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...
دانشمندان چگونه سن یک ستاره را مشخص می کنند؟
ستارگان یک خوشه معمولا در یک زمان به وجود آمده اند.
ما چیزهای زیادی درباره ستارگان می دانیم. پس از قرنها رصد ستارگان با تلسکوپ در آسمان شب، ستاره شناسان توانسته اند به صفت اصلی ستاره ها مانند جرم یا ترکیب شیمیایی آن دست یابند.
برای محاسبه جرم یک ستاره تنها کافی است به دوره گردش مداری آن توجه کرده و محاسبات جبری اندکی انجام دهیم. برای تعیین ترکیب شیمیایی آن طیف نور ستاره را مطالعه می کنیم. اما یک متغیر است که هنوز دانشمندان نتوانسته اند آنرا بطور کامل رمزگشایی کنند و آن، "زمان" است.
خورشید تنها ستاره ای است که عمر آن را می دانیم. حتی ستارگانی که به خوبی مطالعه شده اند دانشمندان را گاه به گاه به تحیر وا می دارند. در 2019 وقتی ابرغول قرمز ابط الجوزا تیره شد، ستاره شناسان مردد شدند که آیا این ستاره از یکی از مراحل عمر خود عبور کرده یا یک انفجار ابرنوستاره ای در حال وقوع است. خورشید نیز گاهی اوقات چنان رفتار می کند که گویا بر خلاف تصور پیشین در میانه عمر خود نیست. این ستاره مانند سایر ستارگان هم سن و هم جرم خود فعالیت مغناطیسی شدیدی ندارد. این امر دال بر این است که ستاره شناسان هنوز خط زمانی میانه عمر یک ستاره را بدرستی نمی دانند.
بطور کلی سه روش برای تعیین عمر ستاره وجود دارد که هرکدام برای گروهی از ستاره ها بهتر عمل می کنند.
نمودارهای هرتزپرانگ – راسل
ستارگان در چرخه عمر خود با سوزاندن ذخیره هیدروژنی خود متورم شده و بخش عمده ای از گازهای خود را به فضا پرتاب می‌کنند. ستارگان پرجرم تر ذخیره سوخت هیدروژنی خود را سریعتر به پایان رسانده و عمر کوتاهتری دارند در حالی که ستارگان کم جرم تر م یتوانند میلیاردها سال عمر کنند.
در ابتدای قرن بیستم دو دانشمند به نامهای هرتزپرانگ و راسل بطور مستقل نموداری از دمای ستارگان بر حسب درخشندگی آنها تهیه کردند. این نمودارها نشان می دهند هر ستاره ای در کجای چرخه عمر خود قرار دارد. امروزه دانشمندان از این الگوها برای تعیین سن خوشه های ستاره ای استفاده می کنند. این باور وجود دارد که ستاره های یک خوشه در یک زمان به وجود آمده اند.
اما برای ربط دادن عمر ستاره های بیرون یک خوشه مشخص به سن آن خوشه، این نمودارها چندان دقیق نیستند و نیاز به محاسباتی طولانی دارند.
سرعت دوران
تا دهه 1970 ستاره شناسان متوجه یک روند شده بودند: ستارگان در خوشه های جوانتر سریعتر از ستارگان خوشه های کهن تر می‌گردند. در 1972 اندرو اسکومونیچ از نرخ دوران یک ستاره و فعالیت سطحی آن برای پیشنهاد معادله ساده ای استفاده کرد که برای تخمین سن ستاره بکار می آید: سرعت دوران عبارت است از سن به توان منفی یک دوم. این معادله چند دهه مورد استفاده بود ولی داده های جدید رخنه ای در آن نشان داده اند. بنظر می رسد برخی ستارگان با فرارسیدن یک سن مشخص دیگر دوران خود را آهسته نمی کنند بلکه سرعت دوران خود را تا آخر عمر خود حفظ می کنند. به باور دانشمندان این معادله برای ستارگان جوانتر از خورشید کاربرد دارد.
زلزله نگاری ستاره ای
تلسکوپ فضایی کپلر که برای شکار سیارات خارج از منظومه شمسی به فضا فرستاده شده بود، با نگریستن درازمدت به چند ستاره به مدت طولانی توانست به کشف مهمی برسد. تماشای تکانهای ستاره ای به مدت طولانی می تواند کلیدی مهم درباره سن آن در اختیار ما قرار دهد. دانشمندان به تغییرات در درخشندگی یک ستاره به عنوان شاخصی از آنچه در زیر سطح آن روی می دهد می نگرند و از طریق مدلسازی می توانند سن ستاره را تقریب بزنند. برای انجام این کار به داده های فراوانی در مورد درخشندگی ستاره نیاز است که توسط تلسکوپ کپلر بخوبی تعیین شد.
اکنون دانشمندان به این نتیجه رسیده اند که ده میلیارد سال قبل کهکشان راه شیری ما به یک کهکشان کوتوله برخورد کرد. ستارگانی که از آن کهکشان کوتوله برجای ماندند جوانتر یا هم سن کهکشان راه شیری ما هستند. بنابراین ممکن است کهکشان راه شیری سریعتر از آنچه قبلا تصور می شد تکامل یافته باشد.
با وجود تمام پیشرفت های صورت گرفته تعیین سن یک ستاره هنوز چالش بزرگی برای ستاره شناسان است. این امر به ماهیت زمان بر می‌گردد، زیرا زمان یکی از پیچیده ترین مفاهیمی است که بشر تاکنون به آن اندیشیده است.
https://www.sciencenews.org/article/star-age-calculation-astronomy-life-cycle
تبلیغات
تدریس دروس ریاضیات دانشگاه
ریاضی عمومی 1 و 2 - معادلات دیفرانسیل - محاسبات عددی
ریاضیات مهندسی
توسط مدرس با سابقه
شماره تماس: 09360771981
کشف فسیل موجود دریایی غول پیکر
11 ژانویه 2022 – یاهو نیوز
در فوریه 2021 جو دیویس، رهبر یک تیم حفاظت از منابع آب در راتلند بریتانیا متوجه آثاری بر روی زمین شد که به مجموعه ای از صخره ها یا لوله ها می ماندند. لیکن بزودی دریافتند که عملا سنگواره یک خزنده دریایی باستانی را کشف کرده اند. این گونه از خزندگان دریایی حدود 200 میلیون سال پیش در اقیانوسی زندگی می کردند که کل قاره اروپا را می پوشانده است.
باستان شناسانی که به محل اعزام شدند توانستند طی یک فرایند پیچیده فسیل نسبتا کامل یک ایکتیوزور (Ichthyosaur) را از زمین بیرون آورند. این اژدهای ده متری یکی از بزرگترین نمونه های گونه خود بوده است. جمجمه این موجود حدود دو متر طول و بیش از 900 کیلوگرم وزن داشته است.
باستان شناسان بر این باورند که ایکتیوزورهایی مانند این پرسه زدن در اّهای کم عمقرا دوست داشته اند. این موجودات عجیب شبیه دلفین یا کوسه اولین بار در دوره تریاسیک حدود 250 میلیون سال قبل ظاهر شدند. غذای اصلی آنها ماهی، هشت پا و مانند اینها بوده ولی گاهی به مهره داران دریایی بزرگ نیز حمله می کردند.
تبلیغات
تدریس دروس ریاضی دبیرستان و دانشگاه
توسط مدرس خصوصی ریاضیات با بیش از 20 سال سابقه موفق
شماره تماس واتس آپ: 09360771981
https://news.yahoo.com/lifestyle/massive-sea-dragon-fossil-jurassic-133204749.html
تکینگی چیست؟
برای درک مفهوم تکینگی (Singularity) تصور کنید که نیروی گرانش شما را به صورت یک نقطه کوچک فشرده کند بطوری که تقریبا هیچ حجمی را اشغال نکنید. این امر ناممکن بنظر می رسد و چنین است. این تکینگی ها در مرکز سیاهچاله ها و در ابتدای مهبانگ (بیگ بنگ) یافت می شوند. این تکینگی ها معرف شیئی فیزیکی نیستند. در عوض وقتی در ریاضیات به آنها بر می خوریم نظریات فیزیکی را در هم می شکنند و باید آنها را با درک بهتری جایگزین کنیم.
تبلیغات
تدریس دروس ریاضی دبیرستان و دانشگاه
توسط مدرس خصوصی ریاضیات با بیش از 20 سال سابقه موفق
شماره تماس واتس آپ: 09360771981
تکینگی ها می توانند هرجایی روی دهند و شگفت آور است که در ریاضیات مورد استفاده فیزیکدانان برای درک جهان، زیاد رخ می دهند. به بیان ساده، تکینگی ها مکان هایی هستند که ریاضیات در آنها با تولید اعداد بی نهایت بزرگ "بدرفتار" می شود. هر زمان که مخرج کسری در فیزیک به سمت صفر میل کند تکینگی روی می دهد.
بیشتر این تکینگی ها را می توان بدین صورت حل کرد که عاملی به معادلات اضافه کنیم تا از صفر شدن مخرج جلوگیری کند یا صرفا آنها را غیرحقیقی بینگاریم.
اما تکینگی هایی در فیزیک هستند که براحتی حل نمی شوند. معروفترین آنها تکینگی های گرانشی هستند، یعنی بی نهایت هایی که در نسبیت عام اینشتاین یعنی بهترین نظریه موجود برای توصیف گرانش روی می دهند.
در نسبیت عام، دو نوع تکینگی وجود دارد: تکینگی های مختصاتی و تکینگی های واقعی. تکینگی های مختصاتی وقتی روی می دهند که در یک دستگاه مختصات به بی نهایتی بر می خوریم که در دستگاه دیگر ناپدید می شوند.
برای مثال کارل شوارتزشیلد فیزیکدان نظریه نسبیت عام را به دستگاه ساده یک جرم کروی مانند یک ستاره اعمال کرد. او چنین یافت که حل دستگاه دارای دو تکینگی است، یکی در نزدیکی مرکز و دیگری در فاصله معینی از مرکز که به نام شعاع شوارتزشیلد خوانده می شود. برای سالها فیزیکدانان چنین می اندیشیدند که هردو تکینگی معرف شکست هایی در نظریه هستند اما تا زمانی که شعاع جرم کروی بزرگتر از شعاع شوارتزشیلد است مهم نیستند. تمام آنچه فیزیکدانان نیاز داشتند این بود که نسبیت عام نفوذ گرانش در بیرون جرم را پیش بینی کند.
اما اگر جسمی تا زیر شعاع شوارتزشیلد آن فشرده شود چه روی می دهد؟ آنگاه تکینگی بیرون جرم فشرده شده خواهد افتاد و بدان معنی است که نسبیت عام در منطقه ای دچار شکست می شود که نباید رخ دهد.
بزودی کشف شد که تکینگی در شعاع شوارتزشیلد یک تکینگی مختصاتی است. تغییر در دستگاه مختصات می تواند باعث حذف تکینگی شده و نظریه نسبیت عام را قادر به پیش بینی های معتبر سازد.
اما تکینگی در مراکز جرمهای کروی باقی می ماند. اگر یک شیء را زیر شعاع شوارتزشیلد آن متراکم کنید گرانش سطحی آن بقدری بزرگ می شود بطور خود بخودی فرو ریخته و به تراکم ادامه می دهد، تا اندازه ای که به یک نقطه بی نهایت کوچک تبدیل می شود.
برای چندین دهه فیزیکدانان مردد بودند آیا فروریختن یک جسم تحت گرانش خود تا حدی که به یک نقطه بی نهایت کوچک تبدیل شود در عالم واقع ممکن است؟ کوتوله های سفید و ستاره های نوترونی گرجه بسیار فشرده اند می توانند ساختار خود را حفظ کرده و از تراکم نامحدود جلوگیری کند. ولی هر جسمی که جرمی بیش از شش برابر خورشید داشته باشد دارای گرانش بسیار عظیمی است و بر همه نیروهای مقاوم درون ماده غلبه کرده و نهایتا به یک نقطه بی نهایت کوچک تبدیل می شود.
تکینگی های عریان
اینها همان چیزی هستند که ما بدانها سیاهچاله می گوییم: نقطه ای با چگالی بی نهایت که بوسیله یک افق رویداد واقع در شعاع شوارتزشیلد احاطه شده است. افق رویداد از تکینگی حفاظت می کند و مانع دیدن آن توسط شاهدان بیرونی می شوذ نگر اینکه آنها از افق رویداد گذر کنند. مدتها بود که فیزیکدانان تصور می کردند در نسبیت عام تمام تکینگی ها توسط افق رویداد احاطه شده اند و این فرضیه به فرضیه سانسور کیهانی معروف بود. اما شبیه سازیها و محاسبات نظری نشان داد امکان وجود تکینگی های عریان یا در معرض دید نیز وجود دارد. یک تکینگی عریان دقیقا یک تکینگی بدون یک افق رویداد است که توسط جهان بیرونی کاملا قابل مشاهده است. امکان وجود چنین تکینگی هایی هنوز یکی از موضوعات داغ مورد مناقشه در کیهان شناسی است.
در مرکز یک سیاهچاله دقیقا چه چیزی وجود دارد؟
هیچکس دقیقا نمی داند در مرکز سیاهچاله دقیقا چیست. برای درک آن نیاز به نظریع ای فراتر از نسبیت عام داریم. بویژه نیاز به یک نظریه کوانتومی گرانش داریم که بتواند رفتار گرانشی بسیار نیرومند در مقیاس بی نهایت کوچک را توضیح دهد. نظریه های جایگزین نسبیت عام که جایگزین تکینگی سیاهچاله می شوند عبارتند از ستارگان پلانک (یک شکل غریب و بسیار فشرده ماده) گراوا استارها (یک پوسته نازک از ماده که تحت گرانش غیرعادی قرار دارد) و ستارگان انرژی تاریک (یک حالت غریب از انرژی خلا که مانند سیاهچاله عمل می کند). تا به امروز تمام این ایده ها فرضی هستند و برای یک پاسخ واقعی باید منتظر نظریه کوانتومی گرانش بود.
تگینگی مهبانگ چیست؟
نظریه مهبانگ که مبتنی بر درست انگاشتن نسبیت عام است، مدل مدرن کیهان شناختی از تاریخچه جهان است. همچنین شامل یک تکینگی است. طبق نشریه مهبانگ در گذشته دور حدود 13.77 میلیارد سال گذشته تمامی عالم به شکل یک نقطه بی نهایت کوچک متراکم بوده است.
فیزیکدانان می دانند که این نتیجه نادرست است. گرچه نظریه مهبانگ در توصیف تاریخچه کیهان از آن زمان به بعد بسیارموفقیت آمیز است، حضور تکینگی به دانشمندان می گوید که نظریه نسبیت عام ناقص است و باید بروز شود.
یک راه حل ممکن برای تکینگی مهبانگ نظریه مجموعه های سببی (casual set theory) است. تحت این نظریه فضا – زمان یک محیط پیوسته هموار مطابق نظریه نسبیت عام نیست بلکه از تکه های مجزا به نام اتمهای فضا – زمان ساخته شده است. از آنجایی که هیچ چیز نمی تواند کوچکتر از یکی از این اتمها باشد، تکینگی ها امری ناممکن هستند. به عقیده دانشمندان در نخستین لحظات پس از مهبانگ عالم بقدری بزرگ شده که خوش رفتار گشته و پس از آن تقریب فضا – زمان می تواند توصیف خوبی برای عالم بوده و نسبیت عام حاکم می گردد.
در حالی که هنوز راه حلی برای توصیف تکینگی مهبانگ وجود ندارد، دانشمندان امیدوارند بزودی راه حلی برای آن بیابند. اشتیاق برای دانستن مهمترین محرک آنها در این راه است.
متن استاندارد ISO 10360-2
استاندارد ISO10360-2 استاندارد مرجع برای کالیبراسیون ماشین های CMM با استفاده از گیج بلاک یا استپ گیج است. متن نسخه 2009 اسن استاندارد را از لینک زیر دانلود کنید.