| تبليغات | X |
اکنون بسیاری از انسان ها این را باور دارند که اجرامی که در گذشته ثابت پنداشته می شده اند ( و به همین خاطر ثوابت نام گرفته اند ) ، در حقیقت ثابت نیستند ، بلکه با سرعت های بسیار زیادی در فضا در حرکت اند . ولی این که ما آن ها را نسبت به یک دیگر ثابت می بینیم ، به دلیل فاصله ی بسیار زیاد آن ها از یک دیگر ( و از ما ) ، و نیز زمان کمی ( در مقیاس نجومی ) است که ما آن ها را رصد می کنیم .
بشر چگونه این سرعت بسیار زیاد را اندازه می گیرد ؟
در این درس به این موضوع می پردازیم .
سرعت واقعی یک ستاره در فضا ( که آن را سرعت فضایی می نامند ) از روی دو مؤلفه ی آن تعیین می شود :
1) مؤلفه ی سرعت ستاره که در راستای خط دید ناظر است و سرعت شعاعی نام دارد .
2) مؤلفه ی سرعت ستاره که عمود بر خط دید ناظر است و سرعت مماسی ( ظلی ) نامیده می شود .
سرعت شعاعی :
بنابر اصل دوپلر ، طول موج های طیف چشمه ی نوری که به ما نزدیک می شود ، کوتاه می گردد .
تغییر هر طول موج که با Δλ نمایش داده می شود ، از فرمول زیر به دست می آید :
Δλ = λ * ( v / c )
λ : طول موج اصلی نور رسیده از ستاره
v : سرعت نسبی نزدیک شدن ستاره
c : سرعت نور
|نکته| همین فرمول را می توان در مورد دور شدن ستاره هم به کار برد ، که در این مورد تغییر طول موج به سمت طول موج های بلند تر است . خطوط طیف به جای آن که در جای عادی خود بر طیف بنشینند ، در محل های جدیدی پدیدار می شوند . محل های جدید خطوط ( در زمانی که ستاره از ما دور می شود ) ، همگی به انتهای طیف سرخ نزدیک ترند .
در این نوع کار عملاً از روش های عکس برداری استفاده می شود . از دو طیف به طور هم زمان ، روی یک صفحه ی عکاسی ( یکی بالای دیگری ) عکس گرفته می شود . طیف ستاره ی مورد مطالعه در کنار طیف مقایسه که معمولاً طیف آهن است گذاشته می شود . اگر ستاره هیچ سرعت شعاعی نداشته باشد ، خطوط آهن طیف ستاره بر خطوط طیف مقایسه منطبق خواهند بود یعنی ترتیب این خطوط در هر دو طیف ، الگوی مشابهی خواهند داشت .
در مورد ستاره ای که سرعت شعاعی داشته باشد ، خطوط جابجا خواهند شد و مقدار این جابجایی Δλ ، برای هر طول موج λ ، مستقیماً از روی عکس به دست می آید . با گذاشتن این مقادیر در فرمول دوپلر ، سرعت شعاعی ستاره به دست خواهد آمد .
سرعت ظلی :
سرعت ظلی ستاره را حرکت عرضی آن نیز می گویند که 
اشاره ی آن به سرعت ستاره در صفحه ی عمود بر خط دید است . سرعت ظلی را نیز معمولاً بر حسب کیلومتر بر ثانیه بیان می کنند .
از ضرب کردن سرعت زاویه ای ستاره در فاصله ی آن به دست می آورند . معمولاً سرعت زاویه ای را حرکت خاص می نامند و مقادیر آن را بر حسب ثانیه ی قوس در سال بیان می کنند .
حرکت خاص :
بیش تر ستارگان به اندازه ای دورند که حرکت خاص قابل سنجشی از خودشان نشان نمی دهند . از 25000000 ستاره ای که تا کنون بررسی شده اند ، کم تر از 3/1 یک درصد ( 0.33 درصد ) قراینی دال بر حرکت نشان داده اند .
کار مطالعه ی چنین تعداد زیادی ستاره ، با استفاده از روش عکسبرداری همراه با نوعی میکروسکوپ که میکروسکوپ چشمک زن بسیار ساده تر شده است .
عکس ها از نواحی وسیعی از آسمان به فواصل زمانی سی سال گرفته می شود ، سپس دو عکس در میکروسکوپ وجود دارد که متناوباً و به سرعت یکی از عکس ها و سپس دیگری را روشن می کند . ستارگانی که در این سی سال به اندازه ی 6 ثانیه ی قوس حرکت کرده باشند ، به نظر می آید که چشمک می زنند در حالی که دیگر ستارگان پایدار می مانند .
سرعت فضایی ستاره
با داشتن سرعت شعاعی و سرعت ظلی یافتن سرعت فضایی ستاره آسان است . این سرعت برابر قطر مستطیلی است که سرعت های شعاعی و ظلی اضلاع آن اند . با نگاه به شکل و رابطه ی فیثاغورس داریم :
a2 = b2 + c2
|a| = |√( b2 + c2 )
تلسکوپ یا اختربین وسیلهای است برای دیدن اجرام فضایی دور بصورت واضح و دقیق به بیان بهتر تلسکوپ ها ابزاری هستند که به کمک آن ها می توانیم اجرام (نجومی) را پرنور تر و واضح تر و بزرگ تر ببینیم .
پرنور تر نشان دادن بستگی به توان جمع آوری نور تلسکوپ ، واضح تر نشان دادن بستگی به توان تفکیک تلسکوپ و بزرگ تر نشان دادن بستگی به توان بزرگنمایی آن دارد .
تلسکوپ ها به دو گونه دسته بندی می شوند : 1) تلسکوپ های اپتیکی 2) تلسکوپ های رادیویی ؛ تلسکوپ های اپتیکی خود به دو دسته ی شکستی و بازتابی جدا می شوند .
تلسکوپ های شکستی (گالیله ای) : اغلب گالیله را نخستین کسی میدانند که از تلسکوپ برای مشاهدات نجومی بهره گرفت . به همین دلیل این نوع تلسکوپ را گالیله ای نیز می نامند . بزرگنمایی در این تلسکوپها بر اساس یک عدسی که در جلوی دهنه تلسکوپ قرار دارد انجام میگیرید و روش استفاده شده در آنها مانند دوربینهای دوچشمی معمولی است. هزینه این تلسکوپها در سطوح حرفهای عموماً بسیار بیشتر از مدلهای دیگر است، و کیفیت بهتری نیز ارائه میکنند.
|تمرین| با دانستن این نکته که قطر عدسی چشم انسان 8 میلی متر است و انسان قادر است تا قدر 6 را با چشم برهنه (غیر مسلح) ببیند ، محاسبه کنید یک تلسکوپ با عدسی 8 سانتی متر تا چه قدری را نشان می دهد . (راهنمایی : به درس ششم و فرمول قدر و درخشندگی توجه کنید ! m1=6 , I2=0.01*I1)
تلسکوپ های بازتابی : تلسکوپ های بازتابی ، همان گونه که از نام آن ها بر می آید ، توسط بازتاب نور توسط یک آینه تصویر را نشان می دهند . این تلسکوپ ها به دو گونه ی نیوتنی و کاسگرین دسته بندی می شوند .
تلسکوپ های نیوتنی : بزرگنمایی در این تلسکوپها بر اساس یک آینه ی مقعر انجام میشود که روی آن پوششی از آلومینیوم دارد . پوشش آلومینیومی باعث میشود 
که اکسیده شدن آن باعث از بین رفتن قابلیت بازتاب آینه نشود . در بعضی دیگر از تلسکوپها از نقره استفاده میشود سپس روی آن پوششی قرار میگیرد که اکسیده نشود . روش کارکرد این تلسکوپهای نیوتونی بدین صورت است که ابتدا پرتوها وارد تلسکوپ میشوند ، سپس توسط آینه ی کاو (مقعر) اصلی به نزدیکی دهانه ی تلسکوپ باز میگردند ، و از آنجا توسط یک آینه یا منشور به سمت چشمی تلسکوپ بازتابیده میشوند . این تلسکوپها عموماً قیمت مناسبی نسبت به نوعهای دیگر دارند ، و استفاده زیادی از آنها ببه ویژه در نجوم آماتوری میشود . تلسکوپهای نیوتونی عموماً طول بلندی دارند ، هم چنین پس از مدتی نیاز به تمیز کردن آینه ، و پس از آن بسته به کیفیت روکش آلومینیوم آینه ، نیاز به تجدید روکش دارند.
تلسکوپ های کاسگرین : تلسکوپهای نیوتنی عموماً بلند هستند ، و هنگامی که اندازه آینه ی اصلی آنها بزرگتر میشود ، طول تلسکوپ بسیار زیاد میشود . برای حل این مشکل از روشی به نام کاسگرین استفاده میشود . در این روش، مرکز آینه ی کاو (مقعر) اصلی تلسکوپ توسط تکنولوژی خاصی سوراخ شده ، و چشمی در پشت تلسکوپ (و پشت آینه ی کاو اصلی) قرار میگیرد . همچنین آینه یا منشور جلوی تلسکوپ که پرتوهای نور را به سمت بدنه ، یه چشمی هدایت میکرد ، اکنون تنها پرتوها را به صورت مستقیم به آینه ی اصلی بازتاب میکند . در این روش به دلیل اینکه پرتوها طول تلسکوپ را دوبار طی میکنند ، طول تلسکوپ به نصف کاهش مییابد . از روش کاسگرین در لنزهای آینهای دوربینها نیز استفاده میشود .
توان های تلسکوپ :
توان جمع آوری نور B ∞ D²
توان تفکیک θ = 12.5 / D (قطر شیئی θ ، D بر حسب ثانیه ی قوس)
بزرگنمایی fo/fe = بزرگنمایی (شیئی e : eye , چشمی o : object)
ـــــــــ عیوب تیسکوپ های اپتیکی ـــــــــ
عدسی ها :
عیب رنگی : همان گونه که می دانیم ، نور سفید از نورهایی با طول موج های گوناگون تشکیل شده است ؛ به همین دلیل نور پس از شکست و گذر از عدسی می شکند و دقیقاً در یک نقطه به هم نمی رسند و تصویر واضحی تشکیل نمی شود . برای برطرف کردن این عیب از ترکیب کردن عدسی ها به گونه اس استفاده می کنند که اثر شکستی یکدیگر را خنثی کنند .
عیب کروی : اگر سطوح عدسی بخشی از یک دایره باشند ، پرتوهای نور دقیقا در یک نقطه همدیگر را قطع نخواهند کرد و تصویر واضح و شفافی ایجاد نمی شود . به همین منظور سطوح عدسی ها را بخشی از سهمی می سازند .
آینه ها :
عیب کروی : مانند عیب کروی عدسی ها چون آینه بخشی از یک دایره است ، پرتو هایی که از نقاط بسیار دور (بی نهایت) به آینه می رسند ، دقیقاً یک دیگر را در کانون قطع نمی کنند و تصویر شفافی ایجاد نمی شود .
برای رفع این مشکل از دو روش استفاده می کنند :
1) استفاده از آینه های سهموی یا شلجمی (سهمی شکل که پرتو ها دقیقاً بر کانون منطبق گردند)
2) استفاده از تیغه ی تصحیح کننده : در بسیاری از تلسکوپهای امروزی ، برای رفع مشکلات و خطاهای نوری که بخاطر نوع تراش آینه به وجود میآید ، در دهانه ی تلسکوپ تیغه ی باریکی قرار میگیرد که کار تصحیح این خطا را بر عهده دارد و بر اساس تراش و خطای آینه ساخته میشود .
|یاد آوری| نامی که همراه کاسگرین برای این گونه تلسکوپ ها می آید ، مربوط به تیغه ی تصحیح کننده ی به کار رفته در آن است . برای نمونه تلسکوپ اشمیت-کاسگرین به تلسکوپی گفته می شود که از تیغه ی اشمیت در آن استفاده شده باشد . این روش معمولاً برای تلسکوپ های 8 اینچ به بالا به کار می رود .
تلسکوپ های رادیویی
این تلسکوپ ها در محدوده ی امواج رادیویی فعالیت می کنند و بر اساس امواج رادیویی که دریافت می کنند داده های زیادی را برای ما آشکار سازی می نمایند . برای نمونه ستاره های در حال تولد ، خورشید ، کوازارها ، ستاره های نوترونی ، طوفان های سیاره ای و ... با استفاده از تلسکوپ های رادیویی قابل مشاهده اند . هم چنین توسط تلسکوپ های رادیویی نقشه ی کهکشان راه شیری تهیه شده است (با استفاده از بازتاب امواج رادیویی) .
|یاد آوری| اگر دو تلسکوپ رادیویی را در فاصله ی مشخصی از هم با طول سیم معینی قرار دهیم و سیم آن ها را با هم اتصال دهیم ، توان آن ها به همان نسبت افزایش پیدا می کند ، ولی میزان امواج دریافتی آن ها نسبت به تلسکوپ رادیویی دیگری با قطر فاصله ی آن ها کم تر است .
|یاد آوری| بزرگ ترین تلسکوپ رادیویی کنونی زمین معروف به گوش بزرگ در دره ای در قرار گرفته است .
 |
|
 |
مارينر4، اولين فضاپيمايي بود كه در سال 1965 به مريخ رسيد. نخستين فضاپيما در سال 1971 در مدار مريخ قرار گرفت. اولين فضاپيما در سال 1976،روي مريخ نشست
|
فضاپيما |
تاريخ |
ماموريت |
|
مارينر4 |
1965 |
پرواز درارتفاع پايين: فرستادن عكس |
|
مارينر6 و7 |
1969 |
پرواز درارتفاع پايين: بررسي اتمسفر |
|
مارينر9 |
1971 |
دوار: نخستين فضاپيماي نقشه برداركه حول سياره ديگري مي چرخيد |
|
وايكينگ 1 و2 |
1976 |
فرودي: عكسهاي سطحي، بررسي بيوشيمي خاك. دوار: نقشه برداري از مدار |
|
فوبوس2 |
1989 |
دوار: عكسهايي از فوبوس |
|
ردياب مريخ |
1997
|
فرودي: (نخستين فضاپيماي فرود آمده مجهز و قوي)، حامل فضانوردان، بررسي مريخ با استفاده از وسيله نقليه تجزيه كننده سنگ |
|
نقشه بردار جهاني |
1997 |
دوار: بررسي عوارض سطحي،اتمسفر و ويژگيهاي مغناطيسي |
|
فضاپيماي بررسي اقليم مريخ(ناسا) |
1998 |
دوار: مطالعه آب و هوا و اقليم مريخ |
|
فضاپيماي بررسي قطب مريخ(ناسا) |
1999 |
فرودي: مطالعه خاك و هواي نزديك قطب جنوب |
|
نقشه بردار مريخ2001(ناسا) |
مارچ2001 |
دوار: مطالعه مدار مريخ، آزمايش تكنيكهاي گسيختگيهاي هوايي، و نصب ايستگاه تقويت ارتباط براي فرودهاي آتي (به بخش بعدي رجوع شود) |
|
نقشه بردار مريخ2001(ناسا) |
آوريل 2001 |
فرودي: انتقال مواد به سطح براي ادامه مطالعه سطح مريخ |
|
قشه بردار مريخ2003(ناسا) |
2004-2003 |
دوار: مطالعه مريخ از مدارو پياده كردن ايستگاه تقويت ارتباط براي فرود(به بخش بعدي رجوع شود) |
|
نقشه بردار مريخ2003(ناسا) |
2004-2003 |
فرودي: انتقال مواد به سطح براي ادامه مطالعه سطح مري |
سفينه فضائی Mars Express به 5.5 ميليون کيلومتری مريخ رسيده و اولين تصوير را از مريخ به زمين ارسال کرده است. اين سفينه مجهز به يک دوربين فضائی استريو با دقت بالا (High Resolution Stereo Camera) می باشد که برای اولين بار بکار گرفته شده و می تواند تصاوير سه بعدی از سطح مريخ بگيرد. بخاطر خيل عظيم e-mail های دريافتی از نقاط مختلف دنيا، مسئولين موسسه تحقيقات فضائی اروپا (ESA) موافقت کرده اند که عکسهای جديدی نيز بوسيله همين دوربين از عارضه سطحی معروف به صورت روی مريخ بگيرند تا جزئيات بيشتری از آن معلوم شود. با وجود اينکه قبلاً سفينه Mars Global Surveyor تصاوير نسبتاً دقيقی از "صورت روی مريخ" گرفت که به عقيده خيلی از دانشمندان نشان داد اين تنها يک تپه قديمی است که بر اثر جهت خاص تابش نور مثل صورت آدم ديده می شود ولی هنوز خيلی ها معتقدند که کاسه ای زير نيم کاسه است و حقيقت چيز ديگری است.
۱) جهان هستی چگونه برپاست؟
ما به جایی رسیدهایم که که بدون حل کردن برخی از مشکلات و مسایل فیزیک، نمیتوانیم در مورد حقایق و پدیدههای جالب و شگفتانگیز دیگر فیزیکی، اطلاعات بیشتری کسب کنیم. برای درک مفاهیمی مثل خاستگاه و بنیاد جهان هستی، سرنوشت نهایی سیاهچالههای فضایی یا امکان سفر در زمان، نیاز داریم که بدانیم جهان هستی چگونه ادامهی حیات میدهد.
هماکنون یک ایدهی خوب در ذهن ما هست که میتواند منتج به کشف حقیقت و بنیاد هستی شود. علم فیزیک در قرن بیستم بر پایهی انقلابهای دوگانهی مکانیک کوانتومی (تئوری ماهیت جسم) و نظریهی معروف اینشتین در مورد فضا، زمان و جاذبه معروف به نسبیت، بنا شده است. اما وقتی شما به دو تعریف نهایی از واقعیت دست پیدا میکنید زمانی که تنها یک واقعیت را موجود میبینید، این راضیکننده نیست.
تلاش برای یگانهسازی این دو تئوری، موانع تکنیکی فنی و مفهومی وحشتناکی را بر سر راه بهترین نظریهپردازان فیزیک در طول دهههای گذشته قرار داده و آنان را به چالش کشیده است. برای مثال از آنجایی که جاذبه، خودش را به عنوان یک عامل ایجاد انحراف در فضای چهاربعدی زمان-مکان معرفی میکند، پذیرش نظریهی کوانتومی در مورد جاذبه ایجاد مشکل میکند. از یک جهت، این به معنای پذیرش شک و تردید هایزنبرگ در مورد فرضیات موجود راجع به زمان – مکان به شکل فینفسه است که قطعاً مشکلساز خواهد بود.
اما ممکن است این تردیدها، یک معنای دیگر هم داشته باشند و آن به معنای وجود یک مشکل در رابطه با گرایش و رویکرد ما نسبت به قضیه است. شاید ما نباید مفهوم جاذبه را به تنهایی بررسی کنیم. اکثر تلاشهایی که برای یکسانسازی نظریات موجود در مورد جاذبه انجام شدند، خود منجر به این گشتند که تعریف کیفیت و کمیت جاذبه، وارد یک بحث و میدان جدید شود که به ناچار همهی نیروهای طبیعت مانند همهی اجزای زیراتمی را به یک چارچوب تئوریک محدود میکند. این ایدهیی است که برخی از فیزیکدانها آن را "تئوری همهچیز" میخوانند.
نظریهی جدیدی که در حال حاضر مطرح میشود، نظریهی "فرا-رشتهیی" است که به وجود حلقههای کوچک و ریز رشتهیی اتمی به عنوان سازندهی همهی مواد حکم میدهد. فرضیهی دیگری که وجود دارد و به تئوری ام مشهور است هنوز کمی پیچیده و مبهم به نظر میرسد و میتواند به عنوان لایهیی که در ابعاد وسیعتر فضایی حرکت دارد، تصویر شد. اما مرحله و روند پیشرفت در این نظریهها در بهترین حالت، اینگونه جمعبندی میشود که هیچ کس دقیقاً به یاد نمیآورد وجود حرف "M” در نظریهی ام، دقیقاً به چه دلیلی است و چه واژهیی را تداعی میکند. راه درازی در پیش است...
۲) آیا "ضدجاذبه"ی اینشتین واقعاً یک اشتباه بود؟
اینشتین، ضدجاذبه را بزرگترین اشتباه خود میشمارد. اما به نظر میرسد که او با اضافه کردن یک نظریهی ضدجاذبه به فرضیهی نسبیت خود که آن را شرط فلسفهی انتظام گیتی میخوانند، کار درستی انجام داده است.
این شرط اضافه در فرضیهی نسبیت، به فضا یک خاصیت تدافعی نسبت میدهد به این معنا که فضا خودش را دفع میکند، گستردهتر میشود و هرچه سریعتر این روند افزایش گستردگی ادامه مییابد. اینشتین این عامل به ظاهر بیارزش را اضافه کرد چرا که تصور میشد جهان هستی ثابت است و بیحرکت. در نتیجه نیاز بود تا نیرویی وجود داشته باشد و قدرت کشش جاذبهیی زمین را بالانس و دچار تعادل کند که مواد موجود بر روی زمین، کوچک و کوچکتر نشوند.
اما در دههی ۱۹۲۰، ادوین هابل کشف کرد که جهان هستی خود به خود در حال گسترش و افزایش است. در نتیجه اینشتین نیز نظریهی "تعادل انتظامی گیتی" را به دلیل ترس، پس گرفت!
اما به نظر میرسد این ایده نباید محو شود. نظریهی کوانتومی میدانها، ثابت میکند که حتی فضاهای خالی نیز با انرژی زیاد در حال طغیان و جنب و جوش هستند. در واقع همان تاثیر جاذبهیی g=۱۰ که نظریهی ضدجاذبهی اینشتین را توصیف میکند. این نظریه در مورد قدرت دافعه (که در مقابل جاذبه مطرح میشود) مقداری گنگ و مبهم است اما به آن یک ارزش تخمینی میدهد.
تقریباً ۱۰ سال پیش، فضانوردان متوجه شدند که سرعت گسترش ابعاد جهان هستی در حال افزایش است و در نتیجه نظریات آزمایش خود در مورد نیروی ضدجاذبه را مطرح کردند. در عین ناباوری و سرگردانی فیزیکدانها هم این فضانوردان، قدرت ضدجاذبه را شامل ۱۲۰ نیرو دانستند که ۱۰ بار از مقدار پیشبینیشدهی قبلی کوچکتر است.
این نتیجه، بسیار گمراهکننده و عجیب است. اگر تعادل برقرار شده میان جاذبه و دافعه، مقداری برابر با صفر بود، در نتیجه یکی از قوانین عمیق و مهم طبیعی در موردش صدق میکرد اما یک عدد غیرصفر که تازه با تئوری ابتدایی نیز غیرقابل مقایسه شناخته شده را نمیشود تعبیر کرد.
برای وخیمتر کردن شرایط، کیهانشناسان به ایدهیی علاقهمند شدند که نیروی دافعهی بسیار قوی و بزرگی در اولین مرحلهی تفکیک پس از انفجار بزرگ یا Big Bang را مطرح میکند چرا که این نظریه، سناریوی جذاب و محبوب مربوط به زمین غیرمسطح و در حال افزایش حجم را تایید میکند. با توجه به این تئوری، جهان هستی پس از تولد و شکلگیری، با سرعتی غیرقابل باور توسط یک عامل قدرتمند و عظیم، تغییر حجم داد و این نیرو را قدرت ضدجاذبه یا دافعه ایجاد نمود.
در نتیجه اگر بخواهیم دلیل و برهانی بر این افزایش حجم سریع و روزافزون بیابیم، به نظریهیی نیاز داریم که توضیح دهد چرا ضدجاذبه در ابتدا بسیار قوی و شدید بود، سپس با شتاب و سرعت کاهش مقدار پیدا کرد و سپس به مقداری در حوالی صفر رسید. به عبارت دیگر، ما میخواهیم بدانیم که چرا نیروی ضدجاذبه، تقریباً در اولین فازهای شکلگیری جهان هستی حذف و محو شد اما به طور کلی از بین نرفت؟
یک احتمال این است که نیرو بر اثر گذشت زمان، محو میشود. احتمال دیگر میتواند این باشد که نیرو در فضا تغییر میکند و در نتیجه ممکن است از ورای دوربین تلسکوپهای ما، همه چیز بسیار بزرگتر از آنچه هستند نشان داده شوند. اگر اینگونه است، در نتیجه هر جسمی در آن منطقه، با سرعت در کهکشانها و ستارههای دیگر پخش و متلاشی میشد و در نتیجه اصلاً هیچ ناظری نمیتوانست حضور داشته باشد تا نیرو را اندازه بگیرد.
آنچه که ما نیاز داریم، یک تئوری است که قدرت نیروی دافعه یا ضدجاذبه را به اندازهی بخشی از قدرت همهی نیروهای موجود در طبیعت برای ما تعریف کند. متاسفانه به نظر نمیرسد که تئوریهای موجود مثل تئوری فرارشتهیی یا تئوری "ام"، این میزان خاص را مشخص کنند و مقدار کمی که باقی میماند هم همچنان ناشناخته و اسرارآمیز خواهد بود. در نتیجه باید دوباره به سوال یک رجوع کنیم!
۳) چرا ما در سه بعد زندگی میکنیم؟
آیا اینکه زمین ما سه بعد دارد، اتفاقی است یا باید برایش دنبال یک تعبیر عمیقتر گشت؟ بعضی از تئوریسینها معتقدند که فضای به وجودآمده بر اثر انفجار بزرگ، تنها به صورت اتفاقی از سه بعد تشکیل گشت و ممکن است قسمتهای دیگری از جهان هستی وجود داشته باشند که ابعادشان متفاوت باشد.
مثلاً هیچ دلیل منطقی نمیتوان یافت برای پاسخ به این سوال که چرا مثلاً جهان هستی فقط دو بعد ندارد. چندصد سال پیش، ادوین آبوت اثری به نام "زمین مسطح" نوشت که در آن جهانی دوبعدی را تصویر کرد. جهانی که در آن اجسام و موجودات حیات خود را تنها بر روی "سطح" ادامه میدادند. اما فیزیک جهان دوبعدی با فیزیک جهان ما بسیار متفاوت خواهد بود. برای مثال در فضای دو بعدی، امواج به شفافیت انتشار در فضای سه بعدی، پخش نمیشوند و باعث ایجاد انواع مشکلات در سیگنالرسانی و انتقال اطلاعات میگردند. و نیز از آنجایی که زندگی آگاهانه، به فرآیند انتقال درست و صحیح اطلاعات بستگی دارد، در نتیجه این تفاوتها کافی خواهند بود برای اینکه مشاهدات ما را تنها در حد مناطقی ناشناخته محدود نگاه دارند.
تصور کردن فراتر از سه بعد نیز مشکلات مختلفی به همراه خواهد داشت. در چنین حالتی، سیستمهای نجومی و سیارهیی غیرممکن میشوند چرا که عکس قانون جاذبه یعنی قانون قدرتهای افزایشی به وجود خواهد آمد. در نتیجه به نظر میرسد که جهان سه بعدی تنها جهانی است که وجود دارد و فیزیکدانها میتوانند دربارهاش بنویسند. اما نکات ریزی وجود دارد که باعث میشود این فرضیه با شک و تردید همراه باشد.
شاید فضا سه بعدی نیست و تنها اینگونه برای ما نشان داده میشود. شاید فضا ۹ یا ۱۰ بعد دارد و حتی ابعاد بیشتر! برخی از تئوریهایی که قصد یکپارچهسازی نیروهای طبیعت را دارند مانند فرضیهی فرا-رشتهیی، امکان وجود تعداد ابعاد بیشتری نسبت به آنچه که ما میبینیم را رد نمیکنند.
دلیلشان نیز این است که بسیاری از معادلاتی که برای توصیف وضعیت موجود به کار میروند، با در نظر گرفتن تعداد بیشتر ابعاد، نتایج بهتری میدهند! در نتیجه نمیتوان آن را کاملاً بیمعنی دانست. ابعاد اضافی فضا، سابقهی حل بسیاری از مشکلات و مسایل حلناشدنی فیزیک را دارند. برای مثال اینشتین برای توصیف کردن جاذبه، به یک بعد اضافی نیاز داشت و آن، زمان بود. و تئودور کالوتزا نیز یک بعد به سه بعد اثبات شده اضافه کرد چرا که میخواست نظریات جاذبه را با فرضیات ماکسول در مورد الکترومغناطیس، همگون سازد.
مطمئناً ما نمیتوانیم بعد چهارم را ببینیم اما این هم احتمالاً یک دلیل دارد. این بعدهای اضافه، میتوانند بسیار کوچک و فشرده شوند. یک لولهی پلیمری آب را از دور در نظر بگیرید. مانند یک خط دراز و معوج به نظر میرسد. از یک بعد نزدیکتر آن را نگاه کنید. به شکل تیوب یا لوله دیده میشود. اما آنچه که در حقیقت این لوله را میسازد، یک سطح دایرهیی شکل کوچک است که دور محیط لوله چرخیده است. به طور مشابه، بعد چهارم نیز میتواند چنین لولهیی باشد که دور فضای سهبعدی میچرخد اما آنقدر کوچک است که دیده نمیشود.
در نتیجه تصور کردن ابعاد بسیار زیادتری که اینگونه در فضا پنهان شدهاند، به راحتی ممکن است. اما متاسفانه نظریهی فرا-رشتهیی هنوز دقیقاً سه بعد گشودهشده را تایید نمیکند در نتیجه برای تصور ما نسبت به جهان هستی هم تعریف درستی نمیتوان ارایه داد.
اما برای تصور کردن یک بعد جدید، راههای دیگری هم هست. فرض کنید نیروهای فیزیکی بتوانند نور و جسم را به یک صفحهی سهبعدی مسطح یا ورقیشکل تقلیل دهند و محدود کنند در حالی که به برخی پدیدههای دیگر فیزیکی اجازه میدهند تا وارد بعد چهارم شوند. ساکن شدن سطوح دو بعدی به جای اجسام سهبعدی در فضاهای مشخص باعث میشود تا هر جسم و پدیدهیی به شکل طرح و نقشهاش نشان داده شود. مثلاً ما یک توپ کرهیی شکل را به صورت دایره ببینیم! به طریق مشابه، ممکن است ادعا شود که ما در حال حاضر تنها تصویری سه بعدی از اجسام و مفاهیمی را میبینیم که در واقع چهاربعدی هستند.
اما فضای "سه لایهیی" ما میتواند تنها در چهار بعد نیز محدود نشود. لایههای قابل کشف دیگری نیز میتوانند وجود داشته باشند که در فضای چهاربعدی حضور دارند. اثبات این فرضیه، انجام آزمایشهایی تازه را میطلبد که وجود بعد چهارم را نیز به ما نشان دهد. اما این نظریه وجود دارد که برخورد لایههای چندبعدی در مقیاسهای اینچنینی میتواند به تکرار شدن "انفجار بزرگ" منجر گردد در نتیجه حضور ما بر روی کرهی زمین شاید اصلاً موید همین مطلب باشد که فضا واقعاً سهبعدی نیست!
۴) آیا سفر در زمان امکانپذیر است؟
شاید سوال یک نیز بازگویی همین سوال باشد. ماهیت جسم و جاذبهی کوانتومی را فراموش کنید. شاید این سوال را هر کسی دوست دارد که پاسخ دهد. سفر در زمان به یک موضوع علمی – تخیلی مورد علاقه و جذاب برای مردم تبدیل شد پس از اینکه اچ.جی. ولز، رمان نوگرایانه و جالب خود با نام "ماشین زمان" را نوشت. اما هرآنچه که اینجا مطرح شده، لزوماً علمی – تخیلی نیست. برای مثال سفر در زمان به سوی آینده، یک واقعیت علمی پذیرفته شده است. تئوری نسبیت اینشتین تایید میکند که یک جسم ناظر و مشاهدهگر در برابر زمین، میتواند به سمت آیندهی زمین جهش کند. این تاثیر را ساعتهای اتمی ثابت کردهاند.
اما اینگونه درگیر شدن با تار و پودهای زمان، به سرعتی مشابه سرعت نور نیاز دارد که شاید در تئوری قابل اثبات و ممکن باشد اما به یک شاهکار بزرگ مهندسی نیاز دارد، حتی اگر به بودجه و هزینههایش فکر نکنیم. اما سفر در زمان به سمت عقب، مشکلات بزرگتری خواهد داشت. نسبیت، این فرضیه را تایید نمیکند که یک جسم ناظر بتواند در دو بعد زمان-مکان سفر کند و به عقب هم برگردد. اما در همهی داستانها و سناریوها، چنین شرایط خارقالعادهیی نیز در نظر گرفته شده است.
یکی از راههای سفر به عقب در زمان، استفاده از یک "لانهی مار" فضایی خواهد بود. تئوریسینها معتقدند چنین تونل یا دروازهی ستارهیی که دو نقطه را در ابعاد زمان – مکان به یکدیگر متصل کند، وجود دارد. اگر یکیشان را پیدا کنید و داخلش بپرید، چند لحظهی بعد از نقطهیی دیگر در جهان هستی سردر خواهید آورد. آنها معتقدند اگر چنین چالهیی وجود داشته باشد، میتوان آن را با ماشین زمان نیز مطابق و هماهنگ کرد. میتوانید از طریق آن سفر کنید و نه تنها از یک مکان دیگر سر دربیاورید، که وارد یک زمان دیگر نیز بشوید. این "زمان" میتواند در گذشته یا آینده باشد.
اگر امکان سفر به گذشته وجود داشته باشد، انواع پارادوکسها و تضادها نیز اتفاق خواهند افتاد. مانند معمای یک مسافر زمان که به سالهای گذشته میرود و مادرش را وقتی یک کودک است، به قتل میرساند. از این تضادها میتوان گریخت اگر اصرار بورزیم و بدانیم که هیچ چیز نمیتواند قانون علت و معلول و کنش و واکنش را از بین ببرد. اما سفری دوطرفه در مسیر زمان، هنوز پیچیده و غیرقابل هضم است.
برای بسیاری از فیزیکدانها، این مساله بسیار غیرعقلانی است. استفان هاوکینگز نظریهی "تخمین محافظت از تسلسل وقایع" را مطرح میکند و معتقد است که یک نیرو یا عامل خاص باعث میشود تا اجسام فیزیکی یا نیروها نتوانند به گذشته برگردند. این مساله شاید به دلیل موانع و سدهای فیزیکی اساسی بر سر راه ساخت ماشین زمان اتفاق میافتد. برای مثال انرژی خلاء کوانتومی در صورتی که هیچ محدودیتی برای ورود به حفرههای ماری فضا نداشته باشد، طغیان خواهند کرد و دفع خواهند شد.
این مساله همچنان لاینحل باقی مانده اما موضوعی است که بسیاری از مردم، وقت و تلاش خود را صرف آن میکنند. همانطور که هاوکینگز اشاره کرده، صرف هزینه برای تحقیق در مورد سفر به زمان بسیار سخت است. در نتیجه به نظر میرسد برهان یا تکذیبیهیی برای حل این مساله، خود به مشکلات عمومی دیگر منجر شود. مانند طرح یک نظریهی رامشدنی و قابل دسترسی در مورد جاذبهی کوانتومی.
۵) آیا ما در یک صافی کهکشانی زندگی میکنیم؟
سیاهچالههای آشنای کهکشانی همچنان میتوانند باعث ایجاد بهت و حیرت برای فیزیکدانهای تئوریست شوند. یک سیاهچالهی فضایی میتواند زمانی که یک ستارهی بزرگ آتش میگیرد و محو میشود، تشکیل گردد. هستهی آن بر اثر جاذبهی درونی فراوان، به دو نیم تقسیم میشود. اگر جسم به لحاظ شکلی، کروی باشد، آنگاه همهی مواد تجزیهشده از ریشه با نسبتهای مساوی به سمت مرکز هندسی هسته، ریزش میکنند در نتیجه مقدار میدان چگالنده و میدان جاذبه به بینهایت میل خواهد کرد. تا زمانی که جاذبه، خود را به عنوان تاروپودی از هندسهی مکان – زمان معرفی میکند، میزان خمیدگی و پیچش این دو بعد یعنی زمان و مکان، به بینهایت میل خواهد کرد و برای زمان – مکان یا هر دوی آنها، یک خط مرز و محدوده خواهد ساخت. ریاضیدانها، این پدیده را تکین یا فردیت مینامند.
هیچ کس نمیداند که از این فردیتها، چه چیزی حاصل میشود. آیا فضا-زمان، همانجا به پایان خواهد رسید یا این فردیتها به از کارافتادگی نظریات ما منجر میشوند؟ اگر زمان – مکان مرز و حدودی داشته باشد، آنگاه پیشبینی کردن حاصل آن نیز غیرممکن خواهد بود. از آنجایی که پیش بینی و فلسفهی جبر و تقدیر، پایهی همهی تصاویر علمی و منطقی از جهان حاضر را تشکیل میدهد، فردیتها میتوانند پا را از مرزهایی فراتر بگذارند که علم نمیتواند.
وقتی یک سیاهچالهی فضایی، حاصل یک تفرد را در بربگیرد، آن دیگر پوشیده و مستور میشود و دیگر تهدیدآمیز نیست. در ۱۹۶۷، راجر پنروز، فرضیهی "سانسور فضایی" را مطرح کرد. در این فرضیه، اعتقاد بر این بود که همهی تفردهای ایجادشده بر اساس کاهش جاذبه، قاعدتاً توسط سیاهچالههای فضایی پوشیده میشوند و در نتیجه برای ما غیرقابل مشاهده هستند. راه چاره نیز غیرقابل دسترسی بود یعنی وجود تفردهای ناپوشیده که میتوانند باعث اتفاقاتی بدون توجیه و دلیل منطقی و عقلانی شوند.
سپس چند سال بعد، استفان هاوکینگز، یک پیچیدگی دیگر در مورد این مساله را نیز مطرح کرد. او متوجه شد که سیاهچالهها، امواج گرمایی از خود منتشر میکنند و به آرامی تجزیه میشوند. تئوریسینهای فیزیکی، آنچه که ممکن بود در پایان اتفاق بیفتد را اینگونه تصور کردند: آیا این تبخیر و تبدیل در نهایت، تفردهای موجود در دل سیاهچالهها را نمایان و بیپرده خواهد کرد؟
این مساله در مباحث مربوط به تئوری اطلاعات نیز به شکلی دیگر مطرح شد. وقتی ستارهیی از یک سیاهچاله برمیخیزد، محتوای اطلاعات جزیی ستاره (مانند تعداد اجزا و ذرههایی که از آن تشکیل شده است و از هر نوع ذره و قسمت، چند تکه عضو در ستاره به کار رفته) برای یک ناظر بیرونی، غیرقابل مشاهده خواهد بود.
در نتیجه زمانی که یک سیاهچالهی فضایی از بین میرود، آیا اطلاعات بر اثر نوعی از تابش که هاوکینگز مطرح کرد، دوباره برمیگردند؟ این سیاهچالهها به نظر میرسد به وضوح در همهجای جهان هستی وجود دارند و حاضر هستند. اگر پیچ و تابهای موجود در حفرههای ماری (حفرههای تکینی) باعث آشکار شدن یک چالهی جدید در بعد فضا – زمان میشوند، پس میتوان نتیجه گرفت که جهان هستی مثل یک کفگیر یا صافی فضایی در حال نشست کردن است؟ اگر اینگونه است، پس محتویاتش به کجا میروند؟
۶) جهان هستی از چه چیز ساخته شده است؟
دریغ و افسوس که این سردرگمی همچنان ادامه دارد. فیزیکدانها دقیقاً نمیدانند و مطمئن نیستند که آنجا چه چیزهایی هست. در نجوم اینگونه مطرح میشود که آنچه شما میبینید، دقیقاً آنچه نیست که وجود دارد. ستارهها، سیارهها و تودههای غبار موجود در فضا از اتمهای معمولی تشکیل شدهاند. اما برای هر گرم از اجرام معمولی در جهان هستی، چندین گرم اجرام نادیده و ناشناخته وجود دارد.
ما این را از نوع حرکت ستارهها میدانیم. کهکشان راه شیری بیش از حد تند میچرخد و این برای نیروی جاذبه ایجاد مشکل میکند که همهی اجسام و اجرام قابل مشاهدهی بر روی آن را نگاه دارد. ستارههای اطراف نیز اگر مقدار زیادی از اجرام و اجسام فضایی در اطرافشان در حال کشیده شدن نبودند، حتماً سقوط میکردند. کهکشانهای دیگر نیز همینگونه اند. حجم زیادی از مواد و اجرام نادیده و ناشناس در بین کهکشانها وجود دارند که آنها را به دستههای در حال جنب و جوش و آسیاب کردن تبدیل میکنند.
اگر جهان هستی را یک کل در نظر بگیریم، آنگونه که گسترش پیدا میکند و پسزمینهی کهکشانی در حال ساطع کردن امواج گرمازا (پسفروزشهای در حال محو شدن پس از انفجار بزرگ) یعنی همهی اجزای ظاهری و قابل رویت جهان هستی، به وجود یک اصل فراگیر و نافذ اشاره میکنند، یعنی جهان پنهان هستی.
تئوریهای اینچنینی در مورد ماهیت ماده یا "جرم تاریک" باز هم وجود دارند. از دستههای بزرگ سیاهچالههای فضایی گرفته تا ذرات ریز تجزیه شده بر اثر انفجار بزرگ. اساساً در این مورد، سه ایدهی اصلی وجود دارد. نخستین ایده، نظریهی "انرژی تاریک" است که مانند اجرام محو و پنهان درون فضا به شکل یکسان و یکنواخت پراکنده شدهاند، رفتار میکند. مشاهدات به ما نشان میدهد که این اجرام میتوانند بیش از دو سوم کل مواد جهان هستی را تشکیل دهند. نظریهی دوم، نظریهی "اشیای نورانی فشرده و حجیم" معروف به MACHO است. اشیایی مانند کوتولههای قهوهیی فضایی! فضانوردان، برخی از آنها را کشف کردهاند اما برای تشکیل دادن باقیماندهی جهان هستی، این اشیا بسیار ناچیز هستند.
در نهایت، اجزا و ذرات ریز زیراتمی مانند نوترونها را داریم. این اجرام روان و سیال به سختی با دیگر اجرام و مواد تعامل میکنند و بسیار گنگ و نامعلوم به نظر میرسد که آیا آنها به کرهی زمین هم وارد میشوند یا نه. تعداد بسیار زیادی از آنها وجود دارند که شاید هر گروه یک میلیارد نوترونی از آنها، فقط به اندازهی یک نوترون در برابر تمام مقادیر موجود در گیتی به حساب بیاید اما احتمالاً این ذرات جرم بسیار کمی دارند و بخش کوچک و ناچیزی از مواد و اجرام موجود در جهان را تشکیل میدهند.
تئوریسینها معتقد به وجود نوع دیگری از مادههای پرنفوذ هستند که جرم قابل توجه و فراوانی دارند و به عنوان WIMP یا "ذرات حجیم کمتعامل" شناخته میشوند و آزمایشها برای به دست آوردن و جمعآوری آنها در حال انجام است.
ایدههای عجیب و هیجانانگیز دیگری مانند مواد و اجرام پنهان شده در بعد چهارم یا وجود یک جهان دیگر در سایهی کهکشهانهای شناخته شده نیز مطرح شدهاند. شاید ماهیت جهان تاریک، مرکبی از بسیاری چیزها باشد که بسیاری از آنها هنوز هم ناشناختهاند. آنچه که واضح و مبرهن است اینکه به نظر میرسد اتمهای معمولی و رایجی که ما و کرهی زمین از آنها ساخته شدهایم، تنها بخش کوچکی از کل جرم و مادهی موجود در جهان هستی را شامل میشود که بخش عمدهی آن را ناشناختهها تشکیل میدهند.
۷) این سوالهای من از کجا میآیند؟
هوشمندی و آگاهی انسانها از کجا میآید؟ چرا برخی الگوها و صفحات سلولی الکتریکی مانند صفحات سلولی در مغز، دارای احساس و اندیشه هستند در حالی که برخی دیگر از این صفحات مانند سلولهای سراسری در دستگاه گوارش یا دستگاه تنفسی احتمالاً چنین احساساتی را ندارند؟ یا از سوی دیگر، چگونه میشود که مفاهیم انتزاعی و غیرجسمانی مانند تفکرات یا آرزوها میتوانند الکترونها و یونها را به سمت مغز حرکت دهند و دستگاه حرکت فیزیکی بدن را تحریک نمایند؟
یا آیا این سوالات فقط مغلطهی بیمعنا و بیمورد مفاهیم هستند؟ آیا فیزیکدانها این سوالات را به راحتی پاسخ میدهند؟ عدهیی فکر میکنند که این سوالها برای فیزیکدانها، به آسانی پاسخ داده میشوند. ارتباط دادن جهان مادی و جهان معنوی، چیزی است که اکثر فیزیکدانها از آن اجتناب و دوری میکنند. اما اگر فیزیک مدعی باشد که یک علم جهانشمول و عمومی است، میتوان نتیجهگیری کرد که آگاهی و معرفت علمی، تعریفی عام و تلفیقی از هر دوی این مفاهیم است.
مکانیک کوانتومی به عنوان یک کلید در این زمینه شناخته شده است. بیشتر به این دلیل که ناظر بیرونی، نقشی اساسی در تعریف و تعبیر سیستمهای کوانتومی بازی میکند. اما هنوز راه زیادی مانده تا این موضوع روشن شود که تاثیرات کوانتومی میتواند به کل دستگاه و مجموعهی نورونها و سلولهای عصبی برسد یا نه.
شاید کلید رسیدن به پاسخ، رجوع کردن به تعریف زندگی است. هیچ کس نمیداند که دقیقاً چگونه، کجا و چه زمانی، حیات شروع شد. شاید تلفیقی از مواد شیمیایی بیجان، در ابتدا منجر به تشکیل شدن بدن یک موجود زنده شد. به نظر نمیرسد که این اتفاق به شکل آنی و لحظهیی و در یک مرحله افتاده باشد و بیهیچ گفتوگویی، میتوان ادعا کرد که یک فرآیند فیزیکی پیچیده و طولانی طی شده اما هنوز مشخص نیست که این سیر تکامل حیات، از مشکلات و مسایلی است که باید در حوزهی فیزیک بررسی شود یا نه.
گاهی اوقات ادعا میشود که زندگی بر پایهی قانونهای فیزیکی نوشته شده است. البته این مساله درست است که اگر این قوانین اندکی متفاوت بودند، زندگی به طور کلی دگرگون میشد اما هیچ چیزی در این قانونهای شناخته شده وجود ندارد که جسم یا مفهومی را به ساماندهی در زندگی مجبور کند. اگر قانون حیات نیز در طبیعت وجود داشته باشد، نمیتوان در لابهلای قانونهای فیزیکی آن را یافت که خاستگاهش، نظریاتی چون تئوری اطلاعات و... است. علاوه بر اینها، یک سلول زنده، نوعی از مادهی ناشناخته و جادویی نیست که یک سیستم و نظام بسیار پیچیدهی پردازش و تکرار اطلاعات است.
قوانین حاکم بر تئوری اطلاعات یا تئوری پیچیدگی، همچنان مورد استفاده هستند. در سطح مشابه و از سوی دیگر، همانطور که اروین شرودینگر در دههی ۱۹۲۰ ادعا کرده بود، مکانیک کوانتومی نیز نقش مهمی در تاریخچهی حیات بازی میکند.
هرچند که قوانین مربوط به پردازش کوانتومی اطلاعات، به شکل قابل ملاحظهیی با سیستمهای کلاسیک بیولوژیک تفاوت دارند اما میتوانند کلیدی برای حل این مشکلات و پاسخ به این سوالها باشند.
کورش ضیابری
ترجمه: سید ایمان ضیابری
منبع: NewScientist
نقل:
دلیل سفر به فضا
در دهه 1950، هر دو کشور ایالات متحده امریکا و اتحاد جماهیر شوروی سابق به ساخت موشکهای پرقدرتی برای پرتاب ماهواره هایشان به فضا دست زدند. این دو کشور قصد داشتند، ماهواره هایی را در سال 1957، سال ژئوفیزیکی بین المللی، به فضا پرتاب کنند. شوروی اولین کشوری بود که با پرتاب اسپوتیک 1 در چهارم اکتبر این سال موفق به انجام چنین کاری شد. از این زمان به بعد، اکتشافات فضایی به یک مسابقه بین دو کشور مذکور تبدیل شد. این درحالی بود که رجال سیاسی دو طرف بر اهمیت سیاسی و نظامی برخورداری از ماهواره ها در مدار و فتح ماه قبل از رقیب دیگر واقف بودند. در آغاز به نظر می رسید که روسها در این مسابقه جلوتر از امریکاییها هستند؛ علاوه بر پرتاب اولین ماهواره به فضا ، آنها موفق شده بودند اولین انسان ، یوری گاگارین، را به فضا فرستاده و اولین راهپیمایی فضایی را نیز بوسیله الکسی لئونوف در سال 1965 انجام دهند. با وجود این ، هرچه دهه 1960 به پایان خود نزدیکتر می شد، آمریکاییها برتری خود را نشان میدادند.
در ژوئیه 1969، آمریکاییها تاریخ ساز شدند. در این تاریخ، آنها نیل آرمسترانگ و ادوین (باز) آلدرین را به ماه فرستادند. پس از این ، روسیه تلاشهای خود را بیشتر صرف ساختن ایستگاههای فضایی در مدار زمین کرد. درحال حاضر، ایالات متحده امریکا و فدراسیون روسیه به همراه چند کشور دیگر با کمک هم درپی ساختن ایستگاه فضایی "آلفا" هستند. ماموریتهای باسرنشین از قبیل ماموریتهای شاتل فضایی آمریکا و ایستگاه فضایی میر به دانشمندان کمک می کنند تا چگونگی عکس العمل بدن انسان را در فضا مطالعه کنند. اطلاعات دریافتی از این ماموریتها همچنین دانشمندان را در کشف و آماده کردن ابزار لازم برای زندگی احتمالی انسانها در فضا یاری میدهد. ماهواره ها امروز به جزء لاینفکی از زندگی نوین تبدیل شده اند. آنها اطلاعات را از نقطه ای به نقطه دیگری منتقل می کنند، و با زیر نظر گرفتن کره زمین،وضعیت هوا را پیش بینی می کنند. بعلاوه،کاوشگرها با اکتشافات فضایی خود، حس کنجکاوی ما را درباره جهانی که در آن زندگی میکنیم ارضاء میکنند.
این تمبرها به یاد بود فرودهای فضاپیمای آپولو در ماه والحاق فضایی آپولو با سایوز که اعلام کننده پایان رقابت فضایی بود ، منتشر شده اند.
برای تماشای کلیپها احتیاج به نرم افزار
|
|
|
|
|
|
مرکز هدایت زمینی
هر فضاپیما، کاوشگر و یا ماهواره در حال فعالیتی باید با مرکز هدایت زمینی در ارتباط باشد. فضاپیماها برای درجریان گذاشتن مرکز هدایت زمینی از کارهای عادی خود، علایمی را به این مرکز مخابره میکنند. درضمن مرکز فضایی مربوطه نیز دستورات لازم در مورد مسیر حرکت و دیگر عملیات فضاپیما را برای آن میفرستد. درزمان پرتاب، فضاپیما از پایگاه پرتاب هدایت میشود، اما به محض قرار گرفتن فضاپیما در فضا، مرکز اصلی هدایت زمینی هدایت آنرا برعهده میگیرد. مراکز کوچکتر برقراری ارتباط با فضاپیما در سراسر جهان پراکنده اند. این مراکز ارتباط 24 ساعته را با فضاپیما میسر میکنند. همچنین ماهواره های مخابراتی میتوانند علایم را از فضاپیماها گرفته و به نزدیکترین مرکز هدایت زمینی بفرستند.
شبکه ردیابی اعماق فضا
این شبکه ردیابی متعلق به ناسا دارای 3 بشقاب رادیویی است که در کالیفرنیا، استرالیا و اسپانیا مستقر شده اند. آنها کاوشگرها را تا دورترین نقاط منظومه شمسی ردیابی میکنند.
مرکز فضایی کندی
شاتل فضایی، فضاپیماهای آپولو و اغتب ماهواره ها و کاوشگرهای فضایی آمریکا از مرکز فضایی کندی در فلوریدا (کیپ کاناورال)، به فضا پرتاب شده اند. این مرکز اکنون صاحب 2 سکوی پرتاب برای پرتاب شاتلهای فضایی، 2 سکو برای پرتاب ماهواره ها، و یک باند فرود برای نشستن شاتل های فضایی است. تجهیز شاتل در آشیانه های بزرگی صورت میگیرد.
کلیپ پرواز شاتل
برای دانلود روی عکس کلیک کنید
برای تماشای کلیپ احتیاج به نرم افزار RealPlayer دارید.
کلیپ فرود شاتل
برای تماشای کلیپ احتیاج به نرم افزار RealPlayer دارید.
پایگاههای نیروی هوایی واندنبرگ در کالیفرنیا یکی دیگر از مهمترین پایگاههای فضایی امریکا محسوب میشود. ماهواره های نظامی و آنهایی که در مدارهای قطبی قرار میگیرند، از این پایگاه به فضا پرتاب میشوند.
مرکز فضایی کندی
از ناحیه مرکزی ساحل فلوریدا ، فضاپیماها از روی اقیانوس اطلس به طرف شرق پرتاب میشوند.
سکوهای پرتاب
بایکونور در قزاقستان محل پرتاب تمام پروازهای فضایی سرنشین دار روسیه است. از این پایگاه همچنین برای پرتاب ماهواره های زیادی استفاده میشود. موشکها در آشیانه های بسیار بزرگی ساخته میشوند. آشیانه ها، موشکها را در مقابل شرایط جوی نامناسب از هوای بسیار سرد گرفته تا هوای بسیار گرم محافظت میکنند. سکوهای پرتاب شمالی در پلستک روسیه شلوغترین پایگاه پرتاب در جهان بوده اند. از 14 سکوی این پایگاه پرتاب ، ماهواره های نظامی زیادی به فضا پرتاب شده اند.
زاویه ای متفاوت
موشکهای روسی برخلاف همتاهای امریکایی خود بطور افقی تجهیز شده ، برای پرتاب در حالت عمودی قرار میگیرند
اندازه خورشید چقدر است؟
قطر خورشید 400/863 مایل میباشد که 109 برابر قطر زمین است. وزن خورشید 33000 برابر وزن زمین است و حجم آن چنان بزرگ است که میتواند 000/003/1 کره زمین را در خود جا بدهد. اگر زمین به اندازه یک توپ تنیس باشد خورشید به اندازه یک خانه است.
خورشید از چه چیز ساخته شده است؟
خورشید توپ بسیار بزرگی از گاز است. گرمای خورشید آنچنان بالاست که می تابد و رشته های نوری و گرمائی میدهد. بیشتر گاز خورشید را هیدروژن تشکیل میدهد که درون خورشید به آرامی به گاز دیگر آن یعنی ((هلیوم)) تبدیل میشود و به همین دلیل است که خورشید میتواند چنین مقدار زیادی از گرما را تولید کند.
از چه زمانی خورشید شروع به درخشیدن کرد؟
خورشید حدود 5000میلیون سال قبل شروع به تابیدن کرد. خورشید از یک توده انبوه از گاز و گرد غبار معلق در فضا شکل گرفت. این توده انبوه به تدریج کوچکتر و ضخیم تر گردید. وقتی این توده انبوه منقبض گردید. مرکز آن گرم شد. سرانجام آن قدر گرم شد که شروع به تابش کرد و خورشید متولد گردید. بقیه این توده انبوه سیارات و هرچیز دیگری که در منظومه شمسی قرار دارد از قبیل اقمار و خرده سیارات و ستاره های دنباله دار را تشکیل دادند.
آیا خورشید حرکت میکند؟
به نظر میرسد که خورشید در آسمان از مشرق به مغرب حرکت میکند. هر چند این حرکت به خاطر گردش زمین ایجاد میشود (یعنی حرکت زمین باعث میشود فکر کنیم خورشید حرکت میکند) خورشید فقط به نظر میرسد که حرکت میکند در حالیکه این زمین است که حرکت میکند. نه خورشید. معهذا خورشید به طرق دیگری حرکت میکند. خورشید نیز مثل زمین میچرخد هر چند چرخش خورشید خیلی کند تر از چرخش زمین است. همان طور که زمین و سیارات دیگر منظومه شمسی به دور خورشید میچرخند خورشید نیز به دور مرکز کهکشان میچرخد.
گرمای خورشید چقدر است؟
گرمای خورشید حدود 000/10 درجه فارنهایت است این گرما به قدری زیاد است. که همه چیز را در روی زمین تبخیر میکند. حرارت مرکز خورشید خیلی بیشتر ایت و در حدود 25 میلیون درجه فارنهایت میباشد.
در زمان کسوف یا خورشید گرفتگی چه روی میدهد؟
در طول خورشید گرفتگی ماه در مقابل خورشید حرکت میکند هوا تاریک شده و خورشید کوچکتر و شبیه ماه نو به نظر میرسد. در خورشید گرفتگی کامل مدت کوتاهی خورشید ناپدید شده و هوا سرد و تاریک میشود.
در طول ماه گرفتگی ماه سرد شده و کوچکتر به نظر می آید و ممکن است چند لحظه ای هم ناپدید شود زیرا هنگامیکه زمین در مقابل خورشید حرکت میکند سایه ماه بر روی زمین می افتد.
کسوف زمانی صورت میگیرد که ماه نو است چون در این لحظه ماه که بالای کره زمین است رو به سمت خورشید دارد.
خسوف با ماه گرفتگی نیز زمانی روی میدهد که ماه کامل باشد.
