آیا تعداد ستارگان عالم از تعداد دانه های شن سواحل زمین بیشتر است ؟

 

 

best

 

شاید تا کنون این جمله را شنیده باشد که تعداد ستارگان عالم هستی از شمار دانه های شن روی سواحل زمین بیشتر اند. حال بیایید با هم این موضوع را بررسی کنیم . دانشمندان تعداد ستارگان موجود در کهکشان راه شیری را بین 100 تا 400 میلیارد تخمین می زنند. این در حالی است که شمار کهشان های عالم 100 میلیارد برآورد می شود و بر اساس برخی گمانه زنی ها این عدد به 500 میلیارد نیز می رسد. البته نباید فراموش کرد با فناوری و ابزار های کنونی نمی توان به صورت دقیق این اعداد را محاسبه کرد. حال اگر تعداد ستارگان هر کهکشان را ضرب در شمار کل کهکشان های عالم کنیم در حالت حدقل عدد حاصل 10 میلیارد میلیارد و در حالت حداکثر 200 میلیارد میلیارد ستاره خواهد بود.

حتی فکر کردن به چنین ارقامی و تصور گستره کیهان، چالشی بزرگ برای مغز انسان محسوب می گردد، حال چگونه می توان این اعداد را با مجموع کل شن های سواحل کره زمین مقایسه کرد؟ دانه شنی که قرار است مبنای محاسبه ما قرار گیرد تنها 0.05 میلیمتر عرض دارد. با قرار دادن 20 دانه شن در کنار هم 1 سانتی متر شن خواهیم داشت و برای هر سانتی متر مکعب از آن به 8000 دانه شن نیاز داریم. اگر 10 میلیارد میلیارد دانه شن را در محیط دایره ای قرار می دادیم شعاع آن به 10.76 کیلومتر می رسید و برای عدد 200 میلیارد میلیارد ، 72 کیلومتر عرض خواهیم داشت. اگر ما کره ای بزرگتر از زمین داشتیم پاسخ مشخص بود. اما حال که چنین نیست.

آیا این میزان شن در تمام سواحل روی زمین وجود دارد؟ برای پاسخ به این پرسش ابتدا احتیاج داریم که نخست میانگین میزان سواحل شنی و سپس میانگین مقادیر خطوط ساحلی که ساحل شنی نامیده می شوند را در کل کره زمین محاسبه نماییم.

بر طبق محاسبات دکتر جیسون مارشال از ریاضیدان های برجسته ایالات متحده، حدود 700 تریلیون مترمکعب ساحل شنی در زمین وجود دارد که شامل 5 میلیارد میلیارد دانه شن می گردد. دکتر مارشال اذعان دارد که عدد حاصل از محاسبات او تقریبی است و می تواند تا میزان 2 برابر کم یا زیاد شود به بیان دیگر حداقل 2.5 میلیارد میلیارد دانه شن و حداکثر 10 میلیارد میلیارد دانه شن در کل سواحل زمین.

پس این گونه می توان برآورد کرد که عدد حداقل ستاره های عالم با عدد حداکثر شمار دانه های شن روی زمین برابر است. اما به احتمال زیاد علی رغم این محاسبات تعداد کل ستارگان عالم 5 تا 10 برابر بیشتر از کل دانه های شن سواحل زمین است و نباید فراموش کنیم که مبنای محاسبات ما برای ستارگان و کهکشان ها تقریبا بر پایه مشاهدات عینی و رصدی است در حالیکه می دانیم تنها بخش کوچکی از عالم هستی با فناوری های کنونی قابل رویت است.

در پایان این موضوع را از جنبه ای دیگر مورد بررسی قرار می دهیم، این بار به جای شن، مبنای محاسبات را اتم قرار می دهیم. 10 میلیارد میلیارد اتم در کنار هم چه میزان وسعت دارند؟ هر جسمی با چنین تعداد اتم بسیار بزرگ به نظر می رسد. اما این مقدار اتم 4 بار کوچکتر از کرم گرد و غباری است که در میان پرز های موکت و تار و پود فرش خانه شما همچون سوزنی در انبار کاه است. حال بیایید دوباره محاسبه کنیم، شمار اتم ها موجود در یک دانه شن از تعداد کل ستارگان عالم بیشتر است. این است شگفتی کیهان…

مهرشاد مروجی

منبع : سرویس علمی آسمان پارس

 

 

Advertisements

موسیقی کیهانی

 

اینشتین یک بار گفته بود، اگر نظریه ای نتواند تصویری فیزیکی ارائه دهد که حتی یک کودک نیز آن را بفهمد، احتمالا بلااستفاده است. خوشبختانه در پس نظریه ریسمانها تصویر فیزیکی ساده ای قرار دارد، تصویری براساس مفهوم موسیقی.

براساس نظریه ریسمان ها، اگر یک ابر میکروسکوپ داشته باشیم و بتوانیم به دقت به قلب یک الکترون بنگریم، یک ذره نقطه ای، بلکه ریسمانی مرتعش را مشاهده خواهیم کرد. ( این ریسمان بسیار کوچک است، به اندازه طول پلانک برابر با ۳۳- ^۱۰ سانتی متر، میلیاردها بار کوچکتر از یک پروتون، بنابراین توان ذرات زیراتمی بصورت نقطه ای دیده می شوند. ) اگر بخواهیم این ریسمان را به ارتعاش در آوریم، صدای تغییر خواهد کرد؛ مثلا الکترون ممکن است به یک نوترینو تبدیل شود. و اگر دوباره آن را به ارتعاش در آوریم، ممکن است به یک کوارک تبدیل می شود. در حقیقت اگر ریسمان را با شدت های مختلف به لرزه در آوریم، می توانیم آن را به هر کدام از ذرات زیر اتمی شناخته شده تبدیل کینم. به این ترتیب نظریه ریسمان ها می تواند به راحتی این موضوع را توضیح دهد که چرا تعداد ذرات زیر اتمی تا به این حد زیاد است.

آنها چیزی نیستند جز نت های متفاوتی که می توان بر روی ابر ریسمان نواخت. در حقیقت تمام زیر ذرات موجود در جهان را می توان بصورت ارتعاشات یک ریسمان نشان داد که « هارمونی » های ریسمان همان قوانین فیزیک هستند.

ریسمان ها را می توان از طریق شکافتن و دوباره پیوند خوردن با یکدیگر برهم کنش داشته باشند. این ها همان برهم کنش هایی هستند که بین الکترون ها و پروتون ها در اتم شاهد آن هستیم. به این ترتیب، با کمک نظریه ریسمان ها می توانیم تمام قوانین فیزیک هسته ای و اتمی را ایجاد کنیم. « آهنگ » هایی را که می توان برای ریسمان ها نوشت، به قوانین شیمی مربوط می شوند. اکنون می توان جهان را به شکل سمفونی عظیمی از ریسمان ها تعبیر کرد. نظریه ریسمان ها، علاوه بر اینکه ذرات نظریه کوانتوم را بصورت نت های موسیقی جهان معرفی می کند، قادر است نظریه نسبیت اینشتین را نیز توضیح دهد. پایین ترین ارتعاش ریسمان، یعنی ذره اسپین- ۲ با جرم صفر، را می توان بصورت گراویتون ( کوانتوم گرانش ) تفسیر کرد. اگر برهم کنش این گراویتون ها را محاسبه کنیم، می توانیم به دقت نظریه قدیمی گرانش اینشتین را به شکل کوانتومی آن، بدست آوریم.

وقتی ریسمانی حرکت می کند، یا پاره می شد، یا مجددا ترمیم می شود، محدودیت های زیادی را روی فضا- زمان اعمال می کند. با تحلیل و بررسی مجدد این محدودیت ها، دوباره به نظریه قدیمی نسبیت عام اینشتین خواهیم رسید. بنابراین نظریه ریسمان ها به سادگی نظریه اینشتین را، بدون نیاز به هیچ کار اضافی، توضیح می دهد. ادروار ویتن گفته است که حتی اگر اینشتین هم نسبیت را کشف نکرده بود، نسبیت می توانست بعنوان محصول ثانویه نظریه ریسمان ها کشف شود.

زیبایی نظریه ریسمان آن است که می توان آن را به موسیقی تشبیه کرد. موسیقی، استعاره ای است که از طریق آن طبیعت جهان را می فهمیم، هم در سطوح زیر اتمی و هم در سطوح کیهانی. اینشتین عقیده داشت که تحقیقات او در مورد نظریه میدان یکپارچه، سرانجام به او این امکان را می دهد که « ذهن خدا را بخواند.» اگر نظریه ریسمان درست باشد، می بینیم که ذهن خدا بیانگر موسیقی کیهانی است که در فرا فضای ده بعدی طنین انداخته است.

 

bigbangpage.com

جهانی برخاسته از هیچ!

 

ممکن است درنگاه اول با نظریه جهان های چندگانه مخالفت کنیم، زیرا به نظر می رسد این نظریه قوانین شناخته شده ای مثل قانون بقای ماده و انرژی را به هم می ریزد. در واقع، مجموع کل ماده به علاوه انرژی در جهان احتمالا خیلی کوچک است. درست است که مقدار ماده موجود در جهان شامل تمام ستارگان، سیارات و کهکشان ها مقداری مثبت و بزرگ است، بااین حال انرژی ذخیره شده در گرانش، ممکن است منفی باشد. اگر انرژی مثبت ماده را با انرژی منفی گرانش جمع کنیم، نتیجه عددی نزدیک به صفر خواهد بود!

از بعضی جهات می توان گفت چنین جهان هایی آزاد هستند. آنها می توانند از درون خلاء تقریبا بدون هیچ تلاشی، بیرون بجهند.(اگر کیهان بسته باشد، مقدار انرژی کل آن باید دقیقا برابر صفر باشد.) (برای درک بهتر این موضوع، الاغی را در نظر بگیرید که به چاله بزرگی افتاده است. باید به الاغ انرژی کمکی بدهیم تا از چاله بیرون بیاید. فرض کنیم وقتی الاغ بیرون از چاله روی زمین ایستاده، انرژی صفر داشته باشد.بنابراین به دلیل اینکه مجبور شدیم به الاغ انرژی کمکی بدهم تا اورا به حالت انرژی صفر برسانیم، می توان گفت الاغ در چاله دارای مقدار معینی انرژی منفی است. همین طور برای خارج کردن سیاره ای از درون یک منظومه سیاره ای، مجبوریم به آن انرژی بدهیم. وقتی سیاره در فضای آزاد خارج از منظومه قرار دارد ،انرژی صفر خواهد داشت.چون مجبور شدیم به سیاره انرژی بدهیم تا آن را از درون یک سیستم خورشیدی بیرون بیاوریم تا به انرژی صفر دست یابد، بنابراین سیاره هنگام حضور در سیستم خورشیدی دارای انرژی منفی بوده است.)

در حقیقت، برای ایجاد جهانی شبیه آنچه که ما درون آن هستیم، ممکن است به مقدار واقعا کمی ماده ،شاید به اندازه چند گرم نیاز داشته باشیم. ان طور که گوث می گوید،(جهان شاید یه نهار مجانی باشد) ایده ایجاد جهان از هیچ اولین بار ۱۹۷۳ طی مقاله ای در مجله نیچر توسط ادوارد ترایون، از کالج هانتر دانشگاه سیتی شهر نیویورک مطرح شد. او تصور که جهان چیزی است که به دلیل یک تحول کوانتومی در خلاء (هرچندوقت یکبار رخ می دهد.) اگرچه مقدار ماده خالص لازم برای ایجاد یک جهان ممکن است نزدیک صفر باشد، این ماده باید تا حد چگالی های غیرقابل تصور، فشرده شود.

همانند افسانه پن کو، این مثالی است از کیهان شناسی وجود از عدم. اگرچه نظریه جهان برخاسته از هیچ را نمی توان با روش های مرسوم ثابت کرد، اما این نظریه در پاسخ به بسیاری از سوالات کاربردی در مورد جهان کمک می کند. به عنوان مثال: چرا جهان فرفره وار به دور خود نمی چرخد؟ تمام چیزهایی که در اطراف خود می بینیم در حال چرخش اند، از توفان ها، سیارات وکهکشانها گرفته تا اختروش ها. به نظر می رسد این ویژگی عمومی ماده در جهان باشد. اما چرا خود جهان نمی چرخد؟ وقتی در آسمان به کهکشان ها نگاه می کنیم، مجموع چرخش آنها صفر است.(این واقعا خوش شانسی ما است، زیرا همان طور که خواهیم دید اگر جهان می چرخید سفر در زمان عادی شده و بنابراین نوشتن تاریخ غیرممکن بود.) دلیل اینکه چرا جهان ما نمی چرخد، می تواند این باشد که جهان ما از هیچ به وجود آمده است. از آنجا که خلاء نمی چرخید، انتظار نداریم که هیچ چرخش خالصی در جهان ما به وجود آید. در حقیقت تمام جهان های حبابی درون جهان های چندگانه، چرخش خالص برابر صفر دارند.

578339_360977780663808_1939023641_n

چرا بارهای الکتریکی مثبت و منفی دقیقا باهم برابرند و یکدیگر را خنثی می کنند؟ به طور معمول زمانی که به نیروهای کیهانی حاکم برجهان می اندیشیم، بیشتر به گرانش فکر می کنیم تا نیروی الکترومغناطیس؛ حتی اگر نیروی گرانش در مقایسه با نیروی الکترومغناطیس بسیار کوچک باشد. دلیل این امر تعادل کامل و دقیق بین بارهای مثبت و منفی است . درنتیجه به نظر می آید بارهای الکتریکی خالص جهان صفر بوده و این گرانش است که جهان را احاطه کرده و نه نیروی الکترومغناطیسی.

اگرچه این مسئله بدیهی به نظر می رسد، اما در اصل خنثی سازی بارهای مثبت ومنفی کاملا جالب توجه است و از نظر آزمایشگاهی با دقت ۱ در ۱۰۲۱ مورد آزمایش واقع شده است.(البته واضح است که عدم تعادل بین بارهای الکتریکی به طور محلی وجود دارد و به همین دلیل است که رعد و برق به وجود می آید. اما تعداد کلی بارها، حتی برای توفان های رعد آسا برابر با صفر است) اگر درون بدن شما، تنها ۰٫۰۰۰۰۱ درصد تفاوت در بارهای خالص الکتریکی مثبت و منفی وجود داشته باشد، فوری از هم پاشیده می شوید و اجزای بدن شما، به وسیله نیروی الکتریکی به خارج پرتاب می شوند.

جواب این معمای قدیمی ممکن است این باشد که جهان از هیچ درست شده است.از آنجا که مقدار چرخش و بار خالص خلاء برابر صفر است، هر جهان کودکی که از هیچ بیرون می جهد نیز باید چرخش و بار الکتریکی خالصی برابر صفر داشته باشد. استثنای آشکاری برای این قانون وجود دارد: جهان بیشتر از ماده تشکیل شده است تا ضدماده. از آنجا که ماده و ضدماده مخالف هم هستند(با بار الکتریکی مخالف) ممکن است تصور کنیم که انفجار بزرگ مقادیر برابری ماده و ضدماده ایجاد کرده باشد. مشکل این است که ماده و ضدماده در برخورد باهم یکدیگر را ازبین می برند و انفجاری از پرتوهای گاما ایجاد می کنند. بنابراین ما نمی بایست وجود داشته باشیم.

در این صورت، جهان به جای اینکه از ماده معمولی پر شده باشد، باید مجموعه تصادفی از پرتوهای گاما باشد. اگر انفجار بزرگ کاملا متقارن بود( یا از هیچ برمی خواست) آنگاه ما باید انتظار شکل گیری مقادیر یکسانی ماده و ضدماده را داشته باشیم. پس چرا ما وجود داریم؟ پاسخی که به وسیله فیزیکدان روسی، آندره ساخاروف ارائه شد این است که انفجار بزرگ اولیه، به هیچ وجح کاملا متقارن نبوده است. درست در لحظه پیدایش، مقدار کمی شکست تقارن بین ماده و ضدماده وجود داشته که باعث شده ماده بر ضدماده غلبه کند ودر نتیجه جهان اطراف به وجود آید.(تقارنی که در انفجار بزرگ شکسته شده، تقارن “سی پی “نامیده می شود؛ تقارنی که بر اساس آن، بار و زوجیت ماده و ضدماده جابه جا می شود.) اگر جهان از هیچ به وجود آمده باشد آنوقت شاید بتوان گفت خلاء کاملا خالی نیست، بلکه مقدار بسیار کمی شکست تقارن وجود دارد که باعث غلبه ماده بر ضد ماده شده است.منشاء این شکست تقارن هنوز مشخص نیست.

میچیو کاکو – جهان های موازی

 

http://bigbangpage.com/?p=4268

 

بارانی از الماس در سیاره اورانوس و نپتون!

آیا در اورانوس و نپتون بارانی از الماس در حال بارش است? به گفته دانشمندان و پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا در برکلى ، از سیارات اورانوس و نپتون دانه هاى تگرگ مانند الماس ساخته و فرو مى ریزند. این دو سیارات گاز گونه که قطر هر یک به حدود ۵۰۰۰۰ کیلومتر مى رسد در فاصله ۲٫۸ و ۴٫۵ میلیارد کیلومترى به دور خورشید مى چرخند. منشاء این الماسها متان است، با توجه به فشار و حرارت درونی زیاد در این دو سیاره مولکولها متان ابتدا مى شکنند و اتمهاى کربن و هیدروژن تبدیل مى شوند. سپس اتمهاى کربن به هم مى پیوندند و الماس را مى سازند این الماسها باید تحت تاءثیر جاذبه سیاره به صورت بارانى از کریستال فرود آیند.

گروهی از پژوهشگران با انجام تحقیقاتی و با استفاده از شبیه سازی کامپیوتری و آزمایشگاهی نشان دادند که در جو سیارات اورانوس و نپتون دانه های الماس مانند تگرگ ساخته شده و فرو می ریزند.دانشمندان می گویند: منشاء این الماس ها احتمالا از متان است. زیرا متان می تواند تحت فشار درونی شدید و حرارت زیاد به حالت پخته در آید. شرایط موجود در درون این دو سیاره به گونه ای است که چنین امکاناتی را به وجود می آورد حرارت در بخش های درونی آن ها بین ۲۰۰۰ تا ۳۰۰۰ درجه کلوین است. ضمن این که فشار می تواند تا ۵۰۰ هزار اتمسفر باشد. در این شرایط مولکولهای متان شکسته شده و به اتمهای کربن و هیدروژن تبدیل می شود. سپس اتمهای کربن به هم پیوسته و الماس را می سازد که این الماسها باید تحت تاثیر نیروی جاذبه سیاره به صورت بارانی از کریستال فرود آید.

اورانوس هفتمین سیاره از نظر نزدیکی به خورشید و چهارمین سیاره از نظر اندازه و سومین سیاره از نظر جرم است. در جو آن هیدروژنبه شکل H2 و ۱۲ درصد هلیوم و ۲ درصد متان وجود دارد اما از آنجایی که متان به شدت نور قرمز را جذب می‌کند این سیاره به رنگ آبی مایل به سبز دیده می‌شود. برررسی مادون قرمز حاکی از آن است که دمای این سیاره برابر ۵۸ درجه کلوین است. به نظر می‌رسد این سیاره دارای یونیسفر قوی باشد. بیشتر بادهای این سیاره برخلاف دیگر سیاره‌های مشتری‌گون منظومه شمسی از شرق به غرب می‌وزند نه از شمال به جنوب. در ارتفاعات بالایی دما ۶۴ کلوین (با تلورانس ۵ کلوین) می‌گردد و در این ارتفاعات آن بادهایی با سرعت ۳۰۰ تا ۴۰۰ متر می‌وزند و البته گردبادهایی نیز در آن وجود دارند که به شکل لکه‌هایی دیده می‌شوند.

نپتون آخرین سیارهٔ منظومه شمسی است. این نام به عنوان خدای دریا و همزاد اورانوس نامگذاری شده است بر طبق تحقیقات حضور مقادیری متان نیز در این سیاره تایید شده است . در کل، ترکیبات جو این سیاره به مانند سایر سیارات غول پیکر گازی شامل ۸۵ تا ۹۰ درصد هیدروژن و ۱۰ تا ۱۵ درصد هلیوم می‌باشد.
نپتون با لایه ای ضخیم از ابرهایی که به سرعت در حال حرکتند پوشیده شده است. وزش باد، حرکت این ابرها را به ۱۱۰۰ کیلومتر در ساعت می رساند. ابرهایی که در فاصله دورتری از سطح سیاره قرار دارند عمدتا متان یخ زده می باشند. دانشمندان معتقدند که ابرهای تیره تر نپتون که در زیر ابرهای متان قرار گرفته اند سولفات هیدروژنند.

bigbangpage.com