تبیان، دستیار زندگی

موضوع: مباحث نجوم و زمین در فضا

نظریه ریسمان در علم نجوم

متنی كه در زیر می خوانید برگرفته از Scientific American  May   2004 می باشد و نوشته ای است از گابریل ونزیانو(Gabriele veneziano) فیزیكدان نظری مركز تحقیقات فیزیك ذره ای اروپا(CERN ) كه در اواخر دهه 1960 به عنوان پدر نظریه ریسمان شناخته شد.

نظریه ریسمان بیان می كند كه انفجار بزرگ سرمنشأ عالم نبوده، بلكه صرفاً پیامد وضعیتی بوده كه مدت ها قبل از آن زمان وجود داشته است.تا حدود 10 سال پیش، اینچنین پرسشی كفرآمیز محسوب می شد. زیرا غالب كیهان شناسان مطرح كردن زمانی قبل از انفجار بزرگ را مانند این می دانستند كه كسی جایگاه شمال قطب شمال را از شما بپرسد. یونانیان باستان دربارة منشأ زمان مناظرات و مباحثه های فراوانی ترتیب می دادند. ارسطو كه از بی آغازی زمان طرفداری می كرد،استنادش بر این اصل بود كه از هیچ ،چیزی به وجود نمی آید. پس اگر عالم در هیچ  برحه ای از زمان نتوانسته باشد خود را از نیستی به هستی در آورد، الزاماً می بایست همواره وجود می داشته است.

پس به این دلیل و دلایلی دیگر، زمان باید به طور نامحدود در گذشته و آینده امتداد داشته باشد. امّا دین شناسان مسیحی نظری دگرگونه داشتند.آگوستین استدلالش بر این بود كه آفریدگار بیرون از فضا و زمان حضور دارد و قادر است كه این ساختارها را همانطور كه دیگر جنبه های دنیای ما را خلق می كند، به وجود  آورد. دو دلیل سبب شد كه كیهان شناسان معاصر نتیجه مشابهی بگیرند. یكی از آنها نسبیت عام و دیگری شواهدی بودند كه از مشاهده انبساط جهان به دست آمدند كه بر طبق آنها دو فیزیكدان نامی یعنی استفان هاوكینگ و روجر پنروز در سال 1960 ثابت كردند كه زمان نمی تواند به طور نا محدود رو به گذشته ادامه داشته باشد و اگر در طول زمان رو به عقب برویم، بالاجبار باید به نقطه تكینگی برسیم. ولی تكینگی گریز ناپذیر، كیهان شناسان را در برابر مسائلی جدی قرار می دهد.

امّا فیزیكدانان برای رهایی از این بن بست به دو راه حل طبیعی دیگر توجه دارند. یكی از آنها اینطور بیان می كند كه زمان در لحظه ی انفجار بزرگ آغاز نشده و دوره های طولانی قبل از آن وجود داشته است. دلیل اینكه تا به حال دانشمندان به اندازه كافی به این فرض توجه نمی كردند، این بود كه فرض می كردند نسبیت همواره معتبر است در حالی كه نزدیك زمان تكنیكی اثرات كوانتومی غالب هستند. بنابراین برای دانستن آنچه كه واقعاً رخ داده ،فیزیكدانان ناگزیرند تا نسبیت را وارد یك نظریه كوانتومی گرانش كنند. امروزه برای رسیدن به این مقصود دو نظریه بیشتر مورد توجه قرار دارد. یكی از آنها به نام گرانش كوانتومی حلقوی، اساس نظریه اینشتین را دست نخورده نگه می دارد ولی روش به كارگیری آن در مكانیك كوانتومی را تغییر می دهد. ولی نگرش دوم كه به عقیده ی من آینده بهتری خواهد داشت، نظریه ریسمان است. این نظریه اصلاحی واقعاً انقلابی از تئوری اینشتین است. اندیشه ی پایه ای در نظریه ریسمان این است كه ذرات بنیادی نقطه ای شكل نیستند بلكه اجزای تك بعدی و بی نهایت باریك هستند. این ساختارها ریسمان نامیده می شوند. همه ذرات مثل پروتون ها ونوترون ها از ذرات بنیادی به نام كوارك تشكیل شده اند. كوارك ها توسط مبادله ذراتی به نام گلوئون با هم رابطه برقرار می كنند. گلوئون حامل نیروی قوی هسته ای است و نقش آن چسباندن (glue ) كوارك ها به همدیگر است.

دلیل اینكه دانشمندان سرانجام به نظریه ریسمان رسیدند، این است كه آنها متوجه شدند كه ذرات بنیادی شامل تعداد زیادی ذره هستند كه هر كدام ویژگی مخصوص خود را دارند. كه این به دلیل وجود تعداد نامحدود مدل های ارتعاشی برای یك ریسمان است. ریسمان ها خواص مهمی دارند كه دانشمندان به آنها لقب جادوی ریسمان كوانتومی می دهند.

یكی از آنها به نام دوگانگی T نوعی تغییر شكل است كه در مورد فضاهایی كه حداقل یك بعد توپولوژیكی دایره ای شكل دارند، مصداق دارد و مطابق آن ابعاد اضافی كوچك و بزرگ معادل یكدیگر هستند.

منشأ تمام این دوگانگی ها این واقعیت است كه ریسمان ها حركات خیلی پیچیده ای دارند. تمامی ویژگی های سحرآمیز ریسمان های كوانتومی یك هدف مشترك دارند: آنها از بی نهایت بیزارند و به هرصورتی كه ممكن است سعی در مهار آن دارند. نظریه پردازان ریسمانی توقع دارند كه اگر تاریخچه ی عالم را در طول زمان به عقب بیاوریم، انحنای فضا-زمان روبه افزایش نهد ولی به جای اینكه تمام مسیر به سوی بی نهایت را طی كند.( كه طبق نظریه رایج انفجار بزرگ به نقطه تكنیكی برسد). سرانجام به یك نقطه ی ماكزیمم می رسد و دوباره كاهش پیدا می كند. برای رسیدن به این مقصود، نظریه پردازان ریسمانی، دست به خطر زده و در مورد جهان پیش از انفجار( یا پیش-مهبانگ) حدس هایی زده اند.  دو تای این حدس ها گسترش بیشتری پیدا كرده اند. اولین آنها كه من و همكارانم در سال 1991 آغاز به پروراندن و توسعه دادن آن كردیم، الگوی پیش- مهبانگی نامیده می شود كه دوگانگی Tرا با تقارنی كه در وارونگی زمانی كشف شده( كه مطابق آن معادلات فیزیكی در طول زمان چه رو به جلو و چه رو به عقب به نحو یكسانی عمل می كنند) تركیب می كند. در نتیجه این تركیب سبك جدید و بسیار با ارزشی به وجود می آید كه در آن عالم به عنوان نمونه،پنج ثانیه پیش از انفجار بزرگ با همان آهنگ پنج ثانیه پس از آن در حال انبساط بوده است ولی نرخ تغییر انبساط مخالف هم بودند.

در نتیجه به طور خلاصه این امكان وجود دارد كه انفجار بزرگ نقطه آغازین عالم نبوده  بلكه تنها انتقالی شدید و ناگهانی از شتاب افزایش به شتاب كاهنده بوده باشد. مطابق این سناریو، تصویر عالم پیش- مهبانگ به طور تقریبی آینه تمام نمای جهان پس- مهبانگ بوده است. اگر جهان آنقدر در آینده جاودانه بماند كه محتویات آن بسیار رقیق و سرانجام ناپدید شوند، در آن صورت باید دارای گذشته ای جاودانی نیز بوده باشد. جهان در گذشته بی نهایت دور،تقریباً خالی بود و فقط شامل گازی رقیق،بسیار پراكنده و آشفته از تابش و ماده بوده است. به دنبال گذشت زمان نیروها قدرتمند تر شدند و به جمع آوری مواد كنار یكدیگر پرداختند.به صورت تصادفی بعضی نواحی فضا مواد را حوالی خود گردآوری كردند. سرانجام چگالی آن نواحی چنان افزایش یافت كه منجر به شكل گیری سیاهچاله ها شد. سپس ارتباط مواد درون آن نواحی با خارج قطع شد و جهان به نواحی تكه تكه ای تقسیم شد.

درون یك سیاهچاله، فضا و زمان نقش های خود را با یكدیگر عوض می كنند. مركز یك سیاهچاله، نقطه ای از فضا نیست بلكه لحظه ای از زمان است. ماده سقوط كننده داخل سیاهچاله، هرچه به سوی مركز آن پیش می رفت، به چگالی بیشتر و بیشتری دست می یافت. هنگامی كه چگالی،دما وخمیدگی مقدار مجاز در نظریه ریسمان را پشت سر گذاشتند،تغییر وضعیت داده و شروع به كاهش كردند. لحظه ی این بازگشت همان چیزی است كه ما آن را انفجار بزرگ می نامیم عالم ما داخل یكی از همین سیاهچاله ها تشكیل شد.

در دید اولیّه امكان دارد این ایده ها همانند اصولی در ماورای فیزیك به نظر برسند ایده هایی جالب كه تعیین صحّت یا نادرستی آنها از عهده راصدان خارج است. این طرز فكری بسیار بدبینانه است. همانند اجزاء دوره انبساط، یك دوران بیش- مهبانگی احتمالی نیز می تواند پیامد های قابل مشاهده ای به خصوص برای تغییرات جزئی یافت شده در دمای پس زمینه مایكروویو كیهانی داشته باشد. امواج گرانشی با هر اندازه ای، نشانه مجزای مربوط به خود را در قطبی كردن زمینه مایكروویو بر جای می گذارند. رصد گر های آینده، نظیر ماهواره پلانك آژانس فضایی اروپا باید قادر باشند كه این نشانه را در صورت وجود مشاهده كنند.در آن صورت ما می توانیم ادعا كنیم كه آزمون سرنوشت سازی را پشت سر گذاشته ایم. با همه این گفته ها، زمان چه هنگامی آغاز شده است؟ دانش هنوز نمی تواند با قاطعیت به این پرسش پاسخ دهد. امّا لااقل دو نظریه كه قابل آزمایش هستند، ظاهراً بیان می كنند كه عالم و در نتیجه زمان ،مدت ها پیش از انفجار بزرگ وجود داشته اند. هر کدام از این مدل ها اگر درست باشند، عالم همیشه برپا بوده است و حتی اگر روزی دوباره متلاشی شود هرگز به پایان راه خود نخواهد رسید.

موضوع: مباحث نجوم و زمین در فضا

جغرافیا و علم زمین در فضـا

      دانش جغرافیا بدون تردید یکی از علوم کهن و یکی از قدیمی ترین رشته های دانش بشری محسوب می گردد که قدمت آن به زمان پیدایش انسان بر روی کره ی زمین بر می گردد. از این جهت جغرافیا همیشه همزاد انسان بوده و کوشش انسان برای شناخت محیط اطرافش را می توان منشاء اولیه ی این علم دانست. به این ترتیب ساده ترین تعریف جغرافیا که در آن «ارتباط متقابل انسان و طبیعت»[1]مورد توجه می باشد، پایه ی اصلی این علم را تشکیل می دهد.

       در همتنیدگی پدیده های طبیعی و انسانی که در سطح زمین پدیدار می شود، هسته و علت وجودی جغرافیا را سبب شده است، اما محیط اطراف انسان تنها به کره ی زمین محدود نمی شود، بلکه شناخت آسمان و فضایی که زمین در آن قرار دارد نیز از آرزوهای دیرین بشر بوده است و همواره ذهن کنجکاو و جستجوگر بشر در پی کشف روابط متقابل زمین و سایر اجرام سماوی بوده است.

      نور و گرمای خورشید و اثر حیاتی آن بر زندگی انسان، پیدایش شب و روز و حرکت ظاهری خورشید، تأثیر ماه بر کره ی زمین، پیدایش فصول، جهت یابی و نقشه خوانی، تهیه تقویم و گاهشماری، محاسبات نجومی و غیره، همه و همه بر نظام زندگی طبیعی انسان، گیاهان، جانوران و حتی حیات اقتصادی و اجتماعی انسان ها تأثیرگذار بوده است. بنابراین با مطالعه و بررسی آسمان و وضعیت اجرام آسمانی می توان نسبت به جهان آفرینش آگاهی بدست آورد و علاوه بر ارضاء حس کنجکاوی بشر در کشف رابطه ها و رازهای عالم هستی، می توان به قدرت بیکران الهی نیز پی ببرد.

       در این رابطه علم جغرافیا همانند سایر علوم مرتبط با زمین با توجه به گستره ی وسیع دانشی خود و به عنوان یک علم کاربردی همواره در پی کشف اسرار و شگفتی های زمین بوده است که بخشی از آن در رابطه با موقعیت زمین در فضا و شناخت آسمان و اجرام آسمانی می باشد. این علم با توجه به شرایط و خصوصیات علوم محیطی دارای ویژگی های خاصی می باشد که در سیر تکاملی خود در دوران تاریخی توانسته است جایگاه واقعی خود را حفظ کرده و موقعیت خود را ارتقاء دهد. این ویژگی ها عبارتند از:

       1- قلمرو وسیع و گستره ی دانشی گوناگونی: با توجه به اینکه در جغرافیا سه محیط گسترده شامل؛ آب کره، سنگ کره و هوا کره مورد بررسی قرار می گیرند و هر کدام از این محیط ها نیز دارای شرایط فیزیکی، شیمیایی و زیستی مخصوص به خود بوده و در مجموع «بیوسفر» را تشکیل می دهند که در مناطق مختلف کره ی زمین شرایط متفاوتی را دارا می باشند، لذا؛ بررسی و مطالعه این محیط ها و ارتباط متقابل آن ها، نیازمند گستره ی وسیعی از علوم و دانش ها می باشد.

       2- پویایی و حرکت رو به کمال: در هر عصر و زمانه ای فضاهای جغرافیایی تحت تأثیر شرایط مختلف تغییر می کند و به دلیل پیشرفت علوم و دستیابی به پدیده های جدید و در گذر انسان از دوران مختلف، مرزهای علوم نیز گسترش می یابند. با گسترش مرزهای علوم، بتدریج اصول علوم نیز تغییر می کنند. تکامل تدریجی علم جغرافیا در دوره های مختلف و تنوع تعاریف این علم، نشان از همراهی آن با تغییرات داشته و تکامل تدریجی علم جغرافیا و کاربردی شدن مفاهیم آن تا به امروز نشان از این پویایی و حرکت رو به کمال می باشد.

        3- تأثیر مستقیم بر انسان و فعالیت های انسانی: علوم مرتبط با زمین از جمله جغرافیا بطور مستقیم بر زندگی انسانی تأثیر گذار می باشند. برای مثال می توان به؛ توالی شب و روز و تأثیر آن بر

موضوع: مباحث نجوم و زمین در فضا

بحثی جدید درباره جاذبه نیوتن

یک ریاضیدان هلندی - آمریکایی با برگزاری یکسری کنفرانس ها و به لرزش درآوردن دنیای آکادمیک اظهار داشته که نیوتن اشتباه کرد و قانون جاذبه تنها یک توهّم است. این فیزیکدان و ریاضیدان 48 ساله هلندی - آمریکایی که "اریک ورلیند" نام دارد با ادعای بسیار شگفت انگیزی، تئوری جاذبه را که یکی از مهمترین قوانین فیزیک است به چالش کشید.

این ریاضیدان اولین دانشمندی نیست که قانون جاذبه نیوتن را به بحث کشیده است  در حقیقت دانشمندان دیگری نیز در گذشته تردیدهایی را نسبت به این قانون نشان داده بودند اما اکنون این فیزیکدان با اشاره به داستان کودکانه "لباس پادشاه" تاکید کرد: "پادشاه برهنه است. از مدتها قبل همه می دانستند که جاذبه وجود ندارد اما اکنون لحظه ای رسیده است که باید آن را داد بزنیم."

به گفته این دانشمند، جاذبه چیزی نیست جز اثر بصری یک علت نامرئی که در یک سطح واقعیت عمیق تر از ظاهر عمل می کند.

، تئوری ورلیند بیان می کند: "جاذبه وجود ندارد. تمام آن یک توهم است. جاذبه چیزی نیست جز شکلی از بی نظمی، یک عارضه جانبی از یک تمایل طبیعی به سمت آشفتگی."ورلیند تازه ترین دانشمند از سری دانشمندانی است که از 30 سال قبل در حال رد قسمت به قسمت تئوری جاذبه نیوتن هستند.

در دهه 70 جاکوب بکنشتاین و استفان هاوکینگ ارتباط میان سیاه چاله ها و ترمودینامیک را کشف کردند. در دهه 90 "تد یاکوبسن" سیاه چاله ها را مثل هولوگرامها (تصاویر سه بعدی که برای امنیت کارتهای اعتباری استفاده می شوند) نشان داد و خاطر نشان کرد که تمام آن چیزی به درون سیاه چاله های جهان کشیده می شوند همانند اطلاعات چاپ شده بر روی یک هولوگرام بر روی سطح خارجی سیاه چاله ها حضور دارد.
اریک ورلیند، مولف فرمول جبری ورلیند و ارائه دهنده این تئوری جدید یک برادر دوقلوی همسان به نام هرمن دارد.
زندگی این دو برابر به مدت طولانی همسان بود. این دوقلوها دو ریاضیدان بسیار برجسته هستند.
هر دو در سال 1988 از دانشگاه اوتریخت هلند فارغ التحصیل شدند و هر دو برای ادامه تحصیلات خود در دانشگاه پرینستون به آمریکا رفتند و با دو خواهر ازدواج کردند و پس از مدتی هر دو طلاق گرفتند و تنها از اینجا به بعد مسیر زندگی آنها از هم جدا شد. به طوری که هرمن در پرینستون ماند و اریک تصمیم گرفت برای نزدیک بودن به فرزندانش به آمستردام برود.

تابستان گذشته درحالی که برای تعطیلات به جنوب فرانسه رفته بود یک دزد لپ تاپ، کلیدهای خانه و پاسپورت وی را به سرقت برد.

این دانشمند تعریف کرد: "مجبور شدم یک هفته بیشتر در آنجا بمانم و در این یک هفته به تئوری نیوتن فکر کردم و دریافتم که نیروی جاذبه تنها شکلی از بی نظمی و یا یک عارضه جانبی از تمایل طبیعی بشر به سمت آشفتگی است. تصور کنید که در یک روز گرم و شرجی موهای شما فر می خورد این تنها به این دلیل است که موهای شما راههای بیشتری برای پیچ خوردن در اختیار دارند تا صاف ماندن و بنابراین به سمت فر شدن می روند. بله. پادشاه برهنه است. این را همه می دانسیم اکنون زمان آن رسیده که آن را با صدای بلند فریاد بزنیم.

موضوع: مباحث نجوم و زمین در فضا

شش عددی که بر کُل جهان حاکم اند

شش عدد بر كل جهان حاكم است كه از زمان انفجار بزرگ شكل گرفته اند. اگر هر كدام از این اعداد با مقدار فعلی آن كمی فرق داشت، هیچ ستاره، سیاره یا انسانی در جهان وجود نداشت. قوانین ریاضی عامل تحكیم ساختار جهان است. این قاعده فقط شامل اتم ها نمی شود، بلكه كهكشان ها، ستاره ها و انسان ها را نیز در برمی گیرد. خواص اتم ها ـ از جمله اندازه و جرمشان، انواع مختلفی كه از آنها وجود دارد و نیروهایی كه آنها را به یكدیگر متصل می كند ـ عامل تعیین كننده ماهیت شیمیایی جهانی است كه در آن به سر می بریم. تعداد بسیار اتم ها به نیروها و ذرات داخل آنها بستگی دارد. اجرامی را كه اخترشناسان مورد بررسی قرار می دهند ـ سیارات، ستارگان و كهكشان ها ـ توسط نیروی گرانش كنترل می شوند و همه این موارد در جهان در حال گسترشی روی می دهد كه خواصش در لحظه انفجار بزرگ اولیه در آن تثبیت شده است. علم با تشخیص نظم و الگوهای موجود در طبیعت پیشرفت می كند، بنابراین پدیده های هر چه بیشتری را می توان در دسته ها و قوانین عام گنجاند. نظریه پردازان در تلاش اند اساس قوانین فیزیكی را در مجموعه های منظمی از روابط و چند عدد خلاصه كنند. هنوز هم تا پایان كار راه زیادی باقیمانده است، اما پیشرفت های به دست آمده نیز چشمگیرند.

در آغاز قرن بیست و یكم، شش عدد معرفی شدند كه به نظر می رسد از اهمیت فوق العاده ای برخوردارند. دو تا از این اعداد به نیروهای اساسی مربوط می شوند؛ دو تای دیگر اندازه و ساختار نهایی جهان ما را تثبیت می كند و بیانگر آن هستند كه آیا جهان برای همیشه امتداد می یابد یا خیر؛ و دو عدد باقیمانده بیانگر خواص خود فضا هستند. این شش عدد با یكدیگر نسخه ای را برای جهان تشكیل می دهند. گذشته از این جهان نسبت به مقدار این شش عدد بسیار حساس است: اگر یكی از این اعداد تنظیم نشده باشد، آن وقت نه ستاره ای در جهان وجود می داشت و نه حیاتی.

آیا تنظیم این اعداد از یك حقیقت فاقد قدرت تعقل یا یك تصادف ناشی شده است یا بیانگر مشیت خالقی مهربان است؟ به نظر من هیچ كدام از آنها. ممكن است بی نهایت جهان دیگر وجود داشته باشد كه اعدادشان متفاوت باشند. بسیاری از این جهان ها ممكن است عقیم یا مرده زاد باشند. ما فقط در جهانی می توانیم به وجود آییم كه تركیب صحیحی از اجزا باشد (و به همین دلیل است كه اكنون خود را در این جهان می یابیم) درك این حقیقت چشم انداز نو و بنیادینی را در مورد جهان ما، جایگاه ما در این جهان و ماهیت قوانین فیزیكی پیش روی ما می گشاید.

این نكته بسیار حیرت انگیز است كه در جهان در حال گسترشی كه نقطه آغازینش آن چنان «ساده» است كه فقط به وسیله چند عدد مشخص می شود، می تواند (اگر این اعداد به طور دقیق تنظیم شده باشند) به جهانی با ساختار بسیار دقیق و پیچیده، همچون جهان ما بدل شود. شاید ارتباطی بین این اعداد وجود داشته باشد. اما با این همه ما امروزه نمی توانیم مقدار سایر اعداد را با دانستن فقط یكی از آنها تعیین كنیم. فعلاً هیچ كدام از ما نمی دانیم كه آیا روزی تئوری ای با نام «تئوری نهایی» (Theory of everything) به وجود می آید كه بتواند رابطه ای ارائه دهد كه تمام این اعداد را به هم مربوط كند، یا آنها را به نوعی با هم گرد آورد.

روی این شش عدد تاكید زیادی شده است، به خاطر اینكه هر كدام از این اعداد به تنهایی، نقش بسیار مهم و حیاتی را در جهان ما ایفا می كند و با همدیگر تعیین كننده نحوه تكامل جهان و استعدادهای ذاتی آن است. از این گذشته، سه تا از این اعداد (كه به جهان در مقیاس بزرگ وابسته است) به تازگی با دقت زیاد اندازه گیری شده است.

سر برآوردن حیات انسان در سیاره زمین حدود  پنج میلیارد سال به درازا كشیده است. حتی پیش از آنكه خورشید ما و سیارات گرداگرد آن تشكیل شوند، ستاره های قدیمی تر، هیدروژن را به كربن، اكسیژن و دیگر اتم های جدول تناوبی تبدیل می كردند. این فرآیند حدود ده میلیارد سال به درازا كشیده است. اندازه جهان قابل مشاهده تقریباً برابر فاصله ای است كه نور بعد از انفجار بزرگ پیموده است بنابراین این جهان قابل مشاهده كنونی باید بیش از ۱۰ میلیارد سال نوری وسعت داشته باشد.  

بسیاری از مناقاشات پُر دامنه و طولانی مباحث كیهان شناختی امروزه دیگر پایان یافته، و در مورد بسیاری از مواردی كه پیش از این موضوع بحث بودند، دیگر مناظره ای صورت نمی گیرد. بسیاری از ما در اغلب موارد طرز فكرمان را تغییر داده ایم. امروزه دیگر ایده های كیهان شناسی از تئوری های مربوط به زمین خودمان آسیب پذیرتر و ناپایدارتر نیستند.

زمین شناسان به این نتیجه رسیده اند كه قاره های این سیاره در حال حركت تدریجی هستند كه سرعت حركتشان تقریباً برابر سرعت رشد ناخن هاست، دیگر آنكه اروپا و آمریكای شمالی در ۲۰۰ میلیون سال قبل به یكدیگر متصل بودند. ایده شان را می پذیریم، هر چند كه درك چنین گستره زمانی وسیعی بسیار مشكل است. در عین حال، حداقل خطوط كلی نحوه شكل گیری و تكامل زیست كره و بر آمدن انسان ها را باور داریم.

امروزه بسیاری از دستاوردهای كیهان شناختی به وسیله داده های معتبری تایید و تثبیت شده است. پذیرش بسیاری از دلایل تجربی مؤید انفجار بزرگ كه ده تا پانزده میلیارد سال پیش به وقوع پیوسته، آن چنان اجتناب ناپذیر است كه شواهد ارائه شده توسط زمین شناسان برای پذیرش تاریخچه سیاره مان، زمین، این تغییر موضع بسیار حیرت انگیز است:

«اینشتین» در یكی از مشهورترین كلمات قصار خود می گوید: «غیرقابل درك ترین چیز در مورد جهان، قابل درك بودن آن است.» وی در این عبارت بر شگفتی خود در مورد قوانین فیزیك كه ذهن ما نسبتاً با آنها خو گرفته و تا حدودی با آنها آشناست تاكید می كند، قوانینی كه نه فقط در روی زمین بلكه در دوردست ترین كهكشان ها هم مصداق دارد. نیوتن به ما آموخت همان نیرویی كه سیب را به سمت زمین می كشد، ماه و سیارات را در مدار خود به گردش در می آورد. هم اكنون می دانیم همین نیروست كه عامل تشكیل كهكشان ها است و همین نیروست كه باعث می شود ستاره ها به سیاهچاله تبدیل شوند. شاید هم روزی همین نیرو است باعث «رمبش» (Collapse) كهكشان آندرومدای بالای سرِ ما شود.

اتم های موجود در دوردست ترین كهكشان ها با اتم هایی كه ما در آزمایشگاه ها با آنها مواجه می شویم یكسان است. به نظر می رسد تمام اجزای جهان به شیوه یكسانی تكامل می یابند، همان طور كه در آغاز هم منشا مشتركی داشتند. اگر این وحدت رویه وجود نداشت كیهان شناسی هیچ دستاوردی برای ما نداشت یا شاید هم هیچ گاه به وجود نمی آمد. پیشرفت هایی كه اخیراً صورت گرفته است هر چه بیشتر توجه ما را به اسرار نوظهوری در مورد جهان، قوانین حاكم بر آن و حتی سرنوشت نهایی آن جلب می كند. این پرسش ها به كسر بسیار كوچكی از اولین ثانیه پس از انفجار بزرگ اشاره دارد، زمانی كه شرایط آنچنان حادی حاكم بود كه دانش فعلی فیزیك ما از درك جزئیات آن ناتوان است و درست در همین لحظه است كه ماهیت زمان، تعداد ابعاد و منشاء ماده باعث سرگشتگی ما می شود. 
در لحظه آغازین تشكیل جهان همه چیز چنان فشرده و شدیداً چگال است كه مسائل مربوط به كیهان و دنیای خرد  یكی می شوند. فضا را نمی توان به طور مشخص و دقیقی تقسیم كرد. جزئیات مربوط به این مسئله هنوز هم مثل معمایی برای ما بی جواب مانده است، اما بعضی از فیزیكدانان گمان می برند، اجزای ریزی به عنوان واحدهای فضا وجود دارند كه اندازه آنها در مقیاس  ده بتوان 33-  سانتی متر است.  
این عدد ده به توان بیست مرتبه كوچك تر از هسته اتم است: این عدد چنان كوچك است كه تصور آن هم مشكل است، برای آشنایی بیشتربا ذهن می توان گفت اگر هسته اتم آنچنان بزرگ شود كه وسعتی برابر یك شهر بزرگ را داشته باشد آن وقت واحد فضا برابر هسته یك اتم خواهد بود. در این صورت با مسئله جدیدی مواجه می شویم، حتی اگر چنین ساختارهای ریزی وجود داشته باشد، ماهیت آنها باید ورای درك ما از فضا و زمان باشد.

  آیا مناطقی وجود دارد كه نور آنها پس از گذشت ده میلیون سال یا از زمان انفجار بزرگ هنوز هم فرصت كافی نداشته است كه به ما برسد؟ متأسفانه در مورد این مسئله جواب روشن و قاطعی وجود ندارد. با این همه از لحاظ نظری هیچ محدودیتی در مورد گستره جهان ما (در فضا و نسبت به زمان های آینده) و در مورد اینكه چه چیزی ممكن است در آینده های دور به چشم ما برسد، وجود ندارد. در حقیقت جهان را می توان بسیار گسترش داد. میزان گسترش آن به چند میلیون سال دورتر از حوزه قابل رویت توسط ما محدود نمی شود بلكه می توان آن را به میزان ده به توان چند میلیون سال هم گسترش داد.

اما این هم تمامی ماجرا نیست. ممكن است، جهان ما حتی اگر گسترش یافته و دورتر از افق دید فعلی ما قرار گیرد، خود عضوی از یك مجموعه بزرگ تر و نامحدود باشد. مفهوم (multivers) در مقابل (universe) ، نتیجه توسعه طبیعی تئوری های كیهان شناسی موجود است. این تئوری ها دارای اعتبارند، زیرا می توانند پدیده هایی را كه مشاهده می كنیم تفسیر كنند. قوانین فیزیكی و هندسه ممكن است در جهان های دیگر متفاوت باشد.  چیزی كه جهان ما را از سایر جهان ها متمایز می كند ممكن است همین شش عدد باشد. 
  1-  عدد كیهانی امگا نشان دهنده مقدار ماده ـ كهكشان ها، گازهای پراكنده و «ماده تاریك» ـ در جهان ماست. امگا اهمیت نسبی گرانش و انرژی انبساط در جهان را به ما ارائه می دهد جهانی كه امگای آن بسیار بزرگ است، بایستی مدت ها پیش از این درهم فرورفته باشد، و در جهانی كه امگای آن بسیار كوچك است، هیچ كهكشانی تشكیل نمی شود. تئوری تورم انفجار بزرگ می گوید، امگا باید یك باشد؛ هر چند اخترشناسان درصددند مقدار دقیق آن را اندازه بگیرند.

2- اپسیلون بیانگر آن است كه هسته های اتمی با چه شدتی به یكدیگر متصل شده اند و چگونه تمامی اتم های موجود در زمین شكل گرفته اند. مقدار اپسیلون انرژی ساطع شده از خورشید را كنترل می كند و از آن حساس تر اینكه، چگونه ستارگان، هیدروژن را به تمامی اتم های جدول تناوبی تبدیل می كنند، به دلیل فرآیندهایی كه در ستارگان روی می دهد، كربن و اكسیژن عناصر مهمی محسوب می شوند ولی طلا و اورانیوم كمیاب هستند. اگر مقدار اپسیلون 006/ یا 008/ بود ما وجود نداشتیم. عدد كیهانی e تولید عناصری را كه باعث ایجاد حیات می شوند ـ كربن، اكسیژن، آهن و... یا سایر انواع كه باعث ایجاد جهانی عقیم می شود را كنترل می كند.

 3- اولین عدد مهم تعداد ابعاد فضا است. ما در جهانی سه بعدی زندگی می كنیم. اگر D برابر دو یا چهار بود امكان تشكیل حیات وجود نداشت. البته زمان را می توان بعد چهارم فرض كرد، اما باید در نظر داشت بعد چهارم از لحاظ ماهیت با سایر ابعاد تفاوت اساسی دارد چرا كه این بعد همانند تیری رو به جلو است، ما فقط می توانیم به سوی آینده حركت كنیم.

4- چرا جهان پیرامون این چنین وسیع است كه در طبیعت عدد مهم و بسیار بزرگی وجود دارد. Nنشان دهنده نسبت میان نیروی الكتریكی است كه اتم ها را كنار یكدیگر نگاه می دارد و نیروی گرانشی میان آنهاست. اگر این عدد فقط چند صفر كمتر می داشت، فقط جهان های مینیاتوری كوچك و با طول عمر كم می توانست به وجود آید. هیچ موجود بزرگ تر از حشره نمی توانست به وجود آید و زمان كافی برای آنكه حیات هوشمند به تكامل برسد در اختیار نبود.

 5- هسته اولیه تمام ساختارهای كیهانی ـ ستاره ها، كهكشان ها و خوشه های كهكشانی ـ در انفجار بزرگ اولیه تثبیت شده است. ساختار یا ماهیت جهان به عدد Q كه نسبت دو انرژی بنیادین است، بستگی دارد. اگر Q كمی كوچك تر از این عدد بود جهان بدون ساختار بود و اگر Q كمی بزرگ تر بود، جهان جایی بسیار عجیب و غریب به نظر می رسید، چرا كه تحت سیطره سیاهچاله ها قرار داشت.

6- اندازه گیری عدد لاندا در بین این شش عدد، مهم ترین خبر علمی سال ۱۹۹۸ بود، اگرچه مقدار دقیق آن هنوز هم در پرده ابهام قرار دارد. یك نیروی جدید نامشخص- نیروی «ضدگرانش» كیهانی - میزان انبساط جهان را كنترل می كند. 
خوشبختانه عدد لاندا بسیار كوچك است. در غیر این صورت در اثر این نیرو از تشكیل ستارگان و كهكشان ها ممانعت به عمل می آمد و تكامل كیهانی حتی پیش از آنكه بتواند آغاز شود، سركوب می شد.

موضوع: دانستنیهای علمی و آموزشی

دانستنیهای علمی درباره کائوچو

کائوچو از گیاهان خاصی گرفته می‌شود. در واقع بیش از 400 نوع گیاه وجود دارد که ازشیرابه آنها مقادیر مختلفی کائوچو به دست می‌آید. قسمت اعظم کائوچوی طبیعی جهان را درخت «هوا برازیلینسیس» تولید می‌کند. این درخت که طول آن به بیش از 35 متر می‌رسد، بومی کشور برزیل است. در حال حاضر، بزرگترین منابع کائوچوی طبیعی جهان در «مالایا» واقع در جنوب شرقی  آسیا قرار دارد. برای تهیه کائوچو ابتدا شکافی در تنه درخت به وجود می‌آورند و سپس شیرابه سفید رنگی را که از شکاف خارج می شود، جمع‌آوری می‌کنند. این شیرابه را پس از آنکه سفت و خشک شد، به صورت ورقه در می‌آورند.. به این ترتیب ورقه‌های کائوچوی خام برای صدور به سایر کشورها آماده می‌شوند. جالب است بدانید که کائوچوی خام، ماده‌ای سست و چسبناک است و خاصیت کشسانی زیادی ندارد. استحکام و کشسانی کائوچو را با افزودن گوگرد افزایش می‌دهند. به این کار «ولکانیزه» می‌گویند. بعد از عمل ولکانیزه، مواد پرکننده (معمولاً دوده کربن) به کائوچو افزوده می‌شود تاکشسانی و قدرت آن باز هم افزایش یابد.

موضوع: مطالب آب و هوا و اقلیم

      جوّ زمین لایه لایه است و قسمت بیرونی آن 10 تا 100 برابر شعاع زمین گسترده شده و به شدت یونیزه شده می باشد. وقتی که بادهای خورشیدی به ذرات کوچک هوا که همه جا را احاطه کرده اند، برخورد می کنند، انرژی الکتریکی تولید می کنند. این انرژی وقتی که بادهای خورشیدی از میان جوّ- که از لحاظ الکتریکی هادی است- عبور می کند، تولید می گردد. الکتریسیته ای که تولید می شود انرژی را به الکترون های موجود در هوای رقیق می رساند که باعث می شود آن ها در طول خطوط قطب های مغناطیسی زمین به جریان درآیند. برخورد الکترون ها در لایه های بالایی جوّ پرتو افکنی ای به نام «شفق»تولید می کنند.

* چرا شفق به شکل حلقه مشاهده می شود؟

     ذرات خورشیدی که در سطح خورشید، توسط مغناطیس خورشید، مغناطیسی می شوند، اثر متقابل با فعل و انفعالات بین ذرات مغناطیسی خورشید و مغناطیس زمین- فضایی را پدید می آورند، که «میدان مغناطیسی» نامیده می شود. در این فضا، شارژ الکتریکی تولید می شود و این شارژ ذرات پیرامون سطح فضای مغناطیسی را شتاب می دهند و این امر باعث می شود که آن ها در طول خطوط میدان مغناطیسی جریان می یابند و به بالای جوّ پیرامون قطب های شمال و جنوب ضربه می زنند.

     با تخلیه شدن بارهای الکتریکی در این برخورد شفق شکل می گیرد. شکل حلقوی شفق توسط راهی که خطوط مغناطیسی از زمین سرچشمه می گیرند، توزیع می شوند. الکترون هایی که در طول مرز بین این بخش ها از حلقه ها در لایه بالایی اتمسفر به دام می افتد، به شکل حلقه ای شفق شکل می دهند.

      به طور معمول شفق در مناطقی مثل: سیبری، آلاسکا، قطب جنوب، شمال کانادا و شمال اروپا و در نهایت شمال و جنوب زمین قابل دیدن است. فعالیت های خورشید هر 9 تا 11 سال اوج می گیرد. این فعالیت های خورشیدی باعث شتاب گرفتن بادهای خورشیدی می شود و آن را در میدان مغناطیسی گسترش می دهد. باد خورشیدی مقدار زیادی از خطوط نیروی مغناطیسی را کج می کند. در ماکسیمم، وضع فعالیت خورشیدی به اندازه کافی قوی است تا یک شفق عظیم خلق کند و نتیجه بسیار مهیجی در بر دارد. شعله های خورشیدی باعث می شود شفق حتی در عرض های پایین تر قابل دیدن باشد.