پرتوهای کیهانی کجا متولد می شوند؟
بهمن۲۹

پرتوهای کیهانی کجا متولد می شوند؟

پرتوهای کیهانی، ذرات باردار بسیار پرانرژی هستند که از همه جای جهان به ما می‌رسند، اما منشأ این انرژی عظیم چیست؟ اکنون شواهد قطعی یافت شد که موج ضربه‌ای انفجارهای ابرنواختری انرژی این ذرات را تامین می‌کند. پروتون‌هایی که دائماً با سرعتی نزدیک به سرعت نور به جو زمین برخورد می‌کنند، انرژی عظیم مورد نیاز برای شتاب گرفتن خود را از ستاره‌های در حال انفجار به دست می‌آورند. دست‌کم فیزیک‌دانان و اختر‌شناسان مدت‌ها بود که چنین تصوری داشتند، اما نمی‌توانستند شاهدی برای آن پیدا کنند. به گزارش نیچر، پرتوهای کیهانی عبارتند از هر ذره بارداری که از فضا به سمت زمین گسیل می‌شود. تقریباً تمام این ذرات باردار پروتون هستند و برخی از آن‌ها به سرعتی آن‌قدر نزدیک به نور دست می‌یابند که ما در هیچ شتاب‌دهنده‌ای روی زمین نمی‌توانیم چنین سرعتی بهشان بدهیم. گرچه از سال 1912/1291 درباره پرتوهای کیهانی می‌دانیم، اما منشاء آن‌ها برای ما تا اندکی پیش یک راز بود. رازی صد ساله! استیفن فانک از آزمایشگاه شتاب‌دهنده ملی SLAC در کالیفرنیا این راز صدساله را این گونه وصف می‌کند: «راز این‌جاست که این همه انرژی از کجا می‌آید؟» فیزیک‌دان‌ها به عنوان یکی از مظنونین، انگشت اتهام را به سوی انفجارهای ابرنواختری گرفته بودند. موادی که طی فرایند انفجار ابرنواختر به بیرون پاشیده می‌شود، آن‌قدر سریع هستند که یک موج ضربه‌ای کیهانی ایجاد می‌کنند. هر پروتونی که در مسیر این موج ضربه‌ای قرار بگیرد، سوار موج می‌شود و با لگد موج انرژی می‌گیرد. از آن‌جا که پروتون‌ها باردارند، می‌توانند درون میدان‌های مغناطیسی ابرنواختر به دام بیافتند و همراه با موج به جلو و عقب بروند، درست همان طور که یک توپ تنیس در برخورد با تور تنیس گیر می‌کند و برمی‌گردد. یک تقلای تمام عیار با این وجود میدان‌های مغناطیسی می‌توانند باعث منحرف‌شدن پرتوهای کیهانی بر سر راهشان تا گیرنده‌های ما در زمین هم بشوند، بنابراین این که در چه مسیری به زمین می‌رسند، نشانه‌ای بر جهت شروع سفرشان به همراه ندارد، چراکه ممکن است بارها و بارها طی مسیر تغییر جهت داده باشند. بنابراین دانشمندان باید طور دیگری به این معما نگاه می‌کردند؛ شاید به کمک امواج گاما. می‌دانیم که پروتون‌های پرانرژی در مسیر حرکتشان با پروتون‌های کند برخورد می‌کنند و از برخورد آن‌ها امواج گاما ایجاد می‌شود. خوشبختانه امواج گاما از جنس نور هستند، یعنی تحت تأثیر میدان مغناطیسی مسیرشان را عوض نمی‌کنند. فانک و همکارانش با استفاده از تلسکوپ فضایی امواج گامای فرمی، به دو بازمانده بسیار درخشان از ابرنواخترهای تازه منفجرشده در کهکشان نگاه کردند تا ببینند آیا امواج گامای رسیده از این ابرنواخترها دارای شناسه‌ای هست که نشان دهد از برخورد پروتون‌های سریع و کند منشاء گرفته است یا نه. به خاطر قانون بقای انرژی، امواج گامای ناشی از برخورد پروتون‌ها...

بیشتر بخوانید
عجیب ترین نظریه های کیهان شناسی
بهمن۲۶

عجیب ترین نظریه های کیهان شناسی

آیا جهان ما می تواند غشاء شناوری در ابعاد دیگر فضا باشد؟ ماهیت واقعی ماده تاریک چیست؟ بعد چهارم فضا و زمان کجاست؟ چرا هر دو سوی جهان مشابه هم است؟در این مقاله به برسی10 تئوری برتر جهان که به عنوان عجیب ترین تئوری های کیهان شناسی برگزیده شده اند خواهیم پرداخت و نگاهی برایننظریه ها از قبیل تئوری برخوردهای غشایی، جهان های زاینده، بعد چهارم ، هستیطلایی، نفوذ جاذبه ،روح هستی، جهان کوچک، نوترون های خنثی، ماتریکس و… خواهیم داشت.   برخوردهای غشایی 1- آیا جهان ما می تواند غشاء شناوری در ابعاد دیگر فضا باشد که مرتباً به جهان های دیگر برخورد می کند؟ بر طبق یکی از نظریه های موجود در تئوری «جهان غشایی» (braneworld)فضا ابعاد زیادی دارد و تا زمانی که جاذبه بر آنها اعمال می شود ما در جهان خودمان که تنها دارای سه بعد می باشد محصوریم. نیل توروک (Neil Turok) از دانشگاه کمبریج و پائول استاینر (Paul Steinhardt) از دانشگاه پرینستون نیوجرسی، در ایالات متحده، در حال کار بر روی نظریه چگونگی رخداد بیگ بنگ در زمانی که جهان ما با جهان همسایه برخورد نمود، می باشند. این تصادف ها و برخوردها مرتب اتفاق می افتد و هر لحظه بیگ بنگ جدیدی را به وجود می آورد. بنابراین اگر این مدل از چرخه هستی درست باشد در واقع هستی ما فناناپذیر می باشد. 2- جهان های زاینده زمانی که مواد در یک حجم فوق العاده کم در مرکز یک سیاه چاله فشرده می شوند یک انفجاربزرگ رخ داده و یک دنیای جدید (new baby universe) متولد می شود. قوانین فیزیکی در نسل جدید متولد شده ممکن است اندکی با والدین متفاوت باشد. این نطریه زاد و ولد هستی توسط لی اسمالین (Lee Smolin) از انستیتو پریمر در واترلو کانادا ارائه شده است. هستی هایی که سیاه چاله های زیادی تولید می کنند فرزندان زیادی نیز دارند. بنابراین در آخر جمعیت غالب را به خود اختصاص خواهند داد. اگر ما در جهان نوعی زندگی می کنیم آن جهان باید قوانین و ثابت های فیزیکی ای داشته باشد که تولید سیاه چاله ها را به بهترین نحو به انجامبرساند. اما هنوز مشخص نشده که آیا جهان ما مشمول این قانون می شود یا خیر! 3- بعد چهارم (فضا-زمان) یکی از عجیب ترین تئوری های گیتی شناسی این است که بعد چهارم فضا-زمان (space-time) در واقع ماده فوق العاده هادی ای(superfluid substance) است که در آن اصطکاک حرکتی برابر با صفر است. طبق نظریه فیزیکدانها پائول مازو (Pawel Mazur) از دانشگاه کارولینای جنوبی و جورج چاپلین (George Chapline) در آزمایشگاه لاورنس لیور مور (Lawrence Livermore) کالیفرنیا، اگر جهان در حال چرخش باشد بعد چهارم فوق العاده هادی تحت تاثیر گردابها قرار گرفته و پراکنده می...

بیشتر بخوانید