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...
آیا می توان از پیشرانه مبتنی بر ضد ماده برای رفتن به سیارات دیگر استفاده کرد؟
تقریبا هر روز ستاره شناسان موفق به کشف سیارات بیگانه جدیدی می شوند اما به علت فاصله باورنکردنی بین دستگاه های ستاره‌ای، اکتشاف فضایی به درون دستگاه خورشیدی خودمان محدود شده است. برای مثال تخمین زده شده که فضاپیمای وویاجر 1 که هم اکنون با سرعت 17.3 کیلومتر بر ثانیه در حال دور شده از ماست، 73 هزار سال بعد به پروکسیمای بی یعنی نزدیکترین سیاره تایید شده بیگانه برسد.
برای حل مساله بغرنج فیزیکی پیمودن فواصل بسیار بزرگ، دانشمندان به سیستم های پیشرانه روی آورده اند که بسیار پیشرفته تر از راکت های با سوخت شیمیایی فعلی هستند. یک چنین سیستم پیشنهاد شده ای پیشرانه بر اساس ضد ماده است که همچنانکه از نام آن پیدا است، استفاده از ضد ماده برای پیش راندن یک فضاپما با سرعت هایی در حد چند صدم سرعت نور است.
ضد ماده چیز جدیدی در فیزیک نیست. وجود آن نخستین بار توسط کارل آندرسن در 1932 ثابت شد. او ذره پوزیترون را کشف کرد که معادل الکترونهایی با بار مثبت هستند. به دنبال آن وجود ضد ماده بارها به اثبات رسید، از جمله در بی واترون برکلی در سال 1955 یک ضد پروتون و در پژوهشگاه فیزیک ذره ای اروپا CERN ضد اتمها کشف شدند.
برخورد یک پروتون و یک ضد پروتون به انفجاری خواهد انجامید که تشعشع خالص با سرعت سیر نور تولید خواهد کرد. برپایه معادله اینشتاین انرژی تولید شده معادل جرم هر دو ذره ضربدر مجذور سرعت نور است و هر دو ذره بطور کامل تباه خواهند شد. به عبارتی یک گرم از ضد ماده قادر است انرژی معادل دوازده مخزن خارجی شاتل فضاپیما تولید کند. بنابراین ضد ماده ها می توانند منبعی ایده آل برای تامین انرژی مسافرت های فضایی باشند.
هم اکنون ظرفیت تولید و ذخیره ضدماده توسط دانشمندان، حدود چند نانوگرم در سال است که برای تامین سوخت کافی یک فضاپیما با نیروی محرکه ضدماده کافی نیست. بنابراین پیشرانهایی مبتنی بر ترکیب ضد ماده و واکنش هسته ای پیشنهاد شده اند که در آنها از ضد ماده تنها برای آغاز واکنش هسته ای استفاده می شود. ضدپروتونها با برخورد با ماده هسته ای متشکل از اورانیوم 238 تباه شده و انرژی کافی برای آغاز واکنش شکافت هسته ای فراهم می کنند. سپس واکنش شکافت هسته ای منجر به تحریک هسته دوتریم-تریتیوم شده و واکنش همجوشی هسته ای در مرکز رآکتور صورت می پذیرد. پلاسمای بسیار داغ تولید شده در اثر این واکنش همجوشی پیشرانه لازم برای فضاپیما را فراهم خواهد ساخت.
پیش بینی می شود یک فضا پیما مبتنی بر پیشران ضدماده بتواند با سرعت 115 میلیون کیلومتر بر ساعت حرکت کند. بنابراین سفر به مریخ توسط این فضاپیما حدود یک ساعت و نیم به طول خواهد انجامید در حالی که هم اکنون این سفر با راکت های سوخت هیدروژنی موجود نه ماه بطول خواهد انجامید. بنابراین استفاده از پیشرانه مبتنی بر ضد ماده امکان کشف فضاهای ناشناخته را برای بشر فراهم خواهد ساخت.
منابع:
https://news.yahoo.com/could-antimatter-based-propulsion-visit-130051552.html
http://www2.ee.ic.ac.uk/derek.low08/yr2proj/antimatter.htm
https://medium.com/techtalkers/antimatter-spacecraft-the-future-of-interstellar-travel-4f06b7491bc3
انرژی های تجدیدپذیر می توانند باعث تخریب محیط زیست شوند
20 ژانویه 2023
تقریبا 150 کیلومتر دورتر از ساحل یورکشایر، نسل جدیدی از توربین های بادی دور از ساحل که در داگر بنک ساخته می شود، ارتفاعی بیش از برخی آسمان خراشها خواهند داشت.
همراه با انبوهی صفحات خورشیدی و خودروهای برقی، این شاهکارهای مهندسی بشر ستون فقرات یک اقتصاد سبز خواهند بود که همراستا با ترک سوخت های فسیلی ظهور یافته است.
لیکن همچنانکه ما رویکرد توقف انتشار کربن را به نام نجات سیاره مان در پیش گرفته ایم، درباره اقدامات لازم برای نیل به این هدف تنش زیادی بروز کرده است.
بر طبق نظر سازمان جهانی انرژی (IEA) و بانک جهانی، حرکت بسوی منابع انرژی تجدیدپذیر متضمن رشد بی سابقه استخراج کانی‌های گرانقیمت از خاک بوده است.
چه لیتیوم و کبالت مورد نیاز برای برای باتری ها باشد و یا عناصر خاکی نادر مورد استفاده در آهنرباهایی که در موتور توربین ها و خودروهای برقی بکار می روند، ما نخواهیم توانست بدون اینها به فناوری های سبز مورد نیاز خود برسیم.
علاوه براین، پژوهشگران و برگزارکنندگان کارزارهای زیست محیطی هشدار می دهند که معادن تولید کننده این کانی ها مشکلات زیست محیطی خاص خود پدید آورده اند، بدترین نمونه این مشکلات ویران شدن چشم اندازها، آلودگی آب و تخریب مزارع است. این صنعت چالش های ژئوپولتیکی برای بریتانیا و متحدان آن بوجود آورده است زیرا چین بر زنجیره تامین کانی های نادر تسلط دارد.
هنری سندرسن نویسنده و روزنامه نگار کسب و کار بر این عقیده است که غلبه بر این تناقضات یکی از بزرگترین چالش های پیش روی کسب . کارها و سیاست گذاران است. به گفته او: "معدن کاوی دارای اثراتی است و برای اغلب جوامع محلی امر مطلوبی نیست." ایجاد موازنه بین نیاز به معادن عناصر نادر و مقاومت جوامع محلی امر ساده ای نیست.
رشد انفجاری معدنکاوی
حجم عظیم کانی ها و فلزات مورد نیاز تحول سبز که متضمت برقی سازی گسترده حمل و نقل و تولید انرژی است، حیرت آور است.
کانی هایی مانند لیتیم، کبالت و نیکل برای باتری های ذخیره کننده انرژی محرک میلیاردها خودروی برقی مورد نیاز هستند. مس برای خطوط انتقال برق همه جا مورد نیاز است. فلزات نادر خاکی برای ساخت آهنرباهایی که نقشی اساسی در بخش های چرخنده توربین های بادی و موتورهای برقی دارند بکار می رود. در حالی که یک خودروی عادی به حدود 34 کیلوگرم کانی نیاز دارد، در یک خودروی برقی حدود 207 کیلوگرم یا شش برابر بیشتر کانی کمیاب بکار می رود. در این میان، یک توربین بادی دور از ساحل 13 برابر بیشتر کانی کمیاب برای تولید هر مگاوات برق نسبت به یک نیروگاه گازی نیاز دارد. موسسه جهانی انرژی چنین پیش بینی کرده است که تقاضا برای کانی های اساسی تا سال 2050 به 42.3 تن یعنی شش برابر میزان کنونی خواهد رسید. این امر منجر به انفجاری در معدن کاوی در سالهای آتی خواهد شد. در سراسر اروپا بویژه در کشوری مانند پرتغال که منابع بزرگ لیتیم موجود است، مقاومت زیادی از سوی جوامع محلی در برابر معدنکاوی بروز کرده است. صدور مجوز برای معدنکاوی در کشورهای اتحادیه اروپا بسادگی صورت نمی پذیرد. اروپا هم اکنون در زمینه دستیابی به کانی های کمیاب کاملا به چین وابسته است. بیش از 90 درصد فلزات کمیاب خاکی توسط چین استخراج و تولید می شود. همچنین بین 50 تا 70 درصد لیتیوم و 45 درصد نیکل جهانی توسط چین به بازار عرضه می شود. به کمک یارانه های سخاوتمندانه دولتی شرکتهای چینی کشورهای دیگر از استرالیا تا شیلی را برای معادن فلزات کمیاب جسته اند. حاصل این معدن کاوی ها میلیون ها تن مواد سمی بوده که در دامان طبیعت رها شده است.
منبع
https://news.yahoo.com/green-revolution-fuelling-environmental-destruction-185418967.html
انتشار اولین تصویر از یک سیاره خارج از دستگاه خورشیدی توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب
تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا اولین تصویر مستقیم از یک سیاره خارج از دستگاه خورشیدی را ثبت کرد. این سیاره که HIP 65426 b نامیده می‌شود یک غول گازی است بنابراین نمی‌تواند میزبان حیات فرازمینی باشد. سیاره مزبور در فاصله 355 سال نوری از زمین قرار دارد (هر سال نوری تقریبا 10 هزار میلیارد کیلومتر است!) و اولین بار در سال 2017 کشف شده است. این غول پازی 12 بار جسیم تر از برجیس (مشتری) است و در فاصله 15 میلیارد کیلومتری ستاره خود به دور آن می گردد.
به گفته ناسا تلسکوپ جیمز وب می تواند جزئیات دقیق تری از جرم و سن این سیاره فراهم کند. ستاره شناسان عمر این سیاره را 15 تا 20 میلیون سال تخمین می زنند که در مقایسه با سیاره زمین ما با عمر 4.5 میلیارد سال بسیار جوان بنظر می آید.
مشاهده مستقیم سیارات خارجی بسیار دشوار است زیرا در مقایسه با ستاره خود بسیار کم نورتر هستد. فون پیشرفته عکسبرداری مادون قرمز و پردازش تصویر برای حذف نور ستاره اصلی باعث شده دانشمندان بتوانند تصویر مستقیم سیاره را قابل دریافت کنند. جیمز وب با بهره گیری از دوربین ها و فیلترهای پیشرفته خود، قابلیت ستاره شناسان در شناسایی سیارات خارجی را بسیار افزایش داده است.
منبع:
https://news.yahoo.com/nasas-james-webb-telescope-snaps-212539785.html
بهرام: سیاره سرخ
بهرام یا مریخ (Mars) چهارمین سیاره از خورشید یک دنیای خشک و سنگی است که رنگ قرمز نمادینش برای آن نام سیاره سرخ را به ارمغان آورده است. بهرام در طول تاریخ انسان را به تخیل واداشته است و امروزه بیش از هر جسم دیگری در دستگاه خورشیدی مورد کاوش قرار گرفته و سیاره گردها و مدارگردهای متعددی آن را برای شواهد حیات در گذشته و حال مورد جستجو قرار داده اند.
بهرام با چشم غیرمسلح در آسمان شب زمین قابل مشاهده است. مارس نام خود را از خدای رومی جنگ گرفته زیرا رنگ سرخ آن با جنگ و نزاع مترادف دانسته شده است.
این سیاره سنگی دارای قطر 6794 کیلومتر یعنی تقریبا نصف زمین است. پوسته بهرام 10 تا 50 کیلومتر ضخامت دارد و بیشتر از آهن، منیزیوم، آلومینیوم، کلسیوم و پتاسیوم تشکیل شده است. زیر این پوسته یک جبه سنگی به ضخامت 1240 تا 1880 کیلومتر است که یک هسته چگال ساخته شده از آهن، نیکل و گوگرد با شعاع 1500 تا 2100 کیلومتر را احاطه می کند.
سیاره گرد Preservance از دوربین دوتایی خود برای گرفتن این تصویر از تپه سانتا کروز در فاصله 2.5 کیلومتری خود استفاده کرده است.
سطح سنگی مریخ از گرد و خاک، صخره ها و دره های متعددی پوشیده شده است. یک اتمسفر نازک بهرام را احاطه می کند که فظار آن 1000 برابر کمتر از فشار هوا در سطح دریای زمین است. اتمسفر بهرام از 95 درصد دی اکسید کربن، 3 درصد نیتروژن و مقادر کمی اکسیژن، مونواکسید کربن، بخار آب، متان، سایر گازها و گرد و غبار تشکیل شده است. این غبار به آسانی با وزش باد در سراسر بهرام پراکنده شده و به آسمان آن یک رنگ قهوه ای مایل به زرد می دهد. کاوشگری که توسط امارات متحده عربی ساخته شد در سال 2022 شفق های عظیم و زیبایی پیرامون بهرام کشف کرد که نیمی از سیاره را دور زده بودند.
مکان بهرام در دستگاه خورشیدی اندازه ها مطابق مقیاس واقعی نیست.
بهرام در فاصله تقریبی 228 میلیون کیلومتری به دور خورشید می گردد. روز بهرام 24.6 ساعت زمینی طول می کشد و 669.6 روز طول می کشد تا بهرام یکبار به دور خورشید بگردد. تمایل مداری بهرام نیز بسیار شبیه سیاره ما حدود 25 درجه است، یعنی بهرام فصل هایی مانند زمین را تجربه می کند.
بهرام دو قمر کوچک شبیه سیب زمینی به نامهای فوبوس و دیموس دارد. فوبوس 22.2 کیلومتر و دیموس 12.6 کیلومتر قطر دارد. هردو احتمالا سیارکهایی بوده اند که اسیر میدان گرانشی بهرام شده اند. شکل زیر کاوشگرهایی را نشان می دهد که تاکنون برای بهرام ارسال شده اند.
کاوشهای اخیر ثابت کرده اند که حدود 2 میلیار سال قبل اقیانوسها و رودخانه هایی بر سطح سیاره سرخ وجود داشته اند.
مرتفع ترین کوه در دستگاه خورشیدی در سیاره بهرام (مریخ- مارس) واقع شده است. این کوه المپوس مونز نامیده می شود و ارتفاعی حدود ۲۴ کیلومتر دارد که سه برابر کوه اورست سیاره زمین است. علاوه بر ارتفاع بسیار زیاد این کوه عرصه بسیار وسیعی را اشغال کرده و ۵۵۰ کیلومتر پهنا دارد. شیب این کوه بسیار کم بوده و تنها حدود ۲ تا ۵ درجه است. این کوه یک آتشفشان سرپوشیده است که از خروج گدازه ها تشکیل شده است.
تصویری خیره کننده از آسمان شب بهرام از دید دوربین سیاره گرد پریزروانس - به علت اتمسفر نازک و نبود غبار جوی و نور مزاحم شهرها مانند سیاره زمین، آسمان شب بهرام بسیار پرستاره تر و خیره کننده تر است. قلب کهکشان راه شیری در تصویر دیده می شود.
مجموعه مقالات درباره سیارات دستگاه خورشیدی
- برجیس: شاه سیارات- کیوان: حقایقی درباره سیاره حلقه دار
- نپتون: دورترین سیاره از خورشید
پرجرم ترین ستارگان شناخته شده عالم
تریلیونها تریلیون ستاره در عالم وجود دارد. دریک شب تاریک به دور از آلودگی و نور چراغهای شهری، می‌توان هزاران ستاره درآسمان دید. حتی با نگاه ساده ای به آسمان می توان دید که برخی از سترگان پرنورتر و شاید بزرگتر از بقیه هستند.
یکی از مهمترین مشخصات یک ستاره، جرم آن است. جرم برخی از ستارگان تنها کسری از جرم خورشید است در حالی که برخی از آنها برابر صدها خورشید ما جرم دارند. نکته مهم این است که پرجرم ترین ستاره ها لزوما بزرگترین آنها نیستند. رابطه میان جرم و اندازه یک ستاره به مرحله تکامل آن بستگی دارد.
علم ستاره شناسی به ما می گوید که حد نهایی جرم بیشتر ستارگان 120 برابر جرم خورشید ماست. فراتر ازاین حد یک ستاره نمی تواند پایداری خود را حفظ کند. لیکن ستارگان شناخته شده ای وجود دارند که جرم آنها بسیار فراتر از این مقداراست. هرچه جرم ستاره ای بیشتر باشد فشار و دما در مرکز آن در نتیجه نیروی گرانشی ماده تشکیل دهنده، بیشتر خواهد بود و ستاره ذخیره سوخت هسته ای خود را با سرعت بیشتری به مصرف رسانده و عمر کوتاهتری خواهد داشت. اگر جرم ستاره ای از 1.4 برابر جرم خورشیدکمتر باشد پس از مصرف کردن سوخت هسته ای هیدروژن مرکز خود ابتدا به غول سرخ و سپس به یک کوتوله سفید متراکم با قطری در حدود کره زمین تبدیل خواهد شد. عمر چنین ستاره ای می تواند چند میلیارد سال باشد. چنانچه جرم ستاره ای بین 1.4 و 3.2 برابر جرم خورشید باشد در انتهای عمر چند صد میلیون ساله خود با یک ستاره نوترونی بسیار چگال تبدیل می شود که قطر آن حدود چند کیلومتر است. اما اگر جرم ستاره ای بسیار بیشتر از 3.2 برابر جرم خورشید باشد در انتهای عمر خود و پس از سرد شدن آنقدر به متراکم شدن ادامه می دهد که به یک سیاهچاله تبدیل شود، یعنی جسمی با چگالی بی نهایت و حجمی بسیار کوچک که حتی نور نمی تواند ازمیدان گرانشی آن بگذرد.
در ادامه دو تا از پرجرم ترین ستارگان شناخته شده معرفی می شود.
1. R136a1
R136a1 در مزکز این خوشه کهکشانی قرار دارد
این ستاره جرمی حدود 315 برابر جرم خورشید دارد و یک غول آبی رنگ بسیار عظیم است. ستاره شناسان هنوز بر روی این موضوع تحقیق می کنند که جرم یک ستاره پایدار چگونه می تواند این قدر عظیم باشد. این ستاره بخشی از ابرخوشه سحابی تارانتولا است که برخی از پرجرم ترین ستاره ها را در خود جای می دهد. این ستاره در کهکشان همسایه راه شیری قرار دارد. شکل زیر این ستاره را در مرکز سحابی (روشن ترین ستاره شکل) نشان می دهد. شعاع این ستاره بین 28.8 تا 35.4 برابر خورشید است. فاصله آن از ما 163 هزار سال نوری و تابندگی آن 8 میلیون برابر خورشید است. عمر این ستاره تنها حدود 800 هزار سال است و از ستارگان بسیار جوان محسوب می شود.
مقایسه اندازه خورشید با R136a1
2. HD 269810
این ستاره با جرمی 130 برابر خورشید و شعاع 18 برابر آن، ابرغول آبی رنگ دیگری است از کهکشان ابر ماژلان که ستاره R136a1 را نیز در خود جای داده است. این ستاره 2 میلیون بار درخشان تر از خورشید است و تنها حدود 2 میلیون سال عمر خواهد کرد. سپس بصورت یک ابرنواختر منفجر شده و یک سیاهچاله در پس خود باقی می گذارد. دمای سطحی این ستاره 52500 درجه کلوین یعنی حدود ده برابر دمای سطح خورشید است.