زندگانی و دستاوردهای علمی پروفسور مریم میرزاخانی

زندگانی و دستاوردهای علمی پروفسور مریم میرزاخانی

پرفسور مریم میرزاخانی، یکی از بزرگترین دانشمندان علوم ریاضی دنیا در 24 تیرماه 1396 بر اثر بیماری پیشرفته سرطان درگذشت. او اولین زنی بود که به دریافت جایزه مدال فیلدز در سال 2014 نایل شد. این جایزه معادل نوبل ریاضیات و یکی از معتبرترین جوایز دنیای علوم است.

مریم میرزاخانی هنگامی که یک نوجوان بود دو بار در سالهای 1994 و 1995 موفق به دریافت مدال طلای مسابقات جهانی المپیاد ریاضی گردید. در 1999 با درجه کارشناسی از دانشگاه صنعتی شریف فارغ التحصیل گردید و پنج سال بعد دکترای خود را از دانشگاه هاروارد برای پایان نامه خود "ژئودزیک‌های ساده بر سطوح هایپربولیکی و حجم فضای ماژولی منحنی‌ها" دریافت کرد. در سال 2008 او مقام استادی دانشگاه استانفورد را بدست آورد.

میرزاخانی بر مطالعه سطوح هایپربولیکی با استفاده از فضاهای ماژولی آنها متمرکز بود. در فضاهای هایپربولیکی برخلاف فضای اقلیدسی ساده، اصل پنجم اقلیدس حاکم نیست. مطابق اصل پنجم اقلیدس، از یک نقطه تنها می توان یک و فقط یک خط موازی خط معینی رسم کرد. در فضای هایپربولیکی نااقلیدسی، از یک نقطه ثابت می‌توان بی نهایت خط موازی یک خط مفروض دیگر رسم کرد. مجموع زوایای یک مثلث در فضای هایپربولیکی کمتر از 180 درجه است. در چنین فضای انحناداری، کوتاهترین مسیر بین دو نقطه را ژئودزیک می نامند. برای مثال بر روی یک کره، ژئودزیک یک دایره بزرگ است. مطالعات میرزاخانی شامل محاسبه تعداد ممکن یک نوع خاص ژئودزیک به نام ژئودزیک ساده در فضاهای هایپربولیکی بود.

فن بکار رفته توسط او مشتمل بر ملاحظه فضاهای ماژولی سطوح بود. در این حالت فضای ماژولی مجموعه ای از فضاهای ریمانی است که دارای ویژگی معینی هستند. میرزاخانی چنین یافته بود که یکی از خواص فضای ماژولی به تعداد ژئودزیک‌های بسته ساده یک سطح هایپربولیکی مربوط می شود.

بی شک درگذشت زودهنگام این دانشمند بزرگ ضایعه بزرگی برای جامعه علمی دنیاست. به بیان شاعر:

از نگاه دو چشم یک تن کم    وز نگاه خرد هزاران بیش

منبع: دایره المعارف بریتانیکا، 2017-15-7

سدهای بزرگ، عامل کم آبی در مناطق بزرگی از جهان هستند

سدهای بزرگ، عامل کم آبی در مناطق بزرگی از جهان هستند

سدها برای گردآوری آب از رودخانه ها و توزیع مجدد آن با هدف جبران مشکل کمبود آب ساخته می شوند. اما مطالعات نشان داده است که سدها بویژه برای مردمی که در پایین دست آنها زندگی می کنند محرومیت ازمنابع آب را ببار آورده اند.

تقریبا یک چهارم ازجمعیت جهان بواسطه مداخلات انسان در رودخانه ها، دچار مشکل کمبود آب شده اند. تد ولدکمپ پژوهشگری از دانشگاه وریژه در آمستردام هلند این مطلبرا اخیرا بیان کرده است. به گفته او سدها که آب را برای آبیاری یا مصرف در شهرها و یا تولید برق گردآوری می کنند از جمله مداخلات مخرب انسانها دررودخانه ها بشمار می آیند.

برندگان و بازندگان

ولدکمپ و هم دانشگاهیان وی برای مطالعه اثرات سدها بر جوامع، یک مدل جامع ساخته اند که دنیا را به مناطقی به شکل مربع‌های 50 کیلومتری تفکیک می کند. آنها از این مدل برای ارزیابی کمبود آب از سال 1971 تا 2010 استفاده کرده اند تا بتوانند برندگان و بازندگان حاصل ازمداخلات انسان به شکل ساختن سدها را شناسایی کنند.

این گروه دریافتند که نقاط بحرانی کمبود آب در طول زمان جابجایی بسیار یافته است بطوری که بیشتر مردم ساکن در بالادست سدها از رهگذر ساخت سد و گرداوری جریانهای آب سود برده اند در حالی که مردم پایین دست در بی آبی و خشکسالی رها شده‌اند.

در چند دهه اخیرتقریبا دو هزار میلیارد دلار صرف ساخت سد در سراسر مناطق جهان شده است. اما پژوهش تکان دهنده ولدکمپ نشان می دهد که این فعالیت ها موجب محرومیت 23 درصد مردم جهان ازمنابع آبی شده در حالی که تنها 20 درصد دیگر از این موضوع سود برده اند.

جابجایی منابع

رودخانه های بزرگ که سدسازی در بالادست آنها باعث کمبود آب در مناطق پایین دست شده است شامل رودخانه زرد در شمال کم آب چین؛ رودخانه گنگ که فعالیت انسان در بالادست آن در هند کم آبی را برای مردم بنگلادش ببار آورده است؛ فرات که سدهای ترکیه در بالادست آن باعث خشکسالی در عراق شده و رودخانه کلرادو در آمریکاست که برداشت های بالادست در آمریکا باعث کم آبی در مکزیک شده است.

اما ریچارد تیلور مدیر اجرایی ارشد انجمن جهانی نیروی آبی درانگلستان که نمایندگی بسیاری از سدسازان را بعهده دارد، این یافته ها را رد می کند. به گفته او انگیزه اصلی از ساختن سدها، ذخیره آب شیرین برای روان ساختن بی نظمی های موجود در جریانهای طبیعی، جذب سیلابها و تضمین حداقل جریان در دوره های خشکسالی است. این خدمات بنیادین دارای منافع خاصی برای مردم واقع در پایین دست هستند.

لیکن پژوهش اخیر نشان می دهد که بدترین اثرات سدها در ماههایی بروز می کند که فشار زیادی بر منابع آبی وجود دارد. ولدکمپ گفته است که سدها باعث افزایش طول دوره های کم آبی می شوند.

بسیاری از کشورها به ساخت سد به عنوان روش مهمی برای مبارزه با تغییرات آب و هوایی می نگرند. این عمل هم با انحراف مسیر جریان آب برای جبران کمبود آن و هم تولید نیروی برق پاک برای برچیدن نیروگاههای سوخت فسیلی انجام می شود. به گفته تیلر در بیشتر نقاط دنیا ذخیره آب اهمیتی بنیادین برای بقای انسانها دارد.

اما یافته های ولدکمپ چنین خاطرنشان می سازد که هدف گردآوری آب بیشتر در پشت سدها باعث تشدید مشکل کمبود آب می‌شود. ساخت سدهای بیشتر ممکن است اثرات آینده تغییرات آب و هوا را برای بخش معینی از مردم کاهش دهد، لیکن در حال حاضر فشار بیشتری بر سایر مردمان وارد می سازد.

منبع:

https://www.newscientist.com/article/2134785-billion-dollar-dams-are-making-water-shortages-not-solving-them/

معرفی روش دلفی

تهمینه بدر فتح الهی - پژوهشگر ارشد علوم اجتماعی

مقدمه

روش دلفی یک فن یا روش ساختاریافته ارتباطی است که در اصل به عنوان یک روش نظام یافته و تعاملی آینده نگاری مبتنی بر هیاتی از کارشناسان ابداع شده است. کارشناسان انتخاب شده پرسشنامه‌ای را در دو یا چند دور پاسخ می‌گویند. پس از هر دور، مدیر هیات که به او یک تسهیل‌گر نیز گفته می‌شود، خلاصه‌ای از پیش بینی‌های کارشناسان بدون ارجاع به نام آن‌ها و یا دلایل ذکرشده، تهیه می‌کند. بدین ترتیب کارشناسان تشویق می‌شوند در پرتو نظرات سایر اعضای هیات، در پاسخ‌های اولیه خود تجدیدنظر کنند. به باور عموم، در طی این فرایند گستره پاسخ‌ها کاهش یافته و نظرات گروه بسوی پاسخ "صحیح" همگرا می‌شود. این فرایند پس از تحقق یک معیار توقف از پیش تعریف شده (مانند تکمیل تعداد مشخصی از دورها، رسیدن به توافق جمعی، پایداری نتایج) پایان یافته و نمرات میانگین دورهای پایانی، به عنوان نتیجه نهایی ارائه می شوند (Rowe and Wright 1999).

از زمان طراحی فن دلفی توسط شرکت RAND در دهه 1950، استفاده از این فن در آینده‌نگری و تصمیم سازی بسیاری از رشته‌های علمی رشد و گسترش بی‌مانندی یافته است. بطور کلی این روش به عنوان رویه ای برای "بدست آوردن قابل اعتمادترین وفاق آرا در میان گروهی از خبرگان،  به توسط یک سری پرسشنامه های گسترده که با بازخورد کنترل شده توزیع می شود" توصیف شده است (Dalkey and Helmer 1963). بطور خاص ساختار این فن به گونه‌ای است که امکان دستیابی به ویژگی‌های مثبت گروه‌های در حال تعامل را امکان‌پذیر ساخته (مانند تنوع منابع دانش، خلاقیت گروهی و مانند اینها) و در عین حال مانع بروز جنبه های منفی مانند تفاوتهای طبقه اجتماعی و تضادهای سیاسی می‌گردد.

رویه دلفی دارای چهار خصلت اساسی است: ناشناس ماندن خبرگان، تکرار، بازخوردهای کنترل شده و تجمع آماری پاسخ‌های گروهی. ناشناس ماندن از طریق استفاده از پرسشنامه‌ها حاصل می‌شود. با تکرار پرسشنامه ها در طی چند دور، افراد این فرصت را می یابند که نظرات و آرای خود را بدون ترس از دست دادن وجهه در چشم دیگران تغییر دهند.

مابین هر تکرار پرسشنامه، بازخورد کنترل شده تهیه می شود که از طریق آن اعضای گروه از نظرات همقطاران ناشناس خود باخبر می‌شوند. اغلب بازخورد به صورت یک خلاصه ساده آماری از پاسخ های گروه که معمولا از مقادیر میانگین یا میانه تشکیل شده (مانند تخمین متوسط گروه از تاریخ رویداد یک پدیده) تهیه می شود. گاهی اوقات اطلاعات اضافی نیز فراهم می شود مانند استدلال مجزای افرادی که تخمین های آنها خارج حدود معین از پیش تعریف شده واقع شده است. در پایان دورهای توزیع و جمع آوری پرسشنامه، آرای گروه به صورت میانگین آماری تخمین های خبرگان در آخرین دور عرضه می شود. بنابراین اعضا وزن یکسانی در نتیجه نهایی مطالعه دلفی خواهند داشت (Rowe and Wright 1999).

سازماندهی فرایند دلفی

بطور نظری، فرایند دلفی را می توان آنقدر تکرار کرد تا یک وفاق جمعی میان خبرگان حاصل شود. لیکن بیشتر پژوهشگران بر این باورند که اغلب سه دور تکرار برای نیل به وفاق جمعی و گردآوری اطلاعات مورد نیاز کافی است. چنانچه فرایند را در چهار دور خلاصه کنیم، می توانیم ساختار زیر را برای هر دور در نظر بگیریم:

دور اول: در اولین دور، فرایند دلفی بطور سنتی با یک پرسشنامه باز شروع می‌شود. از این پرسشنامه برای استخراج اطلاعات خاص درباره موضوع مورد مطالعه استفاده می‌شود. پس از دریافت پاسخ‌های موضوعی، پژوهشگر باید اطلاعات گردآوری شده را به شکل یک پرسشنامه خوش ساختار تبدیل کند. پرسشنامه دوم به عنوان ابزار مطالعه زمینه‌یابی جهت دور دوم فرایند دلفی بکار می‌رود. اگر مرور ادبیات اطلاعات مفیدی در مورد موضوع هدف در اختیار ما قرار دهد، می توان در دور اول از یک پرسشنامه ساختاریافته که با توجه به اطلاعات موجود تهیه شده استفاده کرد (Kerlinger 1973).

دور دوم: در دومین دور، هرکدام از شرکت کنندگان نسخه دومی از پرسشنامه دریافت می‌کند و از او خواسته می‌شود قبل از پرکردن آن، خلاصه تهیه شده توسط پژوهش‌گر مبتنی بر اطلاعات فراهم شده در دور اول را بررسی کند. براین اساس ممکن است از شرکت کنندگان در مطالعه دلفی خواسته شود اقلام خلاصه گزارش تهیه شده را رتبه‌بندی و اولویت‌بندی نمایند. در نتیجه اجرای دور دوم، زمینه‌های توافق و اختلاف میان اعضای هیات مشخص می‌شود. می‌توان از اعضا خواست اساس عقلانی مربوط به اولویت‌بندی‌های خود را مشخص کنند (Jacobs 1996). در این شکل بتدریج نوعی توافق جمعی شکل می‌گیرد و دستاوردهایی از پاسخ‌های مشارکین قابل استنتاج خواهد بود.

دور سوم: در این دور اعضای هیات پرسشنامه‌ای را دریافت می‌کنند که شامل اقلام و رتبه‌بندی‌های تلخیص شده توسط پژوهش‌گر در دور قبلی است. از انها خواسته می‌شود در آرای خود تجدیدنظر کرده و یا دلایل ناهمراستایی نظراتشان با توافق جمعی را ذکر کنند. در این دور به اعضای هیات فرصت داده می‌شود هم اطلاعات و هم آرای خود را بویژه در مورد اهمیت نسبی اقلام خلاصه شده در دورهای قبلی، با روشنی بیشتری توضیح دهند. لیکن در مقایسه با دور قبلی تنها ممکن است افزایش اندکی در سطح توافق جمعی حاصل شود (Jacobs 1996).

دور چهارم: در دور چهارم و اغلب پایانی، فهرست اقلام باقی‌مانده، رتبه‌‌بندی آنها، نظرات اقلیت و اقلامی که در مورد آنها توافق جمعی حاصل شده میان اعضای هیات توزیع می‌شود. این دور فرصتی نهایی برای مشارکین برای تجدیدنظر در آرایشان فراهم می‌کند. بایستی به خاطر داشت که تعداد دورهای مطالعه دلفی تا حدزیادی به درجه توافق جمعی مورد نظر پژوهش‌گر (یا پژوهش‌گران) بستگی دارد و معمولا بین سه تا پنج متغیر است (Ludwig 1994).

تحلیل داده‌ها

در رابطه با تحلیل داده‌ها باید یک سری قواعد تصمیم گیری تدوین شود تا بتوان آرا و دیدگاه‌های ارائه شده توسط اعضای هیات دلفی را گردآوری و سازمان‌دهی نمود. لیکن نوع و شکل معیارهای مورد استفاده در تعریف و تعیین توافق جمعی در مطالعه دلفی خود در معرض تفسیر است. اصولا می‌توان نیل به توافق جمعی بر سر یک موضوع را زمانی دانست که درصد معینی از آرا درون یک گستره درصدی واقع شوند (Miller 2006). یکی از معیارهای توصیه شده توافق جمعی رازمانی حاصل شده می‌داند که 80 درصد آرای اعضا درون دو موضوع بر روی یک مقیاس هفت نقطه‌ای واقع شده باشند (Ulschak 1983). معیار دیگر این است که حداقل 70 درصد آرای دلفی باید درجه سه یا بالاتر بر روی یک مقیاس نوع لایکرت کسب کرده و مقدار میانه بالاتر از 3.25 باشد (Green 1982).

در فرایند دلفی، تحلیل داده‌ها می‌تواند هر دو نوع داده‌های کیفی و کمی باشد. پژوهش‌گران در صورت استفاده از روش سنتی دلفی با داده‌های کیفی سروکار خواهند داشت زیرا این روش از پرسش‌های باز در دورهای اولیه استفاده می‌کند. دورهای بعدی برای شناسایی سطح توافق جمعی میان اعضا و نیز تغییرات صورت گرفته در آرای فردی هستند. روشهای آماری عمده مورد استفاده در روش دلفی عبارتند از معیارهای تمایل مرکزی (میانگین، میانه و مود) و سطح پراکندگی (انحراف استاندارد و گستره میان چارک‌ها). معمولا استفاده از میانه و مود ترجیح داده می‌شود لیکن میانگین نیز بواسطه سادگی محاسبه توصیه شده است (Jacobs 1996).

منابع

Dalkey, N. C., and Helmer, O. (1963). An experimental application of the Delphi method to the use of experts. Management Science 9, 458–467.

Linstone, H. A. and Turoff, M., (2002). The Delphi Method: Techniques and Applications, ©2002 Murray Turoff and Harold A. Linstone

Rowe and Wright (1999): The Delphi technique as a forecasting tool: issues and analysis. International Journal of Forecasting, Volume 15, Issue 4, October 1999.

Green, P. J. (1982, March). The content of a college-level outdoor leadership course. Paper presented at the Conference of the Northwest District Association for the American Alliance for Health, Physical Education, Recreation, and Dance, Spokane, WA.

Jacobs, J. M. (1996). Essential assessment criteria for physical education teacher education programs: A Delphi study. Unpublished doctoral dissertation, West Virginia University, Morgantown.

Kerlinger, F. N. (1973). Foundations of behavioral research. New York: Holt, Rinehart, and Winston, Inc.

Ludwig, B. G. (1994). Internationalizing Extension: An exploration of the characteristics evident in a state university Extension system that achieves internationalization. Unpublished doctoral dissertation, The Ohio State University, Columbus.

Miller, L. E. (2006, October). Determining what could/should be: The Delphi technique and its application. Paper presented at the meeting of the 2006 annual meeting of the Mid-Western Educational Research Association, Columbus, Ohio.

Ulschak, F. L. (1983). Human resource development: The theory and practice of need assessment. Reston, VA: Reston Publishing Company, Inc.

مسایل حل نشده دنیای فیزیک

در سال 1900 فیزیکدان بریتانیایی لرد کلوین چنین گفت: "اکنون در فیزیک هیچ چیز جدیدی برای کشف کردن وجود ندارد. تمام آنچه باقی مانده اندازه‌گیری دقیق است." در طی سه دهه، مکانیک کوانتوم و نظریه نسبیت اینشتاین، دانش فیزیک را متحول ساختند. امروزه هیچ فیزیکدانی جرات اظهار این مطلب را ندارد که دانش فیزیکی ما ازدنیای پیرامون حتی نزدیک به تکامل است. در تباین با این امر باید گفت که هر کشف جدیدی قفلی است بر یک جعبه از معماهایی بزرگتر و بزرگتر از ابهامات فیزیکی. در این مقاله برخی از بزرگترین رازهای دنیای فیزیک معرفی شده است.

انرژی تاریک چیست؟

با وجودی که گرانش تمایل به درون کشیدن اجرام و آهسته کردن سرعت دور شدن کهکشانها از یکدیگر دارد، دنیا با سرعتی فزاینده منبسط می شود. برای توضیح دلیل این پدیده ستاره شناسان یک عامل نادیدنی را پیشنهاد کرده اند که با گرانش مخالفت کرده و فضا-زمان را به بیرون گسترش می دهد. این عامل نامرئی انرژی تاریک نام دارد. در پذیرفتنی ترین مدل از انرژی تاریک، آن را یک ثابت کیهان شناسی فرض می کنند: یک خاصیت ذاتی خود فضا که فشاری منفی وارد کرده و فضا را گسترش می دهد. برپایه نرخ اندازه گیری شده برای گسترش فضا، دانشمندان به این نتیجه رسیده اند که حدود 70 درصد جهان از انرژی تاریک تشکیل شده است. اما هیچکس نمی داند کجا باید به جستجوی آن برآییم.

ماده تاریک چیست؟

شواهد متقنی وجود دارد که حدود 84 درصد ماده موجود در دنیا هیچ نوری از خود ساتع نکرده یا جذب نمی کند. "ماده تاریک" قابل دیدن مستقیم نیست و هنوز به روشهای غیرمستقیم آشکارسازی نشده است. وجود ماده تاریک و خواص آن از آثار گرانشی وارد بر ماده مشهود، تشعشع و ساختار کیهان قابل اثبات است. دانشمندان بر این باورند که این ماده تاریک در مرزهای کهکشانها نقش غالب را دارد و شاید از ذرات چرجرمی با کنش ضعیف برهم (یا WIMP ها) تشکیل شده است. در سراسر کره زمین آشکارسازهای زیادی برای این ذرات نصب شده اند لیکن تاکنون نتیجه ای بدست نیامده است. یکی از تازه ترین مطالعات انجام شده چنین پیشنهاد نموده است که ماده تاریک ممکن است از جریانهای بلند ریزدانه در سراسر کیهان ناشی شود که از زمین مانند رشته های مو ساتع می شوند.

چرا یک پیکان زمان باید وجود داشته باشد؟

بواسطه خاصیتی کیهانی به نام آنتروپی، زمان همواره در حال پیش رفتن است. آنتروپی به بیان ساده به عنوان سطح بی نظمی تعریف می شود که همواره در حال افزایش است و به هیچ طریق نمی توان پس از ایجاد آنتروپی، سطح آن را کاهش داد. این حقیقت که آنتروپی در حال افزایش است موضوع مباحثات منطقی است: تعداد آرایش های نامنظم ذرات بیش از آرایش های منظم آنهاست. بنابراین هر زمان که اشیا تغییر می کنند، به بی نظمی دچار می شوند. اما در اینجا یک سوال بنیادی پیش می آید: چرا آنتروپی در گذشته آنقدر کم بوده است؟ به بیان دیگر، چرا کیهان در آغاز خود آنقدر منظم بوده یعنی زمانی که مقدار عظیمی انرژی در فضای کوچکی متراکم بوده است.

آیا جهان های موازی وجود دارند؟

داده های ستاره شناسی چنین القا می کنند که فضا-زمان بجای منحنی بودن می تواند مسطح باشد و در نتیجه تا ابد گسترش آن ادامه خواهد داشت. اگر چنین باشد، ناحیه ای که می توانیم ببینیم (که از آن به عنوان کیهان تعبیر می‌شود) تنها تکه ای در یک یک کیهان چندگانه بطور نامحدود بزرگ است. در عین حال، قوانین مکانیک کوانتوم چنین اجبار می‌کنند که در هر تکه از کیهان تنها تعداد محدودی از پیکربندی های ممکن ذرات می توانند وجود داشته باشند. بنابراین با فرض وجود تعدادی نامتناهی از تکه های کیهانی،  آرایش های ذرات مجبور به تکرار شدن در آنها هستند: یعنی تکه‌های کیهانی درست مانند آنچه ما در آن زندگی می‌کنیم (شامل فردی دقیقا مثل شما!) ممکن است وجود داشته باشند. گستره آنها از تکه‌های کیهانی است که تفاوت آنها فقط در موقعیت یک ذره است تا تکه هایی که کاملا با هم تفاوت دارند.

سرنوشت کیهان چیست؟

سرنوشت نهایی کیهان قویا به یک ضریب بامقداری در حال حاضر نامعلوم به نام ضریب گاما بستگی دارد. گاما میزانی از چگالی ماده و انرژی در سراسر کیهان است. اگر گاما بزرگتر از 1 باشد، فضا-زمان مانند سطح یک کره عظیم بسته خواهدبود. اگر هیچ انرژی تاریکی وجود نداشته باشد، چنین جهانی نهایتا از انبساط باز خواهد ایستاد و شروع به منقبض شدن می نماید بطوریکه در پایان به درون خود فروریخته و رمبش عظیم را موجب می شود. اگرکیهان بسته بوده و لیکن انرژی تاریک وجود داشته باشد، کیهان کروی شکل برای همیشه انبساط می یابد (مانند توپ در حال باد شدن).

از سوی دیگر اگر گاما کوچکتر از 1 باشد، هندسه فضا مانند سطح یک زین اسب باز است. در این حالت، سرنوشت نهایی یک انجماد عظیم به دنبال یک شکاف عظیم خواهد بود: ابتدا شتاب رو به بیرون کیهان باعث جدایی کهکشان ها و ستاره‌ها خواهد شد و تمامی ماده را منجمد و پراکنده باقی خواهد گذاشت. سپس شتاب گسترش جهان چنان قدرتمند خواهد شد که براثرات نیروهای نگهدارنده اتمها کنار یکدیگر غلبه کرده و همه چیز درکیهان به ذرات مجزا از هم خواهد گسیخت.

اگر مقدار گاما برابر 1 باشد، کیهان مسطح است و مانند یک صفحه نامتناهی در تمامی جهات گسترش خواهد یافت. اگر انرژی تاریکی وجود نداشته باشد، چنین جهان مسطحی برای همیشه انبساط می یابد لیکن شتاب این گسترش رو به کاهش دارد که نهایتا به توقف منجر می شود. اگر انرژی تاریک وجود داشته باشد، انبساط فزاینده جهان به از هم گسیختگی بزرگ نهایی منجر خواهد شد. صرفنظر از نحوه ریواد این سناریو، همچنانکه پاول ساتر در مقاله ای به تاریخ دسامبر 2015 بطورمشروح مورد بحث قرار داده است، کیهان در حال مرگ است.

منبع:

http://www.livescience.com/34052-unsolved-mysteries-physics.html

کوآزارها، اجرام شگفت آسمان

ترجمه و توضیح: اصغر ناصری [e-mail]

برگرفته از space.com

کوآزارها اشیایی بسیار دوردست و نورانی هستند، آنچنان نورانی که نور کهکشان خود را تحت الشعاع قرار می دهند. کوازارها توان بی مانند خودرا از سیاهچاله هایی می گیرند که تا یک میلیارد برابر خورشید ما جرم دارند و این موتورهای نیرومند از ابتدای کشف خود در حدود یک قرن پیش، ستاره شناسان را در بهت و حیرت فروبرده اند.

در سالهای دهه 1930 کارل یانسکی، یک فیزیکدان از آزمایشگاه های تلفن بل تداخلات ایستایی در خطوط تلفن فرااقیانوس کشف کرد که از کهکشان راه شیری می آمدند. تا سالهای دهه 1950 ستاره شناسان از رادیوتلسکوپ برای کاوش در آسمانها استفاده کرده و در تلاش بودند منابع سیگنالهای آسمانی را به اجرام قابل مشاهده نسبت دهند.

لیکن برخی منابع کوچکتر فعالیت های رادیویی قابل انتساب به هیچ شی آسمانی قابل مشاهده ای نبودند. ستاره شناسان این ها را "منابع رادیویی شبه ستاره ای" یا "کوازار" (quasar) نامیدند زیرا  سیگنالهای آنها از یک نقطه مانند ستاره می آمدند. سالها طول کشید تا دانشمندان دریافتند که این سیگنالهای دوردست توسط ذراتی شتاب یافته با سرعتهایی نزدیک به  سرعت نور تولید می شوند.

جت هایی با سرعت نور

دانشمندان اکنون احتمال می دهند که این منابع سیگنالهای نقطه ای در اصل در هسته کهکشانها واقعند. کوآزارها تنها در کهکشانهایی با سیاهچاله های بسیار پرجرم یافت می شوند – سیاهچاله‌هایی که جرمی میلیاردها برابر خورشید ما دارند. گرچه نور نمی تواند از خود سیاهچاله بگریزد، از لبه‌های آن برخی از سیگنالها قادر به فرار می شوند. سیاهچاله ها در اطراف خود دارای فضایی به نام شعاع شوارتزشیلد هستند که هر جرمی یا نوری که وارد این فضا شود دیگر قادر به گریختن از میدان گرانشی پرتوان سیاهچاله نخواهد بود. در حالی که بخشی از غبار و گاز کهکشانی به داخل سیاهچاله فرو می افتد، پیش از ورود به شعاع شوارتزشیلد با اصطکاک با مواد پیرامونی خود آنها را بشدت گرم و انرژی دار می کند. این ذرات پیرامونی در اثر انرژی کسب کرده شتاب بزرگی کسب نموده و دارای سرعتهایی در حدود سرعت نور می شوند. بدین ترتیب ذرات شتاب یافته بصورت دو جت پرقدرت از بالا و پایین دیسک سیاهچاله به خارج جریان می یابند. از این رو چنین سیاهچاله ای را می‌توان پرقدرت ترین شتاب دهنده ذرات در عالم دانست.

بیشتر کوآزارهای یافت شده میلیاردها سال نوری از ما فاصله دارند. از آنجایی که میلیاردها سال طول کشیده تا نور آنها به ما برسد، مطالعه این اشیای دوردست مانند یک ماشین زمان می ماند: ما این اشیا را در وضعیتی نظاره می کنیم که میلیاردها سال قبل داشته اند. بنابراین می توانیم وقایع میلیاردها سال قبل را به چشم ببینیم. بیشتر از 2000 کوازار در کیهان یافت شده اند.کهکشانی مانند راه شیری احتمالا زمانی میزبان یک کوآزار خاموش بوده است.

کوآزارها انرژی معادل میلیونها، میلیاردها و شاید تریلیونها الکترون ولت ساطع می کنند. این انرژی از کل انرژی نورانی ستارگان داخل کهکشان فراتر می رود. نورنی ترین اشیای موجود در کیهان از 10 تا 100 هزار برابر درخشان تر از راه شیری هستند.

درخت خانوادگی

کوآزارها در رده ای از اجرام  آسمانی به نام هسته فعال کهکشانی (AGN=Active Galactic Nuclei) جای می گیرند. سایر رده ها عبارتند از کهکشان های سیفرت و بلیزارها (blazar). تمام این اجرم، توان خود را از سیاهچاله های عظیم در مرکز خود می گیرند.

کهکشانهای سیفرت دارای کمترین انرژی در بین این انواع سه گانه هستند. بیشتر دانشمندان بر این باورند که هر سه نوع کوآزارها، سیفرت ها و بلیزارها درحقیقت یک نوع AGN هستند و  تنها سوی گسیل انرژی آنها به طرف ماست که فرق می کند.