【علم در قالب ویدیو】

MacTavish · 18/2/20

تأیید نظریه نسبیت عام اینشتین با یک آزمون جدید

یک گروه بین‌المللی از اخترفیزیکدانان در آزمون نظریه نسبیت عام اینشتین، در نزدیکی سیاهچاله‌ی پرجرم در مرکز کهکشان راه شیری، اثبات کردند که این نظریه درست است.

نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین پیش‌بینی می‌کند که «یک ستاره که از نزدیکی یک سیاهچالۀ پرجرم عبور می‌کند باید اثر «انتقال به سرخ نسبیتی» (تمایل به طول موج‌های بلندتر در خطوط طیفی) را تجربه کند». تحقیق جدید یک انتقال به سرخ نسبیتی در نورِ ساطع شده از یک ستاره را نشان می دهد که در فاصلۀ نزدیک سیاهچاله کمان A* گردش می‌کند.

پروفسور آندریا گز از دانشگاه کالیفرنیا، لس‌آنجلس گفت: «نظریه نسبیت عام اینشتین که در سال ۱۹۱۵ پایه‌ریزی شد بیان می‌کند چیزی که ما بعنوان نیروی گرانش در نظر می‌گیریم، از انحنای فضا-زمان ناشی می‌شود. اینشتین پیشنهاد داد که اجرامی مثل خورشید و زمین این هندسه را تغییر می‌دهند. این نظریه بهترین توصیفِ نحوۀ کارکرد گرانش است».

پروفسور گز و همکارانش مشاهدات یک ستاره به نام S0-2 را در هنگام نزدیکی‌اش به سیاهچاله‌ی کمان A* در سال ۲۰۱۸ تجزیه و تحلیل کردند. این ستاره با سرعت بیش از ۲۵.۷ میلیون کیلومتر به دور این سیاهچاله گردش می‌کند. همچنین این تیم از اندازه‌گیری‌های اسپکتروسکوپی و استرومتریک سال‌های ۱۹۹۵ تا ۲۰۱۷ که گردشِ ۱۶ سالۀ S0-2 را پوشش می‌دهد استفاده کرد.

ویدیو

پروفسور گز گفت: «نکتۀ خاصی که در مورد S0-2 وجود دارد این است که گردش کامل این ستاره را در سه بُعد در اختیار داریم. این مسئله یک بلیط طلایی برای آزمون‌های نسبیت عام محسوب می شود. ما این سئوال را مطرح کردیم که گرانش در نزدیکی یک سیاهچاله چگونه رفتار می‌کند و آیا نظریۀ اینشتین داستان کاملی را برایمان تعریف می‌کند؟ مشاهدۀ حرکت ستارگان در مدار کامل‌شان اولین فرصت برای آزمایش فیزیک بنیادی با استفاده از حرکات این ستارگان را ایجاد می‌کند».

نتایج با نسبیت عام همخوانی دارد و بیشتر مطابق با نظریه نسبیت عام است تا گرانش نیوتنی، زیرا این گرانش نمی‌تواند انتقال به سرخ مشاهده شده را توضیح دهد. پروفسور گز افزود: «اینشتین درست می‌گفت، حداقل تا الان اینگونه است. می‌توانیم قانون گرانش نیوتن را کاملأ رد کنیم. مشاهدات ما با نظریۀ نسبیت عام اینشتین همخوانی دارد. هرچند، نظریه‌ او قطعأ آسیب‌پذیری‌هایی نیز دارد. این نظریه نمی‌تواند گرانش درون یک سیاهچاله را به طور کامل توضیح دهد و در بعضی مواقع باید فراتر از نظریه‌ اینشتین به سمت یک نظریه‌ی گرانش جامع‌تر پیش رویم تا بتواند توضیح دهد “سیاهچاله” چیست». یافته‌های این تحقیق در مجله Science منتشر شده است.

MacTavish · 18/2/20

اخترشناسان نقشه سه بعدی راه شیری را ایجاد کردند

اخترشناسان با اندازه‌گیری فاصله خورشید تا ستاره‌های متغیر قیفاووسی و جمعیت‌های ستاره‌ای جوان که در سرتاسر راه شیری پراکنده هستند، کهکشان ما را در مقیاس بزرگتری ترسیم کردند. نقشه سه بعدی جدید، تار و پود دیسک راه شیری را به تصویر می کِشد.

در این نما چشم‌اندازی از کهکشان راه شیری در قالب مختصات کهکشانی؛ به همراه نمونه‌ای از ستاره‌های متغیر قیفاووسی در راه شیری و ابرهای ماژلانی را مشاهده می کنید. ستاره‌های متغیر قیفاووسی بررسی شده در پروژه OGLE با نقاط زرد نشان داده شده‌اند، سایر منابع هم با نقاط آبی تیره قابل رویت هستند.

به گزارش بیگ بنگ، ستاره‌های متغیر قیفاووسی حالت تپش دارند و میزان درخشندگی آنها در بازه‌های ۱ تا ۱۰۰ روز تغییر پیدا می کند. ستاره‌های متغیر قیفاووسی کلاسیک به ستاره‌های جوان و غول‌پیکری گفته می شود که کمتر از ۴۰۰ میلیون سال قدمت دارند؛ اما انواع دیگری از این ستاره‌ها در گروه‌های پیرتری از ستارگان هم دیده شده است. درخشندگی ذاتی متغیرهای قیفاووسی کلاسیک در دامنه ۱۰۰ تا ۱۰۰۰۰ درخشندگی خورشید قرار دارد. لذا با این میزان درخشندگی، امکان شناسایی این ستاره‌ها از میان ابرهای گاز و گرد و غبار میان ستاره‌ای وجود دارد. به همین دلیل، این ستاره‌ها اجرام مناسبی برای اخترشناسان هستند تا از آنها برای بررسی تغییرات و تغییرات در فضا استفاده کنند.

دکتر «رادک پولسکی» محقق فوق دکتری در دانشگاه ایالتی اوهایو و رصدخانه اخترشناسی دانشگاه ورشوی لهستان گفت: «مشکلی که اخترشناسان در مطالعه کهکشان راه شیری داشته‌اند این است که چون ما در درون این کهکشان هستیم و حدود ۲۷ هزار سال نوری از مرکز کهکشانی فاصله داریم، مشاهدۀ بخش‌های دوردست کار دشواری است. ما نمی توانیم از راه شیری خارج شویم و به آن بخش‌ها نگاه کنیم. آنچه توان انجامش را در این مطالعه داریم و قبلا هم چنین کاری انجام نشده، تهیه نمونه خیلی بزرگی از اجرام است که بصورت یکنواخت انتخاب و ساماندهی شده‌اند. در این صورت، میتوانیم مدلی از کهکشان راه شیری ایجاد کنیم.»

چشم‌اندازی از راه شیری با تمامی ۲۴۳۱ ستاره متغیر قیفاووسی در نمونه که با نقاط سبز نشان داده شده‌اند. تصویر پس زمینه هم یک مدل کهکشان مارپیچ ۴ بازویی را نشان می دهد که با اندازه‌گیری هیدروژن خنثی در کهکشان ما مطابقت دارد. خورشید نیز با نقطه زرد به تصویر کشیده شده است.

دکتر پولسکی و همکارانش ۲۴۳۱ ستاره متغیر قیفاووسی کلاسیک در کهکشان راه شیری را ترسیم کردند؛ اکثر این ستاره‌ها به کمک پروژه OGLE و ASAS-SN کشف شده‌اند. آنها داده‌های فروسرخ و نوری را با یکدیگر ادغام کردند تا دوره‌های تپش (نوسان نوری) ستارگان را مشخص کرده و توزیع ستاره‌های قیفاووسی و جمعیت‌های ستاره‌ای جوان در راه شیری را ترسیم کنند. ستاره‌های دورتر در مرکز کهکشان قرار داشتند. در ویدئوی زیر می توانید ویدئوی طراحی این نقشه را مشاهده نمایید:

ویدیو

دکتر «پرزمک مروز» اخترشناس در رصدخانه اخترشناسی دانشگاه ورشوی لهستان بیان نمود: «نقشه ما نشان میدهد که راه شیری مسطح نیست، بلکه پیچ و تاب خورده است. این اولین‌بار است که از تک تک اجرام برای نشان دادن این امر بصورت سه بعدی استفاده کردیم. این میتواند نکتۀ مهمی برای پی بردن به ستاره‌هایی که متولد شده‌اند و اینکه چگونه تکامل پیدا کرده‌اند، باشد. این یکی از قدیمی‌ترین پرسش‌هایی است که بشر از خودش می‌پرسد: به بیرون می روید، چند ستاره در آسمان می بینید و به این فکر می افتید که جایگاه ما در این جهان پهناور چیست. و بیشتر ستاره‌هایی را هم که می بینید در دیسک کهکشانی قرار دارند؛ همان چیزی که ما در این مقاله به مطالعه آن می‌پردازیم.» جزئیات بیشتر این پژوهش در مجله معتبر Science منتشر شده است.

MacTavish · 18/2/20

برخورد ستاره‌های نوترونی رازهای کیهان را برملا می‌سازد

رصد برخورد دو ستارۀ نوترونی در آگوست ۲۰۱۷ توسط اخترشناسان سراسر جهان، چیزهای بسیار جالبی در مورد کیهان به ما آموخت. حالا دانشمندان از آن رویداد برای اصلاح یکی از بنیادی‌ترین ویژگی‌های کیهان- یعنی ثابت هابل- استفاده کردند.

«ثابت هابل» نامی است که به سرعت گسترش کیهان داده شده؛ و اختلاف در این اندازه‌گیری برای مدت‌ها کیهان‌شناسان را به دردسر انداخته بود. طبق داده‌های ماهوارۀ پلانک که تابش پس زمینه مایکروویو کیهانی (شرایط جهان اولیه در ۳۸۰ هزار سال پس از بیگ بنگ) را اندازه‌گیری کرد، ثابت هابل باید ۶۷.۴ کیلومتر در ثانیه در هر مگاپارسک باشد.

روشی برای اندازه‌گیری آن وجود دارد

روشی دیگر با استفاده از مطالعۀ سحابی‌های باقی ‌مانده از ابرنواختر نوع Ia است. این روش مربوط به زمان قدیم است، زمانی که ادوین هابل تغییرات داپلر آنها- یعنی تغییرات در طول موج نور با حرکت سحابی‌ها و دورتر شدن آنها- را مشاهده کرد. این روش بتازگی نتیجۀ ۷۲.۷۸ کیلومتر در ثانیه در هر مگاپارسک را به دست آورده است.

با این حال یک روش جدیدتر، استفاده از واحدهای استانداردی نظیر ستاره‌های متغیر قیفاووسی که درخشندگیِ مشخص آنها موجب محاسبات دقیق فاصله می‌شود. و اینجاست که مشکل به وجود می‌آید؛ زیرا این معیارها موجب سریع‌تر شدن ثابت هابل می‌شوند.

اخیراً معیاری بر اساس حرکات هفت ستاره متغیر قیفاووسی، نتیجۀ ۷۴.۰۳ کیلومتر در ثانیه در هر مگاپارسک را به دست آورده است. خب معضل را می‌بینید. اخترفیزیک‌دان آدام دلر، از دانشگاه صنعتی سوینبرن، بیان داشت: «یا یکی از آنها اشتباه است یا مدل‌های فیزیک که از آنها پشتیبان می‌کند، اشتباه است. ما می‌خواهیم بدانیم واقعاً چه اتفاقی در جهان می‌افتد، پس به …. بررسی مستقلی نیاز داریم.»

راه سوم، ادغام دو ستاره نوترونی است

Cue GW170817 رویداد موج گرانشی است که برای اولین‌بار به ستاره‌شناسان این امکان را داد تا برخورد بین دو ستاره نوترونی را به روش‌های مختلفی- از جمله نجوم موج گرانشی، نجوم نوری و نجوم رادیویی- مشاهده کنند.

دلر توضیح داد: «به لحاظ پدیده‌ای، ترکیب ستاره‌های نوترونی رویدادی پرانرژی‌ است؛ دو ستارۀ بزرگ‌تر از خورشید صدها هزار بار در ثانیه به دور یکدیگر حرکت می‌کنند و سپس ترکیب می‌شوند و انفجار عظیمی از موادی که با سرعت بی حد و حصری به بیرون پرتاب می‌شوند و همچنین انفجاری از موج‌های گرانشی را ایجاد می‌کنند.»

«این انفجار امواج گرانشی می‌تواند به عنوان «آژیر استاندارد» استفاده شود: بر اساس شکل سیگنال موج گرانشی می‌توانیم بگوییم رویداد در امواج گرانشی چقدر باید «درخشان» باشد. سپس می‌توانیم بفهمیم که رویداد واقعاً چقدر درخشان بوده و به فاصلۀ آن پی ببریم.»

ویدیو

با این حال این امر تنها زمانی ممکن است که جهت برخورد را بدانیم. بدین منظور به اطلاعاتی بیشتر از خود رویداد نیاز داریم. این در قالب فوارۀ همراستای باریکی از پلاسمای خارج‌شده از برخورد بود که با گذشت زمان توسط تلسکوپ‌های رادیویی رصد شد. و محققان متوجه شدند حرکت آن بر اساس زاویه‌ای که داریم آن را مشاهده می‌کنیم به نظر سریع‌تر از نور است.

این گروه تحقیقاتی با مقایسۀ تغییرات کوچک در محل و شکل این پلاسما توانستند جهت ستاره‌های نوترونی را محاسبه کنند که به نوبۀ خود به دانشمندان امکان محاسبه فاصلۀ دقیق آن را داد. این برخورد در کهکشانی با فاصله ۱۳۰ میلیون سال نوری از ما رخ داد و نکتۀ جالب این است که سرعت حرکتی که این کهکشان برای دور شدن از ما دارد را می‌دانیم. بنابراین وقتی گروه تحقیقاتی فاصلۀ GW170817 را با سرعت کهکشان مقایسه کردند، توانستند ثابت هابل را به دست آورند. «رقمی که آنها به دست آوردند ۷۰.۳ کیلومتر در ثانیه در هر مگاپارسک بود.»

همان طور که می‌بینید، بین اندازه‌گیری‌های واحد استاندارد و اندازه‌گیری پلانک، حداقل تخمین ما درست‌تر است- حتی اگر این اندازه‌گیری جدید آن‌قدر دقیق و کامل نباشد که به ما بگوید کدام یک از متغیرهای قیفاووسی، ابرنواختر و پلانک دقیق‌تر است. دلر گفت: «اما ما نشان دادیم که در آینده‌ای نزدیک، مشاهدات بیشتر ستاره‌های نوترونی ِ در حال ادغام می‌تواند آن اختلاف را حل کند.» این مقاله در مجلۀ Nature Astronomy منتشر شده است.

MacTavish · 18/2/20

این مقاله نشان می‌دهد که فیلم فرود در ماه واقعی است

نیم قرن از عملیات خارق العاده آپولو ۱۱ به مقصد ماه میگذرد، اما هنوز هم افرادی هستند که باور ندارند واقعا این اتفاق افتاده است. نظریه‌های توطئه دربارۀ این رویداد که به دهه ۱۹۷۰ میلادی باز میگردند، بیش از پیش محبوبیت یافته‌اند.

یکی از نظریه‌های رایج این است که «استنلی کوبریک» کارگردان فیلم، به ناسا در ساخت فیلم‌های تاریخی از شش فرود موفق در ماه کمک کرده است. اما آیا انجام چنین کاری با فناوری آن زمان امکان‌پذیر بود؟ «هاوارد بری» در این مقاله نوشته: من کارشناس سفرهای فضایی، دانشمند یا مهندس نیستم. من یک فیلم‌ساز و سخنران هستم؛ در عین حال، نمیتوانم بگویم که چگونه در سال ۱۹۶۹ در ماه فرود آمدیم. با قدری اطمینان میتوانم بگویم که امکان ندارد ویدئوی فرود در ماه ساختگی باشد.

در زیر به برخی از متداول‌ترین عقاید و پرسش‌ها در خصوص عکس‌ها و نوع فیلمبرداری در ماه پرداخته می شود.

ادعا: فیلم‌های مربوط به فرود در ماه در استودیو ضبط و فیلمبرداری شده است.

پاسخ: دو روش مختلف برای صحنه‌های متحرک وجود دارد. ۱- ویدئو و ۲-فیلم. ویدئو به روش الکترونیکیِ ضبط در واسطه‌های مختلف اشاره می کند، مثل نوار مغناطیسی متحرک. امکان پخش ویدئو در گیرنده‌های تلویزیونی هم وجود دارد. اما در فیلم، امکان ضبط ۲۴ فریم در هر ثانیه وجود دارد، در حالیکه تلویزیون ۲۵ یا ۳۰ فریم را شامل می شود؛ البته بسته به اینکه در کجای جهان باشید. اگر با این ایده همراه شویم که فیلم‌های مربوط به فرود فضانوردان در ماه در استودیوی تلویزیونی ضبط شده‌اند. در این صورت باید ویدئویی با ۳۰ فریم در هر ثانیه انتظار داشته باشیم که البته انتظار تلویزیونی در آن زمان به شمار می رفت. با این حال، میدانیم که ویدئوی مربوط به نخستین فرود در ماه در ۱۰ فریم در هر ثانیه و با دوربین ویژه‌ای ضبط شده است.

ادعا: آنها از دوربین ویژه آپولو در استودیو استفاده کردند و سپس صحنه‌های آن را کُند کردند تا اینگونه وانمود شود که جاذبه کمتری وجود دارد

پاسخ: برخی افراد شاید مدعی شوند که وقتی به افراد در قالب صحنه آهسته نگاه می کنید، به نظر می رسد که در محیطی با جاذبه کم حضور داشته باشند. در این حالت آهسته کردنِ فیلم، به فریم‌های بیشتری از حالت عادی نیاز دارد. برای این کار، به دوربینی نیاز است که بتواند فریم‌های بیشتری را در هر ثانیه تحت پوشش قرار داد و با دوربین عادی فرق داشته باشد. وقتی صحنۀ فرود در ماه با سرعت فریم عادی پلی می شود، این صحنه برای لحظات بیشتری پخش می شود. وقتی فیلم ِ مربوط به آرمسترانگ که به «یک قدم کوچک» معروف است پخش شد، دوربین آپولو(Apollo Lunar Television Camera) در بخش کناری ماژول ماه آپولو ۱۱ نصب شده بود.

ویدیو

در زمان پخش، ضبط کننده‌های دیسک مغناطیسی با توان ِ ذخیره صحنۀ آهسته، فقط میتوانستند ۳۰ ثانیه برای پلی بک ۹۰ ثانیه‌ای با صحنه آهسته فیلم بگیرند. برای ضبط ۱۴۳ دقیقه بصورت صحنه آهسته، باید ۴۷ دقیقه از صحنه زنده را ضبط و ذخیره کنید. این کار به هیچ وجه ساده نیست.

ادعا: شاید آنها ضبط کنندۀ پیشرفته‌ای برای ایجاد فیلم‌های صحنه آهسته در اختیار داشتند.

پاسخ: خب، شاید آنها به چنین فناوری پیشرفته‌ای دسترسی داشته‌اند؛ اما اینکه این دوربین فیلمبرداری ۳۰۰۰ برابر پیشرفته‌تر از انتظار باشد، مسئله‌ای قابل تامل و تردیدبرانگیز است.

ادعا: آنها صحنه فیلم را بصورت عادی فیلمبرداری کرده و سپس آن را در قالب صحنه آهسته ارائه کردند. سپس فیلم به گونه‌ای تبدیل و دستکاری شد که در تلویزیون نشان داده شود.

پاسخ: خب این ادعا قدری با منطق سنخیت دارد. یک قرقره فیلم ۳۵ میلی‌متری (۲۴ فریم در ثانیه)، یازده دقیقه طول می کشد و ۱۰۰۰ فوت درازا دارد. اگر این موضوع را دربارۀ فیلمی بصورت ۱۲ فریم در ثانیه بکار ببریم که ۱۴۳ دقیقه به طول می انجامد، به بیش از شش قرقره نیاز است. سپس باید آنها را در کنار همدیگر قرار داد. هیچ کدام از محصولات مصنوعی وجود ندارند، لذا این نتیجه‌گیری منطقی است که این صحنه به صورت فیلم ضبط نشده است. وقتی این مسئله را در نظر بگیرید که فرودهای بعدی در ماه با ۳۰ فریم بر ثانیه فیلمبرداری شده‌اند، می بینید که ارائه فیلم‌های ساختگی از صحنه فرود در ماه سه برابر سخت‌تر می شود. پس عملیات آپولو ۱۱، عملیات آسان بوده و بعدی‌ها سخت‌تر بودند.

ادعا: پرچم با وزش باد در حال حرکت است و هیچ بادی در ماه نیست. یقینا این باد مصنوعی در استودیو ایجاد شده است. یا در صحرا فیلمبرداری شده است.

پاسخ: نه، اینطور نیست. وقتی پرچم رها می شود، آرام سر جای خود قرار می گیرد و در صحنه‌های بعدی فیلم حرکت نمی کند. علاوه بر این، چقدر باد در داخل استودیوی تلویزیونی میتوان تولید کرد؟ شاید برخی بگویند باد در صحرا می وزد. اما در ماه جولای، صحرا با گرمای شدیدی همراه است و شما براحتی می توانید موج گرما را در صحنۀ ضبط شده ببینید. در حالیکه آثاری از امواج گرما در فیلم فرود در ماه نمی بینید.

ادعا: نورپردازی‌های این فیلم مصنوعی هستند و از یک لامپ نورافکن استفاده شده است. سایه‌ها هم عجیب به نظر می‌رسند.

پاسخ: بله درست است. این لامپ نورافکن(خورشید) در فاصله ۹۳ میلیون مایلی ماه قرار دارد. با دقت به این سایه‌ها نگاه کنید. اگر منبع نور، لامپ نورافکن در نزدیکی بوده باشد، سایه‌ها از نقطه‌ای مرکزی نشات می گرفتند. اما چون منبع نور در فاصله خیلی دوری قرار دارد، سایه‌ها در بسیاری از جاها بصورت موازی هستند. البته نباید از این نکته هم غافل شد که خورشید تنها منبع درخشش نیست؛ نور از زمین هم بازتاب داده می شود. این عامل باعث شده بعضی از سایه‌ها موازی به نظر نیایند.

ادعا: همه‌مان میدانیم که استنلی کوبریک این فیلم را ساخته است.

پاسخ: شاید از استنلی کوبریک درخواست کرده‌اند که صحنه فرود در ماه را بسازد. اما چون کوبریک انسان کمال‌گرایی بود، حتما برای این کار اصرار میکرد که فیلمبرداری در موقعیت واقعی انجام گیرد. مستندات هم نشان می دهد که وی هیچ علاقه‌ای به پرواز نداشت.

خوش آمدید به رمان ۹۸ | بهترین انجمن رمان نویسی

【علم در قالب ویدیو】

از عملکرد تاپیک راضی هستید؟

بله

خیر

MacTavish

مدیـر بازنشسته

رمان ۹۸ | بهترین انجمن رمان نویسی

رمان ۹۸ | دانلود رمان

MacTavish

مدیـر بازنشسته

رمان ۹۸ | بهترین انجمن رمان نویسی

رمان ۹۸ | دانلود رمان

MacTavish

مدیـر بازنشسته

رمان ۹۸ | بهترین انجمن رمان نویسی

رمان ۹۸ | دانلود رمان

MacTavish

مدیـر بازنشسته

رمان ۹۸ | بهترین انجمن رمان نویسی

رمان ۹۸ | دانلود رمان

درباره ما

لینک‌های پیشنهادی رمان ۹۸

آمار آنلاین

خوش آمدید به رمان ۹۸ | بهترین انجمن رمان نویسی

ما را در شبکه‌های اجتماعی دنبال کنید

از عملکرد تاپیک راضی هستید؟

بله

خیر

مدیـر بازنشسته

مدیـر بازنشسته

مدیـر بازنشسته

مدیـر بازنشسته

ما را در شبکه‌های اجتماعی دنبال کنید

درباره ما

لینک‌های پیشنهادی رمان ۹۸

آمار آنلاین