استفاده از یادگیری ماشینی و سیگنالهای گرانشی در آشکارسازی سریع زمین لرزه های بزرگ

منبع ساینس نیوز، 11 می 2022

 

زمین لرزه ای به قدرت 9 ریشتر به سواحل ژاپن در 2011 برخورد کرد و سونامی پس از آن بیشتر ساحل این کشور از جمله شهر اتسیوچی را ویران کرد.

زمین لرزه های بزرگ تنها زمین را حرکت نمی دهند، بلکه در میدان گرانشی زمین تغییراتی با سرعت نور ایجاد می کنند. اکنون پژوهشگران به کامپیوترها آموخته اند که این سیگنالهای خرد گرانشی را شناسایی کنند که نشان دهنده روشی برای استفاده از سیگنالها در تعیین مکان و اندازه یک زمین لرزه بزرگ تقریبا بطور آنی است.

چنین سیستمی می تواند یک مشکل آزارنده در لرزه شناسی را حل کند: چگونه می توان اندازه واقعی یک زمین لرزه را بلافاصله پس از رویداد آن اندازه گیری کرد. بدون چنین توانایی، ارسال سریع و موثر هشدارهای خطر که می توانند نجات جان هزاران انسان را موجب شوند بسیار دشوارتر خواهد شد.

لرزه نگارهای موجود به سختی می توانند در چند ثانیه پس از وقوع زمین لرزه، یک زمین لرزه برای مثال 7.5 ریشتری را از زمین لرزه 9 ریشتری تشخیص دهند. زیرا تخمین های اولیه اندازه زمین لرزه به ارتفاع امواج لرزه ای موسوم به امواج P که زودتر از بقیه به ایستگاه پایش می رسند بستگی دارد. لیکن در مورد زمین لرزه های بسیار نیرومند این امواج P اولیه هنوز ارتفاع واقعی امواج لرزه ای را منعکس نمی کنند که عمل تفکیک میان زمین لرزه های با شدت متفاوت را دشوار می سازد.

اما امواج لرزه نگاری اولین نشانه های یک زمین لرزه نیستند. تمام جرمی که در یک زمین لرزه بزرگ به جنبش در می آید باعث تغییر چگالی صخره ها در مکانهای متفاوت می شود. این تغییر چگالی باعث تغییرات اندکی در میدان گرانشی زمین می شود که به نوبه خود امواج گرانشی کشسانی ایجاد می کند که با سرعت نور در زمین حرکت می کنند، حتی سریعتر از امواج زمین لرزه.

شناسایی این سیگنالها قبلا ناممکن بود. لیکن پژوهشگران در حال تبدیل این امواج گرانشی به یک سیستم هشدار زودهنگام موثر هستند. از آنجایی که این موجک هیا گرانشی بسیار خرد هستند، شناسایی آنها از نویز زمینه ای در داده های لرزه نگاری دشوار است. تنها شش ابر زمین لرزه در سی سال اخیر امواج گرانشی قابل شناسایی تولید کرده اند. لیکن با استفاده از داده های آزمایشی و الگوریتم هیا یادگیری ماشینی دانشمندان توانسته اند سیستمی برای هشدار زودهنگام زمین لرزه های بزرگ ابداع کنند که امید می رود بتواند 5 تا ده ثانیه زودتر از سایر سیستم ها هشدار زمین لرزه را صادر کند.

---

تدریس دروس ریاضیات دبیرستان و دانشگاه

توسط مدرس خصوصی مجرب - کارشناس مکانیک جامدات از دانشگاه تهران

با بیش از 23 سال سابقه تدریس خصوصی ریاضیات

09360771981

---

تکمیل همترازی تلسکوپ فضایی جیمز وب

تلسکوپ فضایی جیمز وب که در فاصله یک و نیم میلیون کیلومتری زمین به دور خورشید می گردد همترازی خود را تکمیل کرد. ناسا برای نشان دادن میزان آمادگی این تلسکوپ تصویری از ابرهای ماژلانی (یک کهکشان اقماری که به دور کهکشان راه شیری می گردد) را با تصویر قبلی گرفته شده توسط تلسکوپ فضایی اسپیتزر مقایسه کرد. در تصویر گرفته شده وسط اسپیتزر (که اکنون از خدمت خارج شده است) لکه های تاری دیده می شود. ولی جیمز وب با ابزار طول موج متوسط تا مادون قرمز خود تصویری بسیار شفاف و با جزئیات بی سابقه از ابرهای ماژلانی و صدها ستاره و کهکشان در پی زمینه آن ثبت کرده است. جیمز وب در ماه جولای کالیبراسیون ابزارهای خود را به انتها رسانده و اولین تصاویر علمی از عمق فضا را به زمین مخابره خواهد کرد، اتفاق هیجان انگیزی که دانشمندان بی صبرانه منتظر آن هستند.

منبع: Live Science

---

دستیار تحقیق در پروژه های دانشگاهی و علمی

محقق و مترجم با بیش از 23 سال سابقه کار

09360771981

---

دستاورد مهمی در تبدیل دی اکسید کربن هوا به سوخت با استفاده از نور خورشید

تابش خورشید که در طول یک ساعت به زمین برخورد می کند تقریبا معادل کل مصرف انرژی انسانهای کره خاکی برای یک سال کامل است. میزان انتشار جهانی دی اکسید کربن نیز بطور پیوسته در حال افزایش است. با استفاده از انرژی خورشید می توان گازهای گلخانه ای را تسخیر کرده و آنها را به سوخت یا مواد شیمیایی مفید تبدیل کرد. سالهاست که بر روی این موضوع تحقیق می شود لیکن نتیجه رضایت بخشی بدست نیامده است. لیکن اخیرا یک تیم پژوهشی بین المللی گام مهمی در این راستا به پیش برداشته است.

این پژوهشگران از یک ماده آلی متخلخل به نام COF -چارچوب آلی کووالان-  استفاده کرده اند. این ماده می تواند نور خورشید را به طرز موثری جذب کند. با افزودن یک ماده کاالیزوری به COF آنها توانسته اند بدون انرژی اضافی دی اکسید کربن را به مونواکسید کربن تبدیل کنند.

تبدیل به مونواکسید کربن به دو الکترون اضافی نیاز دارد. فوتونهای نور آبی دارای الکترونهای دراز عمرتری با سطح انرژی بالا هستند و توسط آنها می توان COF را با الکترونها برای تکمیل یک واکنش شارژ کرد.

در آینده از این کشف می توان برای ساخت واحدهای بزرگتری در سطح جهانی استفاده کرد که بتوانند با استفاده از انرژی خورشید دی اکسید کربن موجود در هوا را جذب کرده و آن را به سوخت یا مواد شیمیایی دیگر تبدیل کنند. این می تواند یکی از راههای مقابله با بحران فزاینده آب و هوایی در سطح جهان باشد.

منبع:

Science Daily

https://www.sciencedaily.com/releases/2022/02/220216103024.htm

---

تدریس دروس ریاضی دبیرستان و دنشگاه

توسط مدرس خصوصی مجرب

09360771981

---

ایستگاه فضایی بین المللی در سال 2031 سقوط خواهد کرد.

مطابق اعلام سازمان فضایی ناسا، ایستگاه فضایی بین المللی تا سال 2030 به عملیات خود ادامه داده و سپس در 2031 به درون اقیانوس اطلس سقوط خواهد کرد. محل سقوط آن نقطه نمو است که دورترین فاصله را نسبت به زمین در این اقیانوس دارد.

بسیاری از ایستگاه های فضایی از جمله ایستگاه میر (2001) در این نقطه سقوط کرده اند.

ناسا همچنین گفته است که در آینده فعالیت های فضایی در نزدیک زمین توسط شرکتهای  تجاری خصوصی انجام خواهد شد.

ایستگاه فضایی بین المللی از سال 1998 در مدار قرار گرفته و از سال 2000 پذیرای فضانوردان بوده است. تاکنون بیش از 3000 مطالعه پژوهشی در آزمایشگاه ریزگرانشی آن به انجام رسیده است.

ناسا بر این باور است که با برونسپاری فعالیت های فضایی نزدیک زمین به شرکتهای تجاری بخش خصوصی حدود 3.1 میلیارد دلار در هزینه هایش صرفه جویی خواهد شد و این میزان می تواند برای اکتشافات فضاهای دورست بکار رود.

فضاپیمای SpaceX الان ماسک در حال اتصال به ایستگاه فضایی بین المللی

---

تدریس دروس ریاضیات دبیرستان و دانشگاه

توسط مدرس خصوصی مجرب

ریاضی عمومی - معادلات دیفرانسیل -  محاسبات عددی

ریاضیات مهندسی - آمار و احتمالات

09360771981

---

منبع:

https://news.yahoo.com/international-space-station-crash-down-154547296.html

نگرانی دانشمندان از فروریزش یخچال روز قیامت

یخچال روز قیامت واقع در غرب قاره قطب جنوب که ابعادی به  اندازه ایالت فلوریدای آمریکا دارد، در آستانه فروریزش است. ذوب این یخچال عظیم که نام آن توایتس (Thwaites Glacier) است می تواند شهرهای ساحلی در سراسر دنیا را تهدید کند.

یخچال توایتس در قطب جنوب به نام یخچال روز قیامت خوانده می شود. هم اکنون این یخچال عظیم در آستانه لغزیدن به داخل اقیانوس است زیرا پوسته یخی نگهدارنده آن نشانه هایی از ترک هایی از خود بروز داده که می توانند در دهه آینده رشد کرده و باعث لغرش یخچال به داخل اقیانوس و ذوب کامل آن شوند. این رویداد می تواند سطح آب دریاها را تا چند متر بالاتر ببرد.

در ژانویه 2020 دانشمندان اعلام کردند در زیر توایتس آب گرم کشف شده است که می تواند ذوب این یخچال با مساحت 190 هزار کیلومتر مربع را تسریع کند. یخ های فرو ریخته از این یخچال به داخل دریای آموندسن واقع در غرب قاره قطب جنوب تاکنون مسئول بیش از 4 درصد افزاش سطح آب دریاها بشمار آمده اند.

اما طی نشستی با اتحادیه جغرافیای آمریکا در روز دوشنبه هفته پیش، دانشمندان اعلام کردند که پوسته یخی شرقی نگهدارنده یخچال دارای ترکهایی است که بسرعت رشد می یابند و می تواند باعث فروریزش آن در طی سه تا پنج سال آینده شده و شروعی بر پایان عمر این یخچال عظیم باشد.

شکستن پوسته یخی محافط یخچال می تواند آن را در معرض آب گرم اقیانس قرار داده و باعث ذوب میلیونها کیلومتر مکعب یخ قطبی شود. ذوب یخچال توایتس می تواند سطح آب دریاها را تا 60 سانتی متر بالاتر برد. اما اگر سایر یخچالهای قطبی را به دنبال خود بکشد ممکن است سطح آب دریاها در دهه های بعدی تا 3 متر بالاتر رود. بدین ترتیب بسیاری از شهرهای ساحلی دنیا به زیر آب فرو خواهند رفت.

منبع: Yahoo News

---

تدریس خصوصی ریاضیات دبیرستان و دانشگاه

توسط مدرس مجرب

09360771981

---