محققان برای نخستین بار موفق به مشاهده مستقیم ارتباط آتشفشان با وقوع رعد و برق شدند.

به گزارش خبرنگارایرنا به نقل از ماهنامه علمی،آموزشی و خبری سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور، آتشفشان‌ها می‌توانند سبب وقوع زلزله، ریزش بهمن و جاری شدن مواد مذاب شوند که براساس نتایج مطالعه جدید ، ارتباط فوران آتشفشان‌ها با وقوع آذرخش را نیز اثبات می‌کند.

گروهی از محققان در آمریکا برای شناسایی ارتباط فوران آتشفشان‌ها با وقوع رعد و برق ، اقدام به نصب گیرنده‌های رادیویی اطراف کوه آتشفشان " آگوستاین " در نزدیکی آلاسکا کردند ، آتشفشان " آگوستاین " در یک جزیره غیرمسکونی در خلیج" کوک" واقع شده وتقریبا هر ‪ ۱۰‬سال یک بار فوران می‌کند.

محققان پیش از نیز از روش مشابهی برای مطالعه رعد و برق‌های ایجاد شده در طوفان‌ها استفاده کرده بودند، وقوع رعد وبرق سبب ایجاد پالسهای رادیویی می‌شود که در صورت روشن بودن رادیوی خانگی و یا رادیوی خودرو نیز می‌توان نشانه‌های این پالسها را به صورت صداهای " هیس" مانند در لحظه وقوع آذرخش از طریق این دستگاه‌ها شنید.

دانشمندان می‌توانند بااستفاده از گیرنده‌های رادیویی که در نقاط مختلف کار گذاشته‌اند،پالسهای رادیویی آذرخش‌ها را در دریافت و از آنها برای شناسایی محل دقیق وقوع آذرخش در یک ابر استفاده کنند و به عبارتی ، تصویری سه بعدی از شکل آذرخش درون ابر را ترسیم کنند.

محققان عقیده دارند هنگام فوران آتشفشان و درلحظات اصلی این واقعه به دلیل برخورداری این ذرات از میزان زیادی بار الکترونیکی ، همانند لحظه‌ای که ابرهای باردار با یکدیگر برخورد می‌کنند ، پدیده آذرخش رخ می‌دهد.

دانشمندان از مدتها قبل به وقوع آذرخش در پی فوران‌های بزرگ آتشفشانی پی برده بودند، اما هم‌اکنون محققان موفق شدند مرحله ابتدایی وقوع آذرخش در این فوران‌ها را که درست در دهانه آتشفشان رخ می‌دهد ، شناسایی کنند.

به گفته آنها،اطلاعات جمع‌آوری شده از آتشفشان " آگوستاین " نشان می‌دهد جرقه‌های بزرگی از دهانه آتشفشان به درون ستون خاکستر وغبار موجود در بالای آتشفشان پرتاب می‌شود ، سپس درون ابری که بالای آتشفشان در حال شکل‌گیری است ، آذرخش رخ می‌دهد .

هنگامی که ابر خاکستر و غبار بر فراز آتشفشان رشد کرده و ابعاد آن افزایش یابد ، این آذرخش‌ها مستقل از دهانه آتشفشان و درون خود این ابر شکل می‌گیرند.

رعد وبرق در ابرهای بزرگ آتشفشانی از بسیاری جهات مشابه رعد و برق‌های ایجاد شده درون توفان‌ها است و از لحاظ ظاهری شاخه‌های متعددی دارد که ظرف حدود نیم ثانیه در ابر آتشفشانی ایجاد می‌شود ، دراین مطالعه محققان تنها موفق به شناسایی آذرخش‌هایی شدند که درون ابر آتشفشانی جابه جا می‌شوند، اما در گذشته گزارش‌هایی ازبرخورد آذرخش‌های مربوط به فوران‌های آتشتفشانی با زمین ، وجود داشته است.

سال ‪ ۱۹۸۰‬درخلال فوران آتشفشان "سنت هلنز" برخورد آذرخش ناشی از آتشفشان به زمین سبب بروز آتش سوزی در جنگل‌های اطراف کوه شد. به گفته دانشمندان ،احتمالا بین شدت فوران آتشفشان و وقوع آذرخش‌های آتشفشانی ارتباط کلی وجود دارد زیرا هرچه آتشفشان شدیدتر باشد ذرات باردار بیشتری ازآن بیرون پرتاب می‌شود و احتمال وقوع این پدیده افزایش می‌یابد.

فشار هوا نیرویی است که هوا بر یک واحد از سطح زمین وارد می کند و مقدار آن در سطح دریای آزاد، برابر است با وزن ستونی از جیوه به ارتفاع 76 سانتیمتر. واحد اندازه گیری فشار هوا در آب و هواشناسی میلی بار یا هکتوپاسکال می باشد؛ هر میلی بار یا هکتوپاسکال برابر با 1000 دین بر سانتی متر مربع می باشد فشار ستون هوا در سطح دریای آزاد 1013 هکتوپاسکال بر سانتی متر مربع می باشد.

از آنجا که تراکم هوا با ارتفاع کاهش می یابد، با افزایش ارتفاع فشار هوا نیز کم می شود، اما تغییر فشار برحسب ارتفاع چندان منظم نیست؛ به طور کلی تا ارتفاع 1500 متری سطح زمین به ازای هر 100 متر افزایش ارتفاع، فشار هوا حدود 12 هکتوپاسکال کم می شود. پراکندگی افقی فشار اتمسفر را با استفاده از خطوط هم فشار به صورت سطح هم فشار نشان می دهند. خط هم فشار خطی است که تمام نقاط با فشار یکسان را به هم مربوط می کند. نقشه های هم فشار برای سطوح مختلف اتمسفر تهیه می شود.

پراکندگی فشار در سطح زمین

تکرار حالتهای لحظه ای هوا در دراز مدت در پراکندگی فشار، الگویی میانگین را نشان می دهد که کمابیش انعکاس تاثیرهای گردش عمومی جو است، در نقشه های میانگین فشار نمود های زودگذر و نادر دیده نمی شود و در مقابل نمود های عمده و غالب چه در مقیاس محلی و چه در مقیاس جهانی جلوه می کنند؛ بنابراین مطالعه نقشه های میانگین فشار اگر چه در کاربرد موضعی یا کوتاه مدت چندان کارآمد نیست اما برای شناخت نمود های عمده و غالب گردش عمومی هوا مهم است.

مراکز عمده فشار در سطح زمین به تبعیت از سیستم نصف النهاری گردش عمومی هوا، از استوا تا قطب به صورت کمربندهای مداری متناوبی جلوه می کند؛ اما وضعیت خشکی و دریا در نیمکره شمالی این منظم را به هم می زند و مراکز یاد شده را به صورت سلولهای جدا از هم در می آورد.

نتیجه گردش عمومی هوا در دراز مدت، وجود کمربندهای کم فشار در استوا، پر فشار در منطقه جنب حاره کم فشار در منطقه معتدله و احتمالا در منطقه قطبی است.

 از زمان باستان، دریانوردانی که در شمال اقیانوس هند کشتی‌رانی می‌کردند، با واژه‌ای خطرناک آشنائی داشتند. باران‌های موسمی تابستان که پیرامون شبه‌قاره هند، به ویژه خلیج بنگال را توفانی و نا امن می‌ساخته و دامنه آن، حتی در برخی موارد به قلب دریای پارس هم کشیده می‌شده و در چند مورد مرکز ایران را هم تحت تاثیر قرار داده است. (سیل امام‌زاده داوود 1336)

در خردادماه و در حالی‌که نیم‌کره شمالی به سوی تابستانی سوزنده پیش می‌تازد، در شبه قاره هند گوئی زمستان آغاز می‌شود. گرمائی دهشتناک و مرگ‌آور توسط بارانی سیل آسا به نام مانسون یا توفان‌های موسمی قطع شده و زندگی در این سرزمین را امکان پذیر می‌سازد.

خط استوای هواشناسی ITCZ که بر خلاف استوای جغرافیایی ثابت نیست و به شدت متغیر است، بر روی فلات تبت مستقر شده و شبه قاره هند را که از دیدگاه جغرافیایی در نیم‌کره شمالی قرار دارد، از دیدگاه هواشناسی در نیم‌کره جنوبی قرار می‌دهد.

سرچشمه اصلی نیروی مانسون

همانند کلیه سیستم‌های اقیانوس‌شناسی و هواشناسی در سیاره زمین، مانسون‌ها هم نیروی اصلی خود را از خورشید می‌گیرند. کم‌وبیش حدود 30% از انرژی خورشیدی که به سطوح بالای جوی می‌رسد، به‌وسیله سطوح فوقانی ابرها و سطح زمین به فضا بازتاب می‌شوند. مقدار بسیار کمی از آن نیز به‌وسیله جو جذب می‌شود. تضاد و تقابل فصل‌ها در دو نیمکره شمالی و جنوبی، موجب حرکت آرام هوا از نیمکره زمستانی به سوی نیمکره تابستانی، به وسیله گرادیان افقی فشار و نیروی عمودی شناوری از اختلاف درجه حرارت، می‌شود.

اما آب و خشکی، به مقدار یکسان انرژی دریافتی از خورشید، دو واکنش متفاوت نشان می‌دهند. دودلیل برای این تفاوت ذکر شده است. نخست اینکه دمای ویژه آب دو برابر دمای ویژه خاک است، یعنی با مقدار مساوی انرژی دریافتی، خاک دو برابر آب گرم می‌شود. دلیل دوم، ‌که از دلیل نخست بسیار مهم‌تر است این‌است‌که، گنجایش مؤثر دما، (توانایی یک ماده برای نگه داشتن گرما)، برای اقیانوس‌ها بسیار بیشتر از قاره‌هاست.

در فصل زمستان، خشکی بیش از انرژی که از خورشید دریافت می‌کند، انرژی به هوا گسیل می‌کند. گرمائی که در تابستان پیش در ژرفای خاک ذخیره شده بود، اینک به سطح زمین می‌آید. ازآنجاییکه در اقیانوس، گرمای بیشتری ذخیره می‌شود، در زمستان سطح آن کمتر سرد می‌شود.

چرخه تابستانی مانسون هند

در فصل تابستان در هر نیم‌کره، انرژی دریافتی خورشید، بیش از انرژی بازتابشی است. همچنین خشکی گرمای خود را زودتر از دست می‌دهد. این خصوصیت به‌ویژه بر روی بیابان ربع‌الخالی، یکی از بزرگترین بیابان‌های جنب‌حاره، و فلات تبت، با ارتفاع متوسط 4 کیلومتر از سطح دریا، در میانه قاره آسیا، نمایان است. این گرمای از دست رفته، حد غربی و شمالی مانسون هند را توجیه می‌کند. در خردادماه هندوستان شمالی از چندین ماه پیش همچنان خشک است و دما در آن به بیش از 40 درجه سانتیگراد می‌رسد. همزمان در نیم‌کره جنوبی، زمین سرد است. در هر نیم‌کره، تبادل انرژی میان خشکی و دریا برقرار می‌شود. نتیجه کلی، بالا رفتن گرمای هندوستان و شمال افریقا در برابر پایین آمدن گرمای اقیانوس هند است.

در هنگامی‌که ناحیه مانسون آسیا به بیشینه دمای خود می‌رسد، گرادیان افقی فشار بر فراز خشکی و دریا شدت می‌یابد. گرادیان فشار و نیروهای شناوری که به وسیله گرمای هوا ایجاد می‌شوند، موجب حرکت همگرائی در نزدیکی سطح زمین می‌گردند. این خود موجب حرکت هوای مرطوب-سنگین از سوی استوا و اقیانوس هند به سوی منطقه کم‌فشار جنوب آسیا می‌شود. به دلیل وجود شتاب کوریولیس، مسیر واقعی حرکت بادها منحنی است. پادساعت‌گرد روی شبه قاره هند و ساعت‌گرد بر روی فلا تبت.

باران‌های موسمی

جریان هوای برخاسته در روی شبه قاره هند، محیطی با فشار کم را ایجاد می‌کند. این هوا نخست منبسط شده سپس سرد می‌شود، آنگاه رطوبتی را که با خود حمل می‌کرده به ابر و سرانجام باران تبدیل می‌گردد. فرآیند میعان نیز گرمای نهان (latent heat) ذخیره شده در مولکول‌های آب را آزاد می‌کند. این منبع عظیم گرما به نیروی شناوری برای ایجاد چرخه مانسون افزوده می‌شود. رشته کوه‌های Ghats در ساحل غربی هند و رشته کوه‌های سترگ هیمالایا در فلات تبت در شمال شبه‌قاره هند، نیروی مکانیکی بالارونده‌ای تولید می‌کنند که این نیرو به فرآیند میعان و بارش بسیار کمک می‌کند.

باران‌های موسمی تابستانی آسیا، برای حدود یکصد روز، تقریبا همزمان با بادهای 120 روزه سیستان، از روزهای پایانی خرداد ماه آغاز شده و در روزهای آغازین مهرماه به پایان می‌رسد. روز آغازین این باران‌ها برای هر سال متفاوت از سال‌های دیگر است، اما این روز در یک محدوده یک ماهه قرار دارد. در Kerala، که در عرض جغرافیایی 8 درجه شمالی قرار دارد، این باران‌ها در روز 12 خرداد، با تقریب یک هفته‌ای، آغاز می‌شود. سپس مانسون به آهستگی به سوی شمال‌غربی پیش‌روی می‌کند. روز 21 خرداد در بمبی، 19 درجه شمالی، و روز 26 خرداد در دهلی، 28.5 درجه شمالی، خود را نشان می‌دهد. در نیمه نخست تیرماه، تمامی شبه قاره هند زیر نفوذ مانسون قرار می‌گیرد. تعادل آب در هندوستان چنان موبه‌مو و تنگاتنگ است که فقط یک هفته تاخیر در باران به فاجعه‌ای بزرگ منجر می‌شود. هرچند تاریخ آغاز این باران‌ها اغتشاشی یک‌ماهه دارد، اما پژوهش‌ها نشان می‌دهد که مقدار باران موسمی، ربطی به تاریخ آغاز آن ندارد. بیشینه این بارش‌ها در Cherranpunji با میانگین 425 اینچ در سال است، اما در یک مورد حتی 1024 اینچ بارندگی هم ثبت شده است.

بررسی و مطالعه باران‌های موسمی نشان می‌دهد که این جریان در حدود اواخر مرداد و اوایل شهریور، یک وقفه 3 الی 21 روزه دارد.

از مهرماه تا خردادماه در شبه‌قاره هند، به‌جز منطقه تامیل‌نادو و رشته‌کوه‌های Ghats، به ندرت بیش از چند میلی‌متر باران می‌بارد. در مهرماه باران‌های موسمی به سوی جنوب‌شرقی هند حرکت می‌کند. در آبان‌ماه جبهه مانسون به تامیل‌نادو رسیده و تقریبا در همین زمان مانسون زمستانی در جنوب هند به آرامی آغاز می‌شود.

در این زمان، دیگر مناطق شبه‌قاره هند به سوی خشکی پیش می‌رود، بادهای گرم‌و‌مرطوب جنوب‌غربی به بادهای سردوخشک شمال‌شرقی، و مانسون تابستانی به مانسون زمستانی تبدیل می‌شود. در زمستان بادهای شمال‌وز، هوای سرد و خشکی را بر روی شبه‌قاره حاکم می‌کنند. این فرآیند موجب ایجاد هوایی سرد، خشک و بدون ابر، به ویژه در ماه‌های بهمن و اسفند می‌شود. از میانه‌های اسفند ماه تا آغاز باران‌های موسمی در خرداد‌ماه، توفان‌های تندری پیش‌درآمد مانسون، گهگداری این گرمای دهشتناک را می‌شکند. در اواخر خردادماه، کرانه‌های هند شاهد ظهور دوباره باران‌های موسمی خواهند بود. این چرخه هوائی زندگی مردم در این منطقه را به شدت تحت تاثیر خود قرار می‌دهد.

باران‌های موسمی در مالزی-استرالیا

جنوب‌شرقی آسیا و شمال استرالیا تحت تاثیر سیستم مانسون واحدی قرار دارند که در دو سوی خط استوا گسترده شده و به این دلیل با مانسون‌های دیگر متفاوت است. البته مانسون شمال‌شرقی استرالیا از این سیستم مجزاست و جداگانه عمل می‌کند. حجم عظیم آب میان استرالیا و آسیا تاثیر شگرفی بر آب‌وهوای منطقه حاره و مانسون تابستانی آن دارد. جزایر فراوان، اندونری، فلیپین، ملانزی، پلی‌نزی، پلی‌پونزی و ...، آب‌وهوای متنوع حاره‌ای را در خود جای داده است. توفان‌های پیچندی تایفون که در فصل مانسون ایجاد می‌شوند به پیچیدگی آن می‌افزایند.

شمال چین، کره و ژاپن را، به دلیل فصول، آهنگ بارش در عرض‌های میانی، هوای سرد قاره‌ای در زمستان، جبهه زائی، نوسان باران و سیستم‌های پرفشار خشک در فصل گرم، از این گروه جدا می‌کنیم. در حقیقت این مناطق، بیشتر در زیر نقوذ سیستم مانسون هندوستان قرار دارند. مرز طبیعی منطقه حاره، مابین ناحیه غیر مانسون و سرزمین‌های جنوبی مانسون‌دار به شدت به چشم می‌خورد.

حد شمالی مانسون حاره‌ای، حتی به عرض 25 درجه شمالی هم می‌رسد. در مناطق شمالی‌تر، مانسون نیروی چندانی ندارد که با سیستم پرفشار جنب حاره‌ای مقابله کند. به این ترتیب باران‌های موسمی در تیرماه و شهریورماه، که به وسیله واچرخندهای پرفشار در مردادماه از هم دیگر جدا می‌شوند، رخ می‌دهد. در جنوب چین و فلیپین، بادهای تجارتی حاره‌ای شرق‌وز، از مهرماه تا اردیبهشت‌ماه وزیده و اغلب به وسیله سیستم پرفشار ایجاد شده در منطقه سیبریه تقویت می‌شوند. جایگزینی این باد در ماه‌های خرداد تا شهریور به وسیله بادهای جنوب‌غربی، در اثر مانسون ایجاد می‌شود.

در هندوچین مانسون‌های تابستانی بسیار نیرومندترند. جریان رسیده از جنوب‌غربی از خردادماه تا آبان‌ماه، با ابرهائی به ضخامت 4 الی 5 کیلومتر، بارانی فراوان را به همراه می‌آورد. ماه‌های آذر و دی، فصل سرد و خشک، و ماه‌های فروردین و اردیبهشت فصل بسیار گرم منطقه است. در شرق و جنوب‌شرقی مانسون زمستانی باران‌زاست.

در اندونزی به دلیل گسترش آب‌ عرض جغرافیائی پایین منطقه، مانسون بسیار ضعیف عمل می‌کند. به دلیل کوچکی ابعاد و سادگی زمینه، استرالیا ساده‌ترین الگوی مانسون را دارد. شمال آن دارای یک برش باد میان تابستان (شمال‌غربی) و زمستان (جنوب‌شرفی) است. اما دو تفاوت نیز با دیگر مانسون‌ها دارد. نخست اینکه باد شمال‌شرقی، مانسونی است که با حود باران را به ژرفای قاره می‌برد و دوم اینکه حتی در تابستان بادهای تجارتی جنوب‌شرقی به دلیل واچرخندهای پرفشار گذری، چشمگیر هستند.

مانسون غرب آفریقا

در حدود 200 سال است که باران‌های موسمی غرب افریقا شناخته شده‌اند. در زمستان این باران‌ها از جنوب‌غربی به جایی می‌آیند که بادهای تجارتی شمال‌شرقی که از صحرا و کرانه‌های شرقی افریقا می‌وزند، گرمای دهشتناک به همراه توفان شن را با خود به آنجا می‌آورند. منطقه‌ای با شب‌های سرد و روزهای بسیار گرم. در چنین شرایطی مراکز پرفشار واچرخنددر عرض جغرافیایی 20 درجه شمالی به همراهی رودبادهای شرقی (Jet stream) در عرض جغرافیایی 10 درجه شمالی، که از شبه قاره هند به خط استوا بسیار نزدیک‌تر هستند، باران‌های موسمی را ایجاد می‌کنند. مانسون غرب افریقا از نظر مکانی تقریبا میان بادهای جنوب‌غربی و بادهای سطحی خشک زمستانی کرانه‌های غربی افریقا harmattan قرار دارد. وجود این باران‌های موسمی از نفوذ هوای خشک از عرض 20 درجه شمالی به پایین‌تر جلوگیری می‌کند. هوای گرم و خشک در حدود عرض 8 درجه شمالی به‌طور کامل ناپدید می‌شود.

مانسون در اروپا و امریکای شمالی

مانسون‌های تکامل نیافته

باران‌های موسمی تاثیر فراوانی در اروپای مرکزی دارد. جاییکه جهت باد از سوی اقیانوس اطلس حدود 30 الی 40 درجه تغییر می‌کند و نه به‌طور پیوسته اما بسیار زیاد با دگرگونی‌های جبهه‌ای، سرما، هوای ابری، باران و توفان تندری را همراه است. از دیدگاه اقلیم‌شناسی این باران‌ها موسمی هستند، اما فقط مراحل بدوی و نخستین یک مانسون، که پی‌آمد هوایی منحصر به فرد است. این حالات تا تبدیل شدن به یک مانسون واقعی راه زیادی در پیش رو دارد.

در عرض‌های پایین جغرافیایی امریکای شمالی و در کرانه‌های خلیج مکزیک، فضای مناسبی برای گسترش مانسون وجود دارد. در طول تابستان، بر روی مناطق گرم، بارها سیستم‌های کم فشار چرخندی ایجاد می‌شوند. بادهای تجارتی شمال‌شرقی، به بادهای شرقی، جنوب‌شرقی و حتی جنوبی تبدیل می‌شوند. ایالت تگزاس و کشورهای پیرامون خلیج مکزیک،‌تحت تاثیر هوای مرطوب اقیانوسی، که تا حد زیادی داخل خشکی نفوذ می‌کنند، قرار دارند. البته باران‌ها، ویژگی‌های یک مانسون را نشان نمی‌دهند. در کل بارش‌ها 2 یا 3 و یا حتی 4 نقطه اوج بارش وجود دارد. در زمستان جریان‌های شمالی که اغلب به وسیله سیستم‌های پرفشار واچرخندی ایجاد می‌شوند، سرما را با خود به داخل خشکی می‌آورند. اگرچه بارش‌های تابستانی و زمستانی، ویژگی‌های باران موسمی را از خود نشان می‌دهد، اما هیچکدام آنچنان توانمند نیستند که در گروه مانسون طبقه‌بندی شوند.

در امریکای مرکزی یک مانسون واقعی در بین عرض‌های جغرافیایی 5 و 12 درجه شمالی، در منطقه کوچکی از اقیانوس آرام رخ می‌دهد. نه فقط بادهای فصلی آن، بلکه بارش آن هم کاملا مانسون است. فصل زمستان آنجا بسیار خشک است. فصل بارش آن خرداد ماه در شمال خلیج مکزیک و تیرماه در جنوب مکزیک آغاز می‌شود و در مهرماه در شمال و آذر ماه در جنوب به پایان می‌رسد. این روند در جنوب مکزیک حدود 3 ماه و در کستاریکا حدود 7 ماه به طول می‌کشد. این مانسون در حقیقت نمونه کوچکی از مانسون هند است.

با انجام این آزمایش، شما می توانید توضیح دهید چرا آسمان آبی و غروب خورشید قرمز است. وقتی نور خورشید از اتمسفر می‌گذرد، نور آبی بیشتر از رنگهای دیگر پراکنده می‌شود و یک رنگ زرد - نارنجی در نور عبور کرده باقی می‌گذارد.

وسایل مورد نیاز

• یک ظرف پلاستیکی شفاف یا یک بشر یا ظرف شیشه‌ای یا آکواریوم
• یک فلاش یا پروژکتور (نور افکن)
• شیر خشک
• فیلتر قطبی کننده (مثل عدسیهای قطبی شده عینک)
• مقوای سفید (به عنوان پرده)

شرح آزمایش

ظرف شیشه ای را از آب پر کنید و منبع نور را (مانند شکل زیر) طوری قرار دهید که پرتوهای نور از ظزف آب بگذرند. شیر خشک را کم کم به آب اضافه کنید و آن را به هم بزنید. تا زمانی که بتوانید شعاعهای نور را ببینید. همانند شکل یکبار از کنار و بار دیگر از انتها به ظرف نگاه کنید. شما همچنین می‌توانید صفحه مقوایی را در انتهای ظرف ، جایی که نور به آن بتابد نگاه دارید. از کنار ظرف رنگ شعاعها سفید مایل به آبی به نظر می‌رسند ولی از انتهای ظرف ، زرد - نارنجی دیده می‌شوند. اگر به اندازه کافی به آب شیر اضافه کرده باشید، می‌توانید تغییر رنگ شعاع نور از آبی - سفید به زرد - نارنجی را در طول شعاع ببینید.

اگر می‌خواهید از یک شعاع نور باریک استفاده کنید، به کمک یک منگنه ، سوراخی در یک اسلاید سیاه یا فیلم عکاسی 35 میلیمتری یا کارت مقوایی ایجاد کنید. اسلاید ، فیلم یا کارت مقوایی را در پروژکتور قرار دهید (در کنار عدسی نگذارید). پروژکتور را تنظیم کنید تا یک پرتو نور باریک بدست آورید.

چه اتفاقی در حال وقوع است؟

خورشید تولید کننده نور سفید است. این نور سفید از همه رنگها تشکیل یافته است: قرمز ، نارنجی ، زرد ، سبز ، آبی ، نیلی ، بنفش. نور موج است و هر کدام از رنگها به یک فرکانس معین و در نتیجه به یک طول موج معین از نور مربوط می‌باشد. رنگها در رنگین کمان بر اساس فرکانس ترتیب یافته‌اند: نور بنفش ، نیلی و آبی، از نورهای قرمز، نارنجی و زرد، فرکانس بالاتری دارند.

وقتی نور خورشید از اتمسفر زمین می گذرد و با مولکول های گازهای درون جو برخورد می کند، پراکنده می شود. هر چقدر طول موج نور کوتاهتر باشد، بیشتر توسط اتمسفر پراکنده می‌شود، بدلیل این که طول موج نور آبی از طول موج نور قرمز بزرگتر است، حدود 10 برابر بیشتر پراکنده می‌شود. وقتی به آسمان نگاه می‌کنید، رنگ آبی آسمان همان نور آبی پراکنده شده است.


چرا خورشید در حال غروب نارنجی مایل به قرمز دیده می‌شود؟ وقتی خورشید در افق است، نسبت به وقتی در بالای سر شماست، مسیر طولانی‌تری را طی می‌کند تا به چشم شما برسد. بیشتر نور آبی خورشید در هنگام غروب پراکنده می‌شود. رنگی که در نهایت می‌بینید، نارنجی مایل به قرمز است (رنگ نور سفید منهای آبی). طول موج نور بنفش حتی از طول موج نور آبی هم کوتاهتر است و بارها بیشتر از نور آبی پراکنده می‌شود. پس چرا آسمان بنفش است؟ خورشید بیشتر نور آبی گسیل می‌کند تا بنفش ، بنابراین بیشتر نور پراکنده شده در آسمان آبی است.

یکی از مشهورترین نظریه های فضایی عصر حاضر دایر بر این که هیچ چیزی قادر به فرار از سیاهچاله ها نیست توسط خالق این نظریه نقض شده است.

استفان هاکینگ، فیزیکدان مشهور و استاد دانشگاه کمبریج می گوید نظریه مشهور او درباره سیاهچاله ها تاکنون اشتباه بوده است.

وی در کنفرانسی با موضوع جاذبه در دابلین گفت که او در نظریه اش، دایر بر این که هرچه که به درون سیاهچاله ها (black holes) سقوط کند نابود می شود، تجدید نظر کرده است.

او اکنون به این نتیجه رسیده است که سیاهچاله ها ممکن است به "اطلاعات" اجازه فرار دهند. تحقیقات تازه او حتی ممکن است به حل "پارادوکس اطلاعات سیاهچاله" که یکی از معماهای مهم فیزیک نوین است کمک کند.

او در هفدهمین "کنفرانس بین المللی نسبیت عام و جاذبه" در سالنی آکنده از مخاطبان نظریه تازه خود را در مقاله ای تحت عنوان "پارادوکس اطلاعات برای سیاهچاله ها" ارائه کرد.

او که از مدت ها قبل فلج شده است از طریق دستگاه سخن ساز رایانه ای تکلم می کرد.

به این ترتیب او نظریه سال 1975 خود را که حیرت انگیزترین پیشرفت علمی در زمینه مطالعه سیاهچاله ها تلقی می شود اصلاح کرده است.

افق رویداد

سیاهچاله شیئی فضایی است که اگر چیزی وارد آن شود امکان فرار از آن نخواهد داشت. مرز سیاهچاله "افق رویداد" خوانده می شود. سیاهچاله گاه در اثر فروپاشی ستارگان عظیم به درون خود شکل می گیرد و گفته می شود حتی نور قادر به فرار از آن نیست.

اما اکنون آقای هاکینگ به این باور رسیده است که سفر به سیاهچاله ممکن است چنانکه تاکنون تصور می شد سفری یک طرفه نباشد.

گری گیبونز، فیزیکدان و استاد دانشگاه کمبریج گفت که براساس تعریف تازه هاکینگ، افق رویداد سیاهچاله ها از مرز مشخصی که کلیه محتویات درونی سیاهچاله را از جهان بیرون مجزا کند برخوردار نیست.

آقای گیبونز گفت: "تصور می شد که زمانی که چیزی به داخل سیاهچاله سقوط کرد برای همیشه گم و ناپدید شده است و تنها اطلاعاتی که درباره سیاهچاله باقی می ماند، جرم و سرعت چرخش آن است."

اما این فرض با قوانین فیزیک کوانتوم که رفتار جهان را در کوچکترین ابعاد (اجزای اتم) توضیح می دهد متغایر است. این قوانین حکم می کند که اطلاعات نمی تواند برای همیشه از دست برود و نابود شود.

این که اطلاعات از دست می رود یا نه، دارای پیامدهای مهم عملی و فلسفی است.

پروفسور گیبونز گفت: "خیلی ها می خواستند باور کنند که اطلاعات می تواند از سیاهچاله فرار کند، اما نمی دانستند فرار آن چگونه ممکن است."

30 سال انتظار

استفان هاکینگ برای سالیان دراز استدلال می کرد که میدان جاذبه شدید سیاهچاله ها قوانین کوانتوم را به نوعی وارونه می سازد.

او اکنون این اندیشه را کنار گذاشته است.

تعریف تازه پروفسور هاکینگ حاکیست که سیاهچاله ها هرگز به طور کامل چیزهایی را که به داخل آنها می افتند نابود نمی کنند و این اجرام تا مدت های طویل به ساطع کردن تشعشعات به جهان بیرون ادامه می دهند و در نهایت سر می گشایند و اطلاعات درون آنها آشکار می شود.

او گفت: "من برای 30 سال به این مساله فکر کرده ام ولی حالا جواب آن را دارم."