نور شهرها و شفق قطبی، هر دو پدیده‌هایی هم‌جنس در پلاسما اما با مقیاس‌های متفاوت هستند.

ما درک بسیار خوبی از سرچشمه‌ی نور شهرها داریم، حتی می‌دانیم که نور و منبع تامین‌کننده‌ برق آن لزوما در یک نقطه قرار ندارند. در واقع تعدادی مولد برق وجود دارند که به سدها، کوره‌‌های سوخت زغال‌سنگ و یا آسیاب‌های ‌بادی متصل هستند و برق تولید می‌کنند، سپس کابل‌های فشار قوی برق تولید شده را به سراسر کشور منتقل می‌کنند. برق هدایت شده بعد از تبدیل شدن به برق شهری در ایستگاه‌های برق[۱] به نقاط مختلف توزیع می‌شود و سپس میلیون‌ها کاربر تنها با فشردن یک کلید، آن را وارد مدار الکتریکی کرده و لامپ را روشن می‌کنند. اگر تا به حال زیر کابل‌های انتقال برق فشار قوی ایستاده باشید، صدای وزوز کردن جریان برق[۲] را شنیده‌اید، اما از فضا، شما فقط انتهای خط انتقال برق، یا همان نور شهرها را می‌توانید ببینید.

به‌طور مشابه، جریان برقی که موجب درخشیدن شفق‌های قطبی می‌شود در نقطه‌ای بسیار دورتر، روی خورشید، تولید شده و با استفاده از یک کابل نامرئی یا همان بادهای خورشیدی[۳] منتقل می‌شود. کاوش‌گرهای ساخت دست بشر در فضا، تجهیزاتی دارند که طوفان‌های خورشیدی را رصد کرده و چگالی پروتون‌ها را در هر سانتی‌متر مکعب اندازه‌گیری می‌کنند.

در مغناطیس‌سپهر[۴] زمین، کابل‌هایی به شکل رشته‌ یا صفحه‌هایی از جنس پلاسما، جریان‌ الکتریکی پدیدآورنده‌ی شفق‌ قطبی را حمل می‌کنند. این ساختارهای پلاسمایی که در آزمایشگاه‌ و فضا رفتار یکسانی دارند، انرژی را از پلاسمای مغناطیس‌سپهر (پلاسماکره)[۵] گرفته و به قطب‌ها انتقال می‌دهند تا قطب‌های مغناطیسی را روشن کنند.

نور شهرها و شفق‌های قطبی هر دو به وسیله‌ی مداری الکتریکی می‌درخشند. اگر مداری وجود نداشته باشد، نوری هم وجود نخواهد داشت. ما بر اساس تجربه می‌دانیم کدام قسمت‌ها را برای یافتن نقاط اتصال مدار تامین برق شهری جست‌وجو کنیم و می‌دانیم که با قطع شدن این مدار در هر نقطه از آن، نور شهر از دست خواهد رفت.  از طرفی بشر تنها برای چند دهه است که فناوری لازم برای مشاهده‌ی مدار الکتریکی شفق‌های قطبی را در اختیار دارد. ایاکنون می‌توان پرسید که چه مدت زمان لازم است تا تجربیات جدیدمان راهی در اختیارمان قرار دهد که بر اساس آن بتوانیم، همه‌ی مدارهای الکتریکی موجود در فضا را شناسایی کنیم؟

[۱] Substation

[۲] Buzz of Electricity

[۳] Solar wind

[۴] Magnetosphere

[۵] Plasmasphere

مترجم: بهاره مجرد

Translator: Bahareh Mojarrad

Complete the Circuit

این اثر نگاهی منتقدانه به مدل کیهان شناسی بیگ بنگ دارد، معرفی این کتاب توسط نویسندگان به شرح زیر منتشر شده است:

این کتاب مقدمه‌ای بر کیهان‌شناسی است، همانند همه‌ی کتاب‌های مشابه‌ای که تا کنون در این زمینه نوشته شده‌اند‌. اما تنها با اندکی تفاوت، اشاراتی به یک انقلاب. بارنس و لویس[۱] فکر می‌کنند کسانی که بدون فراگیری فیزیک و نجوم می‌توانند در کیهان‌شناسی دگرگونی ایجاد کنند، همانند ساده‌ لوحانی چون زمین تخت‌گرایان هستند و به آن‌ها پاسخی تند داده‌اند. البته، صدها انسان بی‌عقل دیگری هم وجود دارند که به‌طور پیوسته وقت افراد را با ایده‌های بی‌ارزش هدر می‌دهند. پیشنهاد نویسندگان چیست؟ اول فیزیک یاد بگیرید و بعد ایده‌ی انقلابی خود را منتشر کنید.

تنها تعداد کمی از کیهان‌شناسان این امر را پذیرفته‌اند، اما چه بخواهیم و چه نخواهیم، مدل انفجار بزرگ به‌زودی به یک دگرگونی اساسی نیاز خواهد داشت. بحران‌هایی جدی موجب فرسایش این مدل کیهان‌شناسی شده‌ است که از این میان می توان به تنش هابل[۲]، تنش سیگما-۸ [۳]، مساله‌ی لیتیوم[۴] و این که کهکشان‌های پایدار خیلی زودتر از انفجار بزرگ پدید آمده‌اند، اشاره کرد. “کیهان‌شناسان فورا یک مولفه‌ی تاریک بی‌مصرف دیگر را رو خواهند کرد”، “فیزیک تورم کیهانی غیرقابل فهم است”، و مدل انفجار بزرگ حتی توانایی برآورده کردن ۱۲ معیار ذکر شده در این کتاب که “ارزش‌هایی برای یک تئوری” هستند را ندارد.

پس بله، لطفا، بیایید انقلاب کنیم!

اما یک مشکل وجود دارد، در پس کتابی که فراخوان این انقلاب را می‌دهد دو اخترفیزیکدان وجود دارند که واقعا دلشان نمی‌خواهد چیزی تغییر کند. آن‌ها خواستار پاسخ به همه‌ی این ۹۰ سال رصد هستند (واقعا خواستارند؟). هم‌چنین آن دو خواستار یک “تئوری جدید” هستند که بتواند مراحل آزمایشات نوین را پشت سر  بگذارد و با داده‌های آن‌ها منطبق باشد. (تئوری‌های جدید هنوز آزمایش نشده‌اند!) آن‌ها فکر می کنند “تنها یک اصلاح کوچک روی ایده‌شان” کافی است یا این که “تنها یک تغییر کوچک” می تواند یک موضوع حل نشده را به راحتی و سادگی توضیح دهد. اما تنها بازی کردن با تعدادی پارامتر، پیچ و خم دادن به نیروی گرانش یا اضافه کردن تعدادی ذره کافی نخواهد بود. مدل انفجار بزرگ به یک انتقال الگوی واقعی در حد انقلاب کوپرنیکی نیاز دارد.

این کتاب در حد افروختن آتش برای یک انقلاب واقعی نیست و شما با خواندن این کتاب ، تنها با مرور مطالبی که از قبل می‌دانستید، وقت خود را هدر داده‌اید.

انقلاب‌های واقعی آشفته هستند. ماکس پلانک می‌گوید:”یک حقیقت علمی جدید تنها با متقاعد کردن مخالفینش و نشان دادن نور حقیقت به آن‌ها پیروز نمی‌شود، بلکه مخالفینش در نهایت خواهند مرد و یک نسل نوین که با این حقیقت علمی آشناتر است، رشد خواهد کرد.”

پس رفقا مراقب باشید، یکی از رقیب‌ها سقوط خواهد کرد: کیهان‌شناسی انفجار بزرگ. “یک مراسم ترحیم در علم در راه است.”، به همین دلیل، ادامه دادن راه این مدل کیهان‌شناسی، یک گل به خودی خواهد بود.

[۱] Barnes & Lewis

[۲] Hubble tension

[۳] The sigma-8 tension

[۴] Lithium problem

مترجم: بهاره مجرد

Translator: Bahareh Mojarrad

MASCOT روی سطح ریوگو قرار دارد

ماموریت فضایی ژاپن، تحت عنوان هایابوسا ۲ (Hyabusa) ، فضاپیماهای خود را روی سیارک ریوگو (Ryugu 16271) نشانده است.

MASCOT نیز به دو فضاپیمای مینروا (Minerva) که در حال حاضر فرود آمده‌اند پیوست. در سال ۲۰۰۵، زمانی که جدایی هایابوسا از فضاپیمای اصلی به مقصد سیارک ایتاکُوا (Itakowa) به تاخیر افتاد، فضاپیماهای هم‌نام مینروا به قمرهایی برای خورشید تبدیل شدند. این فضاپیما هرگز به سیارک نرسید، بنابراین به چرخش خود‌ به دور خورشید ادامه داد، که گواه بر وجود یک مشکل دائمی در این ماموریت بود.

مینروا ۲ که شامل دوفضاپیمای a و b است، با استفاده از انرژی خورشیدی به عملیات خود ادامه می‌دهند. این در حالی است که باتری ۱۸ ساعته MASCOT منقضی شده است. فضاپیمای MASCOT اطلاعاتی در مورد جزئیات سطح سیارک تهیه کرده است. سطح سیارک سنگی و حفره‌دار است. برای یافتن و محاسبه‌ی نقطه‌ی مناسب به منظور فرود آمدن، فرود فضاپیما در حدود چند هفته به تاخیر افتاد.

کاوشگر متحرک سطح سیارک (Mobile Asteroid Surface Scout) یا به اختصار MASCOT یک بسته‌ی جعبه مانند است که وزن آن در حدود ۱۰ کیلوگرم است. عمر باتری آن در حدود ۲۰۰ وات-ساعت یا ۱۶ ساعت است. اگرچه طی عملیات در حدود ۱۸ ساعت دوام آورده است. تجهیزات علمی MASCOT شامل یک دوربین با دقت بالا، تشعشع‌سنج مارا (MARA) که علاوه بر دمای سطح ، ویژگی‌های حرارتی پوشش سطحی آن را نشان می‎دهد. یک طیف‌سنج مادون سرخ به نام مایکرواُمگا (MicrOmega) و یک مغناطیس‌سنج مَگ (MAG)که میدان مغناطیسی سیارک را اندازه‌گیری می‌کند. داده‌های به دست آمده از این تجهیزات هم‌چنان توسط پژوهشگران در دست تحقیق و بررسی است، بنابراین تا انتشار نتایج تحلیل شده چند هفته باقی مانده است.

استدلال‌های مدل الکتریکی پیش‌بینی می‌کند که ریوگو همانند دیگر سیارک‌ها و دنباله‌دارهای بررسی شده توسط دیگر فضاپیماها کم‌چگال، غیر حاصل‌خیز، خشک و نسبتا غیر فعال خواهد بود. چرا اجرام کوچک‌تر مانند دنباله‌دارها، سیارک‌ها و قمرها چنین ویژگی‌هایی دارند؟

این امکان وجود دارد که سامانه‌ی خورشیدی، در گذشته نسبت به امروز، بار الکتریکی بیش‌تری داشته است. زمانی که یک قوس الکترکی به یک سطح جامد برخورد می‌کند، روی آن فرورفتگی و یا ساختارهای دیگری ایجاد می‌کند. به همین منظور می‌بایست تحقیقاتی در مورد آثار الکتریکی روی سطوح سنگی صورت بگیرد. اغلب ویژگی‌های زمین‌شناختی در سامانه‌ی خورشیدی، تنها می‌توانند به وسیله‌ی قوس الکتریکی به وجود آمده باشند. در صورتی که آثار زمین‌شناختی در سامانه‌ی خورشیدی در اثر اندرکنش الکتریکی به وجود آمده‌ باشند، تاریخچه‌ی واقعی این سامانه با آن‌چه که در کتاب‌ها نوشته شده است شباهت کمی خواهد داشت.

مترجم: بهاره مجرد

Translator: Bahareh Mojarrad
Land Ho! Translator: Bahareh Mojarrad

مریخ جهانی پر رمز و راز است

ناسا در تاریخ ۱۸ نوامبر۲۰۱۴ ، فضاپیمای تحقیقاتی اتمسفر مریخ و تحولات فرار گازهای اتمسفری ( Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission; MAVEN) را به سمت این سیاره برای یک ماموریت پژوهشی پرتاب کرد. این فضاپیما به‌منظور پژوهش بر روی لایه‌ی بالایی اتمسفر(Upper Atmosphere)، یون‌کره(Ionosphere) و چگونگی تعامل این لایه با بادهای خورشیدی ارسال شده است و به ابزارهای گوناگونی برای اندازه‌گیری پدیده‌های مختلف مجهز شده که می‌تواند اطلاعات ارزشمندی به تئوری جهان الکتریکی بیافزاید.

ابزارهای همراه عبارت‌اند از:

• ابزار آنالیز‌گر الکترون‌های‌ بادهای خورشیدی به منظور اندازه‌گیری الکترون‌های یون‌کره
• ابزار آنالیز‌گر یون‌های بادهای خورشیدی برای اندازه‌گیری یون‌های مغناطوپوش(Magnetosheath)
• پروب لانگمویر(Langmuir Probe) به منظور مشخص کردن امواج گرمایی یون‌های در حال فرار و تابش‌های شدید ماورای بنفش وارد شده از سمت خورشید
• طیف‌سنج ماورای بنفش برای اندازه‌گیری ویژگی‌های لایه‌ی بالایی اتمسفر
• مغناطیس‌سنج برای اندازه‌گیری باقی مانده‌ی میدان مغناطیسی مریخ

دیدگاهی همگانی از سیاره‌ی مریخ که در مقاله‌ی قبلی ماموریت MAVEN به چاپ رسیده است:

“روزی روزگاری، در حدود ۴ میلیارد سال پیش، مریخ همانند زمین گرم و مرطوب بود. آب مایع روی سطح آن در بستر رودخانه‌ها جاری بوده و به سمت دریاهای کم ژرفا جریان داشته است. یک اتمسفر ضخیم همانند یک پتو آن را گرم نگه داشته است.”

این افسانه‌ای است که منجم‌ها برای دلداری دادن به خودشان تعریف می‌کنند.

قطر مریخ چیزی در حدود ۶۷۹۳ کیلومتر است که تقریبا نصف قطر زمین است. دمای میانگین آن ذاتا در حدود ۶۳- سلسیوس است که این میانگین برای زمین ۱۳+ درجه‌ی سلسیوس است. چگالی هواکره‌ی آن  برابر با آن است که روی قله‌ای با ارتفاع ۶ برابر قله‌ی اورست، بلندترین قله‌ی زمین، بایستیم که این مقدار تقریبا برابر با کم‌تر از ۱% چگالی هواکره‌ی زمین است. مریخ سردتر از آن است که دانشمندان علوم سیاره‌ای باور دارند لایه‌ای منجمد و پهناور، سطح این سیاره را پوشانده است، زیرا میانگین دمای خاک در طول یک سال بسیار کم‌تر است.

در عرض‌های جغرافیایی شمالی و جنوبی، کربن‌دی‌اکسید یخ زده و به حالت جامد درمی‌آید و سطح مریخ را با یخ خشک پنهان می‌کند. این پدیده دلیل پایان یافتن ماموریت ققنوس(Phoenix mission) در مریخ است: این مریخ‌پیما در فصل زمستان در یخ‌های خشک به قطر تقریبا یک متر به دام می‌افتد. از آن‌جایی که  هواکره‌ی مریخ بسیار نازک است، آب یخ‌زده به یکباره تصعید شده و به بخار آب تبدیل می‌شود، بنابراین یخ یا آب مایع در این شرایط در محیط آزاد باقی نخواهد ماند. چگونه مریخ و زمین به‌طور چشمگیری با یک دیگر اختلاف دارند؟

این اظهارات بخشی از مناقشه برانگیزترین موضوعات در علوم سیاره‌ای به شمار می‌رود. اغلب پژوهشگران بر این باورند که زمانی مریخ میزبان آب مایع روی سطحش بوده است. دره‌ها و تنگه‌هایی که به نظر می‌رسد جریان آب آن‌ها را شکل داده است، همه‌جا روی سطح سیاره دیده می‌شوند. مریخ‌پیمای کنجکاوی مواد معدنی را یافته است که دانشمندان بر این باورند، به سال‌ها زمان نیاز است تا زیر آب به وجود آیند.  به‌طور کلی، فراوانی ترکیب‌های کربنی آن‌قدر کم هستند که نمی‌توان گفت که این مقدار از کربن دی‌اکسید گم شده از هواکره‌، صرف تشکیل این ترکیبات معدنی شده‌ باشد.

تنها یک پیشنهاد باقی خواهد ماند، سیاره هواکره‌ی خود را به مرور زمان از دست داده است. آیا تابش‌ها و یا بادهای خورشیدی باعث تحلیل رفتن هواکره شده است، زیرا سیاره فاقد میدان مغناطیسی کروی شکل است؟ چه مقدار از ذرات هواکره‌ گریخته‌اند؟

ماهواره‌ی MAVEN، در پایین‌ترین نقطه‌ی مدار بیضوی خود، به ارتفاع ۱۲۵ کیلومتری سطح مریخ می‌رسد و در دورترین نقطه به ارتفاع ۶۰۰۰ هزارکیلومتری از سطح، بنابراین تیم عملیات امیدوارند که بتوانند داده‌های کافی برای یافتن پاسخ به این سوال که چرا این مقدار از کربن‌دی‌اکسید باقی مانده است، در حالی که گازهای دیگر هواکره از دست رفته‌اند.

طبق آخرین مقاله‌ی منتشر شده، “… جریان‌های الکتریکی القا شده از طریق بادهای خورشیدی و ارتباط الکتریکی با لایه‌ی بالایی اتمسفر مریخ هستند. این جریان‌های الکتریکی انرژی بادهای خورشیدی را از طریق میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی به ذرات انتقال داده و موجب شتاب گرفتن ذرات و فرار آن‌ها به فضای بیرون هواکره می‌شود.”

همان‌طور که قبلا هم گزارش شده است، داده‌های فضاپیما‌ی MAVEN نشان می‌دهند که مریخ با نرخ ۱۰۰ گرم بر ثانیه، یا تقریبا سه میلیون و صدهزار کیلوگرم در یک سال، هوا‌کره‌ی خود را از دست می‌دهد. این گروه تحقیقاتی بر این باورند که مریخ زمانی همانند زمین بوده است تا این که به مرور زمان”دیناموی داخلی” (Internal Dynamo) آن تا جایی سرد و جامد شده است که هیچ آهن مذابی برای تولید یک میدان مغناطیسی کروی‌شکل و جامع باقی نمانده است.

سوالات مطرح شده در دفاع از جهان الکتریکی شامل این موارد خواهند بود:

ارتباط میان هواکره‌ی یک سیاره و رفتار یک خورشید الکتریکی چیست؟ آیا شرایط مریخ می‌تواند مثالی برای یک ارتباط الکتریکی باشد؟ آیا شرایط کنونی مریخ تشابی است که می‌تواند شواهدی مبنی بر رویدادهای فاجعه‌بار در در گذشته‌ی نه‌چندان دور یک سیاره باشد؟

استفان اسمیت

متن اصلی

مترجم: بهاره مجرد

The Mars Expert

Translator: Bahareh Mojarrad

چکیده مقاله به شرح زیر می‌باشد:

چکیده
در این پژوهش، با بررسی داده‌های الکتریکی به دست آمده توسط آشکارسازهای ماهواره‌های ون‌آلن، با استفاده از روش تبدیل فوریه سریع داده‌های الکتریکی، ساختار پلاسمای مغناطوکره زمین در ناحیه پلاسماکره و کمربندهای ون‌آلن تعیین گردید، بررسی‌های انجام شده مبتنی بر فرضیات ارائه شده توسط هانس آلفون و آنتونی پرات استوار بود. مطالعات گذشته مبتنی بر فرضیات فیزیک پلاسما و داده‌های ماهواره‌های قدیمی بود، نتیجه تحلیل دادههای الکتریکی به کار رفته توسط ما می‌تواند به عنوان آزمون فرضیات پیشین مطرح شود، همچنین نشان می‌دهد که ساختار پلاسما در این ناحیه از مغناطوکره به صورت دولایه پلاسما یا دولایه الکتریکی در مقیاس بزرگ است.

برای دریافت اصل مقاله میتوانید از طریق بخش نظرات و یا ایمیل اقدام نمایید.