دنیای علم و تکنولوژی
اخبار و مقالات مربوط به دنیای علم و تکنولوژی ترجمه شده از منابع معتبر
دنیای علم و تکنولوژی
اخبار و مقالات مربوط به دنیای علم و تکنولوژی ترجمه شده از منابع معتبردرباره من
وبلاگ رسمی اصغر ناصری
این وبلاگ با هدف ارائه مطالب آموزشی تهیه می شود و قصد دارد به دانشنامه کوچکی از علوم و فنون تبدیل گردد.
ادامه...
سیاره شگفت انگیز اورانوس
این تصویر در سال 1986 توسط ویاجر 2 گرفته شده است.
اورانوس هفتمین سیاره دستگاه خورشیدی است و اولین سیاره ای که به کمک تلسکوپ کشف گردید. دنیای شگفتی است که محور دوران آن به پهلو مایل شده و حلقه هایی نازک و چندین دوجین قمر دوار دارد.
در سال 1781 فردریک ویلیام هرشل ستاره شناس مشهور با تلسکوپ خود اورانوس را آشکارسازی کرد. ابتدا تصور می کرد یا ستاره دنباله دار یا ستاره ای معمولی را کشف کرده است. لیکن مشاهدات صورت گرفته توسط ستاره شناسان دیگر از جمله یوهان البرت باد در انتهای سده 1700 ثابت کرد که آن یک سیاره جدید است. اورانوس نام خدای یونان برای آسمان است.
مانند همسایه دورتر خود نپتون، اورانوس نیز یک غول یخی است به این معنا که 80 درصد سیاره یک سیال داغ چگال تشکیل شده از مواد یخی از جمله آب، متان و آمونیاک است. این ماده یخ به معنای مصطلح خود نیست بلکه مانند یک دوغاب متراکم است. اورانوس و نپتون با دو سیاره گازی کیوان و برجیس که به تقریب تماما از هیدروژن و هلیوم ساخته شده اند تفاوت بسیاری دارند.
درون اورانوس یک هسته کوچک سنگی است که تا 9000 درجه سلسیوس حرارت آن بالا می رود. دما و فشار بسیار بالای پیرامون این هسته به این معناست که مواد تشکیل دهنده آن در وضعیت های غریب کوانتومی قرار دارند و غیرعادی بودن کوانتومی آنها یک سوپ ابرچگال ساخته است که به سمت سطح سیاره از تراکم آن کاسته می شود.
نمایش گرافیکی ساختار داخلی اورانوس
اتمسفر اورانوس اساسا از هیدروژن و هلیوم ساخته شده و مقادیر اندکی متان دارد. این ترکیب به سیاره رنگ آبی می بخشد. در 2021 پژوهشگران شفق های مادون قرمز زیبایی در اتمسفر فوقانی آن مشاهده کردند.
زیر اتمسفر فوقانی، دما و فشار بسیار بالای سیاره مولکول های متان را از هم می گسلد و کربن آزاد می کند که سپس به شکل بلوری در آمده و بارانی از ذرات الماس گون ایجاد می کند. وقتی مولکولهای متان از هم می گسلند قارچهای بدبوی آمونیاکی نیز از آسمان فرو می ریزند.
اورانوس اندکی بزرگتر از نپتون است و قطری حدود 50724 کیلومتر دارد اما جرم آن اندکی کمتر است. دمای حداقل در اورانوس به منهای 224 درجه سلسیوس می رسد بنابراین در برخی مناطق از نپتون نیز سردتر است.
اورانوس بطور متوسط 2.9 میلیارد کیلومتر از خورشید فاصله می گیرد که 20 برابر فاصله زمین تا خورشید است. سال اورانوس معادل 84 سال زمینی است لیکن یک روز اورانوس تنها 17 ساعت طول می کشد.
محور اورانوس بیش از 90 درجه با صفحه سیارات دستگاه خورشیدی زاویه دارد. علت این پدیده به درستی معل.وم نیست اما ستاره شناسان حدس می زنند اورانوس در گذشته های دور با سیاره ای یخی اندازه کره زمین برخورد داشته است.
تنها فضاپیمای ویاجر 2 از اورانوس بازدید کرده است که در سال 1986 به این سیاره رسید. این فضاپیما به 81500 کیلومتری ابرهای فوقان یاورانوس رسید و 10 قمر جدید، دو حلقه جدید و میدان مغناطیسی قدرتمندتر از کیوان کشف کرد.
شکلی که میدان مغناطیسی اورانوس را نشان میدهد. پیکان های زرد به سمت خورشید اشاره دارند. پیکان آبی کمرنگ محور مغناطیسی اورانوس را نشان می دهد.
تدریس خصوصی ریاضیات دبیرستان و دانشگاه
با کیفیت عالی
09360771981
تصاویری از شبه سیاره پلوتون
پلوتون شبه سیاره ای است که ماورای مدار نپتون در فاصله 6 میلیارد کیلومتری به دور خورشید می گردد. این تصویر توسط فضاپیمای New Horizon ناسا در 2015 گرفته شده است.
فضاپیمای New Horizon این تصویر جالب را از پلوتون و تنها قمر آن شارون از فاصله 6 میلیون کیلومتری گرفته است.
نزدیکترین فاصله فضاپیمای افق جدید از پلوتون
مدار پلوتون در صفحه مداری سایر سیارات واقع نیست وبا آن یک زاویه 17 درجه می سازد.
بهترین تصویری که از پلوتون و قمر آن شارون با تلسکوپ زمینی گرفته شده است. رصدخانه جمینی سال 2012
نپتون: دورترین سیاره از خورشید
نپتون دورترین سیاره از خورشید و یکی از دو غول یخی در دستگاه خورشیدی ماست. این سیاره آبی سرد حدود 30 بار دورتر از خورشید نسبت به زمین است و 165 سال زمینی طول می کشد تا به دور خورشید بگردد. نپتون سریعتر از زمین به دور خود می گردد بطوری که 16 ساعت زمینی طول می کشد تا یک بار به دور محور خود بگردد.
نپتون چه زمانی کشف شد؟
دانشمندان نپتون را در سال 1846 هنگام محاسبه مدار اورانوس کشف کردند. در آن سال آنها پی بردند که گرانش یک سیاره ناشناخته بر اورانوس تاثیر می گذارد. نپتون با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیست اما پژوهشگران توانستند با تلسکوپ بر وجود آن صحه گذارند. پیش از آن ستاره شناسان در 1612 این سیاره را در تلسکوپهای خود دیده بودند اما نتوانستند آن را به عنوان یک سیاره جدید شناسایی کنند.
فضاپیمای ویاجر 2 اولین تصاویر از سیاره آبی رنگ را در 1989 در حالی ثبت کرد که در حال حرکت به ماورای دستگاه خورشیدی بود. نپتون آبی –سبز به نظر می رسد زیرا در اتمسفر خود مقادیر عظیمی گاز متان دارد. نام نپتون از خدای رومی دریاها گرفته شده است.
چقدر طول می کشد تا به نپتون برسیم؟
نپتون هشتمین سیاره دستگاه خورشیدی و آخرین است زیرا برخ یدانشمندان پلوتون را در سال 2006 از فهرست سیارات حفظ کردند. پلوتون بین 4.3 تا 4.7 میلیارد کیلومتر از زمین فاصله دارد. دوازده سال طول کشید تا ویاجر 2 به نپتون برسد. این در حالی است که ویاجر 2 با سرعت 68000 کیلومتر بر ساعت، یعنی بسیار بیشتر از سرعتی که تاکنون بشر با آن مسافرت کرده، حرکت می کرد.
دمای نپتون چقدر است؟
دمای نپتون در حدود منفی 225 درجه سلسیوس است. از آنجایی که نپتون دورتر از اورانوس است انتظار داریم سردتر نیز باشد اما چنین نیست! دمای هر دو سیاره تقریبا یکسان است. نپتون دو برابر گرمایی را که از خورشید می گیرد، باز می تاباند. منبع گرمای اضافی نپتون تا اندازه زیادی به علت تراکم گرانشی است. سیاره نپتون به آرامی تحت گرانش خود منقبض می شود و ماده ای که بسوی درون آن حرکت می کند انرژی پتانسیل خود را به انرژی گرمایی تبدیل می کند که سپس به سمت کرانه های بیرونی سیاره جریان می یابد.
نپتون نیرومندترین بادها را در سراسر دستگاه خورشیدی دارد که می توانند تا 1930 کیلومتر بر ساعت شرعت بگیرند. فصول بر روی نپتون 40 سال به طول می انجامند و نیمکره جنوبی هم اکنون تابستان را از سر می گذراند. با این وجود در فاصله سالهای 2003 تا 2018 دمای سراسر نپتون حدود 8 درجه افت کرده که می تواند به علت یک عنصر ناشناخته، آب و هوای بسیار شدید یا تغییر در تابش خورشیدی باشد.
نپتون از چه ساخته شده است؟
نپتون بیشتر از آب، آمونیاک و مان ساخته شده است و می تواند یک اقیانوس ابرداغ در زیر ابرهای بسیار سرد خود پنهان کرده باشد. سیاره دارای یک سطح جامد نیست اما مانند زمین یک هسته صلب دارد. همانند اورانوس، نپتون یک غول یخی نامیده می شود تا از غولهای گازی برجیس و کیوان تمایز داده شود زیرا نپتون و اورانوس دارای مولکولهای یخ ساز بیشتری هستند.
نپتون و اورانوس به خاطر بارانهای الماس خود مشهورند، فشار اتمسفری بسیار بالای این سیارات که حدود 200 هزار برابر فشار جوی بر روی زمین است مولکولهای متان را شکسته و آنها را به کربن تبدیل می کند. کربنها سپس به هم پیوسته و زنجیره های بلوری مانند الماس می سازند. این الماسها در جبه نپتون (لایه زیر پوسته) غوطه ور می شوند که در آنجا به علت شرایط شدیدتر تبخیر می گردند. مناطق درونی جبه سیاره احتمالا دمایی در حدود 6727 درجه سانتیگراد و فشاری حدود 6 میلیون اتمسفر دارند. بخار کربنی حاصل دوباره به متان تبدیل شده و به جو باز می گردد و این فرایند تکرار می شود.
آیا نپتون قمر دارد؟
نپتون دارای 14 قمر و حداقل پنج حلقه است. تریتون، بزرگترین قمر نپتون در جهت یخلاف جهت گردش سیاره می گردد و ستاره شناسان بر این باورند که نپتون این قمر را میلیونها سال پیش از کمربند سیارکهای کویپر به چنگ آورده است.
نیرید، قمر دیگر نپتون حتی مدار عجیب تری دارد که آن را یکی از شگفت ترین اقمار در دستگاه خورشیدی ساخته است. این قمر می تواند بین فاصله 1.4 میلیون و 9.7 میلیون کیلومتری نپتون پیچ و تاب بخورد. یک دلیل این مدار عجیب این است که تریتون بسوی نپتون کشیده شده و با گرانش خود در مدار اقمار دیگر آشفتگی وارد می کند.
مدار شگفت نیرید به دور نپتون
https://www.livescience.com/neptune
تدریس خصوصی دروس ریاضیات دبیرستان و دانشگاه
توسط مدرس با تجربه
کمک در حل تمرینهای درسی
شماره واتس آپ 09360771981
کیوان: حقایقی درباره سیاره حلقه دار
تصویر مخابره شده توسط فضاپیمای کاسینی
با سیستم حلقه های باشکوه خود، کیوان (زحل) خیره کننده ترین سیاره در دستگاه خورشیدی ماست. ششمین سیاره نسبت به خورشید و دومین سیاره از نظر بزرگی پس از مشتری است.
گرچه کیوان به علت حلقه های خود شهرت دارد، سایر سیاره های غول آسا شامل مشتری، اورانوس و نپتون نیز دارای سیستمی از حلقه ها هستند. اما کیوان به علت نوارهای زرد و طلایی در عرض خود و نیز اینکه بیشتر از هر سیاره دیگری در دستگاه خورشیدی قمر به دور آن می گردند موقعیت ممتازی دارد. برخی از اقمار آن بهترین مکان برای جستجوی حیات فرازمینی هستند.
کیوان نام خود را از چه می گیرد؟
کیوان از زمان باستان براس انسانها شناخته شده بود. دورترین سیاره از زمین است که با چشم غیرمسلح در آسمان شب دیده می شود و نام آن از خدای یونان برای ثروت و کشاورزی، یعنی ساترن (Saturn) گرفته شده است. یونانیان آن را کرونوس و هندی ها آن را سانی می نامیدند. در عربی زحل و در فارسی کیوان نام دارد.
کیوان از چه ساخته شده است؟
اتمسفر کیوان از96 درصد هیدروژن و 4 درصد هلیوم ساخته شده و مقادیر اندکی نیز آب، متان و آمونیاک در آن یافت می شود. شعاع آن 58232 کیلومتر، یعنی نه برابر کره زمین است. سیاره کیوان دارای یک هسته چگال ساخته شده از فلزاتی مانند آهن و نیکل است که توسط پوسته سنگی احاطه شده و دور آن نیز هیدروژن مایع تحت دما و فشار بالا قرار دارد. پژوهش های اخیر نشان داده اند که هسته کیوان مانند زمین در حالت جامد نیست بلکه یک سوپ متشکل از سنگ، یخ و مایعات فلزی است که گردش آن بر کشش گرانشی سیاره تاثیر گذاشته و به نوبه خود بر ساختار حلقه های غول آسای آن تاثیر می گذارد.
لایه های بیرونی کیوان از گازهای آشوبناکی ساخته شده اند که بیشتر آنها را هیدروژن و هلیوم تشکیل می دهد و مقادیر کمی آب، آمونیاک و متان نیز در آنها یافت می شود. چگالی متوسط آن از هر سیاره دیگری در دستگاه خورشیدی کمتر است به طوری که اگر بر اقیانوس عظیمی آب قرار گیرد شناور باقی می ماند!
بادها در اتمسفر فوقانی کیوان بسیار نیرومندتر از گردبادهای زمینی هستندو به سرعت غیر قابل باور 1755 کیلومتر بر ساعت در مناطق استوایی می رسند. ابرهای سیاره در رنگهای مختلفی از قهوه ای، زرد و خاکستری ظاهر می شوند و یک نظام طوفانی عجیب و رازآمیز شش وجهی شکل را در قطب شمال سیاره می سازند.
ستونهای رعد و برق که گمان میرود 10 هزار بار قوی تر از موارد مشابه در سطح زمین هستند در کیوان دیده می شوند. به علت سرعت دوران زیاد این سیاره، در دو قطب خود بطور مشهودی تخت شده است.
فاصله کیوان از خورشید
کیوان بطور متوسط 1.4 میلیارد کیلومتر از خورشید فاصله دارد و سال آن حدود 29.4 برابر سال زمینی است. نور خورشید 80 دقیقه طول می کشد تا به کیوان برسد.
طول روز آن تنها 10.7 ساعت است. زاویه محور آن نسبت به مدار دوران به دور خورشید تمایل 26.74 درجه ای دارد که به زاویه تمایل 2.5 درجه زمین نزدیک است. بنابراین کیوان فصل هایی مشابه کره زمین را تجربه می کند.
اکتشاف کیوان توسط انسان
تاکنون چهار فضاپیما از کیوان بازدید کرده اند. پایونیر 11 در 5 آوریل 1973 به فضا پرتاب شد و در یکم سپتامبر 1979 از کنار این غول حلقه دار گذشت. ویاجر 1 در 1980 از کنر سیاره گذشت و ویاجر 2 نیز در 1981 به سیاره رسیده و تقریبا 16000 تصویر از این سیاره و اقمار آن به زمین مخابره کرد. این دو کاوشگر سه قمر جدید کشف کرده و درباره میدان مغناطیسی و اتمسفر سیاره داده هایی گرد آوردند. ویاجر 2 پس از ملاقات بزرگترین قمر کیوان یعنی تیتان، به سمت بالای صفحه مداری سیاره حرکت کرده و تصویری از بالا از سیاره و حلقه های آن مخابره کرد.
ژرف ترین مطالعه از کیوان توسط پروژه مشترک ناسا و سازمان فضایی اروپا به نام کاسینی – هویگنس انجام شد که در 2004 به سیاره رسید. کاوشگر هویگنس در 2005 روی تیتان نشست و تصاویر شگفتی از دریاها، کانالهای رودخانه ای و کوههای تیتان در هنگام فرود مخابره کرد. کاسینی تا 15 سپتامبر 2017 در مدار زحل باقی ماند و سپس به درون اتمسفر سیاره فروغلطید.
اقمار مشتری
کیوان بیش از هر سیاره دیگری قمر دارد: حدود 53 قمر تایید شده و 29 عدد دیگر که در فهرست تایید هستند و مجموع اقمار انها را به 82 تا می رسانند. بزرگترین قمر آن یعنی تیتان پس از گانیمید برجیس (مشتری) بزرگترین قمر دستگاه خورشیدی و بزرگتر از سیاره تیر است. تیتان دنیای شگفت آوری است که در اتمسفر چگالی از نیتروژن و هیدروکربنها پیچیده شده است. این دوغاب مه زردرنگی می سازد که در دمای منفی 180 درجه سلسیوس پایین می آید و در زیر آن عوارض جغرافیایی باورنکردنی مانند دریاچه، دریا و رودخانه های متان و اتان می توان یافت.
حلقه های کیوان چگونه شکل گرفته اند؟
دانشمندان بر این باورند که حلقه های زیبای کیوان که از قطعات یخزده سنگ و غبار ساخته شده اند زمانی شکل گرفته اند که سیارکها، ستارگان دنباله دار و قطعات اقمر کیوان تحت نیروی گرانش عظیم سیاره متلاشی شده اند. قطعات موجود در این حلقه ها از اندازه کوههایی غول پیکر تا ذرات غبار را شامل می شوند.
حلقه های کیوان تا فاصله 282000 کیلومتری از سطح سیاره بسط یافته اند و بطور متوسط تنها حدود 10 متر ضخامت دارند. بین دو حلقه اول 4700 کیلومتر فاصله وجود دارد. ماده بطور پیوسته از حلقه ها بر سطح کیوان می بارد بطوری که تخمین زده می شود تا 100 میلیون سال بعد این حلقه ها بکلی ناپدید شوند.
منبع:
زمان چیست؟
زمان را بسیاری از مردم چیزی عادی و نامتغیر در نظر می گیرند. اما زمان واقعا امری پیوسته و نامتغیر است؟ در این مقاله نگاهی به فیزیک زمان انداخته می شود.
زمان به معنای پیشرفت رویدادها از پذشته به آینده است. با وجودی که تعریف دقیق ماهیت زمان ناممکن است، بسیاری از تجارب ما در قید زمان است: هر علتی بطور طبیعی آثاری بجای می گذارد، گذشته را بیاد می آوریم اما خاطره ای از آینده نداریم و تطور زمان به نظر پیوسته و برگشت ناپذیر بنظر می رسد.
آیا زمان نسبی است؟
نظریه نسبیت خاص اینشتاین آشکار ساخت که تجربه جریان زمان به مشاهده گر و موقعیت آن بستگی دارد. سابقا نظریات آیزاک نیوتن بر این فرض مبتنی بود که یک "ساعت مرجع" زمان را در سراسر عالم بطور یکنواختی همزمان می کند. این ساعت واقعا وجود ندارد اما برای درست در آمدن معادلات نیوتن ضروری است. ایده اصلی این بود که تمامی مشاهده ران در مورد لحظه دقیق زمان با هم توافق دارند. لیکن اینشتاین کشف کرد که گذر زمان نسبی است. در نظریه نسبیت خاص ساعت های متحرک کندتر حرکت می کنند. هرچه سریعتر در زمان حرکت کنید زمان برای شما کندتر می گذرد. هرچه به سرعت نور نزدیکتر شوید این اثر بزرگتر می شود.
اینشتاین در نظریه نسبیت خاص خود نشان داد که دو مشاهده گر می توانند تلقی متفاوتی از زمان داشته باشند. این واقعیت توسط نمودار بالا قابل نمایش است. در سمت چپ یک واگن قطار با یک مسافر (آلیس) نشان داده شده است. آلیس در میانه آن یک چراغ روشن می کند و می بیند که پرتوهای نور همزمان به دو انتهای واگن می رسند (T2). در سمت راست این سناریو را از منظر باب نشان داده ایم که روی سکوی کنار قطار ایستاده در حالی که قطار با سرعت v از روبروی او می گذرد. او ارسال پرتوهای نور را مانند آلیس در یک زمان می بیند. لیکن به علت حرکت قطار بسوی راست، عقب واگن با پرتو نوری که به سمت چپ می رود در زمان T1<T2 زودتر تلاقی می کند. در عین حال پرتو نور کمی دیرتر با جلوی واگن برخورد می کند که در زمان T3>T1 روی خواهد داد. بنابراین از منظر باب، رویدادهایی که به نظر آلیس همزمان هستند یکی پس از دیگری روی داده است.
در چندین دهه پس از اینکه اینشتاین این مفهوم را پیشنهاد کرد، فیزیکدانان اندازه گیری های متعددی برای روشن ساختن این اثر انجام دادند. یک ساعت اتمی داخل یک هواپیمای جت آهسته تر از ساعت اتمی واقع بر سطح زمین کار خواهد کرد. یک ذره زیراتمی بنام میون دارای عمر کافی نیست تا از درون اتمسفر عبور کرده به زمین برسد. این ذره زمانی تولید می شود که اشعه کیهانی به مولکولهای هوا برخورد کند. اما از آنجایی که میونها با سرعتی نزدیک به نور حرکت می کنند، بنظر می رسد طول عمری بیشتر از مقدار مورد انتظار ما دارند که به آنها اجازه می دهد سفر خود را تکمیل کنند.
وقتی اینشتاین نظریه نسبیت عام خود را تدوین کرد، این مفهوم را تحت عنوان رقیق شدن زمان (time dilation) به وضعیت های شامل گرانش بسط داد. حضور گرانش قوی نیز گذر زمان را کندتر می کند بنابراین ساعتی که در یک چاه گرانشی قوی واقع شده (برای مثال در سطح زمین یا نزدیک یک سیاهچاله) کندتر از ساعتی در میانه فضا تیک تاک خواهد کرد.
سفر به آینده نامکن نیست، بلکه الزامی است. در حقیقت با گذشت هر ثانیه ما بسوی آینده خود پیش می رویم. آینده غیرقابل اجتناب نیست و نمی توان از آن گریخت. اما واقعیت نظریه نسبیت روشن ساخته است که پرش بسوی جلو در زمان کاملا قابل شدنی است.
اگر یکی از دو انسان دوقلو در سفینه فضایی نشسته و با سرعتی نزدیک به نور به مدت چند سال مسافرت کند، هنگام بازگشت به زمین سنی کمتر از دوقلوی خود که این مدت بر سطح زمین بوده خواهد داشت. گرچه تنها چند سال ممکن است در سفینه فضایی سپری شده باشد، چند دهه و شاید چند قرن بر زمین گذشته باشد که بستگی به سرعت سفینه فضایی دارد. در یک نمونه واقعی فضانورد ناسا اسکات کلی چند هزارم ثانیه کمتر از دوقلوی خود مارک را تجربه کرد زیرا زمان بیشتری در فضا با سرعت 28100 کیلومتر بر ساعت سپری کرده بود.
اما سفر به گذشته ممنوع بنظر می رسد. تقریبا تمام آزمایشات انجام شده این واقعیت را نشان داده اند. یک باطلنمای مشهور در این زمینه، باطلنمای پدربزرگ است. اگر شما به گذشته سفر کرده و پدربزرگ خود را بکشید، دیگر نمی توانید به زمان حال بازگردید، زیرا دیگر وجود نخواهید داشت.
برای مطالعه بیشتر در مورد مفهوم زمان آدرس زیر را ببینید:
https://www.livescience.com/what-is-time
تدریس خصوصی دروس دبیرستان و دانشگاه
توسط مدرس مجرب با بیش از بیست و سه سال سابقه تدریس
09360771981