ایربگ یا کیسه هوا چگونه کار می کند؟

برای سالهای پرشماری کمربند ایمنی تنها شکل محافظت غیرفعال در خودروها بود. با وجود نگرانی هایی که در مورد امنیت این وسیله بویژه برای کودکان وجود دارد، آمارها نشان می دهند که استفاده از کمربند ایمنی باعث نجات جان هزاران نفر شده است.

ایربگ یک بالشتک نرم است که در هنگام تصادف باز شده و سپر حفاظتی سرنشین می شود. در دهه 1980 اولین ایربگ های تجاری در خودروها ظاهر شدند. از سال 1998 بدین سو تمامی خودروهای فروخه شده در ایالات متحده باید به ایربگ در سمت راننده و مسافر مجهز می بودند. امروزه آمارها نشان می دهند که استفاده از ایربگ خطر کشته شدن در تصادفات روبرو را تا سی درصد کاهش داده اند. حالا در صندلی و دربهای خودروها نیز ایربگ بکار رفته است. هم اکنون نیز در مورد ایربگ ها تحقیقات زیادی در صنعت و موسسات دولتی انجام می‌شود.

عمل ایربگ در آزمون برخورد روبروی خودرو

عمل اصلی یک ایربگ این است که سرعت سرنشین را با وارد ساختن کمترین صدمه به صفر کاهش دهند. ایربگ ها باید در فضای محدود میان فرمان یا داشبورد و سرنشین خودرو در کسری از ثانیه عمل کنند. هر ایربگ از سه قسمت اصلی ساخته شده است:

• یک کیسه نازک از جنس نایلون که بطور تاخورده داخل داشبورد، صندلی یا درب قرار می گیرد. 
• یک حسگر که به کیسه هوا فرمان باد شدن می دهد. باد شدن کیسه هوا زمانی روی می دهد که نیرویی معادل با نیروی برخورد با یک دیوار آجری با سرعت 16 تا 24 کیلومتر بر ساعت بر اتومبیل وارد شود.این نیرو باعث جابجایی یک جرم و بسته شدن یک مدار الکتریکی می شود. بدین ترتیب حسگر یک برخورد را شناسایی می کند. حسگر این اطلاعات را از طریق شتاب سنجی که در یک تراشه جاسازی شده دریافت می کند.
• در سیستم باد شدن کیسه هوا، آزید سدیم (تری نیترید سدیم) با نیترات پتاسیوم ترکیب شده و گاز نیتروژن تولید می شود. تصاعد گاز داغ نیتروژن کیسه هوا را متورم می سازد.

سیستم ایربگ ماده جامدی را مشتعل می سازد که با سرعت بی نهایت زیادی سوخته و حجم زیادی گاز تولید می کند. سپس کیسه هوا با سرعت زیادی متورم شده و با سرعتی حدود 322 کیلومتر بر ساعت از مکان ذخیره خود بیرون می آید. لحظه ای بعد، گاز سریعا از طریق روزنه‌های کوچک موجود در کیسه بیرون رفته و باعث تخلیه کیسه هوا می شود تا بتوانید حرکت کنید.

سیستم فعال سازی ایربگ

گرچه این فرایند در یک بیست و پنجم ثانیه رخ می دهد، این زمان برای پیشگیری از جراحت جدی کافی است. ماده پودری که از کیسه هوا رها می شود نشاسته ذرت معمولی یا پودر تالکوم است که برای روانکاری کیسه ها در زمان ذخیره آن بکار می رود.

با وجود مفید بودن ایربگ ها در تصادفات شدید، هنوز کمربند ایمنی مهمترین سازوکار ایمنی در برخوردهای کم شدت یا از پهلو و پشت سر است. برخورد ایربگ در تصادف می تواند منجر به صدمات شدید به سرنشین شود و برای پیشگیری از این صذمات، حداقل فاصله فرد از محل ذخیره ایربگ باید 25 سانتی متر باشد. کودکان زیر 12 سال نیز هرگز نباید در صندلی کنار راننده جای داده شوند. 

منبع:

https://auto.howstuffworks.com/car-driving-safety/safety-regulatory-devices/airbag.htm/printable

آیا فوران بیشتر آتشفشان ها و زمین لرزه های پرشمارتر، نشان از فعال تر شدن حلقه آتش دارد؟

منبع اصلی: AccuWeather•May 15, 2018

حلقه آتش (Ring of Fire) ناحیه بزرگی در اقیانوس آرام است که بیشتر زمین لرزه ها و فورانهای آتشفشانی در آن روی می دهد. با پیرامونی بیش از 40000 کیلومتر و شکلی شبیه پای اسب، این ناحیه مکان رویدادن 90 درصد زمین لرزه ها و 81 درصد فورانهای آتشفشانی دنیا است. تعداد 452 آتشفشان در این ناحیه وجود دارد و اغلب از آن با نام کمربند پیرامونی اقیانوس آرام (circum-pacific belt) یاد می شود.

حلقه آتش مکان تلاقی بسیاری از صفحات تکتونیکی پوسته زمین شامل اوراسیا، آمریکای شمالی، ژوان دو فوکا، کاکوس، کارائیب، ناتزکا،قطب جنوب، هند، استرالیا، فیلیپین و سایر صفحات مشابه است که همگی ابرصفحه اقیانوس آرام را می سازند. این صفحات بطور مداوم در حال لغزش و برخورد یا حرکت بسوی بالا یا پایین دیگری هستند. این جنبش های بزرگ دامنه باعث پیدایش گودال های عمیق اقیانوسی، فورانهای آتشفشانی و زمین لرزه هایی در طول مرزهای این صفحات (که گسل نامیده می شوند) می گردد.

حلقه آتش مکان استقرار عمیق ترین گودال اقیانوسی است که گودال ماریانا نام دارد و در شرق گوآم واقع شده است. گودال ماریانا 10900 متر عمق دارد و زمانی تشکیل شده که یکی از صفحات تکتونیکی بزیر دیگری غلتیده است.

گودال ماریانا و مقایسه آن با ارتفاع کوه اورست

در ماه فوریه آتشفشان سینابانگ اندونزی منفجر شده و روستاهای مجاور را با خاکستر پوشاند و ابری از خاکستر به ارتفاع 5 کیلومتری زمین فرستاد. مدت کوتاهی پس از آتشفشانی آن، زمین لرزه مهیبی به قدرت 7.5 ریشتر پاپوآ گینه نو را لرزاند که بدترین زمین لرزه قرن اخیر این منطقه بشمار می رود.

اما اندازه گیری های اخیر حاکی از آنند که فعالیت زمین در این ناحیه تغییر چندانی نکرده است، بلکه پوشش رسانه ای بیشتر و بهنگام باعث این تصور شده که حلقه آتش در سالهای اخیر فعال تر شده است.

حتی در عمیق ترین گودال های اقیانوس نیز پلاستیک دیده می شود.

منبع: https://www.yahoo.com/news/even-bottom-world-apos-deepest-131602869.html 

تقریبا در عمق 10970 متری زیر دریا، نزدیک عمیق ترین گودال اقیانوسی کره زمین، دانشمندان با یافته شگفتی مواجه شئند: یک کیسه پلاستیکی مشابه نوعی که در فروشگاهها یافت می شود در تاریکی رها شده بود.

در سال 1998 یک زیردریایی روباتیک در عمق 10970 متری زیر دریا در گودال ماریانا، عمیق ترین نقطه شناخته شده کره زمین به چنین شیئی برخورد. این کشف نشان می دهد که آلوده شدن کره زمین به پلاستیک تا چه حد جدی است.

آلودگی به پلاستیک های یکبار مصرف می تواند خطری جدی برای سلامت انسان و موجودات دریایی تلقی شود.

آخرین نظریه استفن هاوکینگ درباره مهبانگ

نظریه پایانی استفن هاوکینگ درباره منشا جهان که با همکاری پرفسور تامس هرتاگ بر روی آن کار می کرد، به تازگی در نشریه فیزیک انرژی بالا منتشر شد.

این نظریه که قبل از مرگ نابهنگام دانشمند بزرگ در اوایل امسال برای انتشار فرستاده شده بود، مبتنی بر نظریه ریسمان است و چنین پیش بینی می کند که جهان متناهی بوده و بسیار ساده تر از آن جیزی است که نظریات کنونی درباره مهبانگ می گویند.

پرفسور هرتاگ که کار او مورد حمایت شورای پژوهش اروپا است، در ابتدا این نظریه را در کنفرانسی در دانشگاه کمبریج به تاریخ جولای سال گذشته اعلام کرد که همزمان با تولد 75 سالگی پرفسور هاوکینگ برگزار شده بود.

نظریات نوین مهبانگ چنین پیش بینی کرده اند که جهان با یک انبساط کوتاه مدت پا به وجود گذاشت. به عبارت دیگر تنها در کسر کوچکی از ثانیه پس از مهبانگ عظیم، جهان با نرخ نمایی رو به انبساط گذاشت. لیکن باور غالب این است که به محض شروع انبساط، مناطقی وجود یافتند که انبساط در آنها هرگز متوقف نشد. چنین اندیشیده می شود که اثرات کوانتومی می توانند باعث تداوم انبسار در برخی مناطق جهان شوند بگونه ای که انبساط در کل جهان پدیده ای ازلی است. بخش قابل مشاهده جهان ما تنها یک دنیای بسته مهمان نواز است که در آن انبساط به انتها رسیده و ستاره ها و کهکشانها شکل گرفته‌اند.

پاییز گذشته هاوکینگ بزرگ در مصاحبه‌ای چنین بیان کرد: نظریه معمول انبساط ابدی چنین پیش بینی می کند که جهان ما از منظر عالمگیر، مانند یک فراکتال بی پایان با موزائیکی از جهان های محصور است که توسط یک اقیانوس منبسط شونده از هم جدا می شوند (فراکتال ساختاری است که از تکرار یک ساختار همانند خود تشکیل شده است). قوانین محلی فیزیک و شیمی می توانند از یک جهان محصور به جهان محصور دیگر تغییر کنند که در کل یک چندجهانی (multiverse) را تشکیل می دهند. ما من هیچگاه طرفدار نظریه چندجهانی نبوده ام. اگر مقیاس جهانهای مختلف در چندجهانی بزرگ یا بی پایان باشد این نظریه قابل آزمون نخواهد بود.

هاوکینگ و هرتاگ در مقاله جدید خود می گویند که این تلقی از انبساط ابدی به عنوان نظریه ای برای مهبانگ نادرست است. مشکل اصلی نظریه مزبور این است که یک جهان پس زمینه ای موجود را بفرض می آورد که مطابق نظریه نسبیت عام اینشتاین تکامل یافته و اثرات کوآنتومی را به صورت نوسانات کوچکی پیرامون آن موردعمل قرار می دهد. لیکن دینامیک انبساط ابدی تفکیک میان فیزیک کلاسیک و کوانتومی را از بین می برد. در نتیجه نظریه اینشتاین در انبساط ابدی فرو می ریزد.

به پیش بینی هاوکینگ در بزرگترین مقیاسهای ممکن، جهان ما بطرز قابل توجهی هموار و از منظر عالمگیر با پایان است و دارای ساختار فراکتالی نیست.

نظریه انبساط ابدی که هاوکینگ و هرتاگ به پیش بردند مبتنی بر نظریه ریسمان است: شاخه ای از فیزیک نظری که تلاش در جهت آشتی دادن گرانش و نسبیت عام با فیزیک کوانتومی دارد و بخشی از این کار را با تشریح مولفه های بنیادین جهان به عنوان ریسمانهای مرتعش خرد انجام می دهد. این رویکرد از مفهوم هولوگرافی در نظریه ریسمان استفاده می کند که مطابق آن جهان یک هولوگرام بزرگ و پیچیده است: واقعیت فیزیکی در فضاهای سه بعدی را می توان از نظر ریاضی به تصاویر متعامد دوبعدی بر سطوح کاهش داد.

هاوکینگ و هرتاگ نسخه دیگری از این هولوگرافی را تدوین کردند که بعد زمان در انبساط ابدی را تصویر می کد. این امر به آنها امکان داد انبساط ابدی را بدون تکیه بر نظریه اینشتاین توصیف کنند. در نظریه جدید انبساط ابدی به وضعیتی بدون زمان که بر سطح فضایی در ابتدای زمان تعریف شده، فروکاسته می شود.

به گفته هرتاگ وقتی تکامل جهان را در جهت عکس زمانی دنبال کنیم، در نقطه ای به آستانه انبساط ابدی می رسیم که مفهوم آشنای ما از زمان معنای خود را از دست می دهد.

نظریه بودن مرز پیشین هاوکینگ پیش بینی کرده بود که اگر در طول زمان به عقب و به ابتدای جهان بازگردیم، جهان منقبض شده و به یک کره تبدیل می شود اما این نظریه جدید از کار قبلی او فاصله می گیرد. حالا گفته شده که در گذشته جهان دارای یک مرز بوده است.

هرتاگ و هاوکینگ از این نظریه جدید برای استخراج پیش بینی های منسجم تری درباره ساختار عالمگیر جهان استفاده کرده اند. طبق پیش بینی آنها جهانی که از مرزهای گذشته و از درون انبساط ابدی ناشی شده باپایان و بسیار ساده تر از ساختار بی پایان فراکتالی است ک توسط نظریه قدیمی انبساط ابدی توصیف شده است.

نتایج آنها در کارهای بعدی مورد تایید قرار گرفته است. طبق کار آنها تنها یک جهان یگانه و منفرد وجود ندارد و چندجهانی پیچیده نیز به تعدادی از جهانهای ممکن فروکاسته می شود. این امر نظریه آنها را قابل پیش بینی و قابل آزمون می سازد.

حالا هرتاگ سعی دارد الزامات این نظریه را در جهان کوچکتری که توسط تلسکوپها قابل دسترسی است مورد مطالعه قرار دهد. او بر این باور است که موجهای گرانشی بسیار کهن که در فضا-زمان مرتعش می شوند، در خروج از انبساط ابدی تولید شده و طول موج آنها بقدری بلند است که شناسایی آنها از عهده آشکارسازهای کنونی بر نمی آید. لیکن توسط رصدخانه فضایی اروپا که در دست برنامه ریزی است قابل آشکارسازی خواهند بود.

منبع:

https://scitechdaily.com/stephen-hawkings-final-theory-about-the-big-bang/

پیش بینی آینده خورشید پس از مرگ

منبع: https://scitechdaily.com/astronomers-predict-what-will-happen-when-our-sun-dies

تاکنون دانشمندان درباره این نکته توافق داشتند که خورشید تقریبا 10 میلیارد سال آینده خواهد مرد اما درباره سرنوشت بعدی این ستاره متوسط اطمینان کافی نداشتند.

This is an example of a planetary nebula. This one is called Abell 39. T.A.Rector (NRAO/AUI/NSF and NOAO/AURA/NSF) and B.A.Wolpa (NOAO/AURA/NSF)

یک تیم پژوهشی از دانشگاه منچستر با مدلسازی کامپیوتری به این نتیجه زسیدند که خورشید پس از مرگ به حلقه عظیمی از گاز و غبار درخشان میان ستاره ای تبدیل خواهد شد، ساختاری که به آن یک سحابی سیاره ای گفته می شود.

نود درصد ستارگانی که هنوز فعال هستند  چنین سرنوشتی را دنبال خواهند کرد. تا پیش از این تصور می شد جرم خورشید برای تشکیل سحابی سیاره ای کافی نیست. 

وقتی ستاره ای می میرد جرمی از گاز و غبار  موسوم به لفاف (envelope) را به فضا پرتاب خواهد کرد. این لفاف حدود نیمی از جرم ستاره را در بر دارد. بدین ترتیب هسته ستاره نمایان می شود که در این نقطه از عمر ستاره از سوخت هسته ای تهی است و پیش از مرگ نهایی ستاره به تاریکی خواهد گرایید.

اما هسته داغ باعث می شود لفاف به مدت ده هزار سال بروشنی بدرخشد که در مقیاس ستاره شناسی زمان کوتاهی است. درخشش لفاف بقدری است که از فاصله ده ها میلیون سال نوری قابل مشاهده است.

اکنون معلوم شده است که ستارگانی که بین 1.1 و 3 برابر خورشید جرم دارند لفاف هایی با درخشش قابل مقایسه تولید می کنند. خورشید ما تقریبا کم جرم ترین ستاره ای است که پس از مرگ اولیه خود تولید یک سحابی سیاره ای درخشان خواهد کرد.