سفارش تبلیغ
صبا ویژن
ثمره دانش، عمل برای زندگی است . [امام علی علیه السلام]
وبلاگ تخصصی فیزیک
پیوندها
وبلاگ شخصی محمدعلی مقامی
* مطالب علمی *
ایساتیس
آقاشیر
.: شهر عشق :.
جملات زیبا
تعقل و تفکر
دکتر رحمت سخنی
بیگانه ، دختری در میان مردمان
تا ریشه هست، جوانه باید زد...
اس ام اس عاشقانه
خاطرات خاشعات
اس ام اس سرکاری اس ام اس خنده دار و اس ام اس طنز
وسوسه عقل
پرهیزکار عاشق است !
فروش و تعمیر موبایل در استان یزد
آموزش
وبلاگ تخصصی کامپیوتر
هک و ترفند
فروش و تعمیر موبایل در استان یزد
انجمن فیزیک پژوهش سرای بشرویه
عاشقان خدا فراری و گریزان به سوی عشق و حق®
وبلاگ عشق و محبت ( اقا افشین)
باید زیست
دست نوشته های دو میوه خوشمزه
در دل نهفته ها
روزگاران(حتما یه سری بهش بزن ضرر نمی کنی)
فقط برای ادد لیستم...سند تو ال
تجربه های مدیریت
سولات تخصصی امتحان دکترا دانشگاه آزاد
سولات تخصصی امتحان دکترا دانشگاه آزاد
ارزانترین و بزرگترین مرکز سوالات آزمون دکترا
عکس و اس ام اس عشقولانه
دانلود نرم افزار های روز دنیا
شاهرخ
مکانیک هوافضا اخترفیزیک
مکانیک ، هوافضا ،اخترفیزیک
وبلاگ تخصصی فیزیک و اختر فیزیک
وبلاگ تخصصی فیزیک جامدات
همه با هم برای از بین نرفتن فرهنگ ایرانی
انتخاب
فیزیک و واقعیت
ترجمه متون کوتاه انگلیسی
دنیای بیکران فیزیک
آهنگ وبلاگ
 وقتی هارمونیکهای مختلف ، تارهای مختلف ساز با هم به طور کامل کوک نمی‌شوند در داخل صوت موسیقی ناهنجاریهایی شنیده می‌شود که اختلاف جزئی با آهنگ اصلی دارد. این مساله در مباحث علمی تحت عنوان پدیده طنین مطرح است. در حالت کلی اکثر ناهنجاریهای صوتی که فرکانس ناخوشایند تولید می‌کنند به این پدیده مربوط می‌شود.
مفهوم طنین
اگر ارتعاشی ناهماهنگ باشد. افزون بر بلندی و ارتفاع یک خاصیت دیگر نیز دارد این زنگ صدای خاص یا طنین آن می‌باشد.
طنین چگونه بوجود می‌آید؟
اگر به جای دیاپازون ، سیرن ساده‌ای یعنی دیسک چرخانی را که دارای سوراخ‌هایی است و جریان هوا روی آنها دیده می‌شود، با افزایش فشار جریان هوا نوسانهای چگالی هوای پشت سوراخها را شدت می‌بخشیم و صوت با حفظ ارتفاعش بلندتر می‌شود. با افزودن به سرعت چرخش دیسک ، دوره قطع جریان هوا را کاهش می‌دهیم. صدا زیرتر می‌شود ولی بلندتر نمی‌شود.
می‌توانیم در دیسک دو ردیف یا بیشتر سوراخ کنیم و تعداد سوراخ‌های هر ردیف را متفاوت بگیریم. هر چه تعداد سوراخهای ردیفی زیادتر یعنی دوره قطع کوتاهتر باشد. صوت از دیدن جریان زیرتر است.
تفکیک صداها
هنگامی که سیرن به عنوان چشمه صوت باشد. ارتعاشهای دورهای و ناهماهنگ به دست می‌آید، ثپ ( پالس ) چگالی هوای جریان متناوب ناگهانی عوض می‌شود. از این رو صدای سیرن با اینکه صوت موسیقی است. ولی به صدای دیاپازدن شبیه نیست ، یعنی صوت سیرن را با ، دیاپازدن هم صدا کرده همین طور بلندی دو صوت را نیز می‌توان یکسان کرد.
با وجود این ، می‌توان صدای سیرن را از صدای دیاپازن با آسانی تمیز داد. از این رو اگر ارتعاشی ناهماهنگ باشد. افزودن بر بلندی و ارتفاع یک خاصیت دیگر نیز دارد. این رنگ صدای خاص ، یا طنین آن است. به سبب طنینهای مختلف ، می‌توان صداهای صحبت ، سوترفی ، تار پیانو ـ تار ویولون ، فلوت ، آکاردئون و غیره را از هم تمیز داد. حتی اگر این صداها ارتفاع و بلندی یکسان داشته باشند. ما صدای اشخاص را طنین صدایشان تشخیص می‌دهیم.
خواص تشخیص ارتعاش طنین صوت
نوسان نگاشت‌های تولید شده با پیانو و قره ‌نی از نت یکسان یعنی صوت هم ارتفاعی متناظر با دوره 0.01s را نشان می‌دهد. نوسان نگاشت‌ها نشان می‌دهند که مد هر دو نوسان یکی است. ولی در شکل نت خیلی فرق دارند. و در نتیجه طنین هماهنگ متفاوت دارند. هر دو صوت عبارتند از نوسانهای هماهنگ ( تنها ) یکسان ، اما تنها ( اصلی و ابر تنها ) در این صوتها با دانه‌ها و فازهای متفاوت نشان داده شده‌اند. بنابراین ، باید پیدا کنیم که در طنین خاصی چه عواملی دخالت دارند.
عوامل دخیل در طنین
- دامنه ارتعاش:
برای گوش انسان فقط بسامد و دامنه ، تنهای صوت اساسی‌اند ، یعنی طنین صوت را طیف هماهنگهایش تعیین می‌کند.
- فاز ارتعاش:
تغییر وضع تک تک تنها با زمان یعنی جابه جاییهای فاز تنها ، با اینکه شکل ارتعاش برآیند را به مقدار زیادی عوض می‌کنند ولی گوش آنها را احساس نمی‌کند. بنابراین ، صوت یکسانی را می توان با شکلهای ارتعاشی به کلی متفاوت ، شنید. فقط مهم این است که طیف ، یعنی بسامد و دامنه تنهای مؤلفه ، بدون تغییر بمانند.

کلمات کلیدی: اپتیک


نوشته شده توسط مهدی 86/12/4:: 10:18 صبح     |     () نظر
سال 467 در زمان سلطنت جلال الدین ملکشاه سلجوقی و وزارت خواجه نظام الملک ، چون خواستند ترتیب تقویم یعنی محاسبه سال و ماه را بر طبق قوانین نجومی و دقیق معین کنند، گروهی از دانشمندان آگاه به علم نجوم را برای این کار انتخاب کردند و آنها مامور بودند تا محاسبه را ترتیب دهند و این محاسبه ، درست ترین و دقیق ترین محاسبه سال شماری و معروف به تقویم جلالی است و خیام یکی از این دانشمندان و گویا سرپرست این گروه بوده است.هر دستگاه تقسیم زمان به سال ، ماه ، هفته و روز و جدولی که شامل این تقسیمات است ، به تقویم یا تاریخ موسوم است.همه این دستگاه های قراردادی حساب زمان در نهایت به امور متناوب طبیعی و دوره های گردش طبیعی برمی گردد. در واقع باید گفت که تاریخ تقویم از زمانی شروع می شود که انسان به حال ماندگاری به زراعت پرداخت ؛ در نتیجه متوجه شد که موسم بذرافشانی به فواصل منظم همه ساله بازمی گردد.سپس به شمردن ایام میان 2 موسم متوالی بذرافشانی پرداخت.
ماههای قمری و مشکلات آن
از نخستین پیشرفت هایی که در حساب زمان حاصل شد، اتخاذ دوره گردش قمر بود. منجمان 2 تعریف برای ماه دارند؛ ماه نجومی که فاصله زمانی میان دو عبور متوالی قمر از مقابل یک ستاره ثابت است و ماه هلالی ، که فاصله زمانی میان دو مقارنه قمر و خورشید است.ماهی که در آن روزها از آن استفاده می شد، ماه هلالی بود. پس از آن که استفاده از ماههای قمری بر استفاده فصلها در تقسیم سال طبیعی غلبه پیدا کرد، ماهها را بر حسب فصلی که در آن می افتاد، نامگذاری کردند.مبنا قرار دادن ماههای قمری ، به عنوان حساب زمان ، با مشکل مواجه شد؛ چون پدیده های طبیعی که ماهها به مناسبت آنها نامگذاری شده بودند، باید همواره در همان ماه پیش بیاید که این ممکن نیست. راصدین نخستین ، وسیله ای برای محاسبه طول دقیق سال شمسی و قمری نداشتند، ولی عده ای از آنها، با شمردن تعداد ایام میان 2 انقلاب متوالی یا 2 اعتدال متوالی و حساب متوسط ارقام حاصل در طی چندین سال ، طول سال شمسی را نزدیک به 365 شبانه روز به دست آورده بودند. این گونه که مشهود است، سال شمسی نزدیک به 11 شبانه روز از 12 ماه هلالی ، طولانی تر است. اگر یک رصدکننده بدوی می خواست تناظر ماهها را با فصول طبیعی تا حدی محفوظ نگه دارد، مجبور بود اختلافی را که از جمع شدن تفاوت 11 روز در هر سال حاصل می شد و پس از 3 سال به بیش از یک ماه اضافه می شد، تصحیح کند.راه ساده این مساله ، کبس (kabs) یعنی الحاق یک ماه قمری اضافی بود. در چنین دستگاهی ، بعضی سالها 12ماهه و بعضی 13 ماهه می شدند.بسیاری از اقوام بدوی کبس را از طریق مشاهده انجام می دادند.

سال شمسی

برای مصریان قدیم ، به مناسبت نقش حیاتی طغیان های سالانه رود نیل در اقتصاد زراعتی آنها و به ترتیب نسبتا منظم این طغیان ها، سال شمسی اهمیتی بیش از سال قمری داشت.به همین دلیل ، از زمانهای بسیار دور، تقویم شمسی خالص ، جایگزین تقویم قمری بدوی شد. سال شمسی به 3 فصل 4 ماهه تقسیم می شد.هر ماه 30 شبانه روز بود و پس از 12 ماه ، 5 روز اضافی درج می شد و به این ترتیب ، سال درست ، مرکب از 365 شبانه روز بود.در سالی که این تقویم اختیار شد، اولین روز اولین ماه ، مقارن ، رصد تشریق شعرای یمانی آغاز شد و انتخاب آن مسلما به این سبب بود که تقریبا مقارن آغاز طغیان نیل و انقلاب صیفی بود.

تقویم جلالی یا ملکی

تقویم شمسی که در زمان جلال الدوله ملکشاه سلجوقی تاسیس شد و در قسمت اعظم ایران رواج یافت ، همان تقویمی است که امروزه رایج است.مبدا این تقویم روز جمعه 9 رمضان 471 هجری قمری است. سال جلالی از اول بهار آغاز می شود و 12 ماه 30 روزه و 5روز اضافی به دنبال ماه دوازدهم دارد. روز اول سال جلالی ، یعنی روز ورود خورشید به اعتدال بهاری با روز ورود خورشید به نخستین درجه حمل انطباق یافت با این قرارداد، سال جلالی به عکس سال مسیحی که در هر 10 هزار سال ، قریب 3 روز با سال شمسی اختلاف پیدا می کند، همیشه مطابق با سال شمسی قرار دارد و آن را می توان دقیق ترین تقویم جهان دانست ؛ ولی سالهای کبیسه در تقویم جلالی ، ثابت نیستند و کبیسه کردن موقوف به نتایج رصد هر سال است.

تقویم های زرتشتی

زرتشتی گری در دوره ساسانی رواج یافت. پس از حمله اعراب ، زرتشتیان در مناطق مختلف پخش شدند که باعث پیدایش تقویم های گوناگون شد.تقویم زرتشتی ، خورشیدی است و با زمان تاجگذاری آخرین پادشاه زرتشتی ، یزدگرد سوم ، شروع می شود.سال تقویم اوستایی (زرتشتی) در هر 4 سال ، یک شبانه روز یا به طور دقیق تر در هر 128 سال ، 31 شبانه روز از سال شمسی حقیقی عقب می افتد و در نتیجه ، مثلا نوروز در طول سال تغییر می کند.در باب تنظیم زمان در ایران باستان ، اطلاعات قطعی در دست نیست. احتمالا در بدو امر، سال قمری ایجاد شده ، ولی ظاهرا میان مردم کشاورز و گله دار، که اساس کارهایشان بر فصول طبیعی است ،باید بزودی ترتیب کبیسه ای داده شده باشد.اولین شکل تقویم که از آن نزد اقوام ایرانی خبر داریم ، تقویم اوستایی قدیم است که قمری - شمسی و آغازش بر پایه انقلاب سیفی بوده است.بعید نیست که در نتیجه مهاجرت اقوام ایرانی و به اقتضای آب و هوا یا به واسطه رابطه ای که با تمدن بابلی و آشوری داشتند، مبدا سال آنها تغییر کرده باشد. نشانه این تقویم پارسی قدیم در کتیبه های داریوش پیدا شده است.تقویم اوستایی در تمام جزییات با تقویم مصری مطابق است و هر روز ماه ، چنان که در مصر معمول بوده ، به یک فرشته موکل منسوب و به اسم او موسوم است و البته تنها مشکل در این تقویم ، همانند بسیاری از تقویم های دیگر، کبیسه گیری بوده است که این مشکل با به وجود آمدن تقویم جلالی تا حدودی حل شد.


نوشته شده توسط مهدی 86/12/4:: 10:16 صبح     |     () نظر
درسالهای اولیه هارمونیکها در صنایع چندان رایج نبودند.به خاطر مصرف کننده های خطی متعادل. مانند : موتورهای القایی سه فاز،گرم کنندها وروشن کننده های ملتهب شونده تا درجه سفیدی و ..... این بارهای خطی جریان سینوسی ای در فرکانسی برابر با فرکانس ولتاژ می کشند. بنابراین با این تجهیزات اداره کل سیستم نسبتا با سلامتی بیشتری همراه بود. ولی پیشرفت سریع در الکترونیک صنعتی در کاربری صنعتی سبب بوجود آمدن بارهای غیر خطی صنعتی شد. در ساده ترین حالت ، بارهای غیرخطی شکل موج بار غیر سینوسی از شکل موج ولتاژ سینوسی رسم می کنند (شکل موج جریان غیر سینوسی).

پدیدآورنده های اصلی بارهای غیر خطی درایوهای AC / DC ، نرم راه اندازها ، یکسوسازهای 6 / 12 فاز و ... می باشند. بارهای غیرخطی شکل موج جریان را تخریب می کنند. در عوض این شکل موج جریان شکل موج ولتاژ را تخریب می نماید. بنابراین سامانه به سمت تخریب شکل موج  در هر دوی ولتاژ و جریان می شود. در این مقاله سعی شده است تا بزبانی هرچه ساده تر توضیحی در مورد نحوه عملکرد هارمونیک ها و راه کاری برای دوری از تاثیر گذاری آنها بر خازنها ی نیرو ارائه شود.

اساس هارمونیک ها :
اصولا هارمونیک ها آلوده سازی شکل موج را در اشکال سینوسی آنها نشان می دهند. ولی فقط در مضارب فرکانس اصلی . تخریب شکل موج را می توان در فرکانس های مختلف (مضارب فرکانس اصلی) بعنوان یک نوسان دوره ای بوسیله آنالیز فوریه تجزیه و تحلیل کرد. در حال حاضر هارمونیکهای فرد و زوج و مرتبه 3 در اندازه های مختلف ضرایب فرکانس های مختلف در سامانه های الکتریکی موجودند که مستقیما تجهیزات سامانه الکتریکی را متاثر می سازند. در معنایی وسیعتر هارمونیکهای زوج و مرتبه 3 هریک تلاش می کنند که دیگری را خنثی نمایند. ولی در مدت زمانی که بار نا متعادل است این هارمونیک های زوج و مرتبه 3 منجر به اضافه بار در نول و اتلاف انرژی شدید می شوند. با تمام احوال هارمونیک های فرد اول مانند هارمونیک پنجم ، هفتم ، یازدهم ، سیزدهم و .... عملکرد این تجهیزات الکتریکی را تحت تاثیر قرار می دهند. برای فهم بهتر تاثیر هارمونیک ها ، شکل زیر تاثیر تخریب هارمونیک پنجم بر شکل موج سینوسی را نشان می دهد :
 
 هارمونیک های ولتاژ و جریان تاثیرات متفاوتی بر تجهیزات الکتریکی دارند. ولی عموما بیشتر تجهیزات الکتریکی به هارمونیکهای ولتاژ بسیار حساس اند. تجهیزات اصلی نیرو مانند موتورها، خازن ها و غیره بوسیله هارمونیکهای ولتاژ متاثر می شوند. به طور عمده هارمونیکهای جریان موجب تداخل مغناطیسی (Magnetic Interfrence) و همچنین موجب افزایش اتلاف در شبکه های توزیع می شوند. هارمونیکهای جریان وابسته به بار اند ، در حالی که سطح هارمونیکهای ولتاژ به پایداری سامانه تغذیه و هارمونیکهای بار (هارمونیکهای جریان) بستگی دارد. عموما هارمونیک های ولتاژ از هارمونیک های جریان کمتر خواهند بود.    
 تشدید:
اساسا تشدید سلفی – خازنی در همه انواع بارها مشاهده می شود. ولی اگر هارمونیک ها در شبکه توضیع شایع نباشند تاثیر تشدید فرونشانده می شود.
در هر ترکیب سلفی – خازنی چه در حالت سری و چه در حالت موازی ، در فرکانسی خاص تشدید رخ می دهد که این فرکانس خاص فرکانس تشدید نامیده می شود. فرکانس تشدید فرکانسی است که در آن رآکتنس خازنی (Xc) و رآکتنس القایی (XL) برابر هستند.
برای ترکیبی مثالی برای بار صنعتی که شامل اندوکتانس بار و یا رآکتنس ترانسفورماتور که بعنوان XL عمل می کند و رآکتنس خازن تصحیح ضریب توان که بصورت Xc خودنمایی می کند فرکانس تشدیدی برابر با LC خواهیم داشت . رآکتنس خازنی متناسب با فرکانس کاهش می یابد (توجه : Xc با فرکانس نسبت عکس دارد). در حای که رآکتنس القایی متناسب با آن افزایش می یابد (توجه
: XL با فرکانس نسبت مستقیم دارد).این فرکانس تشدید به سبب متغیر بودن الگوی بار متغیر خواهد بود. این مساله برای ظرفیت خازنی ثابت کل برای اصلاح ضریب توان پیچیده تر است. برای درک صحیح این پدیده لازم است دو نوع وضعیت تشدید شامل حالت تشدید سری و حالت تشدید موازی مورد توجه قرار گیرند. این دو امکان در زیر توضیح داده می شوند.
 تشدید سری:
یک ترکیب سری رآکتنس سلفی – خازنی ، مدار تشدید سری شکل می دهد که در شکل زیر نشان داده شده است.
 
 به خاطر ترکیب سری سلف و خازن ، در فرکانس تشدید امپدانس کل به پایین ترین سطح کاهش می یابد و این امپدانس در فرکانس تشدید طبیعتی مقاومتی دارد. بنا براین در فرکانس تشدید رآکتنس خازنی و رآکتنس سلفی (القایی) برابر هستند.این امپدانس پایین برای توان ورودی در فرکانس تشدید ، افزایش توانی جریان را نتیجه می دهد.شکل داده شده زیر رفتار امپدانس خالص در وضعیت تشدید سری را نشان می دهد.
 
 در کاربری صنعتی رآکتنس ترانسفورماتور قدرت به علاوه خازنهای اصلاح ضریب توان در سمت ولتاژ پایین به عنوان یک مدار تشدید موازی برای سمت ولتاژ بالای ترانسفورماتور عمل می کند. اگر این فرکانس تشدید ترکیب سلف و خازن بر فرکانس هارمونیک شایع در صنعت منطبق شود ، بخاطر بستری با امپدانس پایین ارائه شده توسط خازن ها برای هارمونیک ها ، منجر به افزایش توانی جریان خازن ها خواهد شد. از این رو خازن های ولتاژ پایین در سطحی بسیار بالا اضافه بار پیدا خواهند کرد که همچنین این عمل موجب تحمیل بار اضافی بر ترانسفورماتور می شود. این پدیده منجر به تخریب ولتاژ در شبکه ولتاژ پایین می شود.
 تشدید موازی:
یک تشدید موازی ترکیبی از رآکتنس خازنی و القایی است که در شکل زیر نمایش داده شده است.
 
 
در اینجا رفتار امپدانس برعکس حالت تشدید موازی خواهد بود که در شکل داده شده در زیر ، نشان داده شده است.در فرکانس تشدید امپدانس منتجه مدار به مقداری بالا افزایش می یابد. این ، منجر به بوجود آمدن مدار تشدید موازی میان خازن های اصلاح ضریب توان و اندوکتانس بار می شود که نتیجه آن عبور ولتاژ بسیار بالا هم اندازه  امپدانس ها و جریان های گردابی بسیار بالا درون حلقه خواهد بود.
 
 در کاربری صنعتی خازن اصلاح ضریب توان مدار تشدید موازی با اندوکتانس بار تشکیل می دهد.هارمونیک های تولید شده از سمت بار رآکتنس شبکه را افزایش می دهند. که موجب بلوکه شدن هارمونیک های سمت تغذیه می شود.این منجر به تشدید موازی اندوکتانس بار و اندوکتانس خازنی می شود. مدار LC (سلفی – خازنی) مواز ی ، شروع به تشدید میان آنها می کند که منجر به ولتاژ بسیار بالا و جریان گردابی بسیار بالا در درون حلقه مدار سلف – خازن (LC) می شود. نتیجه این امر آسیب به تمام سمت ولتاژ پایین سامانه الکتریکی است.
ایزوله کردن تشدید موازی از ایزولاسیون تشدید سری نسبتا پیچیده تر است.اساسا این امر بخاطر تنوع بار صنعتی از زمانی به زمان دیگر است که موجب تغییر فرکانس تشدید می شود. شکل زیر تاثیر ظرفیت خازنی ثابت و اندوکتانس متغیر را نشان می دهد.
 

 این تغییر مداوم فرکانس تشدید ممکن است موجب تطبیق فرکانس تشدید بر فرکانس هارمونیک شود که ممکن است منتج به ولتاژ بالا و جریان بالا که سبب نقص و خرابی تجهیزات الکتریکی می شوند ، گردد.بنا بر این در هر دو تشدید موازی و سری خازنهای قدرت متاثر هستند که بکار گیری دستگاه های حفاظتی و ایمنی را برای خازنها ایجاب می نماید. این امر درک صحیح بر خازنهای قدرت را قبل از از اعمال تصحیح بخاطر تاثیر هارمونیک ها و تشدید ایجاب می نماید.
 خازنهای قدرت:
خازنهای اصلاح ضریب توان نسبت به هارمونیک ها حساس اند و بیشتر عیوب خازنهای قدرت ، عیوبی با طبیعت زیر را نشان می دهند :
هارمونیک ها – هارمونیک های پنجم ، هفتم ، یازدهم ، سیزدهم و ...
تشدید
اضافه ولتاژ
امواج کلید زنی
جریان هجومی
ولتاژ آنی بازگیری جرقه
تخلیه / بازبست ولتاژ
 
بسته به طراحی ساختاری اساسی ، حدود پایداری در مقابل اضافه ولتاژ ، اضافه جریان و هارمونیکها برای دور کردن خازن از خرابی بسیار مهم است.
اساسا خازن ها امواج کلید زنی تولید می کنند که عموما به عنوان جریان هجومی و اضافه ولتاژ آنی دسته بندی می شوند.
جریان هجومی پدیده ای است که هنگام به مدار وصل کردن خازن ها رخ می دهد. امپدانس ارائه شده توسط خازن طبیعتا بسیار کم و مقاومتی است. این امر منجر به جریان هجومی به بزرگی 50 تا 100 برابر جریان اسمی می شود که از خازن عبور می کند ، اما چرا از خازن؟ زیرا امپدانس ترانسفورماتور در زمان روشن کردن خازن ها فقط در مقابل شار جریان مقاومت می کند.
این امر هنگامی پیچیده تر می گردد که در ترکیب موازی بانک خازنی ممکن است جریان هجومی کلید زنی به سطحی بالاتر از 200 تا 300 برابر جریان اسمی برسد. این جریان هجومی نتیجه تخلیه خازن های از پیش شارژ شده موازی با آن می باشد. در زیر این مطلب نشان داده شده است.نوعا جریان هجومی علاوه بر تخریب در شکل موج جریان سبب تخریب در شکل موج ولتاژ می شود.
 
 
در هنگام خاموش کردن (از مدار خارج کردن) خازن ها ، بسته به شارژ ذخیره شده در آن ، اضافه ولتاژ ناگهانی بالاتری در زمان خاموش کردن خازن ها بوجود خواهد آمد که ممکن است موجب پدید آمدن جرقه در پایه ها شود.
هنگامی که خازن خاموش می شود شار الکتریکی در خود نگه می دارد و بوسیله مقاومتهای تخلیه ، تخلیه (Discharge) می شود. مدت زمان تخلیه عموما بین 30 تا 60 ثانیه می باشد. تا زمانی که تخلیه بشکل موثری صورت نگرفته نمی توان خازنها را به مدار باز گرداند. هرگونه بازبست خازن قبل از تخلیه کامل دوباره موجب افزایش جریان هجومی می شود.
 
علاوه بر دستگاه های مسدود کننده هارمونیک ها که با صحت خازن ها نسبت مستقیم دارند ، و در سر خط بعدی تشریح می شوند ، دستگاه های تحلیل برنده امواج کلید زنی مثل جریان هجومی ، اضافه ولتاژ آنی و غیره نیاز دارند که بطور دقیق تعریف و بررسی شوند.
 
دستگاه های مسدود کننده هارمونیک ها:
برای کاربری سالم خازن ها لازم است که فرکانس تشدید مدار LC (سلف – خازن) که شامل ادوکتانس بار و خازنهای اصلاح ضریب توان می شود ، به فرکانسی دور از کمترین فرکانس هارمونیک تغییر داده شود. برای مثال هارمونیک هایی که در سامانه تولید می شوند و خازن های قدرت را متاثر می سازند ، هارمونیک های پنجم ، هفتم ، یازدهم ، سیزدهم و غیره هستند. پایین ترین هارمونیکی که بر خازن ها تاثیر می گذارد هارمونیک پنجم است که در فرکانس 250 هرتز دیده می شود. اساسا اگر خازن ها با سلف ها موازی شده باشند ، انتخاب مقدار اندوکتانس به شکل زیر است :
ترکیب سری LC (سلف – خازن) در فرکانسی زیر 250هرتز تشدید می کند . بنابراین در همه فرکانس های هارمونیک ها ترکیب سری سلف و خازن مانند یک ترکیب سلفی عمل خواهد کرد و امکان تشدید برای هارمونیک پنجم یا هر هارمونیک بالاتری از بین می رود. شکل زیر نامیزان سازی (De – Tuning) خازن ها را نشان می دهد.
 
 
این ترکیب سلف و خازن که در آن فرکانس تشدید در فرکانسی دور از فرکانس هارمونیک تنظیم شده است ، مدار LC (سلف – خازن) نامیزان شده
(De-Tuned) نام دارد. ضریب نا میزان سازی نسبت رآکتنس به طرفیت خازنی است. در مدار خازنی نامیزان شده ، اساسا سلف مانند دستگاه مسدود کننده هارمونیک ها عمل می کند. برای خازن ها ضریب مناسب نامیزان سازی حدود % 7 است که فرکانس تشدید را در 189 هرتز تنظیم می کند.
اما ، نامیزان سازی % 5.67 همچنین در جایی استفاده می شود که فرکانس تشدیدی معادل 210 هرتز دارد . هر دو درجه نامیزان سازی ، مسدود کردن (بلوکه کردن) هارمونیک ها از خازن ها را تضمین می کنند. شکل زیر درجه نامیزان سازی را نمایش می دهد.

 
 بانک های نامیزان سازی خازن:
بانک های نامیزان سازی خازن نیازمند آن هستندکه با نکات اساسی زیر مشخص شوند :
انتخاب درجه نامیزان سازی
محاسبه خازن کل خروجی مورد نیاز
محاسبه افزایش ولتاژ بوسیله سلف های سری
درجه نامیزان سازی مطلوب بر پایه هارمونیک موجود است. لازم است که هارمونیک های سمت بار اندازه گیری شوند تا در درجه نامیزان تصمیم گیری شود.
خروجی خازن و سطح ولتاژ نیاز به انتخاب صحیح بر اساس درجه نامیزان سازی دارند. برای مثال برای %7 نامیزان سازی برای رسیدن به 200 کیلو ولت آمپر رآکتیو خروجی (KVAR) در 400 ولت ، نیاز به آن داریم که خازن 240 KVAR خروجی با ولتاژ 400 ولت انتخاب نماییم. این بدلیل افزایش ولتاژ بوسیله اندوکتانس سری است. مشابها برای رسیدن به 200 KVAR خروجی در ولتاژ 440 ولت به خازن های 240 KVAR خروجی 480 ولتی نیاز است.
محاسبه افزایش ولتاژ به سبب رآکتنس سری ، بر اساس نامیزان سازی است و به روش زیر انجام می گیرد :
( درجه نامیزان سازی – 1) / (ولتاژ نرمال مجاز) = ولتاژ خازن
 سامانه خازنی ایده آل:
برای تصحیح ضریب توان در بار صنعتی کنونی که شامل هارمونیک ها و تشدید می شود ، یک سامانه اتصال خازنی اساسا باید خصوصیات زیر را دارا باشد :
ظرفیت خازنی متغیر بر اساس توان رآکتیو برای دوری از تغییر فرکانس تشدید. این امر انتخاب صحیح پنل های APFC را ممکن می سازد. پنل APFC باید خصوصیات زیر را داشته باشد.
حسگرها باید به طور مداوم سطح هارمونیک های ولتاژ را نمایش دهد و خازن ها را تحت زیر سطوح بالاتر هارمونیک ها محافظت نماید.
انتخاب محدوده هارمونیک های پنجم ، هفتم ، یازدهم ، سیزدهم و همچنین شناخت تخریب همه هارمونیک ها برای تنظیم حدود ایمن و همچنین پیش بینی تغییرات بعدی هارمونیک ها.
مونیتورینگ جریان RMS برای محافظت خازن ها تحت هر حالت تشدید.
کنترل مشخصات ، برای دوری از بکارگیری ظرفیت مازاد خازنی تحت حالت کم بار.
انتخاب خازن با عمر بالا و با تضمین مشخصات زیر :
ظرفیت اضافه بار : حداقل دو برابر جریان اسمی به طور مداوم و 350 برابر آن هنگام جریان هجومی.
قابلیت پایداری در مقابل اضافه ولتاژ :بیشتر از %10 و بالاتر از ولتاژ مجاز بصورت پیوسته.
قابلیت پایداری در مقابل هارمونیک ها : تضمین محدوده های هارمونیک های پنجم ، هفتم ، یازدهم ، سیزدهم و همچنین برای محدوده های THD.
مدار سلفی De – Tuned برای مسدود کردن هارمونیک ها (الگوی هارمونیک بار باید قبل از تعیین درجه نامیزان سازی (De – Tuning) اندازه گیری شود).
انتخاب سطح خازن و سطح ولتاژ براساس درجه نامیزان سازی.
دستگاه های کلیدزنی با تقلیل دهنده های داخلی برای تقلیل امواج کلید زنی برای خازن های قدرت.
اساسا این خصوصیات با مطالعه متناسب هارمونیک های ولتاژ بار همراه است که تضمین می کند که تاثیر مخرب هارمونیک ها و تشدید از خازن ها دور شود که بدین وسیله عمر خازن ها و کارایی کل سامانه الکتریکی را افزایش می دهد.
 نتیجه گیری
علم به شرایط و خصوصیات خازن ها و عوامل موثر بر آنها از جمله هارمونیک ها نه تنها موجب افزایش امنیت و سلامتی و طول عمر آنها خواهد شد بلکه سبب کاهش هزینه های پیش بینی شده و نشده در بکار گیری انرژی الکتریکی می شود.

کلمات کلیدی: مغناطیس


نوشته شده توسط مهدی 86/12/4:: 10:13 صبح     |     () نظر

موفقیت علمی فضایی ایران در پرتاب نخستین راکت کاوشی، از پیشرفت فضایی و موفقیت‌های ارزنده علمی کشورمان خبر می‌دهد.

رونمایی از نخستین سامانه فضایی جمهوری اسلامی روز دوشنبه ? ???بهمن توسط رییس‌جمهوری کشورمان با پرتاب "موشک کاوشگر یک" انجام شد که در ارتفاع پایین، وظیفه شناسایی محیط پروازی ماهواره‌ها را قبل از پرتاب برعهده دارد. انتشار خبر پرتاب "موشک کاوشگر یک" و پرده برداری از ماهواره امید موجب شگفتی در جهان شده که دانش ایرانی توانسته مرزهای دست نیافتنی و انحصاری قدرت‌های بزرگ را درنوردد.

 

کاوشگر 1

 


رویای فضا
سفر به فضا از مهمترین آرزوهای بشر بوده است. از اواسط قرن بیستم تاکنون پیشرفت‌های بزرگی در این عرصه انجام شده که مدیون تلاش، تفکر و استمرار در راه این هدف دیرینه است.
با این حال این اقدام بزرگ در چند کشور خاص انجام می‌شود و ابعاد و زوایای این کار برای دیگران به صورت راز مبهم و بسیار پیچیده باقی مانده است.

حجم فعالیت‌های انجام شده در زمینه ماهواره و مسایل مربوط به آن در اقصی نقاط جهان مدام در حال گسترش است، و در این میان انتخاب "محل استقرار" پایگاه پرتاب فضایی مساله‌ای بسیار مهم است و باید بررسی‌های بسیاری برای انتخاب بهینه این جایگاه انجام شود. همچنین تعیین جهت برای ماهواره‌ها بسیار مهم و حساس است، زیرا ماهواره‌هادر فضاثابت نمی‌مانند و در اثر وجود گرادیان‌های نامتقارن جاذبه‌ای میدان مغناطیسی زمین، تابش‌های خورشیدی و سایر عوامل، جهت آنها در فضا تغییر می‌کند. بنابراین باید به صورت لحظه‌ای جهت ماهواره‌ها نسبت به یک نقطه مرجع، مشخص شود. 
سامانه فضایی چیست؟
سامانه از "سیستم (موشک) پرتاب ماهواره"، "ماهواره" "پایگاه پرتاب" تشکیل شده است.

نخستین راکتهای حامل ماهواره، نمونه‌های توسعه یافته موشک وی ? ??آلمان بودند که فاتحان جنگ جهانی دوم در دو سوی کره زمین با بهره‌گیری از دانش فنی متخصصان آلمانی و صرف بودجه‌های هنگفت در اوایل دهه ? ???میلادی آنها را به دنیا معرفی کردند.

در حقیقت ماموریت یک سیستم حامل ماهواره قرار دادن محموله خود در محل مناسب و در زمان مشخص شده است و می‌توان گفت یک سیستم پرتاب ماهواره موشکی است با دو یا چند مرحله که هر مرحله شامل موتور راکت (با ساخت شیمیایی) و سازه(بدنه) و مکانیزم جدایش است. هر مرحله پس از اتمام سوخت موجود در آن از راکت جدا می‌شود و موتور مرحله بعد روشن می‌شود تا با شتاب دادن به محموله آنرا به مقصد نهایی خود برساند. آنچه را که در این بخش به عنوان دستاورد کشور در پرتاب کاوشگر می‌توان برشمرد، دستیابی به فناوری بومی ساخت و پرتاب راکتهای کاوش و جمع‌آوری و تحلیل اطلاعات بدست آمده از پرواز آنها است.

 ماهواره؟
در مراسم پرتاب موفق راکت کاوشگر یک، از ماهواره تحقیقاتی "امید" نیز پرده‌برداری شد، این ماهواره کوچک تحقیقاتی جهت استفاده در مدار پایین زمینی طراحی شده است.
"امید" یک ماهواره تحقیقاتی پیشرفته است که در آینده نزدیک توسط ماهواره‌بر و از پایگاه فضایی ایران به مدار پرتاب خواهد شد. ماهواره‌ها، به گفته کارشناسان، به عنوان "چشم سوم بشر" در فضا مجموعه وسیعی از امکانات را در اختیار می‌گذارند و با توجه به همین موضوع کشورهایی که ماهواره‌ای از آن خود ندارند را کشورهای "کور" لقب می‌دهند. تصاویر ارسالی ماهواره جهت پیش‌بینی بلایای طبیعی و مدیریت پیامدهای آن جهت کاهش خسارات، اکتشافات معدنی، بررسی تغییرات آب و هوایی و اقلیمی، پایش جنگلها، مراتع، اقیانوسها و کاربردهای متنوع دیگر به کار می‌روند.

استفاده از ماهواره در ارتباطات، انتقال داده و تصویر مدتهاست کیفیت زندگی بشر را ارتقا داده است، پخش زنده تلویزیونی و ارتباطات تلفنی از اقصی نقاط جهان مدیون توسعه فناوری فضایی است.

همچنین ناوبری و تعیین مسیر حرکت هواپیماها، کشتی‌ها و هر نوع وسیله دیگر امروزه به کمک ماهواره‌ها تسهیل شده است، کشور ما نیز در این عرصه برنامه‌های مشخصی دارد. در حقیقت پایگاه پرتاب ماهواره مجموعه‌ای از تاسیسات و تجهیزات بسیار مدرن برای آماده‌سازی نهایی ماهواره، کنترل مسیر حرکت موشک پرتاب‌کننده ماهواره، نگهداری سیستم پرتاب و سکوهای پرتاب است.

 پایگاه پرتاب
فرآیند پرتاب با توجه به هزینه‌های بسیار بالای صرف شده برای توسعه سامانه‌های فضایی بسیار حساس بوده و ایمنی در آن از اهمیت فوق‌العاده ای برخوردار است.

طراحی سکوی پرتاب با توجه به حرارت بسیار بالای گازهای خروجی و همچنین تجهیزات تزریق سوخت و آماده‌سازی موشک قبل از پرتاب دارای فناوری پیچیده‌ای است.


 رویکرد به فضا به دلیل جنبه‌های اقتصادی
"رضا اصلانی" مدیر عامل یک شرکت هوافضایی در خصوص فناوری فضایی می‌گوید بحث فضا در تمام دنیا جنبه اقتصادی پیدا کرده و این موضوع بر خلاف رویکرد کشورها در ? ???سال قبل است که فناوری فضایی جنبه امنیتی، ابرقدرتی و رقابتی داشت اما اکنون این جنبه‌ها کمرنگ شده است.
وی افزود: اکنون اغلب دنیا، با دید اقتصادی به فناوری فضایی روی می‌آورند و این موضوع باعث شده حتی کشورهای در حال توسعه هم به این حوزه روی آورند. وی در خصوص حساسیت برخی کشورها به فناوری فضایی ایران توضیح داد: اگر آنها بدبینی نکرده و منصفانه رفتار کنند، نظر مثبتی به این موضوع خواهند داشت و البته خودشان نیز می‌دانند که این بحث اقتصادی، فنی و فناوری است. تجارت در بخش فناوری فضایی اکنون رونق بسیاری دارد و در تمام دنیا از ماهواره‌ها برای خدمات مخابراتی، انتقال داده و بسیاری موارد دیگر استفاده می‌شود.

حتی اینترنت که سبب این همه کسب و کار و گردش مالی در دنیا شده است، با استفاده از فناوری فضایی پابرجاست.

وی که کارشناس ارشد مهندسی فضاست، اظهار داشت: کشور ما نیز باید وارد بحث فناوری فضایی شود و اقدام به ساخت ماهواره کند و با کشورهای دیگر نیز در این زمینه همکاری داشته و همکاری خود را حفظ کند.

وی کشورهایی را دارای فناوری طراحی، ساخت و پرتاب ماهواره هستند، آمریکا، روسیه، چین، فرانسه، انگلستان، هند، ژاپن، رژیم صهیونیستی، کره شمالی و برزیل ذکر کرد.

وی با اشاره به اینکه قزاقستان دارای بزرگترین مجتمع پرتاب ماهواره دنیا است، توضیح داد: البته قزاقستان خود اقدام به پرتاب ماهواره نمی‌کند و سکوی خود را به کشورهای دیگر برای پرتاب اجاره می‌دهد و از این بخش مبالغ هنگفتی نیز آمد به دست می‌آورد.

اصلانی پرتاب موشک کاوشگر را اولین و مهمترین گام برای پرتاب ماهواره به فضا دانست و افزود: گام کوچک دیگری نیز برای پرتاب نهایی ماهواره وجود دارد که البته وقتی مهمترین بخش کار انجام شده، آن نیز قابل انجام است.

این کارشناس فناوری فضایی ادامه داد: کشور ما از لحاظ موقعیت جغرافیایی و قرارگرفتن در روی کره زمین دارای محل مناسبی برای ایستگاه‌های پرتاب است.

 کوری بدون ماهواره
در عصر کنونی کشورهایی که فاقد فناوری ماهواره هستند، عملا از بسیاری پیشرفت‌ها بی‌بهره‌اند.

عضو کمیته مخابرات مجلس شورای اسلامی می‌گوید: مدت مدیدی است که وارد عرصه علوم فضایی و صنعت هوافضا شده‌ایم که می‌توان به اقدامات اخیر پرتاب موشک کاوشگر و تولید داخلی دو ماهواره مصباح و زهره اشاره کرد. "احمد بزرگیان" افزود: اکنون می‌توان گفت کارهای جدی در بخش تحقیقاتی مخابراتی کشور با کمک سازمان‌های تحقیقاتی و پژوهشی فضایی انجام شده است.

به گفته وی، اقدام اخیر "پرتاب موشک کاوشگر" یکی از بلندترین گام‌هایی است که در جهت استفاده از فضا برای ارایه خدمات ماهواره‌ای نظیر مخابرات، هواشناسی و شناخت موقعیت‌های جغرافیایی، برداشته شده است.

وی ادامه داد: ما می‌توانیم از این سامانه فضایی که برای پرتاب موشک از آن استفاده می‌شود، علاوه بر منفعت اقتصادی برای کشور به سایر کشورها نیز خدمات ارایه کنیم.

این‌مقام اظهار داشت: دست یافتن به فناوری فضایی، مانند فناوری هسته‌ای و نانوتکنولوژی علاوه بر این که جنبه اقتصادی دارد، بلکه جایگاه علمی ایران را در سطح جهان ارتقا داده است.

وی با اشاره به اینکه پرتاب ماهواره به وسیله خودمان دارای اهمیت بسیاری است، توضیح داد: برخی کشورها سکوی پرتاب دارند، اما خود قادر به پرتاب موشک نیستند.

وی در پایان تاکیدکرد: مااین سامانه فضایی را خود طراحی و با استفاده از فناوری موجود دنیا آن را بومی‌سازی کرده‌ایم.

دانشمندان ایرانی توان خود را در رشته‌های مختلف علمی یکی پس از دیگری به نمایش می‌گذارند و تازه‌ترین دستاورد، یعنی وارد شدن ایران به جرگه کشورهایی که می‌توانند فضا را درنوردند، جایگاه علمی کشور را به "فضا" می‌برد.

  گزارش از: بهار امیری

" کاوشگر یک " چشم ایرانی‌ها روی کشورشان

با بهره‌برداری از نخستین سامانه فضایی بومی متشکل ازبالا برنده، ماهواره امید و ایستگاه‌های مربوطه که دوشنبه این هفته صورت گرفت، ایران به باشگاه کم عضو فضایی جهان ملحق شد.

کاوشگر 1

این سامانه همراه با فن‌آوری ساخت و پرتاب ماهواره، به ایران امکان آنرا می‌دهد تا دانش فضایی را برای پوشش و نظارت بر سرزمین خود در ابعاد مختلف چون ارتباطات ، زمین شناسی ، نظارت بر تحولات آب و هوایی، نگهبانی از جنگل -ها و پایش میزان گرمای زمین در اختیار بگیرد. موقعیت جغرافیایی‌ایران وقرارگرفتن آن دریک گستره‌جغرافیایی با گوناگونی- ها، این‌کشور را نیازمندآن ساخته‌است تابرای پوشش کشورازماهواره کمک بگیرد. موفقیت ایران درآزمایش نخستین سامانه فضایی، به آن این امکان را می‌دهد تا در آینده به عنوان یک تولیدکننده بالابرها و پرتاب‌کننده ماهواره، سهمی از بازار پرپولی را که اینک در اختیار تعداد اندکی از کشورها از جمله آمریکا، روسیه، فرانسه، چین و هند قرار دارد، ازآن خود کند و لذا می‌توان حدس زد که رقبا بیکار ننشینند و جوسازی‌های خود را علیه تهران با پوششی سیاسی ، تشدید کنند.

" کاوشگر یک " موشک ایرانی که قادر به پرتاب ماهواره است و نیز "امید" ماهواره دردست ساخت ایران که در آینده نزدیک به مدار زمین فرستاده می‌شود، ویژگی‌های علمی متعددی دارند که در تطبیق آنها با مشخصات بالابرنده‌ها در نشریات علمی از جمله "جینز دیفنس" و ماهنامه علمی "هوانوردی " چاپ آمریکا می توان هر دوی آنها را در ردیف نمونه‌های تجاری قرار داد.

راکت کاوشی که ایران این هفته آنرا با موفقیت آزمایش کرد ، از جمله مقدمات اولیه پرتاب ماهواره به مدار است و توسط این راکت‌ها شناسایی محیط پروازی ماهواره‌ها قبل از پرتاب انجام می‌پذیرد.

به‌گفته"محمود احمدی‌نژاد " رییس جمهوری، ایران سامانه پرتاب و ایستگاه -های رهگیری و کنترل و ارتباط با ماهواره را به‌طورکامل درداخل کشور طراحی و ساخته است .

در دانشگاهها و پژوهشکده‌های ایران در سالهای اخیر رشته‌های تحصیلی جدیدی در زمینه علوم فضایی دایر شده است و این مراکز فارغ التحصیلانی داشته‌اند که‌اینک بدنه علمی هیات‌های تحقیقاتی وعلمی کشور را در امور فضایی می‌سازند.

"ابراهیم محمودزاده" مدیر گروه سازنده ماهواره امید در توصیف ویژگی‌های "کاوشگر یک" گفته است که ? ????درصد قطعات و تجهیزات سیستم فضایی ماهواره امید ساخت جمهوری اسلامی ایران است.

کاوشگر 1

ایران در جنوب غرب آسیا قرار گرفته و کشوری نیمه خشک محسوب می‌شود.

کویرهای بزرگ ، جنگل‌های در معرض آسیب و کوهستان‌های سربه فلک کشیده که در دل خود معادن بسیار و متنوعی را جای داده‌اند، در کنار لرزه‌خیز بودن ایران به علاوه با سابقه‌بودن تقریبا تمامی بلایای طبیعی در آن، از جمله زمینه‌هایی‌برشمرده شده که دانشمندان ایرانی بنا دارند با دسترسی به فن‌آوری ساخت،پرتاب و ردگیری ماهواره،آنها را تحت کنترل ، نظارت ، و قابل بهره - برداری سازند.

در تاریخچه زمین لرزه‌های بزرگ جهان ، ایران متاسفانه دارای رتبه بالایی است و تقریبا هر ده سال یک زمین لرزه فوق‌العاده شدید در آن رخ داده است که زمین لرزه ? ?/??ریشتری ? ???خرداد ? ?????درشمال ایران که در عرض چند ثانیه ? ???شهر و یک هزار و ? ????روستای ایران در مساحتی به وسعت دو هزار و ????? کیلومتر را تکان داد و نزدیک به? ???هزارکشته گرفت و زمین لرزه پنجم دیماه ? ?????در منطقه بم که جنوب شرق ایران را با شدت ? ?/??درجه ریشتر تکان داد و آنهم نزدیک به ? ???هزار قربانی گرفت، هنوز در یاد جهانیان هست .


کلمات کلیدی: اختر فیزیک


نوشته شده توسط مهدی 86/12/4:: 10:7 صبح     |     () نظر

 

پیشرفت هاى پدید آمده در مسیر کشفیات، در سده گذشته، افق هاى تازه اى را براى درک منشا و خاستگاه کیهان به روى ما گشوده است، لکن هنوز راز و رمزهاى بزرگى باقى است و سالیانى خواهد گذشت تا ستاره شناسان این رموز را کشف کنند.
ممکن است از یاد برده باشیم که در حدود یک قرن پیش، هیچ کس سیاره  پلوتو را مشاهده نکرده بود و همین طور ستاره شناسان معتقد بودند که جهان هستى محدود به سر حدات ناحیه درخشانى به  نام راه شیرى است.این تصویر از عالم در حالى که ما به قرن ?? پا گذاشته ایم به مراتب پیچیده تر شده است. نظریه نسبیت عام که توسط آلبرت اینشتین ارائه شده است توضیح مى دهد که چگونه گرانش موجب خمیدگى فضا- زمان مى شود و بدین وسیله بیان مى دارد که هر جرم مانند توپ بولینگى که بر روى یک تشک قرار دارد، فرورفتگى اندکى را در سیستم فضا - زمان ایجاد مى کند. در هر حال اینشتین به اشتباه معتقد بود که عالم بدون تغییر است. براى این که نظر خود را در معادلاتش لحاظ کند یک ساختار جدید ریاضى را فرض کرد (ثابت کیهان شناختى)، که این مورد تامین کننده یک نیروى دافعه است که از سقوط عالم در اثر نیروى گرانش خود پیشگیرى مى کند.
ریاضیدان گمنامى به نام الکساندر فریدمن که اهل روسیه بود دریافت که ایده هاى اینشتین در رابطه با گرانش مى تواند بیانگر تفسیرى کاملاً متفاوت باشد، یعنى عالم هستى به جاى آن که پایدارى و ثبات داشته باشد به  سوى انبساط و گسترش پیش مى رود.کیهان شناسى بلژیکى به  نام جورج لومتر که یک کشیش کاتولیک بود، نیز از فرضیه جهان در حال انبساط جانبدارى مى کرد.وى در سال ???? بیان کرد که انتقال مشهور دوپلر در نورى که از سحابى ها (که البته امروزه آن سحابى ها را کهکشان مى نامیم) به ما مى رسد و به سوى طول موج هاى بلندتر میل مى کند بیانگر این نکته است که سحابى ها از زمین دور مى شوند. بدین ترتیب نشان داد که عالم در حال انبساط است.لومتر فرضیه اى را بنیان نهاد که بر طبق آن عالم هستى، از اندازه اى کوچک آغاز شده و تا رسیدن به مقیاس ایده آل خود به پیش مى رود. البته اینشتین این فرضیه را تایید نکرد.در هرحال در سال ???? ادوین هابل با بهره گیرى از میزان درخشندگى ستارگان متغیر، موفق به ایجاد معیارى براى محاسبه فاصله کهکشان ها شد.
هابل دریافت که هرچه یک کهکشان از زمین دورتر باشد، با سرعت بیشترى از ما فاصله مى گیرد.امروزه معتقدیم که انبساط مذکور، در حقیقت انبساط و گسترش فضا است و نه حرکت کهکشان ها در فضا. (مفهومى که هابل هیچ گاه آن را به طور کامل نپذیرفت)در سال ???? جورج گاموف و رالف آلفر با بهره گیرى از ایده لومتر و همچنین مشاهدات هابل، نظریه «انفجار بزرگ» خود را ارائه کردند.آنها مدعى شدند که انفجار کیهانى، موجب تشکیل ماده اولیه اى شده است که بى نهایت داغ بوده و در ضمن حاوى نوترون ها و پس مانده هاى حاصل از انهدام آنها بوده است.این ایده عجیب یک پیش بینى قابل آزمایش را در خود نهفته داشت که براى سالیانى از نظر دور مانده بود:«باقى مانده سرد مهبانگ در قالب تابش ریزموج از زمین قابل آشکارسازى است.» در سال ???? و ???? رابرت ویلسون و آرنو پنزیاس، دانشمندان لابراتوار اى تى  اند  تى بل از یک رادیو تلسکوپ که براى دریافت اطلاعات از نخستین ماهواره ارتباطاتى طراحى شده بود، استفاده کردند تا علائم مربوط به تابش فراگیر ریزموج را آشکار سازند.
وجود این پارازیت ، کاملاً مستقل از جهت قرارگرفتن آنتن بود. آن دو مجدداً تلسکوپ را تنظیم و آن را تمیز کردند اما سیگنال مذکور همچنان وجود داشت.
این پارازیت رادیویى صرفنظر از این که پنزیاس و ویلسون تلسکوپ خود را به سوى خورشید و یا کهکشان راه شیرى نشانه بروند به شکل سابق خود باقى مى ماند و این مورد بیانگر این مطلب بود که تابش موردنظر، منشاء خورشیدى و یا کهکشانى ندارد. پنزیاس و ویلسون به زودى دریافتند که این پارازیت همان تابش مایکروویو است که گامو و آلفر پیش بینى کرده بودند.
با توجه به موارد فوق، دیگر انفجار بزرگ مطلبى دور از ذهن نبود.در هرحال نظریه انفجار بزرگ مانند تمامى نظریه هاى عظیم قرون گذشته و احتمالاً تمام نظریه هاى بزرگى که در آینده ارائه خواهند شد، بیش از آن که به ابهامات پاسخ روشنى بدهد، سئوالات تازه اى را بر سر راه دانشمندان قرار داد.
در سال ???? گروه هاى جداگانه اى از ستاره شناسان که سرپرستى آنها برعهده برایان اشمیت (از رصدخانه هاى سایدینگ اسپرینگ و مونت استروملو، واقع در وسترن کریک استرالیا) و سول پرلماتر (آزمایشگاه ملى لورنس واقع در برکلى _ کالیفرنیا) بود به ثبت درخشندگى ابرنواخترهاى دوردست پرداختند تا میزان کندشدن انبساط عالم را محاسبه کنند.هر دو گروه به یافته هایى نائل شدند که هر جزء آن به نوبه خود به اندازه یافته هاى پنزیاس و ویلسون، در رابطه با ریزموج پس زمینه کیهانى غیرمنتظره بود.«کهکشان هاى دوردست که دربردارنده ابرنواختر هستند با سرعتى که با گذشت زمان کاهش پیدا کند از ما دور نمى شوند، بلکه این کهکشان ها با شتاب از ما دور مى شوند.»این کشف مانند تمامى پیشرفت هاى غیرمنتظره علمى که در گذشته روى داده است، مجموعه اى از سئوالات را در رابطه با موضوع مورد بحث پدید آورد. معماهایى که در ذیل مورد بحث قرار خواهند گرفت نشانى از دستاوردهاى سترگ قرن گذشته است و در عین حال ما را آگاه مى سازد که هنوز راه درازى در پیش داریم.

 جهان هستى در چند بعد خلاصه مى شود
فى الواقع به جز در نمایش هاى شعبده بازى هیچ کس یک خرگوش را از یک کلاه خالى بیرون نمى آورد،  براى ما که در جهانى سه بعدى زندگى مى کنیم. مگر نه؟ ولى شاید هم این طور نباشد. فیزیکدان ها به طور سنتى عالم هستى را با بهره گیرى از چهار بعد ترسیم و تفسیر مى کنند: سه بعد فضایى  آشنا و دیگرى بعد زمان.مدل مذکور به ما کمک مى کند تا براى همه چیز توضیح و تفسیرى داشته باشیم، از خمیدگى نور ستارگان در هنگام عبور از کنار خورشید گرفته تا شکل گیرى سیاهچاله ها. اکنون فیزیکدانان به این مطلب مى اندیشند که احتمالاً باید چند بعد فضایى دیگر را به سیستم کنونى بیفزایند.مسئله سلسله مراتب موجبات تحریک فیزیکدانان را فراهم مى سازد. به بیان ساده تر آنان نمى دانند که چرا نیروى جاذبه گرانشى به شدت از سه نیروى بنیادین دیگر یعنى الکترومغناطیس، نیروى قوى و نیروى ضعیف، ضعیف تر است. دو فیزیکدان به نام هاى لیزا راندال از موسسه  فناورى ماساچوست در کمبریج و رامان ساندرام از دانشگاه جان هاپکینز در بالتیمور (مریلند) تفسیرى ارائه کرده اند که بر طبق آن بعد دیگرى به ابعاد کنونى اضافه مى شود.در مدلى که آن دو ارائه دادند ما در دنیاى چهار بعدى زندگى مى کنیم و ذرات گراویتون که حامل نیروى گرانشى هستند، در بعدى دیگر واقع اند.اختلافى کوچک در بعد پنجم، میان این دو جهان، موجب کاهش چشمگیر نیروى گرانشى مى شود.نظریه پردازان تئورى ریسمان حتى از این هم فراتر مى روند. آنها چهار نیروى بنیادین فیزیک را در یک مدل یازده بعدى یکپارچه مى سازند، که در آن، حلقه هاى بسیار کوچک و قطعات ریسمانى، بنیادى ترین ذرات هستند.اما حتى خوش بین ترین نظریه پردازان تئورى ریسمان نیز تردید دارند که در آینده نزدیک بتوانند این ریسمان ها را مشاهده کنند.نظریه مذکور پیش بینى مى کند که این ریسمان ها ??? میلیون میلیارد برابر کوچکتر از ریزترین ذرات زیراتمى هستند. (منظور ذراتى است که توسط نیرومندترین شتاب دهنده هاى ذرات ایجاد شده اند.)اما در این بین شواهد دال بر بعد پنجم مى تواند بسیار زودتر به دست ما برسد. راندال و ساندرام پیش بینى مى کنند که شتابدهنده بزرگ هادرون، واقع در جنوا که قرار است در سال ???? شروع به کار کند مى تواند انرژى کافى را براى نفوذ یک گراویتون به دنیاى ما فراهم سازد

 

 جهان چگونه شکل گرفت
میان کیهان شناسان بر سر زمان شکل گیرى عالم قابل رویت، این اجماع وجود دارد که جهانى که ما مى توانیم ببینیم، زائیده رویدادى است که بین ?? تا ?? میلیارد سال پیش اتفاق افتاده است.در مدت یک میکرو ثانیه پس از واقعه مذکور، عالم آشامه اى (سوپى) بى اندازه داغ بوده که حاوى کوارک ها و دیگر ذرات عجیب بوده است.
در همان اثنا که این سوپ داغ در حال خنک تر شدن بود، کوارک ها متراکم شدند و موجبات تشکیل پروتون ها و نوترون ها و همین طور ذراتى از این دست منجمله هادرون ها و مزون ها را فراهم کردند.هنگامى که جهان هستى در زمانى معادل یک ثانیه به بلوغى خاص رسیده بود، دیگر به جز نوترون ها، پروتون ها، فوتون ها، الکترون ها و نوترینوها چیز دیگرى وجود نداشت.مجموعه اى از واکنش هاى هسته اى در دویست ثانیه بعدى، موجبات تشکیل هسته سه عنصر اولیه را که کوچکترین عناصر هستند فراهم ساخت.
امواج صوتى حاصل از پژواک مهبانگ که در شرف محو شدن بود در درون سیال بى اندازه داغ و چگال جهان، که هنوز در نخستین دوره رشد خود بود، مانند موج درون یک دریاچه انتشار مى یافت.یک گروه متراکم از الکترون هاى آزاد با بار منفى که توسط پروتون ها (که بار مثبت دارند) کشیده مى شدند، با جزر و مد این سیال همراه مى شدند، در این مسیر فوتون ها در برخورد با ذرات باردار مذکور، جمع آورى و محصور مى شوند.در آن هنگام که جهان سیصد و هشتاد هزار سالگى خویش را پشت سر گذاشته بود به اندازه کافى سرد شده بود که اتم ها براى شکل گیرى مجال پیدا کنند.این اتفاق موجب شد که فوتون هاى محصور، آزاد شوند و آنگاه روشنایى جهانى هستى را فرا گرفت.فوتون هاى رها شده حامل اطلاعات در رابطه با نوسانات چگالى و دما در عالم نوپا در قالب الگویى از تغییرات درخشندگى بودند.
ستاره شناسان به این تابش باستانى که از دوران هاى نخستین  حیات عالم بر جاى مانده است (که البته نخستین بار توسط پنزیاس و ویلسون مشاهده گردید)، عبارت ریزموج پس زمینه اى کیهانى اطلاق مى کنند.
هنگامى که ستاره شناسان تلسکوپ هاى ریزموج مانند کاوشگر پس زمینه کیهانى و یا جایگزین آن (کاوشگر ناهمسانگردى موج) به نام ویلکینسون را به جهت خاصى نشانه رفتند و آنگاه دماى کهموج زمینه اى کیهانى را محاسبه کردند، تابشى را مشاهده کردند که دمایى در حدود ?/? درجه سیلسیوس بالاتر از صفر مطلق داشت (یا به عبارتى ?/? درجه کلوین).هنگامى که جهت مخالف را بررسى کردند مجدداً ?/? درجه کلوین را به دست آوردند. البته نوساناتى هم وجود داشت که ناچیز بود و در حالت بیشنیه به حدود یک واحد در صدهزار مى رسد.هر انفجارى که موجبات یکنواختى کنونى عالم را فراهم آورده باشد کیهان شناسان را شیفته خود مى کند. حالتى که در آن گویى تمامى اجزاى عالم نوپا به یکدیگر مرتبط و متصل بوده است.حال سئوال اینجاست که چنین امرى چگونه امکان پذیر است؟آلن گات (???? م) در حالى که در اواخر دهه ?? میلادى بر روى مسئله فوق در حال تفکر و بررسى بود به درک حیرت انگیزى نائل شد که چنین بود: چه مى شد اگر جهانى که امروز براى ما رویت پذیر است به شکل حباب بسیار کوچک و در عین حال فوق العاده یکنواختى پدیدار شده باشد و به ناگاه با چنان سرعتى منبسط شده که فرصتى براى تغییر و دگرگونى نیافته است.
نظریه تورم گات نه تنها یکنواختى موجود در تابش زمینه کیهانى به میزان یک واحد از صد هزار را توضیح مى دهد بلکه این فرض را مطرح مى کند که وضعیت توده اى مورد نظر خود برخاسته از نوسانات کوانتومى واقع شده در طول مدت تورم است.
کیهان شناسان بر این امر توافق دارند که نوسانات بسیار کوچک در عالم نوپا به وسیله نیروى گرانشى تقویت شده است تا توده هاى بزرگى را که امروزه مشاهده مى کنیم تشکیل بدهد، البته هنوز لازم است که تمامى جزئیات مورد بررسى و تحلیل قرار گیرد.
در ضمن نظریه گات پیش بینى قابل آزمایشى را بیان مى دارد که چنین است: جهانى که به صورت حبابى متورم شده است، در اصطلاح کیهان شناختى تخت به نظر مى رسد. تخت به این معنى است که در یک فضاى تخت هرگز دو خط موازى یکدیگر را قطع نمى کنند حتى اگر آن دو تمامى عالم را بپیمایند. در سال هاى اخیر ستاره شناسان با محاسبه اندازه هاى زاویه اى تغییرات تابش زمینه کیهانى که البته بسیار کم است، بارها (و اکنون در موسسه فناورى ماساچوست) پیش بینى گات را مورد آزمایش قرار داده اند.در هر بار آزمایش، آنان، به نتیجه اى به جز تخت بودن عالم هستى دست نیافتند. مارتین وایت اخترفیزیکدان دانشگاه برکلى (کالیفرنیا) مى گوید: مورد مذکور ساده ترین راه حلى است که مى توان براى معادله اینشتین ارائه کرد لکن مى تواند جهان را به طور دقیقى توضیح دهد.هیچکس بر این امر وقوف کامل ندارد که چه چیزى موجبات پیشروى این تورم را فراهم کرده است.فیزیکدان ها لیست طویلى از مدل ها را براى عالم در حال انبساط پیشنهاد کرده اند ولى اغلب این راه حل ها پایه و اساس کاملاً فیزیکى ندارند و براى سهولت کار از یک سرى ملاحظات و حذفیات ریاضى نیز در آنها استفاده شده است.
ادوارد راکى کولب، اخترفیزیکدان شتابدهنده فرمى مى گوید: «پس از بررسى تمامى تئورى هاى موجود درباره مبحث تورم و انبساط عالم به این نتیجه مى رسیم که هنوز نظریه اى کامل در این مورد در اختیار نداریم

 

 

 دلیل انباشتگى ماده در عالم چیست؟
اگر جهان کاملاً متقارن مى بود هیچ سیاره، ذره و یا بشرى وجود نمى داشت، زیرا در چنین حالتى،  عالم هستى دقیقاً به یک میزان توسط ذره ها و پادذره ها آکنده مى گشت و آن گاه ذره ها و پادذره ها به سرعت منهدم مى شدند و حاصل آن انتشار پرتو گاما مى بود. چنین جهانى مملو از تشعشعات و فاقد هرگونه اتم مى بود.
در هر حال، هیچ پادماده اى واقعاً در جهان حضور ندارد که البته توضیح چنین مطلبى براى نظریه پردازان مشکل است.
انبساط و تورمى که مدنظر گات است (و پیشتر به آن اشاره شد) مى بایست تامین کننده مقادیر یکسانى از ماده و پادماده باشد.
البته اگر مقدار ماده و پادماده دقیقاً به یک میزان مى بود و موجب انهدام طرف مقابل مى شد آن گاه دیگر نظریه پردازى وجود نمى داشت تا این فرضیه ها را ابراز نماید.
اکنون این سئوال پیش مى آید که ماده چگونه توانسته از انهدام، جان سالم به در برد؟ این احتمال وجود دارد که پاد ماده هنوز در جهان باقى باشد لکن مقیم نقطه اى از عالم است که آنقدر از ما دور است که نمى توان آن را مشاهده کرد. جاناتان فنگ فیزیکدان دانشگاه کالیفرنیا (ارواین) اشاره مى  کند که: «مى توان تصور کرد در جایى دیگر مواردى مانند پاد بشر و پاد کهکشان هایى وجود داشته باشد لکن این موضوع پیامدها و نتایجى در برخواهد داشت که هنوز قابل درک نیست.»
احتمال دوم این است که ما فرض کنیم عالم کاملاً متقارن است اما همین جهان متقارن پس از روى دادن انفجار بزرگ (مهبانگ) از اتفاقى به نام «فاجعه انهدام» احتراز کرده باشد و مى توان براى استدلال چنین بیان کرد که علت این امر تمایل (اندک) قوانین فیزیک به سمت ماده است.
.همین اندک رجحان موجود، موجب خلق مقدار اندکى ماده اضافى شده است و جهانى که امروز مى بینیم توسط همان بقایا ایجاد شده است.
در اواسط دهه ???? جیمز کرونین و وال فیچ دو فیزیکدان آمریکایى در آزمایشات خود به نتایجى دست یافتند که همکارانشان را حیرت زده کرد. آنان در آزمایشات خود نشان دادند که در ?/? درصد از مواردى که منجر به انهدام ذرات بنیادى خاصى مى شود، تقارن مورد انتظار رعایت نمى شود. پس از این آزمایش، کیهان شناسان بلافاصله این مطلب را مطرح کردند که احتمالاً نتایج به دست آمده از آزمایشات فوق مى تواند توجیهى براى وجود ماده در عالم باشد، لکن هنوز تا نیل به نتیجه قطعى راه درازى در پیش است.

 نحوه شکل گیرى کهکشان ها چگونه بوده است؟
وایت مى گوید: «ما توصیفى مصور و تصویرگونه از نحوه شکل گیرى کهکشان  ها در دست داریم که وضعیتى کلى را براى ما نمایان مى سازد لکن این مورد از استحکام لازم برخوردار نیست.»
توده هاى ماده در عالم نوپا از کجا آمده و چگونه این توده  ها در دوران هاى بعدى به وسیله نیروى گرانشى تقویت شده و به کهکشان  ها تبدیل شده اند ؟ کیهان شناسان قادر به پاسخگویى به این قبیل پرسش ها نیستند اما بر سر این مطلب توافق دارند که توده هاى ماده اى که در سرتاسر عالم نوپا پراکنده شده بودند در اثر گرانش حاصل از وجود خود، فرو ریخته اند و در همین حین پروتون ها و نوترون ها (که مجموعاً باریون نامیده مى شوند) را در پى خود مى کشند و موجب بالا رفتن دماى آنها مى شوند.
باریون هاى پرسرعت با یکدیگر برخورد کرده و انرژى از دست دادند. آن گاه (مانند سنگى در چشمه) در چشمه هاى گرانشى ته نشین گشتند.»
با توجه به موارد فوق، اگرچه مدل   هاى سه بعدى کهکشانى، مدل حبابى عالم را به طریقى کلى مورد تایید قرار مى دهد لکن جزئیات مربوط به آن بسیار دشوار است و درک آن به آسانى قابل درک نیست.
اکنون سئوالى پیش روى ما قرار دارد مبنى بر اینکه آیا برخورد کهکشان هاى مارپیچى موجب ایجاد کهکشان   هاى بیضوى مى شود؟
اگر پاسخ ما به این پرسش مثبت باشد، مسئله دیگرى که وجود دارد این است که چرا این دو نوع کهکشان رد پاى متفاوتى از خود بر جاى مى گذارند؟
به این دلیل که انجام محاسبات براى تعیین فواصل کهکشانى مستلزم صرف زمان زیادى است، پیشرفت هاى صورت گرفته در مسیر حل پرسش هاى فوق به کندى انجام شده است، لکن فعالیت هاى مداومى در این راستا انجام پذیرفته است. گروهى انگلیسى _ استرالیایى که مسئولیت تحقیق درباره قرمزگرایى کهکشان df2 را بر عهده دارند، فاصله بیش از دویست و بیست هزار کهکشان را به دست آورده اند و گروهى به نام SDSS نیز انتظار دارند که تا پایان سال ???? میلادى که کاوش مذکور به مرحله مطلوبى برسد نقشه اى سه بعدى از حدود یک میلیون کهکشان را تهیه کنند. لازم به ذکر است که گروه SDSS تاکنون فواصل بیش از دویست هزار کهکشان را محاسبه کرده اند.
دیوید وینبرگ اخترفیزیکدان دانشگاه ایالتى اوهایو مى گوید: «فى الواقع، داده   هاى مذکور مى بایست در یافتن روزنى به سوى پاسخ این پرسش که کهکشان ها چگونه پدید آمده اند به ما کمک شایانى بکند

 ماده تاریک سرد چیست؟
مى دانیم که مجموع ستارگان و کهکشان ها جرمى کمتر از ?/? درصد از کل جرم موجود در عالم را تشکیل مى دهند و حتى اگر ابرهاى نامرئى تشکیل شده از اتم ها را (که برخى عقیده دارند در نقاط دوردست عالم شناور هستند) به این مقدار بیفزاییم، میزان فوق از ??  درصد تجاوز نمى کند.
مابقى آن متشکل از ماده تاریک سرد و انرژى تاریک است.اگرچه ستاره شناسان قادر به مشاهده مستقیم ماده تاریک نیستند، لکن بر این عقیده اند که میزان آن به حدود ?? درصد ماده موجود در عالم مى رسد. استدلال آنها در این مورد بر پایه بررسى هایى است که بر روى نحوه کشیده شدن ستارگان به وسیله ماده تاریک و همین طور پدیده خمش نور است. ماده تاریک سرد در طول خلاء موجود در کیهان، به صورت یک رشته مجتمع شده اند که طولى در حدود چند صد میلیارد سال نورى را در برمى گیرد.
چنین تصویرى به این مورد اشاره مى کند که ماده تاریک، حرکتى کند دارد و به همین دلیل از دماى پایینى برخوردار است.
اگر ماده تاریک، گرم و پرسرعت مى بود، در زمان   هاى بسیار دور موجب محو شدن جرم جهان مى شد و همین امر از شکل گیرى کهکشان ها جلوگیرى مى کرد. در ضمن واکنش ذرات ماده تاریک سرد با مواد معمول، مى بایست بسیار ضعیف باشد (البته اگر نخواهیم وقوع این امر را به طور کامل نفى کنیم). در غیر این صورت هاله   هاى کروى شکل ماده تاریک که راه شیرى و سایر کهکشان ها را احاطه کرده اند مسطح مى شدند و به شکل صفحات کهکشان مانندى در مى آمدند. اگر ذرات ماده تاریک تنها با مواد عادى واکنش مى دادند (که فى الواقع همین طور است) آشکار نمودن آنها آسان مى بود.
اما این واکنش ها به قدرى ضعیف هستند که آشکار کردن آنها براى ما امکان ندارد.علاوه بر این، براى بیشتر این ذرات زمانى طولانى تر از عمر عالم هستى لازم است تا اولین برخورد خویش را تجربه کنند.فیزیکدان ها در حال بررسى دو راهکار هستند تا به ماهیت این ذرات ناشناخته پى ببرند.یکى از این راهکارها، بررسى این مورد در مقیاس وسیع است و چنین بیان مى شود که انهدام ذرات ماده تاریک و پادذره هاى آنها در مرکز کهکشان راه شیرى و یا در هسته خورشید لزوماً،  مى بایست موجب تشکیل نوترینو بشود. در چنین وضعیتى که نوترینوها به طور ضعیفى با مواد وارد واکنش مى شوند، مى بایست گاه و بیگاه یکى از این ذرات بنیادى با یک مولکول آب برخورد کند و تشعشعى از نور را آزاد کند.
فیزیکدان ها به این امید که یکى از این پرتوها را آشکار نمایند، در حال تبدیل دریاى مدیترانه، دریاى آدریاتیک (این دریا بخشى از دریاى مدیترانه است که توسط کشورهاى ایتالیا، کرواسى، اسلونى، بوسنى و مونته نگرو احاطه شده است) و کانون یخى قطب جنوب به یک رصدخانه عظیم و پهناور براى آشکارسازى نوترینوها هستند و این کار را با قرار دادن رشته هاى طویلى در زیر آب و یخ (البته رشته هاى حساس به نور) انجام مى دهند.
ایده دیگر در این رابطه بررسى جزیى اما دقیق است. براى مطالعه جزء به جزء این مطلب دو حسگر به نام هاى  در حال فعالیت هستند که اولى در دانشگاه استنفورد ساخته شده و در اتاقى حدود ده متر زیرزمین قرار دارد و دیگرى که در اواخر سال ???? شروع به کار کرده در یک معدن آهن در مینه سوتا و در حدود ??? مترى سطح زمین قرار گرفته است.در سال ???? میلادى گروهى از محققان ایتالیایى که سرگرم انجام DAMA پروژه اى در رابطه با ماده تاریک) بودند، ادعا کردند که ماده تاریک را یافته اند.
اما نتایج مذکور به سرعت و به طور گسترده دچار بى اعتبارى شد زیرا پژوهشگران دیگر موفق به تایید این یافته  ها نشدند و در نتیجه نتوانستند ادعاى گروه مذکور را تایید کنند.در همین اثنا آزمایشات دیگرى در ایالات متحده، ایتالیا، آلمان و ژاپن انجام پذیرفت اما هیچ کدام موفق به یافتن شواهدى که خالى از ابهام باشد و در عین حال به شواهدى مبنى بر وجود ذرات ماده تاریک (که تصور مى شد بسیار فراوان باشند) دلالت نماید، نشدند.

 آیا تمامى باریون ها در درون کهکشان ها شکل گرفته اند؟
تنها ده درصد از ماده نرمال و معمول موجود در عالم (منظور مواد باریونیک است که از پروتون ها، نوترون ها و الکترون ها تشکیل شده اند) در داخل ستارگان قرار دارند.ستاره شناسان درصدد هستند تا باریون هاى بیشترى را در کوازارها بیابند، کوازارها اجرام درخشانى هستند که در فواصل دوردستى از زمین قرار دارند و نیرو محرکه شان توسط سیاهچاله ها تامین مى شود.
اگر نور کوازار در راه خود به سوى زمین از میان باریون هاى گازى عبور کند، اتم هاى موجود در گاز، اثر خود را در قالب خطوط جذبى بر طیف کوازار باقى خواهند گذاشت.لکن مسئله اینجاست که ستاره شناسان تنها کسر کوچکى از آنچه که انتظارش را مى داشتند، یافتند و اکنون این سئوال مطرح مى شود که باریون ها کجا رفته اند؟ بیشتر اخترفیزیکدان ها بر این عقیده اند که باریون هاى مذکور جایى نرفته اند و هنوز در فضا غوطه ور هستند، لکن از میلیاردها سال قبل که ابرهاى گازى شکل گرفته  اند، باریون ها با یکدیگر برخورد کرده و انرژى آزاد کرده اند و به واسطه این انرژى دماى گازها را تا حدود یک میلیون درجه سانتى گراد افزایش داده اند. جرى آستریکر اخترفیزیکدان دانشگاه پرینستون مى گوید: «گاز در این محدوده هاى دمایى جذب و نشر کاملى ندارد و این یک تصادف نامیمون است.» دیوید وینبرگ و همکارانش در سال ???? به مدت یک هفته از رصدخانه پرتوایکس چاندرا استفاده نمودند تا گواهى دال بر وجود گاز در هاله هایى از ماده تاریک که کهکشان ها را احاطه کرده اند، بیابند.
وینبرگ ?? درصد مطمئن است که ردپاى گاز را در داده   هاى مربوط به جذب پرتوایکس مشاهده کرده است اما مى گوید که وى براى حصول اطمینان کامل نیازمند زمان بیشترى بوده است. البته او اقرار مى کند که: «اختصاص چنین زمانى براى یک رصد خاص که ممکن است هیچ نتیجه اى در بر نداشته باشد مدت زیادى به حساب مى آید. اما این مسیر مى توانست بهترین راه براى دریافتن این مطلب باشد که امروزه باریون  ها کجا هستند.»مورد مذکور یکى از موارد اساسى در مسیر ارائه تصویرى روشن از کیهان است.

 انرژى تاریک چیست؟
براى تامین نیرو محرکه لازم براى حفظ شتاب کنونى عالم، مى بایست تا ?? درصد از کل چگالى عالم توسط انرژى تاریک اشتغال شده باشد.بزرگ ترین مشکل که بر سر راه این ایده وجود دارد این است که هیچکس نظرى درباره ماهیت انرژى تاریک ندارد.
مایکل ترنر از دانشگاه شیکاگو مى گوید: «آنچه ما تاکنون توانسته ایم انجام دهیم تنها نامگذارى این انرژى بوده است.» این انرژى مى تواند بى ارتباط با جهان باشد (به طور مثال خود خلأ) و یا تاثیرات ابعاد فضایى پنهان داشته باشد.»
اما حداقل ستاره شناسان مى دانند که این انرژى چه مى کند.پرل ماتر مى گوید: «انرژى مذکور مانند انرژى پادگرانى حالت دافعه دارد اما اینطور نیست که با ویژگى ذاتى ذرات بى ارتباط باشد و به طور مستقیم در فضا عمل مى کند.»وضعیت ارتجاعى موجود در فضا اندکى شبیه به انبساط عالم نوپا است و تنها تفاوت در اینجاست که انرژى تاریک در این مدت طولانى تاثیرات بسیار کمترى را بر جاى گذاشته است.فیزیکدان ها در تلاشند تا با بهره گیرى از نظریه هاى فیزیکى مورد قبول دانشمندان چگالى انرژى تاریک را محاسبه کنند. اما نتایجى که به دست آورده اند با واقعیت سازگارى ندارد. تاکنون مقدار محاسبه شده در حدود ???? برابر بزرگتر از میزان مشاهده شده است. (البته برخى معتقدند که این مقدار مى تواند تا ???? هم پیش برود.)
کیهان شناسان همواره با اعداد و ارقام بزرگ سروکار داشته اند اما حتى آنها نیز از چنین اختلافى دچار نگرانى شده اند. کولب مى گوید: «تمامى این صفر ها (منظور اختلاف هاى موجود است) بیانگر این مطلب است که هنوز در فرضیه هاى ما یک مطلب اساسى از قلم افتاده است

چگالى عالم چقدر است؟
بیشتر ماده و انرژى موجود در عالم با انبساط آن تنها در اختیار مواد و نیروى گرانشى حاصل از آنها مى بود، تاکنون این نیرو موجب سقوط عالم و بازگشت آن به وضعیت نقطه اى شده بود. اما انرژى تاریک باعث گسترش عالم شده است. به تحقیق سرنوشت جهان هستى نامعلوم است زیرا دانسته هاى ما در رابطه با انرژى تاریک، ناقص و سطحى است. علت وجود شتاب در جهان در مسیر انبساط، وجود انرژى تاریک است و اگر چگالى انرژى تاریک، ثابتى جهانى باشد و یا حداقل در سرتاسر عالم میزانى مثبت را اختیار کند آن گاه پیروزى از آن انرژى تاریک خواهد بودبا توجه به موارد فوق جهان هستى با سرعتى که به صورت یکنواخت افزایش مى یابد به انبساط خود ادامه خواهد داد و بنابراین تا صد میلیارد سال آینده ما با تلسکوپ هاى امروزى تنها مى توانیم تعداد انگشت شمارى از کهکشان ها را مشاهده کنیم. اما انرژى تاریک (ثابت کیهانى مشهور اینشتین) مى تواند در واقع متغیر باشد. حتى این مقدار مى تواند منفى هم بشود که البته در این صورت جهان به سوى سقوط پیش خواهد رفت

سر مارتین ریس، اختر فیزیکدان دانشگاه کمبریج مى گوید: «حتى اگر این مقدار، اندکى از صفر کوچکتر بشود مى تواند موجبات سقوط (رمبش) عالم را فراهم کند.» امروزه هیچ تلکسوپى آنقدر برد ندارد که براى ما روشن سازد که کدام نظر صحیح است.
دورترین ابرنواخترهایى که تاکنون براى تحقیق در رابطه با چگالى انرژى تاریک مورد بررسى قرار گرفته اند، در اصطلاح کیهان شناسى، همسایه هاى دیوار به دیوار ما بوده اند.اما محققان بر روى ماهواره تحقیقاتى SNAP حساب ویژه اى باز کرده اند تا شرایط را مساعدتر سازند. تلسکوپ که به شکار ابرنواخترها اختصاص یافته است به این دلیل که مدارى بسیار بالاتر از جو تیره و تار زمین را اختیار مى کند انرژى تاریک را به میزان نیمى از راه به سوى مهبانگ نزدیک تر مى سازد و این امید را در دل دانشمندان زنده مى کند که یک بار و براى همیشه به این سئوال پاسخ دهند.هشت معمایى که در این مقاله مطرح شد، رموز اساسى کیهان شناسى به شمار مى روند و اگر بخت یار دانشمندان باشد مى توان امیدوار بود که پاسخ این پرسش تا سال ???? معین شود. اما کیهان شناسان یک چیز را به خوبى مى دانند، اینکه هر پاسخى، خود، خالق سئوالاتى تازه است


کلمات کلیدی: اختر فیزیک


نوشته شده توسط مهدی 86/12/4:: 10:4 صبح     |     () نظر
<   <<   11   12   13   14   15   >>   >