ابرهای مرتفع بر فراز مریخ

شنبه 23 آوریل 2023

مریخ نورد پریزروانس ناسا این تصویر زیبا از ابرهای مرتفع برفراز سیاره سرخ را به زمین مخابره کرده است.

پریزروانس تاکنون 753 روز مریخی را بر روی این سیاره سپری کرده است. روز مریخ 40 دقیقه طولانی تر از روز زمینی است. این تصویر در 738 امین روز اقامت مریخ نورد گرفته شده است.

ابرهای مرتفع در اتمسفر مریخ احتمالا از دی اکسید کربن منجمد ساخته شده و در اولین ساعات صبح قبل از طلوع خورشید قابل رویت هستند، یعنی زمانی که اشعه خورشید آنها را در بهترین زاویه ممکن روشن می سازد.

منبع: Space.com

---

تدریس ریاضیات دبیرستان و دانشگاه

توسط مدرس خصوصی با بیش از بیست و چهار سال سابقه موفق

دروس ریاضیات دبیرستان: حسابان، ریاضیات گسسته، هندسه تحلیلی، جبر و احتمال، ریاضیات تجربی و انسانی

دروس دانشگاه: ریاضی عمومی، معادلات دیفرانسیل، محاسبات عددی، آمار و احتمال، ریاضی مهندسی

کیفیت عالی، قیمت توافقی، جزوات مدون، حل تمرینات متعدد و متنوع

به شماره 09360771981 پیامک دهید (ناصری)

---

آیا موجودات فضایی بیگانه واقعی هستند؟

پرسش خوبی است. در حال حاضر هیچگونه شواهدی برای حیات بر روی سیارات دیگر وجود ندارد. اما جهان مکان بسیار بزرگی است و نامحتمل به نظر می رسد که از میان تریلیون ها سیاره ای که در جهان ما با قدمت 13.8 میلیارد سال وجود دارند تنها کره زمین میزبان حیات باشد. بنابراین جستجوی حیات فرازمینی یک کار جدی است و دانشمندان با اشتیاق تمام در حال جستجو به دنبال آن هستند.

اولین تلاش در زمینه جستجوی حیات فرازمینی بسیار پیش از سفرهای فضایی انجام شد. ابداع رادیو دری را به روی ایده دریافت امواج از سایر جهان ها گشود و مخترعانی مانند نیکلا تسلا و گوگلی یلمو مارکونی باور کردند که در اوایل دهه 1900 سیگنال هایی را از مریخ دریافت کرده اند.

اولین جستجوی رادیویی جدی برای حیات فرازمینی در سال 1960 روی داد. ستاره شناس فرانک دریک متفکر این ایده بود و از دو رادیوتلسکوپ برای جستجوی سیگنالهایی از سیاراتی که در فاصله 10 تا 12 سال نوری هستند استفاده کرد. پروژه اوزما (Project Ozma) که توسط او هدایت می شد به هیچ نتیجه ای نرسید. پروژه فونیکس نیز که توسط موسسه SETI از 1995 تا 2000 هدایت می شد و 800 دستگاه ستاره ای را تا فاصله 200 سال نوری مورد کاوش قرار داد بی‌نتیجه بود.

این تلاش تا به امروز با آرایه تلسکوپهای آلن ادامه یافته است، آرایه ای از 42 آنتن گیرنده که می توانند برای دریافت امواج مایکروویو از سراسر کهکشان راه شیری تنظیم شوند. موسسه SETI نیز در حال تلاش برای دریافت ضربانهای لیزری است که ممکن است حاوی پیامهای ارسالی از سوی موجودات بیگانه از سراسر کیهان باشند.

همه این تلاشها مبتنی بر فرض موجودات فضایی با فناوری پیشرفته هستند. دانشمندان برای اشکال ساده تر حیات نیز جستجو می کنند و پیشرفت های صورت گرفته در فناوری فضاپیماهای بدون سرنشین و فناوری های سنجش از راه دور به آنها امکان می دهد به جستجوی مولکولهایی برآیند که شکل اولیه حیات زنده بشمار می روند.

تلسکوپهای حساس مانند جیمز وب می توانند تغییرات اندک در نور ارسالی از سیارات خارجی بسیار دور را ثبت کنند که به پژوهشگران امکان می دهد به آشکارسازی اکسیژن، گوگرد یا سایر گازهایی برآیند که آغازگر ایجاد مولکولهای زنده هستند. تلاشهای اخیر ممکن است به کشف اولین میدان مغناطیسی پیرامون یک سیاره شبه زمینی انجامیده باشد که پیش شرط ایجاد حیات زنده است زیرا چنین میدانی باعث محافظت در برابر تشعشع ویرانگر ستارگان نزدیک می شود.

در دستگاه خورشیدی خودمان روباتهایی مانند مریخ پیمای پریزروانس نمونه هایی را برای جستجوی سنگواره ها و مولکولهای حاوی حیات میکربی در سیاره سرخ انجام داده اند. ممکن است میلیاردها سال پیش زمانی که مریخ گرمتر و مرطوب تر بود چنین آثاری از حیات بر روی آن ایجاد شده باشد. این تلاشها بسیار طولانی و طاقت فرسا هستند اما داشنمندان امیدوارند که پیشرفت های علم و فناوری پاسخی برای جستجوی حیات فرا زمینی بیابد.

منبع: Live Science

ضد ماده چیست؟

ضد ماده همانند ماده معمولی ولیکن با بار مخالف است. برای مثال یک الکترون که دارای بار منفی است، دارای ضد ذره‌ای به نام پوزیترون است که همان جرم الکترون را دارد، منتهی با باری مثبت.

ذراتی مانند نوترونها نیز که بار الکتریکی ندارند، دارای ضد ذره مخصوص به خود هستند. اما پژوهشگران هنوز نتوانسته اند به این واقعیت پی ببرند که آیا ذرات رازآمیزی مانند نوترینو که آنها نیز خنثا هستند، دارای ضدذره خود هستند یا نه.

گرچه ضد ماده چیزی شبیه داستانهای علمی تخیلی می ماند، اما واقعا وجود دارد. ضد ماده همگام با ماده پس از مهبانگ ایجاد شده اند اما در جهان امروزین ضدماده نادر است و دانشمندان هنوز دلیل آن را نمی دانند.

ضد ماده چیست و چگونه ساخته می شود؟

انسان با استفاده از برخوردهای با سرعت بسیار بالا در شتاب دهنده های عظیم ذرات توانسته ضد ماده بسازد. نمونه ای از این شتاب دهنده ها، برخورد دهنده بزرگ هادرون ها است که بیرون جنوا تاسیس شده و توسط CERN ، سازمان پژوهش هسته ای اروپا مدیریت می شود. آزمایشات متعددی در CERN برای تولید ضد هیدروژن انجام شده که دوقلوی ضد ماده هیدروژن است. پیچیده ترین ضد ماده تولید شده تاکنون ضد هلیوم بوده است.

ضدماده هایی نیز هستند که بطور طبیعی تولید شده و بطور نامنظم در سراسر کیهان پراکنده شده اند. اما وقتی ماده و ضدماده با هم برخورد می کنند، یکدیگر را تباه کرده و انرژی تولید می کنند. به عبارتی در کیهانی که ماده در آن غالب است ضد ماده نمی تواند به مدت طولانی وجود داشته باشد.

ضد ماده در قلب رازی درباره علت وجودی این جهان قرار دارد. در نخستین لحظات پس از مهبانگ، تنها انرژی وجود داشت. با سرد شدن کیهان و انبساط آن، هر دو گروه ذرات ماده و ضد ماده تولید شدند. دانشمندان خواص ماده و ضد ماده را با دقت بسیار اندازه گیری کرده اند و چنین دریافته اند که هر دو یکسان رفتار می کنند. بنابراین اگر ضد ماده و ماده در حجم های برابری تولید شده و یکسان رفتار می کرده اند، تمام ماده و ضد ماده تولید شده در ابتدای پیدایش عالم باید یکدیگر را تباه کرده و هیچ چیزی بر جای نمی ماند.

اینکه چرا ماده بر ضد ماده غلبه پیدا کرده و بر جای مانده هنوز یک راز است.

نظریه ای علمی چنین می گوید که در ابتدای پیدایش عالم ماده بیشتری نسبت به ضد ماده به وجود آمده و پس از تباهی دوجانبه، ماده کافی برای تشکیل ستارگان، کهکشان ها و نهایتا بر روی کره زمین باقی مانده است. این اختلاف بسیار ناچیز بوده است. کمتر از یکی از یک میلیارد ذره عادی باید از این آشوب جان بدر برده و تمام ماده پیرامون ما را تشکیل داده باشند.

اگر نوترینو – که ذره ای بسیار خرد و شبح ناک است که بندرت با ماده واکنش می کند – دارای ضد ذره خود باشد، کلید حل این مساله را در اختیار ما خواهد گذارد. در این نظریه در آغاز زمان، کسر کوچکی از نوترینوها قادر به عبور از ضد ماده و ورود به ماده شدند و یک عدم توازن ناچیزی در میزان ماده ابتدای تشکیل عالم ایجاد کردند. آزمایشاتی برای یافتن ضدنوترینو انجام شده که تاکنون موفق نبوده اند.

پیش بینی و جایزه نوبل

فیزیکدا بریتانیایی پاول دیراک ضد ماده را در 1928 پیش بینی کرد و سعی در ترکیب مکانیک کوانتومی، نظریه توصیف کننده ذرات زیراتمی با نظریه نسبیت اینشتاین نمود. دیراک به دنبال جوابهایی برای معادله ای بود که توصیف کننده حرکت یک الکترون با سرعت نزدیک نور است. درست مانند معادله منجر به یافتن ریشه های 4 که دو عدد 2+ و 2- می توانند باشند، معادله دیراک دارای دو جواب، یکی برای الکترون با انرژی مثبت و دیگری برای الکترونی با انرژی منفی بود.

در ابتدا دیراک درباره به اشتراک گذاری یافته های خود تعلل می کرد. اما نهایتا بر این تردید غلبه کرد و اعلام نمود که هر ذره ای در جهان داری ضد ذره مخصوص به خود با بار مخالف است.

پوزیترونها چند سال بعد توسط کارل آندرسن کشف شدند که پرتوهای کیهانی با انرژی بالا را مطالعه می کرد که از فضا آمده و با اتمسفر زمین برخورد کرده و آبشاری از ذرات دیگر ایجاد می کنند. در آشکارساز او، اندرسن ردی از ذره ای با جرم الکترون ولی بار مثبت یافت که پوزیترون نامیده شد. دیراک و اندرسن برای کار خود در سالهای 1933 و 1936 جایزه نوبل را بردند.

فضاپیمایی که با ضد ماده کار می کند؟

از آنجایی که برخورد ماده و ضدماده تولید انرژی می کند، مهندسین در جستجوی این موضوع بوده اند که آیا از فضاپیمایی با پیشرانه ضد ماده می توان برای اکتشاف فضایی استفاده کرد؟

ناسا امکان بالقوه استفاده از فضاپیمایی با پیشرانه ضدماده برای پرواز به مریخ را بررسی کرده، لیکن برخی به علت هزینه سنگین این ایده را رد کرده اند. یک تخمین خام می گوید تولید 10 هزارم گرم پوزیترون برای ماموریت سفر به مریخ با فناوری امروزین نیاز به 250 میلیون دلار هزینه دارد. اما فضاپیمای با پیشرانه ماده – ضد ماده می تواند با 10 درصد سرعت نور حرکت کند، یعنی 108 میلیون کیلومتر بر ساعت. با چنین سرعتی تنها در چند ساعت می توان به مریخ رسید!

منبع: Live Science, 13 Dec, 2021

تصاویر حیرت آور تلسکوپ فضایی جیمز وب از سیاره اورانوس

تلسکوپ فضایی جیمز وب، این دستاورد بزرگ بشر همچنان به گسترش مرزهای دانش بشری ادامه می دهد. در تازه ترین تصاویر از اورانوس، سیاره هفتم دستگاه خورشیدی، نه تنها حلقه های اورانوس بلکه اتمسفر دینامیک آن به نمایش در آمده و جزئیاتی را روشن ساخته که موجب حیرت دانشمندان شده است.

حلقه های پریده رنگ اورانوس پیش از این تنها توسط دو چشم آسمانی مشاهده شده بودند: فضاپیمای وویاجر 2 که در سال 1986 از کنار اورانوس گذشت و لنزهای تطابقی رصدخانه کک (Keck).

با وجودی که وویاجر از نزدیکی اورانوس عبور کرد تنها تصویر یک غول یخی به شکل مرمر آبی را به نمایش گذارد. اما جیمز وب با دوربین های ابرپیشرفته خود اتمسفر دینامیک این سیاره را در برابر دیدگان قرار داده است.

اورانوس مدار یگانه یا دذر دستگاه خورشیدی دارد. تمایل مداری این سیاره 90 درجه است یعنی محور دوران آن به دور خود 90 درجه با صفحه گردش مداری به دور خورشید زاویه دارد. در نتیجه فصل های اورانوس بسیار طولانی است: در حالی که سمت رو به خورشید سالها تابستان را تجربه می کند، سمت مخالف به مدت سالهایی طولانی در تاریکی فرو رفته است.

هم اکنون قطب شمال اورانوس رو به خورشید قرار داشته و فصل بهار را تجربه می کند. در سال 2028 اورانوس وارد فصل تابستان خواهد شد. قطب جنوب اورانوس هم اکنون پشت به خورشید است و در تصویرها دیده نمی شود. قطب جنوب رو به فضای سیاه رنگ بی انتها دارد.

در تصاویر شش تا از روشن ترین اقمار 27 گانه اورانوس دیده می شوند.

منبع: Space.com

انواع ابرها

تصویر گویای زیر انواع ابرها را در یک قاب نشان می دهد. تصویر اصلی شامل واژگان انگلیسی در زیر آورده شده است.

منبع:

https://scied.ucar.edu/learning-zone/clouds/cloud-types