X
 |
 |
|
|
تلسکوپ فضایی هابل (به انگلیسی: Hubble Spapce Telescope)  تلسکوپی است که در آوریل سال ۱۹۹۰ میلادی به فضا فرستاده شد. هابل در طول این سالها با نمایان کردن جلوههای شگفتانگیزی از عالم ، به سوالات بسیاری پاسخ گفت.
در ابزارهایش، خیلی درخشان نبود، ولی با انجام اولین ماموریت تعمیر و رسیدگی، این تلسکوپ به وضعیت مطلوب رسید و در خدمت دانشمندان دنیا قرار گرفت.که چند سالی است که باز نشسته شده است... آخرین ماموریت تعمیراتی هابل (ماموریت تعمیر 3B) در سال ۲۰۰۲ میلادی انجام شد. در این ماموریت با تعویض بخشهایی از تلسکوپ فضایی، کارایی آن به میزان زیادی افزایش یافت. در این ماموریت صفحات خورشیدی تلسکوپ فضایی که آسیب دیده بودند، تعویض شدند. منبع تغذیهٔ نیروی الکتریکی که انرژی تلسکوپ را فراهم میکرد به کلی تعویض شد و برای این کار برق تلسکوپ فضایی برای اولین بار در فضا قطع شد و ارتباطش با مرکز کنترل و فرماندهی روی زمین هم همینطور. همچنین در این مأموریت، دوربین فروسرخ NICMOS که به دلیل مشکل سیستم خنککننده بلااستفاده مانده بود، تعمیر و راهاندازی شد. علاوه بر همهٔ این اصلاحات مهندسان ناسا (NASA: سازمان فضایی ایالات متحده آمریکا) دوربین بسیار قوی جدید خود را موسوم به «دوربین پیشرفتهٔ نقشه برداری» (Advanced Camera for Surveys) را روی تلسکوپ فضایی نصب کردند. عکسهای خارق العادهٔ این دوربین، تا مدتها مورد بحث مجامع علمی جهان بود. تلسکوپ فضایی هابل هم مانند بسیاری از ماموریتهای فضایی موفق دیگر بیشتر از آنچه که پیشبینی میشد، کار کردهاست و زمزمهها دربارهٔ بازنشستگیاش به گوش میرسد. در مورد زمان پایان کار هابل و چگونگی پایان کارش حرفها متفاوت است. اما چیزی که آشکار است این است که تا تلسکوپ فضایی بعدی آمادهٔ رفتن به فضا نباشد، این اتفاق نمیافتد. پروژه تلسکوپ فضایی بعدی به نام «تلسکوپ فضایی جیمز وب» با اندازهای بزرگتر و قدرتی بالاتر و البته هدفهایی متفاوت در دست طراحی است. کیفیت تصاویر هابلگرفتن عكس هاي رنگي با تلسكوپ فضايي هابل بسيار پيچيده تر از گرفتن اين عكس ها با دوربين معمولي است. در اولين تفاوت آن است كه هابل هرگز از فيلم رنگي استفاده نمي كند بلكه با استفاده از آشكارسازهاي الكترونيكي خود نور را از فضا جمع آوري و ثبت مي كند. اين آشكارسازها عكس هاي كيهاني را به صورت رنگي توليد نمي كنند و عكس ها در مرحله اول سياه و سفيداند. عكس هاي نهايي از تركيب چند عكس سياه و سفيد كه رنگ آنها در زمان پردازش به آنها اضافه شده است، به وجود مي آيند. رنگها در عكس هاي هابل، كه به دلايل مختلف به وجود مي آيند، همواره همانچيزي نيستند كه ما از نزديك مي ديديم( اگر مي توانستيم آن اجرام را در سفينه فضايي و از نزديك ببينيم.) ما بعضي مواقع از رنگ به عنوانيك ابزار استفاده مي كنيم به اين دليل كه يا باعث بهتر ديدن جزئيات مي شوند و يا تصور و ديدن آن ها رنگ ها از عهده چشم انسان خارج است. يك عكس نوعي هابل از تركيب چند عكس سياه و سفيد به نمايندگي رنگ هاي مختلف نور به وجود مي آيد. هابل از چه ابزارهايي براي تهيه عكس ها سود مي برد؟ پنج ابزار دقيق تلسكوپ هابل – دوربين ها ، طيف نگار ها و حسگر هاي رهنمايي بسيار دقيق – به طور هماهنگ و يا مجزا از هم كار مي كنند تا عكس هاي عالي را از دورترين نقاط هستي به ما برسانند. هر كدام از ابزار ها براي مشاهده جهان از راهي منحصر به فرد در نظر گرفته شده اند. تجهیزات هابلدر اينجا تعدادي از ابزار های مهم هابل در حال و گذشته، و كار آن ها را به طور مختصری بررسی می كنيم:
كنترل زميني هابلتمام فعاليت هاي تلسكوپ فضايي هابل توسط پایگاه های زمينی كنترل مي شوند. نقطه مركزي تمام عمليات ها تيم عمليات پرواز است كه در مركز پرواز فضایی گودارد واقع در مريلند، قرار دارد. در اينجا نمايشگرهاي وضعيت، بر سالم بودن هابل و بخشهاي آن در موقع حركت و فعاليت هاي علمي نظارت مي كنند. آنها حركت هاي هابل را با ارسال فرمان هايي از راه ماهواره به كامپيوتر تلسكوپ كنترل مي كنند. ارتباط آن ها با فضاپيما به هابل مي گويد كه چه كاري را كي انجام دهد. اتاق كنترل هابلوظايف قسمت عمليات پرواز:
كنترل كنندگان زميني حتي از مدت ماموريت هاي سرويس هميشگي نيز مشغول تر مي شوند. كمي پس از پرتاب شاتل كنترل كننده ها ماموريت هاي علمي هابل را متوقف مي سازند. براي آماده كردن تلسكوپ بزرگ براي گرفتن آن (با شاتل) و بودن در مكان مقرر ، آنها دهانه هابل را مي بندند و آنتن تقويت بلند آن مخفي مي گردد. بعد از گرفتن هابل ونصب تجهيزات جديد روي آن توسط فضانوردان، كنترل كننده ها فورا آنها را آزمايش مي كنند. بعدا، كنترل كننده ها وارسي و آزمايش هاي جزيي تري روي آن انجام مي دهند. بعد از هر ماموريت سرويس، تيم عمليات پرواز آنتن تقويتي و دريچه اصلي را باز مي كنند. آنها سپس تمام ابزارهاي قبلي و جديد را دوباره راه اندازي مي كنند. دید هابل و کیفیت آیینه آن
چه چيزي به هابل چنين بينايي خوبي داده است؟ چه چيزي عكس هاي اجرام دور را چنين با كيفيت مي كند؟ مكان هابل بالا جو زمين است. اگر جه اين مكان داراي برتريهاي زيادي است، اما اين فقط قسمتي از جواب اين سوال است. بدون ديد قوي هابل نمي توانست چنين عكس هاي مفيدي را از مكان هاي بي همتا بگيرد. چشم هاي هابل در حقيقت سيستمي هستند كه مجموعه نوري تلسكوپ نام دارند. اين سيستم از دو آينه تشكيل مي شود. سيستم نوري هابل يك طرح درست نوري موسوم به Ritchey-Chretien گاسگرين است كه در آن شكل و طراحي مخصوص دو آينه عكس هايي از بزرگ ترين ميدان ديد ممكن را كانوني مي كنند. آيینه هاي هابل بسيار صاف هستند و سطحي به دقت شكل داده شده براي بازتاب نور دارند. آنها با تراش شيشه با ساينده ها به وجود آمده اند بطوري كه سطحشان بيشتر از يك هشتصد هزارم در يك اينچ از شكل منحني انحراف ندارد. اگر آينه اصلي هابل قطري هم اندازه با قطر زمين داشت، ارتفاع بزرگ ترين برآمدگي آن تنها شش اينچ مي شد. كمي پس از ساخت و نصب هابل در سال ۱۹۹۰ دانشمندان دريافتند تراش منحني آينه اصلي اشتباه بوده، باعث كجنمايي(ابيراهي) كروي آينه مي شده است. خوشبختانه اصلاح نورشناسي قادر به حل اين مشكل بود. آينه هاي هابل از جنس شيشه اي با ضريب انبساطي كم هستند و در اطاقي با دماي تقريبا ثابت (در 70 درجه فارنهايت) نگاه داشته شده اند تا از تاب خوردن آنها جلوگيري شود. سطح بازتابنده آينه ها با لايه اي 3ميليونم اينچي از جنس آلومينيوم خالص پوشانده شده و با يك لايه 1ميليونم متري از منيزيم فلوئوريد حفاظت شده است.منيزيم فلوئوريد باعث مي شود آينه نور فرابنفش را بهتر منعكس كند.
بعضی تصاویر ارسالی از هابل
امید وارم خوشتون امده باشه |
||
|
|
|
||||||||
|
|||||||||
|
|
|
|
|
مقدمه
نور و مسائل مربوط به آن همواره يکي از مباحث مهم و مورد توجه فيزيکدانان بوده و هست. نحستين تلاش هاي علمي در اين زمينه از زمان گاليله آغاز شد. وي به اتفاق همکارش براي اندازه گيري سرعت نور اقدام کردند. روش کار به اين طريق بود که همکار گاليله در حاليکه فانوسي در دست داشت بالاي تپه اي ايستاده بود و گاليله بالاي تپه اي ديگر. هر دو با خود فانوسي داشتند که روي آن را پوشانده بودند. دستيار وي به مجرد آنکه نور گاليله را مي ديد، با برداشتن پرده از روي فانوس خود به گاليله علامت مي داد. گاليله اين آزمايش را با فواصل بيشتر و بيشتر تکرار کرد، اما نتوانست اختلاف زماني بين برداشتن پرده از روي فانوس خود و دستيارش به دست آورد و سرانجام گفت که سرعت نور خيلي زياد است . نخستين بار سرعت نور در سال 1676 توسط رومر (Romer) با استفاده از ماه گرفتگي محاسبه شد و معلوم گشت که سرعت نور نيز محدود است. عددي را که رومر به دست آورد 215 هزار کيلومتر بر ثانيه بود. اين عدد آنقدر بزرگ بود که معاصران وي آن را باور نمي کردند در سال 1726 برادلي با استفاده از تغيير وضعيت ستارگان نسبت به زمين سرعت نور را محاسبه کرد و عدد سيصد هزار کيلومتر بر ثانيه را به دست آورد. نخستين بار فيزيو با ستفاده از روش غير نجومي و اصلاح روش گاليله سرعت نور را اندازه گيري کرد و مقدار آن را سيصد و سيزده هزار کيلومتر بر ثانيه به دست آورد. تمام اين نتايج به صورت تجربي به دست آمده بود و از پشتوانه ي نظري بي نصيب بود و استناد به اين اندازه گيري نمي توانست به يک نتيجه ي جهان شمول برسد. به عنوان نمونه آيا اندازه ي سرعت هاي به دست آمده زميني و سماوي بايد يکسان باشد يا خير؟ در دهه ي 1860 کلارک ماکسول با استفاده از قوانين الکترومغناطيس که خود معادلات آن را نوشته بود ديدگاهي کلي و جهان شمول در مورد سرعت امواج الکترومغناطيسي که نور بخش کوچکي از آن بود، ارائه کرد. امواج الکترومغناطيسي امواج الکترومغناطيسي که بطور نظري در سال 1864 توسط معادلات کلارک ماکسول پيشگويي شد، نشان داد که سرعت انتشار اين امواج در خلاء از رابطه ي زير به دست مي آيد:  همچنانکه رابطه ي بالا نشان مي دهد، سرعت نور (امواج الکترومغناطيسي) در خلاء ثابت است. اما سرعت ثابت امواج الکترمغناطيسي بايستي نسبت به يک دستگاه مقايسه مي شد، و اين دستگاه همان دستگاه اتر بود. يعني اتر ساکن مطلق فرض مي شد و تمام اجسام نسبت به آن در حرکت بودند و سرعت امواج الکترومغناطيسي و در حالت خاص سرعت نور نسبت به اتر ثابت بود. اين نظريه در حالي شکل گرفت که نسبيت گاليله اي نيز معتبر و بي نقص تصور مي شد. بنابراين اگر سرعت نور نسبت به يک دستگاه لخت c باشد و دستگاه با سرعت v نسبت به اتر در حرکت باشد، در آنصورت سرعت نور نسبت به اتر w برابر خواهد شد با : w=c+v چنانچه نور در جهت مخالف دستگاه حرکت کند، آنگاه خواهيم داشت : w=c-v بر اين اساس ماکسول به فکر محاسبه سرعت حرکت منظومه ي شمسي نسبت به اتر افتاد. وي در سال 1879 طي نامه اي که براي تاد در آمريکا نوشت، طرحي را براي اندازه گيري سرعت حرکت منظومه ي شمسي نسبت به اتر پيشنهاد کرد. يک آمريکايي به نام مايکلسون اين طرح را دنبال کرد و براي انجام آزمايش تداخل سنجي نيز ساخت و در سال 1880 آزمايش کرد. آنچه ازآزمايش مايکلسون به دست آمد بسيار گيج و ناراحت کننده بود. اولين فکري که قوت گرفت اين بود که بايد اشکال از معادلات ماکسول باشد که تنها بيست سال از عمر آن مي گذشت. يعني بايد آنها را طوري تغيير داد تا با نسبيت گاليله اي سازگار باشد. اما آزمايش فيزو و ساير نتايج حاصل از حرکت نور و امواج الکترومغناطيسي آنها را تاييد مي کرد. هر تلاشي که براي توجيه علت شکست نتيجه ي آزمايش مايکلسون انجام مي دادند، با شکست رو به رو مي شد. در اين ميان دو نظريه از بقيه حالب تر به نظر مي رسيد. يکي کشش اتري که به موجب آن جارجوب اتر بطور موضعي به کليه ي اجسام با جرم محدود متصل است. اين نظريه هيچ اصلاحي را در قوانين نيوتن، نسبيت گاليله اي و معادلات ماکسول لازم نمي دانست. اما اين نظري با کجراهي نور ستارگان ناسازگار بود. نظريه دوم نظريه گسيلي بود که طبق آن معادله هاي ماکسول را بايد طوري اصلاح مي کردند که سرعت نور با سرعت چشمه ي صادر کننده بستگي داشته باشد. اين نظريه نيز با نور واصل از ستارگان دوتايي ناسازگار بود. در اين اثنا انيشتين نظريه ي انقلابي نسبيت را ارائه کرد. مسئله نسبي بودن سرعت ، از نظر انيشتين ، تا جاييکه به اعتبار اصل نسبيت مربوط مي شد به اتر و حرکت سوقي ربطي نداشت. طبق اصل نسبيت : قوانين طبيعت در تمام چارچوب هاي مرجع لخت يکسان اند. انيشتين پس از مطرح کردن اصل نسبيت ، به دو اصل موضوع بنيادي زير پرداخت: 1- قوانين فيزيکي در تمام دستگاه هاي لخت يکسان است. 2 - سرعت نور در خلاء ، در هر چارچوب لختي که اندازه گيري مي شود با صرفه نظر از حرکت منبع نور ، معادل c است. اصل موضوعي دوم انيشتين ، در واقع انديشه مکانيکي نيوتني و سينماتيکي گاليله اي را رد مي کند . طبق اصول سينماتيک ، اگر دو جسم متحرک با سرعت ثابت ، در حال حرکت به سمت يکديگر باشند ، سرعت هر يک از آن ها در نقطه بر خورد ، برابر با مجموع سرعتشان است. اما درنسبيت انيشتين اينگونه نيست . اگر در نقطه اي نوري را گسيل کنيم ، ناظر ساکن و ناظر متحرک که با سرعت v در حال حرکت به سمت منبع است ، سرعت نور را c محاسبه مي کنند. نسبيت علاوه بر آنکه بخوبي توانست علت شکست نتيجه ي آزمايش مايکلسون را توجيه کند، از تمام آزمايش هاي مربوط به آن نيز با موفقيت بيرون آمد. علاوه بر آن به نتايج گرانقدري رسيد که همه ي انديشه بشريت را تحت ناثير قرار داد. همجنانکه که در بالا بيان شد، ثابت بودن سرعت نور به عنوان يک اصل موضوع مطرح شده است. اصول موضوع در هر زمينه ي علمي داراي اين ويژگي هستند که اعتبار خود را تا زمانيکه با مورد نقض رو به رو نشده اند، حفظ مي کنند و به محض مواجه با يک تناقض از اعتبار ساقط مي شوند. ار آن جاييکه فيزيک يک دانش تجربي است، الزاماً بايستي ابطال اصولش نيز بر پايه تجربه باشد. علاوه بر مشاهدات تجربي که مي تواند اصول موضوعي را به چالش بکشد، سازگاري اين اصول با ساير نظريه هايي که قادر به توجيه پديده هاي فيزيکي هستند نيز از اهميت خاصي برخور دار است. تجارب کيهاني دهه ي 1970 به بعد اصل ثابت بودن سرعت نور را با مشکل جدي مواجه ساخته است که در زير به برخي از آنها اشاره مي شود. سرعت نور ثابت نيست تئوري جديدي كه دانشمندان استراليايي مطرح كردهاند و سرعت نور را ثابت نميدانند مهمترين تئوري فيزيك نوين يعني نسبيت انيشتين را از اريكه قدرت به پايين ميكشد. تيم فيزيكدانان دانشگاه مك كواري سيدني در استراليا به رياست پال ديويز Paul Davies احتمال آن كه سرعت نور طي ميلياردها سال كندتر شده باشد را مطرح ساختهاند. در اين صورت فيزيكدانان بايد در مورد بسيار از فرضيهها و تئوريهاي پايه بويژه در مورد قوانين حاكم بر عالم تجديد نظر كنند. ديويز در مصاحبه با رويتر گفت: «معني اين تئوري جديد آن است كه بايد از خير تئوري نسبيت و فرمول E=mc2 و اين جور چيزها بگذريم البته نه به اين معني كه كتابها را در اين مورد دور بيندازيم؛ هميشه تحولات علمي تئوريهاي قديميتر را در خود هضم ميكند». نتايج تحقيقات اين تيم در مجله نيچر Nature به چاپ رسيده است. جان وب اختر شناس دانشگاه نيوساوث ويلز با ارائه تئوري خود براساس شواهدي كه به دست آمده است ادعا ميكند كه سرعت نور ميتواند ثابت نباشد، كه اين موضوع معماي لاينحلي را پيش روي فيزيكدانان و اخترشناسان قرار داده است. براساس يافتههاي وب، نوري كه از كوثر- Quasar شيء شبيه به ستاره در آسمان - در طي دوازده ميليارد سال سفر خود تا رسيدن به زمين فوتونهايي از سحابي بين ستارهاي دريافت كرده است كه با فوتونهايي كه تاكنون ميشناختيم تفاوت دارد. ديويز در توضيح يافتههاي وب ميگويد: مشاهدات وب به معني آن است كه ساختار اتمهايي كه از نور كوثر ساطع ميشود تفاوت بسيار جزيي اما با اهميت ساختار اتمهاي انسان دارد. دليل اين تفاوت فقط ميتواند از دو چيز ناشي شود: يا بخاطر سرعت نور و يا بخاطر تخليه الكتروني (Electron Charge). از سويي دو قانون در قوانين فيزيك كيهاني مطرح است كه سالهاست مورد پرسش قرار گرفته است. براساس اين دو قانون نه تخليه الكتروني و نه سرعت نور قابل تغيير نيستند. اما بايد براي مشاهدات وب توضيحي داد: يا اين مشاهدات اشتباه است و يا يكي از دو قانون ثبات سرعت نور و يا تخليه الكتروني قابل تكيه نيست. تيم ديويز بنا را براين گذاشتند كه مشاهدات وب درست بوده و يكي از اين دو قانون ممكن است آنطور كه تصور ميشد غيرقابل تغيير نباشد. به اين ترتيب اين تيم به مطالعه سياه چالهها روي آوردند. سياه چالهها تودههاي عظيم و اسرارآميزي هستند كه ماده را ميبلعند و حتي نور نيز از چنگال اين مكنده در امان نيست. اگر قرار باشد به قانون دوم ترموديناميك- كه خود يك دگماتيسم ديگر در فيزيك است- اعتقاد داشته باشيم در اين صورت تغيير در قانون ثبات تخليه الكتروني قانون دوم ترموديناميك را در هم خواهد ريخت به همين دليل يك گزينه باقي ماند و آن بررسي امكان متغير بودن سرعت نور است. گرچه هنوز مطالعات به اندازه كافي نيست و مشاهدات وب از نور كوثر براي درهم ريختن تئوريهاي موجود كافي نيست اما مطالعه در اين زمينه از چندي پيش آغاز شده است. ا ز جمله ميتوان به مقالههايي كه در مجله Physical Review Letters منتشر شده مراجعه كرد و گرچه بسياري از وفاداران به تئوريهاي موجود سعي دارند مشاهدات وب و ديويز را اشتباه مشاهدهاي و اشتباه محاسباتي و آماري جلوه دهند، اما بحثي كه در اين زمينه آغاز شده است روز به روز دامنهدارتر ميشود و به همان اندازهاي كه خود كيهان سئوالات لاينحل باقي گذاشته مشاهدات اخير نيز بسياري از تئوريها را به چالش كشانده است. در اين وضعيت بايد روشن شود به چه چيزهايي از تئوري گذشته ميتوان تكيه كرد و بايد ديد تئوريهاي جديد از عهده پاسخگويي به بسياري از پرسشها بر ميآيند يا خير. در واقع از نظر ديويز همان بلايي كه تئوري نسبيت انيشتين و فيزيك كوانتوم بر فيزيك قرن نوزدهم وارد آورد حالا خود شاهد آن خواهد بود كه تئوريهاي جديد پايه و اساس اين تئوريها را متزلزل خواهد كرد. حداقل دستاورد اين مشاهدات اين است كه در بررسي ساختار كيهان و اين كه از كجا نشأت گرفته و به كجا تكامل پيدا ميكند يك گام رو به جلو برداشته شده است. تئوري نسبيت ميگويد كه سرعت هيچ چيز از نور فراتر نميرود (سرعت نور در خلأ، تقريباً000ر300 كيلومتر در ثانيه است). آرزوي انسان فراتر رفتن از اين سرعت است و اين آرزوها در فيلمهايي مثل "Star Trek" انعكاس يافتهاند. حتي اگر انسان ابزاري بسازد كه بتواند با سرعت نور حركت كند براي عبور از كهكشان راه شيري يكصدهزار سال وقت لازم است. منابع : http://www.abc.net.au/lateline/stories/s347215.htm http://www.bbc.co.uk/persian/science/020814_h-si-theory.shtml منبع : سي پي اچ تئوري |
||
|
|
|
|
|
اسماعيل مروجي  تيمي از اخترشناسان حرفه اي با استفاده از رصد خانه فرو سرخ آريزونا (متشكل از سه تلسكوپ اپتيكي مرتبط)موفق شدند خورشيد را در چهار ميليارد سال آينده مجسم كنند، زماني كه خورشيد در آن هنگام تبديل به يك غول سرخ خواهد شد. در واقع سه ابزار اپتيكي مرتبط به هم كار يك تداخل سنج بسيار بزرگ و مجهز را انجام مي دهند.اخترشناسان با استفاده از اين ابزار توانستند تعداد بسيار زيادي از ستارگان غول سرخ را مشاهده نمايند.يكي از نتايج مهم اين مشاهدات كشف اين نكته بود كه ستارگان غول سرخ داراي سطوح متفاوتي مي باشند،همچنين تعداد و محل لكه ها نيز در آن ها پراكنده مي باشد. بيش از يك سوم ستارگان غول سرخ مشاهده شده از لحاظ درخشندگي سطح يكساني نداشتند، به عبارت ديگر در برخي نقاط از سطح آن ها لكه هايي ابر مانند ديده مي شد كه شايد قابل مقايسه با لكه هاي خورشيدي باشند. به عقيده دانشمندان عامل پديد آمدن اين لكه ها شايد ناشي از موج هاي تكان دهنده اي باشد كه توسط تپيدن ستاره ايجاد مي شود و يا با گذر يك سياره همدم از نزديكي ستاره پديد مي آيد. سام راگلند كه مسئوليت اين پروژه را بر عهده داشته است در اين باره مي گويد:در اين روش با استفاده از سه تلسكوپ و روشي تداخل سنجي در عملي بي سابقه، داده هاي بسيار دقيق و ارزشمندي را پيرامون ستارگان غول سرخ در دور دست هاي كهكشان بدست آورديم.در حقيقت ما با اين كار به آينده خورشيد نگريسته ايم.باور عادي ما از ستارگان اين بوده است كه آنها بايد به صورت يك توپ گازي متقارن باشند.اما بيش از 30% از ستارگاني كه ما روي آن ها تحقيق و بررسي انجام داده ايم داراي شكلي نا متقارن و نا موزون مي باشند،اين موضوع حاكي از آن است كه اين ستارگان در مراحل پاياني عمر خود دچار دگرگوني شده اند.اين درست زماني است كه خورشيد تبديل به يك سحابي سياره نما خواهد شد. از جمله مزاياي ديگر اين تحقيقات كه توسط راگلند و همكارانش صورت گرفت، اثبات اين موضوع بود كه با بكار گيري چند تلسكوپ اپتيكي مرتبط به جاي يك ابزار بزرگ، مي توان تصاويري با وضوح بسيار بالا حتي بسيار بهتر از موارد قبلي بدست آورد.در حال حاضر دانشمندان مشغول بررسي امكان به كار گيري پنج و يا حتي شش تلسكوپ فرو سرخ به طور مرتبط مي باشند. پروفسور لي آن ويلسون از دانشگاه ايالتي آيوا كه مسئوليت ثبت و نگارش تحقيقات را بر عهده داشته است،مي گويد:استفاده از سه تلسكوپ گام بسيار بزرگي در زمينه رصد هاي اپتيكي مي باشد.زماني كه شما از چنين ابزارهايي استفاده مي كنيد،نه تنها مي توانيد اندازه يك ستاره را بيان كنيد، بله مي توانيد متقارن بودن و يا عدم تقارن آن را نيز تشخيص دهيد.اگر ما از تلسكوپ هاي بيشتري استفاده كنيم قادر خواهيم بود تا تصويري حقيقي از اين ستارگان بدست آوريم. راگلند و ويلسون به طور مشترك از سازمان فضايي ناسا و فرانسه نتيجه تحقيقات خود را ارائه دادند كه توسط ژورنال اختر فيزيك نيز تاييد شده است. تداخل سنج ها با تركيب نور هاي دريافتي سه تلسكوپ ،جزئيات بيشتري را به نمايش مي گذارند.مي توان اين گونه تصور كرد كه تلسكوپي به بزرگي فاصله سه تلكسوپ از يكديگر پديد مي آيد.در ستاره شناسي راديويي به دليل بلند بودن طول امواج راديويي گسيل شده (چند سانتي متر تا چند متر) نمايان ساختن تفاوت هاي بسيار ناچيز طول موج ها در زمان دخول نور در تلسكوپ هاي مختلف بسيار ساده است. در حالي كه تداخل سنجي فرو سرخ براي امواجي كه طول آن ها در حدود يك و نيم ميكرون و يا يك صدم ميليمتر است،كار را بسيار مشكل مي كند.(اين طول موج ها در مقايسه با طول موج هاي راديويي چيزي در حدود يك ميليون بار كوچك ترند). سحابى حلقوى(عكس از رصد خانه كك) در طول موج هاي كوتاه ثبات و پايداري استقرار ابزار نقش حياتي دارد،زيرا كوچكترين لرزشي كل سنجش ها را مختل مي كند.علاوه بر اين دانشمندان در اين پروژه تكنولوژي را نويني به كار بردند. آنها يك تراشه نيم اينچي يونيك(اپتيك يكپارچه براي جمع آوري پرتو هاي نور )*استفاده نمودند.اين تفاوت بارز اين تحقيق با ساير پژوهش هاي انجام شده بود كه در آن ها از تعداد زيادي آينه براي هدايت پرتو هاي پراكنده نور به يك گيرنده مركزي استفاده مي شد. هدف اصلي راگلند تمركز بر روي ستاره هايي با جرم كم و متوسط بود. ستارگاني كه از سه چهارم تا سه برابر خورشيد جرم داشتند.اين ستارگان زماني كه به مراحل پاياني عمر خود (ميليون ها سال پيش)نزديك مي شدند، بسيار حجيم شده و شروع به سوزاندن هليوم مي كنند.در زمان فعاليت يك ستاره درخشندگي و گرماي آن از سوختن هيدروژن و تبديل شدن آن به هليوم حاصل مي شود.در مراحل پاياني اين ستارگان از هسته اي بسيار چگال از كربن و اكسيژن تشكيل شده اند كه توسط پوسته اي ضخيم احاطه مي شود.در يك چرخه مداوم هيدروژن به هليوم تبديل مي شود و هليوم به كربن و اكسيژن.در بيشتر اين نوع ستارگان چرخه تبديل هيدروژن به هليوم براي مدت صد هزار سال ادامه خواهد داشت و موجب درخشندگي ستاره مي گردد.در بسياري از موارد ستارگان دويست هزار سال پايان عمر خود را همچون يك ستاره متغيير مي گذرانند.ميزان درخشندگي اين ستارگان هر هشتاد تا هزار روز تغيير مي كند.اين گونه از ستارگان را ستاره نخستين نيز مي نامند.ستاره ميرا در صورت فلكي قيطس(نهنگ) نمونه اي بارز از يك ستاره متغيير است. راگلند مي افزايد:يكي از دلايل علاقه من براي بررسي اين گونه از ستارگان،سرنوشت مشابه اي است كه خورشيد نيز در آينده دچار آن خواهد شد. در همين زمان است كه ستارگان در اثر بادهاي بسيار عظيمي در سطح ،لايه هاي بيروني خود را از دست مي دهند.پس از آن سحابي سياره نمايي در حال گسترش پديد مي آيد كه كوتوله اي سفيد را در ميان خود نگاه مي دارد.هنگامي كه ستاره لايه هاي خود را به اطراف مي پراكند مانند يك سو پاپ شروع به تپيدن مي كند.زمان تپش هم ماهانه آغاز شده و به صورت سالانه ادامه مي يابد.راگلند و گروهش در اين پروژه توانستند سي و پنج ستاره متغيير(ميرا مانند)،هجده ستاره متغيير نيمه منظم و سه ستاره متغيير نامنظم را مشاهده و ثبت كنند.تمامي اين ستارگان در فاصله در حدود 1300 سال نوري از زمين قرار دارند.دوازده عدد از ستارگان متغيير (ميرا مانند) درخششي نا متقارن داشتند،اين در حالي است كه تنها سه عدد از ستارگان ستاره متغيير نيمه منظم و يك ستاره متغيير نامنظم چنين حالتي داشته اند. راگلند در پايان افزود :دليل اين عدم تقارن در درخشندگي هنوز در پرده اي از ابهام قرار دارد.مدلي كه توسط ويلسون ارائه شده است بيان مي دارد كه وجود يك سياره همدم با اندازه اي در ابعاد مشتري شيار هايي در باد هاي ستاره اي پديد مي آورد.اين شيارها از لحاظ ظاهري باعث ايجاد شكلي نا متقارن مي شوند.گمان مي شود كه سياره اي در ابعاد زمين نيز در فاصله بسيار نزديك به ستاره ، قادر به ايجاد چنين شيار هايي مي باشد.اگر چه كه سياره اي چنان نزديك به يك غول سرخ پس از مدت كوتاهي توسط خود ستاره بلعيده مي شود. تفاوت ميزان موادي كه توسط ستاره به بيرون رانده مي شوند نيز مي تواند به صورت ابر هايي متراكم(هم چگال) مانع از رسيدن نور بخشهايي از ستاره شود. ويلسون مي افزايد:دليل اين موضوع هر چيزي كه هست،يك موضوع مهم را به ما يا آوري مي كند،نظريه اي كه در آن ستارگان به طور يكنواخت مي درخشند ،كاملا اشتباه است.ما بايد مدل هاي سه بعدي جديدي را ارائه نمايم. Integrated-optics beam-combiner IONIC منبع : Keck Observatory |
||
|
|
|
|
|
آفتاب: پیشینگان همه معتقد بودند که بخش خشکی معمور و قابل سکونت زمین منحصر به ربع شمالی است که آنرا ربع مسکون میگفتند ,ولی ابوریحان دانشمندی است که به نیروی علم و فراست حدس زد و اعتقاد داشت که در ربع شمالی دیگر یا در نیم کره ی جنوبی زمین یعنی در نقطه ی مقابل مقاطر ربع شمالی که فقط آنرا مسکون و معمور می دانستند نیز خشکی وجود دارد و دو ربع دیگر کره ی زمین را آب دریا فرا گرفته و وجود همین دریا ها ما بین دو قاره جدایی انداخته و مانع از ارتباط دو قسمت خشکی با یکدیگر شده است . گفته های این دانشمند در دو جای کتاب ارزشمندش ( الهند ) ثبت و بحث شده است و نیز در کتاب ( تحدید نهایات الاماکن ) که تاریخ تحریرش به سال 409 هجری قمری است در این باره که آیا در نیم کره جنوبی زمین نیز خشکی قابل عمارتی هست بحث مفصلی کرده است.
|
||
|
|
|
|
|
این مرد بزرگ و دانشمند در بامداد پنجشنبه سوم ذیالحجه سال 362 ه.ق مطابق مهر روز 16 شهریور ماه 342 یزدگردی و 972 م. در بیرون یعنی حوالی خوارزم دیده به جهان گشود و با تولد او (در شهر بیرون كه امروزه یكی از شهرهای كوچك ازبكستان كنونی است و در شمال شرقی اورگنج و در سمت راست رود جیحون قرار دارد) ایران یكی دیگر از بزرگترین مفاخر جهان را به خود دید.. هیچ اطلاعی در باره اصل و نسب و دوره کودکی بیرونی در دست نیست. نزد ابو نصر منصور علم آموخت در 17 سالگی از حلقه ای که نیم درجه به نیم درجه مدرج شده بود، استفاده کرد تا ارتفاع خورشیدی نصف النهار رادرکاث رصد کند، و بدین ترتیب عرض جغرافیایی زمینی آن را استنتاج نماید چهار سال بعد برای اجرای یک رشته از این تشخیص ها نقشه هایی کشید و حلقه ای به قطر 15 ذراع تهیه کرد.
پایگاه اینترنتی پارسیفا : در 9 خرداد 376 بیرونی ماه گرفتگی(خسوفی)رادرکاث رصد کرد و قبلاٌ با ابوالوفا ترتیبی داده شده بود که او نیز در همان زمان همین رویداد را از بغداد رصد کن. اختلاف زمانی که از این طرق حاصل شد به آنان امکان داد که اختلاف طول جغرافیایی میان دو ایستگاه را حساب کنند وی همچنین با ابن سینا فیلسوف برجسته و پزشک بخارایی به مکاتبات تندی در باره ماهیت و انتقال گرما و نور پرداخت در دربار مامون خوارزمشاهی قرب و منزلت عظیم داشته چند سال هم در دربار شمس المعالی قابوس بن وشمگیر به سر برده، در حدود سال 404 هجری قمری به خوارزم مراجعت کرده، موقعی که سلطان محمود غزنوی خوارزم را گرفت در صدد قتل او برآمد و به شفاعت درباریان از کشتن وی در گذشت و او را در سال 408 هجری با خود به غزنه برد در سفر محمود به هندوستان، ابوریحان همراه او بود و در آنجا با حکما و علماء هند معاشرت کرد و زبان سانسکریت را آموخت ومواد لازمه برای تالیف کتاب خود موسوم به تحقیق ماللهند جمعآوری کرد. بیرونی به نقاط مختلف هندوستان سفر کرد و در آنها اقامت گزید و عرض جغرافیایی حدود 11 شهر هند را تعیین نمود خود بیرونی می نویسد که در زمانی که در قلعه نندنه به سر می برد، از کوهی در مجاورت آن به منظور تخمین زدن قطر زمین استفاده کرد. نیز روشن است که او زمان زیادی را در غزنه گذرانده است تعداد زیاد رصدهای ثبت شده ای که به توسط او در آنجا صورت گرفته است با رشته ای از گذرهای خورشید به نصف النهار شامل انقلاب تابستانی سال 398 آغاز می شود و ماه گرفتگی روز 30 شهریور همان سال را نیز در بر دارد. او به رصد اعتدالین و انقلابین در غزنه ادامه داد که آخرین آنها انقلاب زمستانی سال 400 بود. بوریحان شخصیتی كمنظیر و ماندگار است كه جهان از قرن 19 به بعد او را شناخت. ابوریحان مردی است كه به اكثر علوم زمان خود احاطه داشته است. او از اولین كسانی است كه به پیداكردن وزن مخصوص بسیاری از اجسام مبادرت ورزید و آنچنان وزن مخصوص این اجسام را دقیق محاسبه كرده كه اختلاف آنها با وزن مخصوصهایی كه دانشمندان قرون اخیر با توجه به تمام وسایل جدید خود تهیه كردهاند بسیار ناچیز است. ابوریحان در طول عمر خود به شهرهای مختلفی سفر میكرد و به اندازهگیری طول و عرض جغرافیایی آن شهرها میپرداخت و سپس موقعیت هر شهر را روی یك كره مشخص میكرد و پس از سالها توانست آن نقاط را روی یك نقشه مسطح پیاده كند و این مقدمه علم كارتوگرافی بود كه اینكار با ابوریحان شروع شد. بیرونی تقریبا به تمام علوم زمان خود مسلط بود و همین طور در تمام شاخههای ریاضیات آن زمان دستی داشت. وی در جبر ، مثلثات ، هندسه و نگاشت گنجنگاشتی ، مجموع سریها ، آنالیز تركیبی ، روشهای حل معادلات جبری ، مسایل حلناپذیر ریاضی مانند تثلیث زاویه ، قضیه سینوس ها در صفحه ، عددهای گنگ ، مقاطع مخروطی و ... پژوهشهای فراوان داشت و آثار بزرگی از خود به جا گذاشت. ابوریحان در طول 72 سال زندگی خود حدود 143 كتاب نوشت (كه از مهمترین كتابهای وی میتوان به التفهیم، آثارالباقیه، قانون مسعودی، و تحقیق ماللهند و … اشاره كرد) این تعداد، اوراق نوشته شده به وسیله او را به 12 هزار برگ می رساند. بیرونی تالیفات بسیار در نجوم و هیات و منطق و حکمت دارد از جمله تالیفات او قانون مسعودی است در نجوم و جغرافیا که به نامه سلطان مسعود غزنوی نوشته، دیگر کتاب آثار الباقیه عن القرون الخالیه در تاریخ آداب و عادات ملل و پاره ای مسائل ریاضی و نجومی که در حدود سال 390 هجری به نام شمس المعالی قابوس بن وشمگیر تالیف کرده این کتاب را مستشرق معروف آلمانی زاخائو در سال 1878 میلادی دررلیپزیک ترجمه وچاپ کرده و مقدمه ای بر آن نوشته است. دیگر کتاب ماللهند من مقوله فی العقل اومر ذوله در باره علوم و عقاید و آداب هندیها که آن را هم پروفسور زاخائو ترجمه کرده و در لندن چاپ شده است دیگر التفهیم فی اوائل صناعه التنجیم در علم هیات و نجوم و هندسه. بیرونی هنگامی که شصت و سه ساله بود کتابنامه ای از آثار محمد بن زکریای رازی پزشک تهیه نمود و فهرستی از آثار خود را ضمیمه آن کرد این فهرست به 113 عنوان سر می زند که بعضی از آنها بر حسب موضوع گه گاه با اشاره کوتاهی به فهرست مندرجات آنها تنظیم شده اند این فهرست ناقص است زیرا بیرونی دست کم 14 سال پس از تنظیم آن زنده بود و تا لحظه مرگ نیز کار می کرد به علاوه 7 اثر دیگر او موجود است و از تعداد فراوان دیگری هم نام برده شده است. تقریباٌ چهار پنجم آثار او از بین رفته اند بی آن که امیدی به بازیافت آنها باشد از آنچه بر جای مانده در حدود نیمی به چاپ رسیده است.
دانشنامه علوم چاپ مسکو ابوریحان را دانشمند همه قرون و اعصار خوانده است. در بسیاری از کشورها نام بیرونی را بر دانشگاهها، دانشکدهها و تالار کتابخانهها نهاده و لقب «استاد جاوید» به او داده اند. بیرونی گردش خورشید، گردش محوری زمین و جهات شمال و جنوب را دقیقا محاسبه و تعریف کرده است. خورشید گرفتگی هشتم آوریل سال 1019 میلادی را در کوههای لغمان (افغانستان کنونی) رصد و بررسی کرد و ماه گرفتگی سپتامبر همین سال را در در غزنه به زیر مطالعه برد. نظر پردازی، نقش کوچکی در تفکر او ایفا می کرد وی بر بهترین نظریه های علمی زمان خود تسلط کامل داشت اما دارای ابتکار و اصالت زیادی نبود و نظریه های تازه ای از خود نساخت ابوریحان بیرونی در سال 440 هجری در سن 78 سالگی در غزنه بدرود حیات گفت.
|
||
|
|
|
|
|
کاترين ولف، وزیر فرهنگ ایالت هسن از حزب دموکرات مسيحی عقيده دارد که دانش آموزان را بايد با 'محدوديت های علوم طبيعی' آشنا کرد و با روايت دينی از داستان آفرينش نيز آگاه ساخت. |
||
|
|
|
|
|
فرضيه سياهچاله حتي در ميان شگفت انگيزترين پيشرفت هاي اخير اختر فيزيك نظري موقعيت برجسته اي دارد. قرن بيستم زماني بود كه كشفيات خارق العاده در فيزيك و اختر شناسي همواره به كشفيات ديگري كه خارق العاده تر بودند، منجر گرديده است. در عين حال آنها دوره ديگري را در گسترش علوم طبيعي مشخص مي سازند. تعداد كمي از اين كشفيات از نظر جذابيت با فرضيه سياهچالهها قابل قياس هستند. چنين عجيب به نظر مي آيد كه در فضا سوراخ و در سوراخ سياهچاله ها وجود داشته باشند ! طبق نظريه نسبيت عام ، نيروهاي گرانشي از خواص فضا هستند. مسئله قابل توجه فقط اين نيست كه جسمي در فضا وجود دارد بلكه اين جسم مشخص كننده هندسه فضاي اطرافش مي باشد. انيشتين در اين مورد مي گويد: هميشه عقيده بر اين بوده اگر تمام ماده جهان معلوم شود، زمان و فضا باقي مي مانند، در حالي كه نظريه نسبيت تاكيد مي كند كه زمان و فضا نيز همراه با ماده نابود مي گردند. بنابراين ، جرم با فضا ارتباط دارد. هر جسمي باعث مي شود كه فضاي اطرافش انحنا پيدا كند. ما به سختي متوجه چنين انحنايي در زندگي خود مي شويم، زيرا با جرم هاي نسبتا كوچكي سروكار داريم. ولي در ميدان هاي گرانشي بسيار قوي ، مقدار انحنا ممكن است قابل توجه باشد. تعدادي از رويدادهايي كه اخيرا در فضا مشاهده شده اند، نشان مي دهند كه احتمال تمركز مقادير جرم در بخش هاي كوچكي از فضا وجود دارد. اگر ماده اي با جرم معين به اندازه اي متراكم شود كه به حجم كوچكي تبديل گردد و آن حجم براي چنين مادهاي بحراني باشد، ماده تحت تاثير گرانش خود شروع به انقباض مي نمايد. با انقباض بيشتر ماده ، فاجعه گرانشي گسترش مييابد و آنچه كه فرو ريختن گرانشي ناميده مي شود، آغاز مي گردد. تمركز ماده در اين فرآيند افزايش مي يابد و طبق نظريه نسبيت ، انحناي فضا نيز به تدريج بيشتر مي گردد. |
||
|
|
|
|
|
با سلام. می دونم این مطلب ارتباطی با فیزیک نداره و به سرزمین مادریمون ربط داره.امید وارن خوشتون بیاد. خدا نگه دار.
براساس عکسهاي هوايي گرفتهشده از آرامگاه کوروش، هيچ شواهدي مبني بر وجود نم و رطوبت در اين آرامگاه که ناشي از آبگيري سد سيوند باشد، ديده نشده است. |
||
|
|
|
||||
تاریخچهدر اعصار آغازین دوران هوانوردی ابتدایی ، هواپیماها بیشتر با سرعتهای بسیار پایین نسبت به هواپیماهای امروزی پرواز میکردند که حتی به بیشتر از 300 کیلومتر در ساعت نمیرسید؛ در حالی که چنین سرعتی ، سرعت مطلوب برای تیک آف یا برخاست یک هواپیمای جنگنده امروزی است و رسیدن به چنین سرعتی ، ابداً مستلزم تلاش بسیار و فشار آوردن بیش از حد به موتور نمیباشد. اما رفته رفته ، سرعت هواپیماها حتی با موتورهای پیستونی گاها بالای 650 کیلومتر بر ساعت رسیده و از آن زمان بود که دانشمندان علوم آیرودینامیک دریافتند که با افزایش سرعت ، به تدریج میزان پسا افزایش پیدا کرده و در سرعت معینی ، دیگر هواپیما قادر به سرعت گرفتن نبوده گاه نیز استال میشوند.
در آن زمان ، علت این موضوع بدین گونه بیان شد که با افزایش سرعت ، به تدریج سرعت گردش انتها یا نوک پرههای پروانه موتور ، به سرعت صوت نزدیک شده و سرانجام در حداکثر سرعت یک هواپیمای پیستونی که حدود 950 کیلومتر میباشد، سرعت انتهای پرهها از سرعت صوت گذشته و پسا یا درگ بسیاری ایجاد میشود که خود مانع سرعت گرفتن بیشتر هواپیماست. در چنین سرعتهایی ، پروانه موتور هواپیماهای پیستونی ، نه تنها تراست یا نیروی کشش تولید نمیکند، بلکه در اثر سرعت بسیار زیاد ، تبدیل به یک دیسک یا دایره توپر چرخنده میشود که جز ایجاد درگ و پسا ، کار دیگری انجام نمیدهد. آیرودینامیستهای آن زمان این حد را یک محدوده سرعت یا همان دیوار صوتی در نظر گرفته و بسیاری از آنان نیز بر این عقیده بودند که گذشتن از دیوار صوتی و پشت سر گذاشتن آن ، کاری غیر ممکن است؛ اما با ورود به عصر جت و پیشرفت علم آیرودینامیک ، این کار برای جنگندههای امروزی کاری بس سهل و آسان است. اولین بار خلبانی آمریکایی به نام چاک ییگر ، با انجام اصلاحاتی بر روی یک بمب افکن قدیمی آن را به چهار موتور موشکی مجهز کرده و بر فراز بیایانی در آمریکا ، پس از جدا شدن از هواپیمای مادر، به پرواز در آورد. پس چند ثانیه پرواز هواپیمای پرتقالی رنگ ملقب به X-1 به صورت گلاید، خلبان چهار موتور موشکی خود را روشن کرده و پس از چند لحظه صدایی رعد آسا در آسمان شنیده شد که همان نتیجه شکستن دیوار صوتی برای اولین بار در جهان بود. در این آزمایش ، این هواپیما به سرعت 16/1 ماخ دست یافت، و با ورود به عصر جت ، رویای شکستن دیوار صوتی و پا گذاشتن به سرعت صوت نیز به واقعیتی بسیار قابل لمس مبدل گشت. خصوصیات صوت و دیوار صوتیخصوصیات صوت و دیوار صوتی چیست و چرا گذر از آن نیازمند قدرت و کشش و توانایی زیادی است. صوت ، در شرایط عادی (دما ، فشار و ... معمولی) در سطح دریا دارای سرعتی معادل 332 متر بر ثانیه یا 1,195 کیلومتر بر ساعت میباشد که این سرعت ، با افزایش ارتفاع و کاهش فشار و تراکم هوا ، کاهش یافته و در ارتفاعات بالاتر ، صوت فواصل را با سرعت کمتری میپیماید. این مسئله بدین صورت است که صوت از طریق ضربات ملکولهای هوا به یکدیگر و انتقال انرژی آنها فضا را طی میکند و هر چه تعداد مولکولها در یک حجم معین بیشتر باشند، انتقال انرژی زودتر صورت پذیرفته و صوت با سرعت بیشتری انتقال مییابد؛ چنانکه سرعت صوت در مایعات بیشتر از هوا و در جامدات بسیار بیشتر از مایعات و هوا و معادل 6000 کیلومتر بر ساعت است.پس در نتیجه افزایش ارتفاع ، تعداد ملکولها در یک حجم معین کاهش یافته و صوت با سرعت کمتری فضا را میپیماید. دیوار صوتی ، شیئی فیزیکی و قابل روئیت نیست؛ بلکه به دلیل اینکه گذشتن از سرعت صوت نیازمند توان بسیار بالای موتور و آیرودینامیک بسیار خوب میباشد، این حد را یک مانع برای رسیدن به سرعتهای بالاتر دانسته و از آن به نام دیوار صوتی یاد میکنند. عدد ماخ ، در حقیقت همان نسبت سرعت شیء پرنده یا همان هواپیما به سرعت صوت محیط است که به احترام دانشمندی آلمانی که برای اولین بار چنین مقیاسی را در نظر گرفت، آن را «ماخ» نام نهادند. پس عدد ماخ ، کمیتی متغیر است و بسته به خصوصیات هوا مانند دما و فشار ، تغییر کرده و کاهش یا افزایش مییابد.
عامل ایجاد دیوار صوتیامواج ضربهای یا Shockwaves در حقیقت همان عامل اصلی ایجاد دیوار صوتی هستند. امواج ضربهای ، تغییری ناگهانی در فشار و دمای یک لایه از هواست که میتواند به لایههای دیگر منتقل شده و به صورت یک موج فضا را بپیماید. برای درک بهتر مطلب ، وقتی که سنگی در آب انداخته میشود، موجهایی در آب بوجود میآیند که به سمت خارج در حال حرکتند. این امواج ، نتیجه افزایش سرعت یا اعمال نیرو به لایهای از ملکولهای آب است که قادر به انتقال به لایههای دیگر نیز میباشد، و امواج ضربهای نیز ، همان امواج درون آب هستند، با این تفاوت که آنها در سیالی دیگر به جای آب به نام هوا ، تشکیل میشوند.در سرعتهای نزدیک سرعت صوت ، فرضیه غیر قابل تراکم بودن هوا رد شده و ضریب تراکم هوا به 16% در میرسد، که مقداری غیر قابل چشم پوشی است. در این سرعتها هوای جلوی بال یا لبه حمله به شدت متراکم گشته و دما و فشار آن به طرز قابل توجهی افزایش مییابد، همین مسأله ، یکی از عوامل ایجاد امواج ضربهای است. هواپیما با حرکت خود در هوا ، نظم فشار هوای محیط را بر هم میزند و همانند قایقی که در آب در حال حرکت است، امواجی از آن ساطع شده و به دلیل اینکه این امواج با سرعت صوت حرکت میکنند و هواپیما زیر سرعت صوت در حال سیر است، از آن دور میشوند. اما کم کم ، با نزدیک شدن به سرعتهای ترانسونیک و حدود سرعت صوت ، این امواج فرصت دور شدن از هواپیما را نداشته و در جلوی بال متراکم میشوند. در مناطقی از بدنه هواپیما که سطوح ناموزونی نسبت به جهت حرکت هواپیما دارد، سرعت گذر هوا افزایش یافته و بر اساس اصل برنولی ، با افزایش سرعت سیال ، فشار آن کاهش مییابد. در چنین سرعتهایی ، هوای اطراف این سطوح به سرعت صوت میرسد، گر چه هواپیما هنوز به سرعت صوت نرسیده باشد. در نتیجه رسیدن بعضی سطوح به سرعت صوت ، امواج ضربهای تولید شده و درگ یا پسای فراوانی را قبل از رسیدن به سرعت صوت تولید میکنند، که همین مسأله گذر از دیوار صوتی را مشکل مینماید. عدد ماخ بحرانیبه سرعتی که در آن حداقل یکی از سطوح هواپیما به سرعت صوت رسیده باشد، گر چه این پدیده در مورد خود هواپیما صادق نباشد، عدد ماخ بحرانی یا Critical Mach Number میگویند. عدد ماخ بحرانی را میتوان به سرعتی که نمودار پسا در مقابل سرعت سیر صعودی میگیرد، نیز تعریف نمود. در این سرعت ، فرامین هواپیما کم کم شروع به درست جواب ندادن کرده و حالتی شبیه به کوبیدن بر روی بال توسط امواج ضربهای بوجود میآید که با گذر از دیوار صوتی ، فرامین هواپیما به حالت طبیعی خود باز میگردند.بنابراین ، در سرعتی که هواپیما به عدد ماخ بحرانی خویش میرسد، پسا به دلیل ایجاد امواج ضربهای بطور قابل توجهی افزایش مییابد، پس ، باید تلاش بر آن باشد تا عدد ماخ بحرانی هر چه بیشتر با بهبود ویژگیهای آیرودینامیکی افزایش یابد، چون اگر این اتفاق در سرعتهای پایینتر رخ دهد، هواپیما نیز باید از سرعت پایینتری جدال با افزایش پسا را شروع کند.
چرا با تولید امواج ضربهای ، پسا افزایش مییابد؟قانونی در مبحث دیوار صوتی بیان میکند که هر جریان هوایی که از یک موج ضربهای بگذرد، موج ضربهای انرژی جنشی سرعتی آن را گرفته و در خور تبدیل به گرما و افزایش فشار میکند، در نیتجه سرعت جریان هوای گذرنده از موج ضربهای به میزان قابل توجهی کاهش مییابد. با کاهش سرعت جریان هوا در جلوی بالها در سرعتهای نزدیک سرعت صوت ، تلاش پیشرانه یا موتورهای هواپیما باید چند برابر شود تا اثر کاهش سرعت در اثر موج ضربهای را خنثی نماید. در صورتی که عدد ماخ بحرانی هواپیمایی پایین باشد، در سرعتهای پایین باید نیروی رانشی هواپیما چند برابر شود که مصرف سوخت فوق العادهای را برای گذر از دیوار صوتی به دنبال خواهد داشت؛ اما، در صورت بالا بودن عدد ماخ بحرانی ، هواپیما فقط مدت کوتاهی نیازمند قدرت و کشش بسیار زیاد برای شکستن دیوار صوتی میباشد.با اعمال نیروی فراوان رانشی ، سرانجام هواپیما بر مشکل پسای زیاد فائق آمده و از دیوار صوتی میگذرد. در نتیجه این عمل ، امواج تولید شده توسط هواپیما از آن جا مانده و پشت سر هواپیما حرکت میکنند. در این حالت ، وضعیت به حالت عادی بازگشته و پسای ایجاد شده به وضعیت نرمال باز میگردد. بعضی از هواپیماها از تمام نیروی پس سوزشان یا 100% قدرت موتور برای گذر از دیوار صوتی و یا سرعت 1,195 کیلومتر بر ساعت استفاده میکنند، در حالی که در سرعتهای بسیار بالاتر ، تنها از 30% قدرت موتور برای رانش به جلو بهره میجویند. با دقت در این مثال ، میتوان به خوبی افزایش درگ و پسا و قدرت فروان لازم برای غلبه بر آن در سرعتهای نزدیک به سرعت صوت را درک و تجزیه و تحلیل نمود. اثرات شکست دیوار صوتیامواج ضربهای توسط هواپیما در سرعت صوت ، بسیار قدرتمند میباشند، چنانکه در صورت پرواز هواپیما نزدیک به زمین و گذر آن از دیوار صوتی ، امواج ضربهای با منتهای قدرت به اجسام زمینی مانند شیشههای منازل و ساختمانها برخورد نموده و باعث شکستن آنها میشود، یا حتی اگر شخصی در معرض امواج ضربهای بطور مستقیم قرار گیرد، احتمال از دست دادن شنوایی و پاره شدن پرده گوش بسیار است.از امواج ضربهای ، در بمبها و تسلیحات دیگر نیز استفاده میشود. بمبها با یک افزایش دما و فشار ناگهانی در لایههایی از هوا ، امواج ضربهای بوجود آورده که از طریق هوا انتقال یافته و باعث شکستن شیشهها و تخریب دیوارها نیز میشود. اگر شخصی در فاصلهای نسبتاً نزدیک در فضایی تهی از هوا و خلاء ، حتی نزدیک یک بمب ده تنی ایستاده باشد، بر فرض منفجر کردن بمب ، آسیبی به وی نخواهد رسید، چون هوایی برای انتقال امواج ضربهای وجود ندارد. به دلیل تولید امواج ضربهای در سرعتهای حدود سرعت صوت ، خلبانان سعی میکنند فقط مدت کوتاهی در چنین سرعتهایی ترانسونیک پرواز کرده و به زودی از دیوار صوتی گذر کنند، چون پرواز در این سرعتها نیروی بسیار زیاد موتور در نیتجه افزایش فوق العاده میزان مصرف سوخت را در پی دارد. صدای انفجارامواج حاصله از حرکت هواپیما یا صدای تولید شده در اثر حرکت ، هر بار در سرعتهای زیر سرعت صوت از هواپیما دور شده و به گوش شنونده میرسد. اما با رسیدن هواپیما به سرعت صوت، این صداها دیگر فرصت دور شدن از هواپیما را نداشته و کلاً در جلوی هواپیما جمع میشوند. با گذر از سرعت صوت ، صدایی چند ده برابر شده از حرکت هواپیما باهم به گوش شنونده میرسد که مانند یک انفجار شدید یا صدای رعد و برقی بسیار قدرتمند میباشد. شاید در تصاویر هواپیماهای در حال گذر از دیوار صوتی ، هالهای سفید رنگ را در اطراف هواپیما مشاهده کرده باشید. در هنگام گذر از دیوار صوتی ، اگر هواپیما نزدیک به زمین و در محیطی مرطوب با درصد بخار آب زیاد باشد، بخار آب هوا در اثر امواج ضربهای فشرده شده و ابر سفیدی را برای چند ثانیه پدید میآورند که همان هاله سفید رنگ قابل روئیت در تصاویر است. اما از امواج ضربهای در موتورهای جت نیز استفاده میشود. بدین گونه که ، هوا ورودی در موتورهای جت ، حتی اگر هواپیما با سرعتهای بالای صوت پروزا نماید، باید زیر سرعت صوت باشد تا قابلیت احتراق را در موتور داشته باشد.طراحی هواپیمابنابراین ، اکثراً در ورودی موتورهای هواپیماهای جنگنده مخروطی را به شکل کامل یا نصف مانند هواپیماهای میگ 21 یا اف 104 ستارفایتر دیده میشود، که فلسفه ایجاد این مخروط تولید عمدی امواج ضربهای است. در صورت تولید امواج ضربهای ، هوای عبوری از میان آن با سرعت کاهش یافته یا زیر صوت وارد موتور میشود و فرآیند احتراق بطور کامل انجام میپذیرد. برای انجام پروازهای مافوق صوت ، اغلب هواپیماهای جنگنده از مقطع بالهای ویژهای که عدد ماخ بحرانی را به حداکثر میرسانند، استفاده مینمایند و مقطع بالها معمولاً بسیار نازک و متقارن میباشد.به عقب برگشتگی بالهای هواپیماهای مدرن نیز در نتیجه تلاش برای افزایش عدد ماخ بحرانی بوده ، چرا که آزمایشهای تونل باد نشان داده که با به عقب برگشتگی بالها به میزان چند درجه عدد ماخ بحرانی به میزان قابل توجهی افزایش مییابد، تا جایی که هواپیماهای مسافربری سریع السیر مانند بوئینگ 747 که در حدود سرعت صوت یا حدود 980 کیلومتر بر ساعت پرواز میکنند، نیز به بالهایی به عقب برگشته مجهزند. در برخی از هواپیماها ، مانند هواپیمای اف 14 تامکت ، از سیستم بالهای متغیر استفاده شده که در این سیستم ، در سرعتهای پایین که از عدد ماخ بحرانی خبری نیست بالها گسترده میشوند و برای فراوانی تولید میکنند، ولی رفته رفته با نزدیک شدن به سرعت صوت ، کامپیوتر موجود در این سیستم خود زاویه لازم برای افزایش عدد ماخ بحرانی را محاسبه کرده و بال را متناسب با زوایه آن تغییر داده و به عقب بر میگرداند. این سیستم به دلیل هزینههای بالا و سنگینی بیش از حد آن ، دارای استفاده محدودی میباشد. |
|||||
|
|
|
|
|
صفحه نخست پست الکترونیک آرشیو وبلاگ عناوین مطالب وبلاگ |
||
|
|
پیوندهای روزانه |
|
|
تاب برداشتن فضا و زمان آشنايي با درخش ايريديوم مركز تحقيقات فيزيك پلاسما گرایشهای گوناگون فیزیک آرشیو پیوندهای روزانه |
||
|
|
|
|
|
POWERED BY
BLOGFA.COM |
||
