Forwarded from کانال علمی فیزیک ایران
@physics_ir
گروه تحقیقاتی رصدخانه تداخل سنج لیزری (لایگو) و اشکارساز امواج گرانشی اروپایی ویرگو از اول آوریل سال جاری میلادی سومین مرحله رصد خود را شروع کرده است.
درهمین سری رصدی به نظر می رسد، که پدیده بسیار جذابی کشف شده است. برخورد یک ستاره نوترونی با یک سیاهچاله. این نوع برخورد در صورت تایید نهایی اولین در نوع خود است. در دو مرحله قبلی رصدهای لایگو و ویرگو، برخورد دو سیاهچاله در حال ادغام و یک پدیده ادغام دو ستاره نوترونی کشف شده بود، در حالی که در مرحله سوم به نظر می رسد آشکارساز ها ادغام ستاره نوترونی و سیاهچاله را پیدا کرده است. البته این داده ای رصدی احتیاج به تحلیل دقیق تر دارد که این رویدادها به عنوان اتفاق امواج گرانشی ثبت گردد.
به نظر می رسد که داستان کشف منابع جدید #امواج_گرانشی همچنان پر هیجان دنبال خواهد شد.
منبع خبر: وبگاه #لایگو
گروه تحقیقاتی رصدخانه تداخل سنج لیزری (لایگو) و اشکارساز امواج گرانشی اروپایی ویرگو از اول آوریل سال جاری میلادی سومین مرحله رصد خود را شروع کرده است.
درهمین سری رصدی به نظر می رسد، که پدیده بسیار جذابی کشف شده است. برخورد یک ستاره نوترونی با یک سیاهچاله. این نوع برخورد در صورت تایید نهایی اولین در نوع خود است. در دو مرحله قبلی رصدهای لایگو و ویرگو، برخورد دو سیاهچاله در حال ادغام و یک پدیده ادغام دو ستاره نوترونی کشف شده بود، در حالی که در مرحله سوم به نظر می رسد آشکارساز ها ادغام ستاره نوترونی و سیاهچاله را پیدا کرده است. البته این داده ای رصدی احتیاج به تحلیل دقیق تر دارد که این رویدادها به عنوان اتفاق امواج گرانشی ثبت گردد.
به نظر می رسد که داستان کشف منابع جدید #امواج_گرانشی همچنان پر هیجان دنبال خواهد شد.
منبع خبر: وبگاه #لایگو
انرژی تاریک و اکتشافات چندگانه
مساحی انرژی تاریک (Dark Energy Survey)، تحلیلهای چهار مشاهدهپذیر کیهانشناسی را با هم ترکیب کرده است تا ویژگیهای انرژی تاریک را مشخص کند، که هموارکننده راه بررسیهای کیهانشناسیای است که طی یک دهه آینده انجام خواهد شد.
شکل ۱. بخشی از آسمان کهDark Energy Survey طی ماموریت پنجساله خود رصد کرده است. رنگهای مختلف نشاندهنده رصدهای متفاوت انجامشده است. SV: انجام تحقیقات علمی اولیه؛ Y1: سال اول؛ Y2: سال دوم؛ میدانهای SN: نواحی دربردارنده ابرنواخترهایی که بهعنوان شمع استاندارد برای بررسی انبساط عالم بهکار میروند.
امروزه یکی از مهمترین اهداف کیهانشناسی شناخت انرژی تاریکی است که علت انبساط شتابدار عالم است. آیا مشاهدات رصدی با انرژی تاریک به عنوان ثابت کیهانشناسیِ نسبیت عام، که نشاندهنده این است که چگالی انرژی ثابتی بهطور همگن عالم را پر کرده است، سازگار است؟ آیا میتوان انحرافهایی از نسبیت عام در مقیاس کیهانی پیدا کرد که نشاندهنده ماهیت پیچیدهتر گرانش باشد؟ پرسشهایی از این دست انگیزهای برای بررسیهای کنونی و نسل بعدی تحقیقاتی است که هدف آنها نقشهبرداری بخشهای هرچه بزرگتر کیهان، بااستفادهاز انواع مختلف کاوشگرها برای تعیین ویژگیهای انرژی تاریک است. مساحی انرژی تاریک The Dark Energy Survey (DES) از ترکیب تحلیلهای چهار مشاهدهپذیر استاندارد مربوط به انرژی تاریک ویژگیهایی را استخراج کرده است: ابرنواخترها، نوسانات اکوستیکی باریونی، همگرایی گرانشی و خوشهبندی کهکشانی [۱]. قیدهای حاصل آنچه را که از بررسیهای قبلی، که بر کاوشگرهای مجزا متمرکز بود، میدانستیم تایید میکند. اما نتایج نشان میدهد که این رویکرد چندکاوشگر باعث میشود تا بررسیهای دهه ۲۰۲۰ مرتبه بزرگی (دقت) این قیدها را بهبود ببخشد و احتمالا ما را به حل معمای انرژی تاریک نزدیک کند.
اندازهگیریهای سنتی انرژی تاریک به دو روش انجام میشوند. اول، اندازهگری انبساط هندسی عالم است، که شامل رصد ابرنواخترها و نوسانات اکوستیکی باریونی (BAO) است. از ابرنواخترهای نوع Iaمیتوان بهعنوان شمع استاندارد استفاده کرد، درخشندگی مشخص آنها به اخترشناسان اجازه میدهد تا فاصله آنها را حدس بزنند. اندازهگیریهای دهه ۱۹۹۰ از سرعت دورشدن (یا انتقال به سرخ) ابرنواخترها بهعنوان تابعی از فاصله باعث کشف انبساط شتابدار عالم شد، پیشبینیهای مغایر برپایه مدلهایی است که در آن ماده در جهان غالب است [۲].BAO همچنین با فاصلههای فضایی ارتباط دارند، و بهعنوان «خطکشهای استاندارد» میتوانند طولهای کیهانی را کالیبره کنند.BAO افتوخیزهای چگالی ماده است که ناشی از امواج صوتی در پلاسمای فوتون-باریون ابتدایی در جهان اولیه است. طول خطکشهای استاندارد BAO را میتوان با اندازهگیریهای تابش ریزموج زمینه کیهانی (CMB) تخمین زد. دانشمندان میتوانند با رصد اندازه زاویهای خطکشهای BAO [۳] به دفعات، بهطور مستقیم انبساط زمینه هندسی عالم را اندازهگیری کنند.
روش دوم اندازهگیری، تاثیر انرژی تاریک بر آهنگ رشد ساختارهای کیهانی، قابل مشاهده و تاریک هر دو، متمرکز است. انبساط شتابدار باعث میشود که این ساختارها کُندتر رشد کنند، زیرا گرانش زمان کمتری برای جذب در مادهی اطراف نواحی بیشازحد چگال دارد. با رصد توزیع ماده میتوان توقف رشد را مشخص کرد. DES توزیع ماده را ازطریق اندازهگیریهای دقیق همگراییهای ضعیف، اعوجاجات همدوس اَشکال کهکشانهای زمینه که ناشی از عدسیهای گرانشی ماده پیشزمینه است، ردیابی کرد. از چنین اعوجاجاتی،توزیع ماده پسزمینه (که عمدتا ماده تاریک است) بهدست میآید. مقدارهای کوچک اثر همگرایی ضعیف (weak-lensing) اندازهگیری و حساسیت به اشتباهات رصدی سیستماتیک را مشکل میکند، اما برخی تحقیقات، ازجمله DES، توانسته بااستفادهاز همگرایی ضعیف تقشههایی از توزیع ماده فراهم کند.
یک رویکرد دیگر برای اندازهگیری میزان توقف رشد ساختار، ردیابی توزیع ساختار با مساحی کهکشانهای قابل رؤیت است. اندازهگیری فاصله تا کهکشان نیازمند تعیین انتقال به قرمز آن ازطریق طیفسنجی است. درحالیکه DESقابلیت طیفسنجی با وضوح بالا ندارد، بخشی از این مشکل را با تصویربرداری آسمان ازطریق پنج فیلتر طیفی، با بهدستآوردن طیفهای با وضوح پایین که اندازهگیریهای تقریبی فاصله تا کهکشانها را تعیین میکند، نشان میدهد. این کار خطاهای فاصله ساختار سهبعدی را محو میکند، اما همچنان نقشههای حاصلْ کاوشگر قوی تشکیل ساختار گرانشی هستند. درحالیکه این نقشههای کهکشانی نسبت به مساحی های همگرایی ضعیف کمتر نوفه (نویز) دارند، محدود هستند، زیرا دقیقا نمیدانیم که توزیع ماده تاریک نسبت به کهکشانهای مرئی چطور است. بااینحال گروه کاری DES (DES Collaboration) تکنیکهایی را برپایه دادههای مر
مساحی انرژی تاریک (Dark Energy Survey)، تحلیلهای چهار مشاهدهپذیر کیهانشناسی را با هم ترکیب کرده است تا ویژگیهای انرژی تاریک را مشخص کند، که هموارکننده راه بررسیهای کیهانشناسیای است که طی یک دهه آینده انجام خواهد شد.
شکل ۱. بخشی از آسمان کهDark Energy Survey طی ماموریت پنجساله خود رصد کرده است. رنگهای مختلف نشاندهنده رصدهای متفاوت انجامشده است. SV: انجام تحقیقات علمی اولیه؛ Y1: سال اول؛ Y2: سال دوم؛ میدانهای SN: نواحی دربردارنده ابرنواخترهایی که بهعنوان شمع استاندارد برای بررسی انبساط عالم بهکار میروند.
امروزه یکی از مهمترین اهداف کیهانشناسی شناخت انرژی تاریکی است که علت انبساط شتابدار عالم است. آیا مشاهدات رصدی با انرژی تاریک به عنوان ثابت کیهانشناسیِ نسبیت عام، که نشاندهنده این است که چگالی انرژی ثابتی بهطور همگن عالم را پر کرده است، سازگار است؟ آیا میتوان انحرافهایی از نسبیت عام در مقیاس کیهانی پیدا کرد که نشاندهنده ماهیت پیچیدهتر گرانش باشد؟ پرسشهایی از این دست انگیزهای برای بررسیهای کنونی و نسل بعدی تحقیقاتی است که هدف آنها نقشهبرداری بخشهای هرچه بزرگتر کیهان، بااستفادهاز انواع مختلف کاوشگرها برای تعیین ویژگیهای انرژی تاریک است. مساحی انرژی تاریک The Dark Energy Survey (DES) از ترکیب تحلیلهای چهار مشاهدهپذیر استاندارد مربوط به انرژی تاریک ویژگیهایی را استخراج کرده است: ابرنواخترها، نوسانات اکوستیکی باریونی، همگرایی گرانشی و خوشهبندی کهکشانی [۱]. قیدهای حاصل آنچه را که از بررسیهای قبلی، که بر کاوشگرهای مجزا متمرکز بود، میدانستیم تایید میکند. اما نتایج نشان میدهد که این رویکرد چندکاوشگر باعث میشود تا بررسیهای دهه ۲۰۲۰ مرتبه بزرگی (دقت) این قیدها را بهبود ببخشد و احتمالا ما را به حل معمای انرژی تاریک نزدیک کند.
اندازهگیریهای سنتی انرژی تاریک به دو روش انجام میشوند. اول، اندازهگری انبساط هندسی عالم است، که شامل رصد ابرنواخترها و نوسانات اکوستیکی باریونی (BAO) است. از ابرنواخترهای نوع Iaمیتوان بهعنوان شمع استاندارد استفاده کرد، درخشندگی مشخص آنها به اخترشناسان اجازه میدهد تا فاصله آنها را حدس بزنند. اندازهگیریهای دهه ۱۹۹۰ از سرعت دورشدن (یا انتقال به سرخ) ابرنواخترها بهعنوان تابعی از فاصله باعث کشف انبساط شتابدار عالم شد، پیشبینیهای مغایر برپایه مدلهایی است که در آن ماده در جهان غالب است [۲].BAO همچنین با فاصلههای فضایی ارتباط دارند، و بهعنوان «خطکشهای استاندارد» میتوانند طولهای کیهانی را کالیبره کنند.BAO افتوخیزهای چگالی ماده است که ناشی از امواج صوتی در پلاسمای فوتون-باریون ابتدایی در جهان اولیه است. طول خطکشهای استاندارد BAO را میتوان با اندازهگیریهای تابش ریزموج زمینه کیهانی (CMB) تخمین زد. دانشمندان میتوانند با رصد اندازه زاویهای خطکشهای BAO [۳] به دفعات، بهطور مستقیم انبساط زمینه هندسی عالم را اندازهگیری کنند.
روش دوم اندازهگیری، تاثیر انرژی تاریک بر آهنگ رشد ساختارهای کیهانی، قابل مشاهده و تاریک هر دو، متمرکز است. انبساط شتابدار باعث میشود که این ساختارها کُندتر رشد کنند، زیرا گرانش زمان کمتری برای جذب در مادهی اطراف نواحی بیشازحد چگال دارد. با رصد توزیع ماده میتوان توقف رشد را مشخص کرد. DES توزیع ماده را ازطریق اندازهگیریهای دقیق همگراییهای ضعیف، اعوجاجات همدوس اَشکال کهکشانهای زمینه که ناشی از عدسیهای گرانشی ماده پیشزمینه است، ردیابی کرد. از چنین اعوجاجاتی،توزیع ماده پسزمینه (که عمدتا ماده تاریک است) بهدست میآید. مقدارهای کوچک اثر همگرایی ضعیف (weak-lensing) اندازهگیری و حساسیت به اشتباهات رصدی سیستماتیک را مشکل میکند، اما برخی تحقیقات، ازجمله DES، توانسته بااستفادهاز همگرایی ضعیف تقشههایی از توزیع ماده فراهم کند.
یک رویکرد دیگر برای اندازهگیری میزان توقف رشد ساختار، ردیابی توزیع ساختار با مساحی کهکشانهای قابل رؤیت است. اندازهگیری فاصله تا کهکشان نیازمند تعیین انتقال به قرمز آن ازطریق طیفسنجی است. درحالیکه DESقابلیت طیفسنجی با وضوح بالا ندارد، بخشی از این مشکل را با تصویربرداری آسمان ازطریق پنج فیلتر طیفی، با بهدستآوردن طیفهای با وضوح پایین که اندازهگیریهای تقریبی فاصله تا کهکشانها را تعیین میکند، نشان میدهد. این کار خطاهای فاصله ساختار سهبعدی را محو میکند، اما همچنان نقشههای حاصلْ کاوشگر قوی تشکیل ساختار گرانشی هستند. درحالیکه این نقشههای کهکشانی نسبت به مساحی های همگرایی ضعیف کمتر نوفه (نویز) دارند، محدود هستند، زیرا دقیقا نمیدانیم که توزیع ماده تاریک نسبت به کهکشانهای مرئی چطور است. بااینحال گروه کاری DES (DES Collaboration) تکنیکهایی را برپایه دادههای مر
بوط به همگرایی ضعیف با توزیع کهکشانهای مرئی توسعه داده است، که اجازه استفاده از نقشههای کهکشانی سیگنال به نویز (نوفه) بالاتر در کیهانشناسی را میدهد.
محدوده وسیعی از آسمان نیمکره جنوبی را درنظر بگیرید (شکل ۱). بااستفاده از تلسکوپ ۴متری Victor M. Blanco در رصدخانه میانآمریکایی سرو تولولو (Cerro Tololo Inter-American) در شیلی، برای اولین بار گروه کاری DES همه نتایج چهار کاوشگر انرژی تاریک را در یک تحلیل با هم ترکیب کرده است. نتایج اولیه این کار قیدهای مستقلی روی چگالیهای کیهانی ماده تاریک و انرژی تاریک، هر دو، نشان میدهد (شکل ۲). گروه کاری DES نیز معادله پارامتر حالت انرژی تاریک را محدود کرده است. همانطور که در شکل ۲ میبینیم این قیدها هنوز با بهترین قیدهای استخراجشده از دیگر آزمایشهای ناشی از ترکیب بررسیهای کهکشانها و دادههایCMB قابلرقابت نیست. بااینحال، بهنظر من نشاندادن امکان وجود یک رویکرد چندمنظوره در یک بررسی مهمترین جنبه کار است، چرا که مزایای زیادی نسبت به بررسیهای تککاوشگر دارد. اول، ازآنجاکه همه کاوشها از یک بررسی بهدست میآیند، میتوان بهطور مستمر کالیبراسیون و خطاهای سیستماتیک را درطی کاوشهای چندگانه کنترل کرد –کار پژوهشی سختتر، گردآوری دادهها از آزمایشهای جداگانه است. دوم، این گروه کاری میتواند از همان استراتژی ماهرانه بهطور یکسان بهره ببرد –رویکرد تجزیهوتحلیل که در آن اطلاعات از محققانی که کار تحلیل را برای کاهش خطای رصدگر انجام میدهند، دور نگه میدارد. درنهایت، ویژگی همزمانی این چهار کاوش اجازه انجام تجزیهوتحلیلهای همبستگی متقابل که در بالا ذکر شد را میدهد. درحالیکه دراصل همه موارد فوق بااستفادهاز آزمایشهای جداگانه امکانپذیر است، در عمل بسیار مشکلدار است. علاوهبراین، غنای دادههای حاصل از یک تحلیل چندگانه میتواند الهامبخش آزمونهای گرانشی و انرژی تاریکی باشد که قبلا درمورد آنها فکر هم نکرده بودند.
شکل ۲. قیدهای چگالی انرژی تاریک (خطای پردازش ریاضی) و چگالی ماده تاریک (خطای پردازش ریاضی). خطوط خاکستری قیدهای دادههای DES در همگرایی گرانشی ضعیف، ساختارهای بزرگمقیاس، ابرنواخترها و BAO است. خطوط سبز، بهترین قیدهای دردسترس است که از CMB، ابرنواخترها و دادههای BAO بهدست آمده است. خطوط نشاندهنده ۶۸درصد و ۹۵درصد اطمینان آماری است.
نتایج تحلیل چندگانه DES نشان از دهه پیشِ روی بسیار خوبی در تحقیقات انرژی تاریک دارد. در کوتاهمدت میتوانیم انتظار داشته باشیم که گروه همکاریDES محدودیتهای خود را بهمیزان قابلتوجهی بهبود بخشد. دادههای تحلیلشده در این کار نشاندهنده فقط بخشی از دادههای DES است. مجموعه دادههای نهایی سهبرابر بیشتر از اندازهگیریهای همگرایی ضعیف و خوشههای کهکشانی خواهد بود و۱۰برابر ابرنواختر بیشتر را دربر میگیرد. ازلحاظ آماری این مقدار باید با ضریب ۲-۴ محدودیتها را بهبود ببخشد. هر چه قیدها سختتر شوند، بهطور بالقوه تنش های بین مشاهدهپذیرهای مختلف در مدلهای کیهانشناسی کنونی دچار شکاف میشود. درحال حاضر اختلافاتی بین اندازهگیریهای موضعی ثابت هابل درمقایسهبا مقدار استنتاجشده ازCMB و BAO [۴]، مانند نکات جزئی مخالفت با مقدار ساختار نشاندادهشده با CMB و همگرایی ضعیف است [۵]. تحلیلهای کاملDES میتواند به حل این اختلافات کمک کند یا شاید آنها را شدیدتر هم کند، که بسیار هیجانانگیزتر خواهد بود.
در بلندمدت میتوانیم از برخی از تحقیقات درحال پیشرفت، و حتی پژوهشهای بزرگتری که برای دهه بعدی برنامهریزی شدهاست، انتظار نتایجی داشته باشیم؛ که شامل پژوهشهای نورسنجی مانند DES (مثل پژوهشKilo-Degree، پژوهشHyper Supreme-Cam و Large Synoptic Survey Telescope)، پژوهشهای طیفسنجی (پژوهش طیفسنجی نوسان باریونی بسطدادهشده (Extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey) و پژوهشهای طراحیشده با تلسکوپ طیفسنجی ۴متریMulti-Object و ابزار طیفسنجی انرژی تاریک)، دو ماموریت ماهوارهای که رصدهای فوتومتریک و طیفسنجی را با هم ترکیب خواهد کرد (تلسکوپ Euclid و تلسکوپ Wide Field Infrared Survey)، اندازهگیریهای CMB(رصدخانه Simons و آزمایش Stage-4 CMB)، و پژوهشهایی که از جدیدترین کاوشگرها مانند خط هیدروژن 21-cm و امواج گرانشی استفاده میکنند. وسعت این برنامهها این اطمینان را ایجاد میکند که اندازهگیریهای DESفقط آغاز اکتشافی هیجانانگیز درمورد یکی از فریبندهترین پرسشهای کیهانشناسی است.
مراجع
1. T. M. C. Abbott et al., “Cosmological constraints from multiple probes in the Dark Energy Survey,” Phys. Rev. Lett. 122, 171301 (2019).
2. A. G. Riess et al., “Observational evidence from supernovae for an accelerating universe and a cosmological constant,”
محدوده وسیعی از آسمان نیمکره جنوبی را درنظر بگیرید (شکل ۱). بااستفاده از تلسکوپ ۴متری Victor M. Blanco در رصدخانه میانآمریکایی سرو تولولو (Cerro Tololo Inter-American) در شیلی، برای اولین بار گروه کاری DES همه نتایج چهار کاوشگر انرژی تاریک را در یک تحلیل با هم ترکیب کرده است. نتایج اولیه این کار قیدهای مستقلی روی چگالیهای کیهانی ماده تاریک و انرژی تاریک، هر دو، نشان میدهد (شکل ۲). گروه کاری DES نیز معادله پارامتر حالت انرژی تاریک را محدود کرده است. همانطور که در شکل ۲ میبینیم این قیدها هنوز با بهترین قیدهای استخراجشده از دیگر آزمایشهای ناشی از ترکیب بررسیهای کهکشانها و دادههایCMB قابلرقابت نیست. بااینحال، بهنظر من نشاندادن امکان وجود یک رویکرد چندمنظوره در یک بررسی مهمترین جنبه کار است، چرا که مزایای زیادی نسبت به بررسیهای تککاوشگر دارد. اول، ازآنجاکه همه کاوشها از یک بررسی بهدست میآیند، میتوان بهطور مستمر کالیبراسیون و خطاهای سیستماتیک را درطی کاوشهای چندگانه کنترل کرد –کار پژوهشی سختتر، گردآوری دادهها از آزمایشهای جداگانه است. دوم، این گروه کاری میتواند از همان استراتژی ماهرانه بهطور یکسان بهره ببرد –رویکرد تجزیهوتحلیل که در آن اطلاعات از محققانی که کار تحلیل را برای کاهش خطای رصدگر انجام میدهند، دور نگه میدارد. درنهایت، ویژگی همزمانی این چهار کاوش اجازه انجام تجزیهوتحلیلهای همبستگی متقابل که در بالا ذکر شد را میدهد. درحالیکه دراصل همه موارد فوق بااستفادهاز آزمایشهای جداگانه امکانپذیر است، در عمل بسیار مشکلدار است. علاوهبراین، غنای دادههای حاصل از یک تحلیل چندگانه میتواند الهامبخش آزمونهای گرانشی و انرژی تاریکی باشد که قبلا درمورد آنها فکر هم نکرده بودند.
شکل ۲. قیدهای چگالی انرژی تاریک (خطای پردازش ریاضی) و چگالی ماده تاریک (خطای پردازش ریاضی). خطوط خاکستری قیدهای دادههای DES در همگرایی گرانشی ضعیف، ساختارهای بزرگمقیاس، ابرنواخترها و BAO است. خطوط سبز، بهترین قیدهای دردسترس است که از CMB، ابرنواخترها و دادههای BAO بهدست آمده است. خطوط نشاندهنده ۶۸درصد و ۹۵درصد اطمینان آماری است.
نتایج تحلیل چندگانه DES نشان از دهه پیشِ روی بسیار خوبی در تحقیقات انرژی تاریک دارد. در کوتاهمدت میتوانیم انتظار داشته باشیم که گروه همکاریDES محدودیتهای خود را بهمیزان قابلتوجهی بهبود بخشد. دادههای تحلیلشده در این کار نشاندهنده فقط بخشی از دادههای DES است. مجموعه دادههای نهایی سهبرابر بیشتر از اندازهگیریهای همگرایی ضعیف و خوشههای کهکشانی خواهد بود و۱۰برابر ابرنواختر بیشتر را دربر میگیرد. ازلحاظ آماری این مقدار باید با ضریب ۲-۴ محدودیتها را بهبود ببخشد. هر چه قیدها سختتر شوند، بهطور بالقوه تنش های بین مشاهدهپذیرهای مختلف در مدلهای کیهانشناسی کنونی دچار شکاف میشود. درحال حاضر اختلافاتی بین اندازهگیریهای موضعی ثابت هابل درمقایسهبا مقدار استنتاجشده ازCMB و BAO [۴]، مانند نکات جزئی مخالفت با مقدار ساختار نشاندادهشده با CMB و همگرایی ضعیف است [۵]. تحلیلهای کاملDES میتواند به حل این اختلافات کمک کند یا شاید آنها را شدیدتر هم کند، که بسیار هیجانانگیزتر خواهد بود.
در بلندمدت میتوانیم از برخی از تحقیقات درحال پیشرفت، و حتی پژوهشهای بزرگتری که برای دهه بعدی برنامهریزی شدهاست، انتظار نتایجی داشته باشیم؛ که شامل پژوهشهای نورسنجی مانند DES (مثل پژوهشKilo-Degree، پژوهشHyper Supreme-Cam و Large Synoptic Survey Telescope)، پژوهشهای طیفسنجی (پژوهش طیفسنجی نوسان باریونی بسطدادهشده (Extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey) و پژوهشهای طراحیشده با تلسکوپ طیفسنجی ۴متریMulti-Object و ابزار طیفسنجی انرژی تاریک)، دو ماموریت ماهوارهای که رصدهای فوتومتریک و طیفسنجی را با هم ترکیب خواهد کرد (تلسکوپ Euclid و تلسکوپ Wide Field Infrared Survey)، اندازهگیریهای CMB(رصدخانه Simons و آزمایش Stage-4 CMB)، و پژوهشهایی که از جدیدترین کاوشگرها مانند خط هیدروژن 21-cm و امواج گرانشی استفاده میکنند. وسعت این برنامهها این اطمینان را ایجاد میکند که اندازهگیریهای DESفقط آغاز اکتشافی هیجانانگیز درمورد یکی از فریبندهترین پرسشهای کیهانشناسی است.
مراجع
1. T. M. C. Abbott et al., “Cosmological constraints from multiple probes in the Dark Energy Survey,” Phys. Rev. Lett. 122, 171301 (2019).
2. A. G. Riess et al., “Observational evidence from supernovae for an accelerating universe and a cosmological constant,”
Astron. J. 116, 1009 (1998); S. Perlmutter et al., “Discovery of a supernova explosion at half the age of the Universe,” Nature 391, 51 (1998); “Erratum: Discovery of a supernova explosion at half the age of the Universe,” 392, 311 (1998).
3. M. A. Troxel et al., “Dark Energy Survey Year 1 results: Cosmological constraints from cosmic shear,” Phys. Rev. D 98 (2018).
4. Wendy L. Freedman, “Cosmology at at crossroads: Tension with the Hubble Constant,” arXiv:1706.02739.
5. H. Hildebrandt et al., “KiDS-450: cosmological parameter constraints from tomographic weak gravitational lensing,” Mon. Not. R. Astron. Soc. 465, 1454 (2016); E. van Uitert et al., “KiDS+GAMA: cosmology constraints from a joint analysis of cosmic shear, galaxy–galaxy lensing, and angular clustering,” 476, 4662 (2018); S. Joudaki et al., “KiDS-450 + 2dFLenS: Cosmological parameter constraints from weak gravitational lensing tomography and overlapping redshift-space galaxy clustering,” 474, 4894 (2017); C. Hikage et al., “Cosmology from cosmic shear power spectra with Subaru Hyper Suprime-Cam first-year data,” Publ. Astron. Soc. Jpn. 71, 43 (2019); C. Chang et al., “A unified analysis of four cosmic shear surveys,” Mon. Not. R. Astron. Soc. 482, 3696 (2018)
درباره نویسنده:
نیکیل پادمانابان، دانشیار گروه فیزیک و نجوم در دانشگاه ییل است. وی دکترای نخصصی خود را در سال ۲۰۰۶ از دانشگاه پرینستون دریافت کرده و با Uros Seljak کار میکند. او همکار پروژه هابل در آزمایشگاه ملی لارنس برکلی از سال ۲۰۰۶ تا ۲۰۰۹ بوده و تاکنون در ییل بوده است. تحقیقات او هر دو جنبه رصدی و تئوری تعیین ساختارهای بزرگمقیاس با بررسی کهکشانی را با تمرکز بر استفاده از اندازهگیریهای نوسان آکوستیک باریون برای تعیین تاریخچه انبساط جهان را پوشش میدهد.
منبع:
https://physics.aps.org/articles/v12/48
3. M. A. Troxel et al., “Dark Energy Survey Year 1 results: Cosmological constraints from cosmic shear,” Phys. Rev. D 98 (2018).
4. Wendy L. Freedman, “Cosmology at at crossroads: Tension with the Hubble Constant,” arXiv:1706.02739.
5. H. Hildebrandt et al., “KiDS-450: cosmological parameter constraints from tomographic weak gravitational lensing,” Mon. Not. R. Astron. Soc. 465, 1454 (2016); E. van Uitert et al., “KiDS+GAMA: cosmology constraints from a joint analysis of cosmic shear, galaxy–galaxy lensing, and angular clustering,” 476, 4662 (2018); S. Joudaki et al., “KiDS-450 + 2dFLenS: Cosmological parameter constraints from weak gravitational lensing tomography and overlapping redshift-space galaxy clustering,” 474, 4894 (2017); C. Hikage et al., “Cosmology from cosmic shear power spectra with Subaru Hyper Suprime-Cam first-year data,” Publ. Astron. Soc. Jpn. 71, 43 (2019); C. Chang et al., “A unified analysis of four cosmic shear surveys,” Mon. Not. R. Astron. Soc. 482, 3696 (2018)
درباره نویسنده:
نیکیل پادمانابان، دانشیار گروه فیزیک و نجوم در دانشگاه ییل است. وی دکترای نخصصی خود را در سال ۲۰۰۶ از دانشگاه پرینستون دریافت کرده و با Uros Seljak کار میکند. او همکار پروژه هابل در آزمایشگاه ملی لارنس برکلی از سال ۲۰۰۶ تا ۲۰۰۹ بوده و تاکنون در ییل بوده است. تحقیقات او هر دو جنبه رصدی و تئوری تعیین ساختارهای بزرگمقیاس با بررسی کهکشانی را با تمرکز بر استفاده از اندازهگیریهای نوسان آکوستیک باریون برای تعیین تاریخچه انبساط جهان را پوشش میدهد.
منبع:
https://physics.aps.org/articles/v12/48
Physics
Dark Energy Faces Multiple Probes
The Dark Energy Survey has combined its analysis of four cosmological observables to constrain the properties of dark energy—paving the way for cosmological surveys that will run in the next decade.
🔵تصویر یک کهکشان بی قاعده و نامنظم ثبت شد
.
تلسکوپ هابل به تازگی موفق به ثبت تصویری از یک کهکشان نامنظم و بی قاعده به نام آی سی ۱۰ شده که شکل ظاهری آن موجب شگفتی ستاره شناسان شده است.
به نظر می رسد این شکل نامنظم ناشی از شکل گیری ستاره هایی جدید در آن باشد. انرژی حاصل از فعالیت مربوط به شکل گیری ستاره های مذکور و حجم گاز هیدروژن تولید شده به همین علت باعث شده کهکشان یادشده شکل منظم و قاعده مند خود را از دست بدهد و از نظر هندسی وضعیتی عجیب و خاص پیدا کند.
حجم بالای گاز موجود در این کهکشان باعث شکل گیری ابرهای بزرگی شده که تغییر فشار و آب و هوای این کهکشان نیز بر شرایط آنها تاثیر می گذارد.
اکثر کهکشان ها مانند کهکشان راه شیری دارای حالتی مارپیچی هستند و این مارپیچ دارای نظم و قطر مشخص و عموماً ثابتی است. اما کهکشان آی سی ۱۰ فاقد هرگونه نظم و شکل قاعده مندی است. کهکشان مذکور حدود یک میلیون سال نوری با منظومه شمسی فاصله دارد.
کهکشان یادشده در صورت فلکی Cassiopeia قرار دارد که در سال ۱۸۸۷ توسط ستاره شناسی به نام لوئیس سوئیفت کشف شد. قرار گرفتن این کهکشان در مسیر خطی موازی با کهکشان راه شیری مشاهده دقیق جزئیات و مطالعه آن را دشوار ساخته است
@physics_ir
.
تلسکوپ هابل به تازگی موفق به ثبت تصویری از یک کهکشان نامنظم و بی قاعده به نام آی سی ۱۰ شده که شکل ظاهری آن موجب شگفتی ستاره شناسان شده است.
به نظر می رسد این شکل نامنظم ناشی از شکل گیری ستاره هایی جدید در آن باشد. انرژی حاصل از فعالیت مربوط به شکل گیری ستاره های مذکور و حجم گاز هیدروژن تولید شده به همین علت باعث شده کهکشان یادشده شکل منظم و قاعده مند خود را از دست بدهد و از نظر هندسی وضعیتی عجیب و خاص پیدا کند.
حجم بالای گاز موجود در این کهکشان باعث شکل گیری ابرهای بزرگی شده که تغییر فشار و آب و هوای این کهکشان نیز بر شرایط آنها تاثیر می گذارد.
اکثر کهکشان ها مانند کهکشان راه شیری دارای حالتی مارپیچی هستند و این مارپیچ دارای نظم و قطر مشخص و عموماً ثابتی است. اما کهکشان آی سی ۱۰ فاقد هرگونه نظم و شکل قاعده مندی است. کهکشان مذکور حدود یک میلیون سال نوری با منظومه شمسی فاصله دارد.
کهکشان یادشده در صورت فلکی Cassiopeia قرار دارد که در سال ۱۸۸۷ توسط ستاره شناسی به نام لوئیس سوئیفت کشف شد. قرار گرفتن این کهکشان در مسیر خطی موازی با کهکشان راه شیری مشاهده دقیق جزئیات و مطالعه آن را دشوار ساخته است
@physics_ir
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
✅چند آزمایش ساده از خواص مغناطیسی و آهنربا، گرانروی
@physics_ir
.
.
#مغناطیس #فرومغناطیس #آهنربا #آزمایش_فیزیک #سیالات #گرانروی #پیج_علمی_فیزیک_ایران
@physics_ir
.
.
#مغناطیس #فرومغناطیس #آهنربا #آزمایش_فیزیک #سیالات #گرانروی #پیج_علمی_فیزیک_ایران
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
✅ 1⃣اگر زمین به مشتری برخورد کند چه می شود؟
.
جرم مشتری به تنهایی ۲٫۵ برابر جرم تمام سیارههای دیگر در سامانه خورشیدی است. نسبت جرم این سیاره به اندازهای است که مرکز سنگینی سراسری آن با خورشید بالاتر از سطح خورشید، در ۱٫۰۶۸ برابر شعاع خورشید (فاصله از مرکز خورشید) قرار میگیرد. حجم مشتری ۱۳۲۱ برابر حجم زمین و جرم آن تنها ۳۱۸٫۵ برابر زمین است. این نسبت، زمین را بهطور قابل توجهی متراکم تر از مشتری نشان میدهد. شعاع مشتری حدود یک دهم شعاع خورشید است و جرم آن ۰٫۰۰۱ برابر جرم خورشید است، بنابراین چگالی این دو با هم مشابه است.
.
#پیج_علمی_فیزیک_ایران #مشتری #زمین1⃣
.
جرم مشتری به تنهایی ۲٫۵ برابر جرم تمام سیارههای دیگر در سامانه خورشیدی است. نسبت جرم این سیاره به اندازهای است که مرکز سنگینی سراسری آن با خورشید بالاتر از سطح خورشید، در ۱٫۰۶۸ برابر شعاع خورشید (فاصله از مرکز خورشید) قرار میگیرد. حجم مشتری ۱۳۲۱ برابر حجم زمین و جرم آن تنها ۳۱۸٫۵ برابر زمین است. این نسبت، زمین را بهطور قابل توجهی متراکم تر از مشتری نشان میدهد. شعاع مشتری حدود یک دهم شعاع خورشید است و جرم آن ۰٫۰۰۱ برابر جرم خورشید است، بنابراین چگالی این دو با هم مشابه است.
.
#پیج_علمی_فیزیک_ایران #مشتری #زمین1⃣
Forwarded from Iota فیزیک
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
◀️اندازه حرکت زاویه ای
.
.
.
#المپیاد_فیزیک #مکانیک_تحلیلی #فیزیک_پایه #کنکور_ارشد_فیزیک #کنکور_ارشد_ژئوفیزیک #مکانیک
.
.
.
#المپیاد_فیزیک #مکانیک_تحلیلی #فیزیک_پایه #کنکور_ارشد_فیزیک #کنکور_ارشد_ژئوفیزیک #مکانیک
Forwarded from Iota فیزیک
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
◀️اندازه حرکت زاویه ای
.
.
.
#المپیاد_فیزیک #مکانیک_تحلیلی #فیزیک_پایه #کنکور_ارشد_فیزیک #کنکور_ارشد_ژئوفیزیک #مکانیک
.
.
.
#المپیاد_فیزیک #مکانیک_تحلیلی #فیزیک_پایه #کنکور_ارشد_فیزیک #کنکور_ارشد_ژئوفیزیک #مکانیک
Forwarded from کانال علمی فیزیک ایران
🆔 @physics_ir
برگی از #تاریخ_علم
.
فیزیک را نمیتوان بدون اشاره به نیوتون تصور کرد.و آن بخاطر برتری دستاوردهای نیوتن است. برتری در زمینه ی منتخب!
.
در سالهای آخرعمرش نیوتن ضعف عصبی داشت و هیچگاه مثل سابق نشد.هرچند استعداد ابتکاری و فضیلتهای ریاضیاتی(محاسباتی) او تضعیف نشد. در ساال ۱۶۹۶ یک ریاضیدان سوییسی دو مسئله مطرح کرد و پژوهشگران اروپایی را جهت حل آنها به چالش کشید.نیوتن نگاهی ب مسایل انداخت و راه حلها را بانام مستعار فرستاد.فضیلت نمیتواند مخفی بماند. الماس حتی در تاریکی میدرخشد.ریاضیدان سوییسی فوری توانست ازبین استتار هم حقیقت را دریابد.او گفت من قانون سلطان را تشخیص میدهم.فضیلت بینظیر.
.
ترجمه : @Original_Translation
برگی از #تاریخ_علم
.
فیزیک را نمیتوان بدون اشاره به نیوتون تصور کرد.و آن بخاطر برتری دستاوردهای نیوتن است. برتری در زمینه ی منتخب!
.
در سالهای آخرعمرش نیوتن ضعف عصبی داشت و هیچگاه مثل سابق نشد.هرچند استعداد ابتکاری و فضیلتهای ریاضیاتی(محاسباتی) او تضعیف نشد. در ساال ۱۶۹۶ یک ریاضیدان سوییسی دو مسئله مطرح کرد و پژوهشگران اروپایی را جهت حل آنها به چالش کشید.نیوتن نگاهی ب مسایل انداخت و راه حلها را بانام مستعار فرستاد.فضیلت نمیتواند مخفی بماند. الماس حتی در تاریکی میدرخشد.ریاضیدان سوییسی فوری توانست ازبین استتار هم حقیقت را دریابد.او گفت من قانون سلطان را تشخیص میدهم.فضیلت بینظیر.
.
ترجمه : @Original_Translation
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
پس از مرگ #اینشتین کالبدشکافی او توسط دکتر توماس #هاروی انجام شد. او مغز را خارج و به چند قسمت تقسیم کرد، برخی را خود نگهداشت و بقیه را برای سایر پژوهشگران برجسته در این زمینه فرستاد. او همچنین چشمهای اینشتین را خارج کرد و آنها را به هنری آبرامز، چشمپزشک اینشتین داد.
سال ۲۰۱۲ نتیجه پژوهش مفصلی بر روی چهارده عکس منتشر نشده از مغز انشتین که از «زوایای غیر متعارف» گرفته شده بودند منتشر شد. همچنین در سال ۲۰۱۳ نتیجه پژوهش دانشمندان دانشگاه چین شرقی در شانگهای و دانشگاه ایالتی فلوریدا در آمریکا در نشریه «مغز» منتشر شد. دانشمندان از بررسی عکسهای منتشر نشده مغز انشتین (دو عکس از نیمکرههای راست و چپ) متوجه یکی دیگر از تفاوتهای مغز او با سایرین شدند. این تصاویر نشان میدهد که بخشی از مغز به نام جسم پینهای(کورپوس کالوزوم) در انشتین بسیار بزرگتر از افراد عادی بودهاست.
@physics_ir
جسم پینهای بزرگترین دسته رشتههای عصبی است که دو نیمکره مغز را بهم وصل میکند؛ در واقع مهمترین راهی است که اطلاعات بین دو نیمکره مغز مبادله میشوند.
سال ۲۰۱۲ نتیجه پژوهش مفصلی بر روی چهارده عکس منتشر نشده از مغز انشتین که از «زوایای غیر متعارف» گرفته شده بودند منتشر شد. همچنین در سال ۲۰۱۳ نتیجه پژوهش دانشمندان دانشگاه چین شرقی در شانگهای و دانشگاه ایالتی فلوریدا در آمریکا در نشریه «مغز» منتشر شد. دانشمندان از بررسی عکسهای منتشر نشده مغز انشتین (دو عکس از نیمکرههای راست و چپ) متوجه یکی دیگر از تفاوتهای مغز او با سایرین شدند. این تصاویر نشان میدهد که بخشی از مغز به نام جسم پینهای(کورپوس کالوزوم) در انشتین بسیار بزرگتر از افراد عادی بودهاست.
@physics_ir
جسم پینهای بزرگترین دسته رشتههای عصبی است که دو نیمکره مغز را بهم وصل میکند؛ در واقع مهمترین راهی است که اطلاعات بین دو نیمکره مغز مبادله میشوند.
✅چرخش سریع آب را قطبیده می کند.
محققان ثابت کردند که می توانند هسته ی هیدروژن در آب را با چرخاندن مایع با سرعت های بالا مغناطیده کنند.
@physics_ir
محققان ثابت کردند که می توانند هسته ی هیدروژن در آب را با چرخاندن مایع با سرعت های بالا مغناطیده کنند.
@physics_ir
✅چرخش سریع آب را قطبیده می کند.
محققان ثابت کردند که می توانند هسته ی هیدروژن در آب را با چرخاندن مایع با سرعت های بالا مغناطیده کنند.
با چرخاندن یک میله ی فلزی با سرعت به قدر کافی زیاد، این میله به طور خود به خودی مغناطیده و اسپین تمامی الکترون های آن در جهت یکسانی هم راستا خواهد شد. «تیکو اسلیتور» Tycho Sleator از دانشگاه نیویورک (NYU) و همکارانش این سوال را مطرح کردند که آیا چنین شیوه ای می تواند الکترون ها را در نمونه های بافت مغز به منظور بهبود تصویربرداری، قطبیده کند. این سوال به مطالعاتی منجر شد که به قطبش القا شده از طریق چرخش در الکترون ها در این ماده ی مبتنی بر آب پرداخت. در نهایت پروژه ی تصویربرداری ناتمام رها شد؛ اما اسلیتور و محسن عربگل، همکارش در دانشگاه نیویورک، مسیر تحقیق را با مطالعه ی اینکه اگر آب با سرعت بالا چرخانده شود، آیا امکان دارد که اسپین های هسته (و نه فقط الکترون ها) هم راستا شود، پی گرفتند. آن ها اکنون این اثر را به طور تجربی اثبات کردند.
در این آزمایش ، این گروه یک قسمت توخالی 2 میلی متر در 8 میلی متر از یک میله را با آب پر کردند و میله را چرخاندند. سپس آن ها از تکنیک تشدید مغناطیسی هسته ای (NMR) برای سنجش مغناطش ناشی از چرخش آب بهره گرفتند. در سرعت 4000 دور بر ثانیه (rev/s)، اسلیتور و عربگل افزایشی یک درصدی را در مغناطش آب نسبت به اثر مغناطش کوچک القا شده توسط تکنیک NMR مشاهده کردند. این مغناطش اضافی در سرعت 13500 rev/s تنها تا 3درصد افزایش پیدا کرد.
این اثبات تجربی بیش از 100سال پس از اینکه «ساموئل بارنت» همتای الکترونی این اثر را در سال 1915 کشف کرد (که به عنوان اثر بارنت شناخته می شود)، صورت گرفت. این گروه می گویند که ادراک اثر «هسته ای» بارنت فقط به دلیل پیشرفت های فنی میسر بود که امکان چرخش ماده با سرعت بسیار بالا را فراهم می کند.
این تحقیق در Physical Review Letters منتشر شده است.
منبع خبر: وبگاه APS
محققان ثابت کردند که می توانند هسته ی هیدروژن در آب را با چرخاندن مایع با سرعت های بالا مغناطیده کنند.
با چرخاندن یک میله ی فلزی با سرعت به قدر کافی زیاد، این میله به طور خود به خودی مغناطیده و اسپین تمامی الکترون های آن در جهت یکسانی هم راستا خواهد شد. «تیکو اسلیتور» Tycho Sleator از دانشگاه نیویورک (NYU) و همکارانش این سوال را مطرح کردند که آیا چنین شیوه ای می تواند الکترون ها را در نمونه های بافت مغز به منظور بهبود تصویربرداری، قطبیده کند. این سوال به مطالعاتی منجر شد که به قطبش القا شده از طریق چرخش در الکترون ها در این ماده ی مبتنی بر آب پرداخت. در نهایت پروژه ی تصویربرداری ناتمام رها شد؛ اما اسلیتور و محسن عربگل، همکارش در دانشگاه نیویورک، مسیر تحقیق را با مطالعه ی اینکه اگر آب با سرعت بالا چرخانده شود، آیا امکان دارد که اسپین های هسته (و نه فقط الکترون ها) هم راستا شود، پی گرفتند. آن ها اکنون این اثر را به طور تجربی اثبات کردند.
در این آزمایش ، این گروه یک قسمت توخالی 2 میلی متر در 8 میلی متر از یک میله را با آب پر کردند و میله را چرخاندند. سپس آن ها از تکنیک تشدید مغناطیسی هسته ای (NMR) برای سنجش مغناطش ناشی از چرخش آب بهره گرفتند. در سرعت 4000 دور بر ثانیه (rev/s)، اسلیتور و عربگل افزایشی یک درصدی را در مغناطش آب نسبت به اثر مغناطش کوچک القا شده توسط تکنیک NMR مشاهده کردند. این مغناطش اضافی در سرعت 13500 rev/s تنها تا 3درصد افزایش پیدا کرد.
این اثبات تجربی بیش از 100سال پس از اینکه «ساموئل بارنت» همتای الکترونی این اثر را در سال 1915 کشف کرد (که به عنوان اثر بارنت شناخته می شود)، صورت گرفت. این گروه می گویند که ادراک اثر «هسته ای» بارنت فقط به دلیل پیشرفت های فنی میسر بود که امکان چرخش ماده با سرعت بسیار بالا را فراهم می کند.
این تحقیق در Physical Review Letters منتشر شده است.
منبع خبر: وبگاه APS
Forwarded from کانال علمی فیزیک ایران
@physics.ir
جان آرچیبالد ویلر (به انگلیسی: John Archibald #Wheeler#) #فیزیکدان آمریکایی و از پیشگامان #فیزیک هستهای بود.
واژه «#کرمچاله»و «#سیاهچاله فضایی»ابداعات او برای نامیدن چنان جرم گرانشی است
جان آرچیبالد ویلر (به انگلیسی: John Archibald #Wheeler#) #فیزیکدان آمریکایی و از پیشگامان #فیزیک هستهای بود.
واژه «#کرمچاله»و «#سیاهچاله فضایی»ابداعات او برای نامیدن چنان جرم گرانشی است