دسته: فیزیک

آیینه‌هایی در ماه قرار دارد که با لیزر می‌توان بر روی آن‌ها تاباند

در مأموریت‌های آپولو (آپولو ۱۱، ۱۴ و ۱۵) آیینه‌هایی در ماه کار گذاشته شد. زمانیکه از روی زمین توسط نور لیزر به طرف این آیینه‌ها تابانده می‌شود نور منعکس شده و به زمین بازمی‌گردد. زمان این رفت و برگشت ثبت شده و فاصله‌ی ماه از زمین اندازه‌گیری می‌شود.

آیینه‌هایی در ماه قرار دارد که با لیزر می‌توان بر روی آن‌ها تاباند

اولین آزمایش موفق فاصله‌سنجی لیزر ماه در سال ۱۹۶۲ در MIT انجام شد. در همان سال یک تیم از روسیه نیز این آزمایش را تکرار کرد. برخی از نتایج این آزمایش بلندمدت عبارتند از:

  • ماه با حرکتی مارپیچی به دور زمین، با آهنگ سالانه ۳۸ میلی‌متر در حال دور شدن از زمین است.
  • احتمالاً ماه دارای هسته‌ای مایع با شعاعی به طول تقریباً ۲۰ درصد شعاع خود ماه است.
  • نیروی گرانش بسیار پایدار است: بیشینه حد تغییر ثابت گرانش در طی این آزمایش از ۱۹۶۹، به میزان کمتر از ۱ قسمت در ۱۱۱۰ تعیین شده‌است.
  • نظریه نسبیت عام شکل مدار ماه را با دقت این آزمایش‌ها به‌درستی پیش‌بینی می‌کند.

(بیشتر…)

بیشتر

سردترین ماده‌ی ساخته شده در زمین در یک آزمایشگاه ساخته شده است

سردترین ماده‌ای که تاکنون بر روی زمین ساخته شده است یک تکه مس می‌باشد که دانشمندان دمای آن را در آزمایشگاه به ۶ میلی‌کلوین رساندند. این دما در واقع ۶ هزارم درجه بالای صفر کلوین است. حجم این قطعه‌ی مسی یک متر مکعب و وزن آن ۴۰۰ کیلوگرم است و در واقع سردترین جرم و حجمی است که تاکنون به دمای صفر کلوین نزدیک شده است.

ایجاد این دمای بسیار سرد اولین گام در یک آزمایش جدید است که در آن کریوستات به عنوان یک آشکارساز ذره عمل می‌کند. این دستگاه که «مشاهده‌ی زیرزمینی سرمایشی» نام دارد برای رخدادهای نادر و در یک آزمایش زیرزمینی استفاده می‌شود. محققان امیدوارند این آشکارساز بتواند اطلاعات بیشتری در مورد ذرات زیراتمی را آشکار کند و توضیح دهد چرا در دنیا ماده‌ی بیشتری از پادماده وجود دارد؟

پادماده از ذراتی تشکیل شده است که بارشان دقیقاً مخالف ماده‌ی معمولی است. محققان دست اندرکار این پروژه امیدوارند شاهد فرآیندی نادری باشند که به آن «اضمحلال بتای دوگانه بدون نوترینو» گفته می‌شود. این اتفاق زمانی می‌افتد که پادنوترینوها به نوترینوهای محمولی اضمحلال می‌یابند.

در این دستگاه از حدود ۲ تن سرب برای پوشاندن کریوستات استفاده شده است تا جلوی وارد شدن تشعشعات و تداخل با آشکارسازی نوتررینو گرفته شود. (بیشتر…)

بیشتر

رنگین‌کمان ابری

یک ابر چند رنگ عجیب که در کاستاریکا ظاهر شد، سبب تحیر بسیاری از ساکنین آنجا شد … اما راز این رنگین‌کمان ابری چیست؟

رنگین‌کمان ابری

هنگامی که این ابرها بر فراز آسمان Escazu مشاهده شدند سبب وحشت بسیاری از ساکنین شدند. به نقل از واشنگتن پست به گفته یکی از ناظران این ابرهای حیرت انگیز نشانه‌ای از پایان جهان می‌باشند.

جسی مونتیلگر (کسی که رویداد های عجیب آسمان را ثبت می‌کند) در یوتیوب خود نوشته بود: “آسمان باز شده بود، همانطور که گویی جهان به پایان رسیده است”.
اما در میان دانشمندان هواشناسی، هیچ رمز و رازی در اینجا وجود ندارد و قطعا هیچ رویداد وخیمی رخ نداده است. این پدیده‌ی برجسته علمی با عنوان ” رنگین‌کمان ابری” شناخته می‌شود. در سال ۲۰۰۷ یک رخداد مشابه در Boulder, Colo نیز مشاهده شد.
ناسا شرح داد که یک رویداد علمی در پشت این ماجراست: ” این ابرها از قطرات کوچک آب با اندازه‌های تقریبا یکسان تشکیل شده‌اند. زمانی که خورشید در سمت راست قرار داشته باشد و به طور عمده توسط ابرهای ضخیم پنهان شده باشد، این ابرهای نازک‌تر به طور قابل توجهی سبب انکسار نور خورشید به شیوه‌ی منسجم می‌شوند با رنگ‌های مختلفی که به میزان متفاوتی شکسته شده‌اند. بنابراین رنگ‌های مختلف از طریق مسیرهای متفاوتی به ناظر می رسند. “

منبع:

Weird Costa Rica cloud formation: Mystery explained.

بیشتر

کل اینترنت به اندازه‌ی یک توت‌فرنگی وزن دارد

اخیراً یک ریاضی‌دان یک محاسبه‌ی جالب برای محاسبه‌ی وزن اطلاعات ذخیره شده انجام داد. وی نشان داد استفاده کنندگان از ایبوک ریدر وقتی کتاب‌های جدیدی به کتاب‌خانه‌شان اضافه می‌کنند به خاطر انرژی گرفته شده توسط الکترون‌ها در هنگام ذخیره‌ی اطلاعات، وزن بسیار کم و ناچیزی به دستگاه کتاب‌خوان‌شان اضافه می‌شود. پس از انتشار این اطلاعات، یک کانال علمی یوتیوب از همین مدل ریاضی برای محاسبه‌ی وزن کل اینترنت استفاده کرد. نتایج محاسبات عدد شگفت‌آوری را نشان داد. کل اینترنت فقط ۵۰ گرم وزن دارد که در حد وزن یک توت‌فرنگی است. (بیشتر…)

بیشتر

چرا رنگین‌کمان نیم‌دایره است؟

از نظر تئوری همه‌ی رنگین‌کمان‌ها دایره‌ی کامل هستند ولی در روی زمین ما معمولاً فقط نیمه‌ی بالایی آن‌ها را می‌بینیم. از آنجاییکه مرکز رنگین‌کمان به صورت قطری در طرف مقابل موقعیت خورشید در آسمان است بیشترین مقداری که ما می‌توانیم از رنگین‌کمان ببینیم حدود ۵۰% آن است که آن‌هم در هنگام صبح زود یا غروب که خورشید پایین است قابل مشاهده است. برای اینکه بتوانیم دایره‌ی کامل را ببینیم لازم است که قطرات آب در زیر افق دید بیننده باشند.

وقتی نور خورشید به داخل قطرات باران می‌تابد آن‌ها به صورت منشورهای کوچکی عمل می‌کنند که نور را متفرق کرده و به رنگ‌های مجزا تجزیه می‌کند. بهترین و شفاف‌ترین رنگین کمان زمانی تشکیل می‌شود که باران خیلی شدید باشد و قطرات بزرگی در آسمان باشند. در واقع پرتوهای نور در هنگام عبور از قطرات آب دو بار خم می‌شوند. بار اول زمانی است که وارد قطرات آب می‌شوند و بار دوم هنگامی که از قطرات خارج می‌شوند.

دلیل دایره بودن رنگین‌کمان این است که قطرات آب با زاویه‌ی بین ۴۰ تا ۴۲ درجه از زاویه‌ی ورودشان خارج می‌شوند و تجمع این پرتوها در هنگام تابیدن نور به قطرات باران باعث می‌شود که یک دایره تشکیل شود ولی اگر خورشید خیلی پایین باشد مثلاً هنگام صبح یا غروب ما فقط یک نیمه از این کره را می‌بینیم و هر چه خورشید بالاتر باشد ما مقدار کمتری از دایره‌ی رنگین‌کمان را می‌بینیم. تنها راهی که بتوان دایره‌ی کامل رنگین‌کمان را دید این است که به بالای قطرات باران رفته و خورشید را در پشت سر خود داشته باشیم؛ مثلاً در داخل هواپیما و یا بالای یک آبشار می‌توان یک رنگین‌کمان دایره‌ای کامل را دید.

رنگین‌کمان از بالا دایره است

(بیشتر…)

بیشتر

در زمان دایناسورها شبانه‌روز چند ساعت بود؟

طول شبانه‌روز زمین طی ۴٫۵ میلیارد سال عمرش در حال افزایش بوده است و همیشه به شکل کنونی نبوده است. دلیل این واقعیت این است که ماه سرعت چرخش زمین را کم می‌کند. زمین هنگامیکه ماه تشکیل شد خیلی سریع‌تر می‌چرخید و طول شبانه‌روز در آن زمان در حد ۲ تا ۳ ساعت بود و ماه در فاصله‌ی کمتری از زمین قرار داشت و هر ۵ ساعت یکبار به دور زمین می‌چرخید.

دلیل اینکه ماه سرعت چرخش زمین را کم می‌کند به خاطر اثر گرانشی و انتقال گشتاور زاویه‌ای آن می‌باشد. برای درک این قضیه تصور کنید که شخصی روی صندلی چرخانی نشسته است و شما تلاش می‌کنید او را با دستتان متوقف کنید. این باعث می‌شود این شخص اندکی سرعتش کم شود ولی شما هم اندکی جابجا می‌شوید و گشتاور زاویه‌ای پیدا می‌کنید. همین اتفاق هم برای سیستم زمین-ماه می‌افتد و ماه به مانند شخصی که در حال تلاش برای متوقف کردن زمین است اندکی گشتاور زاویه‌ای در مدارش پیدا می‌کند. به همین خاطر سرعت زمین اندکی کم شده و ماه از زمین دور می‌شود. ما می‌توانیم این سرعت را اندازه بگیریم. پنل‌های انعکاسی که در روی ماه نصب شده‌اند به ما اجازه‌ی این کار را می‌دهند. ماه سالانه حدود یک تا دو سانتیمتر از زمین دور می‌شود. همچنین سرعت چرخش زمین در حال کمتر شدن است. این مقدار حدود دو میلی‌ثانیه در هر صد سال است یعنی یک پانصدم ثانیه. بر این اساس طول شبانه‌روز هم به تدریج در حال زیاد شدن است.

طول شبانه‌روز در زمان دایناسورها

دایناسورها بین ۲۵۰ میلیون سال تا ۶۰ میلیون سال پیش بر روی زمین زندگی می‌کرده‌اند. در این زمان طول شبانه‌روز حدود ۲۳ ساعت بوده است.

تأثیر زمین‌لرزه بر طول شبانه‌روز

زمین لرزه‌های بزرگ نیز بر روی طول شبانه‌روز تأثیر می‌گذارند ولی این تأثیر بسیار ناچیز است. این اثر زمین‌لرزه به خاطر تغییر گشتاور اینرسی زمین است که توصیف کننده‌ی میزان جرمی است که در داخل زمین گسترده شده است. قاعده‌ی حفظ گشتاور زاویه‌ای بدین معنی است که تغییر گشتاور اینرسی منجر به تغییر سرعت چرخش می‌شود.

فرض کنید که زمین از تعداد زیادی آجر ساخته شده است. شما می‌توانید موقعیت هر آجر را از محور چرخش زمین اندازه بگیرید. اگر از آن فاصله را به توان دو رسانده و در جرم آجر ضرب کنید و این مقدار را برای تمامی آجرها جمع بزنید گشتاور اینرسی را بدست می‌آورید. اگر آجرها را اندکی جابجا کنید جواب متفاوتی بدست می‌آورید بهمین خاطر است که سرعت چرخش زمین هنگام جابجا شدن مقداری از جرم زمین توسط زمین لرزه تغییر می‌کند.

آینده

ماه و زمین میلیاردها سال دیگر به دور یکدیگر خواهند رقصید. این فرآیند زمانی پایان می‌یابد که طول شبانه‌روز زمین برابر با طول شبانه روز ماه شود. این عدد حدودا برابر ۴۵ روز خواهد بود. این بدین معنی است که ۴۵ روز طول خواهد کشید که ماه یک دور به گرد زمین بچرخد و شبانه‌روز زمین هم ۴۵ برابر شبانه‌روز کنونی طول خواهد کشید. البته تا آن زمان خورشید به یک غول سرخ تبدیل شده است و ما نگرانی‌های جدی‌تر از این مسئله خواهیم داشت. (بیشتر…)

بیشتر

اقرار واتیکان به اشتباه خود در مورد محاکمه‌ی گالیله

در سال ۱۹۹۲ واتیکان پس از گذشت ۳۵۰ سال از محاکمه‌ی گالیله به اشتباه خود اقرار کرد. گالیله ستاره‌شناس و فیزیکدان ایتالیایی تآیید کرد که بر اساس نظریه‌ی کوپرنیک، زمین به دور خورشید می‌گردد و به خاطر این ادعا در دادگاهی که کلیسا علیه وی برگزار کرده بود در سال ۱۶۳۳ محاکمه شد. در این دادگاه گالیله مجبور شد که ادعای خود در مورد چرخش زمین به دور خورشید را پس بگیرد. این مسئله به همینجا ختم نشد و گالیله تا زمان مرگش در سال ۱۶۴۲ تحت حبس خانگی بود. محاکمه‌ی گالیله به یکی از مشهورترین نمونه‌های رویارویی علم و تعصب تبدیل شده است. (بیشتر…)

بیشتر

مورچه از هر ارتفاعی بر روی زمین سقوط کند زنده می‌ماند: قانون مربع-مکعب

در مورد حیواناتی که پرواز می‌کنند هر چه اندازه‌شان بزرگ‌تر شود باید سریع‌تر پرواز کنند که بتوانند خود را از زمین جدا کنند. مقاومت هوا بر واحد جرم نیز برای حیوانات کوچک‌تر بیشتر است. به همین دلیل یک حشره‌ی کوچک مانند مورچه را از هر فاصله‌ای بر روی زمین بیندازیم به خاطر مقاومت هوا زنده می‌ماند چون سرعت نهایی آن در هنگام برخورد با زمین در حدی نیست که به آن آسیب جدی برساند. (بیشتر…)

بیشتر