فیزیکسرا
فضا در سال 2013 شاهد دستاوردهای علمی و نجومی فراوانی بود که تصاویر ارائهشده از آنها چشم هر بینندهای را خیره میکند. به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، در این تصاویر برگزیده، عکاسان آماتور و فضانوردان در آشکارسازی نماهای کیهان مشارکت داشتهاند. کریس هدفیلد، فرمانده سابق ایستگاه بینالمللی فضایی، جزئیات زیبایی را از زندگیاش در فضا برای زمینیان ارسال کرد. یکی از برجستهترین تصاویر وی عکسی از «پل گلدنگیت» سانفرانسیسکو بود که وی از ایستگاه بینالمللی و از 321 کیلومتر بالای سطح زمین گرفته بود. به غیر از این بنا، هدفیلد که نمای زمین از ایستگاه بینالمللی فضایی را “آهنربای ابدی” خوانده است، نورافشانیهای زیبای منهتن، سواحل استرالیا و ابرهای گلکلم مانند موجود بر فراز آمازون را شکار کرد. وی در ماه جاری میلادی طی مصاحبهای اعلام کرد که بیش از 40 هزار عکس را در طول حضورش در ایستگاه بینالمللی تهیه کرده و این تصاویر، سال آینده توسط ناسا منتشر میشوند. از دیگر تصاویر برگزیده امسال میتوان به تصویری موزائیکی از کویر مرکزی ایران اشاره کرد که دریاچه نمک در سمت چپ آن بخوبی به نمایش درآمده است. دشت کویر یا کویر مرکزی، بیابان غالبا کویری وسیعی به طول تقریبی 800 کیلومتر و عرض تقریبی 320 کیلومتر در جنوب رشته کوه البرز در مرکز شمالی ایران است. تصویر دیگرثبت شده از ایستگاه بینالمللی، انبوهی از ابرهای توفانزا را نشان میدهد که بر فراز اقیانوس اطلس و نزدیک برزیل و استوا قرار دارند. این عکس توسط یکی از خدمههای ناسا و در ایستگاه فضایی گرفته شده است. در میان این تصاویر نمایی زیبایی از سحابی اوریون، ناحیهای از کهکشان راه شیری را به نمایش میگذارد که محل شکلگیری ستارگان، گازهای داغ و غبار تاریک بوده است. مجموعه سحابی اوریون کنونی به کندی و طی 100 هزار سال پراکنده خواهد شد. در میان این تصاویر، عکسهایی از مریخ که توسط کاوشگر کنجکاوی گرفته شدهاند، نیز هنرنمایی میکنند. همچنین تصویر «گراند کنیون» مریخ که توسط کاوشگر مارس اکسپرس آژانس فضایی اروپا گرفته شده نیز از لحاظ جذابیت مثالزدنی است. گزیدهای از تصاویر منتشر شده، در این گزارش قابلمشاهده هستند. انتهای پیام براساس گزارش هاواستفاورکز، سوپرمن در این داستانها و فیلمها، اگر با سرعتی نصف سرعت گلوله حرکت میکرد، سرعت گلوله نسبت به سرعت او به نیم میرسید و اگر سریعتر از گلوله حرکت میکرد،از آن سبقت میگرفت. به بیانی دیگر سوپرمن در این داستانها از دیدگاه نیوتون درباره فضا و زمان پیروی میکرد: اینکه جایگاه و حرکات اجسام در فضا همگی باید متناسب با چارچوب مرجعی مطلق و غیرمتحرک قابل اندازهگیری باشد. دانشمندان ابتدا تحت تاثیر دیدگاههای نیوتونی قرار داشتند. سپس ریاضیدان و فیزیکدانی به نام البرت اینشتین از راه رسیده و همهچیز را زیر و رو کرد. وی در سال 1905 نظریه نسبیت خاص خود را منتشر کرد که در آن ایدهای کاملا جدید را مطرح میکرد: هیچ چارچوب مرجعی وجود ندارد و همهچیز، حتی زمان نسبی است. دو اصل مهم از نظریه وی پشتیبانی کرد. اولین اصل این است که قوانین فیزیکی مشابهی به صورت برابر بر تمامی چارچوبهای مرجع که با سرعتی یکنواخت در حرکتند حاکم است. دومین اصل نیز درباره سرعت نور است: سرعت نور، برابر 300 هزار کیلومتر بر ثانیه، ثابت و مستقل از حرکات ناظر و یا منبع نور است. به گفته اینشتین، اگر سوپرمن میخواست با سرعتی برابر نیمی از سرعت نور به تعقیب یک پرتو نوری بپردازد، آن پرتو با سرعتی ثابت از سوپرمن فاصله گرفته و دور میشد. مفهوم این نظریه به شکل فریبندهای ساده به نظر میآید، اما در اصل از معانی گیجکنندهای برخوردار است. یکی از بزرگترین این مفاهیم توسط معادله مشهور اینشتین، E = mc²، که در آن E انرژی است، m جرم و c سرعت نور است بیان شدهاست. براساس این معادله انرژی و جرم موجودیتهای فیزیکی هستند که میتوانند به یکدیگر تبدیل شوند. براساس این معادله انرژی که یک جسم دارد متناسب با حرکتش منجر به افزایش جرم آن خواهد شد،به بیان دیگر هرچه یک جسم سریعتر حرکت کند،جرم آن بیشتر خواهد شد. این نکته تنها زمانی قابل توجه خواهد بود که سرعت جسم بسیار زیاد باشد. برای مثال اگر سرعت حرکت آن 10 درصد از سرعت نور باشد، جرم آن تنها 0?5 درصد افزایش خواهد یافت اما اگر 90 درصد از سرعت نور را داشته باشد،جرم آن دوبرابر خواهد شد. زمانی که سرعت جسمی به سرعت نور نزدیک میشود، جرم آن به شدت افزایش مییابد اگر جسمی با سرعتی برابر نور حرکت کند، جرم آن و انرژی مورد نیاز برای حرکت دادن آن بینهایت میشود. از این رو است که هیچ جسم معمولی قدرت حرکت کردن سریعتر از سرعت نور را ندارد. به سرعت نور پرسش اصلی درباره سرعت نور در بالا تشریح شد، اما حال پاسخ این پرسش چیست: اگر انسان بتواند با سرعتی نزدیک به نور حرکت کند چه خواهد شد؟ در چنین شرایطی انسان اثرات جالبتوجهی را تجربه خواهد کرد. یکی از مشهورترین آنها اتساع نام دارد، پدیدهای که منجر به کند شدن گذر زمان برای اجسامی خواهد شد که با سرعتی بالا در حرکتند. اگر انسان در فضاپیمایی با سرعتی برابر 90 درصد سرعت نور سفر کند، گذر زمان برای وی به نیم خواهد رسید. درواقع ساعت مسافر تنها 10 دقیقه جلو خواهد رفت درحالی که عقربههای ساعت ناظری برروی زمین 20 دقیقه به جلو رفتهاست. چنین سفری برای مسافرش عواقب بینایی خاصی را نیز در پی خواهد داشت که به پدیده کجراهی شهرت دارد و شرایطی را تشریح میکند که در آن میدان دید مسافر به فضایی کوچک و تونل مانند در برابر پنجره فضاپیما تبدیل خواهد شد. این پدیده از آن رو رخ میدهد که فوتونهای نوری، حتی فوتونهای پشت فضاپیما از جهت روبهرو دیده میشوند. در عین حال مسافر اثر داپلری را نیز تجربه خواهد کرد که به واسطه آن امواج نوری ناشی از ستارگان در مقابل متراکم شده و باعث میشوند جسم آبی به نظر بیاید. نور ناشی از ستارههای پشت فضاپیما نیز پراکنده شده و قرمز به نظر میآیند. هرچه سرعت سفر بیشتر شود،اثر این رویدادها افزایش خواهد یافت تا زمانی که تمامی نورهای ستارههای مقابل و پشت فضاپیما از طیف نوری مرئی خارج شده و از مقابل دید انسان ناپدید خواهند شد. براساس گزارش لایوساینس، سرعت نور سرعتی ثابت است، دست کم در تمامی کتابها و متون علمی اینگونه نوشته شدهاست. اما تعدادی از دانشمندان درحال بررسی این احتمال هستند که این ثابت، قابل تغییر است و این تغییر تحت تاثیر طبیعت خلاء در فضا رخ میدهد. مفهوم سرعت نور، که شتابی ثابت را طی زمان برای نور در نظر میگیرد، در زمینههای مختلفی از قبیل کیهانشناسی و نجوم مفاهیم گستردهتری دارد. برای مثال درزمان محاسبه ثابت ریزساختار یا همان آلفا، که قدرت نیروی الکترومغناطیسی را تعریف میکند، سرعت نور افزایش پیدا میکند. نوسان سرعت نور میتواند قدرت پیوندهای مولکولی را تغییر دهد. سرعت نور ناثابت میتواند به این معنی باشد که تخمینهایی که از ابعاد جهان برآورد شده، نادرست هستند و البته نمیتواند به این معنی باشد که انسان قادر است با سرعتی بالاتر از نور سفر کند. دو مقاله جدیدی که در مجله European Physics منتشر شدهاند، تلاش دارند از ویژگیهای کوانتومی فضا به سرعت نور برسند. در این دو مقاله تکنیکهای متفاوتی برای محاسبه سرعت نور استفاده شده، اما ایده اصلی آنها احتمال تغییر کردن سرعت نور تحت تاثیر نحوه تعامل ذرات بنیادین با تشعشعات کیهانی است. در این مقالهها فضا، خالی درنظر گرفته نشدهاست،بلکه مملو از ترکیبی از ذرات مجازی درنظر گرفته شده که در کسری از ثانیه بهوجود آمده و نابود میشوند. در مقاله اول که توسط محققان دانشگاه پاریس ارائه شده، این ذرات بنیادین مجازی ذراتی مانند کوارکها درنظر گرفته شدهاند،ذراتی که همواره با نسخه ضدمادهای خود جفت میشوند و در نتیجه به سرعت ایجاد شده و پس از برخورد با ضدماده خود نابود میشوند. به گفته محققان فوتونهای نوری توسط این ذرات جذب شده و بازتابیده میشوند که انرژی این ذرات و بار الکتریکی آنها میتواند برروی سرعت نور اثرگذار باشد، حتی اگر این اثر کمتر از 0?05 فمتوثانیه باشد، فمتوثانیه برابر یک میلیونیوم از یک میلیاردوم ثانیه است. در مقاله دوم که توسط موسسه ماکسپلانک ارائه شده،تعداد ذرات مجازی بنیادین عامل تغییر در سرعت نور اعلام شدهاند. در این مطالعه تعداد این ذرات که از بار الکتریکی نیز برخوردارند 100 گونه اعلام شدهاست، درحالی که در مدل استاندارد این ذرات 9 گونه شناسایی شدهاند. بار این ذرات متناسب با میزان بار، منجر به ایجاد مقاومت امپدانس، نوعی مقاومت در برابر جریان الکتریکی، میشود. مقاومت امپدانس نیز خود به میزان گذردهی خلاء یا میزان مقاومت خلاء در برابر میدانهای الکتریکی و میزان نفوذ میدانهای مغناطیسی در آن بستگی دارد. از آنجایی که امواج نوری ترکیبی از امواج الکتریکی و مغناطیسی هستند،تغییر در میزان این امواج میتواند سرعت نور را دچار نوسان کند. برخی از دانشمندان تکنیکهای محاسباتی استفادهشده در این دو مقاله را زیر سوال بردهاند و براین باورند از تکنیکهای نامتناسبی برای انجام محاسبات در این دو مقاله استفادهشده است. همجنین تعداد ذرات بنیادین مجازی که در مقاله دوم از آنها یاد شده، توسط برخی از دانشمندان مورد انتقاد قرار گرفتهاست. سایت اسپیس در آستانه آغاز سال جدید میلادی، گلچینی از بهترین تصاویر فضایی منتشر شده در سال 2012 میلادی را انتخاب کرده است. به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، تلسکوپ های فضایی، رصدخانه های سراسر دنیا و ماهواره های فضایی، هزاران تصویر از زیبایی کهکشانهای دوردست و عظمت کائنات تهیه کردهاند.
بسیاری از انسانها در دوران کودکی مقهور سرعت بالای شخصیتهای داستانی مانند سوپرمن بودهاند، ابرقهرمانی با دستهایی که رو به جلو کشیده شدهبودند و شنلی که در پشتش به احتزاز درآمده بود، گلولهای که از لوله تفنگی شلیک شدهبود را تعقیب میکرد.
نظریه نسبیت خاص انیشتین سرعت نور را 300 هزار کیلومتر بر ثانیه تعیین کردهاست، اما اکنون گروهی از دانشمندان جسور درجستجوی این احتمال هستند که شاید این محدودیت سرعت کیهانی قابل تغییر باشد.
اشکال کهکشانها بر اساس شیوهای طبقه بندی میشود که طبق شیوه طبقه بندی ستاره شناس آمریکایی ، ادوین هابل (1953- 1986) ، شکل یافته است. در مورد تکامل کهکشانها اطلاعات قطعی کمی در دست است. تنها مطلب مورد اطمینان این است که کهکشانها میلیاردها سال پیش به شکل تودهای از ابرهای گازی و غباری بوجود آمدند.
:قالبساز: :بهاربیست: |