هنوز چیزهای زیادی وجود دارند که در مورد ماه خاکستری مان نمی دانیم، اینکه ماه چگونه شکل گرفته؟ چرا مدار آن کج است و اینکه چرا در حدود ۳۸۰،۰۰۰ کیلومتر از زمین فاصله دارد، و چرا از ما دورتر نیست؟

ماتیا کوک از موسسه ستی (SETI) در کالیفرنیا، و تیمی از دانشمندان آمریکایی برای این موضوع توضیحی دارند. این محققان با بهره بردن از مدلی جدید و شبیه سازی، شده نتیجه گرفتند برخوردی که منجر به تشکیل ماه شده، زمین را تقریبا وادار به چرخش در کنار آن کرده است.

با گذشت زمان، تعاملات بین زمین، ماه و خورشید موجب چرخش زمین شده و این دو جرم فضایی را در شرایط گرانشی فعلی قرار داده است. فرضیه پیشرو در مورد تشکیل ماه ، مدل برخورد بزرگ است. این فرضیه بیان می کند؛ ۴.۵ میلیارد سال پیش، زمین جوان با سیاره فرضی به نام تئا برخورد کرده و سپس ماه بعد از انتقال به فضا در مدار زمین قرار گرفته است. گرد و غبار حاصل از این برخورد که در اطرف زمین پخش شده اند، در نهایت دیسکی شکل داده اند که با کپه شدن تبدیل به ماه شده است. داگلاس همیلتون یکی از نویسندگان این مطالعه از دانشگاه مریلند، می گوید: “اما اگر محور چرخش زمین، آن طوری که امروزه مشاهده می کنیم، ۲.۵ درجه زاویه داشته باشد، این فرضیه نمی تواند کاملاً درست باشد.”

فیزیکدانان بر این باورند که، بقایای این برخورد و ماه، احتمالاً حلقه ای در حوالی خط استوای زمین تشکیل داده، سپس با افزایش نیروهای جزر و مدی، ماه از زمین جدا شده باشد که به این ترتیب ماه باید راهش را به سوی یک سطح دایره البروجی همانند صفحه مدار زمین به دور خورشید، در فضا در پیش گرفته باشد. اما به نظر می رسد، این فرضیه چندان صحیح نیست و در عوض، مدار ماه، امروز پنج درجه نسبت به سطح دایر البروج کنونی کج شده است.

کوک و همکارانش فرضیه های مختلفی برای تشکیل ماه در نظر گرفته اند. یکی از این فرضیه ها این است که سیستم ماه و زمینی که امروز مشاهده می کنیم، حاصل برخوردی بوده که زمین را با سرعت بسیار بالایی -دو برابر سرعت تخمین زده شده در مدل های دیگر- وارد مدار چرخشی کرده است.

ماه نوزاد هم در ابتدا بسیار به زمین نزدیک بوده، و تقریبا در نزدیکی خط استوای زمین قرار داشته است، اما سپس به تدریج از زمین دور شده است. تا جایی که فاصله اش با زمین به ۱۵ برابر مقدار اولیه رسیده و خورشید هم نفوذ خود را بر مدار ماه اعمال کرده است. محققان اینطور نتیجه گیری می کنند، که مدار بسیار کج، سرعت چرخش زمین و کوچ ماه، احتمالا به مدار عجیب فعلی ماه کمک کرده است.

همیلتون اذعان دارد که مدلی که وی و همکارانش طراحی کرده اند، کامل نیست و قادر به پاسخگویی به تمام سوالات مربوط به مدار ماه نیست. اما وی می گوید: “اما چیزی که در حال حاضر در اختیار داریم، مدلی محتمل تر و واضح تر بوده که از مدل های پیشین نیز بسیار دقیق تر است.”

وی در ادامه گفت: “ما فکر می کنیم، این بهبود قابل توجهی است که ما را به آنچه واقعا رخ داده نزدیک تر کرده است.”

.

منبع: cosmosmagazine

نوشته آیا برخوردی که منجر به تشکیل ماه شده، زمین را درمحور چرخشی خودش قرار داده؟ اولین بار در تکرا - اخبار روز تکنولوژی پدیدار شد.

در این مطلب قصد داریم به برخی سوالات کاربردی درباره جهان هستی بپردازیم. سوالاتی که قطعا برای هرکدام از ما پیش آمده است. سوالاتی چون فراتر از کیهان چه چیزی وجود دارد؟ جهان ما در حال تبدیل شدن به چه چیزی است؟ آیا جهان هستی تا ابد منبسط خواهد شد؟آیا مرزی برای دانش انسان وجود دارد؟ آیا محدودیت‌های اساسی در مسیر علم قرار دارد؟

اگر شما نیز مشتاق به فهم پاسخ این سوالات هستید بهتر است تا انتهای این مقاله با گویا آی تی همراه باشید.

در پاسخ به تمامی این سوالات باید گفت ما هنوز هیچ پاسخی برای این سوالات نداریم و نمی توانیم به طور قطعی بگوییم که آیا حد و مرزی برای دانش ما وجود دارد یا خیر. اما می توان گفت به نظر نمی رسد مرزی برای دانسته های ما وجود ندارد. هرچند فراز و نشیب های بیشماری در مسیر یادگیری ما قرار گرفته اند اما هنوز به قطعیت نمی توان نظری در این باره داد. البته هستند افرادی که معتقدند ما هیچ وقت به علم پیدایش جهان دست نخواهیم یافت و هیچ زمان نخواهیم فهمید که پیش از انفجار بزرگ چه اتفاقی رخ داده است. اما به نظر می رسد این تفکرات کمی خودخواهانه باشد زیرا هیچ کس مرز دانش انسان را نمی داند و همانطور که یافته های امروز ما از نجوم در ۵۰ سال پیش غیر ممکن به نظر می رسید ما نیز نمی توانیم به قطعیت بگوییم که تا چه میزان فرا خواهیم گرفت.

البته این صحبت به آن معنا نخواهد بود که ما در طبیعت محدودیتی نداریم زیرا ما در مشاهده و مطالعه ی طبیعت محدودیت هایی داریم به عنوان مثال  اصل عدم قطعیت هایزنبرگ بیان می کند که نمی‌ توان تمام مشخصات حرکتی یک ذره را در هر لحظه از زمان دانست. همچنین بیشترین فاصله ‌ای که در یک بازه ‌ی زمانی قادر به دیدن و حرکت در آن هستیم توسط سرعت نور محدود شده است. اما این محدودیت‌ها صرفا به نشان دهنده این است که چه چیزی را نمی‌ توانیم مشاهده کنیم، نه اینکه چه چیزی را نمی ‌توانیم یاد بگیریم. علیرغم وجود اصل عدم قطعیت، ما توانسته ‌ایم مکانیک کوانتوم را توسعه دهیم و یا در زمینه بررسی رفتار اتم‌ ها پیش رفت هایی چشمگیر داشته باشیم. ما امروزه توانسته‌ ایم ذرات به اصطلاح مجازی را کشف کنیم. ذراتی که نمی ‌توانیم به طور مستقیم ببینیم، با این حال به وسیله شواهد و قوانین فیزیکی وجود آنها را پیش ‌بینی می ‌کنیم.

این موضوع که جهان در حال انبساط است به عنوان یک نقطه شروع در علم ما جای می گیرد و اگر با ما تکیه بر دانسته ها و اکتشافات جدید خود و همچنین استنتاج حوادث پیرامون مان پیش برویم خواهیم توانست به نقطه ای بسیار دور در تاریخ گذشته هستی برسیم. به زمانی که تمام عالم هستی در نقطه ای قابل رویت جمع شده بود.

در یک لحظه، که اکنون آن را  لحظه‌ ی انفجار بزرگ (Big Bang)  می نامیم ، قوانین فیزیکی فعلی شناخته شده از هم فرو‌پاشید، چون بین نسبیت عام و مکانیک کوانتوم ناسازگاری به وجود آمد. نسبیت عام به توصیف گرانش می ‌پردازد و مکانیک کوانتوم نیز فیزیک ذرات میکروسکوپی است. اما خیلی از دانشمندان این ناسازگاری را یک محدودیت جدی برای علم نمی ‌دانند، چون ما انتظار داریم که اصل نسبیت عام بعد از تصحیح، به بخشی از تئوری کوانتوم پیوسته تبدیل شود. نظریه‌ ی ریسمان نمونه ‌ای از این تلاش ‌ها است.

با تصور چنین نظریه ‌ای، شاید قادر باشیم به این سوال پاسخ دهیم که قبل از انفجار بزرگ چه اتفاقی رخ داده است. البته این موضوع نیز قابل تامل است که شاید پیش از انفجار بزرگ اصلا هیچ چیزی وجود نداشته باشد. ساده ‌ترین پاسخ مطرح شده در مورد انفجار بزرگ، کمترین میزان مقبولیت را در بین دانشمندان داشته است. پاسخ به این شکل است که در لحظه‌ ی انفجار بزرگ نسبیت عام با نسبیت خاص به هم پیوستند تا یک حقیقت واحد را تشکیل دهند: فضازمان. اگر فضا توسط انفجار بزرگ به وجود آمده باشد، شاید زمان هم به همین ترتیب به وجود آمده باشد. در آن صورت، هیچ “’گذشته‌ای” وجود نداشته است و سوال مطرح شده بی مورد خواهد بود. بنابراین و با توجه به این موضوع باید منتظر یک جواب منطبق بر کوانتوم گرانشی باشیم و پس از اثبات آن فرضیه به شکل آزمایشگاهی خواهیم توانست خواهیم توانست پاسخی جدید و قابل اتکا ارائه دهیم.

درادامه با یک سوال دیگر مواجه هستیم و آن این است که مرزهای کیهان ما درکجا قرار دارد؟ گستردگی جهان ما تا کجا ادامه دارد؟ در واقع باید گفت پاسخ این سوالات نیز هنوز برای بشر مبهم است و برای پاسخ به آن تنها به حدس و گمان هایی ساده اکتفا نموده ایم که آن را با شما درمیان می گذاریم.

همانطور که گفتیم فضا و زمان به صورت خود به خودی و به یکباره در اثر انفجار بزرگ پدید آمده اند پس می توان گفت که انرژی کلی آن ها برابر صفر است. بر اساس اصول پایه ای فیزیک می توان گفت که انرژی موجود در غالب یک جرم با انرژی میدان گرانشی آن برابر است. به زبان ساده تر باید بگوییم مجموع مقادیر چیزی که از هیچ پدید آمده است باید همان هیچ باشد. با توجه به علم فعلی ما تنها جهانی قادر به دارا بودن چینی ویژگی هایی است که شکل هندسی آن گرد باشد. به عنوان مثال وقتی بر روی یک کره حرکت می کنیم با هیچ مرزی مواجه نخواهیم شد اما می دانیم که محدودیت هایی برای آن وجود دارد. همین شرایط می ‌تواند در جهان هم صادق باشد. اگر ما به انداز‌ه‌ ی کافی در یک جهت به دوردست نگاه کنیم، می‌ توانیم قسمت پشت سر خود را ببینیم.

اما در عمل ما قادر به انجام چنین کاری نیستیم  و دلیل آن احتمالا می تواند این موضوع باشد که جهان قابل رویت ما خود بخشی از جهان بزرگتریست که ما توانایی دیدن آن را نداریم. علت این امر باید با آنچه که انبساط جهان (inflation) نامیده می ‌شود در ارتباط باشد. بیشتر جهان‌هایی که خود به خود از انداز‌ه‌ی میکروسکوپی به وجود می ‌آیند، به جای آن که برای میلیاردها سال عمر کنند، در یک زمان میکروسکوپیک از هم فرو می ‌پاشند. اما در بعضی موارد،  انرژی دادن به فضای خالی باعث می ‌شود که جهان در یک بازه‌ ی زمانی کوتاه به صورت تصاعدی متورم شود. بر این اساس تصور ما این است که در لحظات اولیه ی پس از انفجار بزرگ یک بازه زمانی پدید آمده است که در آن جهان انبساط می یابد و به این طریق جهان بلافاصله پس از تولد فرو نپاشیده است.

بنابراین می توانیم بگوییم که ممکن است زمانی انبساط در بخشی از جهان که ما در آن حضور داریم متوقف شود اما به این معنا نیست که تمام جهان از انبساط  خارج شده است.

 

مدتی پیش اختر شناسان متوجه شدند که یک ستاره توسط یک سیاه چاله بلعیده شده است. البته این موضوع به راحتی گفتن آن نیست از این رو، درست از همان موقع تلسکوپی به وسعت زمین  سرنوشت نهایی ستاره ای که توسط یک ابرسیاه چاله بلعیده شده است را ردیابی می کند.

یکی از نتایج این واقعه این است که برخی از مواد تشکیل دهنده ی ستاره از آن جدا شده و در اطراف سیاه چاله انباشته می شوند و سپس این ذرات در اشعه های بسیار باریکی با سرعت فوق العاده بالایی که نزدیک به سرعت نور است شلیک می شوند.

ستاره شناسان رادیویی  از شبکه تلسکوپ رادیو ای به وسعت کره زمین جهت مشاهده نزدیک یک واقعه بسیار خاص در کهکشانی دوردست استفاده کرده اند.  این پدیده در واقع نوری با نام (jet) بود که توسط ستاره ای که در حال بلعیده شدن به درون یک ابر سیاه چاله بود بوجود آمده بود. مشاهدات منبع انتشار بسیار فشرده و در کمال تعجب بسیار کم سرعتی از امواج رادیویی را نمایان کردند.

تیم بین المللی اخترشناسان رادیویی به سرپرستی ژون یانگ در رصد خانه اونسالا دانشگاه علم و فناوری چالمرز در سوئد با استفاده از شبکه اروپایی VLBI (EVN) که تسلکوپی رادیویی به وسعت و بردی به اندازه کره زمین دارد، بر روی جتی تازه یافت شده در منشا Swift J1644+57 مطالعاتی انجام داده اند.

هنگامی که ستاره ای به یک ابرسیاه چاله نزدیک می شود، دچار اختلال شدیدی می شود. تقریبا نیمی از گاز های موجود در آن ستاره به سمت سیاه چاله کشیده می شوند و یک دیسک به دور آن می سازند. در طی این فرآیند مقادیر بسیار زیادی از انرژی جاذبه ای به تشعشعات الکترومغناطیسی تبدیل می شوند و منشاء نوری بسیار درخشانی تولید می کنند که در طول موج های گوناگون قابل مشاهده است.

یکی از عواقب مشهود این فرآیند این است که  برخی از مواد سازنده ستاره که از آن جدا شده و در پیرامون سیاهچاله انباشته می شوند، ممکن است به صورت پرتو های ذره ای بسیار باریک با سرعتی نزدیک به سرعت نور شلیک شوند. این پرتو ها که به اصطلاح جت های نسبیتی نامیده می شوند در طول موج های رادیویی از خود تابش های قدرتمندی ساتع می کنند.

نمونه اول از این اختلالات موجی که منجر به شکل گیری جت نسبیتی شد در سال ۲۰۱۱ توسط ماهواره Swift ناسا رویت شد. در واقع جت نخست به شکل نور های درخشان در اشعه ی X خود را نشان داد و به آن نام Swift J1644+57 را اختصاص دادند. منشا آن نیز به یک کهکشان بسیار دوردست بر می گشت به طوری که ۳٫۹ بیلیون سال زمان طول کشید تا نور حاصل از آن به زمین برسد.

یانگ و همکاران اش توانستند با استفاده از تکنیک تداخل بنیادی بسیار طولانی یا به اختصار (VLBI) محاسبات بسیار دقیقی از این جت بدست آورند.

جون یانگ گفته است ” با استفاده از شبکه تلسکوپی EVN ما توانستیم محل جت را با دقت ۱۰ میکروآرک در ثانیه محاسبه کنیم. این محاسبات از جمله دقیق ترین محاسبات انجام شده توسط تلسکوپ های رادیویی تا به امروز هستند.”

با کمک دقت بسیار بالای محاسبات انجام شده به وسیله شبکه تلسکوپ های رادیویی، حتی با وجود فاصله بسیار زیاد دانشمندان توانستند در جت به دنبال نشانه های حرکتی بگردند.

جون یانگ گفته است که ” ما به دنبال حرکات ابرنوری که سرعتی نزدیک به سرعت نور دارند گشته ایم. طی مشاهدات سه ساله ما حرکات این چنینی در صورت وجود به قطع مشاهده می شدند. اما تصاویر ما تابش بسیار فشرده و ثابتی را نشان می دهد اما هیچ حرکت قابل مشاهده ای در دیده نمی شود.”

نتایج این تحقیقات بینش های مهمی از وقایع پس از نابودی یک ستاره توسط ابر سیاهچاله به دست می دهد و همچنین اطلاعاتی از نحوه رفتار جت ها در محیط های جدید رو می کند.

زولت پاراگی که عضوی از انستیتیو Joint VLBI ERIC (JIVE) در دوینگلو، هلند و عضوی از تیم تحقیقاتی می باشد دلیل فشرده و ثابت بودن جت ها را توضیح می دهد ” مواد شلیک شده نسبی که به تازگی شکل گرفته اند هنگام برخورد با محیط های بین ستاره ای سریعا سرعت شان را از دست می دهند. همچنین، مطالعات پیشین حاکی از این دارند که ما جت را تنها در زاویه ای کوچک می بینیم. این قضیه می تواند دلیل فشرده بودن آن ها را توضیح دهد”

Swift J1644+57  یکی از نخستین اختلالات موجی (Tidal Disruption) مورد مطالعه است و قطعا پس از آن موارد بیشتری نیز تحت بررسی قرار می گیرند.

استفانی کوموسا از انستیتو ماکس پلانک اخترشناسی رادیویی در بون، آلمان گفته است که ” مشاهدات صورت گرفته به کمک نسل جدید تلسکوپ های رادیویی اطلاعات بیشتری از وقایع پس از بلعیده شدن یک ستاره توسط سیاه چاله می دهد. هم چنین در خصوص اینکه جت های قدرتمند چگونه درست در کنار سیاه چاله ها شکل و تکامل پیدا می کنند نیز اطلاعاتی حاصل شده است”.

هم چنین یانگ اظهار داشت ” در آینده، تلسکوپ های رادیویی عظیمی همچون تلسکوپ دارای روزنه کرودی ۵۰۰ متری (FAST) و تلسکوپ آرایش کیلومتر مربعی (SKA) امکان انجام مشاهدات گسترده تر جزیی تر این پدیده های فوق العاده را به ما خواهند داد”.

منبع: astronomy