غیرقابل باور: تورم اتمسفر مریخ به علت ایجاد خلا در طوفان خورشیدی

سال گذشته اتمسفر مریخ بدون نشانه قبلی، بطور موقت تا سه برابر اندازه عادی خود متورم شد و دانشمندان را در شگفتی فرو برد. اکنون پژوهشگران کشف کرده اند که این انفجار تورمی توسط یک شکاف نادر یا خلا در ذرات بارداری که بطور پیوسته از سوی خورشید صادر شده و به طوفان خورشیدی موسومند، ایجاد شده است.

این تورم ناگهانی اتمسفر برای سیاره زمین نیز قبا روی داده و ممکن است بزودی تکرار شود.

این رویداد برای مریخ در 26 دسامبر 2022 اتفاق افتاد و سپر مغناطیسی مریخ یا مگنتوسفر آن هزاران کیلومتر در فضا گسترش پیدا کرد. بنا بر مشاهدات دانشمندان این گسترش اتمسفری با کاهش صدبرابری حجم ذرات طوفان خورشیدی متناظر است.

بطور معمول خورشید بطور پیوسته مریخ و سایر سیارات دستگاه خورشیدی را بطور پیوسته بمباران می کند که باعث شده مریخ بیشتر اتمسفر خود را از دست بدهد. مگنتوسفر مریخ یا آنچه از آن باقی مانده است بیشتر ذرات خورشیدی را از خود می راند.

لیکن وقتی طوفان خورشیدی فروکش می کند مگنتوسفر با نوعی خلا مواجه می شود و شروع به انبساط بسوی بیرون می نماید. با بازگشتن طوفان خورشیدی به حالت عادی مگنتوسفر نیز به حجم اولیه خود باز می گردد.

پدیده مشابهی بریا زمین در سال 1999 اتفاق افتاد و زمانی که طوفان خورشیدی در فاصله 10 تا 12 می بطور کامل ناپدید شد، اتمسفر ما تا 100 برابر حجم عادی خود تورم یافت. البته این رویداد آثار تخریبی بر سیاره ما نداشت.

منبع:

https://news.yahoo.com/lifestyle/almost-unbelievable-rare-void-sun-172821725.html

التهاب چیست؟

التهاب (inflammation) می‌تواند بسته به شرایط هم به عنوان یک ابرقهرمان و هم یک اهریمن عمل کند. بجای حذف کامل التهاب، درمانهای جدید سعی در تغییر جهت آن دارند.

التهاب یکی از ابرقدرتهای بدن است که به آن در جنگ با عفونت و زخمهای مهلک کمک می‌رساند. بدون التهاب انسان به راحتی خواهد مرد. اما اگر از یک پاسخ کوتاه مدت به یک عارضه چندماهه یا سالانه تبدیل شود، التهاب مزمن نام خواهد گرفت که منجر به بیماری هایی مانند سیروز، آرترید روماتوئید و بیماری های قلبی می‌شود.

در گذشته پزشکها برای درمان بیماری های یاد شده سعی می کردند تمامی موارد التهاب در بدن را از بین ببرند. این روش، عوارض جنبی ناخوشایندی به دنبال داشت و همیشه بدرستی عمل نمی کرد. اما اکنون دانشمندان درمانهایی ابداع کرده اند که بجای حذف کامل التهاب از بدن، سلولهای ایجاد کننده التهاب را برنامه نویسی مجدد می کنند.

در بیماری هایی مانند سرطان که تومورها بخش درمانگر التهاب را به خدمت خود می گیرند تا تکثیر شوند، درمانهای نوین رویکرد مخالف را پی می گیرند – به التهاب حالت تهاجمی می دهند تا به این سلولهای سرطانی حمله کند.

بسته به شرایط، التهاب می تواند مفید یا مضر باشد. اما به واسطه پژوهش های جدید در هر حالت می توان آن را تحت کنترل قرار داد. در این حالت دستگاه ایمنی و پاسخ التهابی آن را می توان به مسیر عادی برگرداند.

التهاب مزمن و حاد

التهاب پاسخ طبیعی بدن به ترومای فیزیکی، عفونت یا سموم است و پزشکان از زمان باستان با آن آشنا بوده اند. گالن پزشک امپراتور روم مارکوس اورلیوس آن را به عنوان علائم بالینی همچون گرما، قرمز شدن، تورم،  درد و از دست رفتن عملکرد توصیف کرده است.

آنچه این پزشکان قدیمی توصیف کرده اند نشانه های التهاب حاد بوده است. سرخی و گرما توسط اتساع موضعی گلبولهای قرمز ایجاد می شود تا تعداد بیشتری از این سلولها به بافت آسیب دیده برسند در حالی که آزاد شدن ترکیباتی مانند پروستاگلاندین باعث درد و تورم می شوند. برای از بین بردن عفونت، دستگاه ایمنی موادی شیمیایی به نام پایروژن آزاد می کند که تولید پروستاگلاندین بیشتر را موجب شده و باعث تب می شوند. کل کارکرد التهاب، کنترل عفونت، توقف گسترش آن و سپس کمک به آغاز فرایند درمان است.

در طی التهاب حاد سلولهای آسیب دیده سیگنالهای خطری ارسال می کنند که سلولهای ایمنی را به محل حمله عوامل خارجی هدایت می کنند. این پاسخ های اولیه شامل ماکروفاژهای آمیب مانند هستند که مهاجمین مضر را بلعیده و نیز نوتروفیل هایی که این دشمنان را به دام انداخته و نابود می کنند. این سلولها به محض فعال شدن موادی شیمیایی به نام سایتوکین آزاد می کنند که باعث تشدید التهاب در یک حلقه بازخورد مثبت می شوند. با تشدید التهاب دستگاه ایمنی یاد می پیرد دشمن را انتخابی تر مورد هدف قرار گیرد.

گلبولهای سفید دستگاه ایمنی خود می توانند با حمله به بافت های سالم تولید کننده التهاب باشند.

بطور معمول التهاب حاد هفت روز پس از حمله اولیه به نقطه اوج می رسد و طی سه روز فروکش خواهد کرد. در همین زمان سلولهایی خاص شروع به درمان زخمها، انتشار سیگنالهای ضدالتهاب و افزایش تولید گلبولهای قرمز جدید و بافت های اتصال دهنده می کنند.

دانشمندان به درستی نمی دانند بدن چگونه تکمه التهاب حاد را خاموش می کند اما گاهی اوقات – مانند وضعیتی که دستگاه ایمنی نتواند یک عفونت را بطور کامل کنترل کند – التهاب متوقف نمی شود. در این حالت التهاب از حالت مفید به مضر خود تبدیل می شود.

اگر التهاب پس از ده روز متوقف نشود به مرحله مزمن وارد خواهد شد.

در التهاب مزمن نوتروفیلها، ماکروفاژها و سایر گلبولهای سفید در موضع التهاب پرسه می زنند. آنها سایتوکین ترشح کرده و باعث تشدید التهاب می شوند. سلولهای التهابی همچنین عوامل رشدی تولید می کنند که تقسیم سلولی را شدت بخشیده و آنزیمهایی مخرب بافت ها تولید می کنند که به نوبه خود سیگنالهای خطر بیشتری ایجاد کرده موجب تداوم این حلقه می شوند.

التهاب مزمن در گستره ای از بیماری ها از جمله آرترید روماتوئید ظرهر می شود که بر مفاصل اثر می‌گذارد. همچنین در سیروز یا زخم شدید کبد و نیز آترواسکلروزیس – پلاکهایی در گلبولهای قرمز که به حمله قلبی منجر می شوند. تکثیر بیش از حد سلولی و جهش هایی که توسط التهاب مزمن القا می شود می توانند محیط بسیار مساعدی برای رشد سرطان ایجاد کنند.

پیشینه درمان التهاب

در گذشته درمان التهاب معطوب به خاموش کردن آن به هر طریق ممکن بود. برای مثال در دهه 1950 دانشمندان آثار ضدالتهابی گروهی از ترکیبات طبیعی به نام آستروئیدها را کشف کردند که از حجم پاسخ ایمنی بدن می کاهند. از آن پس آستروئیدها یک درمان شایع در بیماری های التهاب مزمن مانند روماتیسم شدند. اما آستروئدرها عوارض جنبی مانند افزایش فشار خون، زخم معده و تغییر احوال را در پی دارند. سرکوب دستگاه ایمنی برای کاهش التهاب می تواند بدن را در برابر عفونت ها ضعیف کند. بدین منظور زیست شناسان به دنبال راههای هدفمندتری برای تغییرجهت التهابات مضر از طریق برنامه نویسی مجدد سلولهای ایمنی دخیل در فرایند ایجاد التهاب افتادند.

پژوهشگران چنین یافته اند که عملا دو نوع ماکروفاژ وجود دارد: یک نوع مخرب التهابی که M1 نامیده می شود و نوع دوم به نام M2 که باعث توقف التهاب و تحریک بازسازی بافت ها می شود. آنها توانسته اند با استخراج مونوسیت ها از خون بیماران مبتلا به زخم شدید کبدی (مونوسیت ها سلولهای اولیه سازنده ماکروفاژها هستند) آنها را با استفاده از سیگنالهای شیمیایی به مونوسیت های نوع M2 یا بازسازی کننده بافت ها تبدیل کنند.

وسیله این رویکرد خواهند توانست بازسازی کبدهای آسیب دیده در اثر التهاب را تحریک کنند که به معنی تبدیل التهاب مخرب به التهاب سازنده است. این روش اکنون در مورد 50 بیمار به نتایج امیدبخشی رسیده است.

اما برای درمان مشکل ریشه ای در بیماری های التهابی باید سلولهای بحرانی در هر بافت را شناخت. برای مثال یک نوع سلول فیبروبلاست در بافت ها مسئول التهاب روماتیسمی است در حالی که استئوآرتریتیس (التهاب استخوانی) توسط نوع دیگری فیبروبلاست تحریک می شود. با هدف گیری فیبروبلاست های خاص در هر شرایط بیماری، می توان امید داشت درمان موثری برای این بیماری های التهابی یافت.

یک سلول فیبروبلاست مولد آرترید روماتوئید

در سال 2021 دارویی به نام سلیسیلیب (Selicilib) که تکثیر فیبروبلاست ها در مفاصل را کاهش می دهد، در مرحله 1 درمان بالینی 15 بیمار مبتلا به روماتیسم موثر واقع شد که ممکن است راهی برای درمانهای آینده این بیماری های التهابی باز کند.

منبع: Live Science

هفت معادله‌ ریاضی که جهان را تغییر دادند

معادلات ریاضی پنجره‌هایی یکتا به جهان می‌گشایند. آنها واقعیت را قابل فهم کرده و به ما کمک می‌کنند امور نامشهود را ببینیم. بنابراین شگفتی ندارد که ابداعات جدید در ریاضیات پا به پای پیشرفت ما در فهم عالم گسترش یابند. در این مقاله هفت معادله تاریخی معرفی می‌شوند که در نگرش ما از ریزترین ذرات تا تمامی گستره کیهان انقلابی ایجاد کردند.

منبع: Live Science

نظریه فیثاغورث

یکی از کهن ترین معادلات اصلی مثلثات که همه دانش آموزان در مدرسه یاد می‌گیرند، رابطه میان طول سه ضلع یک مثلث قائم الزاویه است: مجموع مربعات دو ضلع قائم مثلث راست گوشه، برابر مربع ضلع سوم (وتر) است. این معادله از 3700 سال پیش یعنی دوره زندگی بابلیان باستان شناخته شده است.

اعتبار نگاشتن این معادله به شکل امروزین خود، به نام ریاضی دان یونانی فیثاغورس ثبت شده است. نظریه فیثاغورس علاوه بر ساخت و ساز، ناوبری، نقشه کشی و سایر زمینه های مهم، در توسعه نظریه اعداد بسیار موثر  بوده است. در سده پنجم میلادی هیپارکوس متاپونتام خاطرنشان ساخت که وتر یک مثلث راست گوشه با طول ضلع 1، برابر جدر عدد 2 است که عددی ناگویا است. گفته می‌شود هیپارکوس به خاطر این کشف به دریا انداخته شد زیرا طرفداران متعصب فیثاغورس از ابراز وجود اعداد ناگویا که ارقام اعشاری غیرتکراری بی پایان دارند بر آشفته بودند.

قانون دوم نیوتن و قانون گرانش

سر آیزاک نیوتن با کشفیاتی که دنیا را تکان داد مشهور است. در زمره آنها، قانون دوم حرکت است که بیان می‌دارد نیروی وارد بر جسم با حاصل ضرب جرم در شتاب آن برابر است. بسط این قانون همراه با مشهدات دیگر او را به سوی قانون عمومی گرانش در سال 1687 رهنمون شد. G در این قانون یک ثابت بنیادی است که مقدار آن بر اساس تجربیات آزمایشگاهی تعیین شد. از این مفاهیم برای درک بسیاری دستگاه های فیزیکی از جمله حرکت سیارات به دور خورشید و سفر میان آنها با موشک های ساخت بشر استفاده شده است.

معادله موج

با استفاده از قوانین نیوتن، دانشمندان قرن هجده شروع به تحلیل تمامی پدیده های عالم کردند. در 1743 ریاضیدان فرانسوی ژان باپتیست له رون دالامبر معادله ای استخراج کرد که ارتعاشات یک سیم نوسان کننده یا حرکت موج را تشریح می کرد. دراین معادله v سرعت موج و سایر پارامترها توصیف کننده جابجایی موج در یک جهت هستند. با بسط این معادله به دو و سه بعد دانشمندان توانستند حرکت امواج آب، زمین لرزه و امواج صوتی را پیش بینی کنند. این معادله مبنای معادله شرودینگر در فیزیک کوانتم نیز گردید که زیربنای بسیاری از فناوری‌های کامپیوتری است.

معادلات فوریه

اگر حتی نام دانشمند فرانسوی ژان باپتیست ژوزف فوریه را نشنیده باشید کارهای او بر زندگی شما تاثیر گذارده است. معادلات ریاضی ابداع شده توسط او در سال 1822 به پژوهشگران امکان داد داده های پیچیده و آشفته را به ترکیبی از امواج ساده که تحلیلی آنها بسیار آسانتر است فروکاهند. تبدیل فوریه، نمادی بنیادین در زمان خود بود. این ابزار ریاضی در بسیاری از زمین های نوین علوم از جمله پردازش داده، تحلیل تصاویر، نورشناسی، ارتباطات، نجوم و مهندسی کاربرد یافته و توانسته سیستم های پیچیده را به بخش های ساده تر شکسته و قابل تحلیل نماید.

معادلات ماکسول

در اوایل سده 1800 الکتریسیته و مغناطیس هنوز مفاهیم جدیدی بوده و دانشمندان در جستجوی روشی برای تسخیر و لگام زدن به این نیروهای شگفت بودند. دانشمند اسکاتلندی جیمز کلرک ماکسول با انتشار فهرستی از 20 معادله در سال 1864 درک ما از این دو پدیده را بسیار ارتقا بخشید و رابطه میان آن دو را معلوم کرد. این معادلات بعدا به شکل 4 معادله عمومی ترکیب شدند و بنیان الکترونیک در عصر فناوری های نوین را تشکیل می‌دهند.

قانون جرم و انرژی اینشتاین

این معادله کوچک یکی از مشهورترین در دنیای علون نوین است. این معادله که برای اولین بار در 1905 توسط آلبرت اینشتاین بیان شد، بخشی از نظریه ساختارشکن نسبیت خاص بوده و نشان می‌دهد که ماده و انرژی دو جنبه مختلف یک واقعیت هستند. بدون این قانون امکان درک سازوکار تابش انرژی توسط ستارگان و ساختن شتاب دهنده های عظیم ذرات برای درک دنیا یزیراتمی وجود نداشت.

معادلات فریدمن

 

ممکن است ابداع معادلاتی که بتوانند کل کیهان را تعریف کنند بسیار مغرورانه بنظر برسد اما این همان کاری است که فیزیکدان روسی الکساندر فریدمن در دهه 1920 انجام داد. با استفاده از نظریات نسبیت اینشتاین او نشان داد که ویژگی های یک عالم در حال انبساط می توانند با استفاده از دو معادله از زمان انفجار مهبانگ (Big Bang) به بعدتوضیح داده شوند.

این معادلات تمامی ویژگی های عالم از جمله انحنای آن، میزان ماده و انرژی موجود در آن، سرعت انبساط آن و تعداد ثابت های مهم کیهانی را با هم ترکیب می کنند. سرعت نور، ثابت گرانش و ثابت هابل که شتاب انبساط عالم را تعیین می کند از این جمله هستند. مشهور است که اینشتاین ایده عالم در حال انبساط یا انقباض را دوست نداشت اما نظریه نسبیت عام او برپایه اثر گرانش این طور پیش بینی می کرد. او ثابتی به نماد لامبدا به معادلات خود افزود تا با اثر گرانش مقابله کرده و عاملی ایستا نتیجه دهد. در حالی که او این کار خود را بزرگترین اشتباهش نامید، چند دهه بعد ثابت شد چنین ثابتی واقعا وجود دارد و به فرض وجود ماده تاریک در عالم می انجامد که موجبات یک عالم با شتاب انبساطی فزاینده را ایجاب کرده است.