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...
تی رکس و خویشاوندان نزدیکش خونگرم بوده اند، مانند پرندگان امروزین
پرندگان با گرمای تولید شده توسط برخی نیرومندترین متابولیسم های موجود در این کره خاکی خود را گرم نگاه می دارند. در حالیکه مارمولک ها برای گرم نگاه داشتن خود به نور خورشید متکی هستند. هر دو این گروه ها با دایناسورها پیوند دارند و به این علت دیرین شناسان مدتها در این اندیشه بوده اند که دایناسورها مانند پسرعموهای مارمولکی خود خونسرد و یا مانند بستگاه پرنده خود خونگرم بوده اند. حالا دانشمندان به پاسخ این پرسش دست یافته اند: هر دو!
متابولیسم یک حیوان به معنای مدار انرژی مورد استفاده بدن او برای انجام وظایف عادی است. متابولیسم بالاتر که برای تثبیت خود نیاز به انرژی بیشتری دارد، به این معنا است که حیوان می تواند فعالتر باشد. اما حیوان مزبور برای حفظ موتور سوخت و سازی خود نیاز به خوردن غذای کافی و استنشاق اکسیژن کافی دارد. به عنوان یک مزیت اضافه، متابولیسم بیشتر تولید گرما کرده و حیوان را گرم نگاه می دارد. به چنین حیوانی خونگرم گفته می شود. حیوانات خونسرد نیاز به حفظ انرژی کمتری دارند. در نتبجه غذا و اکسیژن کمتری نسبت به حیوانات خونگرم نیاز دارند لیکن باید دمای بدن خود را با رفتارهای خاصی منظم سازند. بجای تولید گرمای مورد نیاز، آنها به حمام آفتاب گرفتن یا پنهان شدن در سایه دمای بدن خود را تنظیم می کنند.
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:
محاسبه وارون و دترمینان یک ماتریس با استفاده از اکسل
با استفاده از نرم افزار توانمندی مانند MATLAB یا SciLab می توان تمامی عملیات ماتریسی را به سادگی انجام داد. با این وجود وقتی این نرم افزارها را در اختیار نداشته باشید اکسل به کمک شما خواهد آمد. در این نوشتار شیوه محاسبه وارون یک ماتریس مربعی که طی چند مرحله ساده در اکسل قابل انجام است معرفی خواهیم کرد. مثال گفته شده در EXCEL 2010 اجرا شده ولی در سایر نسخه ها نیز قابل کاربرد است.
ماتریس A در شکل 1 را در نظر می گیریم.
شکل 1
در خانه I1 عبارت زیر را درج کنید:
=MINVERSE(
تمامی عناصر ماتریس A را انتخاب کنید. یک پرانتز بسته درج کرده و کلید Enter را بزنید.
شکل 2
می دانیم که وارون این ماتریس نیز یک ماتریس مربعی 4 در 4 است. بنابراین با شروع از خانه I1 یک آرایه 4 در 4 را انتخاب کرده و کلید F2 را بزنید. سپس ترکیب Ctrl+Shift+Enter را بزنید. ماتریس وارون محاسبه خواهد شد.
شکل 3
محاسبه دترمینان از این نیز ساده تر است و با دستور زیر در مورد ماتریس A صورت می پذیرد:
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