي ارتباطي براي سفر انسان به مريخ و ديگر سياره‌ها پايه گذاري کنيم.
عليرغم سرعت روزافزون ارتباطات الکترونيک در زمين، امروزه ارتباطات در فضا با سرعت حلزون پيش مي رود! و دلايل متعددي براي اين امر وجود دارند:
فاصله نور بايد ميليون ها کيلومتر در فضا سفر کند، در صورتي که فاصله بين گيرنده و فرستنده در زمين تنها چند هزار کيلومتر است.
موانع فضايي: ميليون‌ها مانع ناشناخته در فضا وجود دارد و هر چيزي که ميان فرستنده و گيرنده سيگنال ها قرار بگيرد يا مسير را مسدود کند، مي تواند باعث اختلال در ارتباط شود.
وزن: آنتن هاي قدرتمندي که مي توانند ارتباط با اعماق فضا را تقويت کنند، معمولاً سنگين هستند و امکان ارسال آنها به فضا وجود ندارد.
به هم متصل کردن منظومه شمسي!
با نگاهي دقيق تر به مأموريت فضاپيماي راهياب مريخ در سال 1997 در مي يابيم که فضا پيماها براي ارتباط با زمين از اعماق فضا به ارتباط ويژه اي نياز دارند. در مأموريت راهياب، داده ها با سرعت 300 بيت در ثانيه به زمين ارسال مي شد. اين در صورتي است که کامپيوترهايمان مي توانند حداقل 200 برابر اين ميزان داده را در ثانيه منتقل کنند. در صورت راه اندازي اينترنت بين مريخ و زمين، داده ها احتمالاً با سرعت 11000 بيت در ثانيه منتقل خواهند شد. اين سرعت همچنان از سرعت در روي زمين پايين تر است ولي براي ارسال تصاويري با جزئيات بيشتر از سطح کره مريخ تخمين مي زنند که با آغاز فعاليت اين شبکه، سرعت انتقال به تدريج تا يک مگابايت (608, 288,8 بيت) در ثانيه افزايش مي يابد و همگان مي توانند هر وقت که بخواهند به مريخ سفر مجازي داشته باشند.
اينترنت ميان سياره اي در حقيقت نسخه اي از اينترنت زميني در مقياسي عظيم تر و با زيرساختي تکامل يافته تر مي باشد. سه جزء اوليه اين اينترنت به ترتيب زير مي باشند:
? DEEP SPACE NETWORK (DSN) ناسا
? شش ماهواره کوچک که دور کره مريخ قرار مي گيرند
? يک پروتکل جديد براي انتقال داده ها
DSN:
شبکه بين المللي DSN متعلق به ناسا و از چندين آنتن عظيم تشکيل شده است. از اين آنتن ها براي کنترل حرکت فضاپيماهاي ناسا استفاده مي شود و به گونه اي طراحي شده اند که امکان ارتباط مداوم راديويي با فضاپيماها را فراهم مي کنند. ناسا تجهيزات اين شبکه عظيم را در سه سايت مختلف در کاليفرنيا، استراليا و اسپانيا مستقر کرده است. در هر يک از سايت ها يک آنتن 34 متري با دقت بالا، يک آنتن 34 متري براي هدايت پهناي امواج (در کاليفرنيا سه عدد از اين نوع آنتن مستقر است)، يک آنتن 26 متري، يک آنتن 70 متري و يک آنتن 11 متري وجود دارد.
طبق برنامه ريزي هاي صورت گرفته، قرار است DSN به عنوان پل ارتباطي زمين به شبکه اينترنت ميان سياره اي عمل کند.
پروتکل جديد براي انتقال داده ها:
برنامه نويسان آزمايشگاه JPL ناسا، بر روي طراحي پروتکل جديدي براي ارسال فايل ها در فواصل طولاني بين سياره ها و سفينه هاي فضايي کار مي کنند. اين پروتکل مانند پروتکل اينترنت (IP) و پروتکل کنترل انتقالات (TCP) به عنوان زيربناي کلي سيستم عمل خواهد کرد. همان طور که مي دانيد IP و TCP در دهه هفتاد توسط دکتر CERF و همکارانش ايجاد شدند و امروزه به عنوان سيستم پيغام رساني اينترنت زميني عمل مي کنند. اين پروتکل ها، پيغام هاي ارسالي را به بسته هاي متشکل از واحد هاي کوچک داده مي شکنند و سپس آنها را به مقصد مورد نظر ارسال مي کنند.
مهم ترين عامل در طراحي يک پروتکل فضايي سازگاري آن با تأخيرهاي ناشي از انتقال داده در فضا مي باشد. هدف گروه اين است که با راه اندازي پروتکل جديد، حتي در صورت گم شدن تعدادي از بسته‌هاي داده در حين انتقال، خللي به کارايي کلي اينترنت وارد نشود. اين پروتکل همچنين بايد بتواند پارازيت هاي دريافتي به هنگام عبور از ميليون ها کيلومتر فضا را فيلتر کند. يکي از پروتکل هاي پيشنهادي PARCEL TRANSFER PROTOCOL نام دارد که داده ها را در پايگاه ورودي هر سياره ذخيره و سپس ارسال مي کند. اين پروتکل بايد درخواست اطلاعاتي که براي پايگاه ارسال شده را پردازش کرده و آن را به مقصد مورد نظرش ارسال کند. پس از آن اطلاعات را به همان مسيري که تقاضا از آن ارسال شده مي فرستد.
مشکلات نجومي!
راه‌اندازي اينترنت ميان سياره‌اي، سرعت انتقال داده بين زمين و کاوشگرهايي که ميليون ها کيلومتر از زمين فاصله دارند را به ميزان قابل توجهي افزايش خواهد داد. اما قبل از اينکه بتوانيم براي سفرهاي مجازي مان به مريخ برنامه ريزي کنيم، تيم محققان پروژه بايد بر مشکلات و محدوديت هاي فراواني غلبه کنند. بزرگ ترين اين محدوديت ها عبارتند از:
? تأخير در سرعت حرکت نور
? نگهداري از ماهواره ها
? امکان حملات هکرها
أخير در سرعت حرکت نور
برخلاف فواصل نزديک زميني فاصله بين يک ايستگاه فضايي بر روي زمين و مريخ مي تواند بين 56 ميليون کيلومتر (38 ميليون مايل) باشد. با چنين فواصلي يک سيگنال راديويي ممکن است ساعت ها براي رسيدن به مقصد ش در راه باشد! گرچه اينترنت بين سياره‌اي نمي تواند براي کاهش فاصله ها معجزه کند ولي روش ذخيره و ارسال داده ها به صورت بسته، خطر از دست دادن آنها به خاطر تأخيرهاي ناشي از مسافت را به ميزان چشم گيري کاهش مي دهد.
نگهداري از ماهواره ها
تعمير و عيب يابي ماهواره هايي که بايد در مدار مريخ نصب شوند، خيلي مشکل خواهد بود. به همين جهت اجزاء و قطعات اين ماهواره ها بايد در مقايسه با ماهواره هايي که در مدار زمين مي چرخند از کيفيت بسيار بالاتري برخوردار باشند.
حملات هکري
شايد خطرهک شدن شبکه ارتباطي ميان دو سياره(!) براي خيلي ها دور از نظر و عجيب باشد! اما متأسفانه هکرها با افتخار در تمامي عرصه ها حضور دارند و حتي قبل از راه اندازي اين اينترنت پيشاپيش بزرگ ترين خطر براي آن محسوب مي شوند. پروتکل فضايي بايد برخلاف پروتکل هايي که براي اينترنت ابداع شده در مقابل هکرها نفوذناپذير باشد. تيم برنامه نويسان با نيم نگاهي به پروتکل لايه SSL (SECURE SOCKETS LAYER) که براي نقل و انتقالات مالي در اينترنت استفاده مي شود قصد دارند از آن به عنوان مدلي براي حفظ امنيت در اينترنت ميان سياره اي استفاده کنند، اما تحقيقاتشان در اين زمينه همچنان ادامه دارد.
عليرغم تمامي مشکلات، احتمال اينکه تا ده سال آينده با اينترنت ميان سياره اي به مريخ متصل شويم خيلي زياد است. دانشمندان قصد دارند پس از راه اندازي شبکه مريخ، رفته رفته تمام منظومه شمسي را به هم وصل کنند. به اين ترتيب در سال هاي آتي ديگر براي کاوش در فضا نيازي به سفرهاي خطرناک فضانوردان در اعماق فضا نخواهد بود، فضا از صفحه مانيتورمان براي همگان در دسترس خواهد بود! احتمال اينکه در آينده از سفر مجازي به جزاير قناري خسته شويم و در عوض از کوه هاي مريخ، حلقه هاي زحل و خال عظيم بر روي سياره مشتري (ژوپيتر) ديدن کنيم آنقدرها هم بعيد نيست!
منبع : نشريه اينترنت
نگاهي به جديدترين طرح توليد انرژي در قرن بيست و يكم
نوشته : علي رستمي
امروز سوخت و انرژي در دنيا به چند دسته كلي تقسيم مي شوند. سوخت هاي فسيلي و سوخت هاي غيرفسيلي و انرژي هاي تجديد پذير و غيرقابل تجديد.
سوخت هاي فسيلي عبارتند از: نفت، گاز و زغال سنگ كه با اكسيژن هوا تركيب مي شوند و ايجاد انرژي به شكل حرارت مي كنند. اين سوخت ها در مقايسه با سوخت هاي ديگر انرژي كمتر توليد مي كنند. مثلاً يك كيلوگرم زغال سنگ حدود 8 كيلووات ساعت انرژي توليد مي كند و يك كيلوگرم نفت حدود 12 كيلووات ساعت انرژي توليد مي كنند. اين سوخت ها آلوده كننده محيط زيست نيز هستند.
به علاوه جزء ذخاير غيرقابل تجديد بوده و داراي مشكلات زيادي در حمل و نقل ايمني نيز هستند. مانند گازگرفتگي (خفگي) يا توليد گاز سمي منوكسيد كربن. دسته ديگر از سوخت ها شامل سوخت هاي هسته اي هستند مانند اورانيوم يا پلوتونيوم يا ايزوتوپ هاي هيدروژن مانند دوتريوم يا تريتيوم يا فلز سبك ليتيوم. اين سوخت ها در مقايسه با سوخت هاي دسته اول داراي امتيازات مثبت و منفي هستند. اول اينكه در اين سوخت ها بعضي ايزوتوپ ها توانايي توليد انرژي به وسيله تكنولوژي فعلي بشر را دارد مانند ايزوتوپ هاي كمياب اورانيوم 235 يا پلوتونيوم 239 يا اورانيوم 233 كه به اين ايزوتوپ ها شكاف پذير مي گويند. امتيازات اينها عبارتند از توليد مقادير زياد انرژي به وسيله حجم كم ماده سوختني. مثلاً از يك كيلوگرم اورانيوم 235 يا پلوتونيوم 239 مي توان مقدار 23 ميليون كيلووات ساعت گرما ايجاد كرد، اما مشكلاتي نيز دارند از آن جمله اين كه: غني سازي و توليد اين ايزوتوپ ها مشكلات و هزينه زيادي دارند. دوم اينكه، اين سوخت هاي هسته اي سنگين پس از توليد انرژي مقادير زيادي ايزوتوپ هاي پرتوزا از خود به جاي مي گذارند كه به زباله هاي هسته اي موسوم است.
اين زباله ها براي محيط زيست و سلامت افراد خطرناك هستند و بايد براي صدها سال در انبار هاي محكم نگهداري شوند تا راديواكتيو آن از بين برود. دسته ديگر از سوخت هاي هسته اي شامل عناصر سبك مانند دوتريوم يا تريتيوم يا ليتيوم هستند كه قرار است در راكتور هاي گداخت يا همجوش هسته اي توليد انرژي كنند. البته تاكنون از اينها در بمب هاي هيدروژني بهره برداري نظامي و تسليحاتي مي شد، اما براي توليد انرژي براي مصارف صلح آميز تكنولوژي راكتور هاي گداخت بايد تكميل شود، اين سوخت ها معايب و مزاياي فراواني دارند. اول توليد نوترون و تشعشعات نوتروني مي كنند كه بايد در راكتور هاي همجوشي هسته اي به نحوي جذب و كنترل شوند دوم اينكه تريتيوم نبايد از راكتور نشت كند زيرا يك ايزوتوپ راديواكتيو است.مزاياي اين سوخت ها عبارت از اين كه فراوان در دسترس هستند و دوم اينكه توليد انرژي زيادتري نسبت به اورانيوم يا پلوتونيوم مي كنند. مثلاً انرژي حاصل از گداخت هيدروژن به هليوم مساوي است با 177 ميليون كيلووات ساعت در صورتي كه انرژي حاصل از اورانيوم برابر است با 23000000 كيلووات ساعت. بنابراين يك كيلوگرم هيدروژن حدود 8 برابر يك كيلوگرم اورانيوم توليد انرژي مي كند.
انواع ديگر انرژي عبارتند از: انرژي خورشيدي، انرژي باد، انرژي زمين گرمايي و انرژي بيوگاز كه مشكل بزرگ اين انرژي تجديدپذير اينكه بازده انرژي اينها پايين است و دوم اينكه دائمي نيستند و سوم اينكه تكنولوژي بشر براي استفاده مقياس زياد از اينها تكميل نيافته است. ما در اين مقاله سعي مي كنيم جديدترين طرح توليد انرژي كه شايد يكي از منابع انرژي قرن 21 باشد را معرفي كنيم. اين طرح توليد انرژي عبارت از شتاب دهنده ذرات اتمي براي توليد انرژي زياد، عملكرد اين سيستم و دستگاه براساس استفاده از ميدان هاي الكتريكي و مغناطيسي براي شتاب دادن و كنترل ذرات باردار الكتريكي تا مرز سرعت نور است. اين سيستم ها قادر هستند سرعت الكترون ها و پروتون ها را تا مرز سرعت نور شتاب دهند. وقتي ذرات تا اين حد شتاب يافتند سطح انرژي آنها چند ميليون برابر مي شود و داراي انرژي عظيم و فراواني مي شود. يك مثال نشان دهنده اين مطلب است، به عنوان مثال شتاب دهنده پروتون در آزمايشگاه فرمي آمريكا قادر است ذرات پروتون را تا يك تريليون الكترون ولت (Tev) شتاب دهد.
اگر ما به وسيله اين شتاب دهنده پروتون هاي يك گرم هيدورژن معمولي كه در آب زياد است را تزريق كنيم و شتاب دهيم انرژي پروتون ها برابر خواهد بود با انرژي 26 ميليارد كيلووات ساعت انرژي، كه مساوي است با انرژي توليد شده به وسيله شكافت حدود 1200 كيلوگرم اورانيوم يا 15 ميليون بشكه نفت. همه اين انرژي عظيم و غيرقابل باور فقط به وسيله شتاب دادن پروتون هاي يك گرم هيدروژن تا سطح انرژي يك تريليون الكترون ولت است. پس با اين محاسبات دانستيم كه شتاب دهنده ها داراي چه قدرت عظيمي هستند.
شتاب دهنده ها به چند دسته كلي تقسيم بندي مي شوند
1 - شتاب دهنده هاي خطي
2 - شتاب دهنده هاي مداري
3 - شتاب دهنده سيلكووترون
علاوه بر آن ساخت و نگهداري شتاب دهنده آسان و كم هزينه است. در ضمن مي توان اين سيستم هاي مولد را در ابعاد و مقياس هاي مختلف ساخت به عنوان مثال يك شتاب دهنده خطي كه طول آن 100 متر و ولتاژ آن 10 ميليون ولت است كه قادر است انرژي معادل يك گيگا (Gev) الكترون ولت توليد كند. اين انرژي معادل است با انرژي 26 ميليون كيلووات ساعت در هر ثانيه. اگر تنها موفق شويم 50 درصد انرژي اين شتاب دهنده را استفاده كنيم اين شتاب دهنده قادر است معادل 20 هزار نيروگاه اتمي در مقياس نيروگاه اتمي هزار مگاواتي نيروگاه بوشهر توليد انرژي كند. يعني قادر خواهد بود 20 ميليون مگاوات انرژي الكتريكي توليد كند.
علاوه بر آن از حرارت و گرماي توليدي اين دستگاه مي توان براي بخار كردن آب دريا و توليد آب شيرين استفاده كرد. محاسبات نشان مي دهد كه اين سيستم قادر خواهد بود در سال معادل بارندگي ساليانه كشور آب شيرين توليد كند، بدون اينكه هوا را آلوده كند يا مشكلاتي از قبيل زباله هاي هسته اي يا پس مانده و آلودگي ايجاد كند، در واقع يكي از بهترين منابع انرژي خواهد بود. سوخت مصرفي اين دستگاه تنها چند گرم هيدروژن معمولي است انرژي توليدي از يك دستگاه شتاب دهنده يك گيگا الكترون ولت (Gev) برابر است با انرژي حاصل از سوختن 2500000 ليتر بنزين خواهد بود. بنابراين اگر به مدت يك سال كار كند معادل انرژي 500 ميليارد بشكه نفت انرژي توليد مي كند.
ارزش اقتصادي اين مقدار انرژي كه 2 برابر انرژي ذخاير نفت عربستان سعودي است با احتساب قيمت هر بشكه نفت بر مبناي 20 دلار برابر است با 10 تريليون دلار. در صورتي كه ما از اين سيستم شتاب دهنده استفاده كنيم نيازي به سوزاندن اين حجم عظيم نفت و گاز براي توليد انرژي نداريم. مزاياي اين سيستم عبارتند از: 1- مي توان در ابعاد و اندازه هاي مختلف ساخت. 2- هزينه ساخت و نگهداري آن كم بوده است. 3- هيچ گونه زباله يا آلودگي محيطي توليد نمي كند. محصول نهايي آن آب خالص يا بخار آب است. 4- با استفاده از اين دستگاه عملاً عمر منابع انرژي نامحدود مي شود و منبع عظيمي از انرژي در دسترس خواهد بود.
در حوزه ذرات
1- الكترون ولت: واحد انرژي است و برابر انرژي يك الكترون يا پروتون وقتي از اختلاف پتانسيل يك ولت عبور كند برابر است با
1.6 * 10^-19
ژول
2 _ يك گرم هيدروژن
6.02*10^23
اتم بوده كه به آن يك اتم گرم يا يك مول هيدروژن گويند.
اگر اين مقدار هيدروژن از شتاب دهنده يك (Gev) عبور كند معادل انرژي آن برابر خواهد بود:
9.6*10^13
ژول
يك كيلووات ساعت برابر است با 3600000 ژول. بنابراين انرژي آن برابر است با 26 كيلووات ساعت.
9.6*10^13
ژول تقسيم بر 3600000 مساوي
26*10^5
نقل از سي پي اچ تئوري
امروز سوخت و انرژي در دنيا به چند دسته كلي تقسيم مي شوند. سوخت هاي فسيلي و سوخت هاي غيرفسيلي و انرژي هاي تجديد پذير و غيرقابل تجديد.
سوخت هاي فسيلي عبارتند از: نفت، گاز و زغال سنگ كه با اكسيژن هوا تركيب مي شوند و ايجاد انرژي به شكل حرارت مي كنند. اين سوخت ها در مقايسه با سوخت هاي ديگر انرژي كمتر توليد مي كنند. مثلاً يك كيلوگرم زغال سنگ حدود 8 كيلووات ساعت انرژي توليد مي كند و يك كيلوگرم نفت حدود 12 كيلووات ساعت انرژي توليد مي كنند. اين سوخت ها آلوده كننده محيط زيست نيز هستند.
به علاوه جزء ذخاير غيرقابل تجديد بوده و داراي مشكلات زيادي در حمل و نقل ايمني نيز هستند. مانند گازگرفتگي (خفگي) يا توليد گاز سمي منوكسيد كربن. دسته ديگر از سوخت ها شامل سوخت هاي هسته اي هستند مانند اورانيوم يا پلوتونيوم يا ايزوتوپ هاي هيدروژن مانند دوتريوم يا تريتيوم يا فلز سبك ليتيوم. اين سوخت ها در مقايسه با سوخت هاي دسته اول داراي امتيازات مثبت و منفي هستند. اول اينكه در اين سوخت ها بعضي ايزوتوپ ها توانايي توليد انرژي به وسيله تكنولوژي فعلي بشر را دارد مانند ايزوتوپ هاي كمياب اورانيوم 235 يا پلوتونيوم 239 يا اورانيوم 233 كه به اين ايزوتوپ ها شكاف پذير مي گويند. امتيازات اينها عبارتند از توليد مقادير زياد انرژي به وسيله حجم كم ماده سوختني. مثلاً از يك كيلوگرم اورانيوم 235 يا پلوتونيوم 239 مي توان مقدار 23 ميليون كيلووات ساعت گرما ايجاد كرد، اما مشكلاتي نيز دارند از آن جمله اين كه: غني سازي و توليد اين ايزوتوپ ها مشكلات و هزينه زيادي دارند. دوم اينكه، اين سوخت هاي هسته اي سنگين پس از توليد انرژي مقادير زيادي ايزوتوپ هاي پرتوزا از خود به جاي مي گذارند كه به زباله هاي هسته اي موسوم است.
اين زباله ها براي محيط زيست و سلامت افراد خطرناك هستند و بايد براي صدها سال در انبار هاي محكم نگهداري شوند تا راديواكتيو آن از بين برود. دسته ديگر از سوخت هاي هسته اي شامل عناصر سبك مانند دوتريوم يا تريتيوم يا ليتيوم هستند كه قرار است در راكتور هاي گداخت يا همجوش هسته اي توليد انرژي كنند. البته تاكنون از اينها در بمب هاي هيدروژني بهره برداري نظامي و تسليحاتي مي شد، اما براي توليد انرژي براي مصارف صلح آميز تكنولوژي راكتور هاي گداخت بايد تكميل شود، اين سوخت ها معايب و مزاياي فراواني دارند. اول توليد نوترون و تشعشعات نوتروني مي كنند كه بايد در راكتور هاي همجوشي هسته اي به نحوي جذب و كنترل شوند دوم اينكه تريتيوم نبايد از راكتور نشت كند زيرا يك ايزوتوپ راديواكتيو است.مزاياي اين سوخت ها عبارت از اين كه فراوان در دسترس هستند و دوم اينكه توليد انرژي زيادتري نسبت به اورانيوم يا پلوتونيوم مي كنند. مثلاً انرژي حاصل از گداخت هيدروژن به هليوم مساوي است با 177 ميليون كيلووات ساعت در صورتي كه انرژي حاصل از اورانيوم برابر است با 23000000 كيلووات ساعت. بنابراين يك كيلوگرم هيدروژن حدود 8 برابر يك كيلوگرم اورانيوم توليد انرژي مي كند.
انواع ديگر انرژي عبارتند از: انرژي خورشيدي، انرژي باد، انرژي زمين گرمايي و انرژي بيوگاز كه مشكل بزرگ اين انرژي تجديدپذير اينكه بازده انرژي اينها پايين است و دوم اينكه دائمي نيستند و سوم اينكه تكنولوژي بشر براي استفاده مقياس زياد از اينها تكميل نيافته است. ما در اين مقاله سعي مي كنيم جديدترين طرح توليد انرژي كه شايد يكي از منابع انرژي قرن 21 باشد را معرفي كنيم. اين طرح توليد انرژي عبارت از شتاب دهنده ذرات اتمي براي توليد انرژي زياد، عملكرد اين سيستم و دستگاه براساس استفاده از ميدان هاي الكتريكي و مغناطيسي براي شتاب دادن و كنترل ذرات باردار الكتريكي تا مرز سرعت نور است. اين سيستم ها قادر هستند سرعت الكترون ها و پروتون ها را تا مرز سرعت نور شتاب دهند. وقتي ذرات تا اين حد شتاب يافتند سطح انرژي آنها چند ميليون برابر مي شود و داراي انرژي عظيم و فراواني مي شود. يك مثال نشان دهنده اين مطلب است، به عنوان مثال شتاب دهنده پروتون در آزمايشگاه فرمي آمريكا قادر است ذرات پروتون را تا يك تريليون الكترون ولت (Tev) شتاب دهد.
اگر ما به وسيله اين شتاب دهنده پروتون هاي يك گرم هيدورژن معمولي كه در آب زياد است را تزريق كنيم و شتاب دهيم انرژي پروتون ها برابر خواهد بود با انرژي 26 ميليارد كيلووات ساعت انرژي، كه مساوي است با انرژي توليد شده به وسيله شكافت حدود 1200 كيلوگرم اورانيوم يا 15 ميليون بشكه نفت. همه اين انرژي عظيم و غيرقابل باور فقط به وسيله شتاب دادن پروتون هاي يك گرم هيدروژن تا سطح انرژي يك تريليون الكترون ولت است. پس با اين محاسبات دانستيم كه شتاب دهنده ها داراي چه قدرت عظيمي هستند.
شتاب دهنده ها به چند دسته كلي تقسيم بندي مي شوند
1 - شتاب دهنده هاي خطي
2 - شتاب دهنده هاي مداري
3 - شتاب دهنده سيلكووترون
علاوه بر آن ساخت و نگهداري شتاب دهنده آسان و كم هزينه است. در ضمن مي توان اين سيستم هاي مولد را در ابعاد و مقياس هاي مختلف ساخت به عنوان مثال يك شتاب دهنده خطي كه طول آن 100 متر و ولتاژ آن 10 ميليون ولت است كه قادر است انرژي معادل يك گيگا (Gev) الكترون ولت توليد كند. اين انرژي معادل است با انرژي 26 ميليون كيلووات ساعت در هر ثانيه. اگر تنها موفق شويم 50 درصد انرژي اين شتاب دهنده را استفاده كنيم اين شتاب دهنده قادر است معادل 20 هزار نيروگاه اتمي در مقياس نيروگاه اتمي هزار مگاواتي نيروگاه بوشهر توليد انرژي كند. يعني قادر خواهد بود 20 ميليون مگاوات انرژي الكتريكي توليد كند.
علاوه بر آن از حرارت و گرماي توليدي اين دستگاه مي توان براي بخار كردن آب دريا و توليد آب شيرين استفاده كرد. محاسبات نشان مي دهد كه اين سيستم قادر خواهد بود در سال معادل بارندگي ساليانه كشور آب شيرين توليد كند، بدون اينكه هوا را آلوده كند يا مشكلاتي از قبيل زباله هاي هسته اي يا پس مانده و آلودگي ايجاد كند، در واقع يكي از بهترين منابع انرژي خواهد بود. سوخت مصرفي اين دستگاه تنها چند گرم هيدروژن معمولي است انرژي توليدي از يك دستگاه شتاب دهنده يك گيگا الكترون ولت (Gev) برابر است با انرژي حاصل از سوختن 2500000 ليتر بنزين خواهد بود. بنابراين اگر به مدت يك سال كار كند معادل انرژي 500 ميليارد بشكه نفت انرژي توليد مي كند.
ارزش اقتصادي اين مقدار انرژي كه 2 برابر انرژي ذخاير نفت عربستان سعودي است با احتساب قيمت هر بشكه نفت بر مبناي 20 دلار برابر است با 10 تريليون دلار. در صورتي كه ما از اين سيستم شتاب دهنده استفاده كنيم نيازي به سوزاندن اين حجم عظيم نفت و گاز براي توليد انرژي نداريم. مزاياي اين سيستم عبارتند از: 1- مي توان در ابعاد و اندازه هاي مختلف ساخت. 2- هزينه ساخت و نگهداري آن كم بوده است. 3- هيچ گونه زباله يا آلودگي محيطي توليد نمي كند. محصول نهايي آن آب خالص يا بخار آب است. 4- با استفاده از اين دستگاه عملاً عمر منابع انرژي نامحدود مي شود و منبع عظيمي از انرژي در دسترس خواهد بود.
در حوزه ذرات
1- الكترون ولت: واحد انرژي است و برابر انرژي يك الكترون يا پروتون وقتي از اختلاف پتانسيل يك ولت عبور كند برابر است با
1.6 * 10^-19
ژول
2 _ يك گرم هيدروژن
6.02*10^23
اتم بوده كه به آن يك اتم گرم يا يك مول هيدروژن گويند.
اگر اين مقدار هيدروژن از شتاب دهنده يك (Gev) عبور كند معادل انرژي آن برابر خواهد بود:
9.6*10^13
ژول
يك كيلووات ساعت برابر است با 3600000 ژول. بنابراين انرژي آن برابر است با 26 كيلووات ساعت.
9.6*10^13
ژول تقسيم بر 3600000 مساوي
26*10^5
نقل از سي پي اچ تئوري
اگر در سياهچاله بيفتم چه اتفاقي براي من مي افتد؟
فرض كنيد سوار بر فضا پيماي خود به طرف سياهچاله اي كه ميليون برابر خورشيد جرم دارد و در مركز كهكشان ما قرار دارد ،حركت مي كنيد .(واقعا جاي بحث دارد كه آيا در مركز كهكشان ما سياهچاله وجود داشته باشد،فرض كنيد چنين چيزي باشد.)
در فاصله بسيار دوري از سياهچاله موشك خود را خاموش كنيد.چه اتفاقي مي افتد؟
اوايل شما هيچ نيروي گرانشي احساس نمي كنيد،ز يرا در حال سقوط آزاد هستيد.همه اعضاي بدن شما و فضا پيما به طور يكساني كشيده مي شوند. به خاطر همين احساس بي وزني مي كنيد.
(اين واقعا همان چيزي است كه براي فضا نوردان در مدار زمين اتفاق مي افتد.حتي اگر نيروي گرانش فضا نورد را به طرف زمين بكشد،هيچ نيروي گرانشي احساس نمي كند.زيرا همه چيز به طور يكساني كشيده مي شود).همچنان كه به مركز سياهچاله نزديك مي شويد احساس نيروي گرانش كشندي مي كنيد.فرض كنيد كه پا هاي شما نسبت به سرتان به مركز سياهچاله نزديكتر باشند.با نزديك شدن شما به مركز سياهچاله نيروي گرانش بيشتر وبيشتر مي شود ،بنا براين پاهايتان نسبت به سرتان تحت تا ثير نيروي گرانش بيشتري قرار مي گيرند،بنابراين احساس كشيدگي مي كنيد.(اين همان نيروي كشندي است و شبيه همان نيرويي است كه باعث جزر و مد روي كره زمين مي شود).همچنان كه به مركز نزديك و نزديكتر مي شويد اين نيرو قوي و قوي تر مي شود،و سر انجام باعث پاره شدن بدن شما مي شود.براي سياهچاله هاي بزرگي مانند اين سياهچاله اي كه در آن افتاده ايد ،نيروي كشندي تا حدود ششصد هزار كيلومتر (km600000)دورتر از مركز آن قابل توجه نيست.
اگر در سياهچاله كوچكتري مي افتاديد ،مثلا سياهچاله اي كه جرم آن در حدود جرم خورشيد است ،در شش هزاركيلومتري(km6000) مركز سياهچاله ،نيروي جزر ومدي شما را تحت تاثير قرار مي دهد،وخيلي قبل از آنكه از افق سياهچاله عبور كنيد،بدن شما را پاره مي كند.(به خاطر همين سياهچاله بزرگي را فرض كرديم ،چون مي خواستيم حد اقل تا زماني كه به داخل سياهچاله وارد شويد زنده بمانيد).
شما در زمان سقوط چه چيزي را مشاهده مي كنيد؟با كمال تعجب چيز خاصي نمي بينيد.تصوير اشياي دور ممكن است به دلايل ناشناسي كج شوند،چون گرانش سياهچاله نور را به طرف خود مي كشد؛ اين درون سياهچاله اتفاق مي افتد.هنگامي كه شما از پيرامون سياهچاله عبور مي كنيد تصوير اشياء خارجي را مي بينيد،زيرا نور اشياءخارجي هنوز به شما مي رسد.هيچ كس از بيرون نمي تواند شما را ببيند،زيرا نور پراكنده از شما نمي تواند از گرانش سياهچاله بگريزد.
اين سفر شما چقدر طول مي كشد؟ بستگي دارد كه از كجا (چقدر دورتر)شروع كرده باشيد.
فرض كنيد در حال سكون از جايي شروع كنيد كه ده برابر شعاع سياهچاله باشد.پس براي سياهچاله اي كه ميليون برابر خورشيد جرم دارد ،حدود هشت دقيقه طول مي كشد تا به آنجا برسيد.بعد از آنكه اين فاصله را پيموديد،فقط هفت ثانيه طول مي كشد كه شما با نقطه تكين برخورد كنيد.اين زمان بستگي به اندازه سياهچاله دارد .بنا بر اين اگر در سياهچاله كوچكتري بيفتيد زمان مرگ شما زود تر فرا مي رسد.بعد از آنكه از افق سياهچاله عبور كرديد در هفت ثانيه باقيمانده ممكن است وحشت كنيدو نا اميدانه تمام تلاش خود را بكنيد و موشك خود را روشن كنيد تا از اين نقطه تكين دور شويد.متا سفانه،بي فايده است چون نقطه تكين جلوي شما قرار دارد و هيچ راهي براي دور شدن از آن وجود ندارد.در حقيقت به سختي مي توانيد موشكتان را روشن كنيد و به زودي با نقطه تكين برخورد مي كنيد.تجربه خوبي است به شرطي كه برگرديد و از ادامه مسافرت لذت ببريد.
منبع :parash.persianblog.com
در فاصله بسيار دوري از سياهچاله موشك خود را خاموش كنيد.چه اتفاقي مي افتد؟
اوايل شما هيچ نيروي گرانشي احساس نمي كنيد،ز يرا در حال سقوط آزاد هستيد.همه اعضاي بدن شما و فضا پيما به طور يكساني كشيده مي شوند. به خاطر همين احساس بي وزني مي كنيد.
(اين واقعا همان چيزي است كه براي فضا نوردان در مدار زمين اتفاق مي افتد.حتي اگر نيروي گرانش فضا نورد را به طرف زمين بكشد،هيچ نيروي گرانشي احساس نمي كند.زيرا همه چيز به طور يكساني كشيده مي شود).همچنان كه به مركز سياهچاله نزديك مي شويد احساس نيروي گرانش كشندي مي كنيد.فرض كنيد كه پا هاي شما نسبت به سرتان به مركز سياهچاله نزديكتر باشند.با نزديك شدن شما به مركز سياهچاله نيروي گرانش بيشتر وبيشتر مي شود ،بنا براين پاهايتان نسبت به سرتان تحت تا ثير نيروي گرانش بيشتري قرار مي گيرند،بنابراين احساس كشيدگي مي كنيد.(اين همان نيروي كشندي است و شبيه همان نيرويي است كه باعث جزر و مد روي كره زمين مي شود).همچنان كه به مركز نزديك و نزديكتر مي شويد اين نيرو قوي و قوي تر مي شود،و سر انجام باعث پاره شدن بدن شما مي شود.براي سياهچاله هاي بزرگي مانند اين سياهچاله اي كه در آن افتاده ايد ،نيروي كشندي تا حدود ششصد هزار كيلومتر (km600000)دورتر از مركز آن قابل توجه نيست.
اگر در سياهچاله كوچكتري مي افتاديد ،مثلا سياهچاله اي كه جرم آن در حدود جرم خورشيد است ،در شش هزاركيلومتري(km6000) مركز سياهچاله ،نيروي جزر ومدي شما را تحت تاثير قرار مي دهد،وخيلي قبل از آنكه از افق سياهچاله عبور كنيد،بدن شما را پاره مي كند.(به خاطر همين سياهچاله بزرگي را فرض كرديم ،چون مي خواستيم حد اقل تا زماني كه به داخل سياهچاله وارد شويد زنده بمانيد).
شما در زمان سقوط چه چيزي را مشاهده مي كنيد؟با كمال تعجب چيز خاصي نمي بينيد.تصوير اشياي دور ممكن است به دلايل ناشناسي كج شوند،چون گرانش سياهچاله نور را به طرف خود مي كشد؛ اين درون سياهچاله اتفاق مي افتد.هنگامي كه شما از پيرامون سياهچاله عبور مي كنيد تصوير اشياء خارجي را مي بينيد،زيرا نور اشياءخارجي هنوز به شما مي رسد.هيچ كس از بيرون نمي تواند شما را ببيند،زيرا نور پراكنده از شما نمي تواند از گرانش سياهچاله بگريزد.
اين سفر شما چقدر طول مي كشد؟ بستگي دارد كه از كجا (چقدر دورتر)شروع كرده باشيد.
فرض كنيد در حال سكون از جايي شروع كنيد كه ده برابر شعاع سياهچاله باشد.پس براي سياهچاله اي كه ميليون برابر خورشيد جرم دارد ،حدود هشت دقيقه طول مي كشد تا به آنجا برسيد.بعد از آنكه اين فاصله را پيموديد،فقط هفت ثانيه طول مي كشد كه شما با نقطه تكين برخورد كنيد.اين زمان بستگي به اندازه سياهچاله دارد .بنا بر اين اگر در سياهچاله كوچكتري بيفتيد زمان مرگ شما زود تر فرا مي رسد.بعد از آنكه از افق سياهچاله عبور كرديد در هفت ثانيه باقيمانده ممكن است وحشت كنيدو نا اميدانه تمام تلاش خود را بكنيد و موشك خود را روشن كنيد تا از اين نقطه تكين دور شويد.متا سفانه،بي فايده است چون نقطه تكين جلوي شما قرار دارد و هيچ راهي براي دور شدن از آن وجود ندارد.در حقيقت به سختي مي توانيد موشكتان را روشن كنيد و به زودي با نقطه تكين برخورد مي كنيد.تجربه خوبي است به شرطي كه برگرديد و از ادامه مسافرت لذت ببريد.
منبع :parash.persianblog.com
اثبات مجدد تئوري نسبيت انيشتين
بنا بر فرضيه نسبيت اينشتين، كه او آن را در سال 1905 ميلادى ارائه كرد، ساعت هايى كه به سرعت تغيير مكان داده مى شوند نسبت به ساعت هايى با ساخت همسان كه در مكان ثابتى قرار گرفته اند، آهسته تر كار مى كنند. اين پديده كه به صورت تحت اللفظى «كش آمدن زمان» ناميده مى شود، احتمالاً يكى از نتايج اعجاب برانگيز تئورى انقلابى اينشتين در مورد فضا و زمان است. اينكه مدت يك ثانيه، بايستى به سرعت حركت خود ساعت بستگى داشته باشد، از لحاظ حسى، قابل تصور نيست و با تجارب همه روزه ما، همخوانى ندارد. با اين وجود، «انبساط زمان» كه در سال 1971 توسط ساعت هاى اتمى در داخل هواپيماهاى پر سرعت ثابت شد، يك واقعيت است. اما فيزيكدانان آلمانى درصدد برآمدند تا اين موضوع را دقيق تر بررسى كنند.
قلب تپنده انستيتوى فيزيك هسته اى ماكس پلانك، يك دستگاه شتاب دهنده ذرات است كه در مكانى به بزرگى جايگاه نگهدارى هواپيماها قرار گرفته است. «گيدو زاتهوف» كه به هنگام كار ترانسفورماتورها و دستگاه هاى توليدكننده خلاء به زحمت مى توانست صداى خود را به گوش ما برساند، گفت: «داستان از اينجا آغاز مى شود. ما اينجا يك قفس فارادى داريم كه درون آن يك منبع يونى جاى گرفته است.»
اين فيزيكدان متخصص به تانكى نارنجى رنگ و به شكل يك سوسيس بسيار بزرگ اشاره مى كند و مى افزايد: «در درون اين محفظه، يك جريان الكتريكى فشار قوى، يون هاى عنصر ليتيم را تحريك كرده و به ميزان 19 هزار كيلومتر در ثانيه به شتاب در مى آورد. اين سرعت كه يك ششم سرعت نور است براى گردش هر 2 ثانيه يكبار يون ها به دور زمين كفايت مى كند.»
بر اساس فرضيه نسبيت اينشتين، بايستى ساعت درونى ذرات پرسرعت يون ها نسبت به ساعت مچى زاتهوف آهسته تر كار كند. به گفته او: «بر اساس نظريه اينشتين، تقريباً 002/1 مرتبه آهسته تر. يعنى 002/0 ثانيه آهسته تر از ساعت هاى آزمايشگاه و ما مى توانيم به وسيله اسپكتروسكوپ ليزرى اين فاكتور را تا رقم دهم بعد از مميز نيز دقيقاً محاسبه كنيم.»
سفر يون هاى ليتيم در سالن جانبى انستيتوى ماكس پلانك خاتمه مى يابد. در اين محل مغناطيس هاى قوى، اين يون ها را وادار مى كنند تا در مدارى دايروى حركت كنند. اين لوله دايره مانند آلومينيومى، 55 متر درازا دارد و در درون آن، يون ها با شتاب 330 هزار دور در ثانيه در حركتند. به علت زياد بودن تعداد سيم پيچ ها، كابل ها و ديگر وسايل الكترونيكى، به زحمت مى توان اين لوله خالى از هوا را ديد.
زاتهوف در ادامه مى گويد: «اين ذرات، خود به عنوان يك ساعت كار مى كنند. به اين صورت كه آنها مى توانند نوسان داشته باشند. كار يك ساعت هميشه بر پايه يك سيستم نوسان كننده است. در يك ساعت پاندول دار، پاندول ساعت است كه نوسان مى كند و در يك ساعت كوارتز، كريستال كوارتز، اين حركت را انجام مى دهد. اتم ها و الكترون هاى درون آنها نيز مى توانند نوسان داشته باشند. اين ذرات، در مقايسه با يك كريستال كوارتز با سرعت بيشترى نوسان مى كنند. همين امر اين اجازه را به ما مى دهد كه بتوانيم زمان را با دقت بسيارى بسنجيم.»
فيزيكدانان براى محاسبه اين زمان از اشعه ليزر استفاده مى كنند. به اين ترتيب، پژوهشگران پوشش الكترونى يون هاى شتابدار ليتيم را هدف قرار داده و آنها را براى نوسانات مشخصى تحريك مى كنند. در اين حالت يون هاى مزبور نور فلوئورسانس از خود متساعد مى سازند كه نشان دهنده آن است كه ساعت درونى آنها با چه سرعتى در حال كار كردن است.
در زيرزمين موسسه ماكس پلانك، زير نورى ضعيف و در پس يك پرده پلاستيكى سياه رنگ، يك ميز به بزرگى ميز پينگ پونگ قرار دارد. 3 دستگاه بزرگ ليزر و شمار زيادى عدسى و آينه، بر اين ميز جاى گرفته اند. تنها سوار كردن اين سيستم دقيق نورى 3 سال تمام زمان نياز داشت.
تاكنون كارشناسان آلمانى موفق شده اند فرمول اينشتين را با دقت 10 رقم بعد از مميز نيز تائيد كنند. اما آنها قصد دارند به زودى اين آزمايش ها را با دستگاه قوى ترى در شهر «دارمشتات» به انجام برسانند.
DW-WORLD.DE
منبع :www.sharghnewspaper.com
قلب تپنده انستيتوى فيزيك هسته اى ماكس پلانك، يك دستگاه شتاب دهنده ذرات است كه در مكانى به بزرگى جايگاه نگهدارى هواپيماها قرار گرفته است. «گيدو زاتهوف» كه به هنگام كار ترانسفورماتورها و دستگاه هاى توليدكننده خلاء به زحمت مى توانست صداى خود را به گوش ما برساند، گفت: «داستان از اينجا آغاز مى شود. ما اينجا يك قفس فارادى داريم كه درون آن يك منبع يونى جاى گرفته است.»
اين فيزيكدان متخصص به تانكى نارنجى رنگ و به شكل يك سوسيس بسيار بزرگ اشاره مى كند و مى افزايد: «در درون اين محفظه، يك جريان الكتريكى فشار قوى، يون هاى عنصر ليتيم را تحريك كرده و به ميزان 19 هزار كيلومتر در ثانيه به شتاب در مى آورد. اين سرعت كه يك ششم سرعت نور است براى گردش هر 2 ثانيه يكبار يون ها به دور زمين كفايت مى كند.»
بر اساس فرضيه نسبيت اينشتين، بايستى ساعت درونى ذرات پرسرعت يون ها نسبت به ساعت مچى زاتهوف آهسته تر كار كند. به گفته او: «بر اساس نظريه اينشتين، تقريباً 002/1 مرتبه آهسته تر. يعنى 002/0 ثانيه آهسته تر از ساعت هاى آزمايشگاه و ما مى توانيم به وسيله اسپكتروسكوپ ليزرى اين فاكتور را تا رقم دهم بعد از مميز نيز دقيقاً محاسبه كنيم.»
سفر يون هاى ليتيم در سالن جانبى انستيتوى ماكس پلانك خاتمه مى يابد. در اين محل مغناطيس هاى قوى، اين يون ها را وادار مى كنند تا در مدارى دايروى حركت كنند. اين لوله دايره مانند آلومينيومى، 55 متر درازا دارد و در درون آن، يون ها با شتاب 330 هزار دور در ثانيه در حركتند. به علت زياد بودن تعداد سيم پيچ ها، كابل ها و ديگر وسايل الكترونيكى، به زحمت مى توان اين لوله خالى از هوا را ديد.
زاتهوف در ادامه مى گويد: «اين ذرات، خود به عنوان يك ساعت كار مى كنند. به اين صورت كه آنها مى توانند نوسان داشته باشند. كار يك ساعت هميشه بر پايه يك سيستم نوسان كننده است. در يك ساعت پاندول دار، پاندول ساعت است كه نوسان مى كند و در يك ساعت كوارتز، كريستال كوارتز، اين حركت را انجام مى دهد. اتم ها و الكترون هاى درون آنها نيز مى توانند نوسان داشته باشند. اين ذرات، در مقايسه با يك كريستال كوارتز با سرعت بيشترى نوسان مى كنند. همين امر اين اجازه را به ما مى دهد كه بتوانيم زمان را با دقت بسيارى بسنجيم.»
فيزيكدانان براى محاسبه اين زمان از اشعه ليزر استفاده مى كنند. به اين ترتيب، پژوهشگران پوشش الكترونى يون هاى شتابدار ليتيم را هدف قرار داده و آنها را براى نوسانات مشخصى تحريك مى كنند. در اين حالت يون هاى مزبور نور فلوئورسانس از خود متساعد مى سازند كه نشان دهنده آن است كه ساعت درونى آنها با چه سرعتى در حال كار كردن است.
در زيرزمين موسسه ماكس پلانك، زير نورى ضعيف و در پس يك پرده پلاستيكى سياه رنگ، يك ميز به بزرگى ميز پينگ پونگ قرار دارد. 3 دستگاه بزرگ ليزر و شمار زيادى عدسى و آينه، بر اين ميز جاى گرفته اند. تنها سوار كردن اين سيستم دقيق نورى 3 سال تمام زمان نياز داشت.
تاكنون كارشناسان آلمانى موفق شده اند فرمول اينشتين را با دقت 10 رقم بعد از مميز نيز تائيد كنند. اما آنها قصد دارند به زودى اين آزمايش ها را با دستگاه قوى ترى در شهر «دارمشتات» به انجام برسانند.
DW-WORLD.DE
منبع :www.sharghnewspaper.com
طنين چيست؟
وقتي هارمونيكهاي مختلف ، تارهاي مختلف ساز با هم به طور كامل كوك نمي‌شوند در داخل صوت موسيقي ناهنجاريهايي شنيده مي‌شود كه اختلاف جزئي با آهنگ اصلي دارد. اين مساله در مباحث علمي تحت عنوان پديده طنين مطرح است. در حالت كلي اكثر ناهنجاريهاي صوتي كه فركانس ناخوشايند توليد مي‌كنند به اين پديده مربوط مي‌شود.
مفهوم طنين
اگر ارتعاشي ناهماهنگ باشد. افزون بر بلندي و ارتفاع يك خاصيت ديگر نيز دارد اين زنگ صداي خاص يا طنين آن مي‌باشد.
طنين چگونه بوجود مي‌آيد؟
اگر به جاي دياپازون ، سيرن ساده‌اي يعني ديسك چرخاني را كه داراي سوراخ‌هايي است و جريان هوا روي آنها ديده مي‌شود، با افزايش فشار جريان هوا نوسانهاي چگالي هواي پشت سوراخها را شدت مي‌بخشيم و صوت با حفظ ارتفاعش بلندتر مي‌شود. با افزودن به سرعت چرخش ديسك ، دوره قطع جريان هوا را كاهش مي‌دهيم. صدا زيرتر مي‌شود ولي بلندتر نمي‌شود.
مي‌توانيم در ديسك دو رديف يا بيشتر سوراخ كنيم و تعداد سوراخهاي هر رديف را متفاوت بگيريم. هر چه تعداد سوراخهاي رديفي زيادتر يعني دوره قطع كوتاهتر باشد. صوت از ديدن جريان زيرتر است.
تفكيك صداها
هنگامي كه سيرن به عنوان چشمه صوت باشد. ارتعاشهاي دورهاي و ناهماهنگ به دست مي‌آيد، ثپ ( پالس ) چگالي هواي جريان متناوب ناگهاني عوض مي‌شود. از اين رو صداي سيرن با اينكه صوت موسيقي است. ولي به صداي دياپازدن شبيه نيست ، يعني صوت سيرن را با ، دياپازدن هم صدا كرده همين طور بلندي دو صوت را نيز مي‌توان يكسان كرد.
با وجود اين ، مي‌توان صداي سيرن را از صداي دياپازن با آساني تميز داد. از اين رو اگر ارتعاشي ناهماهنگ باشد. افزودن بر بلندي و ارتفاع يك خاصيت ديگر نيز دارد. اين رنگ صداي خاص ، يا طنين آن است. به سبب طنينهاي مختلف ، مي‌توان صداهاي صحبت ، سوترفي ، تار پيانو ـ تار ويولون ، فلوت ، آكاردئون و غيره را از هم تميز داد. حتي اگر اين صداها ارتفاع و بلندي يكسان داشته باشند. ما صداي اشخاص را طنين صدايشان تشخيص مي‌دهيم.
خواص تشخيص ارتعاش طنين صوت
نوسان نگاشت‌هاي توليد شده با پيانو و قره ني از نت يكسان يعني صوت هم ارتفاعي متناظر با دوره 0.01s را نشان مي‌دهد. نوسان نگاشت‌ها نشان مي‌دهند كه مد هر دو نوسان يكي است. ولي در شكل نت خيلي فرق دارند. و در نتيجه طنين هماهنگ متفاوت دارند. هر دو صوت عبارتند از نوسانهاي هماهنگ ( تنها ) يكسان ، اما تنها ( اصلي و ابر تنها ) در اين صوتها با دانه‌ها و فازهاي متفاوت نشان داده شدهاند. بنابراين ، بايد پيدا كنيم كه در طنين خاصي چه عواملي دخالت دارند.
عوامل دخيل در طنين
- دامنه ارتعاش:
براي گوش انسان فقط بسامد و دامنه ، تنهاي صوت اساسي‌اند ، يعني طنين صوت را طيف هماهنگهايش تعيين ميكند.
- فاز ارتعاش:
تغيير وضع تك تك تنها با زمان يعني جابه جاييهاي فاز تنها ، با اينكه شكل ارتعاش برآيند را به مقدار زيادي عوض مي‌كنند ولي گوش آنها را احساس نمي‌كند. بنابراين ، صوت يكساني را مي توان با شكلهاي ارتعاشي به كلي متفاوت ، شنيد. فقط مهم اين است كه طيف ، يعني بسامد و دامنه تنهاي مؤلفه ، بدون تغيير بمانند.
مفهوم طنين
اگر ارتعاشي ناهماهنگ باشد. افزون بر بلندي و ارتفاع يك خاصيت ديگر نيز دارد اين زنگ صداي خاص يا طنين آن مي‌باشد.
طنين چگونه بوجود مي‌آيد؟
اگر به جاي دياپازون ، سيرن ساده‌اي يعني ديسك چرخاني را كه داراي سوراخ‌هايي است و جريان هوا روي آنها ديده مي‌شود، با افزايش فشار جريان هوا نوسانهاي چگالي هواي پشت سوراخها را شدت مي‌بخشيم و صوت با حفظ ارتفاعش بلندتر مي‌شود. با افزودن به سرعت چرخش ديسك ، دوره قطع جريان هوا را كاهش مي‌دهيم. صدا زيرتر مي‌شود ولي بلندتر نمي‌شود.
مي‌توانيم در ديسك دو رديف يا بيشتر سوراخ كنيم و تعداد سوراخهاي هر رديف را متفاوت بگيريم. هر چه تعداد سوراخهاي رديفي زيادتر يعني دوره قطع كوتاهتر باشد. صوت از ديدن جريان زيرتر است.
تفكيك صداها
هنگامي كه سيرن به عنوان چشمه صوت باشد. ارتعاشهاي دورهاي و ناهماهنگ به دست مي‌آيد، ثپ ( پالس ) چگالي هواي جريان متناوب ناگهاني عوض مي‌شود. از اين رو صداي سيرن با اينكه صوت موسيقي است. ولي به صداي دياپازدن شبيه نيست ، يعني صوت سيرن را با ، دياپازدن هم صدا كرده همين طور بلندي دو صوت را نيز مي‌توان يكسان كرد.
با وجود اين ، مي‌توان صداي سيرن را از صداي دياپازن با آساني تميز داد. از اين رو اگر ارتعاشي ناهماهنگ باشد. افزودن بر بلندي و ارتفاع يك خاصيت ديگر نيز دارد. اين رنگ صداي خاص ، يا طنين آن است. به سبب طنينهاي مختلف ، مي‌توان صداهاي صحبت ، سوترفي ، تار پيانو ـ تار ويولون ، فلوت ، آكاردئون و غيره را از هم تميز داد. حتي اگر اين صداها ارتفاع و بلندي يكسان داشته باشند. ما صداي اشخاص را طنين صدايشان تشخيص مي‌دهيم.
خواص تشخيص ارتعاش طنين صوت
نوسان نگاشت‌هاي توليد شده با پيانو و قره ني از نت يكسان يعني صوت هم ارتفاعي متناظر با دوره 0.01s را نشان مي‌دهد. نوسان نگاشت‌ها نشان مي‌دهند كه مد هر دو نوسان يكي است. ولي در شكل نت خيلي فرق دارند. و در نتيجه طنين هماهنگ متفاوت دارند. هر دو صوت عبارتند از نوسانهاي هماهنگ ( تنها ) يكسان ، اما تنها ( اصلي و ابر تنها ) در اين صوتها با دانه‌ها و فازهاي متفاوت نشان داده شدهاند. بنابراين ، بايد پيدا كنيم كه در طنين خاصي چه عواملي دخالت دارند.
عوامل دخيل در طنين
- دامنه ارتعاش:
براي گوش انسان فقط بسامد و دامنه ، تنهاي صوت اساسي‌اند ، يعني طنين صوت را طيف هماهنگهايش تعيين ميكند.
- فاز ارتعاش:
تغيير وضع تك تك تنها با زمان يعني جابه جاييهاي فاز تنها ، با اينكه شكل ارتعاش برآيند را به مقدار زيادي عوض مي‌كنند ولي گوش آنها را احساس نمي‌كند. بنابراين ، صوت يكساني را مي توان با شكلهاي ارتعاشي به كلي متفاوت ، شنيد. فقط مهم اين است كه طيف ، يعني بسامد و دامنه تنهاي مؤلفه ، بدون تغيير بمانند.
۱/۰۹/۱۳۸۶
پلاسمای طبیعي
پلاسمای طبیعي
عموما پلاسما را مجموعه‌ای از یونها ، الکترونها و اتمهای خنثی جدا از هم و تقریبا در حال تعادل مکانیکی ـ الکتریکی می‌گویند. حالتهای خاصی را در مقابل مغناطیس نشان میدهد. این رفتارها کاملا برعکس رفتار گازها در مقابل میدان مغناطیسی است. زیرا گازها به سبب خنثی بودنشان از لحاظ بار الکتریکی توانایی عکس العمل در مقابل مغناطیس و میدان وابسته به آن را ندارند.
در کنار این رفتار پلاسما می‌تواند تحت تاثیر میدان مغناطیسی درونی که از حرکت یونهای داخلی به عمل می‌آید قرار گیرد. همچنین پلاسما بعلت رفتار جمعیتی که از خود نشان میدهد، گرایشی به متاثر شدن در اثر عوامل خارجی ندارد. و اغلب طوری رفتار میکند که گویی دارای رفتار مخصوص به خودش است. معیار دیگر برای پلاسما آن است که فراوانی بارهای مثبت و منفی باید چندان زیاد نباشد که هر گونه عدم توازن موضعی بین غلظت‌های این بارها غیر ممکن باشد.
مثلا بار مثبت به سرعت بارهای منفی را به سوی خود می‌کشد تا توازن بار از نوع برقرار سازد. بنابراین اگرچه پلاسما به مقدار زیادی بار آزاد دارد، ولی از لحاظ بار الکتریکی خنثی است. ماده در حالت پلاسما نسبت به حالتهای جامد ، مایع و گاز نظم کمتری دارد. با این حال خنثی بودن الکتریکی پلاسما بطور متوسط انرژی از نظم را نشان میدهد
چهارمین حالت ماده کدام است؟
اگر پلاسما تا دمای زیاد حرارت داده شود، نظم موجود در پلاسما از بین می‌رود و ماده به توده درهم و برهم و کاملا نامنظم ذرات منفرد تبدیل میشود. بنابراین پلاسما گاهی نظیر سیارات ، رفتاری جمعی و گاهی نظیر ذرات منفرد ، بصورت کاملا تکی عمل میکند. بدلیل همین رفتارهای عجیب و غریب است که غالبا پلاسما در کنار گازها و مایعات و جامدات ، چهارمین حالت ماده معرفی میشود. بنابراین با توجه به اینکه چگالی پلاسما قابل توجه میباشد. مدولانک در تک ذرات منفرد به مشکلات رفتار پلاسما افزوده
ضرورت بررسی پلاسمای طبیعي
با وجود این پیچیدگی‌ها با عنایت به اینکه ۹۹ درصد ماده موجود در طبیعت و جهان در حالت پلاسما است. علاقمندی ما به پلاسما جدا از بسیاری کاربردها نظیر تولید انرژی ، عدسی پلاسمایی برای کانونش انرژی و … معتدل میباشد، چرا که از ترک زمین ، با انواع پلاسماها مانند «یونسفر ، کمربندها و بادهای خورشیدی) مواجه میشویم. بنابراین فیزیک پلاسما نیز در کنار سایر شاخه‌های علوم فیزیکی ، در شناخت محیط زندگی ما در قالب رشته ژئوفیزیک از یک اهمیت زیادی برخوردار است
انواع پلاسما
پلاسمای جو
نزدیکترین پلاسما به ما «کره زمین) ، یونوسفر
(Ionosphere)
میباشد که از صد و پنجاه کیلومتری سطح زمین شروع و به طرف بالا ادامه می‌یابد. لایه‌های بالاتر یونسفر ، فیزیک سیستمها به فرم پلاسما می باشند که توسط تابش موج کوتاه در حوزه وسیعی ، از طیف اشعه فرابنفش گرفته تا پرتوهای ایکس و همچنین بوسیله پرتوهای کیهانی و الکترونهایی که به گلنونسفر اصابت میکنند یونیزه میشوند
شفق قطبی
پدیده شفق نیز نوعی پلاسما است که تحت اثر یونیزاسیون ایجاد میشود. یونسفر پلاسمایی با جذب پرتوهای ایکس ، فرابنفش ، تابش خورشیدی ، انعکاس امواج کوتاه و رادیویی اهمیت اساسی در ارتباط رادیویی در سرتاسر جهان دارد. با همه این احوال نه تنها زمین بلکه زهر و مریخ نیز فضایی یونسفری دارند
ملاحظات نظری نشان میدهد که در سایر سیاره‌های منظومه شمسی نظیر مشتری ، زحل ، اورانوس ، نپتون نیز باید یونسفرهای قابل مشاهده وجود داشته باشد. فضای بین سیاره‌ای نیز از پلاسمای بین سیاره‌ای در حال انبساط پر شده که محتوای یک میدان مغناطیسی ضعیف (حدود -۵۱۰ تسلا) است
هسته‌های ستارگان دنباله دار نیز به فضای بین پلاسمایی پرتاب میکند. از طرف دیگر ، خورشید منظومه شمسی مانند یک کره پلاسمایی است. درخشندگی شدید خورشید ، معمولا عین یک درخشندگی پلاسمایی میباشد. خورشید به سه قشر گازی فتوسفر ـ کروموسفر و کورونا (که کرونای آن بیش از یک میلیون درجه ، حرارت دارد) احاطه شده است و انتظار می‌رود که هزارها سال به درخشندگی خود ادامه بدهد
کاربرد پلاسمای یونسفر
یونوسفر زمین در ارتباطات رادیویی اهمیت زیادی دارد. توضیح این نکته لازم است که یونوسفر ، امواج رادیویی با فرکانسهای بیش از ۳۰ مگاهرتز (بین امواج رادار و تلویزیون) را عبور میدهد. ولی امواج با فرکانسهای کمتر (کوتاه ، متوسط و بلند رادیویی) را منعکس می کند. همچنین شایان ذکر است که ضخامت یونسفر زمین که از چند لایه منعکس کننده تشکیل شده است با عواملی نظیر شب و روز آشفتگی پلاسمایی سطح خورشید در ارتباط نزدیک میباشد
مگنتوسفر و کمربندهای تشعشعی زمین
می‌دانیم زمین ما دارای میدان مغناطیسی است که می‌تواند بر یونها و به طور خلاصه پلاسمای فضای اطرافش اثر بگذراد. بر طبق نظرات دینامو ، میدان مغناطیسی زمین از القای مغناطیس حاصل از حرکات ذرات داخل پلاسمای فضا به درون زمین متاثر میشود. که دوباره نقش فیزیک پلاسما را در ژئوفیزیک یادآوری میکند. به هرحال بطور نظری باید میدان مغناطیسی به شکل متقارن باشد لیکن فشار باد خورشیدی ، میدان ژئومغناطیس زمین را به صورت ستارگان دنباله‌دار یا دکلی شکل در می‌آورد. که در اصطلاح به آن مگنتوسفر زمین گفته میشود. ساختمان این لایه پلاسمایی نیز خود از چند لایه تشکیل شده است.
ژئوفیزیکدانان با مطالعه اساسی این لایه‌ها ، حد بالای آن را که حدودا ۱۰ برابر شعاع زمین و در جهت خورشید میباشد، مغناطیس سکون می‌نامند. خارج از مغناطیس سکون ، ناحیه متلاطمی است که «غلاف» مغناطیس نام دارد و آن باد خورشیدی در نتیجه فشار مگنتوسفر جهت و سرعت خود را تغییر میدهد. مگنتوسفر زمین ، کمربند ایمنی زمین در مقابل ذرات خطرناک کم انرژی و حتی متوسط انرژی میباشد. به این کمربند حافظ امنیت زمین در مقابل اشعه‌های خطرناک و ذرات ساتع از خورشید ، اصطلاحا کمربندهای وان آلن (به افتخار کاشف این کمربندها) گفته میشود
آینه‌های مغناطیسي
با توجه به تاثیرات میدان مغناطیسی زمین بر روی پلاسما ، ذراتی که در میدان مغناطیسی زمین (کمربند وان آلن) گیر می اندازد. به واسطه داشتن میدان مغناطیسی قوی و ضعیف و در قطبین زمین حرکتی انجام میدهند که به مثابه یک آینه طبیعی میباشد. بنابراین آینه مغناطیسی که قبلا برای اولین بار توسط انریکو فرمی به عنوان مکانیسمی برای شتابدار ساختن پرتوی کیهانی استفاده شده بود، در ژئوفیزیک نیز به کار رفت
بادهای خورشیدی
خورشید منظومه شمسی منبع نیرومندی از جریان مداوم پلاسما به صورت باد خورشیدی است. باد خورشیدی اصطلاحی برای ذرات تشعشع یافته نظیر بادهایی در حدود ۱۰۰ هزار درجه کلوین است. باد خورشیدی پدیده پیچیده‌ای است که سرعت و چگالی آن متغیر میباشد. متغیر بودن پلاسمای بادی به فعالیت خورشید بستگی دارد. گفتنی است که به دلیل ۱۰۰ برابر بودن انرژی جنبشی پلاسما نسبت به انرژی مغناطیسی‌اش ، اصطلاح باد مغناطیسی به آن داده‌اند
فشردگی پلاسما در فضا
پلاسمای فضایی می‌تواند تحت عوامل مختلفی فشرده شود و ستارگان فضا را ایجاد کند (به عنوان مثال کوتوله‌های سفید). پلاسمای فضایی با چگالی حدود ۱۰۰ هزار تا ۱۰ میلیارد گرم بر سانتیمتر مکعب ، محصول نهایی تکامل ستارگان سبک وزن میباشد. این نوع ستارگان بسیار چگالتر از خورشید می‌باشند. چرا که اگر کل ماده خورشید با چگالی ۱.۴ گرم بر سانتیمتر مکعب می‌خواست متراکم و به اندازه مثلا زمین ما شود، چگالی آن به تقریبا یک میلیون گرم بر سانتیمتر مکعب می‌رسید.
ستارگان نوترونی نیز از نوع ستارگان بسیار چگال می‌باشند که محصول تکامل ستارگان همان وزن می‌باشند. اینها آخرین نوع ستارگان قابل مشاهده در جهان هستند که به سبب داشتن چگالی فوق‌العاده زیاد ، نورهای اطراف خود را می‌بلعند و به صورت یک حفره سیاه در می‌آیند. بر طبق مدلهای محاسبه شده، ستارگان نوترونی از لایه‌های مختلفی تشکیل شدهاند که با حرکت از سطح به طرف داخل ، چگالی به سرعت بالا می‌رود
حدود پلاسما
اغلب گفته میشود که ۹۹% ماده موجود در طبیعت در حالت پلاسماست، یعنی به شکل گاز الکتریسته داری که اتمهایش به یونهای مثبت و الکترون منفی تجزیه شده باشد. این تخمین هر چند ممکن است خیلی دقیق نباشد ولی تخمین معقولی است از این واقعیت که درون ستارگان و جو آنها، ابرهای گازی و اغلب هیدروژن فضای بین ستارگان بصورت پلاسماست. در نزدیکی خود ما ، وقتیکه جو زمین را ترک میکنیم بلافاصله با پلاسمایی مواجه می شویم که شامل کمربندهای تشعشعی وان آلن و بادهای خورشیدی است
در زندگی روزمره نیز با چند نمونه محدود از پلاسما مواجه میشویم. جرقه رعد و برق ، تابش ملایم شفق قطبی ، گازهای داخل یک لامپ فلورسان یا لامپ نئون و یونیزاسیون. مختصری که در گازهای خروجی یک موشک دیده میشود. بنابراین می توان گفت که ما در یک درصدی از عالم زندگی میکنیم که در آن پلاسما بطور طبیعی یافت نمیشود
آیا کلمه پلاسما یک کلمه بامسما است؟
کلمه پلاسما ظاهرا بیمسما به نظر میرسد. این کلمه از لغت یونانی
πλάσμα,-ατος,τό
آمده است که هر چیز به قالب ریخته شده یا ساخته شده را گویند. پلاسما به علت رفتار جمعی که از خودشان نشان میدهد، گرایشی به متاثر شدن در اثر عوامل خارجی ندارد، و اغلب طوری عمل میکند که گویا دارای رفتار مخصوص به خودش است
حفاظ دبای
یکی از مشخصات اساسی رفتار پلاسما ، توانایی آن برای ایجاد حفاظ در مقابل پتانیسیلهای الکتریکی است که به آن اعمال میشوند. فرض کنید بخواهیم با وارد کردن دو گلوله بارداری که به یک باتری وصل شدهاند یک میدان الکتریکی در داخل پلاسما بوجود آوریم. این گلولهها ، ذرات یا بارهای مخالف خود را جذب میکنند و تقریبا بلافاصله ، ابری از یونهای اطراف گلوله منفی و ابری اطراف گلوله مثبت را فرا میگیرند.
اگر پلاسما سرد باشد و هیچگونه حرکت حرارتی وجود نداشته باشد، تعداد بار ابر برابر بار گلوله میگردد، در این صورت عمل حفاظ کامل میشود و هیچ میدان الکتریکی در حجم پلاسما در خارج از ناحیه ابرها وجود نخواهد داشت. این حفاظ را اصطلاحا حفاظ دبای می گویند
معیارهای پلاسما
طول موج دبای
(λD)
باید خیلی کوچکتر از ابعاد پلاسما
( L )
باشد
تعداد ذرات موجود در یک کره دبای
( ND )
باید خیلی بزرگتر باشد.
حاصلضرب فرکانس نوسانات نوعی پلاسما
( W )
در زمان متوسط بین برخوردهای انجام شده با اتمهای خنثی
( t )
باید بزرگتر از یک باشد.
کاربردهای فیزیک پلاسما
تخلیه های گازی
قدیمیترین کار با پلاسما ، مربوط به لانگمیر ، تانکس و همکاران آنها در سال ۱۹۲۰ میشود. تحقیقات در این مورد ، از نیازی سرچشمه میگرفت که برای توسعه لولههای خلائی که بتوانند جریانهای قوی را حمل کنند، و در نتیجه میبایست از گازهای یونیزه پر شوند احساس میشد
همجوشی گرما هسته ای کنترل شده
فیزیک پلاسمای جدید ( از حدود ۱۹۵۲ که در آن ساختن راکتوری بر اساس کنترل همجوشی بمب هیدروژنی پیشنهاد گردید، آغاز میشود
فیزیک فضا
کاربرد مهم دیگر فیزیک پلاسما ، مطالعه فضای اطراف زمین است. جریان پیوستهای از ذرات باردار که باد خورشیدی خوانده میشود، به مگنتوسفر زمین برخورد میکند. درون و جو ستارگان آن قدر داغ هستند که میتوانند در حالت پلاسما باشند
تبدیل انرژی مگنتو هیدرو دینامیک
( MHD )
و پیشرانش یونی
دو کاربرد عملی فیزیک پلاسما در تبدیل انرژی مگنتو هیدرو دینامیک ، از یک فواره غلیظ پلاسما که به داخل یک میدان مغناطیسی پیشرانده میشود، میباشد
پلاسمای حالت جامد
الکترونهای آزاد و حفرهها در نیمه رساناها ، پلاسمایی را تشکیل میدهند که همان نوع نوسانات و ناپایداریهای یک پلاسمای گازی را عرضه می دارد
لیزرهای گازی
عادیترین پمپاژ ( تلمبه کردن ) یک لیزر گازی ، یعنی وارونه کردن جمعیت حالاتی که منجر به تقویت نور میشود، استفاده از تخلیه گازی است
ستاره شناسی در ایران
دوران پیش از اسلام
دانش ستاره‌شناسی در ایران مانند دیگر نقاط جهان پیشینه طولانی دارد. به راستی از آن جا که ابزار کار آن آسمانی پاک و دو چشم تندرست خداداد است، از نخستین علومی است که بدست انسان مورد توجه قرار گرفته است.
برخی برخی از نقوش تخت جمشید را نشانه‌ای از آشنایی سازندگان آنها با اخترشناسی می‌‌دانند؛ از این میان است نقش حمله شیر به گاو که در بسیاری حجاری های تخت جمشید هست.
مطالعاتی هم روی جهت گیری چهارطاقی‌های بجا مانده از آتشکده‌های کهن نشان داده است که می‌توان رابطه‌هایی میان ساختمان آنها و طلوع و غروب اجرام سماوی یافت.
ولی از دوران پیش از اسلام به جز کتاب زیج شهریار سند مکتوبی بر جای نمانده است. ابوریحان بیرونی در کتاب “آثارالباقیه عن القرون الخالیه” اطلاعات نغزی درباره باورها اقوام گذشته درباره اخترشناسی ارایه کرده است.
دوران پس از اسلام
ستاره شناسان ایرانی بزرگ ستاره شناسان اسلامی را پایه ریزی میدهند. پس از دوران خلافت مامون که دارالترجمه نامی خود را برای برگردان آثار علمی ملل گوناگون بنیاد نهاد، پیشرفت اخترشناسی بمانند علوم دیگر سرعت فراوانی گرفت.
نخستین محاسبات دقیق قطر زمین در همین زمان و بدست برادران بنوشاکر انجام گرفت. (توضیحات بیشتر در کتاب” تاریخ اخترشناسی اسلامی” بدست نللینو.)
یکی از انگیزه‌های توجه ویژه به اخترشناسی در دوران اسلامی تعیین سالنامه و اوقات شرعی است که نیازمند مشاهدات و محاسبات دقیق ستاره‌شناسیی است. “هندسه کروی” که بدست ابوالوفای بوزجانی شناسایی شد این محاسبات را به گونه بزرگ تسهیل کرد.
به گونه سنتی در دربار شاهان و امرای ایرانی همیشه شاعران و منجمان سلطنتی وجود داشتند و این امر به رونق پیشه منجمی می‌‌افزود. البته از رایزنی منجمان برای تعیین زمانهای سعد و نحس بهره گیری میشد؛ ولی خود این امر نیازمند سالهای متمادی تحصیل و مطالعه بوده است.
زیج‌های بسیاری در دوران اسلامی نوشته شدهاند که واپسین آنها در سده ۱۸ میلادی و در هند تهیه شده است.
ستاره‌شناسی در دوران معاصر
در دوران معاصر آشنایی ایرانیان با اخترشناسی با برگردان مقالات بیگانه در نشریات همگانی آغاز شد- سالهای ۱۳۲۰ تا ۱۳۴۰-.
آغاز انتشار مجله فضا در دوران فتح ماه رویداد دیگری است که به آشنایی ایرانیان با اخترشناسی نوین کمک کرد. انتشار این گاهنامه که به برپایی کانونی موسوم به “کانون فضایی ایران” هم انجامید تا سال ۱۳۵۷ ادامه داشت.
گاهنامه «مرزهای بی کران فضا» نیز در میان نشریات پارسی زبان تخصصی پس از انقلاب از معدود نشریاتی بود که به زمینه فضا می‌‌پرداخت. مصاحبه‌های اختصاصی با فضانوردان، ارتباط با مراکز فضایی، گرفتن مطالب اختصاصی (همانند داستان‌های یوری گلازکف یا زندگی نامه آندریان نیکلایف به قلم خودش) و بسیاری دیگر از مطالب نو و ابتکاری دیگر، با پافشاری بر توانمندی‌های فضایی شورویها،از ویژگیهای شاخص مرزهای بی کران فضا، در دوران انتشار بود. از دیگر اقدامات جنبی این گاهنامه، برگزاری نمایشگاه‌های فضایی- ستاره‌شناسیی به مناسبت‌های گوناگون، نشست‌های به سامان همراه با نمایش فیلم و سخنرانی و همچنین راه اندازی بازار فضایی، برای ایجاد ارتباط بیشتر با مخاطبان خود بود. به فراخور سی امین سالگرد پرواز گاگارین نمایشگاه عکسی روبه روی سینما آزادی برگزار کرد که بدست شادروان دکتر حسابی گشایش شد. این گاهنامه بخش‌هایی از صفحات خود را به اخترشناسی اختصاص داده بود که کسانی همچون توفیق حیدرزاده و بهرام عفراوی در آن مطلب داشتند و عناوینی همچون «آسمان شب» به خوانندگان اجازه می‌‌داد تا چگونگی ستارگان را به گونه مرتب دنبال کنند.
گاهنامه دانشمند نیز در برگردان مقالات ستاره‌شناسیی پیشینه طولانی دارد. پس از انقلاب تا پیدایش دوباره دنباله دار هالی فعالیت چشمگیری در نشریات ایرانی به چشم نمی‌خورد؛ جز چاپ دو کتاب “شناخت مقدماتی ستارگان” و “ستاره‌شناسی به زبان ساده” (هر دو از انتشارات گیتا شناسی) که فعالیت‌های فردی و کارساز کسان دوستدار بودند.
با پیدایش دنباله دار هالی در نشریات و به ویژه در گاهنامه دانشمند به اخبار پیوسته بااین امر پرداخته میشد. تلاشهای مهندس احمد دالکی از استادان دانشگاه شهید بهشتی در آن زمان برای آشنایی همگانی با اخترشناسی چشمگیر است.
پس از افول دنباله دار هالی انتشار مقالات ستاره‌شناسیی در گاهنامه دانشمند ادامه پیدا کرد که بیشتر این مقالات گزینش و برگردان آقای توفیق حیدرزاده بود که پیش از این نیز کتاب “شناخت مقدماتی ستارگان” را برگردان و منتشر کرده بود. راه اندازی بخش “آسمان در این ماه” بدست وی که به بررسی رویدادهای رصدی آسمان هر ماه می‌‌پرداخت کارایی فراوانی در آشنایی خوانندگان با ستاره‌شناسی رصدی داشت. مرکز رصد خانه زعفزانیه نیز از سال ۱۳۶۷ با کوشش آقای مهندس دالکی آغاز به کار کرد و پس از او مهندس حسین رضایی این مرکز را به پیش برد و سپس محمد رضا نوروزی (او پیشتر از دانش آموختگان همین مرکز بوده) سرپرستی این مرکز را بر دوش گرفت. اکنون بانو فریبا یزدانی سرپرست این مرکز است. رصد خانه زعفرانیه در اخترشناسی آماتوری ایران بسیار کارساز بوده است و بسیاری از نخستین‌ها در اخترشناسی آماتوری ایران وهمینطور بسیاری از کسان و گروههای آماتوری در ایران از این مرکز سرمشق گرفته اند.
در سال ۱۳۷۰ توفیق حیدرزاده مجله نجوم را منتشر کرد که انتشار آن سرآغازی بر آشنایی جدی خوانندگان پارسی زبان با اخترشناسی شد. هم اکنون، پس از ۱۵ سال، نجوم تنها نشریه همگانی اخترشناسی است که در خاورمیانه منتشر میشود [نیاز به ذکر منبع]. امروزه گاهنامه اخترشناسی، به سردبیری بابک امین تفرشی، فعالیت‌های خود را در زمینه‌های گوناگون گسترش اخترشناسی در میان مردم گسترش داده است؛ از آن میان: برگزاری کلاس‌های آموزش اخترشناسی برای مقاطع سنی گوناگون، برگزاری سمینارهای ماهانه درباره موضوعات روز اخترشناسی برای عموم، برگزاری سلسله نشست‌های نمایش و نقد علمی فیلم‌های علمی-تخیلی به نام “سینما-فضا” و کمک به انجمن نجوم ایران در برگزاری باشگاه ماهانه نجوم تهران در چهارشنبه پایانی هر ماه در آمفی تئاتر مرکزی دانشگاه امیرکبیر است.
همچنین امروز گروههای اخترشناسی آماتوری فراوانی در سطح ایران پرکار هستند که می‌توان به گروه روجا و ادیب اصفهان و [انجمن ستاره شناسی اهواز]و مركزنجوم آستان حضرت عبدالعظيم(ع)اشاره کرد.
برگرفته از http://fa.wikipedia.org/wiki
اندازه گیری زلزله
معمولاً وقتي از شدت درجه ريشتر – Richter- صحبت مي شود، تمام اطلاعات مربوط به شدت يك زلزله ارائه می شود. زلزله اي كه در تابستان سال ۱۹۹۸ قسمتي ازافغانستان را كه در ۲۸ فوريه همان سال به واسطه زمين لرزه اي ديگر ويران شده بود،ويران كرد، طبق گزارشها شدتی معادل ۱/۷ درجه ريشتر داشت كه از جمله زمين لرزه هاي مهيب به حساب مي آيد.
شدت زلزله در واحد ريشتر، كه برگرفته از اسم زلزله نگار امريكايي، چارلزفرانسيس ريشتر (Charles Francis Richter)، مي باشد، يك جدول شدت لگاريتمي شناخته شده بين المللي است. تك تك اين اطلاعات با يك زلزله سنج اندازه گيري مي شود.ريشتر در سال ۱۹۳۵، زماني كه او كار درجه بندي خود را تكميل كردMagnitude را كه به اختصار (M) مي نامند و برگرفته از كلمه لاتینMagnitudo به معناي اندازه و مقدار است، به عنوان مقياس اندازه گيري زلزله معرفي كرد. درجه بندي ريشتر با M۱ شروع مي شود كه اين مقدار براي لرزشهاي قابل حس زمين است. هر نقطه و مكاني روي اين درجه بندي، به معني شدت زمين لرزه به ميزان ده برابر است. M۸ نشان دهنده زمين لرزه هاي بسيار شديد است. ريشتر حد و مرزي را براي مقادير M۸ در نظر نگرفته است.
مقياس هاي درجه بندي ريشتر
شدت ۲-۱ ريشتر: فقط به واسطه ابزار و تجهيزات قابل تشخيص است.
شدت ۳ ريشتر: در نزديكي محل زلزله به سختي قابل احساس است.
شدت ۵-۴ ريشتر: تا شعاع ۳۰ كيلومتري از مركز زلزله قابل حس بوده و همراه با
خرابي هاي مختصري است.
شدت ۶ ريشتر: زمين لرزه اي قوي است كه تلفات جاني در بر دارد و خسارتهاي
سنگيني را در مناطق پر سكنه و جمعيت بار مي آورد.
شدت ۷ ريشتر: زلزله اي با قدرت بسيار بالاست كه مي تواند منجر به بروز فاجعه شود.
شدت ۸ ريشتر: عظيم ترين و مخوف ترين نوع زلزله است. تاكنون شديد ترين
زلزله اي كه ثبت شده ، شدتي معادل ۶/۸ ريشتر داشته است.
مقدار Moment
مقياس ريشتر، زمين لرزه هاي بسيار شديد یعنی حدوداً از ۸ ريشتر به بالا را به سختي اندازه گيري می كند. به همين خاطر در سال گذشته زلزله نگاران آمريكايي مقياس اندازه گيري Moment را برگزيده اند. در اين مقياس به جاي انرژي آزاد شده، طول شكستگي بر روي پوسته زمين محاسبه مي شود. در اينجا Moment يك مقياس مكانيكي براي حركتهاي (تكان های ) بدني به عنوان پيامد تأثير نيروست. مقياسMoment مانند مقدار ريشتر بوسيله زلزله سنج مشخص مي شود. دستگاه لزله سنج همه انواع امواج را كه در مدت زلزله بروز مي كنند، مورد توجه قرار مي دهد.
زمين لرزه هاي خفيف حداكثر چند صد متر شكاف روي پوسته زمين ايجاد مي كنند.
در زمين لرزه هاي با شدت بالا اين شكاف مي توانند بالغ بر چند صد كيلومتر شود.
در طول و امتداد چنين شكستگي هايي، امواج زلزله به صورت بي قاعده و قانون سترش پيدا مي كنند. زلزله كلمبيا در ۲۵ ژانويه ۱۹۹۹ طبق حـــدسيات، شكــــافي ــــه طول ۱۰ كيـــــلومتر ايجادكرد. مقياس Moment در اين زلزله ۰/۶ بود. دانشمندان راي زلزله اي در ماه مه ۱۹۶۰ در شيلي، شديدترين زلزله راساس مقياس Moment ه مقدار ۵/۹ را داشت، ثبت كردند.
مقياس Mercalli
در اين تقسيم بندي زمين لرزه مانند مقياس ريشتر بر اساس شدت آن اندازه گيري نمي شود، بلكه براساس تأثيرات قابل حس و قابل ديد توصيف مي شود. اين مقياس براساس نام محقق ايتاليايي در زمينه آتشفشان،(۱۹۱۴-۱۸۵۰) G. Mercalli، نامگذاري شد. او اين مقياس را با شروع قرن جديد ميلادي ارائه کرد، يعني زماني كه هنوز هيچ گــــونه ابــــزار دقيق اندازه گيري و قانون اندازه گيري بين المللي وجود نداشت. ايـــن مقــــياس امــــروزه در اروپــــا در قــــالبي تـــغيـــــير شــكل داده شـــده بـــه عنــــوان مقــــياس Medvedev-SponheuerKarnik) MSK) متداول و رايج است. بامقياس MSK شدت يك زلزله براي مكانهاي مورد نظر اندازه گيري مي شود. اين شدتدر ۱۲ درجه تقسيم بندي و براي هر تقسيم بندي توصيفات مفصلي داده مي شود. به عنوان مثال سطح يا درجه ششم باعث بروز شكافهايي در ديوار مي شود وبا درجه ۷، دودكش ها از روي سقفها به زمين مي افتند و در درجه ۸، گوشه هاي بنا فرومي ريزد. در اين نوع درجه بندي، درجه مقياسهاي مكاني مناطق زلزله زده بر روي نقشه ثبت مي شوند، سپس نواحي با درجه تخريب يكسان از طريق خطوطي به هم متصل مي شوند. اين نقشه ها به عنوان مبنايي براي اينكه بيمارستانها يا نيروگاهها كجا ساخته شوند محسوب مي شود. همچنين براي كاهش خسارات ناشي از زلزله، اين نقشه ها كاربرد ويژه اي دارند.
ارسال شده توسط یکی از کاربران خوب این وب سایت (rahmang ) - شما نیز می توانید مقالات و یا مطالب علمی خود را در اختیار سایر دانشجویان بگذارید برای این منظور ثبت نام کرده و در تالارهای گفتگو آن مطالب را با نام خودتان برای دانشجویان ایرانی ارسال نمایید.
ويمپ ها چيستند؟
با توجه به دستاورد هاي جديد، فيزيكدانان ذرات بنيادي، با اطمينان بيش تري مدعي هستند كه ماخو ها نمي توانند ۹۰% جرم عالم را تشكيل دهند. براي همين مصرانه در جستجوي ويمپ ها هستند. اين ذرات بسيار كوچكتر از اتم، اما داراي جرم اند. با ماده ي باريوني برهم كنش نمي‌كنند و حتي به راحتي از ميان آن عبور مي‌كنند.
از آن جا كه جرم اين ذارت بسيار كم است،تعداد زيادي از آنها لازم است تا بتوانند اين مقدار عظيم ماده ي تاريك را تامين كنند. بهترين نامزد اين گونه ذرات نوترينو ها هستند كه هر ثانيه ميليارد ها عدد از ان ها از بدن ما و كره ي زمين عبور ميكند. آشكارساز هايي كه اخيرا در اعماق معدن هايي در آمريكا و ژاپن جاسازي شده اند، نشان مي‌دهند كه ممكن است نوترينو ها جرم داشته باشند. اين آشكار ساز ها در اعماق زمين و در معادن فلزات كار گذاشته مي‌شوند تا هيچ ذره اي به آنجا راه پيدا نكند.
روشي ديگر براي آشمار سازي ويمپ ها سرد كردن يك بلور بزرگ تا اندازه ي صفر مطلق است. در اين شرايط حركت و ارتعاش اتم هاي بلور به حداقل مي‌رسد و اگر در اين حالت يك ويمپ به اتمب برخورد كند، آن را مرتعش ميكند و دمايش را بالا مي‌برد. اين گرماي ناچيز ايجاد شده قابل اندازه گيري است. در آزمايش مشابه ديگري از يخ هاي قطبي به جاي بلور سرد استفاده شده است. وجود ماده ي تاريك نه فقط اختلاف در محاسبات جرم كهكشان ها را توضيح مي دهد، بلكه يكي از مشكلات نظريه‌ي مهبانگ را كه سال ها موجب راز كيهان شناسان بود، حل ميكند. بنا بر نظريه مهبانگ عالم از گشترش و انبساط نقطه ي بي نهايت كوچكي از انرژي بي نهايت آغاز شده است. سرعت انبساط آن قدر زياد بوده است كه بر گرانش غلبه كرده و به مواد اجازه مي‌دهد كه به صورت كلوخه اي گرد هم آيند و ستارگان و كهكشان ها را تشكيل دهند. انبساط عالم كه توسط ادوين هابل كشف شد، قسمت اول نظريه را تاييد ميكند. اما سوال اين است كه چگونه در عالمي كه همه ي مواد در آن يكنواخت پخش شده و گرانش وارد بر همه ي ذارت آن يكسان است، ممكن است ساختار هاي كلوخه اي تشكيل شود. عامل ديگري بايد به گرانش ذارت كمك كرده باشد.
با وجود يافته هاي فراوان معماي ماده ي تاريك هنوز سر به مهر مانده است طرح هاي بزرگ پژوهشي كه با روش هاي مختلف در جستجوي يافتن هندسه‌ي عالم و آغاز و سرانجام آن هستند.
اگر ماده‌ي تاريك واقعا از ويمپ ها باشد بايد واقعيتي تلخ را بپذيريم. اين كه نه فقط در مركز جهان نيستيم، بلكه از نوع ماده ي اصلي جهان نيز تشكيل نشده ايم.
طرز کار راکت فضایی
مقدمه:
يكي از عجيب ترين كشفيات انسان دسترسي به فضا است كه پيچيدگي و مشكلات خاص خود را دارد. راه يابي به فضا پيچيده است، چرا كه بايد با بسياري از مشكلات روبرو شد. مثلا:
- وجود خلا در فضا
- مشكلات گرما و حرارت
- مشكل ورود مجدد به زمين
- مكانيك مدارها
- ذرات و باقي مانده هاي فضا
- تابش هاي كيهاني و خورشيدي
- طراحي امكانات براي ثابت نگه داشتن اشيا در بي وزني
ولي بزرگترين مشكل ايجاد انرژي لازم براي بالا بردن فضاپيما از زمين است كه براي درك اين موضوع بايد به بررسي طرز كار موتورهاي موشك پرداخت.
در يك ديدگاه ساده، مي توان موتورهاي موشك را به آساني و با هزينه اي نسبتا كم طراحي كرد و حتي آن را به پرواز درآورد اما اگر بخواهيم مسئله را در سطح كلان بررسي كنيم با مشكلات و پيچيدگي هاي بسياري مواجه هستيم و اين موتورهاي موشك (و به خصوص سيستم سوخت آن ها) آنقدر پيچيده است كه تا به حال تنها سه كشور توانسته اند با استفاده از اين فناوري انسان را در مدار زمين قرار دهند.
در اين مقاله ما موتورهاي موشك هاي فضايي را مورد بررسي قرار مي دهيم تا با طرز كار و پيچيدگي هاي آن ها آشنا شويم.
نكات پايه اي:
عموما وقتي كسي درباره موتورها فكر مي كند، خود به خود مطالبي درباره چرخش برايش تداعي مي شود.براي مثال حركت متناوب پيستون در موتور بنزيني كه انرژي چرخشي براي به حركت در آوردن چرخ ها را توليد مي كند. و يا موتور الكتريكي كه با توليد ميدان الكتريكي كه با توليد ميدان مغناطيسي نيروي چرخشي براي پنكه يا سي دي رام توليد مي كنند. موتور بخار هم به طور مشابه كار مي كنند.
ولي موتور موشك از لحاظ ساختار متفاوت است. موتور موشك ها موتورهاي واكنشي هستند.اساس كار موتور موشك برپايه ي قانون معروف نيوتون است كه مي گويد: “براي هر كنش واكنشي وجود دارد به مقدار مساوي ولي درجهت مخالف آن”. موتور موشك نيز جرم را در يك جهت پرتاب مي كند و از واكنش آن در جهت مخالف سود مي برد.
البته تصور اين اصل (پرتاب جرم و سود بردن از واكنش) ممكن است در ابتدا كمي عجيب به نظر بيايد، چرا كه در عمل بسيار متفاوت مي نماياند. انفجار، صدا و فشار چيزهايي است كه در ظاهر باعث حركت موشك مي شود و نه “پرتاب جرم”.
بگذاريد تا با بيان چند مثال تصويري بهتر از واقعيت را روشن كنم:
● اگر تا به حال با اسلحه ي(به خصوص سايز بزرگ آن) shotgun شليك كرده باشيد، متوجه مي شويد كه ضربه ي بسيار قوي اي، با نيروي بسيار زياد به شانه شما وارد مي كند.
يك اسلحه مقدار ۱ انس فلز را به يك جهت و با سرعت ۷۰۰ مايل در ساعت شليك مي كند و در واكنش شما را به عقب حركت مي دهد.
● اگر تا به حال شير آتش نشاني را ديده باشيد، متوجه مي شويد كه براي نگه داشتن آن بايد نيروي بسيار زيادي را صرف كنيد (اگر دقت كرده باشيد گاهي ۲ يا ۳ آتش نشان يك شير را نگه مي دارند) كه در اين جا شير آتش نشاني مثل موتور موشك عمل مي كند.
شير آتش نشاني، آب را در يك جهت پرتاب ميكند و آتش نشان ها از نيرو و وزن خود استفاده مي كنند تا در برابر واكنش آن مقاومت كنند. اگر آن ها اجازه بدهند تا شير رها شود، شير به اين طرف و آن طرف پرتاب مي شود.
حال اگر آتش نشان ها روي يك اسكيت برد ايستاده باشند شير آتش فشاني آن ها را با سرعت زيادي به عقب مي راند.
● اگر يك بادكنك را باد كنيد و آن را رها كنيد، بادكنك به پرواز در مي آيد، تا وقتي كه هواي داخل آن به طور كامل خالي شود. پس مي توان گفت كه شما يكم موتور موشك ساخته ايد. در اين جا چيزي كه به بيرون پرتاب مي شود مولكول هاي هواي درون بادكنك هستند.
بسياري از مردم فكر مي كنند كه مولكول هاي هوا اهميتي ندارند، در حالي كه اينطور نيست. هنگامي كه شما به آن ها اجازه مي دهيد تا از دريچه بادكنك به بيرون پرتاب شوند، بر اثر واكنش به وجود آمده بادكنك به جهت مخالف پرتاب مي شود.
در ادامه براي درك بهتر موضوع، به مثالي دقيق تر اشاره مي كنم:
● سناريوي توپ بيسبال در فضا:
شرايط زير را تصور كنيد،
مثلا شما لباس فضانوردان را پوشيده ايد و در فضا در كنار فضاپيما معلق مانده ايد و چندين توپ بيسبال در دست داريد. حال اگر شما توپ بيسبال را پرتاب كنيد، واكنش آن بدن شما را به جهت مخالف توپ حركت مي دهد.
سرعت شما پس از پرتاب توپ به وزن توپ و شتاب وارده بستگي دارد. همانطور كه مي دانيم حاصلضرب جرم در شتاب برابر نيرو است، يعني:
F=m.a
همچنين ميدانيم كه هر نيرويي كه شما به توپ وارد كنيد، توپ نيز نيرويي مساوي ولي در جهت مخالف به بدن شما وارد ميكند كه همان واكنش است. پس مي توان گفت:
m.a=m.a
حال فرض مي كنيم كه توپ بيسبال ۱ كيلو گرم وزن داشته باشد و وزن شما و لباس فضايي هم ۱۰۰ كيلوگرم باشد. پس با اين حساب اگر شما توپ بيسبال را با سرعت ۲۱ متر در ساعت پرتاب كنيد. يعني شما با دست خود به يك توپ بيسبال ۱ كيلو گرمي، شتابي وارد كرده ايد كه سرعت ۲۱ متر در ساعت گرفته است. واكنش آن روي بدن شما تاثير مي گذارد، ولي وزن بدن شما ۱۰۰ برابر توپ بيسبال است. پس بدن شما با ۱۰۰/۱ سرعت توپ بيسبال (يا ۰.۲۱ متر بر ساعت) به عقب حركت مي كند.
حال اگر شما مي خواهيد از توپ بيسبال خود قدرت بيش تري بگيريد، شما دو انتخاب داريد: افزايش جرم يا افزايش شتاب وارده
شما مي توانيد يا يك توپ سنگين تر پرتاب كنيد و يا اينكه شما مي توانيد توپ بيسبال را سريع تر پرتاب كنيد (شتاب آن را افزايش دهيد)، و اين دو تنها كارهايي است كه مي توانيد انجام دهيد.
يك موتور موشك نيز به طور كلي جرم را در قالب گازهاي پرفشار پرتاب مي كند؛ موتور گاز را در يك جهت به بيرون پرتاب مي كند تا از واكنش آن در جهت مخالف سود ببرد. اين جرم از مقدار سوختي كه در موتور موشك مي سوزد بدست مي آيد.
عمليات سوختن به سوخت شتاب مي دهد تا از دهانه خروجي موشك با سرعت زياد بيرون بيايد.
وقتي سوخت جامد يا مايع مي سوزد و به گاز تبديل مي شود، جرم آن تغيير نمي كند بلكه تغيير در حجم آن است. يعني اگر شما مقدار يك كيلو سوخت مايع موشك را بسوزانيد مقدار يك كيلو جرم با حجمي بيشتر، از دهانه خروجي موشك با دماي بالا و سرعت زياد خارج مي شود. عمليات سوختن، جرم را شتاب مي دهد.
بياييد تا بيش تر درباره ي نيروي پرتاب بدانيم:
نيروي پرتاب:
قدرت موتور يك موشك را نيروي پرتاب آن مي گويند. نيروي پرتاب در آمريكا به صورت
(پوند) ponds of thrust
و در سيستم متريك با واحد نيوتون شناخته شده است (هر ۴.۴۵ نيوتون نيروي پرتاب برابر است با ۱ پوند نيروي پرتاب).
هر يك پوند نيروي پرتاب (۴.۴۵ نيوتون) مقدار نيروي است كه مي تواند يك شي ۱ پوندي (۴۵۳.۵۹ گرم) را در حالت ساكن مخالف نيروي جاذبه زمين نگه دارد.
بنابر اين در روي زمين شتاب جاذبه ۲۱ متر در ساعت در ثانيه (۳۲ فوت در ثانيه در ثانيه) است.
منبع و مترجم
ترجمه: محمد ش. محمدي
لینک مقاله در منبع
مواد سازنده عدسی عینک
امروزه در بیشتر کشورهای پیشرفته چیزی حدود ۹۵ در صد عدسیهای عینک از مواد پلاستیکی ساخته می شود پلاستیک بدلیل سبکی و ایمنی ذاتی آن بطور کلی جایگزین شیشه شده و عنوان نخستین انتخاب برای مواد عدسیهای عینک را بخود اختصاص داده است مقدار اندکی استفاده از شیشه بطور کلی مربوط به شیشه های دارای ضریب انکساری بالا (بالاتر از ۱.۸)و همچنین عدسیهای فتوکرومیک با ویژگیهای خاص مانند شیشه های CPF شرکت corning می گردد
اطلاعاتی که بطور معمول در مورد مواد عدسیهای عینک منتشر می شود عبارتند از :
۱-ضریب انکسار
۲- دانسیته
۳-عدد Abbe
۴- UV cut off point
اگر ضریب انکسار ماده ای مشخص باشد دو مورد دیگر از ویژگیهای مواد سازنده عینک مانند عامل تغییر انحناء( CVF) و انعکاس از سطح آن ماده را که با ρ نشان داده می شود را می توان بدست آورد
ضریب انکساری : ضریب انکساری نسبت سرعت یک طول موج مشخص نور در هوا به سرعت همان طول موج نور در محیط منکسر کننده نور می باشد.
در حال حاضر در بریتانیا و آمریکا ضریب انکساری بر اساس طول موج خط d هلیم ( با طول موج nm۵۸۷.۵۶)اندازه گیری می شود در حالیکه در قاره اروپا بر اساس خط eجیوه (با طول موج nm۵۴۶.۰۷)اندازه گیری می شود
توجه کنید که میزان ضریب انکساری با خط e جیوه بیشتر از d هلیم می باشد بنابراین وقتی که میزان ضریب انکسارماده ای بر حسب خط e جیوه داده می شود بنظر می رسد که آن ماده ضریب انکساری بیشتری دارد.
ممكن است گاهي وقتها لازم باشد تا بدانيم چه ميزان تغيير در حجم و ضخامت يك عدسي خاص وقتي كه به جاي شيشه استاندارد كرون از ماده ديگري استفاده شود روي خواهد داد اين اطلاعات را از CVF مي توان بدست آورد CVFامكان مقايسه مستقيم ضخامت عدسيهاي ساخته شده از مواد مختلف با شيشه استاندارد كرون را فراهم مي آوردبراي مثال ماده اي با ضريب انكسار ۱.۷۰ داراي CVF=۰.۷۵ مي باشد كه اين بدين مفهوم مي باشد كه در صورت جايگزيني اين ماده بجاي شيشه كرون كاهشي معادل ۲۵%در ضخامت عدسي روي خواهد داد.
يكي از استفاده هاي مهم CVF تبديل قدرت عدسي كه قرار است ساخته شود به معادل آن از جنس كرون است و اين كار بسادگي با ضرب قدرت عدسي در CVFآن ماده امكان پذير مي باشد براي مثال فرض كنيد ما مي خواهيم يك عدسي ۱۰.۰۰-ديوپتر را از ماده اي به ضريب انكسار ۱.۷۰ داشته باشيم معادل همين عدسي از جنس شيشه كرون ازضرب ۱۰.۰۰ × ۰.۷۵ كه مساوي ۷.۵۰-مي شود بدست مي آيد به عبارت ديگر استفاده از ماده اي به ضريب شكست ۱.۷۰ عدسي اي به قدرت ۱۰.۰۰-ايجاد مي كند كه از نظر ساير مشخصات شبيه يك عدسي به قدرت ۷.۵۰- از جنس كرون مي باشد.
ماده اي به ضريب شكست ۱.۶۰ داراي CVF=۰.۸۷ مي باشد . بنابراين ما انتظار داريم كه در صورت ساختن عدسي اي از اين ماده ۱۳ %كاهش در ضخامت داشته باشيم و يك عدسي ۱۰.۰۰- ديوپتر از اين ماده مشابه يك عدسي به قدرت ۸.۷۵-از شيشه كرون مي باشد CVFيك ماده در واقع نسبت انكسار شيشه كرون به انكسار توسط آن ماده خاص مي باشد ( n-۱ ) /۰.۵۲۳ و در واقع انحناءبدست آمده براي آن قدرت خاص از جنس شيشه كرون را با انحناءشيشه همان قدرت وقتي كه از جنس ماده مورد نظر ساخته شود را با هم مقايسه مي كند
عدسيهاي ساخته شده از مواد پلاستيكي با CR۳۹ مقايسه مي گردند
يك استفاده عملي ديگر CVF تعيين ميزان تقريبي ضريب انكساري يك عدسي ناشناخته است كه بعدا در باره آن بحث خواهيم كرد.
دانسيته:
دانسيته يك ماده مشخص كننده ميزان سنگيني آن ماده مي باشد و مقايسه دانسيته موادمختلف مي تواند تغييرات احتمالي را كه ممكن است در اثر استفاده از يك ماده خاص در ساخت عدسي مورد نظر ما روي دهد را بيان مي كند دانسيته معمولا بر حسب گرم وزن يك سانتي متر مكعب از هر ماده بيان مي گردد دانسيته عدسيهايي كه از مواد داراي ضريب انكساري بالا ساخته مي شوند بيشتر از دانسيته شيشه كرون است اما براي مقايسه وزن عدسيهاي ساخته شده از مواد مختلف لازم است تا حجم را نيز در نظر بگيريم براي مثال اگر دانسيته ماده اي ۳.۰ ذكر شود اين بدين مفهوم است كه اين ماده ۲۰%سنگين تر از شيشه كرون است
بطور كلي در صورتي كه كاهش ايجاد شده در حجم (كه از رويCVF مشخص مي گردد)بيشتر از افزايش دانسيته باشد عدسي نهايي ساخته شده از شيشه كرون سنگين تر نخواهد بود براي مثال يك شیشه CVFباضریب شكست ۱.۸۰۲ حدود ۰.۶۳ است كه نشاندهنده اين است كه ۳۵%كاهش حجم در مقايسه با شيشه كرون وجود خواهد داشت اما دانسيته اين ماده ۳.۷ است كه به مفهوم اين است كه اين ماده ۴۸%سنگين تر از شيشه كرون در واحد حجم مي باشد ما مي توانيم پيش بيني كنيم كه شيشه داراي ضريب انكسار ۱.۸۰۲ چيزي حدود ۱۵% سنگين تر از معادل آن كه از شيشه كرون ساخته شده است مي باشد.
۱/۰۶/۱۳۸۶
در اتوبوس کدام صندلی بهتر است ؟
فیزیک جلوه ی پدیده های روزانه است . ممکن است ساده ترین موضوعات برای شما که اهمیتی ندارند از نظر فیزیک اهمیت داشته باشند . مسلما" تا کنون سوار اتوبوس های شرکت واحد شده اید . اگر شما وارد یک اتوبوس شوید مسلما" نزدیکترین جای خالی را اختیار می کنید . اما اگر کمی در نسبیت عمیق شوید خواهید دید که در یک اتوبوس موقعیت صندلی مهم است .
با این اوصاف کدام صندلی از همه بهتر است ؟
خوب باید جواب این سؤال را از دو جهت بررسی کرد ؟ اگر اتوبوس شتاب کاهنده داشته باشد یا اینکه افزایش یابنده باشد . پس سؤال ما دارای دو جواب خواهد داشت . اگر یک اتوبوس را در نظر بگیریم که تنها دو صندلی خالی داشته باشد که یکی در جلو دیگری باشد و در این شرایط یک دو قلو سوار روی آنها بنشینند به نظر شما موقعیت کدام یک مناسب تر است ؟ البته ما شرایطی را در نظر می گیریم که شتاب کاهنده داشته باشند
ما از طریق دگرگونی های لورنتز می توانیم به سادگی یک پاسخ جالب ولی قانع کننده به این سؤال دهیم . می دانیم که زمان از دید یک ناظر خارج از چارچوب یکسان است . پس در این شرایط مسلما" صندلی جلویی مناسب تر است ؟ اما ممکن بپرسید چرا صندلی جلویی ؟
جواب بسیار ساده است زیرا معادله به ما می گوید شخص جلویی سن کمتری در این شرایط دارد . اما اگر شتاب افزاینده باشد شرایط تغییر می کند و صندلی عقبی مناسب تر می شود چوب معادله جواب را معکوس می کند .
این یکی از سؤال های جالبی بود که با نسبیت خاص به راحتی پاسخ داده می شود .
مختصات در نسبيت عام و رابطه آن با سرعت و شتاب
این مقاله در رابطه با محور ها در نسبیت خاص است که بسیار مهم نیز می باشند زیرا برای درک حرکت همه ی ناظر ها نیاز است . برای شرح دقیق رویدادها ما به مختصات رویداد نیازمندیم که چهار تا هستند که به صورت زیر نوشته می شوند .
پس رویداد ما در فضایی چهار بعدی است و برای آن چهار مختص در نظر می گیریم ابعاد اغلب به صورت زیر به نمایش در می آیند .
با این مختصات هر کسی قادر خواهد بود تا فاصله بین دو رویداد با مختصات متفاوت را به دست آورد . در نسبیت خاص اندازه محصور به صورت زیر تعریف می شود .
اما در این معادله 
حاصل ضرب تمام این عامل ها در سایر شاخص ها همچون a است . X نیز راهی برای نشان دادن مختصات هستند . حالت عمومی آنها به صورت زیر است .
و علامت 
نیز به اختصار ماتریس زیر نوشته می شود .
در این معادله به اندازه موقغیت محور آنتراکت فضا – زمان نیز گفته می شود . از این معادله شما قادر خواهید زمان رویداد و یا هر مختص دیگری رابه دست آورید . برای مثال این موضع را امتحان کنید . نقطه ی آغاز و پایان رویداد در فضا – زمان حرکتی با سرعت نور را در نظر بگیریم آنگاه زمان چگونه خواهد بود . مشخصا" زمان متوقف می شود و از معادله عدد صفر حاصل می گردد . اگر سرعت کمتر از نور باشد مسافت زمان گون خواهد بود و اگر مسافت منفی باشد زمان موهومی وجود خواهد داشت و فاصله فضا گون خواهد بود . ما قادر نیستیم تا سرعت یک ذره را با توجه به زمان آن و مختصاتش به دست آوریم . در واقع سرعت نسبیتی U به صورت زیر محاسبه می شود
بدین گونه مشخص می شود که سرعت به ناظر وابسته است و در این شرایط سرعت به صورت زیر محاسبه می شود .
در سرعت سه بعدی معادلات به صورت زیر است :
در این جا با اشاره کرد که اگر اندازه این چهار محور صفر باشد محور هیچ یا null خوانده می شود . در این جا بنده یک سؤال مطرح می کنم . پاسخ های خود را به پست الکترونیکی بنده بفرستید و یا اینکه در نظرات درج فرمایید .
کدام حرکت محور سرعت هیچ دارد ؟
البته پاسخ بسیار ساده است . اگر بسیار کم نسبیت را مطالعه کرده باشید پاسخ را بدون شک خواهید فهمید .
در این قسمت از مقاله به بخشی می رسیم که باید شتاب را در چهار بعد بررسی کنیم . شتاب در چهار بعد برای یک جسم به صورت زیر تعریف می شود .
حالا چه رابطه ی بین این شتاب چهار بعدی B و شتاب سه بعدی a که در مدرسه مطالعه کرده اید وجود دارد ؟ خوب این رابطه به صورت زیر است .
در واقع این مقدار وابسته به شتاب سه بعدی a است . شتاب در چهار بعد شتاب واقعی نیزخوانده می شود .
بدین گونه ما توسط مختصات در نسبیت خاص توانستیم سرعت و شتاب را یه دست آوریم .
مقايسه نبوغ اينشتين و نيوتن
چگونه مى توان ميزان نبوغ آلبرت اينشتين را اندازه گرفت؟
|
ثايت کيهان شناساسی نظرات دی سي
اینشتین در نسبیت عام این ثابت را ارائه می کرد زیرا تصور می کرد که جهان ما پایا و ایستا است .
اما با مشاهداتی که انجام شد مشخص شد که جهان پایا نیست بلکه در حال انبساط است . انبساطی که شتابدار نیز هست . بنابراین اینشتیت تصمیم گرفت تا این قسمت را از نظریه ی خود حذف کند ، به طور که بعدها آن را بزرگترین اشتباه خود خواند . این استثنا کوچک است اما مقدار آن غیر صفر است . زمانی که چنین حالتی است باید مقدار آن تعیین شود .
بدون این ثابت تقارن معادلات ایشتین در خلاء مسطح است . درست مثل فضا – زمان چهار بعدی مینکوفسکی در نسبیت خاص . در سال 1917 ولم دی سیتر راه حلی مشابه را به دست آورد که می گفت مقدار ثابت کیهانی غیر صفر است .
اگر ثابت کیهانی مثبت در نظر گرفته شود راه حل ما فضای دی سیتر خوانده می شود . و ثابت کیهانی انرژی خلاء را نشان خواهد داد که فضا – زمان را خمیده می کند . اینشتین بلافاصله این راه حل ها را رد کرد زیرا بر طبق این معادلات فضا – زمان می توانست بدون ماده خمیده شود . در مدل دی سیتر جهان ما به طور تصاعدی انبساط می یابد که این اساس و پایه ی نظریه جهان تورمی است . این تئوری مدت زمانی بسیار کوتاه را برای ما شرح می دهد که در طی آن انبساط سریع بعد از بیگ بنگ بوده است . این حالت ناپیدار بوده است و فیزیکدانان به آن خلاء کاذب می گویند . این مرحله ی گذرا و آنی مقدمات تغییر عالم را فراهم آورده است . این مرحله فاز گذرا نامیده می شود . این مرحله می بایست در کسری معادل 35- ^ 10 ثانیه بعد از بیگ بنگ آغاز شده باشد و طبق معادلات میدانی اینشتین در طول باید آن را خرد کرده باشد و حالتی دیگر به آن داده باشد . در این کسر از بیگ بنگ حجم جهان 50 ^ 10 برابر شده است . این تئوری بیشتر مشکلاتی که بیگ بنگ با آن مواجه بود را حل کرد . این تئوری بعدها توسط اندازه گیری های اشعه میکروموج زمینه ی کیهان پشتیبانی شد . در واقع مقدار بسیار کوچک ثابت کیهانی ما را به سوی ماده ی تاریک هدایت می کند که موجب انبساط جهان می شود . راه حل های جدید حد اقل انرژی را برای فضای دی سیتر در نظر می گیرند و در این حالت این حد اقل باید ناپایدار باشند . البته این کار ساده است که ما مقادیری دیگر نیز برای این راه حل ها پیدا کنیم . در هر حال ما تا کنون قادر نبوده ایم تا وجود راه حل هایی دیگر را با مقدارهای متفاوت تکذیب کنیم . بهترین راه این ات که ما راه حل های دی سیتر را بیاموزیم که در واقع خود حالتی از نسبیت عام هستند و در رابطه با آنها به بحث و کاوش بپردازیم البته باید توجه داشت که ما نباید هیچ گونه پیش داوری و تبعیضی قائل شویم .
چالش های کیهان شناسی
با وجود این که در این روز ها قرصت برای نوشتن اندک است برای شما جند مقاله را با لینک می کنم و با از نویسندگان تونای ایرانی نقل می کنم . مثاله ی زیر مطلبی جالب در رابطه چالش های اختر فیزیک است که جنای آقای علیرضا یعقوبی آن را به نگارش در آورده اند
چالش های کیهان شناسی
چالش های کیهان شناسی
اشتراک در:
پست‌ها (Atom)