نگاهی به هشت راز بزرگ فیزیک

 اکتشافات
غیرمنتظره قرن گذشته، اسرار بسیاری را در مورد مبداء کیهان آشکار کرده است
اما هنوز هم رازهای بزرگی ناگشوده باقی مانده که گشودن آنها برای
اخترشناسان سال ها طول خواهد کشید.    

 

اینک می خواهیم ببینیم مهمترین اسرار
ناگشوده کیهان که پیش روی انسان امروز قرار دارند، کدامند. رازهایی که
حاصل یک قرن چالش فکری بشر بوده و هنوز راهی طولانی برای گشودن آنها در
پیش است...

 

?) راز اول؛ جهان چند بعدی است

شاید تصور کنید که بیرون آوردن یک
خرگوش از داخل یک کلاه خالی فقط کار شعبده بازان است، اما شاید چنین
نباشد. به عنوان مثال، تصور ما بر این است که در جهانی سه بعدی زندگی می
کنیم ولی شاید این پنداری نادرست باشد. فیزیکدان ها تاکنون رفتار جهان را
با کمک چهار بعد تبیین می کردند؛ سه بعد مکانی و یک بعد زمانی. این مدل
آنها را در تبیین بسیاری از پدیده های جهان از انحنای نور در نزدیکی
خورشید گرفته تا چگونگی پیدایش سیاهچاله ها یاری می بخشید. اما اینک
فیزیکدان ها بر این باورند که ابعاد مکانی جهان بیش از سه بعد است.

 

این ایده برای اولین بار از شدت نسبی
نیروهای بنیادین جهان سرچشمه گرفت. مساله این بود که هیچ کس نمی دانست چرا
نیروی گرانش تا این حد از سه نیروی دیگر طبیعت یعنی نیروهای
الکترومغناطیسی، قوی و ضعیف هسته یی ضعیف تر است. اما اخیراً دو فیزیکدان
به نام های «لیزا راندال» از موسسه فناوری ماساچوست و «رامان ساندروم» از
دانشگاه جان هاپکینز در مریلند امریکا توضیحی برای این مساله ارائه کرده
اند. بر اساس این توضیح، ما در یک جهان چهار بعدی زندگی می کنیم اما ذرات
گراویتون که حامل نیروی گرانشی هستند در جهان چهار بعدی دیگری متفاوت از
جهان ما به سر می برند. این دو جهان (جهان ما و جهان آنها) در فاصله اندکی
نسبت به همدیگر در بعد پنجم هستی واقعند و وجود همین فاصله است که سبب افت
شدت نیروی گرانشی می شود.

 

 
متخصصان
نظریه ریسمان ها از این هم فراتر می روند. آنها تمامی نیروهای بنیادین
فیزیک را در قالب یک مدل ?? بعدی از جهان وحدت می بخشند. در این مدل، ذرات
بنیادی در واقع، ریسمان هایی بسیار کوچک هستند که نوسان می کنند. اما حتی
خوش بین ترین متخصصان نظریه ریسمان هم کشف این ریسمان ها را در آینده یی
نزدیک تقریباً غیرممکن می دانند. بنابر نظریه مزبور، این ریسمان ها یکصد
میلیون میلیارد مرتبه کوچک تر از کوچک ترین ذرات زیراتمی ایجاد شده توسط
قدرتمند ترین شتاب دهنده های موجود هستند.

 

اما احتمالاً آزمایشاتی که در
آینده یی نزدیک صورت خواهد گرفت، از نشانه های بعد پنجم پرده برداری خواهد
کرد. بنابر پیش بینی راندال و ساندروم با راه اندازی شتاب دهنده عظیمی که
اینک در سوئیس در حال ساخت بوده و در سال ???? (سال آینده) راه اندازی
خواهد شد، انرژی لازم برای نفوذ گراویتون به جهان ما فراهم خواهد شد.

 

 

?) راز دوم؛ جهان چگونه پدید آمد

کیهان شناسان همگی براین مساله توافق
دارند که جهان در رویدادی منحصر به فرد بین ?? تا ?? میلیارد سال پیش به
وجود آمد. در طول یک میکروثانیه اول پس از پیدایش، جهان مخلوطی از کوارک
ها و سایر ذرات عجیب با دمایی فراتر از حد تصور بود. با پایین تر آمدن
دما، کوارک ها گردهم آمده و ذراتی نظیر پروتون ها، نوترون ها و سایر
هادرون ها را تشکیل دادند. وقتی فقط یک ثانیه از پیدایش جهان گذشته بود،
تنها ذرات به جا مانده در جهان نوترون ها، پروتون ها، فوتون ها و
نوترینوها بودند. در مدت ??? ثانیه بعدی، وقوع مجموعه یی از واکنش های
هسته یی به ایجاد سه عنصر سبک موجود در جهان منجر شد.

 

 

امواج صوتی حاصل از پژواک مهبانگ
همانند امواج سطح یک دریاچه در میان ماده فوق العاده گرم و چگال جهان
اولیه منتشر شد. انبوهی از الکترون ها که توسط پروتون های با بار مثبت جذب
می شدند، در این ارتعاش های کیهانی سهیم شده و نقش ایفا کردند. بدین ترتیب
??? هزار سال از عمر جهان گذشت. در این زمان دما آنقدر پایین آمده بود که
اتم ها بتوانند شکل بگیرند. بنابراین جهان ناگهان شفاف شد و فوتون ها آزاد
شدند. فوتون های آزاد شده، آثار افت و خیزهای دما و چگالی جهان اولیه را
به شکل الگوهایی از تغییر شدت، با خود حمل کردند. اخترشناسان این تابش را
که برای نخستین بار توسط پنزیاس و ویلسون مشاهده شد، «تابش زمینه میکروموج
کیهانی» می نامند.

 
 

هنگامی که اخترشناسان، تلسکوپ های
میکروموجی خود را به هر سو از آسمان نشانه می روند با تابشی با شدت
تقریباً یکسان مواجه می شوند (بیشترین افت و خیزهای مشاهده شده در تابش
زمینه میکروموج کیهانی فقط به اندازه یک در ??? هزار است). اما چگونه ممکن
است انفجار اولیه پیدایش جهان، چنین آثار یکنواختی به وجود آورده باشد؟
گویی تمامی بخش های جهان اولیه با همدیگر در ارتباط بوده اند. اما این
چگونه ممکن است؟ «آلن گات» که سرگرم اندیشیدن به این مساله بود، به پاسخی
شگفت انگیز دست یافت؛ آیا ممکن است تمامی جهان از حبابی بسیار گرم و فوق
العاده همگن ایجاد شده و با چنان سرعتی منبسط شده باشد که فرصتی برای
تغییر نداشته است؟ این نظریه که به «نظریه تورمی» شهرت یافت، نه تنها
یکنواختی بسیار بالای تابش زمینه کیهانی را توضیح می دهد، بلکه علت همان
عدم یکنواختی های بسیار اندک را نیز تبیین می کند. بنابر نظریه تورمی گات،
این عدم یکنواختی ها ناشی از افت و خیزهای کوانتومی در حین تورم جهان بوده
است.

 

 
اینک کیهان
شناسان در کلیت این مساله توافق دارند که افت و خیزهای کوچک در جهان
اولیه، توسط نیروی گرانش تقویت شده و نهایتاً به پیدایش ساختارهای بزرگ
مقیاس جهان که امروزه می بینیم (نظیر کهکشان ها و خوشه های کهکشانی) منجر
شده است. اما جزئیات مساله، هنوز روشن نیست. نظریه تورمی گات حتی یک پیش
بینی قابل آزمودن نیز دارد. مطابق این نظریه، یک جهان حبابی که دچار تورم
شده، باید در مقیاس های کیهان شناختی، تخت به نظر برسد. تخت بودن جهان به
این معنی است که دو خط موازی حتی اگر در تمامی جهان امتداد داشته باشند،
هیچ گاه همدیگر را قطع نخواهند کرد.

 

در سال های اخیر، اخترشناسان،
بارها با اندازه گیری ابعاد زاویه یی افت و خیزهای تابش میکروموج کیهانی،
نظریه آلن گات را در معرض آزمون گذاشته اند و هر بار به این نتیجه رسیده
اند که جهان، تخت است.

 

اما با این حال هنوز هیچ کس نمی
داند چه عاملی منجر به تورم جهان شد. فیزیکدان ها مدل های تورمی متعددی را
برای توصیف جهان تورمی پیشنهاد کرده اند اما اغلب راه حل های پیشنهادی،
تنها راه حل هایی ریاضی بوده که هیچ مبنای فیزیکی ندارند. «ادوارد کلب»،
اخترفیزیکدانی از آزمایشگاه ملی شتاب دهنده فرمی در این باره می گوید؛ «در
واقع تمامی نظریات تورمی موجود، به نوعی اثبات می کنند که ما هنوز نظریه
مناسبی در این زمینه نداریم.»

 

 

?) راز سوم؛ چرا جهان از ماده ساخته شده است

اگر جهان کاملاً متقارن بود، نه سیاره
یی در آن به وجود می آمد و نه انسانی چرا که در آن صورت در لحظات آغازین
آفرینش، تعدادی مساوی از ذرات و پاد ذرات به وجود می آمد و این ذرات و
پادذرات، به سرعت با همدیگر برخورد کرده و به فوتون های نور تبدیل می
شدند. چنین جهانی مملو از تابش بود اما هیچ اتمی در آن وجود نداشت. اما
نکته عجیب در آن است که در جهان ما عملاً هیچ پاد ذره یی وجود ندارد.
توضیح چرایی این امر برای نظریه پردازان، کاری دشوار است. بنابر نظریه آلن
گات، فرآیند تورم جهان باید منجر به ایجاد مقادیری مساوی از ماده و
پادماده در جهان شده باشد. بنابراین سوال این است که ذرات پادماده کجا غیب
شده اند؟

 

 
یک احتمال
آن است که پادماده از بین نرفته باشد و هنوز هم در بخش بسیار دوری از جهان
که قابل مشاهده نیست، وجود داشته باشد. در این صورت ممکن است در بخش های
دوردست جهان، پادکهکشان هایی وجود داشته باشند و پادانسان هایی در این
پادکهکشان ها زندگی کنند. اما این مساله، خود منجر به نتایج عجیب و غریب
دیگری می شود که هیچ کدام تاکنون مشاهده نشده است.

  

احتمال دیگر آن است که قوانین
فیزیک به گونه یی به نفع ماده باشد که در آغاز، ذرات بیشتری نسبت به
پادذرات در جهان ایجاد شده باشد. در این صورت، آنچه امروزه در جهان می
بینیم، چیزی نیست جز همان ذرات اضافی (مابقی ذرات و پادذرات، همدیگر را
نابود کرده اند).

 

 

در اواسط دهه ????، دو فیزیکدان به نام
های «جیمز کرونین» و «وال فیچ» توسط آزمایشی نشان دادند که در حدود ?/?
درصد از واپاشی نوعی از ذرات بنیادی، تقارن را نقض می کند. همه از نتایج
این آزمایش شگفت زده شدند. کیهان شناسان در همان زمان اعلام کردند نتایج
مزبور ممکن است علت باقی ماندن ماده در جهان را توضیح دهد. اما هنوز هم
سوالات بسیاری در مورد این مساله، بی پاسخ مانده است.

 

 

?) راز چهارم؛ کهکشان ها چگونه شکل گرفتند

پروتون ها و نوترون ها (که مجموعاً
باریون نام دارند) در جهان اولیه تحت تاثیر گرانش خود به شکل گروه گروه
گرد هم آمدند و همین امر منجر به افزایش دمای آنها شد. در این حال باریون
های پرانرژی دیگری که در زمینه آنها در حال حرکت بودند، با برخورد به این
توده ها، انرژی از دست داده و گرفتار نیروی جاذبه آنها شدند. بدین ترتیب
خوشه های کهکشانی به آرامی و به شکل تارهای عنکبوتی در سرتاسر کیهان شکل
گرفته و بافته شد.

 

 

هرچند نقشه های سه بعدی تهیه شده از
کهکشان ها مدل مزبور را تایید می کنند اما درک جزئیات این مدل، فوق العاده
دشوار است. آیا فرآیند برخورد کهکشان های مارپیچی با همدیگر منجر به شکل
گیری کهکشان های بیضوی می شود؟ اگر چنین است پس چرا زنجیره کهکشان های
مارپیچی و بیضوی هریک از الگوی متفاوتی در ساختار حبابی جهان تبعیت می
کند؟ پاسخ به این پرسش ها نیازمند زمانی طولانی است، چرا که اندازه گیری
فاصله کهکشان ها کاری بسیار زمان بر است. اکنون گروهی از اخترشناسان مشغول
ترسیم نقشه یی سه بعدی از چگونگی توزیع یک میلیون کهکشان در جهان هستند.
نتایج این تحقیق، ما را در گشودن راز چگونگی شکل گیری کهکشان ها یاری
خواهد بخشید.

 

 

?) راز پنجم؛ ماده تاریک چیست

تمامی ستاره ها و کهکشان های جهان،
مجموعاً تنها ?/? درصد جرم کل جهان را تشکیل می دهند. حتی اگر جرم توده
ابرهای نامرئی را که به شکل اتمی در بخش های دوردست جهان شناورند به این
عدد اضافه کنیم، به چیزی در حدود ? درصد کل جرم جهان می رسیم. مابقی جرم
جهان از ماده یی ناپیدا که اصطلاحاً «ماده تاریک» نامیده می شود و همین
طور نوعی انرژی اسرارآمیز به نام «انرژی تاریک» تشکیل شده است. اگرچه ماده
تاریک از دید مستقیم اخترشناسان پوشیده است، اما تاثیرات و نشانه های آن
قابل آشکارسازی است. اینک اخترشناسان به کمک تاثیرات گرانشی این ماده
ناپیدا بر روی نور ستارگان دوردست (خم کردن پرتوهای نوری) تخمین می زنند
که ماده تاریک، چیزی در حدود ?? درصد جرم کل جهان را تشکیل می دهد. این
ماده به شکل رشته هایی کیهانی بر سطوح حباب هایی با ابعادی در حدود صدها
میلیون سال نوری منجمد شده است. شکل توزیع ماده تاریک در جهان نشان دهنده
سرد بودن آن است و به همین علت نیز اغلب «ماده تاریک سرد» نامیده می شود.
ماده تاریک به شکل هاله یی کهکشان ما و سایر کهکشان ها را دربرگرفته است و
همین امر نشان می دهد که ذرات تشکیل دهنده آن یا اصلاً برهم کنشی با ذرات
ماده معمولی ندارند یا برهم کنش بسیار ضعیفی دارند (در غیر این صورت باید
در صفحه کهکشان جمع می شدند و نه در اطراف آن). برای اغلب ذرات این ماده
عجیب و غریب، زمانی بیش از عمر کل جهان طول می کشد تا با یکی از ذرات ماده
معمولی برخورد کنند.

 

 

فیزیکدان ها برای آشکارسازی این ذرات
پنهان از نظر دو راهکار عمده را در پیش گرفته اند. در سناریوی اول، فرض بر
آن است که ذرات و پادذرات ماده تاریک در مرکز خورشید یا مرکز کهکشان با
همدیگر (و نه با ذرات ماده معمولی) برخورد می کنند. چنین برخوردی منجر به
ایجاد ذرات جالب دیگری به نام نوترینو خواهد شد. بنابراین آشکارسازی
نوترینوهای پیش بینی شده، دلیلی مبنی بر وجود ذرات ماده تاریک خواهد بود
(نوترینوها توسط منابع دیگری نیز در جهان تولید می شوند که باید توسط روش
های تجربی، آنها را از همدیگر تفکیک کرد). بدین منظور فیزیکدان ها دستگاه
های بسیار بزرگ آشکارسازی نوترینوها را در اعماق آب های دریای مدیترانه و
آدریاتیک و همین طور در زیر یخ های ضخیم قطب جنوب نصب کرده اند. این
آشکارسازها قادر خواهند بود نور ضعیف حاصل از بر هم کنش نوترینوها با
مولکول های آب را ثبت کنند.

 

 

سناریوی دوم، مبتنی بر آشکار سازی
مستقیم ذرات ماده تاریک توسط بلور ژرمانیم است. نمونه پیشرفته یی از این
آزمایش در ??? متری زیر زمین در یک معدن آهن در مینه سوتای امریکا در حال
انجام است. هیچ کدام از این آزمایش ها تاکنون موفق به آشکارسازی مستقیم
ماده تاریک نشده اند.

 

 

?) راز ششم؛ آیا تمامی ماده شناخته شده جهان، در کهکشان ها جمع شده اند

تنها ?? درصد از ماده معمولی جهان
(که اصطلاحاً ماده باریونی نامیده می شود) در ستاره ها جمع شده اند. اینک
اخترشناسان با استفاده از نور اختروش ها (که در فاصله هایی بسیار دور از
زمین واقعند و از سیاهچاله ها نیرو می گیرند) درصدد یافتن ماده باریونی
بیشتری در جهان هستند. چنانچه نور اختروش ها در مسیر طولانی خود تا رسیدن
به زمین از میان ماده باریونی گازی شکل عبور کند، اتم های گاز تاثیر خود
را به شکل خطوط جذبی روی طیف نوری اختروش، نقش می زنند. اما اخترفیزیکدان
ها تاکنون از این طریق، ماده باریونی اندکی را نسبت به آنچه تصور می
کردند، یافته اند. پس تمام باریون ها کجا رفته اند؟

 

 

اغلب اخترفیزیکدان ها بر این
باورند که آنها جایی نرفته اند، بلکه هنوز هم در اعماق فضا شناورند. اما
طی میلیاردها سالی که از تشکیل این ابرهای باریونی می گذرد، برخورد اتم
های تشکیل دهنده آنها با همدیگر دمای گاز را تا حدود یک میلیون درجه
سانتیگراد افزایش داده است. از آنجایی که گاز در چنین دمایی نور چندانی را
نه جذب می کند و نه تابش، آشکاری آن به این روش برای اخترشناسان، بسیار
دشوار خواهد بود.

 

 

«دیوید واینبرگ» و همکارانش با به
کارگیری تلسکوپ فضایی تابش X چاندرا سعی در یافتن شواهدی مبنی بر وجود گاز
باریونی در هاله ماده تاریک (که کهکشان ها را دربر گرفته است) کرده اند.
او اینک تا ?? درصد از یافتن نشانه های گاز باریونی در طیف جذبی تابش X
مطمئن است اما حصول اطمینان بیشتر، نیازمند زمان رصد طولانی تری خواهد
بود.

 

 

?) راز هفتم؛ انرژی تاریک چیست

انرژی تاریک، پدیده اسرار آمیز و
ناشناخته یی است که انبساط جهان را شتاب می بخشد. برای آنکه این انرژی،
شتاب فعلی انبساط جهان را تامین کند، باید در حدود ?? درصد کل چگالی جهان
را تشکیل دهد. اساسی ترین مساله در این مورد آن است که هیچ کس از ماهیت
این انرژی که چنین نقش شگفت انگیزی ایفا می کند، اطلاعی ندارد. «مایکل
ترنر» از دانشگاه شیکاگو می گوید؛ «تنها کاری که تاکنون توانسته ایم در
ارتباط با این پدیده انجام دهیم، صرفاً نام گذاری آن بوده است. این انرژی
ممکن است از هیچ (خلأ) حاصل شده یا تاثیری از سایر ابعاد مکانی پنهان در
هستی باشد.» هرچند انرژی تاریک، نقش یک نیروی دافعه کیهانی نظیر ضدگرانش
را ایفا می کند اما نمی توان آن را صرفاً یک نیرو به حساب آورد، چرا که
این نیروی دافعه تابع ویژگی های ذرات مادی نبوده و مستقیماً روی فضا عمل
می کند.

 

 

?) راز هشتم؛ چگالی جهان چقدر است

ماده موجود در جهان در برابر
انبساط آن مقاومت می کند. بنابراین اگر انرژی تاریک وجود نداشت، انبساط
جهان به تدریج متوقف شده و به انقباض تبدیل می شد و نهایتاً جهان درهم
فرومی پاشید. اما انرژی تاریک با نیروی دافعه خود از این کار جلوگیری می
کند. انرژی تاریک، مسبب شتاب گرفتن انبساط جهان است. بنابراین اگر چگالی
انرژی تاریک، ثابت بوده یا حداقل مقدار مثبتی باقی بماند، در این صورت،
انبساط جهان با سرعتی فزاینده ادامه خواهد یافت. اما این احتمال نیز وجود
دارد که چگالی انرژی تاریک، ثابت نبوده و متغیر باشد و حتی ممکن است
مقداری منفی پیدا کند که در آن صورت، جهان را به سوی فروپاشی خواهد برد.
«مارتین ریس»، اخترفیزیکدان دانشگاه کمبریج می گوید؛ «اگر چگالی انرژی
تاریک حتی به میزان اندکی منفی شود، می تواند منجر به فروپاشی تمامی جهان
شود.» اکنون ماهیت انرژی تاریک بر ما پوشیده است و بنابراین از سرنوشت
جهان هم بی خبریم چرا که سرنوشت جهان، وابسته به انرژی تاریک است...

 

 

منبع : www.aftab.ir

سیر تکاملی لباس فضانوردان خبرگزاری مهر - گروه فناوریهای نوین: موفقیت در ماموریتهای متعدد و بی شماری که تاکنون توسط سازمان فضایی آمریکا شکل گرفته است متاثر از عوامل متفاوتی است که یکی از آنها در کنار حضور فضانورد در ماموریتها، وجود لباسهای فضایی مقاوم بوده است.

به گزارش خبرگزاری مهر، حضور انسانها در فضا به طور حتم نیازمند عاملی محافظت کننده در برابر محیط نامناسب فضا است زیرا انسان بدون وجود لباسهای مناسب توانایی مقاومت در برابر سرما و خلا مطلق فضای خارج از زمین را نخواهد داشت. نشریه نیوساینتیست طی گزارشی جالب به بررسی سیر تکاملی 5 دهه اخیر این پوششهای حیاتی پرداخته است که در صورت عدم حضور آنها بسیاری از اطلاعاتی که اکنون در دسترس بشر قرار گرفته است، همچنان در اعماق کهکشانها پنهان باقی می ماندند. اولین فضانوردی که به دور مدار زمین حرکت کرد، جان گلن نام دارد که طی ماموریت خود در سالهای 1958 تا 1963 اولین لباس فضانوردی ناسا را به تن کرد. این لباس مطابق با ساختار لباسهای نیروی هوایی آمریکا به منظور مقاومت در فشار ارتفاع بالا طراحی شده و مناسب راهپیمایی های فضایی نبوده است.   به همین دلیل این لباس در مناطق مفصلی به یکدیگر فشرده شده و حجم لباس را کاهش می داده است. این فرایند به خودی خود باعث افزایش فشار در دیگر نواحی لباس خواهد شد و به همین دلیل فضانوردان توانایی خم کردن زانوها و یا بازوهای خود را نداشته اند. از این رو این نوع از لباس تنها به عنوان محافظی در برابر کاهش شدید فشار استفاده می شده است. طراحی لباسهای فضایی طی ماموریت جمینی که اولین راهپیمایی فضایی بشر در 3 ژوئن 1965 طی آن صورت گرفت، یک گام به پیش رفت. به منظور حفظ فضانوردان از فشار و حرارت پایین در فضا لباسهای جمینی به یک لایه اضافه و کیسه هایی بادکنک مانند مملو از گاز مجهز بود تا فشار در بدن افراد همزمان با انعطاف پذیری حفظ شود. گاس گریشام و جان یانگ دو فضانورد اولین ماموریت جمینی به شمار می روند که در این تصویر لباسهای جمینی را به تن دارند. این لباس به سیستم تهویه هوای مجزایی متصل است که دمای بدن فضانوردان را خنک نگه می دارد. آزمایش قدرت لباس فضایی جمینی در 3 مارچ 1965 و زمانی که فضانورد ادوارد وایت به مدت 23 دقیقه در فضا به راهپیمایی پرداخت، شکل گرفت.   وایت به منظور افزایش توانایی در راهپیمایی فضایی از یک سلاح گازی استفاده کرد. اکسیژن مورد نیاز فضانورد نیز از طریق کابلی از فضاپیمای جمینی 4 به لباس فضانورد منتقل می شده است. به منظور افزایش انعطاف پذیری در لباسهای فضایی لباس فضایی آپولو در قسمتهای مفصلی مانند زانو، شانه ها و آرنج  از موادی لاستیکی تولید شد. در این تصویر خلبان باب اسمیث مشاهده می شود که طرح اولیه لباس فضایی اپولو را در سال 1964 به تن کرده است. تسمه های تیره رنگ قسمتی از تجهیزان محافظتی در خلال راهپیمایی بر سطح ماه به شمار می روند. هنگامی که برای اولین بار بشر در سال 1969 بر سطح ماه فرود آمد، لباس فضایی آپولو به کوله پشتی تجهیز شده بود که اکسیژن کافی را برای تنفس، تهویه و کنترل فشار لباس به مدت 7 ساعت و طی راهپیمایی بر سطح ماه تهیه می کرد. در این تصویر فضانورد باز آلدرین دیده می شود که طی ماموریت آپولو 11 در حال جستجو و تحقیق بر سطح سیاره ماه به سر می برد. با وجود اینکه این لباس عملکرد خوبی را طی 6 ماموریت بر سطح ماه از خود نشان داد غبارهای ماه که بر سطح لباس قرار می گرفتند به عنوان یک خطر جدی سلامت عملکرد آنها را با تهدید مواجه می ساختند. فضانوردان گزارش داده اند که غبارهای تیز و ساینده ناشی از خاک سطح ماه به این لباسها آسیب وارد آورده و به لایه های مختلف آن نفوذ می کنند.  لباس آپولو باید از ساختاری بسیار سبک تشکیل می شد تا فضانوردان بتوانند در میان نیروی گرانشی ماه و با توجه به وزن 82 کیلوگرمی لباس به راحتی به حرکت بپردازند. فضانوردان ناسا اکنون به منظور راهپیمایی های فضایی از دو تکه لباس فضایی استفاده می کنند که به اختصار EMU خوانده می شوند. بر خلاف لباس آپولو که تنها متناسب با سایز فضانورد ساخته می شد، این لباسها به دلیل داشتن قسمتهای قابل تغییر می توانند مورد استفاده افراد مختلف با سایزهای متفاوت قرار گیرد. این لباس فشاری برابر یک سوم فشار اتمسفر را داشته و به همین دلیل فضانوردان به منظور جداسازی نیتروژن موجود در خون و نسوج بدن خود را با قرار گیری در اتاقکی کم فشار قبل از آغاز راهپیمایی فضایی از بین ببرند. حرکت سریع در فشار پایین می تواند منجر به ایجاد حباب از گاز نیتروژن و انسداد جریان خون در بدن انسان شود که گاهی اوقات موقعیتهای خطرناکی را به وجود خواهد آورد. این لباس وزنیبرابر 180 کیلوگرم داشته و می توان به مدت 8 ساعت از آن در محیط فضا استفاده کرد. همچنین عمر مفید این دسته از لباسها 30 سال خواهد بود. لباسهای EMU تنها لباسهای مناسب برای راهپیمایی های فضایی نیستند. در این تصویر می توان فضانورد مایک فینکز را مشاهده کرد که لباس فضایی روسی اورلان را در حین انجام ماموریت در خارج از ایستگاه بین المللی فضایی به تن دارد. بر خلاف لباسهای EMU ناسا که از قسمتهای جداشونده ای برخوردارند، لباس اورلان از محفظه ای در پشت لباس برخردار است که فضانورد از این محفظه لباس را به تن می کند. این محفظه به فضانورد اجازه می دهد با سرعت بالا و بدون نیاز به کمک شخصی دیگر لباس را پوشیده و یا از تن بیرون آورند. وزن این لباس در حدود 110 کیلوگرم بوده و امکان 7 ساعت مداوم استفاده از آن در محیط فضا وجود دارد. در عین حال این لباس برای حداکثر 21 راهپیمایی فضایی طراحی شده است.  لباس فضایی فیتان چینی ها در سپتامبر 2008 و در زمان خروج فضانوردان چینی از فضاپیمای شنژو 7 که از اولین ماموریت راهپیمایی فضایی کشور چین بازمی گشت، در معرض دید عموم قرار گرفت. این لباس فضایی پس از تولید لباس اورلان روسی ها طراحی شده است که طی ماموریت چینی ها مورد استفاده فضانوردان چینی قرار گرفت. دستکشها به طور حتم یکی از مهمترین بخشهای لباس فضایی و یکی از مهمترین تجهیزات محافظتی فضانوردان به شمار می رود. فضانوردان به منظور حرکت دادن انواع اهرم ها و کنترل انواع تجهیزات از دستهای خود استفاده می کنند و دستکشهایی با فشار کنترل شده حرکت انگشتهای دست را برای فضانوردان بسیار سخت می کند. لباس فضایی آپولو به دو سری دستکش مجهز بوده است که یکی به عنوان لایه زیری و دیگری به عنوان لایه رویی مورد استفاده قرار می گرفته است. لایه زیرین به بالشتکهای فشار مجهز بوده و لایه رویی از کتان، پلی استر و شبکه های فلزی ساخته شده بود. این لایه در راهپیمایی های فضایی به منظور محافظت در برابر ذرات کیهانی، حرارت و خراشها مورد استفاده فضانوردان قرار می گرفته است. در ماه می سال 2007 مهندسی با نام پیتر هومر موفق به کسب جایزه ای 200 هزار دلاری به خاطر طراحی دستکش فضایی برای سازمان ناسا شد. به گفته وی این دستکش بر خلاف دستکشهای رایج که به دلیل ساختار چین دار باعث فرم گرفتن انگشتان فضانوردان می شود، در مناطقی دارای تا خوردگی خواهد شد که انگشتان دست به صورت طبیعی توانایی خم شدن را دارند. این خصوصیت توانایی حرکت دادن انگشتهای دست را درفضانوردان افزایش خواهد داد که در نتیجه توانایی عملیاتی فضانوردان و قدرت حمل تجهیزات مختلف توسط آنها افزایش خواهد یافت. برای مدتها ناسا در تلاش مداوم برای ابداع نسل جدیدی از لباسهای فضایی بود تا در کنار انعطاف پذیری بیشتر توانایی عملیاتی آنها در فشارهای بالاتر نیز افزایش یابد. لباس فضایی مارک 3 نسل اولیه این لباس است که از دهه 1980 تولید و تکامل آن آغاز شده امکان انجام اعمال متفاوتی از جمله زانو زدن را برای فضانوردان ایجاد خواهد کرد. ناسا در تلاش برای بازگشت به ماه در سال 2015 از این نسل از لباسهای فضایی برای پوشش فضانوردان خود استفاده خواهد کرد. این لباس نسبت به راهپیمایی های طولانی در ماه مقاوم بوده و از انعطاف پذیری بسیار بالایی برخوردار است. از گذشته لباسهای متناسب راهپیمایی های فضایی باید بر اساس فشار هوا به منظور حفظ فشار اطراف بدن فضانورد تولید می شده است اما در آینده ای نه چندان دور می توان از لباسهایی با ابعاد و حجمی کمتر استفاده کرد تا امکان حرکت آزادانه برای فضانورد وجود داشته باشد. لباسهای Biosuit که توسط محققان موسسه ام آی تی طراحی و تولید شده است از لایه هایی مستحکم و مقاوم از مواد برای حفظ فشار بدن تولید شده است. این لباس از قالب میله ای تشکیل شده است که تحت تاثیر حرکت اعضای بدن فضانورد انبساط پیدا نمی کنند. این خطوط غیر کشسان اسکلت بندی مستحکمی را به وجود می آورند که حرکات فضانورد را محدود نکرده و فرد می تواند به راحتی در این لباس حرکت کند. محققان اعلام کرده اند که تکمیل نهایی و استفاده از این لباس در فضا نیازمند چندین سال زمان خواهد بود. در عین حال گروهی دیگر از متخصصان در حال تولید لباسهایی هوشمند فضایی هستند که روزی قادر به خود ترمیمی، تولید انرژی الکتریسیته و از بین بردن میکروبها خواهند بود.

 

   ارسال به هوپا : مرتضی باقرزاده

شفق

نیروهای لورنتس که موجب انحراف مسیر الکترونها در میدان های مغناطیسی می شود در بسیاری از پدیده های طبیعی تجلی می یابند و فقط با یاری گرفتن از این نیروها توضیح آنها ممکن است. یکی از تماشایی ترین و با شکوهترین پدیده ها از این نوع شفق قطبی است، که مشخصه عرض های جغرافیایی بالا , نزدیکی های شمال یا جنوب مدار قطبی است. پدیده شگفت آور و زیبایی که در طول شب قطبی طولانی در آسمان دیده می شود. آسمان تابان می شود و نقش هایی با رنگها و شکل های گوناگون دیده می شود. گاهی دارای شکل کمان یکنواخت ، ساکن یا تپنده است و گاهی عبارت است از شمار زیادی پرتو با طول موج های متفاوت ، که مانند پرده ها و نوارها بازی می کنند و پیچ و تاب می خورند. رنگ تابانی از سبز مایل به زرد به سرخ و بنفش مایل به خاکستری تغییر می کند. طبیعت و منشا شفق های قطبی زمان درازی به کلی پوشیده مانده بود. تا اینکه به تازگی برای این راز توضیح رضایت بخشی پیدا شد.

گرفته شده توسط شاتل آتلانتیس

ارسال :امیرحسین ستوده بیدختی

گوگل و مریخ

شرکت گوگل برای افزایش محبوبیت نرم افزار گول ارث در میان دوستداران نجوم، تغییرات عمده ای را در بخش مریخ این برنامه به وجود آورده که مهم ترین آن پخش تصاویر زنده از مریخ است.

در این بخش که "پخش زنده از مریخ" نام دارد، کاربران می توانند تصاویری جدید و با کیفیت بسیار بالا را که ناسا تنها چند ساعت پیش از آن از ماهواره ها دریافت کرده است، مشاهده کنند.

این تصاویر توسط دوربین های تمیس (THEMIS)، مستقر بر فضاپیمای اودیسه و هایریس (HiRISE) مستقر بر مدارگرد اکتشافی مریخ (MRO) تهیه می شوند. شما می توانید جزو نخستین افرادی باشید که به عکس هایی که تنها چند روز یا حتی چند ساعت پیش گرفته شده اند بنگرید. همچنین می توانید مسیر مدار ماهواره ها را بصورت زنده تماشا کرده و بررسی کنید که تصویر بعدی از کدام منطقه گرفته خواهد شد.

در بخش "نقشه های قدیمی" کاربران می توانند با سفر در زمان، به عقب بازگشته و سیار? سرخ را (به کمک نقشه های قدیمی کشف شده) از دید پیشگامان علوم مریخی نظیر جیووانی شپارلی، پرسیوال لاول و دیگران مشاهده کنند.

 

چطور از این امکانات استفاده کنیم؟

ابتدا گوگل ارث را باز کنید و با انتخاب گزین? Mars از نوار ابزار، به نمایی سه بعدی از سیار? سرخ پرواز خواهید کرد، سپس لایه های اطللاعاتی، تصاویر و عوارض سطحی پدیدار می شوند. ابزار هایی که در گوگل ارث برای پیمایش و اکتشاف زمین داشتیم به همان شکل وجود دارند، با کلیک موس خود می توانید زاوی? دوربین یا چرخش کل سیاره را تغییر دهید.

آن چنان که در نسخ? اصلی گوگل ارث داریم، کاربران می توانند مقالاتی در مورد بزرگترین در? منظوم? شمسی به نام "والز مارینریز"، بلندترین آتشفشان آن "قله الیمپوس"، عارضه ی عجیب "چهره مریخی" و بسیاری از مکان های دیگر را بخوانند. همچنین می توانید مسیر مریخ پیماها را دنبال و  چشم اندازهای با کیفیتی از سطح مریخ را مشاهده کنند.

ماهنامه نجوم - فاطمه همتیان

با سلام به همه فیزیک دوستان باید بگم که من بعد از 5 ماه دوباره به دنیای اینترنت برگشتم و از این به بعد منتظر آپدیت های من باشید.

با سلام
من  اصلا نمی تونم وبلاگ رو آپ کنم چون تا ساعت  3 مدرسه ام و به هیچ وجه وقت اضافی ندارم.
اما مطمئن باشید موقعی که وقت خالی پیدا کنم دست کم نمی زارم.

با تشکر
((mgh73))