هوا و فضا
خمیدگی فضا
تازمانی که انیشتن نشان دهد گرانش بین اجرام ناشی از خمیدگی فضای بین آنهاست گرانش به صورت نیرویی بین اجرام توصیف می شد.در نتیجه خمیدگی که انیشتن از آن صحبت می کند واقعاً خمیدگی فضا زمان یعنی ترکیب چهار بعدی عالم است
تصور اینکه فضا( مثل خلا) چگونه می تواند خمیدگی داشته باشد دشوار است. با یک مقایسه می توان آن را توضیح داد . فرض کنید از مداری در پیرامون زمین مقایسه ای را که در آن دو قایق در استوای با فاصله ۲۰کیلومتر از هم قرار دارند و به طرف قطب جنوب حرکت می کنند تماشا می کنیم. از نظر قایق رانها این قایق ها در طول مسیر مسطحو موازی حرکت می کنند ولی با گذشت زمان قایقها به طرف هم کشیده می شوند ودر نزدیکی قطب جنوب به هم می رسند . قایق رانهای درون قایق ها این کشش به سوی یکدیگر را می توانند ناشی از نیروی واردبه قایق ها تعبیر کنند اما به سادگی می توان دریافت که کشیده شدن قایق ها به سوی هم بر اثر خمیدگی سطح زمین است.
وقتی نور از نزدیکی زمین می گذرد مسیر نور به دلیل خمیدگی فضای آنجا خم می شود اثری که آن را همگرایی گرانشی می نامند . وقتی نو ر از کنارساختاری با جرم بیشتر عبور کند مانند یک کهکشان یا یک سیاهچاله که جرم زیادی دارد مسیر آن خمیدگی بیشتری پیدا می کند. اگر این ساختار بین ما و یک اختر وش (یک چشمه نور درخشان و بسیار دور) باشدنور گسیل شده از اختر وش می تواند به دور این ساختار پر جرم خمیده شود و به ما برسد بنابر این به نظر می آید نوری که به ما می رسد از جهتهای مختلفی از آسمان می آید ما همان اختر وش را در همه جهتهای مختلف می بینیم که به هم آمیخته اند
دوشنبه 12/11/1388 - 10:54
آموزش و تحقيقات
| گیاهانی كه به مریخ می روند |
| | نگاهی علمی به گیاهانی که قرار است به سیاره سرخ برده شوند. | | |
اضطراب گاهی می‌تواند كمك‌كننده باشد. اضطراب به شما هشدار میدهد كه شاید خطری تهدیدتان میكند و یا شاید اشتباهی روی داده است. همچنین باعث به راه افتادن سیگنال‌هایی میشود كه بدن را در حالت آماده‌باش قرار میدهد. هر چند كه این اضطراب‌های گاه و بیگاه می‌توانند زندگی انسانها را نجات دهند، اما اضطراب مداوم آسیب‌هایی جدی به دنبال خواهد داشت. هورمون‌هایی كه بدن شما را به صورت ناگهانی برای مقابله با خطر آماده می‌سازند، در صورتی كه برای مدت طولانی در بدن جریان داشته باشند می‌توانند به بسیاری از دستگاه‌ها نظیر مغز و سیستم ایمنی صدمه بزنند. گیاهان مانند انسانها دچار اضطراب نمی‌شوند؛ اما آنها نیز در مقابل استرس آسیب‌پذیرند و به شیوه‌ای مشابه با آن رو در رومی‌شوند. تولید می‌كنند كه به سایر قسمتهای گیاه اعلام خطر میكند. بر اساس چشم‌انداز اكتشاف فضا، انسانها در دهه‌های آینده به مریخ خواهند رفت و در آنجا به كاوش خواهند پرداخت. شرایط سفر به مریخ و بعد مسافت دانشمندان مهاجر را ناگزیر می‌نماید گیاهان را نیز با خود ببرند. گیاهان غذا و اكسیژن تولید می‌كنند و همدم و یادگاری سبز از خانه هستند. شرایط موجود در مریخ، مانند سرمای شدید، خشكی، فشار كم هوا، و خصوصیات متفاوت خاك، گیاهان را با استرس زیادی مواجه میكند. اما وندی باس، متخصص فیزیولوژی گیاهی، و امی گروندن، میكروب شناس از دانشگاه كارولینای شمالی بر این باورند كه گیاهانی را پرورش داده‌اند كه قادر به زندگی در این شرایط سخت می‌باشند. راه‌حل عبارت است از مدیریت استرس: شاید از شنیدن این نكته تعجب كنید كه در حال حاضر موجوداتی در زمین وجود دارند كه در شرایطی شبیه مریخ زندگی می‌كنند. البته آنها گیاه نیستند بلكه نمونه‌هایی از ابتدایی‌ترین اشكال حیات در زمین هستند؛ میكروب‌هایی كهن كه در اعماق اقیانوسها، یا زیر یخهای قطبی زندگی می‌كنند.
باس و گروندن امیدوارند تا با قرض‌گرفتن برخی ژنها از این میكروب‌های سخت‌زی، بتوانند گیاهانی با قابلیت زندگی در مریخ تولید كنند. اولین ژنهایی كه آنها استخراج كردند، ژنهایی هستند كه توانایی گیاهان در مقابله با استرس را افزایش میدهند. گیاهان معمولی غالباً روشهایی را برای خنثی كردن سوپراكسید دارا هستند، اما پژوهشگران بر این باورند كه روشی كه میكروبی به نام پیروكوكوس فوریوسوس بكار می‌برد، ممكن است كارایی بیشتری داشته باشد. این میكروب در دهانه‌های آتشفشانی بسیار داغ در اعماق اقیانوس زندگی میكند. اما به صورت متناوب با فوران‌ها به آبهای سرد دریایی وارد میشود. بنابراین بر خلاف سیستم خنثی سازی گیاهان، این سیستم در پیروكوكوس در محدوده خارق‌العاده 100 درجه سانتیگراد اختلاف حرارت عمل میكند. این نوسان مشابه چیزی است كه گیاهان در یك گلخانه مریخی با آن روبرو میشوند. در حال حاضر پژوهشگران ژن پیروكوكوس را داخل گیاهی كوچك و با رشد سریع به نام آرابیدوپسیس نموده‌اند. باس می‌گوید " حالا ما اولین جوانه را داریم. ما آنها را پرورش می‌دهیم و دانه‌ها را استخراج میكنیم تا نسل‌های دوم و سوم را تولید كنیم." در یكسال و نیم تا دو سال آینده آنها امیدوارند كه گیاهانی را با دو نسخه از ژن جدید داشته باشند. در آن هنگام بررسی عملكرد ژنها امكان‌پذیر میشود: آیا آنها آنزیمهایی خاص با وظایف مشخص را می‌سازند، آیا آنها واقعاً به بقای گیاه كمك می‌كنند، و یا حتی موجب آسیب رساندن به آن میشوند. در ادامه، آنها امیدوارند كه ژنهای دیگری را نیز از میكروب‌های سخت‌زی استخراج كنند؛ ژنهایی كه گیاه را در مقابل خشكی، سرما، فشار هوای كم، و امثالهم مقاوم می‌سازند. مطمئناً هدف تنها تولید گیاهانی با توانایی بقا در مریخ نیست.
موفقیت اصلی این است كه این گیاهان به رشد و نمو خود ادامه دهند یعنی محصول تولید كنند، در فرآیند بازیابی پسماندها نقش داشته باشند و به تولید اكسیژن در خانه جدید كمك كنند. به قول باس "چیزی كه ما از یك گلخانه در مریخ میخواهیم پرورش و تقویت گیاهان در یك محیط با شرایط مرزی است." گروندن عقیده دارد كه این شرایط حقیقتاً پرتنش هستند. اغلب گیاهان تا حدودی غیر فعال میشوند، یعنی رشد و تولید مثل متوقف میشوند و تمام فعالیت‌های گیاه تنها بر ادامه بقا متمركز میشوند. باس و گروندن امیدوارند كه با وارد كردن ژنهای میكروبی به گیاهان بتوانند وضعیت را تغییر دهند. گروندن می‌گوید "با استفاده از این ژنها، ما در حقیقت گیاه را فریب می‌دهیم زیرا گیاه قادر نیست كه این ژنها را مانند ژنهای خودش تنظیم كند. ما امیدواریم كه از این راه توانایی گیاه در خاموش كردن بعضی فعالیتها را دور بزنیم." اگر باس و گروندن موفق شوند، كار آنها زندگی بسیاری از افرادی كه روی زمین و در محیط‌های با شرایط سخت ساكن هستند، را نیز تغییر خواهد داد. باس می‌گوید " در بسیاری از كشورهای جهان سوم، اگر هنگامی كه خشكسالی فرا میرسد تنها یك تا دو هفته دیگر بتوانید درو را عقب بیاندازید،به این معنا خواهد بود كه میزان محصول لازم برای گذراندن زمستان را خواهید داشت.
اگر ما بتوانیم مقاومت به خشكی یا سرما را افزایش بدهیم، دوره محصل‌دهی طولانی‌تر میشود و این موضوع بر زندگی انسان‌های بیشماری تأثیر خواهد گذاشت." این دو دانشمند تأكید دارند كه پروژه طولانی در پیش دارند. "یكسال و نیم به طول خواهد انجامید تا ما بتوانیم گیاهانی حاوی ژن داشته باشیم كه بتوانیم روی آنها آزمایش انجام دهیم." مدت زمان طولانی‌تری لازم خواهد بود تا مثلاً گیاه گوجه‌فرنگی سرمازی و خشكی‌زی در مریخ و یا حتی صحرای داكوتا داشته باشیم. اما گروندن و باس معتقدند كه این كاری است كه سرانجام به نتیجه خواهد رسید. گروندن می‌گوید " گنجینه غنی از میكروب‌های سخت‌زی وجود دارد. بنابراین اگر یكی مؤثر واقع نشد، می‌توانید به سراغ دیگری بروید تا در نهایت به آنچه مورد نظرتان است برسید."امی هم با باس هم عقیده است "این گنجینه واقعاً بسیار غنی و همچنین بسیار هیجان‌انگیز است."
دوشنبه 12/11/1388 - 10:53
آموزش و تحقيقات
فکر می‌کنی، بتوانیم به سمت خاصی از فضا اشاره کنیم و ادعا کنیم که این جا مرکز جهان است؛ همان جایی که انفجار بزرگ اتفاق افتاد؟
همواره "مرکز جهان" موضوع مورد توجه بشر بوده است. طی سال‌ها، انسان، مانند کودکی که خود را کانون توجه همه می‌داند، معتقد بود که زمین مرکز کیهان است. برخی از منجم‌های یونان باستان، جهان را متشکل از دو کره می‌پنداشتند؛ یکی زمین و دیگری آسمان، با ستارهای پولک دوزی شده.
در قرن ۱۵ میلادی یعنی حدود ۶۰۰ سال پیش نیکلاس کوپرنیک، منجم لهستانی، نظریه‌ی جدیدی را در مورد شکل قرارگرفتن اجرام آسمانی ارائه کرد که با وجود آن‌که هنوز با واقعیت فاصله داشت، ذهنیت بشر را تا حدودی نسبت به جهان اصلاح کرد. در نظریه‌ی کوپرنیک خورشید در مرکز جهان قرار گرفته است و زمین و دیگر سیارات به دور آن می‌چرخند. اما وی همچنان تصور می‌کرد که صفحه‌ای کروی که ستارگان این منظومه خورشیدی را در بر گرفته، همان منظره‌ی آسمان شب است.
امروزه پس از تأیید و رد نظریه‌های فراوان، میدانیم که نه تنها ما در مرکز کیهان قرار نگرفته‌ایم، بلکه اصولا جهان ما فاقد مرکز است.
از نظر دانشمندان "بیگ بنگ" نام پدیده‌ای است که به آغاز جهان انجامید و اغلب به نوعی انفجار بزرگ تعبیر میشود. مشکل این تصور آن است که انفجار، اغلب یک نقطه‌ی مرکزی دارد ؛مثل یک شمع، جرقه و یا یک بمب و در جهت خاصی منتشر میشود، ولی در مورد "انفجار بزرگ" این امر،صادق نیست. در واقع ما برای توضیح این رویداد چاره‌ی دیگری نداریم و از شبیه‌ترین موارد قابل لمس برای کمک به فهم آن استفاده می‌کنیم.
"انفجار بزرگ" نمی‌توانسته در نقطه‌ی خاصی از جهان رخ داده باشد، چرا که اصلا قبل از آن جهانی وجود نداشته.
طبق تخمین دانشمندان از عمر جهان، این انفجار حدود ۱۴ میلیارد سال پیش به طور یکسان آغاز و منتشر شده است و "فضا" و "زمان" را با مفهومی که ما امروزه می‌شناسیم ایجاد کرده. فضا از همان لحظه شروع شده و در حال گسترش و انبساط است. این روند هنوز هم ادامه دارد.
حالا فرض کنیم که تلسکوپی بسیار قوی داریم و با آن بتوانیم تا هر جا که دوست داشته باشیم رصد کنیم. در آن صورت آیا قسمتی از جهان که در طرف راست ما قرار گرفته از ناحیه‌ای که در سمت چپ ماست، بزرگتر است؟
خیر، کیهان در تمامی جهات ما یکسان است. پس، آیا به نظر شما این به معنی آن نیست که ما در مرکز جهان قرار گرفته‌ایم؟خیر برای درک بهتر، یک بادکنک باد شده را در نظر بگیرید که با خودکار، تعداد زیادی نقطه روی آن علامت گذاری شده. تصور کنید که این بادکنک دنیای شماست و شما یکی از آن نقطه‌ها هستید. توجه کنید که شما فقط مجاز به حرکت روی سطح بادکنک هستید - نه در درون یا بیرون آن. حال از محلی که قرار گرفته‌اید به دنیای بادکنکی خود نگاهی بیندازید. متوجه می‌شوید که تمامی جهات، یکسان به نظر میرسد، ولی این به آن معنی نیست که شما در مرکز آن قرار گرفته‌اید. در واقع دنیای دو بعدی شما، اصلا مرکزی ندارد.
حال تصور کنید که بادکنک را هرچه بیشتر باد می‌کنیم. می‌بینید که تمامی نقاط در حال فاصله گرفتن از شما هستند و به نظر میرسد که همه چیز در حال دور شدن است، اما همچنان می‌دانید که شما مرکز این انبساط نیستید. اندکی مشکل به نظر میرسد، ولی وضعیت جهان سه بعدی ما نیز بسیار مشابه همین است. فضا خمیده است و این موجب میشود که رفتار آن شبیه پوسته‌ی بادکنک باشد.
● انبساط بدون مرکز!
اینکه جهان عظیم ما چگونه به وجود آمده و چه خواهد شد، اصولا مفهوم پیچیده‌ای است که گاهی خارج از حد تصور و درک بشر است. دنیا با یک انفجار آغاز شده و در حال گسترش است.
این گسترش تا کی ادامه خواهد داشت؟
آیا امکان دارد که زمانی متوقف شود و یا مثلا دوباره جمع شده به نقطه‌ی اولیه باز گردد؟
انفجار بزرگ چگونه رخ داد و علت آن چه بود و قبل از آن چه؟چه‌گونه میتوان از زمانی سخن گفت که اصلا در آن زمانی وجود نداشته؟
دوشنبه 12/11/1388 - 10:52
آموزش و تحقيقات
"بسم الله الرحمن الرحیم"
معجزات علمی قرآن در كیهان شناسی!
عمر دنیا و زمین و انبساط آن (بیگ بنگ) - سیاه چاله ها و ستاره های نوترونی همگی گوشه ای از معجزات قرآن است!
نسبت عمر دنیا به عمر زمین:
سوره ی 50 (ق): آیه ی 38:
"ما آسمان ها و زمین و آنچه در میان آنهاست در شش روز آفریدیم و هیچ گونه رنج و سختی ای به ما نرسید"
سوره ی 41 (فصلت): آیه ی 9:
"بگو: آیا شما به آن كس كه زمین را در دو روز آفرید كافر هستید و برای او همانندهایی قرار می دهید؟ او پروردگار جهانیان است!"
امروزه دانشمندان با توجه به شواهد موجود عمر زمین را 4.5 میلیارد سال پیش بینی می كنند.
این در حالی است كه عمر دنیا 13.5 میلیارد سال برآورد شده است.
در قرآن آمده كه زمین در دو روز و دنیا در شش روز خلق شد. (عمر دنیا 3 برابر عمر زمین است).
اگر این موضوع را با شواهد عینی امروز مقایسه كنیم هیچ كمبودی دیده نمی شود!
عمر دنیا (13.5 میلیارد سال) را بر عمر زمین (4.5 میلیارد سال) تقسیم كنید.
جواب 3 بدست می آید.
این بدان معناست كه علم امروز نیز به این مسئله رسیده كه عمر دنیا 3 برابر عمر زمین است!
سیاه چاله ها و ستاره های نوترونی:
سوره ی 86 (طارق): آیات 1 تا 3:
"سوگند به آسمان و كوبنده ی شب! و تو نمی دانی كوبنده ی شب چیست. همان ستاره ی ثاقب است!"
در عربی "ثقب" به معنای چاله و "ثاقب" به معنای چیزی است كه چاله را ایجاد می كند.
نسبیت عام پیش بینی می كند كه سیاه چاله ها از ستاره های نوترونی بوجود می آیند. ستاره های نوترونی اكثرا قابل رویت نیستند و تنها با امواج رادیویی (پالس ها) رصد می شوند.
امواج دریافتی از این ستاره ها طوری به نظر می رسد كه كسی به جایی می كوبد! (ستاره ی كوبنده).
قرآن در آسمان ستاره ای كوبنده را معرفی می كند كه ثاقب است. (چاله ایجاد می كند).
كلام واضح قرآن در این مورد جایی برای شك نمی گذارد!
بیگ بنگ – بیگ كرانچ و انبساط دنیا:
سوره ی 55 (الرحمن): آیه ی 37:
"آسمان ها روزی دوباره شكاف برمی دارند و مانند گل سرخی باز می شوند!"
سوره ی 51 (الذاریات): آیه ی 47:
"و ما آسمان ها را با قدرت خود بنا كردیم و همواره آن را وسعت می بخشیم!"
سوره ی 21 (الانبیا): آیه ی 104:
"در آن روز كه آسمان را چون طوماری در هم می پیچیم هماگونه كه آفرینش را آغاز كردیم آنرا باز می گردانیم. این وعده ای است كه بر ماست و قطعا آنرا انجام می دهیم!"
با بیان تئوری بیگ بنگ دانشمندان همواره در صدد گسترش آن بوده اند.
مدتی بعد به كمك تحقیقات عده ای از دانشمندان مشخص شد كه علاوه بر بیگ بنگ پدیده ای به نام بیگ كرانچ هم باید وجود داشته باشد. و همانطور كه دنیا باز شده روزی به همان نقطه ی آغاز جمع می شود. (انا لله و انا الیه راجعون).
قرآن این موضوع را در ابتدا به باز شدن یك غنچه ی گل رز تشبیه می كند و بیان می دارد كه با قدرت بی انتهای خویش در حال گسترش (انبساط) دنیا است!
و روزی همانطور كه این دنیا را باز كرد دوباره مانند طوماری آنرا در هم خواهد پیچید. (بیگ كرانچ).
و این سخن حقیقت است!
دوشنبه 12/11/1388 - 10:49
هوا و فضا
ستارگان پس از تولد و زندگی خود که گاها عمرشان به میلیاردها سال هم میرسد، به مرحله مرگ می‌رسند. مرگ یک ستاره به یکی از سه صورت زیر امکان‌پذیر است: تبدیل به کوتوله سفید ، تبدیل به ستاره نوترونی ، تبدیل به سیاهچاله.
نگاه اجمالی
سراسر زندگی ستاره به یک میدان نبرد شبیه است. نیروی گرانش سعی دارد که ستاره را منقبض و خرد کند، ولی با مقاومت فشار رو به بیرون ماده ستاره روبرو میشود، اما سرانجام ستاره تحلیل میرود. گرانش کنترل را بدست میگیرد و ستاره شکل کاملا متفاوتی با ستارهای معمولی و سالم مانند خورشید به خود میگیرد. حتی اگر جرم ستاره بسیار زیاد باشد، ممکن است با تبدیل به یک سیاهچاله در اعماق فضا ناپدید شود.
گرانش یک ستاره
نیروی گرانش ، همواره جذب می‌کند و مایل است که ذرات ماده را همیشه به هم نزدیکتر سازد. ما به این سبب وزن داریم که جرم زمین جرم بدن ما را به طرف خود می‌کشد و در نتیجه نیروی گرانشی هر یک از اتمهای بدن ما ، اتمهای دیگر را به طرف خود می‌کشد. از آنجا که جرم یک ستاره معمولی بسیار زیاد است و حتی ممکن است یک میلیون بار بیشتر از جرم زمین باشد، گرانش درونی آن نیز بسیار شدید است.
لحظه‌ای اعماق خورشید را مجسم کنید، فشار آن در یک دهمی فاصله سطح تا هسته تقریبا یک میلیون بار بیشتر از فشار جو در سطح زمین است. در این فاصله ، فشار با مقاومت گازهای داغ درون خورشید روبرو میشوند، هنگامی که آتش هسته‌ای رو به کاهش می‌گذارد، گاز ستاره سرد میشود و بعد گرانش به نیروی مسلط تبدیل میشود. آنچه در این مرحله روی میدهد، به جرم ستاره بستگی دارد.
مراحل مرگ ستاره
ستارهای رو به مرگ ، مانند خورشید در هم فرو میرود تا به اندازه زمین برسد. در این روند هیچ انفجار واقعی و قابل توجهی رخ نمی‌دهد. ستاره فقط به توده‌ای از خاکستر رادیواکتیو تنزل می‌کند و به آرامی سوسو می‌زند. در این مرحله ، ستاره به یک کوتوله سفید تبدیل میشود. یک فنجان از ماده آن یک صد تن وزن دارد.
ستاره نوترونی
اگر جرم ستارهای بسیار بیشتر از خورشید باشد، فشار فرو ریزش مرحله کوتوله سفید را نیز پشت سر می‌گزارد و متوقف نمی‌شود، آن قدر فرو ریزش ادامه می‌یابد که قطر ستاره به حدود ده کیلومتر میرسد. در این نقطه ستاره گلوله‌ای است چگال از ذرات هسته‌ای که آن را ستاره نوترونی می‌نامند. یک فنجان از ماده آن یک میلیون میلیون تن وزن دارد. برخی از ستارگان نوترونی به سرعت می‌چرخند و در هر بار چرخش تابشهایی در طول موج رادیویی گسیل می‌کنند، این گونه ستاره‌های نوترونی ، تپ اختر (پولسار) نام دارد. در قلب سحابی خرچنگ ، تپ اختری وجود دارد که سی بار به دور خود می‌چرخد.
مرگ ستاره نوترونی
یک ستاره نوترونی بدون وقوع یک انفجار شدید اولیه شکل نمی‌گیرد. ستاره رو به مرگ ممکن است در چند ثانیه آخر حیات خود به‌صورت یک ابر نواختر شعله‌ور شود. درخشش آن چند روز از تمام کهکشانها پیشی میگیرد. از بخش مرکزی ابرنواختر ، یک ستاره نوترونی پدید میآید. جرم ستارگان نوترونی نمی‌تواند بیشتر از دو برابر جرم خورشید باشد.
یک ستاره رو به مرگ مثلا با جرم ده برابر جرم خورشید ، چنان زیر بار گرانش تولید شده قرار میگیرد که هیچ نیرویی نمی‌تواند در برابر فرو ریزش آن مقاومت کند. وقتی که چنین ستارهای منقبض میشود (رمبش ستاره)، به اندازه حدود دو کیلومتر میرسد، گرانش به حدی زیاد میشود که سرعت گریز از سطح آن به بیشتر از سرعت نور میرسد.
سیاهچالهها
هیچ چیز ، از موشک گرفته تا ذرات نور و علائم رادیویی نمی‌توانند از سطح ستاره منقبض شده ، بگریزند. این گرانش به قدری نیرومند است که همه چیز را به طرف خود می‌کشد. ما فقط میدانیم که در این حالت ، ستاره به یک سیاهچاله تبدیل میشود. سیاهچاله را نمی‌توان دید، زیرا نور نمی‌تواند آن را ترک کند. جرم سیاهچالهها پیوسته مواد دیگر را به طرف خود می‌کشد و به این ترتیب است که نمی‌توان آنها را آشکار کرد. چون سیاهچاله به دور ستاره دیگر میگردد، اثر شدیدی بوجود می‌آورد.
تلسکوپهای پرتو ایکس ، عملا تابشهایی از گاز در حال ریزش به سیاهچالهها را آشکار کرده‌اند. گرچه کشش گرانش آنها محسوس است، ولی هنگامی که ماده‌ای به درون یکی از گردابهایی کیهانی سقوط می‌کند، گویی از جهان ناپدید میشود.
دوشنبه 12/11/1388 - 10:47
هوا و فضا
یك ستاره در هر ثانیه بیش از 1120 بار دور خود می چرخد
دانشمندان موفق به كشف ستاره نوترونی شده‌اند كه در هر ثانیه بیش از یك هزار و ۱۲۰بار حول محور خود می‌چرخد و بدین‌ترتیب سریعترین ستاره دارای چرخش وضعی در جهان محسوب میشود.
این ستاره نوترونی درحقیقت بقایای سوخته ستارهای عظیمی است كه هم‌اكنون به چگالی بسیار زیادی دست یافته كه این میزان چگالی پیش از این تنها در سیاهچالهها مشاهده شده‌است.
به گفته ستاره‌شناسان، چگالی این ستاره نوترونی به اندازه‌ای زیاد است كه برای درك آن باید بتوانیم تمامی جرم ستاره خورشید را در منطقه‌ای به ابعاد یك شهر جای بدهیم. ماده در این ستاره به اندازه‌ای فشرده شده‌است كه تنها جرمی برابر با یك بند انگشت از این ستاره، در كره زمین صدها میلیون تن وزن خواهد داشت.
ستاره‌شناسان عقیده دارند دلیل چرخش دورانی سریع این ستاره، تمركز شدید تمامی انرژی حركتی آن است. در این ستاره نوترونی كه خود بازمانده یك ستاره عظیم است، هراز چندگاهی انفجارهای حرارتی-هسته‌ای بزرگی رخ میدهد و پرتوهای اشعه ایكس از آن منتشر میشوند. هم‌اكنون ستاره‌شناسان آژانس فضایی اروپا با استفاده از ماهواره "اینتگرال" این سازمان با مشاهده همین انفجارها موفق به اندازه‌گیری سرعت چرخش این ستاره، به نام
"J1739-285 ،"XTE
شده‌اند.
ستاره مذكور هم‌اكنون با سرعت هزار و ۱۲۲چرخش در هر ثانیه، دور محور خود میگردد. بیشترین ركورد ثبت شده برای چرخش وضعی ستاره‌ها پیش از این به ستاره نوترونی دیگری تعلق داشت كه در هر ثانیه ۷۶۰بار دور خود می‌چرخید.
به گفته "اریك كولكرز" دانشمند آژانس فضایی اروپا، سرعت چرخش این ستاره بیشتر از میزانی است كه ما در گذشته تصور میكردیم ممكن است برای یك ستاره اتفاق بیفتد و به همین علت باید مشاهدات بیشتری برای تایید سرعت چرخش ستاره مذكور انجام شود.
دانشمندان عقیده دارند سرعت چرخش ستاره‌ها دارای یك حد بالای نهایی است كه چنانچه سرعت چرخش یك ستاره از آن بالاتر رود، ستاره از هم می‌پاشد.
با این وجود از آنجا كه ساختار ستاره‌های نوترونی هنوز دقیقا مشخص نیست، دانشمندان نیز نمی‌توانند حد بالای سرعت چرخش دورانی این ستاره‌ها را تعیین كنند.
به غیر از ستاره‌های نوترونی، برخی سیاهچالهها نیز از جمله اجرام آسمانی عظیم با سرعت چرخش وضعی بالا هستند. سال میلادی گذشته ستاره‌شناسان موفق به كشف سیاه‌چاله‌ای شدند كه با سرعت ۹۵۰دور در ثانیه حول خود می‌چرخد. برای مقایسه، ستاره خورشید در منظومه شمسی با سرعتی بسیار كمتر و در هر ۳۶روز تنها یك بار حول محور خود می‌چرخد.
دوشنبه 12/11/1388 - 10:39
آموزش و تحقيقات
اطلاعاتی كه یك ماهواره GPS ارسال می كند چیست ؟ سیگنـال GPS شـــــامــل : یـــك كد شبه تصادفی Pseudo Random Code ، داده ای بنام ephemeris ویك داده تقویــــمی بنام almanac می باشد. كد شبه تصادفی مشخص كننده ماهواره ارسال كننده اطلاعات ( كد شتاسایی ماهواره ) می باشد.
هرماهواره باكدی مخصوص شناسایی می شود : RPN Random Code Pseudo این عددی است بین 1و 32 . این عدد درگیرنده هر GPS نمایش داده میشود .دلیل اینكه تعداد این شناسه ها بیش از 24 می باشد امكان تسهیل درنگهداری شبكه GPS باشد . زیرا ممكن است یك ماهواره پرتاب شود و شروع بكار نماید قبل از اینكه ماهواره قبلی از رده خارج شده باشد . به این دلیل ازیك عدد دیگر بین 1و 32 برای شناسایی این ماهواره جدید استفاده می شود .
داده Ephemeris دائماً بوسیله ماهوارها ارسال میگردد وحاوی اطلاعاتی درمورد : وضعیت خود ماهواره (سالم یا ناسالم) و تاریخ وزمان فعلی می باشد . گیرنده GPS بدون وجود این بخش از پیام درمورد زمان وتاریخ فعلی دركی ندارد . این بخش پیام نكته اساسی برای تعین مكان می باشد.
Almanac داده أی را انتقال می دهد كه نشان دهنده اطلاعات مداری برای هرماهواره وتمام ماهوارهای دیگر سیستم می باشد .
حال میتوان شیوه كار GPS را بهتر بررسی كرد . هرماهواره پیامی را ارسال می كند كه بــطور ســــــاده می گوید :
من ماهواره شماره X هستم ، موقعیت فعلی من Y است ، و این پیام در زمان Z ارسال شده است
هر چند كه این شكل ساده شده پیام ارسالی است ولی می تواند كل طرز كار سیستم را بیان نماید . گیرنده GPS پیام را می خواند و داده های almanac و ephemeris را جهت استفاده بعدی ذخیــره می نماید . این اطـلاعـات می توانند برای تصحیح و یا تنظیم ساعت درونی GPS نیز به كار روند .
حال برای تعیین موقعیت ، گیرنده GPS زمانهای دریافت شده را با زمان خود مقایسه می كند . تفاوت این دو مشخص كننده فاصله گیرنده GPS از ماهواره مزبور می باشد . این عملی است كه دقیقاً یك گیرنده GPS انجام می دهد . با استفاده از حداقل سه ماهواره یا بیشتر ، GPS می تواند طول و عرض جغرافیایی مكان خود را تعیین نماید . ( كه آن را تعیین دو بعدی می نامند . ) و با تبادل با چهار ( و یا بیشتر ) ماهواره یك GPS می تواند موقعیت سه بعدی مكان خود را تعیین نماید كه شامل طول و عرض جغرافیایی و ارتفاع می باشد . با انجام پشت سر هم این محاسبات ، GPS می تواند سرعت و جهت حركت خود را نیز به دقت مشخص نماید .
یكی از عواملی كه بر روی دقت عمل یك GPS اثــر می گذارد . شكل قرار گرفتن ماهواره ها نسبت به یكدیگر می باشد . (از نقطه نظر GPS )
اگر یك GPS با چهار ماهواره تبادل نماید و هر چهار ماهواره در شمال و شرق GPS باشند طرح و هندسه این ماهوارها برای این GPS بسیار ضعیف میباشد و شاید GPS قادر نباشد مكان یابی نماید. زیرا تمام اندازه گیریهای فاصله در یك جهت عمومی قرار دارند. مثلث سازی ضعیف است وناحیه مشترك بدست آمده ازاشتراك این مسافت سنجی ها وسیع می باشد ( مكانی كه GPS برای مكان خود تصورمی كند بسیار وسیع می باشد ودر نتیجه تعیین دقیق محل آن ممكن نیست ) دراین موقعیتها حتی اگر GPS مكان یابی را انجام دهد وموقعیتی راگزارش نماید دقت آن نمی تواند زیاد خوب باشـــــــد ( كمتر از500-300 فیت ). اگر همین چهارماهواره درچهارجهت ( شمال ، جنوب ، شرق ، غرب ) وبا زوایای 90 درجه قرارداشته باشند طرح این چهار ماهواره برای GPS مزبور بهترین حالت می باشد چراكه جهات مسافت سنجی چهار جهت متفاوت و نقطه اشتراك این مسافت سنجی ها بسیار كوچك می باشد . وهرچه این نقطه اشتراك كوچكتر باشد به معنی آن است كه بیشتر به نقطه واقعی حضورخود نزدیك شده ایم . دراین موقعیت دقت عمل كمتر از100فیت می باشد .
طرح وهندسه قرارگرفتن ماهواره ها هنگامیكه GPS نزدیكی ساختمانهای بلند، قلل كوهها ، دره های عمیق ویا در وسایل نقلیه قرارگرفته باشد به مساله مهمتری تبدیـل می گردد .اگر مانعی در رسیدن سیگنالهای بعضی از ماهواره ها وجود داشته باشد GPS می تواند از بقیه ماهواره ها بـــرای مكان یابی خود استفاده نماید. هرچه این موانع بیشتر و شدیدتر شوند مكان یابی نیز مشكل تر می گردد .
یك گیرنده GPS نه تنها ماهواره های قابل استفاده را تشخیص می دهد بلكه مكان آنها را درآسمان نیز تعیین می كند . ( ارتفاع و زاویه ) منبع دیگرایجاد خطا " چند مسیری " می باشد ." چند مسیری" نتیجه انعكاس سیگنال رادیویی به وسیله یك شی می باشد . این پدیده باعث ایجاد تصاویر سایه دار در تلویزیونها می گردد هر چند در آنتنهای جدید این شكل به وجود نمی آید ، این پدیده در آنتنهای رو تلویزیونی قدیمی به وجود می آمد.
بروز این اختلال برای GPS ها به این شكل است كه امواج بعد از انعكاس به وسیله اشیاء ( مانند ساختمانها یا زمین ) به آنتن GPS برسند . در این صورت سیگنال مسیر بیشتری را تا رسیدن به آنتن GPS طی می كند و این باعث می شود كه GPS فاصله ماهواره را بیشتر از آنچه هست محاسبه نماید. كه باعث ایجاد خطا در مكان یابی نهایی می گردد. در صورت بروز این اختلال تقریباً 15 فیت بر خطای نهایی افزوده می شود .منبع دیگری نیز برای ایجاد خطا ممكن است وجود داشته باشند . افزایش تاخیر ( delay ) به دلیل اثرات جوی نیز می تواند برروی دقت كار اثر بگذارد . همچنین خطاهای ساعت داخلی GPS . در هر دو این موارد گیرنده GPS طوری طراحی شده است كه این اثرات را جبران نماید . ولی خطاهای كوچكی بر اساس همین اثرات همچنان بروز خواهند كرد .
در عمل ، دقت كار یك GPS غیر نظامی معمولی ، با توجه به تعداد ماهواره های تبادلی و طرح قرار گرفتن آنها بین 60 تا 225 فیت می باشد. GPS های پیچیده تر و گرانتر می توانند با دقتهایی در حد سانتیمتر كاركنند . ولی دقت یك GPS معمولی نیزمی تواند به كـــمك پـــردازشی بـــه نـــام DGPS Differential GPS به حدود 14 فیت یا كمتر برسد .سرویسهای DGPS با هزینه كمی قابل اشتراك می باشند . سیگنال تصحیحات DGPS توسط سازمان Army Corps Of Engineers و از ایستگاههای مخصوص ارسال می گردد . این ایستگاهها در فركانس KHZ .325- 283.5 كار می كنند تنها هزینه استفاده از این سرویس خریدن یك دامنه از این سیگنالها می باشد . با این كار یك گیرنده دیگر به GPS ما متصل می شود ( از طریق یك كابل سه رشته ای ) و عمل تصحیح را طبق یك روش استاندارد به نام ( RTCM SC-104 ) انجام می دهد . اشتراك سرویسهای DGPS از طریق امواج رادیویی FM نیز ممكن می باشد .
چه كسانی از GPS استفاده می كنند ؟
GPS ها دارای كاربردهای متنوعی در زمین ، دریا و هوا می باشند ، اساساً GPS هر جایی قابل استفاده است مگر در نقاطی كه امكان وصول امواج ماهواره درآنها نباشد مانند داخل ساختمانها ، غارها ونقاط زیرزمینی دیگر و یا زیر دریا ، كاربردهای هوایی GPS در رهیابی برای هوانوردی تجاری میباشد . در دریا نیز ماهیگیران ، قایقهای تجاری ، ودریا نوردان حرفه أی از GPS برای رهیابی استفاده می كنند .
استفاده های زمینی GPS بسیار گسترده تر می باشد . مراكز علمی از GPS برای استفاده از قابلیت و دقت زمان سنجی اش واطلاعات مكانی اش استفاده می كنند . نقشه برداران از GPS برای توسعه منطقه كاری خود بــــهره می گیرند . سایتهای گرانقیمت نقشه برداری دقتهایی تا یك متر را فراهم می آورند . GPS ها علاوه بر صرفه جویی دقتهای بهتری را برای این سایتها به ارمغان می آورند . استفاده های تفریحی از GPS نیز به تعداد تمام ورزشهای تفریحی متنوع است . به عـنوان مثال برای شكارچیان ، برف نوردان ، كوهنوردان وسیاحان و…
در نهایت باید گفت هركسی كه می خواهد بداند كه دركجا قراردارد ، راهش به چه سمتی است ، ویا با چه سرعتی درحركت است می تواند از یك GPS استفاده كند . در خودروها نیز وجود GPS به امری عادی بدل خواهد شد.سیستم هایی درحال تهیه است تا دركنار هر جاده ای با فشار دادن یك كلید موقعیت به یك مركز اورژانس انتقال یابد . ( بوسیله انتقال موقعیت فعلی به یك مركز توزیع ) سیستم های پیچیده دیگری موقعیت هر خودرو را دریك خیابان ترسیم می كنند این سیستمها به راننده بهترین مسیر برای رسیدن به یك هدف خاص را پیشنهاد می كنند
دوشنبه 12/11/1388 - 10:38
آموزش و تحقيقات
تحویل سال و نحوه ی محاسبه ی آن
مهدوی – دانش آموز دبیرستان تكتم
زمان دقیق لحظه ی تحویل سال كه حتی با دقتهای كمتر از ثانیه هم محاسبه میشود از كجا میآید؟ روی كره آسمان (برای سادگی آسمان را كره‌ای فرض میكنیم كه ستاره‌ها، خورشید و سیارات روی آن قراردارند)، مشابه زمین خط‌هایی مثل طول و عرض جغرافیایی در نظر میگیریم.
امتداد استوای زمین در كره آسمان، استوای سماوی را میسازد، خطوط میل موازی استوای سماویاند و امتداد محور زمین به قطب‌های آسمان میرسد، قطب شمال آسمان بالای قطب شمال زمین و قطب جنوب آسمان بالای قطب جنوب زمین است. اگر دو قطب شمال و جنوب زمین را به هم وصل كنیم، خطی به‌دست میآید كه به آن محور گردش زمین میگوییم. امتداد محور زمین كره فرضی آسمان را در دو نقطه قطع میكند كه به آنها قطب‌های آسمان میگوییم. اگر درست در نقطه قطب شمال زمین باشید، قطب شمال آسمان دقیقا بالای سر شماست و قطب جنوب آسمان زیر پایتان.
خطوطی را موازی خط‌های عرض جغرافیایی زمین در آسمان رسم میكنیم، به این خط‌ها میل میگوییم. دایره‌ای را كه از تقاطع صفحه استوای زمین با كره آسمان تشكیل میشود، استوای آسمان (استوای سماوی) مینامیم. استوای سماوی دقیقا بالای استوای زمین قرار دارد، اگر در استوای زمین باشید، استوای سماوی در آسمان شما نیم‌دایره‌ای است كه شرق را به غرب وصل میكند و دقیقا از بالای سرتان میگذرد. و اگر در قطب‌های زمین باشید استوای سماوی دایره افق شما خواهد بود.
همه ما میبینیم كه خورشید هر روز از شرق طلوع میكند، مسیری را در آسمان میپیماید و در افق مغرب به پشت زمین میرود و به خوبی میدانیم كه این حركت ظاهری خورشید در اثر حركت وضعی زمین (گردش زمین به دور خودش در هر شبانه‌روز) پدید میآید. اما خورشید حركت دیگری هم در آسمان دارد. اگر خورشید آن‌چنان كم‌نور بود كه دیگر ستاره‌ها هم در كنارش دیده‌میشدند، میتوانستیم یك آزمایش جالب ترتیب دهیم. ما هر روز موقعیت خورشید را در آسمان با در كنار ستاره‌ها ثبت میكردیم و میدیدیم كه خورشید در زمینه ستاره‌های ثابت هر روز كمی به سمت غرب حركت میكند. این حركت خورشید تصویر حركت انتقالی (گردش زمین به دور خورشید) زمین است. در آزمایش ما خورشید تقریبا 24/365 روز بعد دوباره به محل اولش در زمینه ستاره‌ها باز میگردد. این مدت را كه دقیقا برابر مدت زمان گردش زمین به دور خورشید است، یك سال مینامیم.
وقتی كه هر روز محل خورشید را زمینه ستاره‌ها ثبت كنیم، خطی به دست میآوریم كه مسیر حركت سالانه خورشید در آسمان است. به این مسیر دایره‌البروج میگوییم. در حقیقت دایره‌البروج تصویر صفحه مداری زمین روی كره آسمان است. از دید ما روی زمین مسیر حركت سالانه خورشید در آسمان (دایره‌البروج) همواره ثابت است و از صورتهای فلكی خاصی میگذرد كه در نجوم قدیم و طالع‌بینی به آنها برج میگویند. وقتی كه میگویند خورشید در برج سنبله است، یعنی خورشید در صورت فلكی سنبله قراردارد.
به مسیر حركت سالانه خورشید در آسمان دایره‌البروج میگوییم. دایره‌البروج با استوای سماوی زاویه 5/23 درجه میسازد و در دو نقطه آن را قطع میكند. به نقطه‌ای كه در آن خورشید از جنوب استوای سماوی به شمال آن میآید، نقطه اعتدال بهاری میگوییم. خورشید در لحظه تحویل سال در نقطه اعتدال بهاری است.
دایره‌البروج با استوای سماوی موازی نیست و با آن زاویه 5/23 درجه میسازد و در دو نقطه آن را قطع میكند. این یعنی خورشید در مسیر سالانه‌اش گاه بالاتر و گاه پایین‌تر از استوای آسمان است. به همین دلیل است كه از دید ما كه در نیمكره شمالی زمین هستیم، خورشید در تابستان ارتفاع بیشتری از افق میگیرد و مستقیم به زمین میتابد و روزهای تابستان طولانیترند؛ چون خورشید در تابستان بالا (شمال) استوای سماوی است.
وقتی كه خورشید در یكی از دو نقطه‌ای است كه دایره‌البروج استوای سماوی را قطع میكند، دقیقا عمود بر استوای زمین میتابد. در این زمان طول شب و روز در تمام نقاط زمین برابر است. به این نقاط نقاط اعتدال و به این زمان زمان اعتدال میگوییم. اعتدال بهاری در ابتدای بهار رخ میدهد و اعتدال پاییزی در ابتدای پاییز. در اعتدال بهاری خورشید از جنوب (پایین) استوای سماوی به شمال آن میآید و پس از آن طول روزها برای ساكنان نیمكره شمالی زمین بیشتر خواهدشد.
لحظه تحویل سال شمسی زمانی است كه خورشید به نقطه اعتدال بهاری میرسد. ایده و كار روی چنین تقویم دقیق و جالبی از شاهكارهای ایرانیان بوده‌است و تقویم شمسی میراث با ارزشی است كه به ما رسیده‌است.
این نقشه محل خورشید را در این لحظه روی دایره‌البروج در نزدیكی نقطه اعتدال بهاری نشان میدهد. خط سیاه دایره‌البروج، مسیر حركت خورشید، است. خط آبی افقی نمایان‌گر استوای آسمان و خط آبی عمودی نصف‌النهار مبدأ آسمان است. نقطه اعتدال بهاری محل تقاطع این سه خط است. خورشید در لحظه تحویل سال در این نقطه قرارمیگیرد.
دوشنبه 12/11/1388 - 10:35
آموزش و تحقيقات
مقدمه
بشر در طول تاریخ همواره مجذوب آسمان شب بوده است. انسانی که صدها سال پیش می‌زیست شگفتیهای فرا‌سوی آسمان را چنان می‌دید که هر اجرام آسمانی را به یک شکلی تشبیه می کرد. پیشرفت اختر فیزیک این تصور را دگرگون کرد. تصویر آسمان در نظر اختر شناس امروز ، آشناتر و زیباتر ، اما پیچیده است. با مطالعه اخترشناسی می‌توانیم این جهان را سرشار از شگفتیها را بیشتر بشناسیم. ستارگان نورانی نامهای مشخص دارند، نام آنها را شکل ستارگان توصیف و نامگذاری می‌کنند.
بسیاری از ستاره‌ها و صورتهای فلکی ، نام خود را از تمدنهای باستانی و اولیه به هدیه گرفته‌اند. برای مثال با جستجویی ساده در آثار تاریخی به داستانها و افسانه‌های بسیاری در مورد صورت فلکی جبار دست خواهید یافت که به دوران سامریها ، روم باستان و بسیاری تمدنهای دیگر باز میگردد. با مراجعه به کتابها و منابع نجومی به نامهایی برای ستارگان بر می‌خوریم که در هیچ یک از قواعد نامگذاری ستارگان نمی‌گنجد.
نام بسیاری از ستاره‌ها به نحوی با نام صورت فلکی خود در ارتباط است. برای مثال Deneb به معنی دم همان ستارهای است که در قسمت انتهایی و دم صورت فلکی قو یا دجاجه قرار دارد. گاهی نیز نام ستارگان بر اساس ویژگی خود آن ستاره میباشد و هیچ ارتباطی با نام صورت فلکی خود ندارد. برای مثال سیروس به معنی داغ و سوزان میباشد. با این ترتیب این نام ، لایق درخشانترین ستاره آسمان میباشد و در عین حال هیچ نشانی از نام صورت فلکی خود در آن موجود نمی‌باشد. نورانیترین ستاره صورت فلکی حوت جنوبی ، فم الحوت (Famolhout) و ستاره متغییر صورت فلکی پرساروس ، راس الغول (Algol) نامیده میشود.
به ندرت نامهای شگفت انگیز در میان نامها یافت میشود که در آنها نه نشانی از ارتباط با صورت فلکی هست و نه ارتباطی با ویژگی خود آن ستاره. برای مثال در صورت فلکی خرگوش ستارهای وجود دارد که از گذشته به نام Nihal خوانده می‌شده است. Nihal در اصطلاح به معنی "شترها عطش و تشنگی خود را رفع می‌کنند" است. نام برخی از ستارگان عربی است و معمولا با استفاده از حرف تعریف "ال" که در جلوی آنها میآید شناخته میشوند مانند Algol.
بسیار از این نامها در زمانهای مختلف به شکلهای گوناگون آمده‌اند و گاهی "ال" از این نامها حذف شده است، مانند همین ستاره Algol که در برهه‌ای از تاریخ با نام Ghoul خوانده شده است. برخی دیگر از نامها دارای ریشه‌های یونانی و لاتین و یا حتی چینی می‌باشند. در این میان گاه با نامهای بر‌خورد میشود که دارای ریشه فارسی بوده ولی در شکل ظاهری آن هیچ نشانی از فارسی یافت نمی‌شود و عمدتا در میان نامهای عربی و یا لاتین دسته بندی میشوند. حال به بررسی سیستمهای نام گداری می‌پردازیم که ویژه ستارگانی است که تنها با چشم غیر مسلح دیده میشوند.
سیستم نامگذاری بایر Bayer
در سال 1603 میلادی (Johann Bayer (1572 - 1625 وکیل آلمانی که بسیار به نجوم علاقمند بود، بر اساس اطلاعات و دیتاهای منجم دانمارکی تیکو براهه (Tycho Brahe (1546 - 1601 یکی از منسجم‌ترین اطلسهای آسمان به نام Uranometria را تدوین کرد. این اطلس حاوی 51 جدول میباشد که 48 جدول آن هر کدام به یکی از 48 صورت فلکی بطلمیوسی اختصاص یافته است و یک جدول به 12 صورت فلکی جدید که توسط 2 کاشف هلندی - آلمانی Pieter Dircksen Keyzer و Frederick de Houtman در نیمکره جنوبی آسمان کشف شده بود اختصاص یافت. 2 جدول دیگر نیز به تمامی بخش شمالی و جنوبی کره سماوی اختصاص داده شد.
بایر ستاره‌های هر صورت فلکی (تنها ستارگانی که با چشم غیر مسلح دیده می‌شد) را بر اساس میزان روشنایی یا قدر آنها دسته بندی کرد. سپس به هر یک از ستاره‌ها یکی از حروف کوچک یونانی را از آلفا تا امگا اختصاص داد. بعد از این 24 حرف به سراغ حروف کوچک لاتین رفت و هر یک از این حروف را بجز j و u (که ممکن بود با i و v اشتباه شود) به هر یک از ستاره‌های باقیمانده نسبت داد.
سپس به عنوان پسوند نام صورت فلکی را پس از این حرف ذکر کرد. برای مثال نام درخشانترین ستاره در صورت فلکی قنطورس alpha Centauri ذکر شد. در این دسته بندی ستارگان یک صورت فلکی که بسیار به هم نزدیک بودند و یا درخشندگی یکسانی داشتند نام یکسانی گرفتند. برای مثال در فهرست بایر 6 ستاره در قسمت گرز صورت فلکی جبار نام pi Orionis گرفتند که امروزه این 6 ستاره توسط منجمین با نامهای π1 - π6 Orionis تصحیح شده‌اند.
ستاره آلفای قنطورس
سیستم نامگذاری Flamsteed
سیستم نام گداری بایر محدودیتهایی داشت. از آن جمله میتوان به محدودیت در تعداد حروف یونانی و لاتین اشاره کرد. مشکلی که بیش از این مسئله به چشم می‌خورد، دشواری بیش از حد در درجه بندی نور ستارگان کم نوری بود که با چشم غیر مسلح به سختی دیده می‌شد و مقایسه و دسته بندی بر اساس میزان درخشنگی این ستاره‌ها را دشوار می‌ساخت.
John Flamsteed منجم درباری انگلیسی در نامهای به انجمن منجمین سیستم نامگذاری بایر را به باد انتقاد گرفت و خواهان لغو آن شد. او در این نامه پیشنهاد کرد که بجای حروف کوچک یونانی و لاتین از شماره استفاده شود و بجای دسته بندی بر اساس روشنایی ستارگان یک صورت فلکی ، موقعیت ستاره در آن صورت فلکی از غرب تا شرق به عنوان معیار قرار گیرد. به این معنی که غربی‌ترین ستاره هر صورت فلکی با شماره 1 مشخص شود و اولین ستارهای که در شرق این ستاره بیاید با شماره 2 مشخص شود و به همین ترتیب تا شرقی‌ترین ستاره آن صورت فلکی.
برای مثال غربی‌ترین ستاره صورت فلکی قنطورس با نام 1 قنطورس مشخص شد. به این ترتیب میتوان گفت که سیستم نامگذاری Flamsteed نسخه تصحیح شده‌ای از سیستم بایر بود. انجمن منجمین این قاعده را پذیرفت، با این حال سیستم نامگذاری بایر را نیز برای ستارگانی که با چشم بخوبی دیده می‌شد معتبر دانست. به همین دلیل بسیاری از ستارگان که با چشم برهنه دیده میشود نامهای متفاوتی دارد، برای مثال Deneb ، Alpha Cygni و 50 Cygni همگی نامهای یک ستاره می‌باشند.
نسل جدید قوانین نامگذاری ستارگان
با ورود دروبینهای نجومی به عرصه ، نامگذاری ستارگان وارد مرحله جدیدی شد. دروبینهای نجومی دنیایی نو از ستارگان را به منجمین معرفی کرد و نیاز به قاعده‌ای جدید برای نامگذاری هر لحظه بیشتر حس می‌شد. در همین موقع بود که انجمن منجمین و ستاره شناسان تعداد انبوهی از کاتالوگهای نجومی را در مقابل خود یافتند که در آنها هر منجم بر اساس سلیقه خود به نامگذاری ستارگان پرداخته بود.
گروهی ترتیب یافتن هر ستاره را معیار قرار داده بودند و گروهی مختصات و بخصوص میل هر ستاره را و گروهی دیگر تاریخ کشف آن ستاره و گروهی رده طیفی و رنگ و سایر ویژگیهای ستاره را معیار قرار دادند. این تنوع تا حدی بود که برای یک ستاره گاه چندین اسم متفاوت یافت می‌شد و این خود کار را دشوارتر کرده بود. انجمن ستارشناسان به منظور ایجاد وحدت ، مختصات هر ستاره بر حسب میل و بعد به همراه سال کشف آن ستاره یا سال نشر آن اطلس را به عنوان معیار در نظر گرفت.
نامگذاری ستارگان دوتایی و چندگانه
دسته وسیعی از ستارگان را ستارگان دوتایی یا چندتایی تشکیل میدهند. مؤلفه‌های یک مجموعه دوتایی یا چندتایی در صورتی که دارای فاصله قابل تشخیص از یکدیگر باشند با استفاده از اعداد و بر اساس موقعیت غربی شرقی نامگذاری میشوند. برای مثال Alpha Librae یک مجموعه دوتایی با مؤلفه‌های تمیز پذیر است. مؤلفه غربی این مجموعه 1-Alpha و مولفه شرقی Alpha-2 نام میگیرد. در اینگونه مجموعه‌ها با حرکت به شرق این اعداد نیز بالاتر خواهند رفت.
در سیستمهای چندتایی (یا همان سیستمهای دوتایی) هنگامی که مؤلفه‌های مجموعه به هم خیلی نزدیک باشند درخشش مؤلفه‌ها معیار نامگذاری است به این ترتیب که ستارهای که پرنورترین ستاره و مؤلفه اصلی مجموعه است با A و ستاره کم نور تر با B نام گذای ادامه می‌یابد. برای مثال ستاره سیروس خود جزئی از یک مجموعه دوتایی است و ستاره همدم آن یک ستاره از نوع کوتوله سفید میباشد. به ستاره سیروس که با چشم برهنه به راحتی دیده میشود مؤلفه A و کوتوله سفید همدم آن عنوان B را به خود میگیرد.
درخشانترین ستاره
نامگذاری ستارگان متغیر
نامگذاری این ستارگان را میتوان بر اساس همان طرح مورد تأیید انجمن ستاره شناسان انجام داد، اما دلایل تاریخی حاکی از آن است که این قاعده گاهی کار را بسیار دشوارتر خواهد کرد. بدین منظور برای نامگذاری دسته بزرگی از ستارگان یعنی ستارگان متغیر قاعده زیر را برمی‌گزینیم. نخستین ستاره متغیر کشف شده در هر صورت فلکی چنانچه بر اساس معیار بایر و یا Flamsteed نام گداری نشده باشد با حرف R و به دنبال آن ، نام صورت فلکی خوانده میشود. برای مثال نخستین ستاره متغیر که در صورت فلکی Cetus یافت شد و بر اساس معیار بایر و Flamsteed نامگذاری نشده بود R Ceti نام گرفت.
دومین ستاره کشف شده در آن صورت فلکی نام S و سپس T و همینطور تا Z را به خود میگیرد. این قاعده 9 ستاره اول کشف شده را در هر صورت فلکی نامگذاری می‌کند. برای ستاره 10 ام به بعد نامRR و سپسRS و سپسRT و همینطور تا RZ سپس SS وST و همینطور تا SZ. آنقدر این ترتیب را ادامه می‌دهیم تا به ZZ برسیم. این مجموعه نیز 54 ستاره متغیر را در هر صورت فلکی نامگذاری می‌کند. برای ادامه از AA شروع می‌کنیم و به همان شکل قبل تا AZ و سپس BB تا BZ.
آن قدر این کار را ادامه می‌دهیم تا با QZ برسیم. تا انجا 334 ستاره نامگذاری شده است. برای ادامه از حرف V به همراه یک شماره که از 335 شروع می شود کار را دنبال می‌کنیم. برای مثال V335 ، V336 و … . به دو نکته در این نامگذاری باید توجه کرد. اول اینکه QZ در این مجموعه جایی ندارد و دوما اینکه توجه کنید که هیچگاه در این نامگذاری حرف دوم بالاتر از حرف اول (در ترتیب الفبا) نمی‌باشد. یعنی هیچگاه به عنوان مثال BA یا CB یا SR یا ... نداریم.
سیستم نامگذاری در برخی از کاتالوگهای معروف
BD numbers
این نام مشخصه کاتالوگی است که در اواسط قرن 19 توسط Bonner Durchmusterung تهیه شد. در این مجموعه نام چند صد هزار ستاره با قدر روشنتر از 10 گرد آوری شده است. این کاتالوگ حاوی موقعیت این ستاره‌ها میباشد و فهرستی نیز بر اساس همین موقعیت در این کاتالوگ موجود میباشد. اعداد کاتالوگ بر اساس شمارش ستارگان در یک میل خاص از شمال به جنوب تعیین شده است. بنابراین BD numbers بیانگر میل به همراه یک عدد بالا رونده بر اساس شمارش ستاره در این میل خاص میباشد.
برای مثال BD + 31o216 به معنی 216 ستاره در محدوده میل 31+ و 32+ میباشد. BD محدوده میل بین 90+ تا 22+ را پوشش میدهد. (CD (Cordoba Durchmusterung و (CPD (Cape Photographic Durchmusterung کار مشابهی را برای مناطق جنوبی‌تر انجام میدهند.
فهرست مسیه
The Bright Star Catalog
ستارگان درخشانتر از قدر 6.5 با شماره‌ای که بر اساس افزایش بعد افزایش می‌یابد مشخص میشود. پیشوند HR و یا BS در جلوی این شماره نوشته میشود. برای مثال HR1099.
The Henry Draper Catalog
در این کاتالوگ ستارگان درخشانتر از قدر 8.5 و کمی ضعیفتر بر اساس رنگ و رده طیفی دسته بندی و نامگذاری میشوند. برای مثال HD183143.
ستارگان دوتایی در کاتالوگها
ستارگان دوتایی بر اساس سیستم کاتالوگی به شکل زیر نامگذاری میشوند. ابتدا یک شماره و سپس نام کاشف و یا بوسیله شماره آنها در هر یک از کاتالوگهای:
(the Burnham Double Star catalog (BDS
Washington Double Star catalog
(Aitken Double Star catalog (ADS
نامگذاری مؤلفه‌های اصلی مجموعه‌های دوتایی همانطور که ذکر شد بر اساس درخشندگی و با استفاده از حروف A و B و ... نیز امری متداول است
دوشنبه 12/11/1388 - 10:33
آموزش و تحقيقات
| |
|
در اواخر قرن شانزدهم و اوایل قرن هفدهم یوهان کپلر ستاره شناس معروف آلمانی توانست با استفاده از تجربیات بیست ساله منجم دانمارکی تیکوبراهه سه قانون زیر را بدست آورد. بعدا ایزاک نیوتون به تصحیح و تکمیل این قوانین پرداخت.این قوانین از مهمترین و معروفترین قوانین نجوم هستند.
● قانون اول کپلر یا قانون بیضوی ها مدار هر سیاره به شکل یک بیضی است که خورشید در یکی از کانونهای آن قرار دارد . که میتوان از این مطلب این را نتیجه گرفت که فاصله سیاره تا خورشید به لحاظ واقع بودن بر مدار بیضی دارای حداقل و حداکثر است.(شکل ۱) کپلر بیش از ۲۰ سال برای درک چگونگی مدارات سیارات زحمت کشید او مدلهای مختلفی را امتحان نمود ولی سرانجام نشان داد که صفحه مداری سیاره ها از خورشید می گذرد و کشف کرد که شکل مداری سیارات به صورت بیضی است .این قانون در سال ۱۶۰۹ میلادی انتشار یافت.
● قانون دوم کپلر یاقانون مسطح معادل خط مستقیم واصل سیاره و خورشید (شعاع حامل یک سیاره)، در فواصل زمانی مساوی مساحتهای مساوی را در فضا جاروب می کند. یعنی برای مثال سیاره ای در مدت ۱ ماه از Aبه B می رود . مدت زمانی که از Cبه D می رود نیز یک ماه است اما اکنون از خورشید دورتر است بنابراین فاصله Aتا B باید بیشتر باشد تا سیاره در همان مدت یک ماه مساحتی برابر با مساحت اول را جاروب کند . به همین دلیل سیاره هنگامی که به خورشید نزدیکتر است با سرعت بیشتری حرکت می کند. برای فهم بیشتر به شکل ۳ توجه کنید . نیوتون به منظور به دست آوردن سه قانون تجربی کپلر ، قوانین حرکت و گرانش اش را با یکدیگر ترکیب کرد : و برای قانون دوم این روابط را برای بدست آوردن سرعت در نقطه اوج و حضیض را بدست آورد: ^V=(۲лA/P)[(۱+e)/(۱-e)]^۱/۲ برای نقطه حضیض (نزدیکترین فاصله) ^V=(۲лA/P)[(۱-e)/(۱+e)]^۱/۲ برای نقطه اوج (دورترین فاصله) که A فاصله متوسط یا همان نیم قطر اطول با واحد AU(فاصله متوسط زمین ) و P دوره تناوب با واحد سال زمینی و e خروج از مرکز بیضی می باشد . که می توان فهمید که سرعت سیاره در نقطه حضیض از نقظه اوج بیشتر است .
● قانون سوم کپلریا قانون هارمونیک نسبت مجذور زمان تناوب گردش دو سیاره برابر است با نسبت مکعب نیم قطر اطول آنها کپلر برای بدست آوردن این فرمول ۷ سال تلاش کرد . در آن زمان فاصله واقعی میان خورشید و سیارات معلوم نبود اما محاسبه نسبت فاصله یک سیاره تا خورشید به فاصله زمین تا خورشید میسر بود . مثلا کپلر می دانست که نیم قطر اطول مدار مریخ تقریبا ۱.۵ برابر نیم قطر اطول مدار زمین است . حال او متوجه شد اگر در هر سیاره نیم قطر اطول را به توان ۳ و دوره گردش(p) را به توان ۲ برسانیم . دو رقم بدست آمده باهم برابر می شوند و فقط اختلافهای اندکی برای برجیس (مشتری) و کیوان (زحل) دیده می شود . این مطلب را می توان به صورت ^p^۲^=r^۳ نوشت که درآن p برحسب سال و r برحسب واحد نجومی (نیم قطر اطول زمین) است .می توانیم برای اندازه گیری دور گردش سیاره واحد روز و برای فاصله کیلومتر را انتخاب کنیم . در این صورت نباید انتظار داشته باشیم ^p^۲^=r^۳ بلکه باید رابطه را بصورت ^p^۲^=kr^۳ بنوسیم که در آن k ضریب ثابت است و مقدارش به واحد ها بستگی دارد . برای مشخص کردن این موضوع معادله را می توان به این صورت نوشت : r۱)^۳^/(r۲)^۳^=(p۱)^۲^/(p۲)^۲^) که p۱وr۱ برای جرمی که میخواهیم این مقادیر را برایش بدست آوریم و r۲,p۲ معمولا برای زمین یا جرمی که این دو مقدار برای آن اندازه گیری شده است . قانون سوم کپلر نیوتون توانست این قانون را به صورت زیر درآورد و از قوانین خودش این قاون را اثبات کند : (p^۲^=۴л^۲^a^۳^/G(m۱+m۲ حال اگر زمان تناوب نجومی pرا بر حسب سال و نیم قطر اطولa را بر حسب AU اندازه بگیریم ، ساده سازی خوبی بدست می آید: ^mp/M+۱=a^۳^/p^۲ این فرمول بالا برای نسبتهای زمینی است. برای تشکیل هر نسبتی می توان از فرمول زیر استفاده کرد : [(a/A)^۳^=(p/P)^۲^[(m۱+m۲)/M۱+M۲) که در بالا سیستم دوتایی m۱و m۲ با دوره تناوب pو نیم محور اطول a با سیستم استاندارد(حروف بزرگ) سنجیده میشود. برای اجسامی که خورشید را دور می زنند یا برای ستارگان دوتایی دستگاه استاندارد سیستم خورشید - زمین است بر حسب سال .Aبرحسب AU و همه اجرام خورشیدی بر حسب جرم خورشید M۱ . برای اقمار سیاره ای از سیستم ماه - زمین استفاده می کنیم که P=۲۷.۳ ، A=۳.۸۴*۱۰^۵^ و M۱+M۲ در مجموع جرم زمین در نظر گرفته می شود (یا ^۲۴^ ۱۰* ۵.۹۷۶ kg ) در مواردی مانند خورشید و یک سیاره یا سیاره و قمر آن معمولا جرم مجموع را همان جرم جرم بزرگتر در نظر می گیریم چون اختلاف فاحشی به وجود نمی آید.
● بیضی: ابتدا تعریف بیضی: بیضی به بیان ساده یعنی مکان هندسی نقاطی از صفحه است که مجموع فاصله هر نقطه ازآن تا دو نقطه ثابت (کانون بیضی نامیده میشوند)برابر مقدار ثابتی معمولا این مقدار را با ۲a نشان میدهند .ودر ضمن فاصله بین دو کانونم با ۲c و البته مقداری دیگر را که در رسم نمودار یه بیضی خیلی مهمه را به این شکل تعریف می کنند (b۲=a۲ -c۲ )اگر این بیضی را رسم کنید (مرکز بیضی را روی مبدا و قطر بزرگ بیضی رو روی y=۰وقطر کوچکو روی x=۰در نظر بگیرید ) نقاط دو سر قطر بزرگ که به آن محور اطول میگویند راسهای بیضی نام داره البته در این نمودار مقتصات این رئوس به (۰وa)و(۰وa-)دلیل آن واضح است به زیرا طول محور به وضوح با مجموع فاصله راس از دو کانون برابر است . محور کوچکتر محور اقصر نام داره و انتهای این محور هم (b-و۰)و(bو۰)هستند دلیل این هم واضح است اگر از این نقطه را به یکی از کانونها وصل کنیم بین این دو نقطه و مبدا یک مثلث قائم الزاویه درست می شه خوب دیگه واضحه .معادله کلی یک بیضی بشکل زیره ۱ = (x-x۰)۲/ b۲ )) + (y-y۰)۲/a۲ )) که در آن (y۰وx۰ )مختصات مر کز بیضی است. البته بسیاری از معادلات به این شکل بیان نمیشه بلکه به گونه ایه که خودمون با مربع کامل کردن عبارات آن به شکل فوق در میاریم. یک نسبت مهم در بیضی بنام خروج از مرکز بیضی :e=c/aاگرe=۰باشه بیضی یک حالت خاص یعنی دایره است اگه e=۱حالت خاص دیگه یعنی یه پاره خط هر چهeبیشتر باشه کشیدگی بیضی t.
|
دوشنبه 12/11/1388 - 10:30
