نظریه سی پی اچ بر اساس تعمیم سرعت نور از انرژی به ماده بنا شده است.
سی پی اچ در ژورنالها
|
حلقه‌های سیاره‌ای
|
|
چه اخترشناسان و چه مردم عادی همواره از مشاهده‌ی حلقه‌های دوست داشتنی زحل در تلسكوپ شگفت زده‌اند. اما داستان حلقه‌های سیاره‌ای با نظر به نه سیاره‌ی منظومه‌ی شمسی عمر زیادی ندارند. زحل تنها سیاره‌ای بود كه تا سال1979 گمان برده می‌شد چند حلقهای داشته باشد. در حقیقت مردم در هر كجای دنیا براحتی می‌توانستند حلقه‌های رویت پذیر زحل را تشخیص دهند.
حلقه‌های زحل گالیله كسی است كه مبداء تاریخ استفاده از تلسكوپ برای مطالعه‌ی سیارات را در سال 1610 بنیان نهاد و خود اولین فردی بود كه موفق به رصد حلقه‌های شگفت‌انگیز زحل شد. در ابتدا او گمان می‌برد دو حلقه‌ی كوچكتر حلقه‌ی مركزی سیاره را احاطه كرده‌اند و در سمتی كه اقمار قرار داشتند با آن در تماس بودند. اما دو سال بعد آنگاه كه دوباره به زحل نگریست اعلام كرد كه هر دو حلقه‌ی كوچك زحل ناپدید شده‌اند. این مسأ له زمانی عمیق‌تر شد كه او دوباره در سال 1616 اظهار داشت زحل بوسیله ی یك شیءٍ هلالی احاطه شده است. او آن را ansae نامید كه در لاتین به معنای دستگیره است. بعدها یك اخترشناس هلندی به نام كریستسن هویگنز كه یك سال قبل، تیتان بزرگترین قمر زحل را كشف كرده بود، بالاخره راز آن شیئ طبیعی را نیز حل نمود. در سال 1656 او اطلاع داد در سراسر مسیر مدار تیتان ظاهر حلقه‌ها هیچ تغیری نكرده و در نتیجه دریافت كه آن باید یك حلقه عریض، نازك و پیوسته باشد. در سال 1675 رصدها بوسیله‌ی جین دومینیك كاسینی از سر گرفته شد و معلوم شد یك خط نازك و تاریك‌تر حلقه را به دو حلقه‌ی خارجی جدا از هم تقسیم كرده‌است. یك حلقه‌ی خارجی بنامA و حلقه‌ی داخلی بنام B . بعدها رصدها دقیق‌تر شدند و آشكار شد كه آنها هم خود به زیر مجموعه‌های بسیار دیگری تقسیم شده‌اند. به افتخار این دو اخترشناس فضاپیمایی که به سوی زحل رهسپار شد به نام آن دو نامگذاری گردید و اكنون در حال ارسال اطلاعاتی مفید از زحل و اقمار آن است. كاسینی به كاوش در اطراف زحل می‌پردازد و كاوشگر هویگنز كاوش در سطح قمر تیتان را به انجام رساند. طبیعت فیزیكی حلقه‌های زحل: ده‌ها سال پس از اینكه حلقه‌های زحل بوسیله‌ی گالیله رصد شد، طبیعت حلقه‌ها یكی از موضوعات مورد بحث در محافل نجومی گردید. برخی اظهار می‌كردند كه درآن‌ها صفحاتی جامد از مواد هستند در حالیكه دیگران گمان می‌بردند آنها متشكل از میلیون‌ها ذرات كوچكی هستند كه هر یك شبیه به اقماری فرضی به گرد زحل حلقه زده و در حرکتند. رقبای نظریه‌ی صفحات جامد این چنین دلیل می‌آورند كه فعالیت نیروهای كشندی بر روی یك حلقه‌ی جامد باید بسیار قوی باشد تا اینكه بتواند طی مدتی كوتاه حلقه را جدا جدا كند مگر اینكه به احتمال بعید حلقه از مقداری مواد بسیار قوی كه در زمین ناشناخته هستند، ساخته شده باشد. طرفداران نظریه‌ی حلقه جامد پیشنهاد كردند كه در واقع حلقه از نوار- حلقه‌های بسیار باریك ساخته شده‌اند در این صورت نیروهای كشندی برای اینكه فشار كافی جهت جداسازی حلقه ایجاد كنند بسیار کوچک خواهند بود. در سال 1675 رصدها ، خطی بسیار نازك و تاریك را در میان آن حلقه آشكار كردند که آن را به دو حلقه‌ی جدا از هم به‌نام‌های حلقه‌ی بیرونی A و حلقه‌ی درونی B تقسیم می‌كرد. در اواسط سال 1850 اخترشناسان حلقهای كوچك و جدید را در میان حلقه یB آشكار كردند كه اكنون به‌نام حلقه‌ی C شناخته می‌شود و در واقع همانی بود كه از میان صفحه‌ی زحل كمی نمایان بود. این بطور جدی اشاره می كرد كه حداقل این حلقه جامد نیست.ماهیت طبیعی حلقه‌های زحل بالاخره در سال 1857 معین شد. فیزیكدان اسكاتلندی یعنی جیمز كلارك ماكسول كه بعدها نظریه‌ی میدان مغناطیسی را ارائه كرد با استفاده از فیزیك نیوتونی نشان داد كه حلقه‌های جامد با ماهیتی به این باریكی هرگز نمی توانند پایدار باقی بمانند.
فضاپیمای پایونیر 11 اولین نگاه اجمالی انسان را برای دید تركیبی از حلقه‌های زحل با پرواز به سوی آن در سال 1979 فراهم كرد و سپس فضاپیماهای ویجر 1 و 2 نیز در دهه 80 به زحل فرستاده شدند. تصاویری كه آنها به زمین ارسال دادندحاكی از این بود كه هر سه حلقه به تعداد بسیار زیادی از حلقه‌های باریكتر تقسیم شده‌اند و همه‌ی آنها از خرده ذراتی ساخته شده‌اند كه اندازه آنها از یك دانه شن گرفته بود تا آجرها و سنگهای ساختمانی میباشند. همچنین موقعی که هر یك از فضاپیماها از پشت زحل عبور می كرد، فرصت مناسبی بود تا با استفاده از میزان تضعیف سیگنالهای رادیویی آنها، چگالی حلقه‌ها تعیین گردد. از طریق قیاس و هم‌سنجی اطلاعات فروسرخی، مرئی و فرابنفش تركیبات مواد موجود در حلقه ها تأیید شد . وجود مقدار زیادی مخلوط یخ آب بهمراه مقادیر ناچیزی آهن و گوگرد كه بی‌ثباتی در رنگ زرد مایل به قهوه‌ای در حلقه‌ها را در پی دارند كاملاً تأیید شد. ویجر 1 در طی پرواز خود پیرامون زحل، تصاویری از مقداری مواد تاریك در طول بالایی حلقه‌ی B گرفت كه قسمت فوقانی حلقه را همچون چرخ پره های موجود در یک چرخ به چند قسمت جدا كرده بود. عقیده بر این بود كه آنها دانه‌های غباری هستند كه از حلقه‌ها بیرون آمده‌اند و بوسیله‌ی ضربه‌های ناشی از شهاب‌سنگها باردار می شوند و به سبب وجود تركیبی از عوامل گرانشی و مغناطیس موقتاً بالای حلقه‌ها معلق می‌مانند. گمان می‌شود خاستگاه حلقه‌های زحل از سرگردانی شی یا اشیاء و شاید هم قمری اززحل منشاء گرفته است؛ كه صد میلیون سال پیش بسیار به سیاره نزدیك شده و به تدریج به چند تكه، تقسیم گردیده است. پس قطعات با هم برخورد كرده‌اند و در برابر یكدیگر سائیده شده و در نتیجه هر یك به قطعات كوچك و كوچكتر تقسیم شده‌اند و سرانجام همه‌ی آنها خود در نواری عریض توزیع گشته‌اند. فضاهای خالی در میان حلقه‌ها نیز بوسیله ی اقماری كه بنام اقمار چوپان هستند ایجاد شده‌اند كه در بیرون و درون حلقه‌ها جای دارند. یكی از اقمار زحل، میماس پدید‌آورنده‌ی فضایی خالی و نسبتاً عریض در میان دو حلقه‌یA و B شده است. كاوش منظم زحل با سفر فضاپیمای كاسینی از 1 جولای 2004 دنبال شده است و انتظار می رود اطلاعات ارزنده‌ای را پیرامون سیاره، حلقه‌ها و اقمار آن و نیز سؤالات سر به مهر زحل فراهم آورد. حلقه‌های پیرامون دیگر سیارات: از میان چهار سیاره‌ی خارجی‌تر منظومه شمسی به غیر از پلوتو، تنها زحل از گذشته‌های دور بطور تزئین شده با حلقه‌هایی دیده شده بود. اگر چه یكی از حلقه‌هایی كه اخترشناسان را به هیجان و امیدواری وا می‌دارد حاصل رویارویی با رصدی شانسی است كه آنها را به كشف غیرمترقبه‌ای در آسمان راهنمایی كرد. داستان كشف حلقه‌های اورانوسی و رمز و راز كمانهای حلقهای نپتون دو نمونه هستند یكی در شب دهم مارس 1977 است زمانیكه اخترشناسی امریكایی بنام جیمز الیوت از MIT در حال تلاش برای اندازه‌گیری چگالی جو سیاره‌ی اورانوس بود البته به كمك عملی بنام رصد استتار و یا همان اختفا و به كمك تلسكوپ فروسرخی واقع در رصد‌خانه‌ی ایربرن كوئیپر ناسا. الیوت به هنگام رد شدن ستاره از لبۀ اورانوس مشاهده كرد كه ستاره چندین بار چشمك زد تا اینكه به پشت سیاره رفت و سپس از سوی دیگر اورانوس بیرون آمد. این باعث شد او این چنین استنباط كند كه تنها در صورتی چنین اتفاق می افتد كه اورانوس متناسب با همان تعداد سوسوزدن‌های ستاره بوسیله‌ی حلقه‌هایی احاطه شده باشد. در ژانویه‌ی 1986 ویجر 2 كه در حال عبور از كنار اورانوس بود استنتاج را تأیید كرد و تصاویری نیز از حلقه‌ها به زمین ارسال نمود. خواستگاه و طبیعت فیزیكی حلقه‌های مشتری: سیستم حلقهای مشتری برای نخستین بار در سال 1979 با سفر دو فضاپیمای ویجر 1 و 2 به نزدیكی سیاره كشف شد. علت دیده نشدن حلقه‌های مشتری تا آن زمان از زمین حال چه با رصدهای تلسكوپی (مانند حلقه‌های زحل) یا با اختفا ( همچون حلقه‌های اورانوس) این بود كه حلقه‌های مشتری غباری و در عین حال بسیار نازك ، ظریف و باریك هستند و نمی توانند براحتی نور خورشید را بازتاب كنند و نیز بوسیله‌ی رصدها هم آشكار نمی شدند و یا نور ستارگانی را كه از میان آنها می‌گذشت، جذب نمی‌كردند. اولین نگاه ویجر به سیستم حلقهای مشتری آشكار كرد كه آن متشكل از حلقهای خارجی و مسطح و نازك است كه حلقه‌ی اصلی نامیده می‌شود و حلقهای درونی و نسبتاً ضخیم‌تر كه به سبب ساختار ابرگونه‌اش هاله نامیده شد.
یك سری از تصاویری كه كاوشگر گالیله( كه تا دسامبر سال 1995 هم در حال گردش به دور مشتری بود) تهیه كرده بود حلقه‌ی سومی را هم كه در خارج از حلقه‌ی اصلی بود آشكار كرد كه به دلیل شفافیتش بند شیطان نام گرفت. این حلقه از دو حلقه‌ی جاسازی شده در کنار هم تشكیل می‌شود. اطلاعاتی كه بوسیله‌ی فضاپیمای گالیله جمع‌آوری شد آشكار كرد كه بر خلاف قطعات بزرگ یخی كه سازنده‌ی حلقه‌های زحل هستند حلقه‌های مشتری از ذرات غبار مانند و لطیفی ساخته شده است. وجود آنها وابسته به جاذبه‌ی گرانشی فوق‌العاده زیاد سیاره مشتری است كه شبیه به یك جاروب كننده‌ی عظیم تعداد بیشماری غبار و ذرات میان سیاره‌ای و دنباله‌داری را مكیده و آنها را در مسیر خورد قرار داده است. آنگاه كه به نزدیكی سطح مشتری می‌آیند اغلب به سطح چهار قمر داخلی مشتری - متیس، آدراستیا، آمالتیا و تِبه - برخورد می كنند . سرعت این برخوردها صدها تا هزاران مایل بر ساعت برآورده شده است، و در اثر آنها مواد سطحی قمر مورد نظر به غبار رقیق و ظریف تبدیل می شود كه فوراً هزاران مایل به بالای سطح قمر پرتاب می‌گردند. یك قمر طبیعی بزرگ چون ماه ما باید جاذبه‌ی كافی برای كشیدن ذرات غبار بسوی سطح خود را داشته باشد اما این چهار قمر كوچك كه البته بزرگترین آنها آمالتیا با شعاع 86 کیلومتر است (40/1 ماه )، بسیار كوچكتر از آن هستند كه ذرات غباری خود را بازیابند. بنابراین ذرات غبار به داخل مداری به گرد مشتری خواهند رفت و همچون قمری كه آن شكل گرفته‌اند به دور سیاره می چرخند و بزودی در پیكربندی مسطح بصورت حلقهای در مجاورت همان قمر مستقر می‌شوند. تصاویر جدید از فضاپیمای گالیله به وضوح هاله و حلقه‌ی اصلی را نشان می‌دهد كه در مجاورت آدراستیا و متیس شكل گرفته‌اند حال آنكه آمالتیا حلقه‌های بند شیطان را دو نیم كرده و تبه در مرز خارجی آن واقع شده است. از تصاویر متوالی هم كه بوسیله‌ی گالیله تهیه شد ذرات غباری از حلقه‌های بند شیطان براحتی می توانند دیده شوند كه بسوی آمالتیا و تبه می آیند. به گفته‌ی دانشمندان برنامه‌ریز فضاپیمای گالیله، ساختار حلقه‌ی بند شیطان كاملاً غیر منتظره بود و یكی از علمی‌ترین اكتشافات در كل پژوهشهای تصویری گالیله به محسوب می شود. كمانهای حلقهای اغفال کننده نپتون: خیلی پیش از رویارویی ویجر 2 با نپتون در آگوست سال 1989 چند رصد خیلی پیچیده از زمین دانشمندان را راهنمایی كرد كه این سیاره بوسیله‌ی ده‌ها كمان حلقهای - حلقه‌های تكه تكه به جای حلقه‌های پیوسته - احاطه شده است. داستان رمز كمانهای حلقهای و اتصال كننده‌ی نپتون از 1981 آغاز شد آنزمان كه مدار نپتون سیاره را در میان 3 ستاره قرار داد. در یک موردنوریكی از ستارگان بوسیله‌ی جرم مبرحمی تضعیف شد كه به نظر می رسید 176 کیلومتر قطر داشته و بطور قطع مداری به گرد نپتون داشت. این تضعیف یا انسداد نور اختفا نامیده می‌شود. از آنجایی كه این اتفاق در طرف دیگر سیاره رخ نداد نشانه آنبود که آنچه به گرد سیاره است حلقه‌های یك‌دست و پیوسته نیست. این اختفا ناشی از قمر اسرارآمیز نپتون بود بطوریكه موقت 1 N 1981 نامیده شد. اسرارآمیز آن بودكه این جرم به جای اینكه نور ستاره را همچون جسمی جامد كاملاً مسدود كند تنها نور آن را تضعیف نمود. دوباره در طی تابستان سال 1983، 1984، 1985 اختفای ستاره‌ای مشابهی از سوی نپتون رصد شد. هر بار تنها در یك طرف سیاره. به تدریج دانشمندان باور كردند كه دلیل اینكه نور ستاره بجای قطع شدن تنها تضعیف می‌شود چنین است كه این جرم قطعه‌ی جامدی از ماده نیست اما از تجمع تعداد بسیاری جرم كوچك بصورت حلقهای به گرد سیاره پدید آمده است. و از آن جایی كه این پدیده در طرف دیگر سیاره تكرار نشود حلقه‌ها غیر پیوسته و متصل هستند همچون یك كمان یا قوس. این یك كمان حلقه ای نامیده می‌شود. تا زمانیكه ویجر 2 به نپتون رسید بیش از 50 اختفای ستاره‌ای مسابه ناشی از نپتون رصد شد. این دانشمندان را به این نتیجه رساند كه ده‌ها كمان حلقهای از 100 کیلومتر گرفته تا 1000 کیلومتر باید در مداری پیرامون نپتون موازی با استوای سیاره وجود داشته باشندكه ساخت آنها از موادی جامد و بسیار تاریك است كه بازتابی آنهابه اندازه‌ی زغال چوب میباشد. امكان وجود كمانهای حلقهای فریب دهنده بود زیرا پخش‌شدن 360 درجه‌ای خوشه‌ای ا زمواد حلقهای با عرض 16 کیلومتری تنها 3 سال به طول می‌انجامد. چنین اتفاقی به این دلیل رخ می‌دهد كه مواد موجود درون خوشه از مواد خارجی آن سریعتر سیر می‌كنند و سرانجام می‌توانند دایره‌ی كامل اما بسیار باریكی از ماده را در گرد سیاره ایجاد كنند.
تعدادی مختصر از كمانهای حلقهای خیلی جوان هستند. یكی از مكانیزم‌هایی كه می توانند در ازای عمر آن را توضیح دهد وجود قمری در آن نواحی است كه طنین گرانشی آن اختلالی برای محبوس كردن ماده چه در طول و چه در عرض برای شكل‌گیری یك كمان حلقهای ایجاد می كند اگر چه این قمر 180 کیلومتر قطر داشته باشد و محورش نسبت به آن كمان‌ها كج و مایل باشد. همانطور كه ویجر به نپتون نزدیك می شد اخترشناسان برای دیدن آنچه دوربینهای ویجر امكان داشت که از اقمار و یا كمانهای حلقهای ببینند شبانه روز مراقب بودند. ویجر 2 ، 64 روز قبل از نزدیك‌‌‌‌ترین ملاقات با نپتون، قمری با 300 کیاومتر پهنا و با 114000 کیاومتر فاصله را یافت اما هیچ كمان حلقهای رصد نشد. 34 روز بعد سه قمر دیگر به انضمام 1 N 1981 نیز كشف شد اما هنوز هیچ كمان حلقهای آشكار نشده بود. شور و هیجان در 11 آگوست 1989 به اوج خود رسید زمانیكه کاوشگرتنها دو هفته و 19 میلیون کیاومتر با نپتون فاصله دتشت و با سرعت 18 کیاومتر بر ثانیه در حال سیر بود چندین كمان حلقهای كه سالی از دید اخترشناسان پنهان مانده بودند برای نخستین بار در میدان دید دوربینهای آن ظاهر شدند. این دو هفته فرخنده‌ترین و پر سودترین زمان برای اخترشناسان بود كه یكی یكی 7 قمر و همه‌ی سیستم كمانهای حلقهای نپتون كشف و بوسیله‌ی دوربینهای ویجر 2 عكاسی شد. به عنوان امتیازی اضافه یكی از اختفاها‌ی ناشی از كمانی بوسیله‌ی دو ابزار موجود در ویجر 2 مطابق با دقت رصدهای قبلی از زمین ثبت شد. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ابراهيم ويكتوري كارشناس اسبق ناسا است. و در حال حاظر مشغول فعاليت هاي ترويجي نجوم است. با سپاس از ايشان براي در اختيار قرار دادن مقاله حلقه‌های سیاره‌ای و سپاس از آقاي محمد سلطاني براي ترجمه مقاله ايشان آدرس سايت و مقالات آقاي ويكتوري : http://www.geocities.com/ebrahim_victory
منبع : پارس اسکای
نویسنده : ابراهيم
ويكتوري
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 |
|
Sub quantum space and interactions from photon to fermions and bosons |
آرشیو موضوعی
|
|
از آغاز کودکی به پدیده های فیزیکی و قوانین حاکم بر جهان هستی کنجکاو بودم. از همان زمان دو کمیت زمان و انرژی بیش از همه برایم مبهم بود. می خواستم بدانم ماهیت زمان چیست و ماهیت انرژی چیست؟