#عمومی

محکم ترین گره جهان در علم شیمی بسته شد

وب سایت کلیک: دانشمندان توانسته‌اند با موفقیت رشته‌ای از مولکول‌ها را به شکلی تغییر دهند تا با کمک آن محکم‌ترین گره‌ای که تاکنون بسته شده‌است را خلق کنند.
شاید بستن یک گره مولکولی چندان مهم به نظر نیاید، اما واقعیت این است که تا به امروز تنها چند نمونه از چنین گره‌هایی ایجاد شده‌اند و درک اینکه چگونه می‌توان چنین شکل‌های درهم تنیده‌ای را ایجاد کرد، برای رمزگشایی از مواد جدید و قدرتمند کلیدی خواهد بود،‌موادی مانند پارچه‌‌های ضد گلوله به سبکی و انعطاف‌پذیری پارچه پنبه‌ای.
به گفته محققان دانشگاه منچستر گره و بافت در طول تاریخ همواره منجر به ایجاد کشفیات بزرگ در فناوری شده‌اند،‌انواع پارچه‌ها،‌تورهای ماهیگیری و حتی بند کفش‌ها همگی به واسطه ایجاد توانایی در گره زدن ایجاد شده‌اند.
اولین گره مولکولی در سال ۱۹۸۹ توسط شیمی‌دانی به نام ژان پی‌یر سوواژ بسته شد که سال گذشته جایزه نوبل شیمی را نیز برای مطالعاتی که در همین زمینه انجام داده دریافت کرد.
این گره ساده‌ترین گره ممکن بود، یک گره سه‌بخشی که شباهت زیادی به یک شبدر سه برگی داشت. اما گره مولکولی بعدی ۲۵ سال پس از این گره زده شد. اگرچه دانشمندان و ریاضیدانان احتمال ایجاد میلیارد‌ها نوع گره مولکولی را محاسبه کرده‌اند، اما ایجاد گره در مواد شیمیایی دشوارتر از حد تصور است زیرا باید از طریق پیوند‌های شیمیایی ایجاد شوند.
گره جدیدی که توسط دانشمندان دانشگاه منچستر ایجاد شده‌است، طولی برابر ۲۰ نانومتر دارد و حاوی هشت حلقه ۱۹۲ اتمی است که به واسطه تکنیک خود سرهم شونده‌ای در اطراف یون آهن به یکدیگر بافته شده‌اند. برای جوش دادن انتهای این رشته‌ها و تکمیل گره نیز از نوعی کاتالیزور شیمیایی استفاده شده‌است.
این گره پیچیده‌ترین گره مولکولی است که تاکنون ایجاد شده‌است و به گفته محققان توانایی در ایجاد گره‌های مولکولی مختلف می‌تواند زمینه‌ساز آزمایش مقاومت و انعطاف‌پذیری در مواد مختلف شود تا در نهایت با آزمایش روی مواد مختلف، ابرموادی قابل انعطاف و مقاوم خلق شوند.

#عمومی

بیشترین قابلیت انفجار را کدام ماده دارد؟
وب سایت تک شات: کدام ماده شیمیایی به نظر شما از قابلیت انفجاری بیشتری برخوردار است؟ نیتروگلیسیرین؟ ناپالم؟ اشتباه نکنید، هیچیک از اینها از قدرت انفجاری ماده شیمیایی که قصد داریم به شما معرفی کنیم برخوردار نیست. این ماده، فرّارترین ماده شیمیایی شناخته شده یا همان آزیدوآزید آزید (azidoazide azide) است.
آزیدوآزید آزید انفجاری ترین ماده شیمیایی است که تا کنون ساخته شده است. این ماده در گروهی از مواد شیمیایی قرار می گیرد که تحت نام مواد پر انرژی غنی از نیتروژن شناخته می شوند. قدرت انفجاری این ماده توسط 14 اتم نیتروژن موجود در آن ایجاد می شود که با اتصالاتی نه چندان پایدار این ماده را بوجود می آورند. این ماده هم بسیار واکنشی و هم بسیار انفجارپذیر است. این ماده آنقدر حساس است که تقریبا تحت هر شرایطی منفجر می شود – حتی در شرایطی که بطور کاملا مجزا نگهداری شود و هیچ فعل و انفعالی هم بر روی آن انجام نشود.
شیمیدان معروف، درک لووی در مقاله ای به تحقیقی اشاره دارد که یک گروه از محققین تلاش داشته اند این ماده را مورد مطالعه قرار دهند و قابلیت انفجاری غیرقابل وصف آن را توصیف کنند.
این ماده در داخل محلول منفجر شد؛ در واقع این ماده در هر تلاشی که برای لمس یا حرکت آن انجام می شد منفجر شد، جالب اینکه حتی در هنگام تهیه طیف مادون قرمز از آن نیز، این ماده منفجر شد.
شاید بتوان به جرات گفت که حتی نگاه کردن به این ماده نیز ممکن است انفجار آن را در پی داشته باشد.
البته قطعا دستیابی به آزیدوآزید آزید به این سادگی ها برای همه میسر نیست. سایر آزیدها در تولید مواد منفجره و حتی در حوزه پزشکی – بعنوان مثال سدیم آزید – کاربرد دارند، اما آزیدوآزید آزید فقط در دنیای آزمایشگاه های شیمی مفهوم پیدا می کند.

#عمومی

تایید وجود تله پاتی در برخی بیماران

وب سایت کلیک: تله پاتی اغلب به عنوان یک تخیل در فیلم ها و داستان های علمی تخیلی دیده می شود اما بد نیست نگاهی به تحقیقات علمی انجام شده در این زمینه بیندازیم.
آنچه ما با عنوان اوتیسم می شناسیم، طیف گسترده ای از افراد را شامل می شود. یک کودک اوتیسمی ممکن است کاملا قادر به برقراری ارتباط بوده و در زندگی روزانه خود عادی برخورد کند، در حالی که دیگری به ندرت حرکت کرده و برخی نیز به طور کلی قادر به برقراری ارتباط نباشند. همچنین کودکانی تحت عنوان اوتیسمی "دانشمند” قرار دارند که توانایی های شگفت انگیزی از خود نشان می دهند. به همین دلیل اغلب اوقات از آن به عنوان اختلال طیف اوتیسم(ASD) یاد می شود.
برخی از این دانشمندان قادرند محاسبات پیچیده ریاضی را مانند ماشین حساب یا کامپیوتر در سرشان انجام دهند و برخی نیز توانایی های قابل توجه هنری در موضوعات مختلف دارند. این لیست توانایی ها مدت های مدیدی است که در اوتیسمی ها مشاهده می شود و یک توانایی که روزی به آن افزوده خواهد شد تله پاتی است.
متاسفانه باور رایج این است که کودکان اوتیسمی که حرکت نمی کنند و ارتباطی با دیگران ندارند، پس متوجه چیزی نمی شوند. با این حال برخی شواهد نشان می دهند که این افراد نه تنها کاملا آگاه هستند بلکه توانایی های ذهنی بسیار بالاتری از یک فرد معمولی دارند.موانع ارتباطی باعث می شود که آن‌ها نتوانند آن را با دیگران به اشتراک بگذارند، اما شاید ما چیزی را از قلم انداخته ایم؟
گرچه اغلب به مسخره گرفته می شود اما دانشمندان بسیاری مطالعاتی روی تله پاتی انجام شده و مقالاتی منتشر شده است که مشاهدات باور نکردنی با نتایج آماری قابل توجه داشته اند. در حقیقت سال ۱۹۹۹ یک دانشمند در دانشگاه ایروین مقاله ای منتشر کرد که نشان می داد آزمایشات فرا روانشناسی نتایج محکم تری نسبت به مواردی دارند که نشان می‌دهد دوز روزانه آسپرین از حمله قلبی جلوگیری می کند.
تله پاتی یک توانایی است که در گروه فرا روانشناسی قرار می گیرد. انواع دیگر شامل مشاهده از راه دور، تجربه نزدیک به مرگ(NDE)، و تجربه خروج از بدن(OBE) می شوند.
شواهدی دال بر تله پاتی در میان برخی کودکان اوتیسمی غیرمتکلم
دایان پاول، نویسنده و محقق و عصب ـ روانشناس تجربی است. تحصیلات وی بسیار گسترده بوده و با بهترین اندیشمندان قرن کار کرده است. او بیوفیزیک و علوم اعصاب را در مقطع کارشناسی خوانده و به مدرسه پزشکی جان هاپکینز پیوست. وی پس از دریافتم درک دکتری در جان هاپکینز مانده و فوق دکتری نورولوژی و روان‌پزشکی دریافت کرد. سپس در پروژه ژنوم انسان به تحقیقات زیست شناسی مولکولی در دانشگاه کالیفرنیا پیوست.
وی همیشه به آگاهی انسان علاقه مند بود، مخصوصا توانایی های خاصی که این کودکان با استعداد دارند. و اینکه آن‌ها چطور به درک ما از آگاهی کمک می‌کنند. وی در سال ۱۹۸۷ به مدت شش ماه در موسسه روان‌پزشکی لندن نزد متخصصین اوتیسم آموزش دید.
این‌ها تنها بخشی از رزومه درخشان پاول هستند اما برجسته‌ترین آن‌ها مطالعات وی در زمینه "گسترش توانایی های انسان” است. کار دکتر پاول با کودکان اوتیسمی غیر کلامی شواهد قوی مبنی بر وجود توانایی تله پاتی کسب کرد.
اخیرا در جهان علم، دانشمندان یک فناوری ایجاد کردند که ارتباط تله پاتی برقرار می‌کند. البته این همانند تله پاتی واقعی عمل نمی کند زیرا از فناوری بهره می جوید، اما با این حال قدمی به سوی باز کردن ذهن افراد به سمت تله پاتی محسوب می شود. جالب است که شواهد بسیاری وجود دارند که نشان می دهند این پدیده وجود دارد، اما تعاریف علمی جدید برای قبول آن محدودیت دارد. و مهم نیست که چقدر این شواهد، آشکار هستند.
آزمایش هایی از این دست، مایه تمسخر بوده اند اما هیچ دلیل واقعی برای این تمسخر وجود نداشته است. دانشمندان معروف بین المللی دائما بر اهمیت آنچه اغلب توسط جریان اصلی نادیده گرفته می شود، تاکید می کنند ـ در واقع ماده(پروتون، الکترون، فوتون، هر چیزی که جرم دارد) تنها واقعیت موجود نیست. ما می خواهیم ماهیت واقعیت های موجود را بشناسیم اما در صورتی که دائما آن را با سیستم های فیزیکی بسنجیم، چطور به مقصود خود برسیم؟ نقش سیستم های غیر فیزیکی مانند آگاهی، یا تعامل آن‌ها با سیستم های فیزیکی(ماده) چه می شود؟
پارامترهای علمی کنونی به ما کمک کرده اند اما در حال رسیدن به نقطه ای هستیم که باید این پارامترها را گسترش داده و قبول کنیم زمان علم غیرمادی فرا رسیده است. مفاهیم این زمینه ها بسیار گسترده هستند اما اکتشافات جدید، این نگرانی را به وجود می آورد که انسان چه استفاده ای از آن‌ها خواهد کرد. نحوه استفاده ما از فناوری باید تغییر کند و این اتفاق زمانی رخ می دهد که ما ذهنمان را به روی دیدگاهی جدید از ماهیت واقعیت ها باز کنیم.

مسائلی از نوع بالا با شبه‌علم و چرندگویی نباید اشتباه شود چون شواهد متقن علمی برای آن‌ها موجود است. در کل، صحبت در خصوص مفاهیم فرامادی در علم کار اهل خبره است و هر کسی نباید خود را مجاز به اظهارنظر در این موارد بداند. با این رعایت، توجه به مقولاتی چون توانایی‌های غیرعادی مغز در برخی، مسئله شعور و آگاهی، ارتباطات آنی فرافاصله‌ای و ... می‌تواند در علم نوین بسیار جذاب باشد.

#عمومی

اسرار جدید لکه های خورشیدی

دانشمندان توانستند جزییات جدیدی در مورد سوراخ های بزرگ خورشیدی کشف کنند که دو برابر قطر زمین هستند. لکه های عظیم روی خورشید در سال ۲۰۱۵ عکس برداری شده بودند اما به لطف تصاویر جدید، دانشمندان می توانند مرکز تاریک و پیچان این لکه ها را با جزییات بیشتر بررسی کنند.

http://www.bartarinha.ir/fa/news/465433/

#عمومی

گیاهان هم می توانند ببینند!
وب سایت تک شات: تعجب آور است، اما تحقیقات نشان داده که گیاهان نیز دارای قوه بینایی هستند؛ البته جای نگرانی نیست، آنها توانایی دیدن ما را ندارند.
پیش از آنکه به ذکر شواهدی که نتایج این تحقیق را تایید می کنند بپردازیم، باید یادآوری کنیم که این موضوع پیشتر هم مطرح شده بود. در سال 1907، فرانسیس داروین، پسر چارلزداروین، نیز همین ادعا را مطرح کرد. او معتقد بود که برگ های گیاهان از ارگان هایی برخوردارند که از سلول هایی لنز مانند و سلول هایی حساس به نور تشکیل شده اند. این ارگان ها در حال حاضر ocelli نامیده می شوند. Ocelli که گاه چشم ساده نامیده می شود در بسیاری از حیوانات نیز دیده می شود. بعنوان مثال، بعضی از بندپایان و موجودات آبزی مانند عروس دریایی و ستاره دریایی نیز چشم ساده دارند. اما گیاهان؟
نظریه داروین تا همین چند وقت پیش بطور کامل به فراموشی سپرده شده بود تا اینکه موج تازه ای از زیست عصب شناسی گیاهی به راه افتاد. در نوامبر 2016 در نشریه Trends in Plant Science دو محقق به نام استفانو مانوسکو و فرانتیشک بالوشکا نظریه خود مبنی بر برخورداری گیاهان از نوعی چشم را مطرح کردند. اوایل سال 2016، محققین دریافتند که گونه های بسیار قدیمی سیانوباکتریا در واقع مانند لنزهای بسیار کوچکی عمل می کنند که "احتمالا کوچکترین و قدیمی ترین نمونه چشم دوربینی موجود در دنیاست".
بنابراین قابل توجیه است که اگر چنین ارگانیسم ابتدایی از چنین قابلیتی برخوردار است، ارگانیسم هایی که از تکامل بیشتری برخوردارند مانند گیاهان نیز از این توانایی برخوردارند. از طرفی طبق آنچه در Scientific American آمده "بعضی گیاهان مانند کلم و آرابیداپسیس از خانواده خردل، نوعی پروتئین را تولید می کنند که در توسعه و عملکرد نقاط بصری – چشمان بسیار ساده موجود در ارگانیسم های تک سلولی مانند جلبک سبز- نقش دارند".
همچنین ثابت شده که درخت انگور بالارونده Boquila Trifoliolata می تواند برگ های خود را طوری تغییر دهد که ظاهری مانند گیاهی که از آن بالا می رود را پیدا کند. گفته می شود احتمال دارد این گیاه برای این کار از قوه بینایی خود استفاده کند.
مطالعات اخیر ثابت کرده است که گیاهان بیش از آنچه ما تصور می کنیم پیچیده و تکامل یافته تر هستند. گیاهان از طریق هوا و ساختارهای ریشه ای خود با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند و از نوعی ساختار شناختی خاص گیاهان برخوردارند. به گفته محققین:
تمامی موجودات زنده برای سازگاری با محیط، در خصوص محیط زیست خود از طریق طرح "پرسش" های دقیق فرضیه هایی را شکل می دهند که با ارایه پاسخ های ممکن تایید یا رد می شوند.
این امر در مورد گیاهان نیزصحت دارد. باید بپذیریم که فعالیت های بسیار بیشتری نسبت به آنچه ما تصور می کنیم در برگ ها و ریشه های گیاهان در جریان است.

#عمومی

ساخت نخستین ارگانیسم مصنوعی جهان
خبرگزاری مهر: دانشمندان نخستین ارگانیسم نیمه مصنوعی را با پرورش باکتری E. coli ساختند. به نقل از ساینس آلرت، آنها برای این کار باکتری مذکور را به وسیله یک کد ژنتیک شش کاراکتری گسترش دادند.
هر موجود زنده ای روی زمین دارای کد ژنتیکی است که از چهار پایه تشکیل شده که با حروفG,T,C,A مشخص می شوند. اما اکنون باکتری های مهندسی شده E. coli، دی ان آ کاملا متفاوتی دارند. به طوریکه در آن دو پایه اضافی DNA یعنی X و Y نیز وجود دارد.
گروه محققان به رهبری فلوید روزمبرگ از موسسه تحقیقات اسکریپس هسته های مصنوعی ژن (در حقیقت همان مولکلول بلوک های تشکیل دهنده DNA) را مهندسی کرده اند تا دو پایه جدید بسازند و به طور موفقیت آمیز آن را در کد ژنتیک باکتری E. coli قرار دادند.
به این ترتیب نخستین ارگانیسم مصنوعی جهان با کد ژنتیک حاوی دو پایه طبیعی و پایه های مصنوعی ساخه شد.
روزمبرگ و گروه همکارش معتقدند این نقطه آغازی برای ایجاد یک فرم جدید زندگی است.
محققان دراین باره می نویسند: ارگانیسم های نیمه مصنوعی شامل نوعی ماندگار از یک حیات مصنوعی است و مسیر را برای خلق حیات و قابلیت های بیشتر فراهم می کنند.

#عمومی

در مغز ما چه می گذرد؟
وب سایت کلیک: شاید برای شما هم سوالاتی در خصوص نحوه کارآیی مغز و آنچه در مغز موجودات زنده موجود است، پیش آمده باشد. یا شاید علاقه مند به دانستن نکاتی در مورد شباهت مغز انسان و سایر موجودات زنده و یا حتی شناسایی حیواناتی که فاقد عضوی به نام مغز هستند باشید. در این مطلب قرار است پاسخ تمام این سوالات به بیانی ساده و راحت داده شود.
در مغز ما انسان ها واقعیت مربوط به وجود سلول های خاکستری آن چنان درست نیست. در واقع رنگ مغز یک موجود زنده و سالم صورتی رنگ است که دارای بخش هایی به رنگ خاکستری و سفید است. مغز سالم یک توده از سلول های عصبی به نام نورون است. اما بخش خاکستری مغز که به همان سلول های خاکستری معروف است در مناطق مختلفی از مغز قرار دارد و وظایفی مانند ثبت وقایع به عنوان حافظه، احساسات، حرکت و فعالیت های دیگری را بر عهده دارد. در مغز همچنینی میلیون ها فیبر عصبی قرار دارد که به آن ها بخش سفید مغز گفته می شود. این بخش های سفید تمام بخش های خاکستری مغز را به یکدیگر متصل می کند.
همچنین در مغز چربی، آب و رگ های خونی نیز وجود دارد. مغز ما شبیه به یک کامپیوتر است که اطلاعات را در خود ذخیره می کند و از طرفی اینکه ما چگونه احساس، فکر و کار را انجام می دهیم نیز بسته به مغز است. مغز هر انسان تا سن ۲۰ سالگی تکامل می یابد و قبل از آن هنوز به صورت کامل تکامل نیافته است.
سؤال اینجا است که آیا همه حیوانات دارای مغز هستند؟ مسلماً همه حیوانات دارای مغز نیستند. مثلا موجوداتی مثل اسفنج دریای، عروس دریایی و یا ستاره دریایی عضوی به نام مغز ندارند.
سؤال دومی که مطرح می شود این است که مغز چه حیواناتی بزرگ تر از بقیه حیوانات است؟ بر اساس شواهد و مطالعات نهنگ عنبر بزرگ ترین مغز را در بین موجودات زنده دارد، اندازه مغز هر نهنگ عنبر بالغ به طور متوسط چیزی در حدود ۸ کیلوگرم است. این در حالی است که مغز یک انسان بالغ در حدود ۱٫۵ کیلوگرم است چیزی شبیه به اندازه مغز دلفین های بالغ.
شاید این سؤال هم برای شما پیش آمده باشد که آیا مغز بزرگ نشان دهنده هوش بیشتر است یا برعکس! یک تئوری وجود دارد و آن هم این است که هر چه مغز حیوان بزرگتر باشد، آن حیوان نسبت به بقیه با هوش تر است. اما واقعیت چنینی نیست. مغز فیل ها بعد از مغز نهنگ ها بزرگ ترین مغز متعلق به حیوانات است و از طرفی اندازه مغز این حیوانات بسیار بزرگ تر از اندازه مغز انسان است اما مسلماً نهنگ ها و فیل ها با هوش تر از انسان ها نیستند. وقتی ما در مورد هوش صحبت می کنیم در واقع در خصوص قدرت تشخیص که مربوط به یادگیری ، پردازش اطلاعات و مهارت های ساده و پیچیده صحبت می کنیم.
در بعضی از منابع برای اندازه گیری هوش از نسبت بزرگی مغز به اندازه بدن صحبت می شود. اما واقعیت این است که این تئوری چندان معادله خوبی برای اندازه گیری میزان هوش در افراد مختلف نیست. در واقع از این معادله هنگامی می توان استفاده کرد که بخواهیم میزان هوش انسان نسبت به سایر موجودات و حیوانات مثل فیل ها را بسنجیم. از طرف دیگر نسبت اندازه مغز به بدن در انسان ها شبیه به نسبت اندازه مغز به بدن در موش ها است اما واقعیت این است که انسان ها بسیار بسیار با هوش تر از موش ها هستند. جالب است بدانید که مغز چیزی در حدود ۲ درصد از بدن ما انسان ها را به خود نسبت می دهد.
سؤال دیگری که مطرح می شود این است که آیا اندازه مغز با طی شدن دوره تکامل تغییری کرده است یا نه؟ در پاسخ به این سؤال باید به این واقعیت اشاره کرد که بله در طول دوره تکامل موجودات زنده مغز می تواند بزرگ تر، کوچک تر و یا حتی به طور کلی از بین برود. مثلا در مورد موجودات زنده ای مثل اسفنج های دریای، با طی شدن روند تکامل، مغز این موجود زنده کلاً از بین رفته است. واقعیت جالب در مورد مغز انسان این است که در طول دوره تکامل از ۱۰هزار تا ۲۰ هزار سال گذشته اندازه مغز انسان ها در حدود ۱۰ درصد کوچک تر شده است.
همچنین این نظریه نیز وجود دارد که در برخی از موجودات زنده اندازه مغز در طول عمر موجود زنده بزرگ تر و یا کوچک تر می شود. مطالعات نشان داده است که مغز گونه خاصی از بلبل ها در زمستان کوچک تر می شود و در بهار بزرگ تر می شود. در واقع مغز این پرندگان خوش صدا زمانی که پرنده باید به یاد آوازهایی را که برای جذب پرنده ماده به سمت خود است به یاد بیاورد بزرگ تر می شود.
اما در مورد میزان انرژی مصرفی مغز باید گفت که مغز میزان انرژی زیادی مصرف می کند. مثلا در مورد انسان ها باید گفت که مغز هر انسان در حدود نیمی از انرژی بدن را مصرف می کند. شاید اگر مغز انسان کوچک تر شود کار آیی آن بیشتر شود و از طرفی میزان مصرف انرژی آن نیز کاهش یابد.
مثلا یک اسفنج دریایی بدون نیاز به مغز می تواند تمام کارهایی که لازم دارد را انجام دهد. یا مثلا در بلبل ها بخشی از مغز که مربوط به یادآوری آواز است کوچک

می شود ولی پرنده همچنان می تواند زمان خوردن خود را تشخیص دهد و از طرفی انرژی کمتری مصرف کند.

فرضیه جدید برای انرژی تاریک
وب سایت کلیک: به مدت چندین دهه دانشمندان درگیر این مسئله بودند که جهان ما در حال گسترش است. این گسترش جهان به چه نحو صورت می‌گیرد؟
از نظر منطقی، جاذبه باید کهکشان ها را به سمت یکدیگر بکشد اما مشاهدات در دهه ۱۹۹۰ نشان دادند که جهان نه تنها در حال گسترش است بلکه با نرخ رو به افزایشی گسترش پیدا می کند و این اتفاق را به انرژی تاریک نسبت داده اند.
انرژی تاریک (با ماده تاریک اشتباه نشود) نیروی فرضی است که حدود ۶۸٫۳ درصد انرژی در هان قابل مشاهده را تشکیل می دهد و کهکشان ها را از یکدیگر دور می‌کند. اما علی‌رغم شواهد غیر مستقیم بسیار مبنی بر وجود این انرژی، هنوز کسی نتوانسته است آن را شناسایی کند و یا توضیح دهد که این انرژی از کجا می آید.
اکنون یک مطالعه جدید توانسته این مشکل را حل کند.
پاسخ چیست؟
فرض کنید یکی از قوانین اساسی در جهان ما بدون اینکه بدانیم نقض شده است…در این صورت انرژِی تاریک معنی خواهد داشت.
این قانون بنیادی، پایستگی انرژِی است و بسیار بااهمیت است. این قانونی است که ما در دبیرستان یاد می گیریم و می گوید که انرژی یک سیستم بسته است که نه به وجود می آید و نه از بین می رود، تنها از شکلی به شکل دیگر تبدیل می شود. این قانون زیر بنای اغلب قوانین فیزیک است.
اکنون یک مطالعه جدید می گوید اگر جهان در روزهای اولیه خود دچار نشت انرژی شده باشد، می‌توان به این وسیله انرژی تاریک را توضیح داد. این تیم مطرح می‌کند که قانون می‌تواند در چنین موارد کوچکی نقض شود و ما حتی متوجه آن نمی شویم.
حال ببینیم چه نیازی به چنین فرضیه عجیبی داریم؟ همه این‌ها برمی‌گردد به مشکلاتی که ما با انرژی تاریک و توضیح آن‌ها داریم. بازمی‌گردیم به سال ۱۹۱۷ زمانی که انیشتین در تلاش بود تا بفهمد چرا جهان ایستا است نه در حال انبساط یا انقباض، که البته در آن زمان جهان این‌گونه فرض می شد.
برای توضیح عدم این انقباض گرانشی، انیشتین فرض کرد چیزی باید باشد که در مقیاس کیهانی با جاذبه مقابله می‌کند و آن را ثابت کیهانی نامید.
اما او در سال ۱۹۲۹ زمانی که فضانورد، ادوین هابل اولین علامت گسترش جهان را مشاهده کرد، نظریه خود را کنار گذاشت. سپس در اوایل ۱۹۹۰، دانشمندان نشان دادند که جهان با نرخ افزایشی در حال گسترش است و ثابت انیشتین دوباره مطابقت یافت.
محققین متوجه شدند که ثابت انیشتین در تمام دهه های پیشین چیزی را بررسی می کرده است که ما امروزه آن را انرژی تاریک می نامیم.
اما این انرژی تاریک چیست؟
ایده کلی این‌طور مطرح می‌کند که این انرژی یک ثابت کیهانی است که از فضای خالی برمی‌خیزد. به لطف مکانیک کوانتومی ما میدانیم که فضای خالی در واقع هیچ گاه خالی نیست، بلکه پر از ذرات کوانتومی عجیب و انرژی است که به وجود آمده و از بین می روند و یکی از این ذرات عجیب می تواند نیروی دافعه داشته باشد.
مشکل اینجاست که میزان انرژی تاریک پیش بینی شده که باید توسط این روند ایجاد شود، بسیار بیشتر از چیزی است که گسترش مشاهده‌شده‌ی جهان نشان می دهد. این مسئله به این معنی است که یا ما به درستی این میزان را اندازه نگرفته‌ایم یا اینکه هنوز نمی دانیم انرژی تاریک از کجا منشا می گیرد.
این مطالعه جدید نشان می دهد که گزینه دومی صحیح است و یک فرضیه جدید مطرح می کند: چه می‌شود اگر جهان در اوایل تشکیل خود دچار نشت انرژی شده باشد و آن انرژی از دست رفته باعث انرژِی تاریک باشد؟
آلخاندرو پرز، یکی از اعضای این تیم می گوید "در این مدل، انرژی تاریک چیزی است که نشان می دهد چه مقدار انرژی و نیروی جنبشی در آغاز تاریخ گم شده است.”
اساس این فرضیه جدید یک مدل جایگزین از نسبیت عام است که انیشتین در دهه ۱۹۱۰ آن را مطرح کرد که در آن عنوان می شود که انرژی نیازی به پایستگی ندارد.
اگر این مدل در محاسبات اعمال شود، سپس ارزش ثابت کیهانی کاملا با مشاهدات ما از جهان همخوانی خواهد داشت. مهم تراز همه این که نیازی نیست درک خود از جهان را تغییر دهیم. گرچه از بین رفتن انرژی در اوایل تاریخ جهان، میزان انرژی تاریک را تحت تاثیر قرار می دهد اما چندان قابل لمس نیست و توسط آزمایشات امروزی نمی‌توان آن را تعیین کرد.
در اینجا یک مشکل بزرگ دیگر نیز وجود دارد ـ اگر ناپدید شدن انرژی هیچ اثر پایداری به‌جز تغییر انرژی تاریک بر جهان نداشته است، پس راهی نیست که بتوان صحت این فرضیه را آزمایش کرد.
پس تاکنون این فرضیه همچنان یک فرضیه باقی می ماند، فرضیه ای که هنوز آزمایش نشده است. اما فیزیک دانان می گویند که در نظر دارند در آینده احتمال آن را بررسی کنند.
این تحقیق در Physical Review Letters منتشر شده و متن کامل را می توانید به طور آنلاین مطالعه کنید.

نوید انتشار کتابی مفید از نویسنده‌ای خوش‌فکر و عمیق. 👆👆

#عمومی

آیا تاریکی هم مانند نور دارای سرعت است؟!
وب سایت آی تی رسان - علی دلبخواه: مدت‌ها قبل، دانشمندان کشف کردند که نور با سرعت تقریبی 300 هزار کیلومتر بر ثانیه حرکت می‌کند. می‌توان از وجود مشخصه حرکت در نور، این‌طور استنباط کرد که تاریکی هم دارای سرعت است، البته این استنباط لزوما درست نیست. ارائه تعریفی برای سرعت تاریکی، بستگی به تعریف ما از خود آن دارد.
بر اساس گفته «نیل دگراس تایسون»، اخترفیزیک‌دان آمریکایی، تاریکی عبارت است از عدم حضور نور؛ بنابراین نمی‌توان سرعتی برای تاریکی در نظر گرفت. به نظر او، ایده قائل شدن حرکت برای تاریکی، چیزی بیش از یک استعاره شاعرانه نبوده و در مباحث علمی هم جایگاهی ندارد.
اگر مفهوم تاریکی را کمی بسط دهیم، در این صورت می‌توان گفت که تاریکی دارای حرکت و درنتیجه سرعت است. یک نقطه تاریک را در یک اتاق تاریک در نظر بگیرید، این نقطه می‌تواند از قرار دادن یک مانع، در برابر منبع نور به وجود بیاید. گرچه این نقطه نمی‌تواند نشان مشخصی برای تاریکی باشد، اما با سرعتی مشابه با نور منتشرشده از منبع نور، حرکت می‌کند. این بدان معنی است که سرعت انتشار تاریکی، دقیقا برابر با سرعت ناپدید شدن نور است. بنابراین می‌توان این دو را هم‌اندازه دانست.
آیا به‌مانند نور تاریکی هم سرعت دارد؟!
اجازه دهید بحث را طور دیگری بیان کرده و درباره ماده تاریک صحبت کنیم. این انرژی مرموز، نزدیک به 80 درصد از جرم جهان هستی را تشکیل می‌دهد. طبق نتایج تحقیقی در سال 2013، ماده تاریک سرعتی برابر با 54 متر در ثانیه داشته که در مقابل سرعت نور، رقم ناچیزی است. این تنها یک نظریه بوده و ماده تاریک در حال حاضر حرکتی نداشته و به تشکیل «هاله‌های ماده تاریک» مشغول است. هاله کهکشانی به مناطق کروی شامل کهکشان‌های فردی که عمدتا از ماده تاریک تشکیل‌شده اطلاق می‌شود. طبق مطالعات حدس زده می‌شود که هاله‌های ماده تاریک در ابعاد منظومه شمسی اما با جرمی در حدود جرم زمین، اولین اجسام تشکیل‌شده پس از انفجار بزرگ بوده‌اند. سرعت 54 متر بر ثانیه همان سرعت ماده تاریک به هنگام وقوع بیگ بنگ است و اگر ماده تاریک بازهم در حرکت باشد، همچنان با همین سرعت حرکت می‌کند.
در نهایت در نظر داشته باشید که اگر تاریکی را به سیاه‌چاله تعبیر کنیم، که کاملا عاری از نور است، اوضاع طور دیگری رقم می‌خورد. در سال 2013 تحقیقات نشان داد که یک سیاهچاله عظیم، طولی برابر با 3.2 میلیون کیلومتر دارد و با سرعتی برابر با 84 درصد سرعت نور در حال گردش است.
بنابراین پاسخ به این پرسش کمی دشوار است؛ هم آری هم نه! علم ناچیز ما هنوز نمی‌تواند پاسخی دقیق ارایه کند.

#عمومی

دانشمندان هیدروژن فلزی ساختند

وب سایت گجت نیوز - ناهید سادات ریاحی: هیدروژن فلزی که شکل عجیب و غریب این عنصر به‌شمار می‌رود، 80 سال پس از پیش‌بینی‌ فیزیکدانان، بالاخره به واقعیت‌، بدل شد. این شکل جالب، حتی در دماهای پایین، رسانای الکتریسته است. دانشمندان هیدروژن فلزی را با فشرده کردن آن در فشار بسیار بالا بین دو الماس فوق‌خالص ساختند.
تاکنون هیچ‌کس با هیدروژن فلزی مواجه نشده بود، چرا که چنین حالت عجیبی، تاکنون وجود نداشته است. نظریه‌ها پیش‌بینی می‌کنند که می‌توان هیدروژن فلزی را به‌عنوان سوخت فوق‌العاده قدرتمند و سبک برای موشک‌ها استفاده کرد.
هیدروژن فلزی گریزپای
در سال 1935، دو فیزیکدان به‌ نام‌های وینگر و بل، پیش‌بینی کردند که در فشارهای بسیار بالا، حدود 25 گیگاپاسکال (یعنی حدود 246 هزار بار بیشتر از فشار اتمسفر)، پیوندهای عادی بین اتم‌های هیدروژن‌های فلزی می‌شکند و الکترون‌ها می‌توانند آزدانه حرکت کنند. به زبان ساده، یک ماده‌ی شفاف به ماده‌ای براق تبدیل می‌شود؛ یعنی همان ویژگی‌هایی که از یک فلز انتظار داریم. در واقع ما فلز را به‌صورت ماده‌ای تعریف می‌کنیم که حتی وقتی آن را تا پایین‌ترین دماهای ممکن (یعنی نزدیک صفر مطلق)، سرد کنیم، باز هم قادر به هدایت مقدار معینی از الکتریسیته است.
بعدا تحقیقات نشان دادند که برای چنین تبدیلی، فشارهای بسیار بالایی (نزدیک به فشار موجود در هسته یک سیاره) لازم است. هیدروژن فلزی، به سودای فیزیکدانان تبدیل شد و جام مقدس فیزیک لقب گرفت. مقاله‌های بسیار زیادی در زمینه فیزیک و شیمی نظری منتشر شدند که هر یک فشار بحرانی متفاوتی را برای این تبدیل، پیش‌بینی می‌کردند. به‌مرور محققان، راه‌هایی برای دستیابی به فشارهای بالا و بالاتر، پیدا کردند، اما هیچکس نتوانست به فشار لازم برای هیدروژن فلزی دست یابد. مشکل این بود: چه ماده‌ای می‌تواند آنقدر فشار ایجاد کند که اتم‌های هیدروژن را به‌اصطلاح، له کند؟
چالش‌های ساخت هیدروژن فلزی
محققان برای پاسخ به این سوال، به سراغ قدرتمندترین ماده دنیا رفتند: الماس! اما حتی الماس هم در فشارهای بسیار زیاد برای تولید هیدروژن فلزی، می‌شکند! بنابراین دانشمندان به دنبال راه‌هایی برای محکم‌تر کردن الماس گشتند. در واقع آنها در جستجوی سیستمی بودند که فاقد عوامل شکننده الماس باشد. الماس‌هایی که به طور طبیعی از زمین، استخراج می‌شوند، دارای ناسازگاری‌هایی در ساختار درونی‌شان هستند؛ بنابراین دانشمندان تصمیم گرفتند از الماس‌های سنتری یا ساختگی استفاده کنند که فاقد چنین ناسازگاری‌هایی هستند.
راه اصلی برای صیقل‌دادن الماس،‌استفاده از پودر الماس است، اما این روش می‌تواند باعث بیرون‌زدگی برخی از اتم‌های کربن از صفحه شبکه‌ای الماس شده و در واقع نوعی نقص ساختاری را ایجاد کند. این نقص ساختاری، باعث شکنندگی الماس شده و در نتیجه مطلوب نیست.
در نتیجه دانشمندان از یک روش جایگزین، یعنی یک فرآیند شیمیایی برای نازک‌کردن لایه سطحی (یا همان صیقل دادن) استفاده کردند که نقص ساختاری ایجاد نمی‌کرد. این پایان مشکلات نبود! مشکل دیگر این بود که در چنین فشار بالایی، گاهی اتم‌های هیدروژن به درون الماس‌ها نفوذ کرده و باعث شکستن آنها می‌شدند. دانشمندان برای جلوگیری از بروز چنین مشکلی، الماس‌ها را با یک لایه آلومینیوم، پوشاندند.
در نهایت، کل سیستم تا دمای هلیوم مایع، یعنی 269- درجه سانتیگراد سرد شد و الماس‌ها، نمونه‌ی کوچک هیدروژن جامد را به‌شدت فشرده کردند. به قسمت هیجان‌انگیز ماجرا می‌رسیم: با افزایش فشار، ملکول‌های هیدروژن، شروع به تغییر رنگ کردند. هیدروژن شفاف، تبدیل به هیدروژن درخشان و براق شد. آزمایش‌های تکمیلی،‌ تایید کردند که این همان جام مقدس فیزیک یعنی هیدروژن فلزی است! اگر می‌پرسید بیشترین فشار به‌کار رفته در این فرآیند چه بود، باید بگویم، فشاری بیشتر از فشار موجود در هسته زمین: 495 گیگاپاسکال!
کاربردهای شگفت‌انگیز هیدروژن فلزی
دانشمندان هنوز چیز زیادی در مورد ویژگی‌های این ماده عجیب و غریب، نمی‌دانند. مجموعه دستگاهی این آزمایش،‌ هنوز در آزمایشگاه و منتظر آزمایش‌های بعدی است! تجربه نشان می‌دهد وقتی الماس‌ها را تا بیش از یک میلیون اتمسفر،‌ فشرده کرده و سپس رها کنیم، قطعا خواهند شکست. دانشمندان هنوز نمی‌دانند اگر فشارها را بردارند،‌ آیا هیدروژن فلزی، همچنان پایدار خواهد ماند یا نه؟ اگر چنین باشد و هیدروژن فلزی همچنان پس از حذف فشارها، پایدار باشد، می‌توان یکی دیگر از مواد انقلابی، یعنی ابررسانای دمای اتاق را به کمک آن ساخت. اگر برای ساخت دستگاه MRI از ابررساناهای دمای اتاق استفاده کنیم، دیگر نیازی به سردکردن آن تا دمای هلیوم مایع نخواهد بود.
از طرفی هیدروژن فلزی می‌تواند قوی‌ترین سوخت موشکی باشد که بشر تاکنون کشف کرده، به شرطی که بتوانیم راه‌های تولید انبوه آن را پیدا کنیم.

اما هیدروژن مایع چطور می‌تواند نقش سوخت موشک را بازی کند: همانطور که گفتیم برای تولید هیدروژن فلزی، به فشار بسیار بالا و در نتیجه صرف انرژی بسیار زیاد نیازمندیم.
وقتی اتم‌های هیدروژن دوباره با یکدیگر ترکیب شده و به شکل ملکولی عادی‌شان بازمی‌گردند، انرژی فوق‌العاده زیادی را آزاد خواهند کرد و از آنجایی که هیدروژن، سبک‌ترین عنصر است، ملکول بازترکیب شده، حدود ده مرتبه سبک‌تر از سوخت فعلی موشک‌ها خواهد بود.
دانشمندان قصد دارند پایداری هیدروژن فلزی و ابررسانایی دمای اتاق را در بوته آزمایش بگذارند. نتیجه این آزمایش انقلابی دیروز در ژورنال معتبر ساینس،‌ منتشر شد.

#عمومی
شگفتی دانشمندان از تغییرات دوقلوهای فضانورد

این تحقیقات که با کمک دوقلوهای فضانورد اسکات و مارک کلی انجام گرفت، اسکات بین سال‌های 2015 تا 2016 میلادی مدت 340 روز را به‌طور متوالی در ایستگاه فضایی بین‌المللی اقامت کرد؛ در حالی که مارک این مدت را در زمین زندگی کرد.

http://www.bartarinha.ir/fa/news/471832/

#تخصصی

متنی از استیون واینبرگ فیزیکدان برجسته درباره معضلات مکانیک کوانتومی