ماده ای با جرم کمتر از «صفر»

گروهی از پژوهشگران در ایالات متحده اعلام کرده‌اند که موفق به ساخت سیالی با جرم منفی در آزمایشگاه شده‌اند و این ماده دقیقا به اندازه‌ی نامی که دارد، شگفت‌آور به نظر می‌رسد.

 اگر بخواهیم کمی روی تعبیر جرم منفی دقیق‌تر شویم، می‌توانیم چنین اشاره کنیم که در سیال اخیر، بر خلاف تقریبا هر جسم فیزیکی شناخته شده‌ی دیگر، هنگامی که شما به آن فشاری وارد کنید، سیال به جای حرکت به سوی جلو، به سمت عقب شتاب‌ خواهد گرفت. چنین پدیده‌ی عجیبی می‌تواند دانشمندان را در پی بردن به سازوکار برخی از فرایندهای عجیبی که در سیاه‌چاله‌ها و ستاره‌های نوترونی اتفاق می افتد، کمک کند.

 اما بهتر است در اینجا یک گام به عقب بازگردیم؛ پرسش اصلی این است که ماده چگونه می‌تواند دارای جرم منفی باشد؟ در حالت فرضی، ماده باید قادر به داشتن جرم منفی به همان شیوه‌ای باشد که یک بار الکتریکی طبق آن عمل می‌کند و می‌تواند صورت منفی یا مثبت باشد.

برای مطالعه بیشتر به ادامه مطلب مراجعه نمایید...

تعادل هیدرواستاتیک چیست؟

به این جملات توجه کنید: یک ستاره می‌تپد زیرا در تعادل هیدرواستاتیکی نیست. نیروی گرانی روی جرم خارجی ستاره که کاملا به وسیله فشار داخلی متعادل نیست، وارد می‌شود.
تعادل هیدرواستاتیک به چه معناست؟ اگر جدا از مباحث و فرمول‌های ریاضی بخواهیم آن را تعریف کنیم، باید بگوییم که
وزن هر لایه در ستاره باید توسط فشار در آن لایه متعادل شود.

برای مطالعه بیشتر به ادامه مطلب مراجعه نمایید...

در مرکز منظومه شمسی ما یک تولید کننده ی اتمی بسیار بزرگ قرار دارد. زمین به طور متوسط فاصله ای ۱۴۹٫۶ میلیون کیلومتر را گرد این جرم سماوی بزرگ طی می کند. آنچه ما خورشید می نامیم اش یک ستاره است. خورشید انرژی لازم برای حیات ما را فراهم میکند. اما آیا دانشمندان می توانند نمونه ی کوچک شده ی آن را در زمین بسازند؟

بحث بر سر امکان این نیست. چون که هم اکنون این کار انجام شده است. اگر به ستاره ها به عنوان ماشین آمیزش اتمی نگاه کنیم، نوع بشر مشابه آن را بر روی کره ی خاکی ساخته است. اما این اکتشافات محدودیت هایی نیز دارد. ستاره های مصنوعی دانشمندان اندک بوده و نهایتا تا چند ثانیه باقی می مانند. برای فهم نحوه ی ساخت ستاره توسط دانشمندان، باید دانست از چه چیزی ساخته شده و واکنش آن  چگونه شکل می گیرد؟ خورشید از ۷۵ درصد هیدروژن و ۲۴ درصد هلیوم ساخته شده است. عناصر سنگین تر ترکیب نهایی جرم خورشید را مشخص می کنند. مرکز خورشید به شدت گرم است، دمای موجود در آن بیش از ۱۵ میلیون کلوین است.

برای مطالعه بیشتر به ادامه مطلب مراجعه نمایید...

به مدت چند میلیارد سال، موجوداتِ ساده مثل پلانکتون ها، باکتری ها و جلبک ها بر کره ی زمین حکومت می کردند. سپس، ناگهان زندگی بسیار پیچیده شد. کشفیاتِ اخیر از رسوباتِ خاک رسیِ کانادا، گرینلند، چین، سیبری و نامیبیا به طور واضح نشان می دهند که دوره ای از فعالیتِ بیولوژیکی بنامِ «انفجار کامبرین» در یک «دوره ی زمین شناسی» در طول ۵۰۰ میلیون سال پیش در سراسر جهان رخ داد –انفجارِ زندگی که تکامل گرایان را متحیر می سازد.

در حینِ انفجارِ کامبرین، حیواناتِ مختلفی مثل بند پایان، نرم تنان، عروس دریایی و مهره داران ابتدایی در یک محدوده ی زمانیِ ۵ تا ۱۰ میلیون ساله بدون اینکه دارای پیشینه یا مداخله گر باشند، به وجود آمدند. کشفیات اخیر این چارچوب زمانی را از ۷۰ میلیون سال، به کمتر از ۱۰ میلیون سال کاهش داد. همان اندام های اصلی بدن که در انفجارِ کمبرین پدید آمدند به طور قابل توجهی تاکنون ثابت مانده اند. به طور واضح، مهمترین تغییرات بیولوژیکی در تاریخچه ی زمین در کمتر از ۵ میلیون سال رخ دادند و پس از ۵۰۰ میلیون سال، این مرحله از تغییر هرگز دوباره رخ نداد.

برای مطالعه بیشتر به ادامه مطلب مراجعه نمایید...

منظومه شمسی و راز ساختار آن همواره بزرگ‌ترین معمای دانشمندان بوده است. چطور طبیعت یک سیاره می‌سازد؟ آیا این کار به صورت مرحله به مرحله صورت می‌گیرد یا اینکه منظومه شمسی از پیش ساخته شده است. آیا سیارات به همین شکلی که امروز می‌بینیم شکل می‌گیرند یا آنها از منظومه شمسی منحرف شده‌اند. دو ماموریت اخیر ناسا برای پاسخ دادن به سوالات این چنینی کمک بزرگی خواهد بود. اوت ۲۰۰۴ ناسا فضا پیمای مسنجر را برای کاووش سیاره تیر به فضا پرتاب کرد و سال ۲۰۰۸ به این سیاره رسید و در ۲۰۱۱ در مدار این سیاره قرار گرفت. در این ماموریت نوع ساختار جغرافیایی تیر، ترکیب‌های شیمیایی این سیاره و میدان مغناطیسی هسته آن را تا بهار ۲۰۱۲ بررسی خواهد کرد. به زودی ماموریت دیگری قرار است انجام شود. در این ماموریت ناسا دو قمر گرد گریل A و گریل B را به سمت ماه یا قمر زمین می‌فرستد تا میدان گرانشی ماه را بررسی کند. درحال‌حاضر دوقلوهای گریل در مدار ماه قرار گرفته‌اند و این دو قمرگرد ماموریت ۸۰ روزه شان را در بهار سال آینده آغاز خواهند کرد. ماموریت دوقلوهای گریل برای شناسایی وضعیت کره زمین و ماهواره‌هایی که سراسر آن را فرا‌گرفته‌اند و همچنین بررسی اینکه زمین ابتدا دو قمر داشته است کمکی بزرگی خواهد بود.

برای مطالعه بیشتر به ادامه مطلب مراجعه نمایید...

یکی از بزرگترین پرسش های کیهان شناسان فهم و توضیح رویدادهای آغاز کیهان است. ایده اصلی کار آنها مانند چک دوباره صحنه های ضبط شده توسط دوربین ورزشگاه هاست. برای تحلیل دقیق یک رویداد  و اینکه متوجه شویم در یک لحظه به خصوص چه اتفاقی افتاده است؛ باید فیلم را به عقب برگرداند. البته در خصوص کیهان دوربینی در کار نیست و این معادلات ریاضی و مدلسازی ها هستند که وقایع لحظات آغازین کیهان را به ما نشان می دهند.

پایه بسیاری از مدل های کیهان شناسی نظریه نسبیت عام اینشتین است که در سال ۱۹۱۵ مطرح شد. الکساندر فریدمان در سال ۱۹۲۳ به حل معادلات اینشتین برای زمانی مشخص در ابتدای شکل گیری کیهان دست یافت. نتیجه کار وی نشان می داد جهان در لحظات اولیه چگالی بسیار زیادی داشته ؛ چیزی مانند تکینگی در مرکز یک سیاهچاله. همچنین طبق یافتهء فریدمان؛ جهان در آغاز؛ دمای بسیار زیاد ؛ در حد ۱۰ به توان ۳۲ کلوین داشته است. چیزی که بعدها انفجار بزرگ یا Big Bang  نامیده شد.. در سال ۱۹۶۵؛ آرنو پنزیاس Arno Allan Penzias و رابرت ویلسون Robert Wilson که در حال آزمودن وسیله ارتباط رادیویی آزمایشگاه های بل تلفن بودند؛ متوجه تابش زمینه کیهانی ((CMB cosmic microwave background شدند. این موضوع شاهد محکمی در تایید نظریه های آغاز کیهان بود. تابشی معادل تابش سیاه در حدود ۳ کلوین که می شد آن را از هر جهت آسمان دریافت کرد.

برای مطالعه بیشتر به ادامه مطلب مراجعه نمایید...

برخلاف آنچه به نظر می رسد؛ “سال نوری” واحد اندازه گیری فاصله است، نه زمان و فاصله ای است که نور در یک سال در فضا طی می کند. به طور دقیق تر، اتحادیه ی جهانی ستاره شناسی سال نوری را فاصله ای می داند که نور در ۳۶۵٫۲۵ روز طی می کند. به زبان مشابه، میتوان ۶۰ مایل را در واحد اتومبیل-ساعت ( فاصله ای که یک اتومبیل در یک ساعت و در بزرگ راه طی می کند) بیان کرد. در واقع ما در در طول روز برای بیان فاصله از معیار زمان استفاده می کنیم. به عنوان مثال، “ده دقیقه مانده تا برسم” و …

نور با سرعت ۲۹۹۷۹۲ کیلومتر بر ثانیه حرکت می کند. فاصله ی ما تا نزدیک ترین ستاره ۴٫۳ سال نوری یا ۴۰٫۷ تریلیون کیلومتر است. اولین اشارات به سال نوری به سال ۱۸۳۸ و به دانشمند آلمانی به نام فریدریش بسل بر می گردد. او فاصله ی ما تا ستاره ای به نام “ماکیان ۶۱” را اندازه گرفت و اندازه ی آن ۶۶۰ هزار برابر بزرگتر از شعاع مداری زمین بود. او به این تنیجه رسید که نور در عرض ده سال می تواند به این ستاره برسد، اما علاقه ی خاصی در به کار بردن واژه ی “سال نوری” نداشت.( به این دلیل که در آن مقطع هنوز مشخص نشده بود که سرعت نور عنصری بنیادی در طبیعت است). در سال ۱۸۵۱، این واژه برای نخستین بار در آلمان و نشریۀ نجومی Lichtjare، ظاهر شد. بعدها اخترشناسان این واژه را به کار بردند و امروزه “سال نوری” حتی در متون علمی نیز واژه ای آشنا به حساب می آید.

برای مطالعه بیشتر به ادامه مطلب مراجعه نمایید...

یک‌صد سال پیش در چنین روزهایی (یا دقیق‌تر بگوییم، در ۲۵ نوامبر سال ۱۹۱۵، مطابق با چهارم آذر ۱۲۹۴ خورشیدی)، آلبرت اینشتین برای نخستین بار، معادلات میدان خود را در یکی از جلسات فرهنگستان علوم پروس به دنیای علم معرفی کرد و با این کار، پایه‌های نظریه‌ی نسبیت عام را بنا نهاد؛ نظریه‌ای شگفت‌انگیز که درک بشر را نسبت به کیهان برای همیشه متحول کرد و از وجود پدیده‌های عجیب و غریب بسیاری در هستی پرده برداشت. معادلات میدان اینشتین، به فیزیک‌دان‌ها امکان داد تا میزان انحنای فضا-زمان را در هر نقطه از آن بر حسب چگونگی توزیع چگالی ماده-انرژی در جهان محاسبه کنند. به این ترتیب، نظریه‌ی نسبیت عام با کمک مفهوم انحنای فضا-زمان توانست تبیین جدیدی را از گرانش و میدان گرانشی ارائه دهد و بر مبنای آن، نظریه‌ی میدان گرانشی نیوتن را که در قرن هفدهم میلادی ارائه شده بود، اصلاح و متحول کند.

در این پست بیوگرافی این نظریه را برای شما عزیزان به طور مختصر جمع آوری کرده ایم.

برای مطالعه بیشتر به ادامه مطلب مراجعه نمایید...

برخی از مهمترین قاعده های اصلی فیزیک مدرن در قوانین ترمودینامیک است. زیرا سه کمیت بنیادی فیزیکی را تعریف می کند که چگونه دما، انرژی و آنتروپی در شرایط محیطی مختلف رفتار می کنند. ولی حالا فیزیکدانان می گویند که در یکی از این قانون ها یک راه گریز پیدا کرده اند و این می تواند یک طرح جدید بسازد از اینکه آنتروپی یا بی نظمی با زمان کاهش می یابد.

برای مطالعه بیشتر به ادامه مطلب مراجعه نمایید...

در خصوص دیوار صوتی مطالب بی معنی و بی اساس زیادی عنوان شده است. بعضی ها فکر می کنند چیز ملموسی بنام دیوار صوتی وجود دارد، گویی در یک دیوار شیشه ای نامرئی صدا ایجاد می شود. این اشتباه است، کلمه دیوار در اینجا هرگز بر این امر دلالت نمیکند که سدی فیزیکی آن بالا در هوا وجود دارد، بلکه فقط این است که سرعت صوت مانعی در برابر پیشروی هواپیماهای هر چه سریع تر ایجادکرد. این سد و دیوار طراحی هوانوردی بود،نه دیواری فیزیکی.

برای مطالعه بیشتر و مشاهده عکس ها به ادامه مطلب مراجعه نمایید...

ترمودینامیک به معنای مطالعه درباره انرژی، تبدیل انرژی به حالت های گوناگون و توانایی انرژی برای انجام کار است. در ابتدا سه قانون ترمودینامیک تدوین شد ولی به نظر قانون چهارمی هم وجود دارد که قانون صفرم(zeroth law) نام دارد زیرا قانون یک و دو و سه جایگاه خود را داشتند و مثل این قانون بنیادی نبودند.

 برای مطالعه بیشتر به ادامه مطلب مراجعه کنید...

فلاسفه و پژوهشگران از دیرباز در جستجوی راه هایی برای درک نور بوده اند. آنان علاوه بر تلاش برای درک ویژگی های اصلی نور(اینکه نور از ذره یا موج تشکیل شده)، در خصوص اینکه نور با چه سرعتی حرکت می کند، محاسبات متناهی انجام داده اند. دانشمندان از اواخر قرن هفدهم محاسبات را با تاکید بر افزایش دقت در دستور کار خود قرار داده اند. به همین منظور، آنان به بینش بهتری پیرامون مکانیک نور و نقش مهمی که در فیزیک، اخترشناسی و کیهان شناسی ایفا می کند، دست یافته اند. به عبارت ساده تر، نور با سرعتی باورنکردنی حرکت می کند و سریع ترین چیزی است که در جهان شناخته می شود.

برای مطالعه بیشتر به ادامه مطلب مراجعه نمایید...