Quantum Physics

#فــیزیـک_کــوانــتوم

دانشمندان در پی رمزگشایی از انرژی تاریک

انرژی تاریک یکی از بزرگترین معماهای علم امروز است ما اطلاعات اندکی دربارۀ آن داریم این انرژی علاوه بر نامرئی بودن، کل جهان را پر می‌کند این انرژی کهکشان‌ها را از یکدیگر دور نگه می‌دارد
همین عامل باعث انبساط کیهانی با سرعتی شتاب‌دار می‌شود. اما انرژی تاریک چیست؟

یکی از ساده‌ترین توضیحات این است که انرژی تاریک یک ثابت کیهان‌شناسی است یعنی نتیجه‌ی انرژیِ خودِ فضایِ خالی آلبرت اینشتین این ایده را مطرح کرده است بسیاری از فیزیکدان‌ها با این توضیح قانع نشده‌اند آن‌ها خواستار توضیح بنیادی‌تری از ماهیت این انرژی هستند
آیا نوع جدیدی از میدان انرژی است یا سیالی عجیب؟

آیا نشانه‌ای از ناقص بودنِ معادلات گرانش اینشتین است؟

علاوه بر این مواردما از سرعت انبساط فعلی کیهان نیز آگاهی نداریم.

اکنون محققان در یک پروژه جدید به جواب‌هایی دست پیدا کرده‌اندبرخی از نسخه‌های این پژوهش در دست داوری است دانشمندان می‌خواهند بزرگترین نقشه کیهانی سه‌بعدی را که تاکنون ساخته شده است، را منتشر کنند.

به گفته جولیان بائوتیستایکی از محققان در حال حاضر، تنها راهی که می‌توان به وجود انرژی تاریک پی‌برد مشاهده اجرام دور کیهانی است هر چقدر کهکشان دورتر باشند برای ما جوان‌تر به نظر می‌رسند زیرا نوری که آنها منتشر می‌کنند میلیون‌ها یا میلیاردها سال طول می‌کشد تا به تلسکوپ‌های ما در زمین برسد به پاس این نوع ماشین زمان می‌توانیم فواصل مختلف در فضا را در زمان‌های کیهانی مختلف مورد اندازه‌گیری قرار دهیم بدین ترتیب این فرصت پیش می‌آید تا سرعت انبساط جهان را دریابیم.

ما با استفاده از نقشه‌برداری آسمانی دیجیتال اسلون موفق به اندازه‌گیری بیش از دو میلیون کهکشان و اختروش در طی دو دهه گذشته پرداختیم اختروش‌ها به اجرام دور و بسیار پرنوری اطلاق می‌شود که نیروی خود را از سیاهچاله‌ها می‌گیرند. این نقشه حدود ۱۱ میلیارد سال تاریخچه کیهان را نشان می‌دهد که بدون بررسی باقی مانده است بنابراین اطلاعاتی جدید درباره انرژی تاریک در اختیارمان می‌گذارد.

نتایج ما نشان می‌دهد که حدود %۶۹ انرژی جهان، مربوط به انرژی تاریک است بر اساس این نتایج، ساده‌ترین شکل انرژی تاریک اینشتین موسوم به ثابت کیهان‌شناسی بار دیگر با مشاهدات ما مطابقت دارد به هنگام ترکیب اطلاعات حاصل از نقشه با سایر کاوشگرهای کیهانی از قبیل پس‌زمینه ریزموج کیهانی نور باقی مانده از انفجار بیگ بنگ به نظر می‌رسد همگی ثابت کیهان‌شناسی را به سایر توضیحات عجیب درباره انرژی تاریک ترجیح می‌دهد.

علاوه بر این، نتایج ما بینش‌مان را نسبت به چالش‌های اخیر پیرامون سرعت انبساط کیهان، در زمان حال و هندسه فضا گسترش می‌دهدترکیب این مشاهدات با مطالعات جهان در دوره‌های ابتدایی پیدایش‌اش می‌تواند خلاءهای موجود در درک‌مان از فرگشت آن را پر کند اندازه‌گیری نرخ فعلی انبساط کیهان حدود %۱۰ کمتر از مقداری است که با استفاده از روش‌های مستقیم اندازه‌گیری فاصله زمین تا کهکشان‌های نزدیک بدست آمده است هر دوی این روش‌ها مدعی هستند که کاملاً درست و دقیق‌اند؛ تفاوت آنها نمی‌تواند صرفاً یک تصادف آماری باشد.
دقت eBOSS بر این بحران دامن می‌زندهیچ توضیحی برای این ناهمخوانی وجود ندارد که در سطح گسترده مورد قبول واقع شده باشدشاید کسی در یکی از این مطالعات دچار اشتباه شده است یا شاید زمان استفاده از فیزیک تازه‌ای فرا رسیده است یکی از احتمالات هیجان‌انگیز این است که یکی از اَشکال ناشناخته ماده متعلق به جهان اولیه و جوان شاید اثری در تاریخچه ما بر جای گذاشته است این اثر با عنوان انرژی تاریک ابتدایی شناخته می‌شود که گویا در دوره جوانیِ کیهان وجود داشته است احتمال می‌رود در تغییر سرعت انبساط کیهان نیز نقش داشته باشد.
مطالعات اخیر پیرامون تابش پس‌زمینه ریز موج کیهانی نشان می‌دهد که هندسه فضا شاید دچار انحنا شده باشدبه جای اینکه مسطح باشداین ادعا با نظریه بیگ بنگ همخوانی دارد اما ما در مطالعات خود به این نتیجه رسیدیم که فضا مسطح و تخت است حتی پس از این پیشرفت‌های مهم کیهان‌شناسان سراسر دنیا از سادگیِ انرژی تاریک تخت بودن فضا و مقادیر جنجالی سرعت انبساط کیهان در تحیر هستند فقط یک راه برای پاسخگویی به این پرسش‌ها وجود دارد ساختن نقشه‌های بزرگتر و جامع‌تر از جهان.
این مقاله توسط جولیان بائوتیستا محقق دانشگاه پورتسموث نوشته شده است.


#گـرداوری_آریــوس_راد


www.space.com/amp/dark-energy-map-dispute-cosmic-expansion-rate.html

https://theconversation.com/dark-energy-map-gives-clue-about-what-it-is-but-deepens-dispute-about-the-cosmic-expansion-rate-143200


🆔@Physics3p

‍ ‌‌
اختروش یا سیاهچاله پرخور؟!
‌🆔 @Physics3p

تا حالا دیده‌اید یک انسان از شدت پرخوری زیاد یا مسمویت غذایی بالا بیاورد؟ خب یک اختروش سیاهچاله‌ایست که از شدت پرخوری در حال بالا آوردن است یا حداقل اینطور به نظر می‌رسد!

حتما تاکنون متوجه شدید که انسان‌ها در نوجوانی بسیار فعال و پر انرژی هستند. در میانسالی کمی آرام‌تر می‌شوند و در پیری اصلا انرژی و حوصله هیچ چیزی را ندارند... اشیاء کیهان ما به همین شکل هستند.
‌
بیایید حدود ۱۲ میلیارد سال به عقب برگردیم یعنی زمانی که کیهان در حال شکل‌گیری بود و کهکشان‌ها به جز ستاره‌های جوان پر انرژی، ابرهای گازی، یک سیاهچاله مرکزی و هزاران سیاهچاله سرگردان چیز دیگری نبودنددر آن زمان سیاهچاله‌ مرکز یک کهکشان بسیار فعال و پر انرژی بود. سیاهچاله از گازهای اطراف خود تغذیه می‌کرد و بزرگ و بزرگتر میشد. گرانش قوی سیاهچاله همچنان باعث ورود گازها به سیاهچاله می‌شد تا جایی که دیگر سیاهچاله نمی‌توانست تحمل کند و دو جت انرژی از خود منتشر می‌کند در این حالت که به نظر می‌رسد دو جت انرژی از قطب‌های سیاهچاله بیرون زده اند در واقع سیاهچاله به یک کوازار یا اختروش تبدیل شده است.

جت‌های انرژی انفجار اشعه گاما Gamma-Ray bursts نامیده می‌شوند. این جت‌ها آنقدر پر انرژی اند که تا میلیاردها کیلومتر هر چیزی که بر سر راهشان باشد را نابود می‌کنند.

پس به طور خلاصه اختروش‌ها یا کوازارها هسته‌های فعال به شدت نورانی کهکشان‌های دوردست هستند. به گفته دانشمندان میلیون‌ها سال پیش سیاهچاله مرکز کهکشان راه شیری ما به عنوان یک اختروش فعالیت می کرده است.

🆔 @Physics3p

#فــیزیـک_کــوانــتوم

فیزیکدانان ژاپنی از حالت پنجم ماده برای ایجاد ابررسانایی استفاده می کنند و این اولین بار است که استفاده از چگالش بوز اینشتین برای کار به عنوان ابررسانا تأیید می شود.
به نقل از آی ای گروهی از محققان دانشگاه توکیو در ژاپن برای اولین بار در جهان موفق شده اند از حالت پنجم ماده یا چگالش بوز اینشتینBECیک ابررسانا ایجاد کنند.

چگالش بوزاینشتینBose–Einstein condensate پنجمین و جدیدترین حالت ماده است این حالت حالتی از ماده است که در آن یک گازِ رقیقِ بوزونBoson را تا دمای بسیار پایین و در ۲۷۳- درجه سانتی‌گرادبسیار نزدیک به صفرمطلق سرد می‌کنند در اثر دمای بسیار پایین در این گذار فازیPhase transition بخش بسیار بزرگی از بوزون‌ها کمترین حالت کوانتومی را اشغال می‌کنند و در آن نقطه پدیده کوانتومیِ ‌ماکروسکوپی آشکار می‌شود بوزون‌های سرد در هم فرو می‌روند و ابَر ذره‌هایی که رفتاری بیشتر شبیه یک ریزموجMicrowave دارند تا ذره‌های معمولی، شکل می‌گیرد ماده چگال شده بوزاینشتین شکننده و سرعت عبور نور در آن بسیار کم ‌است ابررساناها نیز موادی هستند که اجازه می دهند جریان الکتریسیته بدون هیچ گونه مقاومتی در آنها جریان داشته باشد و می تواند برای آینده صنعت الکترونیک بسیار مفید باشد.
@Physics3p
حالت های شناخته شده ماده عبارتند ازمایع جامدو گاز و پلاسما اما حالت پنجم ماده که چگالش بوزاینشتین است کمتر شناخته شده است.

در این مرحله محققان نشان داده اند که پدیده های کوانتومی را می توان در مقیاس های ماکرو مشاهده کرد. کوزو اوکازاکی محقق ارشد این تحقیق گفت BEC یک حالت ماده منحصر به فرد است، زیرا از ذرات ساخته نمی شود، بلکه از امواج ساخته می شودوی افزود ماده حاصل مانند یک موجود واحد با خواص جدیدی که در شرایط جامد، مایع یا گاز فاقد آن است رفتار می کنداکنون این تیم نشان داده است که ایجاد ابررسانایی در BEC امکان پذیر است چیزی که هرگز در آزمایش های دیگر تأیید نشده است.

این تیم با ساخت BEC از ابری از اتم های آهن و سلنیوم موفق به انجام این کار شد و قسمت اصلی کشف آنها به دلیل همپوشانی با یک شکل مشابه از ماده معروف به رژیم باردین کوپر-شریفرBCS اتفاق افتاد.
این تیم بررسی کرد که چه اتفاقی طی انتقال بین BCS و BEC رخ می دهد و اینکه آیا ابررسانایی در BEC امکانپذیر است یا خیر چرا که ابررسانایی تاکنون فقط در BCS امکان پذیر بوده است و دریافتند که ابررسانایی در BEC نیز مشاهده می شوداوکازاکی توضیح داد این بسیار چالش برانگیز بوداما دستگاه و روش مشاهده منحصر به فرد ما آن را تأیید کرده است
تحقیقات این تیم در مجله Science Advances منتشر شده است
https://newatlas.com/physics/bose-einstein-condensate-superconductor/

@Physics3p

📣📣📣
قسمت دوم #گرانش منتشر شد

📌شتابدهنده ها

از طریق لینک زیر دومین قسمت از گرانش را تماشا کنید :
https://www.aparat.com/v/5YBVg

#تلویزیون_اینترنتی_گرانش
#توسعه
#علم_و_فناوری
#آینده_ی_کشور
@GRAVITY_TVshow

#فــیزیـک_کــوانــتوم

ابزار ریاضی به محاسبه‌ی سریع‌تر خواص مواد کوانتومی کمک می‌کندابزار ریاضی به محاسبه‌ی سریع‌تر خواص مواد کوانتومی کمک می‌کند

شبیه‌سازی ریاضی بسیاری از مواد کوانتومی تقریبا غیر‌ممکن بوده است به این دلیل که زمان محاسباتی لازم بسیار طولانی است اکنون یک گروه تحقیقاتی مشترک بین دانشگاه آزاد برلین و موسسه‌ی هلمهولتززنتروم برلین HZB روشی را برای کاهش چشمگیر این زمان محاسباتی ثابت کرده است این روش می‌تواند توسعه‌ی مواد را برای فناوری‌های آی‌تی به لحاظ انرژی کارامد تسریع بخشد.
@Physics3p
ابر‌کامپیوتر‌ها برای بررسی مسائل پیچیده‌ی پژوهشی حیاتی هستند. اصولا، حتی خواص مغناطیسی و گرمایی و همینطور گذار‌های فاز‌های مواد جدید هم می‌تواند در کامپیوتر‌ها شبیه‌سازی شود. استاندارد این نوع مدل‌سازی، روش مونت‌کارلوی کوانتومی است با این حال که این روش یک مشکل ذاتی دارد به خاطر دوگانگی موج ذره‌ی ای سیستم‌های کوانتومی هر ذره در یک ترکیب حالت جامد نه تنها دارای خواص ذره‌مانند مثل جرم و تکانه است بلکه ویژگی‌های موج‌مانند همچون فاز را نیز دارد تداخل باعث بر‌هم‌نهی امواج بر یکدیگر می‌شود به طوری‌که یکدیگر را به صورت موضعی، تقویت جمع کردن یا حذف کم کردن می‌کنند این موضوع محاسبات را به شدت پیچیده می‌کند از این مسئله با عنوان مشکل علامت روش مونت‌کارلوی کوانتومی نام برده می‌شود.

محققان دریافتند که محاسبه‌ی ویژگی‌های مواد کوانتومی با سی‌پی‌یوهای بزرگ‌کامپیوتر‌های امروزی حدود یک میلیون ساعت زمان می‌برد که بخش بسیار قابل توجهی از کل زمان در دسترس برای محاسبه است اکنون این گروه یک رویکرد ریاضیاتی را توسعه داده‌اند که با آن هزینه‌ی محاسباتی مربوط به مشکل علامت می‌تواند بسیار کم شود محققان می‌گویندما نشان می‌دهیم که سیستم‌های حالت‌جامد می‌توانند از چشم‌انداز‌های بسیار متفاوتی دیده شوند مسئله‌ی علامت نقشی متفاوت در این چشم‌انداز‌های متفاوت ایفا می‌کند موضوع بعدی، پرداختن به سیستم حالت‌جامد است به این طریق که مسئله‌ی علامت کمینه می‌شوداز سیستم‌های اسپینی ساده تا سیستم‌های بسیار پیچیده‌تر
این روش برای سیستم‌های حالت‌جامد ساده با اسپین‌ها که موجب شکل‌گیری آن‌چه که به نردبان‌های هایزنبرگ موسوم است می‌شوندمحققان را قادر ساخته تا زمان محاسباتی برای مسئله‌ی علامت را به طور قابل توجهی کاهش دهند با این وجود، این ابزار ریاضی می‌تواند برای سیستم‌های اسپینی پیچیده‌تر نیز بکار برده شود و نویدبخش محاسبه‌ی سریع‌تر خواص آن‌ها باشدمحققان دریافتند که این امر یک روش جدید برای سرعت‌بخشیدن به توسعه‌ی مواد با ویژگی‌های اسپینی خاص بدست می‌دهداین نوع مواد می‌توانند دارای کاربرد در فناوری‌های آی‌تی آینده باشند که در آن‌هاداده‌ها باید با صرف انرژی بسیار کمتری پردازش و ذخیره شوند.


#مـتـرجــم_ســاکـار

#گـرداوری_آریــوس_راد

https://phys.org/news/2020-08-mathematical-tool-properties-quantum-materials.html

@Physics3p

📣📣📣
#معرفی_مهمان
🔹🔹🔹
📌شتابدهنده ها

شتابدهنده ها از مهم ترین زیرساخت های علمی جهان مدرن هستند. در واقع اگر معیار تایید توسط تجربه را مهم ترین ویژگی علم مدرن بدانیم ، شتابدهنده ها مرز دانش و فهم قطعی ما درباره ی سولات بنیادی بشر را مشخص می کنند.

📌جدای از کاربردهای پژوهشی و گسترش دانش بشری ، شتابدهنده ها با انواع مختلف و درحوزه هایی همچون پزشکی ، تحقیق و توسعه و... در خدمت بشر بوده اند.

📌درقسمت دوم برنامه ، که باکمی تاخیر و در تاریخ ۱۹ آبان ماه از طریق آپارات پخش خواهد شد ، با سه تن از پژوشگران جوان در این حوزه گفت وگو کردیم و در مورد شرایط فعلی و توسعه این زیرساخت در کشور صحبت کردیم.
🔹🔹🔹
#تلویزیون_اینترنتی_گرانش
#توسعه
#علم_و_فناوری
#آینده_ی_کشور

@GRAVITY_TVshow

گرانش را در آپارات دنبال کنید
https://www.aparat.com/Granesh

#فــیزیـک_کــوانــتوم


نظریه نسبیت عام با اندازه‌گیری طیف خورشیدی به اثبات رسید


یک تیم بین‌المللی از محققان به سرپرستی موسسه اخترفیزیک جزایر قناریIAC موفق شدندانتقال به سرخ گرانشی خورشید را با دقت بی‌سابقه‌ای اندازه‌گیری کنندانتقال به سرخ به تغییر فرکانس خطوط در طیف خورشید اطلاق می‌شود که وقتی نور از میدان گرانشی خورشید در مسیرش به زمین گریخته باشد ایجاد می‌شود
محققان توانستند یکی از پیش‌بینی‌های نظریه نسبیت عام اینشتین را تایید کنند نظریه نسبیت عام که در بین سال‌های ۱۹۱۱ و ۱۹۱۶ توسط آلبرت اینشتین معرفی شد مفهوم جدیدی از فضا و زمان عرضه کرداو نشان داد که اجرام بزرگ باعث تحریف و اعوجاج در فضازمان می‌شوند که در گرانش بازتاب می‌یابد. به همین ترتیب نظریه اینشتین پیش‌بینی می‌کند که نور در مسیرهای منحنی در نزدیکی اجرام بزرگ حرکت می‌کند.
@Physics3p
از جمله اثرات مشهور نسبیت عام می‌توان به تغییر تدریجی مدار سیاره عطارد به دلیل انحنای فضازمان در پیرامون خورشید غول‌پیکر یا انتقال به سرخ گرانشی یاد کرد یعنی جابجایی به سمت خطوط قرمز طیف خورشید در پی میدان گرانشی آن انتقال به سرخ‌ گرانشی اثر مهمی در سیستم‌های مسیریابی ماهواره‌ای از قبیل جی‌پی‌اس است اگر نظریه نسبیت عام در قالب معادله ارائه نمی‌شد، این سیستم مسیریابی نمی‌توانست کارساز واقع شود. این اثر به جرم و شعاع یک جرم اخترشناسی بستگی دارداگرچه این اثر برای خورشید بزرگتر از زمین است، اما اندازه‌گیری آن در طیف خورشید کماکان کار دشواری تلقی می‌شود.

اینشتین در سال ۱۹۲۰ نوشت انتقال به سرخ‌ ِ خورشید حدود دو میلیونم طول موج پیش‌بینی می‌شود وجود یا عدم وجود این اثر هنوز در هاله‌ای از ابهام قرار دارد و اخترشناسان در حال حاضر به سختی در تلاش برای پاسخگویی به این پرسش هستند قضاوت در مورد وجود آن در خورشید سخت است زیرا این اثر بسیار کوچک و ناچیز است بتازگی دانشمندان برای اندازه‌گیری آن از مشاهدات طیف خورشیدی که از ماه بازتاب یافته، استفاده کردند. در این راستا از دستگاه HARPS و فناوری جدید شانه فرکانس لیزری استفاده گردیده است.

جونای گونزالز هرناندز محقق در موسسه اخترفیزیک جزایر قناریIAC گفت ما با بکارگیری دستگاه‌های پیشرفته مختلف توانستیم موقعیت خطوط را در طیف خورشیدی با دقت بالایی اندازه بگیریم این اقدام این فرصت را در اختیار ما گذاشته تا یکی از پیش‌بینی‌های نظریه نسبیت عام اینشتین را تایید کنیم یعنی انتقال به سرخ گرانشی اندازه‌گیری‌های جدید با تلسکوپ VLT این امکان را به ما خواهد داد تا اندازه‌گیری بهتری انجام دهیم

#گـرداوری_آریــوس_راد

#مـتـرجــم_ســاکـار


https://doi.org/10.1051/0004-6361/202038937

@Physics3p

#قسمت_پیشین

📚ریاضیات

📎قسمت بیست و دوم

🔸پیشرفت جبر بوسیله ریاضی دانان ایرانی
 
@Physics3p

💠 آشنایی با کتاب جبر خوارزمی

جبر خوارزمی کتابی مقدماتی در ریاضیات است که هدف آن بنابه گفته وی فراهم آوردن چیزی استکه مردم پیوسته دربارهٔ مسائل ارث و وصیت و تقسیم اموال و املاک و رسیدگی‌های حقوقی و بازرگانی و در انجام دادن معاملات گوناگون با یکدیگر یا در آن هنگام که پای تقسیم کردن زمین و حفر مجاری آب و محاسبات هندسی و غیره میان می‌آید بدان نیاز دارند. در واقع فقط قسمت اول این کتاب را می‌توان مربوط به جبر و مقابله به معنی کنونی این اصطلاح علمی دانست. قسمت دوم کتاب دربارهٔ اندازه‌گیری‌های علمی است و قسمت سوم آن به مسائل وصیت و تقسیم ارث اختصاص دارد. جبر در نگاه خوارزمی همان معادلات درجه اول و علی الخصوص درجه دوم است، او نظریه ای علمی برای حل معادلات درجه دوم ارائه می کند. البته مراد از نظریه علمی حل یک معادله درجه دو برای اولین بار نیست چراکه بابلیان و هندیان پیش از خوارزمی دستورهایی برای حل بعضی از معادلات داده بودند. این محاسبات برای مسائل روزمره مثل تقسیمات زمین بوده و صرفاً نظریه علمی نبوده‌اند. دانش پژوهان بر سر این که چه مقدار از محتوای کتاب از منابع یونانی و هندی و عبری گرفته شده‌است اختلاف نظر دارند. معمولاً در حل معادلات دو عمل معمول است خوارزمی این دو را تنقیح و تدوین کرد و از این راه به واردساختن جبر به مرحله علمی کمک شایانی انجام داد. خوارزمی در کتاب خود به جای مجهول درجه اول یعنی (X) از کلمه شیئ به معنی چیز نامعلوم استفاده می‌کند. عیسویان اروپا در اسپانیا هنگامی که کتاب‌های مسلمانان را به زبان خود ترجمه کردند، کلمه عربی «شیئ» را با اندکی تحریف با تلفظ «Xei» برگرداندند و پس از آنکه نوشتن معادلات به صورت نمادگذاری معمول شد (قرن ۱۶) اروپاییان «X» را به عنوان حرف اول آن واژه به جای مجهول درجه اول اختیار کردند.

@Physics3p

🔸پیدایش جبر در تاریخ

تاریخچهٔ این علم به بیش از ۳۰۰۰ سال پیش در مصر و بابل برمی گردد که در آنجا در مورد حل برخی از معادلات خطی بحث شده است. در هند و یونان باستان نیز، حدود یک قرن پیش از میلاد از روش های هندسی برای حل برخی از معادلات جبری استفاده می گردیده است.
در قرن اول میلادی نیز بحث در مورد برخی از معادلات جبری در آثار دیوفانتوس یونانی و برهماگوپتای هندی دیده می‌شود. کتاب جبر و المقابلهٔ خوارزمی، اولین اثر کلاسیک در جبر می‌باشد که که کلمهٔ جبر یا Algebra از آن آمده‌است. خیام دیگر ریاضیدان شهیر ایرانی است که در آثار خود جبر را از حساب تمییز داد و گامی بزرگ را در تجرید و پیشرفت این علم برداشت. در قرن ۱۶ میلادی، روش حل معادلات درجه سوم توسط دل فرو و معادلات درجه چهارم توسط فراری کشف گردید.

🔹 واژه «جبر» و «الگوریتم» که امروزه در ریاضیات تمام ملل جهان راه یافته در واقع برگرفته از ترجمه لاتینی کتاب خوارزمی که اولی از نام کتاب و دومی اسم «الخوارزمی» یعنی الگوریتمی است. واژه «الجبر» (در فارسی: «جبر») نخستین بار در عنوان کتاب وی به کار رفته و پس از آشنایی اروپاییان با این کتاب با مختصر تغییراتی (مثلاً به صورت algebra در انگلیسی و algbre در فرانسه) به زبانهای دیگر راه یافته است.

▪️منابع : دانشنامه رشد، بیتوته

ادامه دارد...

✍ گردآورنده سوفیا

@Physics3p

#فـــیزیــک_کــوانــتـوم



خوشه ستاره‌ای کروی ۴۷ Tucanae جواهر آسمان جنوب است. این خوشه با نام NGC 104 نیز شناخته می‌شود و در هالۀ کهکشان راه شیری همراه با حدود ۲۰۰ خوشۀ ستاره‌ای کروی دیگر پرسه می‌زند.

دومین خوشه کروی درخشان بعد از اُمگا قنطورس که از سیاره زمین دیده می‌شود در حدود ۱۳۰۰۰ سال نوری با ما فاصله دارد و می‌توان آن را با چشم غیرمسلح در آسمان ابر کوچک ماژلانی در صورت فلکی توکان مشاهده کرد. این خوشۀ متراکم از صدها هزار ستاره در گستردگی حدود ۱۲۰ سال نوری تشکیل شده است ستاره‌های غول پیکر سرخ در حومه خوشه به شکل ستاره‌های مایل به زرد به راحتی در این پرترۀ تلسکوپی عمیق مشاهده می‌شوند.

همچنین این خوشه کروی منزلگاه ستاره‌ای با نزدیکترین مدار شناخته شده به دور سیاهچاله است به گفته اخترشناسان یک ستارۀ کوتوله‌ی سفید، در گرانش سیاهچالۀ این خوشه به دام افتاده و با سرعت سرسام‌آور ۱۲ میلیون کیلومتر بر ساعت به دورش می‌چرخدستارۀ کوتوله سفید در فاصله‌ای به طول ۲.۵ برابر فاصله بین زمین و ماه در حال چرخش به دور سیاهچاله است. محققان معتقدند سرانجام بیشتر ماده از کوتوله سفید به سمت سیاهچاله کشیده می‌شود و آن را نابود می‌کند.

#گـرداوری_آریــوس_راد

https://apod.nasa.gov/apod/ap090301.html?hcb=1


@Physics3p

#قسمت_پیشین

🧠چگونه علمی بیندیشیم⁉️


⏹ قسمت ششم :علم چیست؟

🆔 @Physics3p

🔺تعریف توانایی های شناختی

در قسمتهای قبلی مقالات به ابزارهای اساسی در علم به تفصیل صحبت کردیم که شامل توانایی های شناختی هوش و عقل و منطق و سنجش آنها بود حال به آخرین و اصلی ترین ابزار یعنی حواس پنجگانه که اصلی ترین راه ارتباطی به جهان بیرون و ذهن میباشد میپردازیم، در حقیقت ورودی اطلاعات محیط فیزیکی تنها از طریق حواس پنجگانه قابل درک می باشند حالا این سوال پیش می آید که آیا حواس پنجگانه ما دچار خطای داده یا ورودی می شود؟ چگونه میتوانیم به حواس پنجگانه که از رکن های اساسی در پیدایش و پیشرفت science و knowledge بشمار می رود اعتماد کنیم؟ و اصلا تعریف حس یا ادراک و تفاوت آنها چیست؟!

➖در ابتدا به سراغ دو مفهوم اساسی یعنی "حس" و "درک" خواهیم رفت که چه تفاوت و تعاریفی دارند. بدین منظور به کتاب "روانشناسی عمومی دکتر حمزه گنجی" رجوع میکنم که از منظر علم زیست شناسی به تشریح این دو مهم میپردازد.

🔹حواس پنجگانه

اخذ تحریکهای محیطی از طریق اندامهای گیرنده و انتقال آنها به مراکز دریافت صورت میگیرد در احساسات اندام ما اندام های گیرنده، واندامهای پاسخ دهنده، و اندامهای رابط وجود دارند. احساسات وابسته به اندامهای فیزیولوژیکی بدنمان می باشد و طی میلیونها سال پدیده فرگشت یعنی تحول وتطور در تعامل با محیط شکل گرفته و دارای محدودیتهایی نیز هستند مثلا چشم انسان امواج نور مریی را بین 400_700 میلیونیم میلی متر طول موج رویت میکند ولی توان دیدن اشعه ایکس یا امواج کوتاه فرابنفش را نداریم یعنی از ابتدای این سیر تکاملی نیازی به این نوع دید نداشتیم و برای ما نقص یعنی مشکل در عملکرد محسوب نمی شود بلکه زمانی حواس پنجگانه ما دچار نقص در عملکرد میشود که مثلا دچار کور رنگی یا نابینایی بشویم در این صورت سیستم بینایی ما همانند روال طبیعی چشم یک انسان عادی عمل نکرده پس دچار نقص شده مثال ملموس دیگر دیگرشنوایی انسان طبیعی فرکانس امواج صوتی بین 20-20000 هرتز در ثانیه میباشد که شنیدن خارج از این محدوده به سیستم شنوایی ما آسیب وارد می کند.

🆔 @Physics3p

🔸ادراک
بعد از ورود اطلاعات حسی عصبی به مراکز عصبی هر نقطه از بدن اطلاعات مستقیما به عضلات و مراکز کرتکس مغزی راه پیدا کرده و باعث تغییراتی در سطح کرتکس (قشرخارجی مغز) می گردد. در واقع ادراک شامل فرایندهای میانجی احساس و مراکز مختلف مغز هستند مثلا بعد از احساس گرما دچار تعریق یا بعد از ورود نور به چشم مردمک منقبض میشود بزبان عامیانه تر ادراک رویدادها را وارد عمل میکند تا واکنش مناسبی به محرک بیرونی داده شود و رفتار و واکنش ما در جهان بیرونی بر اساس حس اولیه و ادراک رو به روست اگر انتقال پیام به از سیستم عصبی به کرتکس یا در خود مغز دچار اختلال شود اندام ادراکی آن ناحیه دچار نقص می گردد.
( نمونه از خطاهای ادراکی ،خطای مولر-مایر می باشد)

⚫️ شاید بتوان تفاوت مفهوم دو واژه حقیقت و واقعیت را در همین اصل اطلاعات و تحریف اطلاعات قرار داد.این تفاوت را میتوان در قالب مثال زیر بیان کرد.نیمی از یک خط شکسته را وارد آب میکنیم شما چه چیز رامشاهده خواهید کرد ؟!
خط کش شکسته بنظر میرسد.[حقیقت_خطای ادراکی]
اما اتفاقی که رخ داده این است که خط کش سالم باقی مانده و بعلت پدیده شکست نور شکسته بنظر میرسد.[واقعیت_رخداد اصلی در جهان بیرونی که مستقل از درک ماست]
اینکه دقیقا نمیتوانیم وقایع را آنگونه که هست درک کنیم یک خطای ناشی از محدودیت های کارکردی مغزمان بحساب می آید که بر حسب نیازهای زیستی و محیطی منطبق شده اند ولی نقص حواس بشمار نمی آید؛ زمانی میتوانیم از نقص صحبت کنیم که آن اندام مانند روال قبل و یا اندام طبیعی رفتار نکند مثل کم بینایی یا نابینایی، اما اینکه چشم ما نمی تواند مانند دوربین فواصل دورتر را ببینید نقص بحساب نمی آید. زیرا از همان ابتدا نیازی به چنین دیدی نداشتیم! و چنین توانایی هم در وجود ما قرار نگرفته که بشر کنکونی نسبت به آن دچار کمبود و کاستی شده باشد.

ادامه دارد...
🆔 @Physics3p

🖋نگارش از سوفیا

ماه زمانی با میدان مغناطیسی از جو زمین محافظت می‌کرد:(۲)
🆔 @physics3p

این مطالعه جدید تحت هدایت ناسا، نحوۀ کار میدان‌های مغناطیسی زمین و ماه را در تقریباً چهار میلیارد سال پیش شبیه‌سازی کرده است بر اساس اعلام ناسا، دانشمندان یک مدل رایانه‌ای برای بررسی رفتار میدان مغناطیسی هر دو جرم در دو موقعیت در طول مدار مربوطه ساخته‌اند.

دانشمندان می‌گویند بعضی اوقات مگنتوسفر کره ماه به سدی در برابر تابش شدید خورشیدی به ماه و زمین تبدیل می‌شود. دلیل این امر این است که مگنتوسفر زمین و ماه هنوز در مناطق قطبی هر جرم به هم متصل می‌شده‌اند و این اتفاق برای تکامل زمین بسیار مهم بوده است چرا که ذرات باد خورشیدی با انرژی بالا قادر به نفوذ در میدان‌ های مغناطیسی نبودند و اوضاع جو زمین را بسیار مناسب کرده و آن را سالم نگه داشته و شاید ما را از دچار شدن به سرنوشت مریخ نجات داده است.
مگنتوسفر یا مغناطیس‌سپهرMagnetosphereمنطقه مغناطیسی پیرامون یک جرم فضایی است. جالب است که این دو جو با هم ماده رد و بدل می کرده‌اندناسا می‌گوید نور فرابنفش شدید برآمده از خورشید، الکترون‌ها را از ذرات خنثی موجود در ارتفاع جو زمین جدا می‌کرده و به آنها بار لازم برای سفر به ماه در امتداد خطوط میدان مغناطیسی ماه را می داده است.
این می‌تواند به ماه کمک کرده باشد تا جو نازک خود را حفظ کند. اما از آنجا که نیتروژن در نمونه‌های سنگ ماه پیدا شده است، این ایده که بین زمین و ماه تبادل ماده صورت گرفته را تقویت می کندچرا که جو زمین تحت سلطه نیتروژن بوده و هنوز هم هست. محققان می‌گویند مطالعه میدان‌های مغناطیسی ماه به ما کمک می‌کند تا فضای داخلی آن را درک کنیم. آنها فکر می‌کنند این دوره مغناطیسی همپوشانی بین ماه و زمین احتمالاً در بازه زمانی ۴.۱ تا ۳.۵ میلیارد سال پیش اتفاق افتاده است.

دیوید دراپر دانشمند ارشد ناسا و همکار در این مطالعه گفت شناخت تاریخچه میدان مغناطیسی ماه به ما کمک می‌کند تا نه تنها جوهای او لیه احتمالی، بلکه چگونگی تحول در فضای ماه را نیز بفهمیم این به ما می‌گوید هسته ماه چگونه می‌توانسته باشد و احتمالاً ترکیبی از فلز مایع و جامد در برهه‌ای از تاریخ خود بوده است.

به طور طبیعی فضای داخلی ماه سرد شده و ابتدا مگنتوسفر خود و در نهایت جو خود را از دست داده است. میدان مغناطیسی ماه ۳.۲ میلیارد سال پیش به میزان قابل توجهی کاهش یافته و تقریباً ۱.۵ میلیارد سال پیش از بین رفته است تصور اینکه هوایی که تنفس می‌کنیم به ماه می‌رفته و بر می‌گشته، بسیار جذاب است و کشف‌های علمی جدید از این دست، تنها ذره‌ای از دانشی است که پس از بازگشت به ماه در انتظار ماست و ناسا قصد دارد با برنامه آرتمیس این کار را در سال ۲۰۲۴ انجام دهد و نخستین زن و یک فضانورد مرد دیگر را به کره ماه بفرستد.

https://advances.sciencemag.org/content/6/42/eabc0865

🆔 @physics3p

#فـــیزیــک_کــوانــتـوم

ماه زمانی با میدان مغناطیسی از جو زمین محافظت می‌کرد:(۱)
🆔 @Physics3p

محققان ناسا می‌گویند ماه و زمین قبلاً میدان‌های مغناطیسی مشترکی داشته‌اند که از جو آن‌ها در برابر بادهای مضر خورشیدی محافظت می‌کرده است.

سطح زمین در ۴.۵ میلیارد سال پیش دچار یک آشفتگی شدید بوده است وقتی هنوز خیلی مانده بود تا حیات در این سیاره شکل بگیرد و ظهور آن یک احتمال بسیار دور بود، دمای بالای سطح زمین همه چیز را ذوب می‌کرده و هوا در عرض چند ثانیه از بین می‌رفته است خورشید نیز جوان بوده و زمینِ نوزاد را با انفجارهای نامهربانانه و تشعشعات موسوم به شراره‌ های خورشیدی و فوران جرم تاجی بمباران می‌کرده است که باعث شلیک جریان ذرات بسیار پر بار به سمت این سیاره می‌شده است.

به طور خلاصه باید گفت که زمینِ جوان مکان خیلی خوبی برای زندگی نبوده است با این حال براساس مطالعه‌ای که به سرپرستی محققان ناسا انجام شده و در مجله Science Advances منتشر شده است، سپر مغناطیسی ماه که در حال حاضر منقرض شده است، ممکن است به سیاره ما کمک کرده باشد تا جو خود را حفظ کند و در نهایت از حیات در یک آب و هوای قابل سکونت پشتیبانی کند.
جیم گرین دانشمند ارشد ناسا و نویسنده اصلی این تحقیق می‌گویدبه نظر می‌رسد کره ماه یک مانع محافظتی قابل توجه در برابر بادهای خورشیدی حمله ور به زمین ایجاد کرده است که برای توانایی زمین در حفظ جو خود در این مدت بسیار مهم بوده است وقتی ناسا فضانوردان خود را از طریق برنامه آرتمیس دوباره به کره ماه بفرستد، ما با بررسی نمونه‌هایی که از قطب جنوب ماه به زمین آورده خواهد شد پیگیر این یافته‌ها خواهیم بودطبق شواهد، کره ماه ۴.۵ میلیارد سال پیش تولد خشنی داشته است یعنی هنگامی که یک پیش سیاره به اندازه مریخ و به نام تئاTheia با شدت دیوانه‌واری به زمین برخورد کرد که کمتر از ۱۰۰ میلیون سال قدمت داشت و منجر به زایمان ماه توسط زمین شد.

پیش‌سیاره یک جنین سیاره‌ای بزرگ است که در داخل یک دیسک پیش‌سیاره‌ای ایجاد شده و روند ذوب داخلی آن برای ایجاد لایه‌های تمایز انجام شده ‌است به نظر می‌رسد که پیش‌سیاره‌ها از خرده‌سیاره‌هایی با اندازه‌ای در حدود یک کیلومتر که از نظر گرانشی مدارهای یکدیگر را پیوسته آشفته می‌ساخته‌اندتشکیل شده ‌باشند که با برخورد با یکدیگربه تدریج از ائتلاف خرده‌سیارک‌ها به سیاره تبدیل گردیده‌اند.
بقایای این برخورد بعداً با هم یکی شدند و ماه را به وجود آوردنددر حالی که مواد باقیمانده دوباره به زمین سقوط کردنداثر گرانش ماه محور چرخش زمین را که در آن زمان با سرعت زیادی می‌چرخید و هر روز فقط پنج ساعت طول می‌کشید، تثبیت کرد. در آن دوران، ماه بسیار نزدیک‌تر به زمین بوده و بنابراین در آسمان زمین بسیار بزرگتر دیده می‌شده است در حالی که گرانش ماه، اقیانوس‌های زمین را به سمت خود می‌کشد، آب گرم می‌شود و انرژی آزاد می‌کند این امر باعث می‌شود ماه هر سال معادل ۳.۸۱ سانتی‌متر از زمین دور شود.

🆔 @Physics3p

قبل از بیگ بنگ چه اتفاقی افتاد؟(۳)

قبل از آغاز:

اگرچه نسخه‌ اولیه مدل چرخه‌ای با مشاهدات تطبیق نداشت و به نظر ایده‌ای نادرست بود. اما مشعل “جهان اکپیروتیک” در طول سال‌ها روشن نگه داشته شد و مقاله‌ی منتشر شده در ماه ژانویه در پایگاه دادۀ arXiv توانست چین و چروک‌های ریاضیات را کشف کرده و برخی از فرصت‌های از دست رفته قبلی را آشکار سازد. فیزیکدانان رابرت براندنبرگر و زیوی وانگ از دانشگاه مک گیل کانادا دریافتند که در لحظه‌ی جهش هنگامی که جهان ما به یک نقطه‌ی فوق‌العاده کوچک تبدیل می‌شود و به حالت انفجار بزرگ باز می‌گردد، می‌توان همه چیز را در کنار هم قرار داد تا یک نتیجه‌ی مشاهداتی و آزمایش شده بدست آوردبه عبارت دیگر فیزیک پیچیدۀ این دوران حیاتی، و مسلماً درک درستی از آن وجود ندارد. ممکن است در و اقع اجازه دهد تا یک دیدگاه اساسی در مورد زمان و مکان خودمان در کیهان داشته باشیم. اما برای آزمایش ِ کامل این مدل باید منتظر نسل جدیدی از آزمایش‌های کیهان‌شناسی باشیم.



#گـرداوری_تیم_ترجمـه_گـروه_فـیزیـک
https://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%AC%D9%87%D8%A7%D9%86_%D8%A7%DA%A9%D9%BE%DB%8C%D8%B1%D9%88%D8%AA%DB%8C%DA%A9

https://arxiv.org/abs/2001.00638


🆔 @physics3p

قبل از بیگ بنگ چه اتفاقی افتاد؟(۲)

حریق بزرگ:
🆔 @physics3p

مسئله این است که فیزیکی که ما برای درک کیهان اولیه استفاده می‌کنیم یک مخلوط کاملاً پیچیده از نسبیت عام و فیزیک ذرات پرانرژی است و می‌تواند ما را فقط تا قبل از تجزیه شدن ببرد. همانطور که سعی می‌کنیم عمیق‌تر به اولین لحظات کیهان فکر کنیم، حل مسئله‌ی ریاضی سخت‌تر و دشوارتر می‌شود، تا جایی که آن را رها می‌کنیم.

علامت اصلی که نشان می‌دهد ما هنوز جاهایی را بررسی نکرده‌ایم وجود تکینگی یا نقطه‌ای از تراکم بی‌نهایت در ابتدای بیگ بنگ است این امر به ما می‌گوید که در یک لحظه کیهان در نقطه‌ای بسیار کوچک و بی‌نهایت متراکم جای داشت. واضح است که برای حل این مشکل به فیزیک جدیدی نیاز داریم. مجموعه ابزار فعلی ما به اندازۀ کافی خوب نیست.
برای صرفه جویی در وقت، به برخی از فیزیک‌های جدید نیاز داریم، چیزی که بتواند گرانش و سایر نیروها را به صورت ترکیبی در انرژی‌های فوق‌العاده بالا کنترل کند و این دقیقاً همان چیزی است که نظریه ریسمان ادعا می‌کند: مدلی از فیزیک که توانایی ادارۀ گرانش و سایر نیروها در ترکیب با انرژی فوق‌العاده بالا را دارد. این بدان معنا است که نظریه‌ی ریسمان ادعا می‌کند که می تواند اولین لحظه‌های جهان را توضیح دهد.

طبق مدل جهش بزرگ یک جهان جدید می تواند از حالت منقبض قبلی به حالت انبساطی بعدی جهش یابد.

یکی از اولین مفاهیم نظریه ریسمان جهان اکپیروتیک است که از کلمه‌ی یونانی حریق بزرگ یا آتش گرفته شده است. در این سناریو، اتفاقی رخ داده که ما آن را بعنوان بیگ بنگ (انفجار بزرگ) می‌شناسیم. بیگ بنگ آغاز نبود، بلکه بخشی از یک روند بزرگتر بود.

گسترش مفهوم جهان اکپیروتیک، منجر به طرح نظریه‌ای شد که باز هم با نظریه ریسمان تحریک شده و نام آن کیهان‌شناسی چرخه‌ای می‌باشد. از نظر فنی، ایدۀ جهانی که خود را به طور مداوم تکرار می‌کند هزاران سال قدمت دارد و به قبل از ابداع علم فیزیک باز می‌گردد، اما نظریه‌ ریسمان یک مبنای ریاضیاتی محکم برای این ایده دارد. جهان چرخه‌ای دقیقاً همانطور که تصور می‌کنید پیش می‌رود و به طور مداوم بین انفجارهای بزرگ و بحران‌های بزرگ برای ابدیت رو به گذشته و برای ابدیت رو به آینده، جهش می‌کند.
🆔 @physics3p

قبل از بیگ بنگ چه اتفاقی افتاد؟(۱)


زمانی نظریه‌ی جهش بزرگBig Bounceغیرممکن تصور می‌شد. اما دو فیزیکدان دوباره آن را زنده کردند. بر طبق نظریه بیگ بنگ، یک نقطه با چگالیِ بی‌نهایت باعث شکل‌گیری کیهان شد. اما آیا امکان دارد که این یک چرخه‌ی همیشگی از انقباض و انبساط دائمی باشد؟
تحقیقات جدید فیزیک نظری بتازگی دریچه‌ای را به جهان ِ اولیه گشوده‌ است. به گفته محققان شاید این فقط آخرین تکرار چرخه‌ از جهش ِ بیگ بنگ باشد که حداقل برای یک بار و احتمالاً برای همیشه ادامه داشته است. مطمئناً قبل از اینکه فیزیکدانان تصمیم بگیرند بیگ بنگ را به نفع “جهش بزرگ” در نظر بگیرند، این پیش‌بینی‌ نظری باید در برابر هجوم آزمایش‌های مشاهده‌ای ایستادگی کند.

کیهان‌شناسی جهشی:

دانشمندان واقعاً تصویر خوبی از اوایل جهان دارند، چیزی که ما آن را تحت عنوان نظریه‌ی بیگ بنگ می‌شناسیم و دوست داریم. در این مدل، مدت‌ها پیش جهان به مراتب کوچکتر، گرم‌تر و بسیار متراکم‌تر از امروز بود. در آن جهنم ۱۳.۸ میلیارد سال پیش، تمام عناصری که ما را به وجود می‌آورند در حدود ده دقیقه ابتدایی شکل گرفتند. این جهان ِ ابتدایی بسیار کوچک بود و در بعضی نقاط دمایی بیش از چهار میلیارد درجه داشت.

به طرز شگفت انگیزی، این نظریۀ خارق‌العاده با تمام مشاهدات فعلی دانشمندان صادق است. اخترشناسان شواهد زیادی از بیگ بنگ دارند، از چگونگی روند انبساط کیهان، مشاهدۀ پس‌زمینه مایکروویو کیهانی مربوط به ۳۸۰ هزار سال پس از تولد کیهان گرفته تا اندازه‌گیری فراوانی عناصر سبک‌ و … دریافتند که همه‌ی آنها مطابق با آنچه بیگ بنگ پیش‌بینی می‌کند، است. تا جایی که می‌توانیم بگوییم، این تصویری دقیق از جهان اولیه‌ی ماست. اما می‌دانیم که تصویر بیگ بنگ کامل نیست یک قطعه پازل گم شده و آن قطعه اولین لحظات ِ جهان هستی است. این یک قطعه‌ی بسیار بزرگ است.

🆔 @physics3p

#فـــیزیــک_کــوانــتـوم

تیزر، مستندی که برای مریم میرزاخانی ساخته شده و در نتفیلیکس به نمایش در آمده است.

استاد میرزاخانی فرزند ایران بود و در ایران هم درس خواند. بیایید تا آدمها زنده‌اند به آنها اهمیت بدهیم، بیایید تا امثال او از ایران نرفته اند به آنها اهمیت بدهیم، بیاید تا هستند آنها را ببینیم نه وقتی نیستند!

مستند Secrets of the Surface از زندگی مریم میرزاخانی ساخته شده! بعد از مریم میرزاخانی، آقای کوچر، زاده‌ی مریوان کردستان دو سال پیش جایزه فیلدز را برنده شد، ایشان هم کارشناسی ریاضی را از دانشگاه تهران گرفته اند و الان در دانشگاه کمبریج استاد هستند و زنده‌اند، او دارای مدال فیلدز است که معادل نوبل ریاضی می باشد!

🆔@physics3p