Nojum & Telescope

ابرنواختر

nojum-telescope — Mon, 02 Nov 2009 20:20:18 GMT

هنگامی که تمام سوخت هسته‌ای یک ستاره با جرم بیشتر از حد چاندراسکار (۱٫۴۴ جرم خورشیدی) به پایان برسد، نیروی گرانش برتری یافته و ستاره شروع به انقباض می‌کند. دراین حالت به دلیل عدم وجود فشار کافی داخلی، ستاره شروع به فروریزش می‌کند، برای وقوع یک انفجار ابرنواختری سرعت فروریزش باید بسیار زیاد باشد. فشار روی هسته ستاره سبب فشردگی آن می‌شود که در نتیجهٔ آن الکترون ها و پروتون های مجزا ترکیب شده و نوترون‌ها را به وجود می‌آورند زیرا در آن فشار شدید تنها نوترون‌ها می‌توانند وجود داشته باشند. سرانجام بخش بیرونی ستاره منفجر شده و تبدیل به سحابی ابرنواختری می‌شود.

رده بندی ابرنواختر ها

بر پایهٔ نحوهٔ تشکیل

ابرنواختر ها بر پایهٔ نحوهٔ تشکیل به دو دستهٔ کلی تقسیم می‌شوند:

گونهٔ اول

گونهٔ اول ابرنواختر ها از یک ستاره دوتایی به وجود می‌آیند. در این نوع ابرنواختر ها یکی از ستارگان که کوتوله سفید است و بسیار چگال می‌باشد، بر اثر جذب مواد ستارهٔ دیگر به افزایش جرم دچار می‌شود، این افزایش تا جایی ادامه پیدا می‌کند که جرم کوتوله سفید از حد چاندراسکار بگذرد. ابرنواختر هایی از این دست را می‌توان اغلب در ستاره‌های کهن سال جستجو کرد.

گونهٔ دوم

گونه دوم ابرنواخترها، مربوط به ستارگانی با جرم بیشتر است که به شکل طبیعی اتفاق می‌افتد. اساس کار در هر دو نوع ابر نواختر یکسان است و در مراحل تحول و انفجار تفاوتی نمی‌کنند.

حد چاندراسکار

نوشتار اصلی: حد چاندراسکار

جرم یک ستاره کوتوله سفید نمی‌تواند از ۱٫۴۴ جرم خورشیدی، که اکنون با نام حد چاندراسکار شناخته می‌شود، بیشتر باشد. ستاره‌هایی که جرمشان از این حد بیشتر باشد در انتها به ستاره نوترونی و یا سیاهچاله تبدیل می‌شوند.

بر پایهٔ وجود هیدروژن

یک انفجار ستاره‌ای که در آن کل ستاره تحت تاثیر قرار می‌گیرد. به دنبال انفجار درخشندگی ستاره حتا به اندازه ۲۰ قدر می‌تواند درخشان تر شود. ابرنواختر ها با توجه به بودن یا نبودن هیدروژن در طیفشان به دو دسته یعنی ابرنواختر نوع یک و نوع دو تقسیم می‌شوند. ابرنواختر های نوع یک (Type I) نشانی از وجود هیدروژن در طیفشان ندارند در حالیکه ابرنواخترهای نوع دو (Type II) دارند. در حال حاضر می‌دانیم که دلیل اصلی انفجار بودن یا نبودن هیدروژن نیست بنابراین دسته بندیهای جدیدی تعریف شده‌اند. دو مدل برای توجیه انفجار وجود دارد.

در مدل اول، ابرنواخترهای با هسته رمبنده می‌باشند که در حقیقت ستاره‌های پرجرمی هستند که سوخت هسته‌ای درونشان به اتمام رسیده‌است و با توجه به اینکه جرم هسته به ماوراء حد چاندراسکار می‌رسد انقباض هسته تا رسیدن به تبهگنی نوترونی و در واقع تبدیل شدن ستاره به یک ستاره نوترونی ادامه پیدا می‌کند و در نتیجه این وضعیت مواد ستاره در لایه‌های بالایی جو به بیرون پرتاب می‌شوند. در مدل دوم ابرنواختر در ستاره‌های دوتایی بسیار نزدیک رخ می‌دهد که در آن جرم ستاره کوتوله سفید بدلیل جاری شدن مواد از ستاره همدم به سوی آن از حد چاندراسکار بیشتر می‌شود و ستاره کوتوله سفید به حالت انفجار می‌رسد و ابرنواختر به وجود می‌آید.

نوع Ia

ابرنواخترهای نوع Ia در تمام کهکشانها وجود دارند اما در بازوهای مارپیچی کهکشانهای مارپیچی کمتر به چشم می‌خورند. این ابرنواخترها دارای عناصری مانند منیزیم، سیلیکون، گوگرد و کلسیم هستند که در زمان حداکثر نورانیت در طیف آشکار می‌شوند و بعد از گذشتن از حال حداکثر نورانیت با کاهش نور٬ آهن نیز خودنمایی می‌کند. نمودار نور این گونه ابرنواخترها طی حدود دو هفته افزایش نورانیت را نشان می‌دهد و پس از آن با کاهش نورانیت طی چند ماه روبرو می‌شود. تصور براین است که ابرنواخترهای نوع Ia ناشی از انفجار بدلیل انتقال جرم بین ستاره‌ای پیر باعمر زیاد در یک ستاره دوتایی بسیار نزدیک به هم باشند. از آنجایی که درخشندگی این ابرنواخترها زیاد است از آنها برای تخمین فاصله کهکشانهای بسیار دور استفاده می‌شود.

نوع II

ابرنواخترهای نوع II در کهکشانهای بیضوی به چشم نمی‌خورند، اما به جای آن در بازوهای کهکشانهای مارپیچی و گاهی در کهکشانهای نامنظم بچشم می‌خورند. این ابرنواخترها طیف معمولی مانند بقیه ستاره‌ها از خود نشان می‌دهند. منحنی نور این ابرنواختر‌ها طی حدود یک هفته به حداکثر می‌رسد، برای حدود یک ماه تقریباً ثابت می‌ماند، و سپس طی چند هفته ناگهان کاهش می‌یابد و طی چند ماه در همین وضعیت با نور ناچیز باقی می‌ماند. تصور براین است که این گونه ابرنواخترها نتیجهٔ انفجار در هستهٔ یک غول سرخ با یک گسترهٔ پرجرم باشند.

نوع Ib و Ic

ابرنواخترهای نوع Ib و Ic فقط در بازوهای کهکشانهای مارپیچی رخ می‌دهند. هر دو گونه نشانه‌هایی از اکسیژن منیزیم و کلسیم بعد از حداکثر نورانیت در طیفشان دارند. علاوه بر آن ابرنواخترهای گونه Ib در نزدیکی حداکثر نورانیت نشانه‌هایی از وجود هلیم در طیفشان دارند. منحنی نوری هر دو گونه Ib و Ic مانند گونه Ia می‌باشد، ولی با این تفاوت که در زمان حداکثر درخشندگی نور آنها کمتر از نور ابرنواخترهای گونه Ia می‌شود. دو گونهٔ Ib و Ic معمولاً چشمهٔ امواج رادیویی هم می‌باشند، در حالی که ابرنواخترهای Ia دارای چنین خاصیتی نیستند. تصور بر این است که ابرنواخترهای گونه Ib و Ic ناشی از انفجار در ستارگان پرجرمی باشند که محتوای هیدروژنی شان به اتمام رسیده و در گونهٔ Ic محتوای هلیومی نیز به اتمام رسیده باشد.

رویدادهای پس از انفجار

نوشتار اصلی: ستاره نوترونی

به دنبال انفجار ابرنواختری یک ستاره نوترونی به وجود می‌آید که احتمال دارد در مرکز پوششی کروی از ابر باشد که این ابر همان مواد ستاره است که به بیرون پرتاب شده‌اند. این سحابی، باقیمانده ابرنواختری (Supernova remnant) نام دارد. باقیمانده‌های ابرنواختری که یک تپنده در میان آن باشد سحابی باد تپ اختر (Pulsar wind nebula یا به طور مخفف Plerion) نامیده می‌شود.

تعداد ابرنواخترها

آهنگ مشاهدهٔ ابرنواختر در یک کهکشان معمولی در حدود یک ابرنواختر در صد سال است و در کهکشانهایی که از لبه دیده می‌شوند به دلیل غبارهای تیره کننده بسیار کم هستند. در هزاره گذشته تنها پنج ابرنواختر در کهکشان راه شیری مشاهده شده‌اند به علاوهٔ ابرنواختر SN ۱۹۸۷ که در ابر ماژلانی بزرگ روی داد. با آمدن فن آوری سی سی دی به میان اخترشناسان آماتور همواره بر تعداد ابرنواختر هایی که در دیگر کهکشان‌ها کشف می‌شوند افزوده شده‌است. تلسکوپ‌های خودکار نیز که با هدایت رایانه به طور اتوماتیک به عکسبرداری ومقایسهٔ عکس ها از هزاران کهکشان طی یک شب می‌پردازند کمک بزرگی به کشف ابرنواخترها کرده‌اند.

ابرنواختر ۱۰۵۴

ابرنواختر سال ۱۰۵۴ به عنوان منشاء سحابی خرچنگ در صورت فلکی گاو توسط ادوین هابل معرفی شده‌است. مانند دو ابرنواختر سال ۱۰۰۶ و ۱۱۸۱ این ابرنواختر نیز توسط ستاره شناسانی از مشرق زمین ثبت شده بود. ستاره شناسانی از چین، شبه جزیره کره، جغرافیای اسلام و اروپا در ثبت این ابرنواختر ها سهم داشته‌اند. نشانه‌هایی از ابرنواختر سال ۱۰۵۴ در نقاشی هایی در قاره آمریکا به چشم می‌خورند.

ابرنواخترهای بعد از سده ۱۵

ابرنواختر سال ۱۵۷۲ با دقت توسط تیکو براهه رصد شده‌است. او به ثبت موقعیت و تغییرات درخشندگی آن بطور روزانه پرداخت. او متوجه شد که باوجود گردش زمین هیچ اختلاف منظری وجود ندارد بنابراین این جرم باید ماوراء مدار ماه باشد. حرکت نکردن این جرم طی ۱۸ ماه که ناپدید شد نشان می‌داد که مدار آن باید ماوراء مدار کیوان باشد (در آن زمان دورترین سیاره شناخته شده زحل بود). این مشاهدات آن را در میان بقیه ستارگان آسمان قرار داد. ابرنواختر سال ۱۶۰۴ بانام ستاره کپلر شناخته می‌شود گرچه او اولین نفری نبود که آن را مشاهده می‌کرد. نشانه‌هایی وجود دارد که در سال ۱۶۸۰ نیز ابرنواختری در صورت فلکی ذات الکرسی وجود داشته‌است. توده ابری بزرگ و در حال گسترش در این منطقه وجود دارد که دارای تابش قوی امواج رادیویی نیز می‌باشد این سحابی با نام ذات‌الکرسی آ شناخته می‌شود. هیچ انفجار نوری از این انفجار گزارش نشده‌است. امکان دارد ستاره قبل از انفجار لایه‌های بیرونی خود را پرتاب کرده باشد یا اینکه انفجار آن ضعیف بوده‌است.

منبع:ویکیپدیا

عقرب Scorpius

nojum-telescope — Sun, 01 Nov 2009 17:57:18 GMT

عقرب یا کژدم (Scorpius) يکي از صورت هاي فلکي دایره البروج است که در تیر ماه بهترین وضعيت رصد را داراست. اين صورت فلکي چهره عقربي را نشان مي دهد که جبار، شکارچي معروف فصل زمستان را با نيش خود گزيده و او را از پاي در آورده است. صورت فلکی عقرب و جبار در دو سمت آسمان و در مقابل یکدیگر قرار دارند و به همین دلیل وقتی که عقرب طلوع می کند جبار غروب می کند. این صورت فلکی در امتداد کهکشان راه شيري و در کنار صور فلکي ديگر نظير ميزان (Libra)، حوا (Ophiuchus)، قوس (Sagittarius)، اکليل جنوبي (Corona Australis)، آتشدان (Ara)، خط کش (Norma) و گرگ (Lupus) قرار دارد ــ که البته ۳ صورت فلکي آتشدان، خط کش و گرگ جز صور فلکي نيم کره جنوبي هستند و در عرض هاي جنوبي تر ايران تا حدودي قابل مشاهده اند ــ و به همین دلیل عقرب یکی از صورت های فلکی ست که از لحاظ اجرام آسمانی غنی است. ضمنا مدت زمان گذر خورشید از این برج کمتر از سایر برجهاست. این صورت فلکی دارای ۱۵ ستاره اصلی، ۱۳ ستاره ی درخشان و ۴ جرم (M4-M6-M7-M80) از اجرام فهرست مسیه است.
ستارگان مهم
Antares: آلفا عقرب يا همان قلب العقرب ستاره سرخ رنگي از قدر 1 که حدود 604 سال نوري با زمين فاصله دارد. اين ابر غول سرخ که دماي سطحي آن ۳۵۰۰ درجه کلوين است، شعاعی حدود ۷۰۰ برابر خورشيد، جرمی در حدود ۱۵.۵ برابر خورشید و درخشندگي آن نیز ۶۵۰۰۰ برابر خورشيد است. قلب العقرب داراي يک همدم آبي رنگ نيز است.
Graffias: بتا عقرب ستاره ای با قدر ۲.۵۳ و دمای سطحی ۹۹۲۹ درجه کلوین که حدود ۵۳۰ سال نوری با زمین فاصله دارد.
Dschubba: دلتا عقرب ستاره ای با قدر ۲.۲۹ و دمای ۱۲۰۰۰ درجه کلوین و شعاعی معادل ۵ برابر خورشید است. فاصله آن از زمین حدود ۴۰۳ سال نوری و درخشندگی آن ۱۴۰۰۰ برابر خورشید است.
Sarges: تتا عقرب ستاره ای با قدر ۱.۸۶ و دمای سطحی ۷۲۰۰ درجه کلوین. شعاع، جرم و درخشندگی آن به ترتیب ۲۰ - ۳.۷ - ۹۶۰ برابر خورشید است. فاصله ی آن از زمین ۲۷۳ سال نوری ست.

ستاره های دوتایی یا چندتایی
BETA
NU
SIGMA
ALPHA
SAO 207482
XI

ستاره های متغییر
DELTA
R SCO
S SCO
RZ SCO

اجرام مسیه
M4: خوشه کروی از قدر ۷ که ۷۰۰۰ سال نوری با زمین فاصله دارد. (NGC6121)
M6: خوشه باز ستاره ای معروف به خوشه پروانه از قدر ۴ که ۲۰۰۰ سال نوری با زمین فاصله دارد. (NGC6405)
M7: خوشه باز از قدر ۳ که ۱۰۰۰ سال نوری با زمین فاصله دارد. (ptolemy's Cluster - NGC6475)
M80: خوشه ای کروی از قدر ۷ که ۳۶۰۰۰ سال نوری با زمین فاصله دارد. (NGC6093)

سایر سحابی ها و خوشه ها

NGC6357: سحابی نشری ('Dec:17h 24m - Ra:-34 10)
NGC6334: سحابی نشری ('Dec:17h 20m - Ra:-35 43)
IC 4628: سحابی نشری ('Dec:16h 57m - Ra:-40 20)
SH2-13: سحابی نشری ('Dec:17h 29m - Ra:-31 33)
SH2-9: سحابی نشری و بازتابی ('Dec:16h 31m - Ra:-25 35)
IC 4606: سحابی بازتابی ('Dec:16h 31m - Ra:-26 03)
IC 4601: سحابی بازتابی ('Dec:16h 20m - Ra:-20 02)
SH2-01: سحابی بازتابی ('Dec:15h 58m - Ra:-26 09)
IC 4292: سحابی بازتابی ('Dec:16h 12m - Ra:-19 28)
NGC 6124: خوشه باز ('Dec:16h 25m - Ra:-40 40)
NGC 6231: خوشه باز ('Dec:16h 54m - Ra:-41 48)
NGC6302: خوشه سیاره ای ('Dec:17h 13m - Ra:-37 06)

سخنرانی فاینمن در 1959

nojum-telescope — Sat, 31 Oct 2009 12:18:18 GMT

"آن پایین فضای بسیاری هست"

این نسخه رونوشتی مطابق بهترین نمونه گفتگویی است که ریچارد فاینمن در 29 دسامبر سال 1959 در نشست سالیانۀ جامعۀ فیزیکی آمریکا در مکان موسسۀ تکنولوژی کالیفرنیا caltech ارائه داده است که اولین بار در فوریه 1960 در شمارۀ علوم و مهندسی Caltech ، منتشر گردیده است.

چرا 29 جلد دایرة المعارف بریتانیکا (Britannica) رابر سر یک سوزن نمی توانیم بنویسیم؟

سر یک سوزن دارای قطر یک شانزدهم اینچ است. اگر آن را 25 هزار بار بزرگ کنید، سطح آن برابر با سطح کل صفحات دایرة المعارف می باشد. بنابر این نیاز است که همۀ نوشته های آن را 25 هزار بار کوچک کنیم. آیا این کار امکان پذیر است؟ قدرت تشخیص چشم در حدود یک صد و بیستم اینچ است. اگر دایرة المعارف را10*0.5 بار کوچک کنیم، ابعاد آن به اندازۀ قطر یک نقطۀ کوچک خواهد شد. وقتی شما آن را 25 هزار بار کوچک می کنید، هنوز˚A 80 قطر دارد، یعنی قطر 32 اتم یک فلز معمولی. به عبارت دیگر، یکی از آن نقطه ها سطحی برابر با سطح 1000 اتم رادارا می باشد. بنابراین هر نقطه بوسیله روش گراورسازی در عکاسی در سایزی که نیاز است، اندازه می گردد. اما سوال این است که آیا فضای کافی برای نوشتن همه دایرة المعارف در سر یک سوزن وجود دارد؟ آیا اگر در آن اندازه نوشته شود خوانده می شود؟ تصور کنیم که نوشته ها به صورت حروفی از فلز هستند. جائیکه در دایرة المعارف سیاه است، در اینجا حروف فلزی با یک بیست و پنج هزارم سایز معمولیشان وجود دارند، چگونه آن را بخوانیم؟

امروزه یکی از روشهای خواندن چنین است. ابتدا فلز را در یک ماده پلاستیکی فشرده می کنیم و قالبی از آن را می سازیم، سپس پلاستیک را با دقت جدا می کنیم و در بخار سیلیسی قرار می دهیم تا پرده ای بسیار نازک بدست آوریم. سپس طرف دیگر پرده سیلیسی را زراندود می کنیم تا حروف کوچک به خوبی مشخص گردد، سپس پلاستیک را از پرده سیلیسی جدا نموده و پرده را با میکروسکوپ الکترونی می نگریم!

و آنچه مهم است اینکه: چطور ما کوچک بنویسیم؟ اکنون هیچ روش استانداردی برای انجام این کار نداریم. اما به اندازه ای که ابتدا به نظر می رسد، مشکل نیست. ما می توانیم عدسی های میکروسکوپ الکترونی را وارونه کنیم تا به همان خوبی بزرگ کردن اجسام در کوچک کردن آنها کاربرد داشته باشند. دسته ای از یونها که از میان عدسی های وارونۀ میکروسکوپ عبور می کنند، می توانند در یک نقطه متمرکز شوند؛ همانگونه که در میدان نوسانی اشعۀ کاتدی ITV ، ابتدا مقدار ماده لازم برای هر خط را به طور اجمالی بررسی می کنیم و آن را در میدان تنظیم می کنیم و سپس از اول تا انتهای سطر را با همان نقطۀ متمرکز می پیماییم و این چنین می نویسیم.

البته روشهای سریع تری نیز وجود دارد. اول می توانیم پرده ای با سوراخهایی در فرم حروف بسازیم و آن را نورپردازی کنیم. جرقه ای در پشت سوراخها ایجاد می کنیم که در امتداد آن یونهای فلزی کشیده می شوند. آنگاه دوباره می توانیم از سیستم عدسیهایمان استفاده کنیم و یک تصویر کوچک یونی را بسازیم که فلز را روی سوزن قرار دهد.

یک روش ساده تر که مطمئن نیستم کار کند، اینست که ما نور را کنترل می کنیم و از یک میکروسکوپ نوری وارونه عبور می دهیم و آن را روی یک صفحۀ بسیار کوچک فتوالکتریک متمرکز می کنیم. الکترونهای روی پرده به جایی که نور می درخشد، حرکت می کنند. این الکترونها در مقیاس پایین به وسیلۀ عدسیهای میکروسکوپ الکترونی متمرکز شده اند تا مستقیماً بر سطح فلز حمله کنند. آیا چنین پرتویی اگر به اندازه کافی قوی باشد، فلز را قلم زنی می کند؟ من نمی دانم. اگر بر سطوح فلزی عمل نکند، ممکن است سطوحی بیابیم که سوزن اصلی را پوشش دهد تا تغییرات ناشی از بمباران الکترونی را بتوانیم تشخیص دهیم.

در این دستگاه مسئلۀ حادی وجود ندارد. آنچه شما برای بزرگنمایی استفاده می کنید، اینست که تعداد کمی الکترون را در یک پرده، بیشتر و بیشتر پخش می کنید و در اینجا قضیه برعکس است. نوری که از صفحه بدست می آوریم، روی یک سطح بسیار کوچک متمرکز شده است بنابراین بسیار قوی است. الکترونهایی که از پردۀ فتوالکتریک آمده اند، بر یک سطح بسیار کوچک جمع شده اند و بسیار قوی هستند. من نمی دانم چرا هنوز این کار صورت نگرفته است!

این یک دایرة المعارف بریتانیکایی بر سر یک سوزن است. اما اگر تمام کتابهای جهان را در نظر بگیریم، چه می شود؟ انجمن کتابخانه ها تقریباً 9 میلیون جلد کتاب دارد. کتابخانۀ موسیقی انگلیس 5 میلیون جلد کتاب دارد. 5 میلیون جلد کتاب هم در کتابخانۀ ملی فرانسه وجود دارد. بنابراین می توانیم بگوییم سرراست 24 میلیون جلد کتاب وجود دارد.

چه اتفاقی می افتد اگر همه اینها را در مقیاسی که بحث کردیم، چاپ کنیم؟قدر فضا اشغال می کند؟ البته مساحتی در حدود یک میلیون برابر سر یک سوزن اشغال می کند، زیرا به جای اینکه فقط 24 جلد دایرة المعارف وجود داشته باشد، 24 میلیون جلد کتاب وجود دارد. میلیونها سر سوزن می تواند در مربعی متشکل از هزاران سوزن قرار گرفته در یک پهلو، وجود داشته باشد، یا مساحتی در حدود 3 یارد مربع اشغال کند. در واقع رونوشت سیلیسی با روکش پلاستیکی و کپی های آن، تقریباً روی سطحی با اندازه 35 صفحه دایرة المعارف قرار می گیرد، که حدود نصف تعداد صفحات یک مجله است. به این ترتیب همه اطلاعاتی که انسانها در کتابها ثبت کرده اند، به صورت یک تک جزوه در دسترس شما قرار می گیرد... و نه به صورت نوشته ای رمزی؛ بلکه یک راه تکثیر سادۀ تصاویر اصلی، حکاکی ها و هر چیز دیگری در مقیاس کوچک که نتیجه ای مطلوب در بر دارد.

اطلاعاتی دربارۀ مقیاس کوچک:

فرض کنید به جای چاپ مستقیم تصاویر و اطلاعات، حروف را به صورت کدی از نقطه ها خطوط "-" یا چیزی همانند آن نمایش دهیم. هر حرف 6 یا 7 قسمت را شامل می گردد. یعنی شما 6 یا 7 نقطه یا خط برای بیان هر حرف نیاز دارید. حال بجای آنکه همانند قبل هر چیزی را بنویسیم، قصد داریم از مواد درونی خود سوزن استفاده کنیم.

ما هر نقطه را با ذرۀ کوچکی از ماده نمایش می دهیم و هر خط را با ذرۀ مجاور دیگر ماده و به همین ترتیب ادامه می دهیم. پیروی یک سنت قدیمی، هر قسمت از اطلاعات به یک مکعب کوچک 5×5×5 یا 125 اتمی احتیاج دارد. شاید ما به صد و چند اتم منفرد احتیاج داریم تا در مرحلۀ انتشار یا مرحلۀ دیگر، مطمئن گردیم که اطلاعاتی از بین نرفته است.

من تعداد حروف موجود در دایرة المعارف را تخمین زده ام و فرض کرده ام که هر 24 میلیون کتاب من، معادل با یک جلد دایرة المعارف است و خانه های اطلاعاتی موجود 10 به توان 15 است. در هر قسمت 100 اتم مجاز است، و به این نتیجه می رسیم که همۀ اطلاعاتی که انسان در تمام کتابهای جهان گردآوری کرده است، با این فرم به صورت مکعبی ساخته شده از ماده ای با عرض دو هزارم اینچ قرار می گیرد که همان آشکارترین گرد و خاکی است که آن را می توان با چشم دید. پس فضای بسیاری در سطوح زیرین وجود دارد.

زیست شناسان این حقیقت را که اطلاعات زیادی را می توان در فضای کمی گردآوری کرد، می دانند و این مشکلات پیش آمدۀ قبلی را برطرف می سازد. چطور در کوچکترین سلولها همۀ اطلاعات برای بافت یک مخلوق پیچیده همانند خودمان ذخیره می شود؟ اطلاعاتی همانند اینکه: آیا چشمانی قهوه ای داریم؟ آیا صفت متفکر بودن را داریم؟ یا اینکه ابتدا باید استخوان فک جنین با یک سوراخ کوچک در کنارش رشد کند تا بعدها یک رشتۀ عصبی از میان آن رشد نماید؟ همۀ این اطلاعات در بخش کوچکی از سلول که به صورت رشته های دراز مولکولی DNA است، وجود دارد و برای هر خانۀ اطلاعاتی سلول، 50 اتم استفاده شده است.

میکروسکوپهای الکترونی پیشرفته تر:

چگونه امروزه کدی با 125 اتم در هر قسمت را می توانیم بخوانیم؟ میکروسکوپهای الکترونی به اندازۀ کافی خوب نیست. بیشترین دقت آنها در حدود ˚A 10 است. زمانیکه بر روی موارد مقیاس کوچک صحبت می کنیم، بهبود دقت میکروسکوپها تا 100 مرتبه نیاز است. طول موج الکترون در چنین میکروسکوپی یک بیستم ˚A است. پس با قوانین پراش الکترونی تناقضی ندارد و می توان با آنها اتمهای منفرد را دید.

ما دوستانی در زمینه های دیگر همانند زیست شناسی داریم، فیزیکدانان اغلب به آنها می گویند: " آیا شما دلیل اینکه تلاشهایتان پیشرفت کمی در بر دارد را می دانید؟ " " شما باید همانند ما از ریاضیات بیشتر استفاده کنید." و پاسخ آنها چنین است: " شما فیزیکدانان باید میکروسکوپهای الکترونیک با دقت 100 مرتبه بهتر بسازید تا پیشرفتهای ما افزایش یابد."

مرکزی ترین و اساسی ترین مسائل زیست شناسی امروزه چه هستند؟ سوالاتی همانند اینکه: رشتۀ اصلی DNA چیست؟ در زمان یک تغییر ناگهانی، در بدن شما چه اتفاقی می افتد؟ ارتباط آرایش ساختار DNA با آرایش آمینواسیدها در پروتئین چیست؟ ساختار RNA چیست؟ یک رشته ای است یا دو رشته ای؟ چطور در آرایش ساختاری اصلی اش به DNA مرتبط شده است؟ ساختار چیزهای کوچک و ریز چگونه است؟ ترکیب پروتئین ها چیست؟ RNA به کجا مرتبط می گردد؟ در چه وضعیتی قرار می گیرد؟ پروتئین ها در کجا قرار می گیرند؟ آمینواسیدها به کجا داخل می شوند؟ در پدیدۀ فتوسنتز کلروفرم کجاست؟ ترتیب ساختاری آن چگونه است؟ در کدام مرحلۀ این پدیده، رنگدانه ها استفاده می گردند؟ چه سیستمی در تبدیل نور به انرژی شیمیایی دخیل است؟

پاسخ بسیاری از این مسائل زیست شناسی آسان است. فقط به آنها نگاه کنید! شما ساختاری از ذرات ریز خواهید دید. با میکروسکوپهای کنونی فقط ذرات ساده ای را می بینید. ساختن میکروسکوپهای با دقت 100 مرتبه بیشتر، مشکلات زیست شناسی را تا حد زیادی حل می نماید. امروزه نظریۀ فرآیندهای شیمیایی بر مبنای فیزیک تئوری است، بدین معنی که فیزیک، اساس شیمی را محیا می سازد؛ اما در شیمی تجزیه و تحلیل نیز وجود دارد. اگر شما یک مادۀ ناشناس دارید و می خواهید ماهیت آن را تشخیص دهید، باید از مراحل پیچیده و طولانی تجزیۀ شیمیایی استفاده کنید. اگر فیزیکدانها بخواهند، می توانند زیر نظر شیمیدانها در موارد تجزیۀ شیمیایی کاوش نمایند. تجزیۀ مواد شیمیایی بسیار آسان می باشد، فقط باید ببینید که اتمها در کجا قرار می گیرند. تنها مشکل اینست که میکروسکوپهای الکترونی 100 مرتبه ضعیف ترند. (سوال بعدی من این است که آیا فیزیکدانها می توانند کاری درباۀ موضوع سوم علم شیمی، یعنی ترکیب، انجام دهند؟ آیا راهی فیزیکی برای ترکیب مواد شیمیایی وجود دارد؟)

دلیل اینکه میکروسکوپهای الکترونی ضعیف عمل می کنند، اینست که فاصلۀ کانونی عدسیهای آنها فقط یک صدم است، گشادگی دهانۀ عدسی به اندازۀ کافی نیست و برهانهایی وجود دارد که اثبات می کند بهبودی اوضاع، فعلاً غیرممکن است. آیا راهی وجود ندارد که میکروسکوپ الکترونی با قدرت بیشتر بسازیم؟

سیستم های حیاتی حیرت آور:

نمونۀ زیست شناسی اطلاعات در مقیاس کوچک، به من دربارۀ چیزهای دیگری الهام بخشیده است. یک سیستم زیست شناسی تا حد زیادی می تواند کوچک باشد. سلولها بسیار ریز هستند، اما بسیار فعالند. آنها ذرات مختلفی تولید می کنند، می چرخند، تکان می خورند و انواع کارهای حیرت آور را انجام می دهند و همۀ اینها در مقیاس کوچک است، همچنین اطلاعات ذخیره می کنند. یک سوال قابل توجه مطرح است: " آیا چیز بسیار کوچکی می توانیم بسازیم که آنچه ما می خواهیم را انجام دهد؟ آیا می توانیم شیء ای را که در آن سطح نمود داشته باشد، تولید کنیم؟"

اشتغال به ساخت چیزهای بسیار کوچک، فواید اقتصادی نیز به همراه دارد، مثلاً در کامپیوترها اطلاعات زیادی باید ذخیره کنیم، نوشتن بر روی فلز که قبلاً به آن اشاره کرده ام، موردی دائمی است. روش کامپیوتر چنین است که برای هر بار نوشتن، مطالب قبلی را پاک می کند (زیرا ما نمی خواهیم مواد را فقط برای نوشتن تلف کنیم. زمانیکه در فضای کوچک می نویسیم، تفاوت زیادی وجود ندارد؛ فقط بعد از خواندن دور انداخته می شود و مادۀ زیادی مصرف نمی کند.)

کامپیوتر مینیاتوری:

من نمی دانم چگونه این را عملی سازم، اما می دانم که ماشینهای محاسبه گر، بسیار بزرگ هستند و فضای زیادی را اشغال می کنند. چرا ما نمی توانیم آنها را بسیار کوچک بسازیم؟ سیمهای کوچک، مواد کم و وسایل کوچک، برای مثال سیمها دارای قطری برابر با 10 یا 100 اتم و مدارها چند هزار آنگستروم خواهند شد. هر فردی که تئوری منطقی کامپیوترها را تجزیه و تحلیل کرده است، امکانات کامپیوترها را بسیار عالی می داند. اگر آنها از مواد زیادی و به طور پیجیده تری با روشهای مختلف ساخته می شدند، می توانستند هوشمند باشند. آنها می توانستند بهترین روش محاسبه را بکار گیرند. آنها روشی تحلیلی را انتخاب می کردند که از آنچه به آنها داده شده است، بهتر باشد و در زمینه های دیگر هم قابلیت های جدیدی می یافتند.

اگر من در صورت شما نگاه کنم، فوراً متوجه می شوم که آن را قبلاً دیده ام. (به عقیدۀ دوستان، بدترین مثال را انتخاب کرده ام. زیرا در انتها تشخیص می دهم که صورت شما مربوط به انسان است یا به یک سیب). هنوز ماشینی وجود ندارد که با این سرعت تصویری از صورت بگیرد و حتی بگوید که انسان است و یا همانی است که قبلاً دیده است. مگراینکه دقیقاً یک تصویر باشد. اگر صورت تغییر کرده است، اگر من نزدیکتر یا دورتر هستم، به هر جهت آن را تشخیص می دهم. کامپیوتر کوچک داخل سرمان به سادگی قادر به انجام آن می باشد؛ اما کامپیوتر ساخت بشر، چنین توانایی را ندارد. عناصر موجود در جعبۀ استخوانی سر من بسیار بیشتر از عناصر عجیب کامپیوتر هستند. عناصر این جعبه میکروسکوپی هستند، من چیزی کوچکتر از مقیاس میکروسکوپی می خواهم.

کامپیوتری با چنین تواناییهای فوق العاده باید اندازۀ ارتش آمریکا باشد. از مضرات آن نیاز به مواد زیاد می باشد. ممکن است ژرمانیم کافی برای ترانزیستورها در جهان وجود نداشته باشد، تأمین نیروی گرمای مصرفی، TVA به اجرای کامپیوتر نیاز داشته باشد و اینکه کامپیوتر محدود به سرعت معینی باشد. به دلیل سایز بزرگ آن، زمان برای فرستادن اطلاعات از یک مکان به مکانی دیگر نیاز است و فرستادن اطلاعات بدون جزئیات است؛ پس کوچک سازی آن الزامی است.

فضای زیادی برای نوع کوچک آن وجود دارد و هیچ قانون نقض کنندۀ فیزیکی در رابطه با ساخت کوچکتر کامپیوترها وجود ندارد.

استفاده از تبخیر در جهت کوچک سازی مواد:

چگونه ما می توانیم چنین وسیله ای بسازیم؟ چه مراحل تولیدی را استفاده می کنیم؟ نکتۀ قابل توجه، اینست که از زمانیکه ما دربارۀ قرار گرفتن اتمها در یک موقعیت منظم و معین تحقیق نمودیم، مسئلۀ تبخیر مواد قابل تأمل شده است. بدین صورت که ابتدا خشک کردن ماده، سپس قرار گرفتن مادۀ نارسانا روی آن و برای لایۀ بعدی نیز خشک کردن ماده و سپس قرار گرفتن مادۀ نارسانا بر روی قسمت دیگر آن سیم؛ و این مراحل همچنان ادامه می یابد تا زمانیکه یک واحد از ماده در اختیار شما قرار می گیرد. برای نمونه می توان به مارپیج ها، ترانزیستورها و متراکم کننده ها و مانند آنها اشاره نمود که تا حد زیادی ابعاد آن را کوچک می سازند.

چرا ما نمی توانیم این کامپیوترهای کوچک را شبیه به کامپیوترهای بزرگ تولید نماییم؟ چرا ما نمی توانیم سوراخها را ایجاد کرده و اشیاء را ببریم و آنها را لحیم کنیم؟ یا اشیاء را از خارج منگنه نماییم و حالتهای مختلف آنها را در سطوح بسیار کوچک قالب بزنیم؟ چه محدودیتهایی برای کوچک بودن یک شیء باید وجود داشته باشد، قبل از آنکه ساخت قالب بزرگ آن صورت پذیرد؟ چند بار پیش آمده که شما روی یک شیء کوچک مانند ساعت مچی همسرتان کار می کرده اید و با خود گفته اید: "کاش من می توانستم فقط یک مورچه برای این کار تربیت کنم." آنچه من تمایل دارم پیشنهاد کنم، امکان تربیت یک مورچه یا یک کرم ریز برای انجام آن کار است، وسایلی که کوچک می باشند در حالیکه متحرکند و می توانند مفید یا غیر مفید باشند. در حالیکه من فکر می کنم مطمئناً ساختار جالبی دارند.

به همۀ ماشینها توجه کنید، برای مثال یک اتومبیل، و دربارۀ ساخت یک مدل کوچک از روی آن فکر کنید. در طرح یک اتومبیل، ما به ظرافت قطعات و دقت کافی نیاز داریم. مثلاً در حدود چهار هزارم اینچ. اگر در اکثر موارد در ساخت سیلندر و مانند آن دقیق عمل نکنیم، آن وسیله خوب کار نخواهد کرد. اگر شیء کوچکی بسازیم، باید در مورد اندازۀ اتمها نگران باشیم. نمی توانیم یک دایره از گویهایی که صحبت شد بسازیم، زیرا بسیار کوچک است. بنابراین اگر آن را با خطایی برابر چهار هزارم اینچ در حدود یک خطای 10 اتمی بسازیم، این مسئله سبب می شود که بتوانیم ابعاد یک اتومبیل را 4000 مرتبه کاهش دهیم، بطوریکه در حدود mm1 عرض داشته باشد. واضح است اگر شما یک ماشین را به منظور بهره برداری از قدرت بیشتر طراحی کنید که به هیچ وجه غیر ممکن نمی باشد، شما می توانید یک دستگاه بسیار کوچک بسازید.

نکات قابل توجه بسیاری در مورد این ماشینهای کوچک وجود دارد. نخست اینکه با فشار قسمتهای هم درجه، نیرو به سطحی که شما در حال کاهش آن هستید، وارد می گردد. به طور نسبی قدرت مواد، بسیار بیشتر است. بطور مثال در اثر نیروی گریز از مرکز و انقباض و انبساط چرخ پره ها، به همان نسبت که ما سایز را کاهش می دهیم، سرعتی ایجاد می گردد که مدام در حال افزایش است. همچنین فلزاتی که ما استفاده می کنیم، ساختار ذره ای دارند و در مقیاس کم سبب اختلال می گردند؛ زیرا مواد همگن نیستند. پلاستیکها و چیزهایی از این قبیل، به طور طبیعی بی نظم هستند. بنابراین ما باید ماشینهایمان را خارج از حیطۀ این قبیل مواد بسازیم.

پیوسته مسائلی در ارتباط با قسمتهای الکتریکی سیستم، سیمهای مسی و قسمتهای آهنربایی وجود دارد. متعلقات و خواص آهنربایی در مقیاس کوچک با سایز بزرگ آن بسیار متفاوت می باشد. در رابطه با حوزۀ میدان، مسائلی وجود دارد. یک آهنربای بزرگ از میلیونها میدان ساخته شده است، در صورتیکه در مقیاس کوچک فقط یک میدان وجود دارد. تجهیزات الکتریکی به سادگی کوچک نخواهند شد و آنها باید دوباره طراحی شوند.

مشکلات روغن کاری سیستم:

روغن کاری با نکات جالبی سر و کار دارد. چسبناکی مؤثر مواد روغنی، همانطور که از سطح به عمق پیش می رویم، به نسبت بالا و بالاتر می رود (اگر تا اندازه ای که می توانیم سرعت را افزایش دهیم). اگر سرعت را به میزان کافی افزایش ندهیم، و از روغن به نفت سفید یا سیالاتی دیگر متمایل گردیم، مسئله آنقدرها هم بد نیست. اما امکان روغن کاری وجود ندارد! زیرا نیروهای فوق العاده زیادی وارد می شود و اگر اطراف بلبرینگ را خشک نگه داریم، گرما را پخش نمی کنند زیرا حرارت به دلیل سرعت و کوچکی وسیله خارج می گردد.

این سرعت در از دست دادن گرما، از انفجار گاز جلوگیری می کند. بنابراین امکان ایجاد موتور احتراق داخلی غیرممکن است. بنابراین از واکنش شیمیایی دیگری چون آزاد کردن انرژی در سرما، می توان استفاده نمود. احتمالاً منبع خارجی قدرت الکتریکی برای چنین ماشین کوچکی قابل استفاده است.

فایدۀ چنین ماشینی چه می باشد؟ چه کسی می داند؟ البته یک اتومبیل کوچک فقط برای کرمهای ریز مفید می باشد که با آن رانندگی کنند. البته امکان تولید وسایل کوچکی برای کامپیوترها شامل تراشه ها و ... در سطحی بسیار کوچک در کارخانه های کاملاً اتوماتیک وجود دارد. تراشه های کوچک نباید دقیقاً مانند نوع بزرگ آن باشند.

دوست من آلبرت هیبس، امکان بسیار جالب ولی در ظاهر دیوانه کننده ای را پیش بینی می کند. مثلاً اگر برای جراحی، جراح را ببلعید. شما جراح مکانیکی را داخل رگ خونی قرار می دهید و آن به طرف قلب می رود و آن حوالی را بررسی می کند (البته با بیرون تبادل اطلاعاتی برقرار می کند). میزان نقص را تعیین می کند و با چاقو قسمتهای اضافی را درمی آورد. ماشینهای کوچک دیگری ممکن است دائماً داخل بدن بگردند تا به بخشهایی که به خوبی کار نمی کنند، کمک کنند.

حال سؤال جالبی مطرح می شود: چطور ما چنین مکانیزم کوچکی بسازیم؟ اجازه دهید امکان خارق العا ده ای را توصیف کنم. درکارخانه های انرژی اتمی نمی توانند مستقیماً با مواد و ماشینها سروکار داشته باشند، زیرا رادیواکتیو هستند. برای بازکردن پیچها و درآوردن آنها از مهره ها و ... آنها دستگاهی متشکل از دستهای کاردان و ماهر دارند که بوسیلۀ اهرمی آنها را کنترل می کنند و همه چیز را نسبتاً در دسترس خود قرار می دهند.

در چنین دستگاههایی یک کابل ضخیم وجود دارد که مانند نخ عروسک خیمه شب بازی از مرکز کنترل به دستها متصل است. البته موتورهای خود تنظیم هم ساخته شده اند که ارتباط قسمت الکتریکی و مکانیکی را برقرار می سازند. زمانیکه شما اهرمها را حرکت می دهید، آنها موتور خود تنظیم را می چرخانند و سبب تغییر جریان الکتریکی در سیمها می شوند که دستها را حرکت می دهند.

اکنون من می خواهم همان دستگاه را بسازم، اما می خواهم سازندگان ماشینهای مقیاس بزرگ، دستهایی با یک چهارم سایز مورد بحث قبلی مان بوجود آورند که با دقت کار می کنند. پس ما با مقیاس ربعی سر و کار داریم، موتورهای خود تنظیم کوچک که با دستهای کوچک کار می کنند و پیچ و مهره های کوچکی دارند. آنها سوراخهای کوچکی ایجاد می کنند، که چهار مرتبه کوچکترند. بنابراین من تراشه هایی با یک چهارم سایز تولید می کنم و من دوباره مقیاس را یک چهارم می نمایم، تا دستهایی با یک شانزدهم سایز اولیه شان داشته باشم و بعد، از میان ترانسفورماتورها، سیستم اصلی بزرگ را توسط سیم کشی به موتورهای خود تنظیم یک شانزدهم متصل می کنم. بنابراین دستهای کاردان یک شانزدهم سایز داریم.

ما می توانیم با مالش سطوح ناصاف، سطوحی صاف ایجاد کنیم و ...، پس غیرممکن نیست که بتوانیم دقت دستگاهها در مقیاس کوچک را با عملیات درست بهبود بخشیم. بنابراین ضروری است که در هر مرحله با کار روی تجهیزات، دقت را بالا ببریم. مثلاً با ساخت دقیق پیچها، موتورهای خود تنظیم و غیره در سطوح بالاتر. در هر سطح باید توقف کنیم و تمام مواد مورد نیاز مرحلۀ بعد را تهیه کرده و به همین ترتیب به سطوح مقیاس کوچک پیشروی نماییم.

بعد از این همه، فقط تراشه ای چهار هزار بار کوچکتر از معمول ساخته ایم. اما ما در فکر ساخت کامپیوتر بزرگی بوده ایم که تراشه های کوچک آن دارای سوراخهایی هستند و به عنوان سازندۀ واشرهای کوچک، این کامپیوترها استفاده می شوند. چند واشر با یک تراشه تولید می گردد؟

یکصد دست کوچک:

زمانیکه دستهای کاردان یک چهارم مقیاسی را بسازم، قصد دارم تعداد ده تای آن را فراهم سازم و همۀ آنها را به اهرم اصلی سیم کشی کنم. بنابراین در یک زمان همه یک کار یکسان را انجام می دهند. بعد از این، وقتی در حال ساخت دستگاههای جدید یک شانزدهم مقیاسی هستم، دوباره اجازه می دهم که هر یک 10 کپی تولید کنند. بنابراین یکصد دست کوچک یک شانزدهم سایز اولیه خواهیم داشت.

کجا قصد دارم میلیونها تراشۀ کوچک را قرار دهم؟ حجم آنقدرکم است که حتی به اندازۀ یک ماشین برش بزرگ هم نمی شود. برای مثال اگر یک بیلیون تراشۀ کوچک بسازیم، هرکدام یک چهار هزارم مقیاس تراشۀ معمولی است، پس ماده و فضای کافی در دسترس می باشد، زیرا بیلیونها نوع کوچک، کمتر از 2% یک تراشۀ بزرگ حجم اشغا ل می کند.

همانطور که مقیاس را کاهش می دهیم، مسا ئل جا لب توجهی ایجاد می گردد. مسئلۀ چسبندگی مواد به هم توسط جذب مولکولی (نیروی واندروالس) وجود دارد. برای مثال: پس از ساخت یک قسمت، با اینکه مهره را دور پیچ نمی پیچانید، پایین نمی افتد؛ زیرا جاذبۀ زمین محبوس نیست. حتی به سختی می توانید پیچ را در آورید. شبیه به حرکات آشنای آدمی با دستهای پر از شهد که برای خلاصی از آن، به شیشه ای آب نیاز دارد. پس باید برای ارائۀ طرحی در جهت رفع آن بکوشیم.

بازسازی ترکیبات اتمی:

چه اتفاقی می افتد اگر بتوانیم اتمها را به صورتی که می خواهیم یکی بعد از دیگری مرتب سازیم؟ (البته شما نمی توانید اینگونه عمل کنید، زیرا برای مثال، آنها بطور شیمیایی نااستوار هستند).

ما با حفر زمین، مواد معدنی را می یابیم و آنها را گرم می کنیم، و کارهایی در مقیاس معمولی انجام می دهیم تا شاید از مقداری مادۀ ناخالص به ماده ای خالص برسیم. اما با استفاده از یک "تختۀ کنترل" ترتیب دقیق اتمهای ناخالص به هم می ریزد و A˚ 1000 از یکدیگر جدا می شوند و در الگوهای ویژه ای قرار می گیرند. در صورتیکه اگر انتظار ترتیب اتمی خاصی در طبیعت داشته باشیم، هیچ بدست نیاورده ایم.

اگر می توانستیم واقعاً اتمها را مرتب سازیم، مواد چه خواصی بدست می آورند؟ تحقیق تئوری آن بسیار جالب است. دقیقاً نمی توانم آن را پیش بینی کنم، ولی تصور می کنم که با کنترل ترتیب اتمی در مقیاس کوچک، خواص مواد بطور منظم تری ایجاد می گردد.

اتمها در جهانی کوچک:

زمانیکه به جهانی بسیار کوچک می رسیم، آن را دور هفت اتمی می نامیم. مسائل جدیدی اتفاق می افتد که کاملاً فرصتهای جدید طراحی را ایجاد می کند. اتمها در مقیاس کوچک مانند هیچ موردی در مقیاس بزرگ رفتار نمی کنند، چرا که از قوانین مکانیک کوانتومی پیروی می کنند. ما نه تنها می توانیم از سیم پیچها استفاده کنیم، بلکه تعدادی سطوح درگیر انرژی جدا شده با اسپینهای عمل درونی را مورد بهره برداری قرار می دهیم.

مسئلۀ دیگری که باید توجه کنیم، اینست که اگر به اندازۀ کافی پایین برویم، وسایلی که بطور جمعی تولید می شود، به طور کاملاً مشابه دیگران هستند. در صورتیکه ما نمی توانیم دو ماشین بزرگ را دقیقاً مانند هم بسازیم. اما اگر ماشین شما فقط دارای 100 اتم باشد، باید 50% آن را دقیقاً همانند ماشین دیگر بسازیم!

مطالب اساسی فیزیکی در مورد امکان نمایش موارد اتمی توسط اتمها صحبت نمی کند. برای نقض هیچ قانونی، اصراری نیست. چیزی که بطور عمده مطرح است، امکان انجام آن است، در صورتیکه تمرین عملی آن صورت نگرفته است، چرا که ما بسیار بزرگیم.

و سرانجام ما می توانیم ترکیب شیمیایی انجام دهیم. شیمیدان به ما می گوید: "نگاه کنید! من می خواهم مولکولی با اتمهای مرتب شده بسازم." او زمانیکه مولکولی را می سازد، عمل سری را انجام می دهد. او مواد مختلفی را مخلوط می کند و در انتهای این فرآیند مشکل، معمولاً موفق است و ترکیب آنچه را که می خواهد بدست می آورد. تا زمانیکه من وسایل کار را بدست آورم، تا آن را با فیزیک بتوانیم انجام دهیم، او کشف خواهد کرد چطور کاملاً هر چیزی را ترکیب کند، به صورتیکه واقعاً مفید باشد.

اما جالب است که امکان ترکیب هر مادۀ شیمیایی که شیمیدان ذکر می کند، برای فیزیکدان وجود دارد. دستورات را بدهید و آن را فیزیکدان انجام می دهد. چطور؟ اتمها را کنار هم در جاییکه شیمیدان می خواهد، بگذارید و بنابراین مادۀ مرکب را ساخته اید. مسائل وافری می تواند از شیمی و زیست مورد بهره برداری قرار گیرد، اما ما قادر به دیدن آنچه در حال انجام آن در سطح اتمی هستیم، باشیم. چنین پیشرفتی اجتناب ناپذیر است.

حال ممکن است شما بگویید که: "چه کسی این را باید انجام دهد و چرا؟" خوب، من تعداد کمی از کاربردهای تخصصی آن را یافتم، ولی می دانم که دلیل اینکه شما آن را انجام میدهید، فقط برای تفریح است. اما مقدار کمی تفریح در بر دارد! بیایید رقابتی بین آزمایشگاهها داشته باشیم، به صورتی که یک آزمایشگاه موتور کوچک را بفرستد و آزمایشگاه دیگر آن را با چیزی داخل استوانه اش برگرداند.

سازمان ناسا اعلام کرد که موفق به کشف یخ بر روی کره ماه و شواهد جدیدی از وجود یخ در حفره های برخوردی

nojum-telescope — Mon, 12 Oct 2009 02:52:18 GMT

سازمان ناسا طی رزوهای اخیر خبر از دو کشف جدید و پر اهمیت داده است که می تواند در مسیر تحقیقات فضایی اش تاثیر گذار باشد. این سازمان موفق به کشف یخ بر روی کره ماه و شواهد جدیدی از وجود یخ در حفره های برخوردی سیاره مریخ شده است.

گزارشهای کاملی که از این اکتشافات منتشر شده است نشان می دهد نشانه های واضح و قابل قبولی از آب منجمد در سطح بیابانی ماه و مریخ به دست آمده است که این گزارشها می تواند برای دانشمندانی که به دنبال نشانه های حیات در این دو جرم کیهانی هستند خبر خوشایندی به شمار رود.

ناسا اعلام کرده است نقشه بردار معدنی ماه یا M3 مولکولهای آب را به شکلی واضح بر روی سطح ماه کشف کرده است. ابزار M3 از جمله تجهیزات متعلق به ناسا بوده است که بر روی فضاپیمای چاندرایان 1 هند که ماموریت نقشه برداری از ماه را به عهده داشته، نصب شده بود.

جیم گرین دانشمند علوم سیاره ای ناسا معتقد است کشف آب بر روی ماه برای دانشمندان امری غیر قابل تصور به شمار می رفت. به گفته وی زمانی که گفته می شود "آب در سطح ماه" صحبت از دریاچه ها، اقیانوسها و یا حتی گودالهای آب نیست بلکه صحبت از مولکولهای آب و هیدروکسیل است.(هیدروکسیل ترکیبی از هیدروژن و اکسیژن است.)

به گفته دانشمندان آب موجود بر روی سطح ماه با مواد معدنی به شدت ترکیب شده است و به این شکل توانسته در شرایط بدون گرانش و بدون هوای ماه دوام بیاورد. به همین دلیل امکان پمپ کردن این آب مانند آنچه در زمین صورت می گیرد وجود ندارد بلکه باید به تدریج جمع آوری شده و ذخیره سازی شود.

در گزارش بعدی ناسا، این سازمان اعلام کرده است مدارگرد اکتشافی مریخ موفق به ردیابی یخ در پنج حفره مریخی شده است، حفره هایی که به نظر در اثر اثبات شهابسنگها به وجود آمده اند. به همین دلیل دانشمندان معتقدند از این پس می توانند به حفره های برخوردی به عنوان منابع بالقوه یخ نگاه کنند. یخ های یافته شده متعلق به دوران هوایی مرطوبی است که شاید چندین هزار سال پیش در مریخ حکمفرما بوده است.

در حال حاضر دیگر هیچ شکی مبنی بر وجود آب در سطح مریخ وجود ندارد و در عین حال شواهدی نیز وجود دارد که نشان می دهد می توان آب منجمد را در اعماق مریخ نیز کشف کرد.

دانشمندان از گذشته به وجود آب در کره مریخ مشکوک بوده اند و به همین دلیل بسیاری از مطالعات خود را بر روی اثبات این پدیده متمرکز کرده اند. این تلاشها از آغاز ماموریتهای آپولو شکلی جدید به خود گرفت فضانوردان در این ماموریتها به همراه خود نمونه هایی از سنگهای ماه را به زمین بازگرداندند که بررسی این نمونه ها نشانه های کوچکی از وجود آب را آشکار کرد اما دانشمندان گمان بردند این نشانه های کوچک از جو زمین به این نمونه های تراوش کرده است. با این حال ظن وجود آب در این کره برای دانشمندان به قوت خود باقی مانده بود.

اما رصدهای جدید از سطح ماه که توسط سه فضاپیمای متفاوت، چاندرایان 1، کاسینی و کاوشگر Deep Impact ناسا و تجهیزات طیف نگار این فضاپیماها انجام گرفته نشانه های قدرتمندتری را از وجود این ماده حیاتی یا هیدروکسیل در بیابانهای کره ماه ارائه کرده است.

فضاپیمای کاسینی در سال 1999 و در مسیر عبورش از ماه به سوی زحل نشانه های قدرتمندی از وجود آب یا هیدروکسیل در بخشهای قطبی ماه را به ثبت رساند. سپس ابزار M3 ناسا که بر روی فضاپیمای چاندرایان هند بسته شده بود موفق به جذب طیف نوری قدرتمندی از قسمتهای قطبی ماه شد که از سطح ماه بازتاب داده شده بود که در این نور بازتاب داده شده نشانه هایی از وجود هیدروژن و اکسیژن به دست آمد.

در نهایت فضاپیمای Deep Impact با رصدهای مادون قرمزش نیز با یافتن نشانه های غیر قابل انکاری به تایید وجود آب و هیدروکسیل در قمر زمین پرداخت. این فضاپیما نشانه های قدرتمند خود را در عرض جغرافیایی 10 درجه شمالی و در مناطق قطبی در حالی ردیابی کرد که این منطقه در زمانهای متفاوت از یک روز ماه مورد بررسی قرار گرفت.

بر اساس گزارش رویترز، دانشمندان علوم سیاره ای از کشف آب بر روی ماه به عنوان کشفی شگفت انگیز و امیدوار کننده یاد می کنند و معتقدند این کشف می تواند در نهایت کره ماه را به منبعی قابل اطمینان از آب و سوخت در فضا تبدیل کند. مطالعه و جستجو برای یافتن آب در کره ماه از آغاز ماموریتهای آپولو شکلی جدی به خود گرفت.

MASER چیست؟

nojum-telescope — Wed, 07 Oct 2009 12:20:18 GMT

Maser مخففMicro wave Amplified Stimulated Emission of Radiationاست.

این پدیده یکی از چشمه های نوری است که تولید آن به دمای جسم بستگی ندارد(Non Thermal radiation (سیستم ماسرها به مانند لیزر است. ماسرها در ناحیه بسیار فشرده در میان سحابیها ( که معمولاً از ملکولهای تشکیل شده اند) رخ می دهد. فضای میان ستاره ای شامل گونه های کمی از ملکولها مانند: H2,OH,H2o,CH3,OH,Sio می شود.

بخاطر پراکندگی این ملکولها، خطوط طیف نشری آنها بسیار ضعیف و شناسایی آنها بسیار سخت است اما با استفاده از پدیده ماسر می توان حتی در کهکشانهای دیگر هم آنها را شناسایی کرد.

در حالت عادی ماسرها درحالت های زیر اتفاق می افتد:

1- وقتی ابر ملکولی درمقابل یک چشمه موج الکترومغناطیسی قرار گیرد. ( مانند زمانی که یک ستاره جوان پر نور در پشت آن قرار گیرد.)

2- وقتی ابرهای بزرگ H2(GMC) با آنها برخورد کند.

ماسر زمانی رخ می دهد که ملکولهای یک ابر ملکولی درحالت برانگیخته باشند( تفاوت لیزر وماسر درهمین جا است چون در لیزرها اتم گازی در حالت برانگیخته شده است)

ملکول برانگیخته می شود و می خواهد به حالت پایه برگردد به همین منظور همان مقدار انرژِی را که گرفته بصورت نورپس میدهد.این موج الکترومغناطیس که ازبین ملکولهای برانگیخته دیگرعبورمی کند ، اولاً سرعت برگشتن به حالت پایه ملکولهای دیگر را افزایش می دهد، دوماً با موج الکترومغناطیس دیگر ملکولها هم فاز بوده بنابراین تداخل سازنده خواهند داشت ودامنه موجی که ازسحابی بیرون بیاید چند برابر می شود. به همین ترتیب شدت تابش موج الکترومغناطیس افزایش می یابد.

ازاین سیستم در آنتن های رادیویی برای تقویت امواج دریافت شده استفاده می شود.

برای درک بیشتر موضوع به تصویر زیر که مربوط به لیزر است توجه کنید:

در اینجا پرتویی با (E=hf) انرژی هم اندازه با انرژی بین دو تراز با اتم برخورد می کند ( اختلاف انرژی = (-ER/n2 ^2)-(-ER/n2 ^2)) این انرژی با انرژی موج به فرکانس f برابر است موج القایی با موج حاصل از اتم هم انرژی هم بسامد وهم فاز است بنابراین با هم تداخل سازنده خواهند داشت. ( در ماسرها هم همینطور است) .

توضیح فرمول ها10-15× h=4/14 الکترون ولت

ثابت پلانگ الکترون ولت ER=13.6 ثابت رید برگ

بهترين دوربيه هاي آنالوگ عکاسي نجومي

nojum-telescope — Sun, 20 Sep 2009 12:23:18 GMT

اين مقاله در دو بخش دوربين هاي آنالوگ و ديجيتال نگارش شده که بخش اول به دوربين هاي آنالوگ تصخيص يافته است.سال ها است که مي بين منجمان آماتوري که به عکاسي نجومي علاقه من هستند و مي خواهند دوربيني تهيه کنند و به عکاسي نجومي هم بپردازند. و وقتي که مي خواهند دوربيني خريداري کنند. در فکرند که چه دوربيني خوب است يا بد، به خاطر اين نياز ديدم که مقاله در اين باره به رشته تحرير دربياورم تا با اين راه به دوستان منجم آماتور خودم که به عکاسي نجومي علاقه مند هستند و اطلاعاتي از دوربين هاي عکاسي ندارند کمکي کرده باشم.

سرماي نيمه شب، ساعت ها چشم دوختن به آسمان، سفر به بيابان هاي دور از شهر در کوله پشتي يک منجم آماتور. دوربين هاي عکاسي نجومي با چنين وظايف سنگيني بدون شک بداقبال ترين دوربين هاي عکاسي اند. منجمان آماتور ايراني با بودجه محدود بهتر است پيش از خريد دوربين براي عکسبرداري از آسمان شب با دوربين هاي عکاسي برگزيده در اين مقاله آشنا شوند.

اين مقاله در دو بخش دوربين هاي آنالوگ و ديجيتال نگارش شده که بخش اول به دوربين هاي آنالوگ تصخيص يافته است.

دوربين هاي 35 ميلي متري تک عدسي انعکاسي ( SLR ) بهترين انتخاب براي بيشتر عکاسان نجومي اند. قيمت کمترشان در مقايسه با دوربين هاي قطع متوسط و قطع بزرگ و ساختار ساده . قطعات جانبي فراوان و عدسي هاي قابل تعويض و متنوع اين دوربين ها مزيت بزرگي است. از اين ها مهم تر ساختار اين دوربين ها به گونه اي است که عکاس مي تواند به طور مستقيم تصويري را که از طريق عدسي بر سطح فيلم تشکيل مي شود، درون دريچه چشمي ببيند. به عبارتي تصويري که عکاس از درون منظرياب ( ويزور ) دوربين مي بيند، همان است که عدسي ، تلسکوپ، دوربين تک چشمي ، ميکروسکوپ يا هر ابزار اپتيکي متصل به دوربين بر سطح فيلم تشکيل مي دهد.

ساختار اين دوربين هاي ساده است. فيلم عکاسي در پشت پرده شاتر در قسمت عقب بدنه دوربين جاي دارد. در مقابل پرده شاتر آينه اي با زاويه 45 درجه قرار دارد که تصوير موضوع را از طريق دريچه چشمي به عکاس نشان مي دهد. هنگام عکسبرداري اين آينه بالا مي رود پرده شاتر کنار رفته و نور به سطح فيلم مي تابد.

تا همين يکي دو دهه اخير، بيشتر خانواده ها براي عکاسي روزمره و غير حرفه اي از دوربين هاي عکاسي 35 ميلي متري SLR استفاده مي کردند. امروزه با پيشرفت فناوري و هرچه خودکار شدن دوربين ها، بيشتر مردم براي راحتي بيشتر به دوربين هاي کاملاٌ خودکار اتوفکوس ( وضوح اتوماتيک ) يا دوربين هاي سيستم پيشرفته APS- Advanced Photo System روي آورده اند. از آنجايي که هيچ يک از اين دوربين ها براي عکاسي نجومي مناسب نيستند. عکاسان شيفته اسمان شب براي خريد دوربين هاي مناسب بايد سراغ بازار دوربين هاي دست دوم يا دست چندم بروند. در انتخاب اين دوربين ه نکاتي بايد راعيت شود که به انها اشاره مي کنيم.

نکات مهم

دوربين هاي پيشرفته و تمام خودکار جديد به هيچ وجه دوربين مناسبي براي عکاسي نجومي نيستند. هر چند که امکانات گوناگون آنها روز به روز بيشتر شده و کار عکاسي روز را بسيار آسان کرده اند. هيچ يک از اين امکانات پيشرفته به کار عکاسي شب نمي آيد و موضوع هاي بسيار محدودي را در آسمان شب مي توان با انها عکسبرداري کرد. دوربيني براي عکاسي نجومي مناسب است که کاملاً مکانيکي باشد يعني بتوان وضوح تصوير و زمان نوردهي و ديافراگم دوربين را دستي تنظيم کرد. از همه مهمتر سرعت B يا T دوربين بينياز باطري باشد ( اين همان سرعتي است که پرده شاتر دوربين را به مدت دلخواه شما باز نگه مي دارد ). ديگر آنکه بتوان سيم دکلانشور را به دکمه عکسبرداري پيچ کرد. سيم دکلانشور از فنري درست شده و بر سرش دکمه اي داردکه با آن مي توان از فاصله دورتر ( مثلاً 30 سانتي متر يا يک متر ) بدون تماس دست با دوربين عکس گرفت. با اين کار لرزشهاي احتمالي دوربين به هنگام عکسبرداري کمينه مي شود. همچنين دکلانشور براي عکسبرداري هاي طولاني مدت دلخواه پرده شاتر را باز نگه داشت. البته در برخي موارد با دکلانشور نيز نمي توان جلو لرزش هاي احتمالي دوربين را گرفت، مثل وزش باد شديد يا اثر ضربه پرده شاتر يا آينه دوربين.

در بسياري از دوربين هاي تک عدسي انعکاسي ( SLR ) جديتر در سرعت B باتري مصرف مي شود. از سوي ديگر در آب و هواي سرد باتري به سرعت تخليه مي شود و در نتيجه همواره بايد باتري اضافي همراه داشته باشيد . اگر چنانچه در طول نوردهي باتري تمام شود، در پايان زمان نوردهي آينه دوربين پايين نيايد و پرده شاتر بسته نشود. در اين حالت براي پايين آوردن آينه از اهرم تست باتري ( Battery check ) مي توان استفاده کرد.

از ديگر مشخصات دوربين مناسب براي عکاسي نجومي قابليت تعويض عدسي است. در عکاسي نجومي نمي توان فقط از يک عدسي ( مثلاً عدسي نرمال ) استفاده کرد. هر چند اين عدسي کاربرد بسياري دارد ( به دليل قطر دهانه و گوشودگي خوب عدسي 4/1 : f يا 2 : f ) در بيشتر موارد به عدسي وايد ( با فاصله کانوني کوتاه ) نياز خواهيد داشت تا ميدان ديد وسيع تري داشته باشيد. شايد هم بخواهيد دوربين را به دوش تلسکوپ موتوردار سوار کنيد و با عدسي هاي تله متوسط ( مثلاً 135 يا 200 ) تصاويري از جزئيات سحابي هاي يا بخش هاي پرتراکم راه شيري به دست آوريد. هم اکنون بسياري از عدسي هاي گونا گون دوربين هاي SLR قديمي را در بازار عکاسي مي توان پيدا کرد. البته پيدا کردن عدسي هاي با نسبت کانوني کم ( f پايين ) کمي دشوارتر است. از سوي ديگر در دوربين هاي SLR جديتر مانند المپوس 1-IS عدسي دوربين ثابت است و عوض نمي شود در بعضي هم نمي توان عدسي هاي قديمي تر را به بدنه هاي جديد ساخت همان کارخانه وصل کرد. بهتر است دوربيني تهيه کنيد که بعدها بتوان طيف گسترده اي از عدسي هايش را پيدا کرنيد.

در اينجا لازم است به نکته ي درباره روشنايي چراغ نورسنج دوربين درون منظرياب اشاره کنيم : افرادي که از دوربين هاي روسي زنيت استفاده مي کنند با اين مشکل آشنا هستند. اگر نورسنج دوربين با باتري کار مي کند حتماً باتري را دربياوريد، زيرا در مدت نوردهي چراغ نورسنج روشن مي کاند و نور قرمز نامطلوبي بر بخشي از سطح فيلم پخش مي شود.

برخي شرکت هاي دوربين سازي براي محصولات خود منظريابهاي 90 درجه عمودي ساخته اند ( مانند چپقي عمودي تلسکوپ ). هنگامي که موضوع در ارتفاع زيادي از افق قرار دارد، اين منظرياب بسيار کابرد دارد. با وجود اين وجودش حياتي نيست. وضوح صفحه هاي نماياب دوربين ( Focusing Screen ) مهمتر است. اگر بتوان اين صفحه ها را عوض کرد، بهتر است از نمايابهاي شفاف استفاده کنيد. صفحه نماياب صفحه اي از جنس پلاستيک است که روي منشور منظرياب درون دوربين مينشيند و واضح سازي تصوير روي آن انجام مي شود. در دوربين هاي المپوس نمايابها به آساني با کمک پنس مخصوص اين کار تعويض مي شوند. هر شرکت نمايابهاي گوناگوني براي عکاسي هاي مختلف توليد کرده است. از عکاسي عمومي گرفته تا عکاسي پزشکي ( دندانپزشکي ). براي نمونه شماره 8-1 شرکت المپوس مخصوص عکاسي نجومي و عکاسي با عدسي هاي تله بسيار قوي ( 300 تا 1000 ميلي متر ) است. نمايابهاي ايده آل عکاسي نجومي کاملاً شفاف اند و به خوبي مي توان از پشت دوربين تصوير تلسکوپي را ديد و به دقت عما واضح سازي را بر ستاره هاي کم نور انجام داد. در حالي که از پشت منظرياب دوربين هاي زنيت حتي صورت هاي فلکي را هم به سختي مي توان تشخيص داد.

قفل آينه

در بعضي از دوربين هاي 35 ميلي متري اهرمي يا پيچي وجود دارد که با پيچاندن آن آينه بالا مي رود و قفل مي شود. در نتيجه هنگام عکسبرداري آينه به سطح صفحه نماياب ضربه نمي زند و لرزش هاي احتمالي در لحظه عکسبرداري به حداقل مي رسد. اما به نظر مي رسد که بيشترين لرزش دوربين در پي حرکت پرده شاتر است تا ضربه اينه براي پيشگيري از اين مشکل در حالتي که دوربين به تلسکوپ متصل است سرعت عکاسي بايد آن قدر سريع باشد ( 250/1 يا سريعتر ) که لرزش دوربين حذف شود و يا آن قدر کند باشد تا بتوان از شاتر دست ساز استفاده کرد. عکاس پيش از آغاز نوردهي مقواي تيره يا چيز ديگر که بتوان دهانه تلسکوپ را بپوشاند جلو دهانه تلسکوپ مي گيرد و دکمه دکلانشور را فشار مي دهيد و نوردهي شورع مي شود و سپس مقوا پس از چن ثانيه بر مي دار تا نور به فيلم برسد. در پايان کار يکبار ديکر مقوا را در مقابل دهانه تلسکوپ مي گيريد نوردهي را تمام کنيد. در اين روش لرزش هاي ابتدايي و انتهايي نوردهي به هنگام باز و بسته شدن پرده شاتر تأثيري در عکس نخواهد داشت. سريترين زماني نوردهي با اين روش ممکن است 15 ثانيه است. اين زمان براي عکاسي از بعضي موضوع هاي پشت تلسکوپ مانند سيارات کاربرد دارد.

کدام دوربين بهتر است ؟

بسياري از دوربين هاي SLR براي عکاسي نجومي مناسب اند. دوربيني که انتخاب مي کنيد. لازم نيست همه مشخصات مطلوب عکاسي نجومي را داشته باشد. اما گونه هايي از دوربين ها هستند که عکاسان نجومي با تجربه بيشتر مي پسندند.

المپوس1-OM را مي توان يکي از بهترين دوربين هاي مناسب عکاسي نجومي دانست که در بازار دوربين هاي دست دوم ايران يافت مي شود. اين دوربين که از سال 1352 تا 1366 در خط توليد بود، با وزن کم بدنه ( 510 گرم ) و اندازه کوچکش به نوبه خود تحولي در طراحي دوربين هاي 35 ميلي متري SLR پديد آورد. وزن دوربين هاي SLR قديمي تر از آن سنگين تر بوده است. المپوس1-OM قابليت قفل آينه ( Mirror Lockup ) دارد و پرده شاترش بسيار نرم کار مي کند و لرزش محسوسي ايجاد نمي کند. از انجايي که چشمي منظرياب آن بزرگ و شفاف است، براي کساني که عينک مي زنند مناسب است.

عدسي هاي گوناگونش کم و بيش در بازار عکاسي پيدا مي شوند. بسياري از اين عدسي ها براي کار عکاسي نجومي مناسب اند. هرچند که عدسي هاي المپوس با f پايين ( در اصطلاح عکاسي عدسي هاي سريع گفته مي شود ) دشوارتر پيدا مي شوند. نمونه هاي MD 1 – OM و N 1-OM جديدتراند ولي فرق آنچناني با هم ندراند. جديدترين دوربين سري OM المپوس که هنوز توليد مي شود، (T)3 – OM تيتانيوم است. اين مدل بسيار گران است و قفل آينه ندارد. آن را به شما توسيه نمي کنم !

در نمونه S 2 – OM ( يا SP 2 – OM ) تمام سرعت ها از 1000/1 ثانيه تا 1 ثانيه به صورت الکتونيکي است ولي سرعت 60/1 اضطراري و B آن بي نياز از باتري است. در نمونه هاي بعدي دوربين سري OM شرکت المپوس متأسفانه به تدريج کاراي اين دوربين ها را براي عکاسي نجومي کمتر کرد. دوربين هاي OM-F و OM-G و OM-10 و OM-20 به هيچ وجه براي عکاسي نجومي مناسب نيستند. کاربران دوربين هاي سري OM توجه داشته باشند. هنگامي که از دوربين استفاده نمي شود. هميشه سرعت دوربين را روي B قرار دهيد. زيرا در غير اين صورت با کمي اشاره به دکمه عکسبرداري نورسنج به کار مي افتد و باتري تخليه مي شود.

نيکون FM در ستال 1356 براي رقابت با المپوس1-OM طراحي و ساخته شد. دوربيني هس کوچک و سبک ولي صفحه نماياب آن عوض نمي شود. همه ي عدسي هاي نيکون از ساخت قديم تا جديد به آن قابل وصل اند. سري بعدي اي دوربين با نام نيکون 2 FM و2N FM و نيکون 3A –FM صفحه نماياب هاي قابل تعويض دارند ولي برخي عدسي هاي قديمي تر آنها سازگار نيست. عدسي هاي نيکون از شفاف ترين و گران ترين عدسي هاي دوربين هاي SLR هستند. شرکت نيکون صفحه نماياب هاي زيادي براي کاربردهاي گوناگون ساخته است. براي نمونه صفحه نماياب شماره C براي عکاسي نجومي با دوربين F و F2 مناسب است.

دوربين سنگين و پردوام نيکون F3از مشهورترين و در عين حال گران ترين دوربين هاي نيکون در بازار دست دوم است. اين نمونه به تازگي پس از 20 سال از خط توليد خارج شد. تمام عدسي هاي نيکون با آن سازگارند.

يکي از دوربين هاي ارزان تر نيکون با سرعت هاي مکانيکي مدل FM-10 است. اين دوربين از سال 1367 تاکنون توليد مي شود.

همچنين دوربين مناسب ديگر با توانايي و کيفيت قابل توجه نيکورمات است ، از دوربين هاي سري قديم نيکون که در بازار دست دوم پيدا مي شود. بدنه اين دوربين ه بسيار مکم است. عدسي هاي قديمي نيکون با دوربين نيکرومات سازگارند.

کانن رقيب سرسخت نيکون در بازار عکاسي ايران به شمار مي رود. دوربين هاي جديد کانن همه پيشرفته و اتوفکوس اند و به هيچ وجه مناسب عکاسي نجومي نيستند. اما دوربين هاي SLR قديمي تر کانن مانند F-1 و F-1N و A-1 براي عکاسي در شب مناسب اند و بعضي از عدسي هايي که کانن براي اين بدنه ها ساخته است از کيفيت بالايي برخوردارند.

پنتاکس 1000 K دوربين قرص و محکمي در ميان دوربين هاي عکاسي است. به دليل استحکام فوقالعاده اش در ميان عکسان نجومي لقب تانک را به خود گرفته است. با آنکه صفحه نماياب قابل تعويض ندارد. کاملاً مکانيکي و ارزان است و در ددسترس بودن عدسي هاي با کيفيت مکانيکي و ارزان است و در دسترس بودن عدسهاي با کيفيت قابل توجه پنتاکس آن را به يکي از دوربيني هاي مناسب براي عکاسي نجومي تبديل کرده است. جالب است که بدانيد که منظرياب عمودي المپوس را مي توان به اين دوربين وصل کرد. متأسفانه ساخت پنتاکس 1000 K از پنچ سال پيش متوقف شده اما مي توان دوربيني هاي دست دوم را در بازار عکاسي پيدا کرد.

همان طور که ديديد بسياري از دوربين هاي مناسب عکاسي نجومي موجود در ايران را بايد در بازار دست دوم جستو جو کرد. اما چند نمونه از دوربين هاي مناسب هم پيدا مي شوند که هنوز در خط توليدند و مي توان آنها را نو خريداري کرد.

پراکتيکا MTL-5 نمونه اي از اين دوربين ها است. مشخصات آن شبيه پنتاکس 1000 K است و قيمت بدنه و عدسي هايش کمتر است.

و اما دوربيني که در ايران طرفداران زياددي دارد.Zenit122 است. قيمت بسيار کم اين دوربين، استحکام وسادگي استفاده از آن باعث شده که بسياري از علاقه مندان عکاسي نجومي، به خصوص تازه کارها به سراغ آن بروند. من هم کار عکاسي نجومي را با اين دوربين اغاز کردم و يکي دو سالي با ان به کسب تجربه پرداختم.

درباره دوربين زنيت ذکر چند نکته لازم به نظر مي رسد. اول اينکه بر اجناس ساخت روسيه نمي توان کاملاً اعتماد کرد. عده اي از دوربين زنيت راضي اند و اعده اي از برخي مشکلات آن گله دارند. در هر حال دوربين زنيت براي شروع کار بسيار مناسب است. فقط نبايد يادتان نرود که هنگام نوردهي هاي نجومي با اين دوربين، باتري نورسنج را دآوريد. زيرا چراغ قرمز نور سنج هنگام نوردهي روشن مي شود و در طول نوردهي رنگ قرمز ناخوشايندي بر بخشي از فيلم پخش مي شود. از ديگر مزيت هاي آنف امکان قفل کرده دکمه دوربين عکاسي است. اگر ان را به چپ بچرخانيد و به پايين فشار دهيد آينه دوربين قفل مي شود و نيازي به استفاده از سيم دکلانشور نخواهيد داشت( البته در اين حالتي است که از سپايه محکم و بدون لرزش استفاده مي کنيد.). براي خاتمه نوردهي هم اگر دکمه عکسبرداري به سمت راست بچرخانيد، نوردهي تمام مي شود و آينه دوربين به جاي اولش بر مي گردد. مزيت ديگر دسترسي به عدسي هاي مختلف و نه چندان پر هزينه اين دوربين است که تقريباً در همه شهر هاي بزرگ ايران پيدا مي شود.

اگر به دنبال کيفيتي بالاتر از دوربين زنيت و قيمت مناسب هستيد، دوربين هاي نو ديگري هم در بازار پيدا مي شوند.

المپوسOM-2000 يکي از آنها است. اين دوربين که از تازه ترين محصولات شرکت المپوس است، در حدود دو سه سال است که وارد باز ايران شده و کاملاً مکانيکي است ( حتي تا سرعت 2000/1 ثانيه ) OM-2000 تنها دوربين سري OM المپوس است که کار دوبار نوردهي روي يک فريم با آن آسان تر انجام مي شود. در اين دوربين هم مثل زنيت بايد باتري نورسنج را به هنگام نوردهي هاي طولاني از بدنه خارج کرد. اگر بعضي از کمبود هاي دوربيني مانند المپوسOM-2000 يا نيکون FM-10 براي شما مسأله ي نيست، اين دوربين ها مي توانند انتخاب خوبي براي آنهايي باشد که قصد دارند دوربيني نو و با کيفيت بهتر از زنيت براي عکسبرداري نجومي تهيه کنند.

طول جغرافيايي و نجوم

nojum-telescope — Tue, 01 Sep 2009 17:58:18 GMT

موقعيت جغرافيايي هر نقطه از سطح زمين توسط دو مبداء تعيين مي شود. يكي مبداء كه نسبت به دايره استوا سنجيده مي شود و مبداء ‌ديگر كه نسبت به نصف النهار مبداء كه نصف النهاري قرار دادي مي باشد سنجيده مي شود. به طور مثال وقتي مي خواهيم موقعيت نقطه اي را بر روي نقشه جغرافيايي تعيين كنيم موقعيت را به ترتيب با تشريح اختلاف درجه آن نسبت به نصف النهار مبداء يا همان طول جغرافيايي تعيين مي كنيم.

عرض جغرافيايي هر محل را در نجوم مي شود به راحتي توسط ستاره قطبي تعيين نمود ولي آيا مي شود بوسيله نجوم و عوامل نجومي طول جغرافيايي مناطق را تعيين نمود؟ و يا مي شود با دانستن اختلاف ساعت پديده اي نجومي در دو محل خاص اختلاف طول جغرافيايي آن دو را به دست آورد ؟

جواب مثبت است. فقط كافي است كه كمي در مورد تقسيمات طول جغرافيايي اطلاعات داشته باشيد طول جغرافيايي نسبت به نصف النهار مبدا سنجيده مي شود و قبل از كشف قاره آمريكا خط فرضي آن از جزاير خالدات (قناري) به عنوان غربي ترين نقطه زمين مي گذشت و بعد از آن تا سال 1912 نصف النهار پاريس و بعد هم از سال 1912 تا كنون نصف انهار مبداء‌ صفر طول جغرافيايي است و زمين را به دو قسمت مساويي 180 درجه در غرب و 180 درجه در شرق تقسيم مي كند. براي بدست آوردن طول جغرافيايي هر نقطه بايد به چند نكته توجه داشت:

1. زمين در مدت 24 ساعت يكبار محور خود را از طرف مغرب به مشرق طي مي كند.

2. ظهر براي هر نقطه از سطح زمين عبارت است از زماني كه خورشيد به نصف النهار آن نقطه مي رسد.

3. نظر به اينكه زمين در مدت 24 ساعت يكبار دور خود مي چرخد لذا هر 15 درجه طول جغرافيايي آن در مدت يك ساعت از مقابل خورشيد عبور مي كند.

بنابراين با توجه به اين اطلاعات از روي اختلاف ساعت دو نقطه مي توانيم به اختلاف طول جغرافيايي آنها و يا به عكس با داشتن طول جغرافيايي دو نقطه به اختلاف ساعت آن دو نقطه پي ببريم.

حال چگونه نجوم، اختلاف ساعت و طول جغرافيايي به هم مرتبط مي شوند؟ به خاطر اينكه حركات خورشيد ، ماه و زمين عوامل اصلي خسوف و كسوف مي باشند و حركت خورشيد در هر منطقه بر مبناي حركت خورشيد بر روي طول جغرافايي آن نقطه مي باشد، پس با اختلاف ساعت مشاهده پديده هاي نجومي مانند خسوف و كسوف در مناطق مختلف و محاسبه زمان آغاز و پايان اين پديده ها مي شود به اختلاف طول جغرافيايي محلي خاص پي برد و بالعكس و حتي مي شود با زمان مشاهده پديده در كشوري و قرار دادن شهري در آن كشور به عنوان شهر مبنا و سنجش تفاوت طول جغرافيايي آن نسبت به شهر هاي مجاور اختلاف طول و ساعت چند شهر را توسط خسوف و كسوف تعيين نمود. مثلاً در ايران با قرار دادن تهران به عناون مرجع و شهرهاي طبس و اروميه و يا حتي سمنان و مشاهده پديده هاي مذكور و زمان سنجي دقيق اختلاف طول جغرافيايي اين شهر را نسبت به هم تعيين نمود.

کره سماوی

nojum-telescope — Mon, 03 Aug 2009 18:14:18 GMT

سياري از افرادي كه كار با تلسكوپهايي با مقر استوايي را به تازگي شروع كرده اند ودر مورد كره سماوي اطلاعات چنداني ندارند

بسياري از افرادي كه كار با تلسكوپهايي با مقر استوايي را به تازگي شروع كرده اند ودر مورد كره سماوي اطلاعات چنداني ندارند. در استفاده از درجه بند يهاي تلسكوپ مشكل دارند و ابتدا جرم مورد نظر را از

جوينده وسپس از درون چشمي پيدا مي كنند. شايد اين روش براي اجرام پرنور درست باشد. ولي وقتي به سراغ اجرام اعماق آسمان مي رويم بامشكل جدي مواجه ميشويم. راه حل چيست؟

بسياري از منجمان آماتور پر تجربه روش پرش ستاره اي را به كار مي برند . ولي اين كار هم به تنهايي نميتواند جوابگو باشد . در عكس هايي كه از پشت تلسكوپ مي گيريم باز هم احتياج به استفاده از درجه –

بند يهاي تلسكوپ براي قطبي كردن دقيق داريم. در اين مقاله ميخواهيم كار با اين نوع تلسكوپ ها را توضيح دهيم . مطالب را در چند بخش بررسي مي كنيم :

1. آشنايي با كره سماوي و اصطلا حات آن

2. مختصات افقي و استوايي

3. روشهاي قطبي كردن دقيق تلسكوپ ومزاياي آن

Step1 : آشنايي با كره سماوي

در شبهاي صاف وقتي سر را رو به آسمان بلند ميكنيم آن را شبيه گنبد بسيار بزرگي مي بينيم كه به هر سو كشيده شده است و ستاره ها بر سقف اين گنبد چسبيده اند. گذشتگان نيز آسمان را چنين مي ديدند و

فكر ميكردند كه اسمان پر ستاره كره اي بزرگ است كه به دور زمين مي چرخد. درست است كه امروزه از نظر ما اين فرض كاملا اشتباه است ولي براي فهميدن بحثهاي كره سماوي

(كه يكي از مهمترين بخشهاي نجوم است) بهتر است كه مثل گذشتگانمان فكر كنيم : آسمان كره تو خالي بزرگ چرخاني است كه زمين و راصد در مركز آن قرار دارند و تمام اجرام آسمان در سطح دروني

اين كره واقع اند . منجمان اين كره ي فرضي را كره سماوي يا كره آسماني ناميده اند.

هنگام رصد مكان اجرام سماوي را بر روي كره سماوي تعيين مي كنيم. وقتي آسمان را مشاهده ميكنيم بايد فرض كرد كه در مركز كره سماوي قرار داريم و به سطح داخلي كره ي سماوي كه ستاره ها بر ان

تصوير شده اند نگاه مي كنيم . حالا تو ضيح حركت ستاره ها با استفاده از كره سماوي ساده است. زمين درون كره سماوي به دور محورش ميچرخد و ستاره ها نيز متحرك به نظر ميرسند.

بياييد براي تصور بهتر كره ي سماوي از كره جغرافيايي استفاده كنيم : يك كره جغرافيايي كوچك را در مقابل خود بگذاريد. ميدانيد كه اين كره ها توخالي هستند . فرض كنيد در داخل اين كره و در مركز آن

ايستاده ايد . از تخيل هندسي خود كمك بگيريد و فرض كنيد كه همانطور كه در مركز كره ايستاده ايد ستاره هايي به آن منطبق با خطوط عرض جغرافيايي چسبيده اند. حال اگر كره را بچرخانيد حركتي

شبيه حركت ستاره ها در آسمان پديد مي آيد . شايد بپرسيد چرا ستاره ها منطبق با خطوط عرض جغرافيايي بايد باشند؟ دليل اين موضوع را در بخش دوم مقاله ودر مبحث ميل ستاره ها خواهيد فهميد.

و اما چند تعريف براي اصطلا حاتي كه در مبحث كره آسمان به كار برده مي شود:

1. سمت الراس : نقطه اي در آسمان كه در بالاي سر ناظر قرار دارد و فاصله ي آن از افق 90 درجه است.

2. نصف النهار آسمان: دايره عظيمه ديگري است كه كه از سمت ا لراس وشمال و جنوب افق ناظر

مي گذرد . بيشترين ارتفاع هر ستاره بر روي نصف النهار آسمان است.

3. استواي آسمان: دايره عظيمه ديگري كه تصوير استواي زمين بر روي كره سماوي است .همانطور

كه استواي زمين آن را به دو بخش تقسيم مي كند استواي سماوي نيز آسمان رابه دو بخش شمالي و جنوبي تقسيم ميكند. نحوه پيدا كردن استواي سماوي را در ادامه توضيح خواهم داد

4. قطب شمال سماوي : نقطه اي در شمال كره سماوي كه امتداد محور زمين از آن ميگذرد.

5.قطب جنوب سماوي : نقطه اي در جنوب كره سماوي كه امتداد محور زمين از آن ميگذرد.

به طور اتفاقي ستاره اي با اندكي خطا نقطه قطب شمال سماوي را نشان ميدهد. ستاره ي قطبي با حدود يك درجه فاصله از قطب شمال سماوي ستاره ي مورد نظر است. همانطور كه فاصله ي

قطب شمال زمين تا خط استوا 90 درجه است فاصله ي قطب شمال آسمان از استواي آسمان نيز 90 درجه است. پس براي پيدا كردن استواي آسمان كافيست از ستاره قطبي 90 درجه به سمت جنوب

نشانه برويد . راه ديگر استفاده از صورت فلكي جبار است. كافيست ستاره ي بالايي كمربند جبار را پيدا كنيد. اين ستاره با دقت خوبي استواي آسمان را نشان ميدهد. در تصوير زير خط قرمز نشان دهنده ي

استواي آسمان است كه با اندكي اختلاف بالاتر از كمربند جبار است.(تصوير بر گرفته از نرم افزار Starry Night professional 4.5)

وقتي شما در عرض جغرافيايي 90 بايستيد ستاره قطبي تقريبا در سمت الراس شماست. وقتي يك درجه پايينتر بياييد ستاره قطبي نيز يك درجه پايين مي آيد . فرض كنيد همين طور از قطب شمال به سمت

استوا با عرض جغرافيايي 0 درجه حركت كنيد. خواهيد ديد كه در استوا ارتفاع ستاره قطبي از افق نيز 0 درجه خواهد شد.(مماس بر افق). به نكته جالبي رسيديم! ارتفاع ستاره قطبي از افق عرض جغرافيايي

محل رصد را به ما نشان ميدهد.از طرفي قبلا مي دانستيم فاصله ستاره قطبي از استواي آسمان 90 درجه است . پس به فرمول جديدي براي تعيين ارتفاع استواي سماوي رسيديم :

عرض جغرافيايي ناظر - 90 = بيشترين ارتفاع استواي سماوي

بيشترين ارتفاع استواي سماوي محل تلاقي آن با نصف النهار ناظر است.همانطور كه در شكل زير ديده ميشود استواي آسمان در افق جنوب به بيشترين ارتفاع خود مي رسد. دليل اين مطلب اين است كه نصف النهار ناظر از نقاط شمال و سمت الراس و جنوب ناظر ميگذرد. حال براي پيدا كردن استوا سماوي كافيست عرض جغرافيايي محل رصد يا همان ارتفاع ستاره قطبي را در رابطه بالا بگذاريد. فرض كنيد در شهري با عرض جغرافيايي 40 هستيم . بااستفاده از رابطه بالا ارتفاع ماكسيمم استواي سماوي 50 درجه به دست مي آيد. پس روبه افق جنوب بايستيد و 50 درجه بالاتر از افق راجستجوكنيد.(بااين توضيح كه قطر ظاهري مشت بسته ي مادرطول بازويمان حدود10درجه است.)

در شكل بالا خط قرمز: استواي سماوي خط آبي : قسمتي از نصف النهار ناظر كه از افق جنوب ميگذرد. خط سبز:ارتفاع استواي سماوي از افق كه در اينجا26.5 درجه است. (تصويرازStarry night)

اين مباحث در بخش بعدي اين مقاله كه در مورد مختصات استوايي است بسيار كاربرد دارند و اصول اوليه كار با تلسكوپهايي با مقر استوايي است.

اخبار جدید از دنیای نجوم

nojum-telescope — Thu, 07 May 2009 16:37:18 GMT

کشف سیاهچاله های سرگردان

براساس گزارش ساینس دیلی، صدها سیاهچاله سرگردان در حال عبور از کهکشان راه شیری هستند که جرم هریک از آنها بین هزار تا 100 هزار برابر جرم خورشید است.

ستاره شناسان آمریکایی در تازه ترین محاسبات خود نشان دادند که صدها سیاهچاله عظیم قدیمی در کهکشان راه شیری سرگردان هستند.

به گزارش مهر، دانشمندان مرکز فیزیک نجوم هاروارد - اسمیت سونیان در این تحقیقات نشان دادند که حتی نزدیکترین سیاهچاله های سرگردان در کهکشان راه شیری هزاران سال نوری از زمین فاصله دارند و بنابراین خطری زمین را تهدید نمی کند.

این دانشمندان در این خصوص اظهار داشتند: "این سیاهچاله ها باقی مانده های گذشته کهکشان راه شیری هستند. در واقع ما باستان شناسان این بقایا هستیم که به ما در کشف تاریخ این کهکشان و شکل گیری تاریخ سیاه چاله ها در ابتدای جهان کمک می کنند."

براساس این تئوری، سیاه چاله های سرگردان ابتدا در مرکز کهکشانهای کوچک و کم جرم در انتظار فرصت بوده اند. پس از میلیاردها سال، این کهکشانها به یکدیگر برخورد کردند و کهکشانهای بزرگی شبیه به کهکشانهای راه شیری را به وجود آوردند.

براساس گزارش ساینس دیلی، صدها سیاهچاله سرگردان در حال عبور از کهکشان راه شیری هستند که جرم هریک از آنها بین هزار تا 100 هزار برابر جرم خورشید است.

این سیاهچاله ها تنها زمانی که در مجاورت یک خوشه از ستاره ها قرار گیرند مرئی می شوند. تعداد این سیاهچاله های سرگردان در راه شیری به ساختار کهکشانهای کوچک اولیه ای که محتوی این سیاهچاله ها هستند و اینکه این کهکشانهای اولیه چگونه به کهکشان راه شیری ممزوج شده اند بستگی دارد.

کشف پدیده کیهانی در ۶۳۰میلیون سال پیش

فارس: اخترشناسان به تازگي قديمي‌ترين پديده كيهاني را كشف كردند كه زماني كه جهان 630 ميليون سال داشته، رخ داده است.

گروهي از اخترشناسان پديده سوختن انرژي را كه از مرگ ستارگان حاص شده كشف كردند كه اين پديده كيهاني قدمي‌ترين پديده‌اي است كه تاكنون توسط بشر پيدا شده است.

اين اخترشناسان معتقدند كه اين پديده در سن 630 ميليون سالگي جهان اتفاق افتاده است.

ماهواره «Swift» ناسا تصوير اين سوختن اشعه گاما را در 23 آوريل تهيه كرده است.

نيل گهرلز اخترفيزيكدان ناسا گفت: سوخت ناشي از مرگ ستاره‌ها باعث تولد سياه‌چاله‌ها مي‌شود و اين ستاره تنها يك ميليون سال داشته و اندازه آن نيز 30 برابر ستاره مادر منظومه شمسي ما يعني خورشيد است.

مشاهدهجمجمه موجود فضايي در مريخ!

nojum-telescope — Tue, 05 May 2009 19:53:41 GMT

كاوشگر اسپريت ناسا تصويري عجيب به زمين ارسال كرده است كه جنجالهاي امكان وجود موجودات فضايي را تازه كرده است. به گزارش مهر جستجوگران موجودات فضايي ادعا مي كنند جمجمه موجود فضايي را در تصاويري كه ماهواره ناسا از اين سياره بازتابانده است مشاهده كرده اند.

در نگاه اول به صحراي ساده اي شباهت دارد اما با نگاهي دقيقتر مي توان جزييات بحث انگيزي را در آن مشاهده كرد.در صخره فضايي عجيبي كه در اين جمجمه قرار گرفته است مي توان دو چشم و بيني را تشخيص داد و به همين دليل برخي اين تصوير را تصويري از يك جمجمه مريخي مي دانند.

در حال حاضر بسياري از سايتهاي اينترنتي از اين تصويركه توسط اسپريت مشهور ناسا به ثبت رسيده با بحث هاي مرتبط با آن پر شده است. بر اساس تخمين هاي انجام شده اين جمجمه احتمالي 15 سانتيمتر ارتفاع داشته و فاصله چشمهاي آن از يكديگر 5 سانتيمتر است. همچنين گنجايش اين جمجمه احتمالي 1400 سي سي تخمين زده شده است.

منبع:روزنامه اطلاعات