تحقیقات جدید دانشمندان نشان داده است که نیمی از مواد موجود در کهکشان راه شیری، از جمله اتم های بدن ما از جایی خارج از این کهشکان سرچشمه گرفته اند؛ این میزان بیشتر از چیزی است که دانشمندان در گذشته تصور می کردند.

یافته های اخیر بر مبنای شبیه سازی های ابرکامپیوتری به دست آمده که پدیده جدیدی به نام intergalactic transfer (انتقال بین کهکشانی) را کشف کرده است. این مساله به دانشمندان کمک می کند که از رازهای چگونگی شکل گیری کهکشان ها پرده بردارند.

این مدل که توسط تیم ستاره شناسان دانشگاه Northwestern هدایت شده، نشان می دهد که انفجارهای ابرنواختران می تواند حجم وسیعی از گاز را به فضاهایی فراتر از کهکشان خود دفع کند؛ اتم ها نیز از طریق بادهای پرقدرت، از کهکشانی به کهشان دیگر حرکت می کنند.

یافته های اخیر بر مبنای شبیه سازی های ابرکامپیوتری به دست آمده که پدیده جدیدی به نام intergalactic transfer (انتقال بین کهکشانی) را کشف کرده است.

محقق ارشد این تحقیقات، دنیل انجل آلکازار در این باره می گوید: “با توجه به حجم مواد خارجی که اتم های بدن ما را تشکیل داده اند، می توانیم خودمان را مسافران فضایی یا مهاجران خارج کهکشانی تلقی کنیم.”

“این احتمال وجود دارد که بخش زیادی از مواد موجود در کهکشان راه شیری، در کهکشان های دیگر بوده اند و سپس به کمک بادهای پرقدرت، رانده شده و فضای میان ستاره ای را طی کرده اند تا اینکه در نهایت خانه جدیدی در کهکشان راه شیری پیدا کردند.”

این بادهای بین کهکشانی سرعت بسیار بالایی دارند (احتمالا چند صد کیلومتر بر ثانیه)، با اینحال، روند اشتراک گذاری اتم ها در فاصله میان کهکشان ها، بیش از میلیاردها سال طول کشیده است.

تیم محققان با استفاده از سیستم شبیه سازی FIRE در محیط واقعی، توانستند یک مدل سه بعدی واقعی از کشیده شدن کهکشان ها پس از انفجار بزرگ را طراحی کنند.

الگوریتم های پیشرفته تری نیز به مجموع داده های قبلی اضافه شده و برای درک بهتر مواد جمع آوری شده در کهکشان ها کاربرد دارد. به نظر می رسد که حجم زیادی از گازها از کهکشان های کوچکتر به سمت کهکشان های بزرگ تر مثل راه شیری جریان داشتند.

کهکشان های بزرگ تر مواد بیشتری را در بر داشتند؛ فرار کردن برای اتم های سرگردان و مسافر از این کهکشان ها دشوار است؛ به همین دلیل است که اغلب این حرکت ها از کهکشان های کوچکتر به بزرگ تر جریان دارد.

دانشمندان از قبل می دانستند که مواد می توانند میان کهکشان ها حرکت کنند؛ اما از حجم آن بی اطلاع بودند. تحقیقات جدید مدعی هستند که اتم های موجود در کهکشان های بزرگ تر، مثل اتم های بدن ما، در اصل از فاصله ای بیش از یک میلیون سال نوری آمده اند.

کلاد آندره، یکی از محققان این پروژه در این باره می گوید: “این مطالعات در حقیقت درک ما از چگونگی شکل گیری کهکشان ها پس از انفجار بزرگ را تغییر داده است.”

کهکشان ها مجموعه ای از ستاره ها هستند که به صورت یک توده در کنار هم جمع آوری شده و در مجموع به دور یک جرم مشترک گردش می کنند؛ این جرم به طور معمول، یک سیاه چاله عظیم است. اما پس از انفجار بزرگ که تقریبا ۱۴ میلیون سال قبل رخ داده، هیچ  ستاره و یا کهکشانی وجود نداشت؛ تنها گاز یکپارچه بود!

دگرگونی های کوچک در جریان این گازها و کشش نیروی گرانش در نهایت به شکل گیری ستاره ها و کهکشان ها منجر شد؛ اما یافته های اخیر، اطلاعات جدیدی را پیرامون شکل گیری کهکشان ها فراهم کرده است.

فوچر گگییر معتقد است که ریشه ما کمتر از چیزی که فکر می کردیم با منابع داخلی ارتباط دارد. این مطالعات نشان می دهند که مواد پیرامون ما تا چه اندازه به اجرام دور در آسمان متصل است.

.

منبع: sciencealert

مطلب سرمنشا نیمی از اتم های بدن ما جایی خارج از کهکشان راه شیری است! برای اولین بار در وب سایت تکراتو - اخبار روز تکنولوژی نوشته شده است.

ناسا، سیگنالهایی از جنس پرتو گامای قوی از مجموعه ای از کهکشانهای بسیار قدیمی دریافت کرده است. این پرتوهای گاما از اشیایی به نام بلازار (BLAZAR) ساطع می شوند. این اشیا، یکی از بزرگترین و قدرتمندترین سیاه چاله هایی که تاکنون دیده ایم را احاطه کرده اند.

گویا آی تی – این کشف، درک ما از شیوه کنار هم قرار گرفتن سیاه چاله ها در اولین لحظات شکل گیری جهان را تغییر خواهد داد، زیرا این سیگنالها از کهکشانهایی می رسند که وقتی جهان فقط ۱٫۴ میلیارد سال سن داشت، شکل گرفته اند. یعنی زمانی که زمین یک دهم سن امروزش را داشت.
این سیگنالهای پرتو گاما، ۱٫۴ میلیارد سال بعد از انفجار بزرگ تولید شده اند، ولی تازه امروز به تلسکوپهای ما رسیده اند. این سیگنالها به ما اجازه می دهند به زمانهای گذشته برگردیم و چیزهای بیشتری در مورد بلازارهای عظیم و بسیار قدیمی و سیاه چاله های مربوط به آنها دریابیم.
بلازارها در مرکز کهکشانهای بسیار فعال و بزرگ بیضوی شکلی قرار دارند که حاوی سیاه چاله هایی فوق العاده چگال هستند. جرم این سیاه چاله ها، یک میلیون برابر خورشید ما یا بیشتر از آن است.

وقتی ماده در این سیاه چاله ها سقوط می کند، جت های بسیار قدرتمندی از انرژی را ساطع می کند، که با سرعتی نزدیک به سرعت نور حرکت می کنند.
وقتی این جت های انرژی به سمت زمین حرکت می کنند، می توانند بینشی از داخل سیاه چاله هایی که آنها را شکل داده اند، به دست دهند. این حقیقت که بلازارهای تازه کشف شده در مسافت های بسیار دور قرار دارند، بدان معناست که اکنون می توانیم یکی از قدیمی ترین سیاه چاله هایی که تاکنون یافته ایم را مطالعه کنیم.
روپش اوجا، یک ستاره شناس از مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا، می گوید “این بلازارهای دور افتاده علی رغم آنکه بسیار جوان هستند، میزبان یکی از چگالترین سیاه چاله های شناخته شده می باشند”.

“آنها در زمینه اولین چالش های تاریخ کیهان شناسی، ایده هایی در مورد شکل گیری و رشد سیاه چاله های فوق چگال به ذهن می رسانند، و ما می خواهیم تعداد بیشتری از این بلازارها را بشناسیم تا این شناخت، به درک بهتر فرآیند شکل گیری و رشد آنها کمک کند”.
انرژی بلازار ورودی، توسط تلسکوپ فضایی پرتو گامای فرمی ناسا دریافت شد. این انرژی، از پنج کهکشان به دست ما رسیده که وقتی جهان فقط ۱٫۴ میلیارد سال سن داشت، شکل گرفتند.
هر چند که پرتوهای گاما با چشم غیرمسلح دیده نمی شوند، اما همیشه به مقدار بسیار زیادی در جهان جریان دارند.
نمی توانیم به طور دقیق بگوییم این اطلاعات زمینه ای که به شکل پرتوهای گاما به ما رسیده اند، از کجا می آیند. کهکشانهای بلازار، یکی از معدود منابع شناخته شده ای هستند که میتوان برای این پرتوها در نظر گرفت.

بلازارها برای ابزارهای علمی ما به شکل اشیای روشن و نورانی ظاهر می شوند، زیرا جت های انرژی نورانی آنها دقیقا به سمت سیاره ما حرکت می کنند. قدیمی ترین نوری که تاکنون دیده ایم، از بلازاری رسیده که پیدایش آن به زمانی که جهان ۲٫۱ میلیارد سال سن داشته بر می گردد.
پیشرفت هایی که اخیرا در زمینه دقت داده های به دست آمده از ماهواره ها و تلسکوپ ها حاصل شده، مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج این تحلیل ها نشان می دهند اکنون می توانیم بیش از هر زمان دیگری به عمق فضا برویم و کهکشانهای قدیمی تر را ببینیم. تلسکوپ فضایی فرمی نیز در حال حاضر روی مجموعه ای از این کهشکان ها مطالعه می کند.
سیاه چاله های موجود در قلب این پنج بلازار جدید، زمانی شکل گرفته اند که جهان بسیار جوان بوده است. آنها فوق العاده قدرتمند هستند، و انرژی ساطع شده از هر یک از آنها، بیش از ۲ تریلیون برابر انرژی خارج شده از خورشید ماست.

یکی از اعضای تیم تحقیقاتی، داریو گاسپارینی از مرکز داده های علمی آژانس فضایی ایتالیا، می گوید “سوالی که اکنون مطرح می شود، آن است که این سیاه چاله های عظیم چگونه در آن جهان بسیار جوان شکل گرفته اند. ما نمیدانیم چه مکانیزم هایی باعث توسعه سریع آنها شده است”.
تلاش برای شناخت آن مکانیزم ها، یکی از گامهایی است که محققان باید در آینده طی کنند، اما دانشمندان ناسا می خواهند به بلازارهای دیگری که شبیه بلازارهای فعلی هستند نگاه کنند تا طیف گسترده تری از داده ها را در مورد شکل گیری آنها به دست آورند.
یکی از این محققان، مارکو آجلو از دانشگاه کلمسون در کارولینای جنوبی، می گوید “ما فکر می کنیم تلسکوپ فرمی فقط نوک کوه یخ را دیده است. آنچه این تلسکوپ دیده، نمونه کوچکی از یک مجموعه کهشکان است که قبلا با پرتوهای گاما شناسایی نشده بودند”.
یافته های این پژوهش در دست بررسی متخصصان قرار دارد، و به انجمن فیزیک آمریکا ارائه شده است. این یافته ها در نشریه Astrophysical Journal Letters منتشر شده اند.

بسیاری بر این باورند که بررسی ارتباط بین شاخه‌های مختلف فیزیک، بسیار هیجان انگیز است. این موضوع، ممکن است از نظر دیگران بحثی کسل کننده باشد.

اگر شیفته شاخه‌های جدیدتر فیزیک باشید، به احتمال زیاد معلم فیزیک شما بدون معرفی درستی از فیزیک، معادلات ماکسول را مقابلتان قرار می‌دهد! این موضوع باعث تاسف است، زیرا هرچند ریاضیات زبان بیان فیزیک است، اما فیزیک بسیار فراتر از آن بوده و به تدریج، ابعاد جدیدتری از آن گشوده می‌شود. فیزیک، جهانی از ذرات و موج‌هاست. مکانی است که اجسام، در پوسته‌ای از فضا و زمان که آکنده از ماده تاریک و نیروهای عجیب است، پیچیده شده‌اند و در عین حال نمی‌توان گفت تمام این‌ها واقعیت است.

فیزیک، در حالت کلی همانند یک پرده بزرگ پر نقش از آگاهی است که در طی نسل‌های زیادی شکل گرفته و در حال رشد کردن است. تصویر جدیدی که توسط یک فیزیکدان به نام دومینیک ویلیامز، منتشر شده است، این پرده بزرگ را نمایش می‌دهد. درست در لبه جلویی این تصویر، تلاش دانشمندان برای سردرآوردن از سیاه چاله‌ها و تطبیق جاذبه با مکانیک کوانتومی، نمایش داده شده‌ است. ویلیامز، این تصویر را در عرض ۱۰ دقیقه تولید کرده است.

نوشته چگونه شاخه‌های مختلف فیزیک به هم مربوط می‌شوند؟ اولین بار در پدیدار شد.

سیاه چاله ها اجرامی عظیم و نابودکننده ماده هستند که با موجودیت خود علم فیزیک را به چالش می کشند. آنها آن چنان مرموز و عجیب هستند که وقتی آلبرت انیشتین با معادلات خود برای اولین بار وجود این هیولاها را پیش بینی کرد خودش هم باور نمی کرد که آنها واقعاً می توانند وجود داشته باشند.

گویا آی تی – سیاه چاله ها اجرامی عظیم و نابودکننده ماده هستند که با موجودیت خود علم فیزیک را به چالش می کشند. آنها آن چنان مرموز و عجیب هستند که وقتی آلبرت انیشتین با معادلات خود برای اولین بار وجود این هیولاها را پیش بینی کرد خودش هم باور نمی کرد که آنها واقعاً می توانند وجود داشته باشند. و شما نمی توانید او را سرزنش کنید، زیرا تصور این که این اجرام استثنایی فضا- زمان در تمام فضای کیهانی پیرامون ما پخش شده اند و قصد دارند تا تمام ماده های اطراف خود را قورت دهند، ذهن ما را درگیر می کند. اما میزان عجیب و عظیم بودن آنها ما را به عنوان کسانی که درباره سیاه چاله ها مطلب می نویسیم دیگر چندان شوکه نمی کرد.

ویدئوی بالا درباره اندازه سیاه چاله ها کمی بیش از حد دراماتیک شروع می شود، اما وقتی به مقایسه های تصویری می رسید، خدای من! به مغز کوچک و بیچاره ما فشار شدیدی وارد می شود. ما آمادگی آن را نداشتیم.
اولین چیزی که شما باید بدانید این است که هر ماده ای که تا شعاع شوارتزشیلد (Schwarzschild radius) یا شعاع گرانشی خود فشرده شود می تواند به یک سیاه چاله تبدیل شود.
این بدین معناست که اگر خورشید خودمان بخواهد به یک سیاه چاله تبدیل شود باید به اندازه یک شهر کوچک فشرده شود. و کره زمین تقریباً باید به اندازه یک بادام زمینی فشرده شود.
تصور این موضوع واقعاً شگفت انگیز و باور نکردنی است. حالا با دانستن این موضوع تصور کنید که سیاه چاله هایی که ما می شناسیم چقدر عظیم هستند، مانند سیاه چاله XTE J1650-500 که به اندازه منهتن است، اما جرم سه یا چهار خورشید را دارد.

جرم قابل توجهی است، اما توجه داشته باشید که این سیاه چاله فقط یکی از کوچک ترین ” نابودکنندگان کیهانی” است که تا به حال شناخته ایم. سیاه چاله های اندازه متوسط بیشتری نیز وجود دارند، مانند M82 X-1، که به اندازه کره مریخ فشرده شده است و جرمی برابر ۱۰۰۰ خورشید دارد. ما هنوز درباره ابر سیاه چاله های بسیار عظیم حرفی نزده ایم، آنهایی که در مرکز عظیم ترین کهکشان های شناخته شده تاکنون قرار دارند.
یکی از این سیاه چاله ها جرمی برابر با ۲۰ میلیارد خورشید دارد. ما حتی تلاش هم نخواهیم کرد تا این را در ذهن شما بگنجانیم، زیرا زیاد فکر کردن درباره آن ذهن را آشفته و پریشان می کند.

ویدئوی بالا را مشاهده کنید تا ببینید که سیاه چاله ها تا چه حد می توانند عظیم و بزرگ باشند. حتی اگر تصور کنید که آن را می دانید مطمئن باشید که در اشتباه هستید. به ما اعتماد کنید.

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.