آسیب توفان های خورشیدی به انسان ها و تجهیزات زمینی

محمدرضا کریمی

خورشیدخورشید مکانی متلاطم و مستعد توفان های ذرات الکترون و پروتون است. این توفان ها قادرند سرعت بگیرند، فضای 150 میلیون کیلومتری خورشید با زمین را بشکافند و جو زمین را به هم بریزند.

توفان های خورشیدی چگونه ایجاد می شوند؟

توفان های خورشیدی به وسیله شعله های خورشیدی و بیرون ریختن توده های کرونال (انفجار یا انتشار مقدار زیادی از پلاسمای خورشید) ایجاد می شوند. منطقه کرونا لایه خارجی جو خورشید است و از گازهای یونیزه تشکیل شده. توفان های خورشیدی باعث تولید ذرات بارداری می شوند که می توانند درصورت هم محوری، به میدان مغناطیسی زمین شتاب دهند.

پیش بینی آب و هوای فضا چه فایده ای دارد؟

توانایی پیش بینی آب و هوای فضا به طور سریع تر و دقیق تر به گروه های اپراتور، برنامه های فضایی و دیگر فناوری های متکی به محیط اطراف زمین کمک می کند تا دست به کارهای پیشگیرانه بزنند. به عنوان مثال ماهواره ها را جابجا کنند، در مواقعی کار برخی از اجزا را تعطیل کنند تا عملیات حیاتی نظیر آپلود نرم افزارهای جدید و یا مانور مداری که ممکن است تحت تأثیر توفان های خورشیدی مثل افزایش نفوذ تابش قرار بگیرد را به تأخیر بیندازند.

امتیاز به مطلب

جنگی دایمی در اکوسیستم دهان

محمدرضا کریمی

دهانفصل شیوع سرماخوردگی و آنفولانزا، زمان خوبی برای یادآوری این نکته است که بیشتر انواع ویروس های حمله کننده به بدن ما به خودمان علاقه مند نیستند. بلکه آنها باکتری های داخل بدنمان را در نظر دارند و به آنها حمله می کنند.

احتمالاً در داخل بدن هریک از ما 100 تریلیون میکروب وجود دارد. به این ترتیب به ازای هر سلول انسانی ده میکروب وجود دارد. این میکروب ها احتمالاً به چندین هزار گونه تعلق دارند و مجموعه ای از ژن ها را دارند که شاید 100 برابر بزرگ تر از ژنوم انسان باشد. آنها در روده، ریه، دهان، بینی، پوست و گوشه کنارهای دیگر بدن ما زندگی می کنند. این میکروب ها صرف نظر از بیماری زایی، با روش های زیادی به بدن ما کمک می کنند. آنها برایمان غذا می سازند، از ما در مقابل مهاجمان دفاع می کنند و سیستم ایمنی بدنمان را می پرورانند.

این باکتری ها همچنین میزبان ویروس ها هستند. در طول جنگ جهانی اول، پزشکی کانادایی به نام فلیکس دهرل در حین مطالعه مدفوع سربازان فرانسوی مبتلا به اسهال خونی، اولین ویروس آلوده کننده باکتری را کشف کرد. او پس از جدا کردن ویروس حمله کننده به باکتری توانست آن را مورد استفاده قرار دهد تا کشت های آزمایشگاهی باکتری های ایجاد کننده اسهال خونی را نابود کند. دهرل این ویروس ها را باکتریوفاژها (خورندگان باکتری) نامید. در طول دهه های بعد از کشف او دانشمندان شمار تأمل برانگیزی از باکتریوفاژها را در زمین، اقیانوس ها و حتی داخل غارهای عمیق کشف کرده اند. باکتریوفاژها درحقیقت فراوان ترین شکل حیات بر روی زمین هستند. در حال حاضر محققان تلاششان را معطوف به استفاده از ابزارهای لازم برای شناخت باکتریوفاژها در بدن خود ما کرده اند.

امتیاز به مطلب

چگونه موجودات دفن شده در 34000 سال پیش زنده پیدا شدند؟

 محمدرضا کریمی

کریستال نمکاین داستان همه مؤلفه های یک فیلم علمی تخیلی مربوط به دهه 40 شمسی را در خود دارد: دانشمندان کریستال های باستانی نمک را از اعماق مکانی موسوم به دره مرگ بیرون می آورند تا تغییرات جوی را بررسی کنند. کریستال های درخشان به دقت بسته بندی می شوند و در جایی گذاشته می شوند تا این که سال ها بعد، یک محقق جوان گمنام بار دیگر نگاهی به این کریستال های 34000 ساله می اندازد و کشف می کند که چیزی داخل آنها به دام افتاده است. چیزی عجیب …. و زنده!

خوشبختانه این داستان با نابودی نسل بشر به پایان نمی رسد، اما یک دانشمند راضی و خوشحال به نام برایان شوبرت از آن به جا می ماند که باکتری های زنده باستانی را داخل اتاقک های ریز پر از مایع کریستال های نمک پیدا کرده است.

کریستال های نمک خیلی سریع رشد می کنند و هرچیز شناوری- حتی موجود زنده ای- را داخل حباب های ریزی که فقط چند میکرون طول دارد زندانی می کنند. تیم لاونشتین استاد بخش زمین شناسی دانشگاه بیرمنگام و مشاور شوبرت در زمان کشف این باکتری می گوید:«شیء یا موجود زنده زندانی شده برای همیشه داخل نمک مهروموم می شود. درواقع این شرایط مثل کپسول های زمانی کوچک است.»

لاونشتاین می گوید که تحقیق جدید نشان می دهد این فرایند در دریاچه های شور امروزی رخ می دهد.

شوبرت نیز می گوید این باکتری که یک نوع موجود زنده دوستدار نمک است امروزه هم بر روی زمین یافت می شود. این باکتری چروکیده و کوچک شده و در حالت خواب زمستانی معلق مانده بود.

شوبرت می گوید:«آنها زنده اند. اما هیچ انرژی ای را صرف شناکردن به اطراف نمی کنند. همچنین تولیدمثل نمی کنند. درواقع هیچ کاری به جز حفظ خودشان انجام نمی دهند. کلید زنده ماندن طولانی مدت این میکروب ها ممکن است در موجودات دیگری که در نمک به دام افتاده بودند یعنی جلبک ها نهفته باشد. اینها گروهی از جلبک ها به نام دنالیلا هستند.»

شناسایی سلول های دنالیلا به عنوان منبع غذایی باکتری های 34000 ساله کشفی هیجان انگیز به شمار می رفت. با کشف این منبع انرژی به دام افتاده در کنار باکتری، می توان گفت که کریستال های نمک یک اکوسیستم میکروسکوپی را تشکیل داده بودند.

شوبرت و لاونشتاین اولین کسانی نیستند که موجوداتی با طول عمری چنین طولانی یافته اند. حدود یک دهه قبل، ادعای کشف یک باکتری 250 میلیون ساله مطرح شد. اما این ادعا محل جدال باقی ماند. این درحالی است که شوبرت توانست شرایط این باکتری به دام افتاده را در آزمایشگاه خودش بازتولید کند. او نه تنها توانست همان موجودات زنده را دوباره در آزمایشگاهش رشد دهد، بلکه کریستال ها را به آزمایشگاه دیگری فرستاد که باز هم همان نتایج به دست آمد.

گام بعدی محققان این است که بفهمند میکروب ها چگونه می توانند خود را در شرایط گرسنگی شدید و تعلیق چنان مدیریت کنند تا چندین هزار سال دوام بیاورند. لاونشتاین می گوید:«باکتری ها نیاز دارند تا دی ان ای خودشان را اصلاح و مرمت کنند. چون که دی ان ای با گذشت زمان تنزل پیدا می کند.»

شوبرت می گوید که دو و نیم ماه طول کشید تا میکروب های به دام افتاده ازخواب بیدار شوند و شروع به تولید مثل کنند. رفتاری که قبلاً در باکتری ضبط شده بود.

از این باکتری 34000 هزار ساله یک باکتری جدید به وجود آمده و نکته جالب این است که این باکتری جدید کاملاً مدرن است.

از 900 نمونه کریستالی که شوبرت آزمایش کرد،‌ تنها پنج باکتری زنده تولید شد. اما او می گوید که بیشتر موجودات زنده را نمی توان در آزمایشگاه کشت کرد، بنابراین شاید بسیاری از این میکروب ها فقط خانه جدیدشان را آن قدر دوست نداشتند تا تولید مثل کنند.

امتیاز به مطلب

آیا در اعماق خلیج فارس تمدنی فراموش شده وجود دارد؟

خلیج فارس

سرزمینی که زمانی بارور و حاصلخیز بوده اینک در اعماق آب های خلیج فارس خفته است. این سرزمین احتمالاً محل سکونت تعدادی از اولین جمعیت های انسانی در خارج از قاره آفریقا بوده است.

احتمالاً ناحیه ای در داخل و اطراف آن چه «واحه خلیج فارس» نامیده می شود، از بیش از صد هزار سال پیش محل سکونت انسان ها بوده است. این واحه حدود 8000 سال قبل به وسیله اقیانوس هند بلعیده شده است. براساس یک نظریه احتمالاً انسان ها هزاران سال پیش از آن چه تخمین های مدل های فرضی کنونی مهاجرت می گویند در سکونت گاه های دایمی این منطقه مستقر شده اند.

در سال های اخیر، باستان شناسان شواهدی از وجود زیستگاه های انسانی مربوط به حدود 7500 سال قبل در امتداد کرانه های خلیج فارس به دست آورده اند. شواهد دیگری هم در این مکان ها به دست آمده که مربوط به پیش از این تاریخ بود اما بیشتر مشتی اردوگاه های پراکنده شکار به نظر می رسید. اما به ناگهان 60 مکان باستان شناسی جدید ظاهر شد. این زیستگاه ها خانه های سنگی دایمی و خوب ساخته شده، شبکه های تجارت راه دور، سفال هایی که به شکل استادانه زینت یافته اند، شواهدی از وجود حیوانات خانگی و حتی قدیمی ترین قایق های جهان را به رخ می کشند.

اما چه چیزی باعث شد چنین زیست گاه های توسعه یافته ای از هم پاشیده شود به طوری که هیچ جمعیتی از ساکنان آنها به جا نماند تا در سابقه باستان شناسی منطقه ثبت شود؟ رز کسی که این نظریه را ارایه داده باور دارد که شواهد مربوط به این جمعیت های قبلی از دست رفته چون که زیر خلیج فارس غرق شده است. شاید هم شواهدی که از وجود جوامع بسیار توسعه یافته در امتداد سواحل خلیج فارس به دست آمده به جریان یافتن سیل در واحه خلیج فارس در 8000 سال قبل مربوط باشد. در واقع امکان دارد که سرزمین های حاصلخیز واحه خلیج فارس در زیر آب های اقیانوس هند فرو رفته باشد و بالا آمدن سطح آب ساکنان این منطقه را از قلب خلیج فارس به اطراف آواره کرده باشد.

داده های تاریخی نشان می دهد که پیش از وقوع این سیل، آبگیر خلیج فارس سطحی بالاتر از آب داشته و در مقایسه با بیابان هایی که آن را احاطه کرده بودند یک پناهگاه ایده آل محسوب می شده است. آب شیرین مورد نیاز منطقه هم از رودهای دجله، فرات و کارون و همچنین چشمه های آب زیر زمینی تأمین می شده است. به این ترتیب در شرایطی که مناطق اطراف در خشک ترین شرایط خود بوده است، واحه خلیج فارس مساحت زیادی داشته و در اوج خود وسعتی معادل کشور انگلیس داشته است.

البته شواهد موجود حاکی از این است زمانی که واحه خلیج فارس بالای آب بوده انسان های امروزی در منطقه ساکن بوده اند. اخیراً در مکان های باستان شناسی منطقه نوعی ابزار سنگی به دست آمده که متمایز از ابزار مرسوم آفریقای شرقی است.

به هرحال واحه خلیج فارس در دسترس مهاجران اولیه از قاره آفریقا بوده و در حالی که بیشتر منطقه غیرقابل سکونت بوده در سراسر عصر یخبندان پناهگاهی را برای آنها فراهم کرده است. احتمال حضور گروه های انسانی در این واحه به طور اساسی درک ما را از حضور انسان در این منطقه و تکامل فرهنگی آن دگرگون کرده. قطعات حیاتی پازل تکاملی انسان شاید هم اینک در اعماق خلیج فارس پنهان باشد.

به این ترتیب شاید قطعات حیاتی پازل تکاملی در اعماق های خلیج فارس نهفته باشد.

منبع: http://www.sciencedaily.com/releases/2010/12/101208151609.htm

امتیاز به مطلب

ضرر نابودی گونه های جانوری برای انسان ها

محمدرضا کریمی

ببربرخی از افراد به خودشان می گویند «چرا من باید نگران منقرض شدن نسل گونه های جانداران باشم؟ مگر بر زندگی روزانه ام اثری دارد؟»

اتفاقاً جواب این پرسش آری است و تنوع زیستی برای انسان ضروری است. تنوع زیستی از ما در مقابل بیماری های عفونی محافظت می کند و نابودی گونه های جانداران بروز عفونت ها و عواقب خطرناکی را به همراه دارد. بنابراین انقراض نسل گونه ها به طور مستقیم بر سلامتی ما و امکان ادامه حیاتمان اثر می گذارد.

درواقع با کاهش تنوع زیستی میزان انتقال بیماری ها افزایش می یابد.

به این ترتیب کاهش تنوع زیستی افزایش انتقال پاتوژن ها و بروز طیف گسترده ای از بیماری های عفونی را سبب می شود. ویروس ها، باکتری ها و قارچ ها از انواع پاتوژن ها هستند.

بیماری هایی نظیر لایم، ویروس نیل غربی، هانتا ویروس ها و نه بیماری دیگر در سراسر جهان مورد بررسی قرار گرفته که نتیجه این بوده که امراض در جاهایی که تنوع زیستی کمتری دارد بیشتر شیوع می یابد. به عنوان مثال افزایش میزان موارد ابتلا به ویروس نیل غربی در آمریکا با کاهش تراکم پرندگان ارتباط دارد. وجود گونه های بیشتری از پرندگان به این معنا است که گونه های زیادی هستند که میزبان خوبی برای ویروس ها نیستند و برعکس جوامعی که تنوع گونه های پرندگان در آنها کمتر است تحت تسلط گونه های حساس به ویروس قرار می گیرند. نتیجه این امر افزایش عفونت در پشه ها و انسان است.

محققان احتمال می دهند زمانی که گونه های موسوم به میانگیر (بافر) نابود می شوند میزان پاتوژن ها و بیماری ها افزایش می یابد. گونه های بافر گونه هایی هستند که به طور متناوب از شکار به شکارچی درنده و برعکس تبدیل می شوند. سه مطالعه نشان داد که با کاهش تعداد گونه های کوچک پستانداران در یک منطقه شیوع هانتا ویروس ها در جانوران سیر صعودی می گیرد. هانتاویروس ها موجب بروز انواع عفونت های کشنده ریوی در انسان ها می شوند.

بر این اساس با کاهش تنوع گونه های پستانداران در منطقه ارگان آمریکا، شیوع هانتاویروس سین نومبر در جمعیت پرومیسکاس (نوعی موش) از دو درصد به 14 درصد افزایش یافت.

البته محققان از تحقیقاتشان این نتیجه را هم گرفته اند که تماس مستقیم با حیات وحش که اغلب به شکل تجارت غیرقانونی جانوران انجام می گیرد می تواند موجب انتقال بیماری از جانوران به انسان ها شود.

محققان نتیجه می گیرند که بهترین راه حل برای این دو وضعیت حفاظت از گونه های جانداران و زیستگاه های آنها و به حداقل رساندن تماس با حیات وحش است تا بدین ترتیب میزان بیماری ها کاهش یابد.

منبع: http://www.nature.com/news/2010/101201/full/news.2010.644.html

مطالعه ای که درباره دوزیستان انجام شده نشان می دهد وجود گونه های مختلف دوزیستان مانند قورباغه ها، وزغ ها و سمندرها در یک برکه از آنها در مقابل عفونتی انگلی که باعث ناهنجاری های شدید مثل رشد پاهای اضافی می شود محافظت می کند. این یافته این ایده که وجود تنوع زیستی بیشتر در اکوسیستم های با مقیاس بزرگ تر، مانند جنگل ها یا مراتع از جانوران در مقابل سرایت بیماری حفاظت می کند را تقویت می کند. به عنوان مثال وجود شمار بیشتری از گونه های پستانداران در یک منطقه سرایت بیماری را محدود می کند.  انسان ها هم از این قاعده مستثنی نیستند.

امتیاز به مطلب

آیا عناصر معدنی انرژی های نو کافی هستند؟

محمدرضا کریمی

آیا عناصر معدنی انرژی های نو کافی هستند؟مدتی است که در سراسر جهان به هواداری از جایگزین های سوخت های فسیلی سخن های زیادی رانده می شود. این درحالی است که از گفته های یک محقق برمی آید که برخلاف تصور بسیاری، موضوع تأمین امنیت انرژی کشورها از طریق این سوخت ها چندان هم بر پایه های قابل اتکایی استوار نشده است.

جیمز برنل از سازمان زمین شناسی کلرادو می گوید:«در سطح عموم یک بدفهمی درباره حرکت به سوی انرژی های جایگزین و نیز استخراج معادن وجود دارد.»

درواقع نیز فلزات بسیار نادری مورد نیاز است تا صفحات خورشیدی ساخته شوند. برای ژنراتورهای بادی هم آهن رباهای کمیابی مورد نیاز است. همچنین وسایل نقلیه الکتریکی و هیبریدی به سلول های سوختی و باتری های با ظرفیت بالا نیاز دارند. وسیله نقلیه هیبریدی وسیله ای است که سیستم ذخیره انرژی قابل شارژی را مورد استفاده قرار می دهد. این در حالی است که بسیاری از ملل برای تأمین فلزات نادر مورد مصرف در این انرژی ها تقریباً به طور کامل به منابع خارجی وابسته اند. تنها راه تغییر این وضعیت این است که در داخل کشورها برای انجام اکتشافات و استخراج معادن مربوط به این فلزات کار بیشتری صورت بگیرد.

یک فهرست بلندبالا از فلزات کمیاب مورد نیاز برای انرژی های جایگزین و نقل و انتقال آنها وجود دارد. فلزاتی مثل گالیم، ایندیم، سلنیوم، تلوریم و نیز سیلیکون با خلوص بالا برای ساخت صفحات خورشیدی مورد نیاز است. برای ساخت باتری ها، وانادیوم، روی، لیتیوم و عناصر نادر زمین مثل مواد معدنی گروه پلاتین به منظور استفاده در وسایل نقلیه سلول سوختی مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از بزرگ ترین بازیگران در حوزه فلزات کمیاب کشور چین است و این کشور بازی سختی را در این حوزه آغاز کرده است.

چین آماده می شود تا ژنراتورهای بادی باارزش 330 گیگاوات را بسازد. چین به حدود 59000 تن نئودیمیم نیاز دارد تا آهن رباهای با قدرت بالا برای استفاده در این ژنراتورها را بسازد که بیشتر از تولید سالانه نئودیمیم این کشور است. چین مقدار زیادی از عناصر نادری نظیر نئودیمیم را برای جهان تأمین می کند و اگر بخواهد نقشه هایش را در زمینه انرژی های بادی تأمین کند یا مقدار کمی از این عناصر را برای صادرات خواهد داشت و یا اصولاً چیزی برای صادرات نخواهد ماند.

برنل می گوید:«بنابراین تأمین منابع لازم برای انرژی های جایگزین با مشکل مواجه است.» او پیش بینی می کند که جنگ های تجاری در افق دید ما قرار دارد. در حالی که به نظر می رسد سیاستگذاران و عموم مردم تنها به طور سرسری از این مشکل آگاهی دارند.

درواقع منابع جدیدی برای تأمین این فلزات حیاتی مورد نیاز است همان طور که روش های جدیدی برای استخراج عناصر کمیاب از انواع مختلف سنگ ها لازم است.

به گفته کارشناسان روش های استخراج فلزات و مواد جدید از مواد معدنی و مواد جدید خیلی خوب پایه گذاری نشده اند و ما به توسعه متدهای گداخته کردن و پالایش به شیوه جدیدی برای سنگ های معدنی مواد نوع جدید نیاز داریم.

برنل می گوید:«همچنین ما نیاز داریم تا سنگ های معدنی ای را پیدا کنیم و شروع به بهره برداری از آنها کنیم.» این معنیش استخراج معادن بیشتر است.

منبع: http://www.physorg.com/news/2010-11-scarcity-energy-minerals-trigger-wars.html

امتیاز به مطلب

در جامعه مورچه ها قدرت در دست چه کسانی است؟

محمدرضا کریمی

مورچه ها

بسیاری از جانوران- شامل انسان ها- در گروه های اجتماعی زندگی می کنند. می دانیم که در این گروه ها زدوخوردها و بحث هایی در می گیرد.

در میان جوامع جانوری برخی از جوامع جانوری پیچیده اند و خوب تکامل یافته یافته اند. در این جوامع کشمکش و زدوخورد به حداقل رسیده. نمونه این جوامع مورچه ها هستند. جوامع مورچه ها یکی از یکپارچه ترین و پیچیده ترین جوامعی هستند که در طبیعت یافت می شوند و به همین دلیل افراد زیادی علاقه دارند بدانند که آیا در داخل جوامع مورچه ها هم اختلافات و زد و خوردهایی به وجود می آید یا نه و اگر بله چگونه برای آنها راه حل پیدا می کنند. مورچه ها میلیون ها سال است که در جوامع پیچیده ای زندگی می کنند و همکاری نقش بسزایی در موفقیتشان دارد.

در این جوامع پیچیده صد میلیون ساله اعضا به یکدیگر متکی اند و روش هایی یافته اند که ثبات جامعه شان و حل تعارضات را تضمین می کند.

جوامع مورچه ها یکی از یکپارچه ترین و پیچیده ترین جوامعی هستند که در طبیعت یافت می شوند و به همین دلیل افراد زیادی علاقه دارند بدانند که آیا در داخل جوامع مورچه ها هم اختلافات و زد و خوردهایی به وجود می آید یا نه و اگر بله چگونه برای آنها راه حل پیدا می کنند. مورچه ها میلیون ها سال است که در جوامع پیچیده ای زندگی می کنند و همکاری نقش بسزایی در موفقیتشان دارد.

امتیاز به مطلب

ستاره نوترونی از چه تشکیل شده؟

محمدرضا کریمی

ستاره نوترونیستارگان نوترونی بقایای فوق العاده متراکم شده ستاره هایی عظیم هستند. روند شکل گیری ستاره نوترونی هم این گونه است که یک ستاره عظیم درخود فرو می ریزد و آن چه سرانجام از آن به جا می ماند کره ای به قطر یک شهر متوسط است که جرمی بیشتر از آن چه در کل منظومه شمسی وجود دارد در آن فشرده شده. شماری از نظریه ها مطرح شده اند که می کوشند توضیح دهند در هسته این اجسام فوق العاده متراکم چه چیزی وجود دارد. براساس این نظریه ها در این هسته ها از نوترون ها و پروتون های ساده گرفته تا مخلوط عجیب و غریب تری از ذرات کوانتومی وجود دارد.

چندی پیش یک ستاره نوترونی به نام J1614-2230 پیدا شد که ستاره شناسان با تحقیق بر روی آن پاسخ برخی پرسش هایشان را درباره این قبیل اشیا یافتند. دانشمندان به لطف وجود یکی از بزرگ ترین رادیوتلسکوپ های جهان به نام گرین بنک و کمی اقبال خوب به این نتیجه رسیده اند که J1614-2230 باقی مانده ستاره ای با جرمی معادل 1.97 برابر جرم خورشید است. این دقیق ترین تخمینی است که تا این تاریخ درباره جرم یک ستاره نوترونی زده شده و چندین مدل پیشنهادی درباره اجزای تشکیل دهنده ستاره های نوترونی را از رده خارج کرده است.

ستاره شناسان تحقیق خود را بر ثبت زمان های رسیدن پالس های الکترومغناطیسی منظمی که از این ستاره نوترونی می رسد بنا کردند. J1614-2230 یک ستاره تپنده یا تپ اختر (Pulsar) است. تپ اختر ستاره ای نوترونی است که به سرعت در حال چرخش است و سازوکاری در پرتوافکنی نور دارد که خیلی شبیه به فانوس دریایی است. به این ترتیب که مثل یک فانوس دریایی که بر کشتی های نزدیک پرتو می افشاند، بر تلسکوپ های ستاره شناسان هم رفت و آمد می کند. ستاره تپنده ای که به وسیله محققان هدف تحقیق قرار گرفته یک فرفره نسبتاً سریع است که بیش از 300 انقلاب را در ثانیه کامل می کند. اما هر پالس آن دقیقاً همان موقع به زمین نمی رسد. با این حال دانشمندان این شانس را داشتند که به دلایلی توانستند پالس ها را با حداقل تأخیر دریافت کنند.

کل میلر استاد فیزیک نجوم دانشگاه مریلند می نویسد که بعضی از این ستارگان حاوی هیپرونند که ذراتی فقط اندکی سنگین تر از نوترون های پایدارند یا حاوی کوارک ها هستند که یکی از ذرات بنیادین در فیزیک است. کوارک ها به هم می پیوندند تا ذراتی ترکیبی به نام هادرون ها را تشکیل دهند که پایدارترینشان پروتون و نوترون هستند. پروتون و نوترون از اجزای تشکیل دهنده هسته اتمند. می توانم بگویم که یکی از دلایل جرم نسبتاً بالای این جسم وجود هسته ای است که تحت سلطه نوترون ها و پروتون ها و تعدادی از الکترون ها است.

امتیاز به مطلب

پس از وقوع بیگ بنگ چه روی داد که منجر به تشکیل جهان شد؟

نبولامطابق با تئوری بیگ بنگ، میلیاردها سال پیش کل جهان از یک منطقه با حجم صفر و تراکم نامحدود گسترش یافت. سپس، این منطقه در کمتر از یک ثانیه از نظر اندازه صدها برابر شد. در طول این اولین لحظات، جهان با انرژی ای که بیشتر آن به شکل گرمای شدید بود پر شد. هنگامی که جهان بزرگ و سرد می شود، مقداری از این انرژی به ماده تغییر شکل می دهد.

موقعی که ما درباره بلوک های سازنده ماده صحبت می کنیم، معمولاً روی اتم ها تمرکز می کنیم. اتم ها حاوی هسته ای هستند که شامل دست کم یک زیر اتم با بار مثبت به نام پروتون است. هسته همچنین ممکن است حاوی یک یا بیشتر از یک ذره با بار خنثی به نام نوترون ها باشد. ذرات با بار منفی به نام الکترون ها هم هسته را محاصره کرده اند و به سرعت در داخل محدوده یک پوسته انرژی در اطراف هسته حرکت می کند.

اما اتم ها در اولین صحنه های بیگ بنگ نمی توانستند تشکیل شوند. چراکه جهان خیلی متراکم و داغ بود. در حقیقت، در اولین لحظات اولین ثانیه بیگ بنگ، حتی پروتون ها و نوترون ها هم نمی توانستند تشکیل شوند. براساس تئوری های بیگ بنگ جهان پر از ذرات زیر اتمی بود. ذرات اولیه و با هیچ جرمی به نام کوارک ها که به هم پیوستند تا ذرات بزرگ تری مثل پروتون ها یا نوترون ها را به وجود آورند.

دانشمندان نیرویی را که کوارک ها را با هم نگه می دارد تا ذراتی بزرگ تر را تشکیل دهد نیروی هسته ای قوی ای می دانند. این نیرو به قدری قوی است که در شرایط عادی، ما به هیچ وجه نمی توانیم کوراک ها را مشاهده کنیم. این به خاطر این است که کوارک ها به قدری محکم به هم می پیوندند که ما نمی توانیم آنها را به آسانی از هم جدا کنیم. برای سال های زیادی، تنها راه اثبات این که کوارک ها وجود دارند مدل های ریاضی درباره جهان بود. مدل هایی که لازمه اش وجود ذراتی مثل کوارک ها بود.

امروزه دانشمندان تلاش می کنند تا ذراتی مثل پروتون ها و نوترون ها را بگیرند و آنها را به کوارک ها و گلوئون ها تجزیه کنند. کوارک ها و گلوئون ها برای تنها کسری از یک ثانیه پیش از فاسد شدن جدا می مانند، اما این به قدر کافی برای دانشمندان بلند است تا آنها را با استفاده از تجهیزات قوی مشاهده کنند.

امتیاز به مطلب

با خلق لحظاتی پس از وقوع بیگ بنگ دانشمندان چه دیدند؟

محمدرضا کریمی

برخورد دهنده هادرونبعد از نزدیک به 20 سال تلاش، دانشمندان با به هم کوبیدن ذرات یون به یکدیگر به بازآفرینی شرایط در آغاز جهان نزدیک تر شدند. برخورد یون ها در داخل برخورد دهنده بزرگ هادرون در سویس انجام گرفت.

میشل توتز استاد فیزیک دانشگاه کلمبیا که در پروژه ALICE (آزمایش برخورد دهنده بزرگ یونی) شرکت دارد به شبکه تلویزیونی سی ان ان گفته:«آن چه ما انجام می دهیم خلق شرایطی است که در همان ابتدای تشکیل جهان و یک میلیونیوم یک ثانیه بعد از بیگ بنگ به وجود آمد. برخورد ذرات یون به یکدیگر می تواند دمایی 100 هزار برابر داغ تر از خورشید را در داخل برخورد دهنده هادرون تولید کند. این شرط، شرط لازم برای بررسی جهان در میلیاردها سال قبل لازم است. ما امیدواریم بفهمیم این ترکیبات بنیادی چگونه به سوی ساختن پروتون ها و نوترون ها می روند. می دانیم که پروتون ها و نوترون ها به نوبه خود اتم ها را تشکیل می دهند و همه ما هم از اتم ها ساخته شده ایم.»


دانشمندان می گویند هر کسی که گام در مسیر علم نجوم می گذارد غرایب فیزیک ذرات از ماهیت نور گرفته تا اجزای مرموز ماده تاریک را به رسمیت می شناسد. فیزیک ذرات بارها و بارها نشان داده که ما در چه جهان شگفت انگیزی زندگی می کنیم. برخورد دهنده بزرگ هادرون نویدبخش ترین آزمایش در زمینه فیزیک ذرات بود که به طور موقت تعطیل شد. این برخورد دهنده یک تونل 13.25 میلیارد دلاری است که برای برخورد دادن ذرات در سرعت های نزدیک به سرعت نور در سازمان تحقیقات هسته ای اروپا در ژنو سوییس مورد استفاده قرار می گیرد. با این حال بسیاری از غربی ها این پرسش را مطرح می کنند که آیا برخورد دهنده ارزش صرف این همه بودجه را دارد. پاسخ بسیاری از آمریکایی ها منفی است و به همین دلیل مجلس نمایندگان آمریکا تصمیم گرفته از اختصاص 1 میلیارد دلار برای برخورد دهنده بزرگ تگزاس صرف نظر کند.


این برخوردها گلوله های انفجاری زیراتمی ریزی را به وجود می آورند که در یک آزمایش به بالاترین درجه حرارت و تراکم می رسند و شرایطی را خلق می کنند که درست یک میلیونیوم ثانیه بعد از بیگ بنگ به وجود آمده.

در این برخوردها دماهای حدود ده تریلیون درجه (که یک میلیون برابر داغ تر از دمای مرکز خورشید است) و تراکم هایی شبیه به یک ستاره نوترونی به دست می آید. (تصور کنید که یکی از اهرام بزرگ مصر به اندازه یک سرسوزن فشرده شود.)

در این شرایط انتظار می رود، پروتون ها و نوترون ها که هسته اتم را تشکیل می دهند ذوب شوند و ملغمه عجیب و غریبی از ذرات بینادین کوارک و گلوئون، به نام پلاسمای کوارک- گلوئون را تشکیل دهند. ما دراین برخوردها مقدار کمی از جهان را در لحظات ابتدای آن خلق خواهیم کرد. ما با مطالعه پلاسمای کوارک- گلوئون، امیدواریم درباره نیروی قوی ای که یکی از چهار نیروی بینادی شناخته شده طبیعت است بیشتر بیاموزیم.

این نیروی قوی هزار برابر قوی تر از نیروی الکترومغناطیسی است و عامل با هم نگه داشتن پروتون ها و نوترون ها در هسته یک اتم است. پروتون ها و نوترون ها ذرات بینادی نیستند اما خودشان از ذراتی به نام کوارک ها تشکیل شده اند. باز هم این نیروی قوی است که کوارک ها را درداخل پروتون ها و نوترون ها به هم متصل نگه می دارد. شاید جالب ترین وجه نیروی قوی این است که حدود 98 درصد جرم پروتون ها و نوترون ها را تولید می کند (دو درصد دیگر وزن آنها از خود کوارک ها می آید.) این به آن معنی است که حدود 98 درصد جرم همه ماده اتمی ما از این نیرو می آید.

http://www.telegraph.co.uk/science/science-news/8117495/Large-Hadron-Collider-commentary-on-Big-Bang-recreation.html

امتیاز به مطلب