..:: ارائه شده توسط وب سايت زرفيلم ::.. ‏ .:: www.ZarFilm.CoM ::.
اگر دوست دارید از هیچی یک کیک سیب درست کنید
باید اول جهان را درست کنید
خیلی ممنون
فرض کنیم که یک تکه
از این کیک سیب را ببرم
ترد شده ولی خوبه
و حالا فرض می کنیم که این تکه را به دو نیم یا همین حدود تقسیم می کنیم
و بعد این تکه را به دو نیم تقسیم می کنیم
و همینطور ادامه می دهیم
چه تعداد برش لازم است تا به یک اتم برسیم؟
جواب حدود 90 برش پی در پی است
البته این چاقو آنقدر تیز نیست
و کیک هم خیلی ترد است
و یک اتم را هم به هیچ وجه نمی توان دید
ولی یک راه برای انجام آن وجود دارد
اینجا در دانشگاه کمبریج لندن بود
که برای اولین بار طبیعت اتم ها کشف شد
آن هم با شلیک کردن اتم ها به سمت یکدیگر
و دیدن اینکه چطور کمانه می کنند
یک اتم معمولی
توسط نوعی از ابر الکترون ها احاطه شده است
الکترون ها به وسیله ی الکتریسیته باردار شده اند، همانطور که نام آنها اظهار می کند
و آنها خواص شیمیایی اتم را تعیین می کنند
برای مثال درخشندگی طلا
یا شفافیت یک جسمی که
از اتم های سیلیکون و اکسیژن درست شده است
ولی در اعماق اتم
پایین تر از ابر الکترونی بیرونی
هسته قرار دارد که بطور عمده از پروتون ها و نوترون ها تشکیل شده است
اتم ها خیلی کوچک هستند
حدود 100 میلیون از آنها، سرهم پیوسته، اینقدر خواهد بود
ولی هنوز هسته ی آنها 100 هزار برابر کوچک تر است
با اینحال، اکثر جرم یک اتم مربوط به هسته ی آن است
در مقایسه، الکترون ها
یک مقدار متحرک های کرک دار هستند
اتم ها اکثرا فضای خالی هستند
ماده بطور عمده از هیچی تشکیل شده است
وقتی ما بریدن این کیک سیب را در نظر می گیریم ولی
در یک اتم
با ابدیت در مقیاس خیلی کوچکی مواجه می شویم
و وقتی به آسمان نگاه می کنیم
به ابدیت در مقیاس خیلی بزرگ برمی خوریم
این ابدیت ها در میان جالب ترین ایده های بشر هستند
آنها نشان دهنده ی یک پس روی بی پایانی که ادامه دارد هستند
نه خیلی دور بلکه برای همیشه
آیا تا به حال بین دو آینه ی موازی ایستاده اید
مثلا در یک آرایشگاه
و تعداد خیلی زیادی از خودتان را دیده اید؟
یا می توانید
از دو آینه ی تخت
و شعله ی یک شمع استفاده کنید
آنوقت تعداد زیادی تصاویر
بازتاب هر تصویر دیگری را مشاهده کنید
شما واقعا نمی توانید بی نهایت تصویر را ببینید
چون آینه ها به خوبی تخت و تراز نیستند
یا یک شمع یا شعله ی شمع در مسیر قرار دارد
و نور بی نهایت سریع حرکت نمی کند
وقتی ما از بی نهایت های واقعی صحبت می کنیم
داریم درباره ی کمیت هایی صحبت می کنیم که از هر عددی که بتوانید تصور کنید بزرگتر باشند
مهم نیست که چه عددی در ذهن دارید. بی نهایت، از آن بزرگتر است
روش خوبی برای نوشتن اعداد بزرگ وجود دارد
شما می توانید
عدد هزار را
مثل یک ده به توان سه بنویسید
یعنی عدد یک که سه صفر جلوی آن قرار دارد
یا یک میلیون، 10 به توان 6 نوشته می شود
یعنی، یک که شش عدد صفر جلوی خود دارد
اگر کسی به شما یک نامزد بدهد، عدد بزرگتری وجود ندارد
شما همیشه می توانید عدد یک را به آنها اضافه کنید
ولی قطعا عددهای بزرگتری وجود دارند
یکبار ریاضیدان آمریکایی ادوارد کسنر از برادرزاده اش خواست
که یک اسم برای یک عدد خیلی بزرگ انتخاب کند
ده به توان صد
که من نمی توانم تمام صفرها را بنویسم چون جا نیست
آن کودک آن را گوگول نامید
اگر فکر می کنید یک گوگول بزرگ است پس یک گوگول پلکس را در نظر بگیرید
یعنی 10 به توان یک گوگول
یعنی یکی که 100 صفر دارد نیست
بلکه یک گوگول صفر دارد
حالا در مقایسه
با این عددهای بسیار بزرگ
جمع کل اتم ها در آن کیک سیب
تنها 10 به توان 26 است
در مقایسه با یک گوگول بسیار کم
و البته بسیار بسیار کمتر از یک گوگول پلکس است
تعداد ذرات بنیادی
پروتون ها، نوترون ها و الکترون ها
در جهان در دسترس
حدود 10 به توان 80 است
عدد یک که 80 صفر جلویش قرار دارد
با این حال خیلی کمتر از گوگول
و خیلی خیلی کمتر از گوگول پلکس است
با اینحال، این اعداد و گوگول و گوگول پلکس
به بی نهایت، حتی نزدیک هم نمی شوند
در حقیقت یک گوگول پلکس به اندازه ی عدد یک
از بی نهایت فاصله دارد
ما خواستیم یک گوگول پلکس را بنویسیم
ولی کار راحتی نبود
عدد خیلی بزرگی است
نوشتن یک گوگول پلکس، فعالیتی فوق العاده بیهوده است
یک تکه کاغذ که آنقدر بزرگ باشد که بتوان صفرهای گوگول پلکس را در آن جا داد
در جهان شناخته شده جا نمی شود
خوشبختانه
یک
روش ساده تر و مختصر تر برای نوشتن
یک گوگل پلکس وجود دارد
مثل این
و بی نهایت
می تواند مثل این نشان داده شود
این آزمایشگاه کَوِندیش در دانشگاه کمبریج است
جایی که اجزاء تشکیل دهنده ی اتم برای اولین بار کشف شدند
قلمروی مقیاس بسیار کوچک
از زمان دموکریت در قرن 5 قبل از میلاد
مردم به وجود اتم ها فکر می کرده اند
برای چند صد سال گذشته
بحث هایی متقاعد کننده ولی پیچیده وجود داشته است که کل مواد از اتم ها ساخته شده اند
ولی تنها در زمان ما بود که قادر بودیم آنها را ببینیم
اینجا لکه های قرمز حرکت های ضربه ای تصادفی
از اتم های اورانیوم هستند
که 100 میلیون بار بزرگنمایی شده اند
چه قدر دموکریت ابدرایی از این فیلم لذت می برد
ما اتم ها را به عنوان واقعیت پذیرفته ایم
و با اینحال اتم های متفاوتی وجود دارند
که خیلی دوست داشتنی و مفید هستند
نگاه کن
حدود 92 نوع مجزا از اتم ها وجود دارند
که به طور طبیعی بر روی زمین پیدا می شوند
به آنها عناصر شیمیایی می گویند
واقعا هر چیزی که ما می بینیم و می دانیم
تمام زیبایی های دنیای طبیعی
از این نوع اتم ها ساخته شده است
که در الگو های هماهنگ شیمیایی مرتب شده اند
اینجا همه ی آن 92 تا را نشان داده ایم
در دمای اتاق بسیاری از آنها جامد هستند
تعداد کمی گاز
و دوتا از آنها
برم و جیوه مایع هستند
آنها به ترتیب پیچیدگی مرتب شده اند
هیدروژن، ساده ترین عنصر، عنصر شماره ی یک است
و اورانیوم، پیچیده ترین عنصر
عنصر شماره ی 92 است
بعضی از عناصر خیلی آشنا هستند
برای مثال
سیلیکون، اکسیژن، منیزیم، آلومینیوم، آهن
آنهایی هستند که زمین را می سازند
یا هیدروژن، کربن، نیتروژن، اکسیژن، فسفر، گوگرد
عناصری هستند که برای حیات ضروری می باشند
بقیه ی عناصر خیلی شناخته شده نیستند
برای مثال، هافنیم
اربیم
دیسپروزیم
پرازئودیمیم
عناصری که در زندگی روزمره به آنها برخورد نمی کنیم
روی هم رفته هر چقدر یک عنصر شناخته شده تر باشد، فراوان تر است
مقادیر زیادی از آهن بر روی زمین وجود دارد
ولی آنقدر ایتریم پیدا نمی شود
این حقیقت
که اتم ها تنها از سه نوع ذره ی بنیادی تشکیل شده است
پروتون ها، نوترون ها و الکترون ها
نسبتا به تازگی کشف شده است
نوترون ها تا سال 1932 کشف نشده بودند
و نوترون مثل الکترون و پروتون اینجا
در دانشگاه کمبریج کشف شد
فیزیک مدرن و شیمی از پیچیدگی
جهان محسوس کم کردند و به یک سادگی شگفت انگیز دست پیدا کردند
سه واحد، در الگوهای متفاوت کنار یکدیگر قرار داده می شوند
و اساسا همه چیز را درست می کنند
همانطور که اسمش نشان می دهد
نوترون از نظر الکتریکی خنثی است
پروتون بار الکتریکی مثبت دارد
و الکترون هم به همان مقدار بار الکتریکی منفی دارد
از آنجایی که اتم از نظر الکتریکی خنثی است
تعداد پروتون های هسته
باید برابر تعداد الکترون های ابر الکترونی باشد
پروتون ها و نوترون ها با هم، هسته ی اتم را تشکیل می دهند
حالا خاصیت شیمیایی یک اتم، طبیعت یک عنصر شیمیایی
فقط به تعداد الکترون ها بستگی دارد
که برابر با تعداد پروتون ها می باشد و به آن عدد اتمی می گویند
شیمی فقط اعداد است
ایده ای که به ذهن فیثاغورث هم خطور کرد
اگر شما یک اتم هستید
و اگر یک پروتون دارید
هیدروژن هستید
دو پروتون، هلیوم
سه پروتون، لیتیم
4 پروتون، بریلیوم و 5 پروتون، بور
شش عدد، کربن. هفت عدد، نیتروژن. هشت عدد، اکسیژن و الی آخر
تا 92 پروتون
که در این حالت اسم شما اورانیوم است
پروتون ها بار الکتریکی مثبت دارند
ولی مثل بار الکتریکی یکدیگر را دفع می کنند
بنابراین چرا هسته فرو نمی پاشد؟
چرا دافعه ی الکتریکی پروتون ها
هسته را از هم نمی پاشاند؟
چون نیروی دیگری در طبیعت وجود دارد
نه الکتریسیته و نه جاذبه
نیروی هسته ای
ما به آن به عنوان
چنگک های کوتاه مدت فکر می کنیم که کار خود را
وقتی پروتون ها یا نوترون ها به هم خیلی نزدیک می شوند شروع می کنند
نیروی هسته ای می تواند بر
دافعه ی الکتریکی پروتون ها غلبه کند
از آنجایی که نوترون ها از نیروی هسته ای استفاده می کنند
و از نیروهای الکتریکی استفاده نمی کنند
مثل یک چسب عمل می کنند که هسته ی اتم را کنار یکدیگر نگه می دارد
توده ای از دو پروتون و دو نوترون
هسته ی یک اتم هلیوم
و خیلی پایدار است
سه اتم هلیوم، که توسط نیروی هسته ای به یکدیگر چسبیده اند
کربن را درست می کنند
چهار هسته ی هلیوم اکسیژن درست می کند
هیچ فرقی بین چهار هسته ی هلیوم
که توسط نیروی هسته ای به یکدیگر چسبیده اند و هسته ی اکسیژن وجود ندارد
هر دو یک چیزند
پنج هسته ی هلیوم نئون را تشکیل می دهد
شش تا، منیزیم درست می کند
هفت تا، سیلیکون درست می کند
هشت تا، گوگرد درست می کند و الی آخر
افزایش عددهای اتمی به صورت جفت جفت
همیشه یک عنصر آشنا درست می کند
هر بار
که یک پروتون کم یا اضافه کنیم
و به مقدار کافی نوترون داشته باشیم تا هسته را پایدار نگه دارد
یک عنصر جدید شیمیایی درست می کنیم
جیوه را در نظر بگیرید
اگر یک پروتون و سه نوترون از جیوه
کم کنیم، آن را به طلا تبدیل می کنیم
رویای کیمیاگران باستان
بعد از عنصر 92، بعد از اورانیوم
عنصر های دیگری وجود دارند
آنها به طور طبیعی بر روی زمین رخ نمی دهند
آنها توسط انسان ها ترکیب شده اند و
خیلی سریع از هم پاشیده اند
یکی از آنها، عنصر 94 که پلوتونیوم نام دارد
و یکی از سمی ترین مواد شناخته شده است
عناصر شیمیایی که به طور طبیعی رخ می دهند از کجا می آیند؟
شاید یک آفرینش جداگانه برای هر عنصر وجود دارد؟
ولی تمام عناصر از ذرات بنیادی مشابهی درست شده اند
کل جهان، همه جا
از 99.9 درصد هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است
ساده ترین عنصرها
در حقیقت هلیوم
قبل از اینکه در زمین پیدا شود، بر روی خورشید تشخیص داده شده است
احتمالا بقیه ی عناصر شیمیایی به نوعی
از هیدروژن و هلیوم رشد پیدا کرده اند
برای دوری از دافعه ی الکتریکی
پروتون ها و نوترون ها باید خیلی به هم نزدیک شوند تا چنگک هایی
که نشان دهنده ی نیروی هسته ای بودند
بکار گرفته شوند
این اتفاق تنها زمانی رخ می دهد که دمای بالایی وجود داشته باشد، جایی که ذرات
آنقدر سری حرکت می کنند که هیچ زمانی برای وارد عمل شدن دافعه ی الکتریکی باقی نمی ماند
دماهایی به اندازه ی ده ها میلیون درجه
همچین دماهایی در طبیعت شایع هستند
کجا؟
داخل ستارگان
اتم ها درون ستاره ها ساخته می شوند
در اکثر ستاره هایی که می بینیم، هسته ی هیدروژن در یکدیگر فرو رفته است
تا هسته ی هلیوم را تشکیل دهد
هر بار که یک هسته ی هلیوم ساخته می شود، یک فوتون نور تولید می شود
به همین دلیل است که ستاره ها می درخشند
ستاره ها در ابرهای بزرگی از گاز و گرد و غبار متولد می شوند
مثل سحابی شکارچی که 1500 سال نوری فاصله دارد
و قسمت هایی از آن تحت تاثیر جاذبه فرو پاشیده اند
برخوردهای اتم ها، دمای ابر را بالا می برد تا اینکه در داخلش
هیدروژن به هلیوم گداخت پیدا می کند
و ستاره روشن می شود
ستاره ها به صورت گروهی متولد می شوند
بعدا از پرورشگاه خود دور می شوند
تا سرنوشت خود را در کهکشان راه شیری دنبال کنند
ستاره های تازه به بلوغ رسیده مثل خوشه ی پروین
هنوز هم توسط گاز و گرد و غبار احاطه شده است
درنهایت آنها از خانه دور می شوند
یک جا ستاره هایی وجود دارند که از ابر مرکب مشابه خورشید
در 5 میلیون سال پیش تشکیل شده اند
ولی نمی دانیم که آنها کدام ستاره ها هستند
خواهران و برادران خورشید
تا آنجایی که ما می دانیم احتمالا در آن سمت کهکشان هستند
احتمالا آنها سیاره هایی مثل زمین را هم گرم می کنند
احتمالا آنها زیادی
بر سر فرگشت حیات و هوش ریاست داشته اند
خورشید نزدیک ترین ستاره به ما است، یک کره ی درخشنده از گازها
که به خاطر دمایش می درخشد مثل یک سیخ قرمز داغ شده
سطحی که ما در نور مرئی معمولی می بینیم در دمای 6 هزار درجه ی سانتیگراد است
ولی در درون مخفی آن
در کوره ی هسته ای، جایی که نور خورشید در نهایت تولید می شود
دمای آن به 20 میلیون درجه می رسد
در اشعه های ایکس
قسمتی از خورشید را می بینیم که معمولا نامرئی است
هاله ی گازی میلیون درجه ای آن
به نام تاج خورشیدی
در نور مرئی معمولی، این ناحیه های سردتر و تاریک تر
لکه های خورشیدی هستند
آنها به موج های بلندی از گازهای آتشین مرتبط هستند
زبانه های آتشین که اگر یک مقدار نزدیک تر بودند زمین را در خود فرو می بردند
این برجستگی ها توسط میدان مغناطیسی خورشید مشخص می شود
و به مسیرها هدایت می شوند
نواحی تاریک اشعه ی ایکس خورشید
حفره هایی در تاج خورشیدی هستند
که از طریق آنها پروتون ها و الکترون های باد خورشیدی را
در مسیرشان به سمت سیاره ها در فضای بین ستاره ای جاری می کنند
کل این قدرت چرخنده توسط درون خورشید کنترل می شود
که در هر ثانیه 400 میلیون تن از هیدروژن را به هلیوم
تبدیل می کند
خورشید یک راکتور هسته ای بزرگ است
که یک میلیون زمین در آن جا می شود
خوشبحتانه، در فاصله ی 150 میلیون کیلومتری
و در جای امنی قرار گرفته است
این سرنوشت ستارگان است که متلاشی شوند
از هزاران ستاره ای که شما در آسمان شب می بینید
هر کدام از آنها در یک فاصله، بین دو فروپاشی زندگی می کنند
یک فروپاشی ابتدایی
از یک ابر گازی بین ستاره ای تاریک تا تشکیل ستاره
و فروپاشی نهایی یک ستاره ی درخشنده
در مسیر سرنوشت نهاییش
جاذبه باعث می شود ستاره ها منقبض شوند مگراینکه نیروهای دیگری مداخله کنند
خورشید یک توپ بزرگ از هیدروژن متشعشع است
گاز داغ درون ستاره سعی می کند خورشید را منبسط کند
جاذبه تلاش می کند خورشید منقبض شود
حالت فعلی خورشید تعادلی بین این دو نیرو است
و تعادلی بین جاذبه و آتش های هسته ای است
در این میانسالی طولانی بین فروپاشی ها
ستاره ها دائما می درخشند
ولی وقتی سوخت هسته ای تمام می شود، درون ستاره سرد می شود
دیگر فشار لایه های بیرونی را پشتیبانی نمی کند
و فروپاشی اولیه ادامه پیدا می کند
ستاره ها به سه روش می میرند
سرنوشت آنها از قبل معلوم است
همه چیز به جرم درونی آنها بستگی دارد
یک ستاره ی معمولی با جرمی شبیه خورشید
یک روز به فروپاشیش ادامه خواهد داد
تا اینکه چگالی آن خیلی بالا می رود
و سپس انقباض توسط
دافعه ی دو طرفه ی
الکترون های انبوه در داخل ستاره متوقف می شود
یک ستاره ی در حال فروپاشی که دو برابر خورشید حجم دارد
توسط فشار الکترون ها متوقف نمی شود
به فروپاشی خود ادامه می دهد
تا اینکه نیروهای هسته ای وارد می شوند
و آنها وزن ستاره را نگه می دارند
ولی یک ستاره که سه برابر از خورشید بزرگ تر است
حتی توسط نیروهای هسته ای هم متوقف نمی شوند
هیچ نیروی شناخته شده ای وجود ندارد که بتواند در برابر این فشردگی مقاومت کند
و همچین ستاره ای سرنوشت شگفت انگیزی دارد
به فروپاشی خود ادامه می دهد
تا اینکه کاملا ناپدید می شود
هر ستاره توسط نیرویی که در برابر جاذبه مقاومت نشان می دهد وصف می شود
ستاره ای که توسط فشار گاز پشتیبانی می شود
یک ستاره ی معمولی و عادی مثل خورشید است
ستاره ی فرو پاشیده که توسط نیروهای الکترونی دوام می آورد
کوتوله ی سفید نامیده می شود
خورشیدی است که به اندازه ی زمین کوچک می شود
یک ستاره ی فروپاشیده که توسط نیروهای هسته ای پشتیبانی می شود
ستاره ی نوترونی نامیده می شود
خورشیدی است که به اندازه ی یک شهر کوچک شده است
و ستاره ای که آنقدر بزرگ است که در فروپاشی نهایی اش
کلا ناپدید می شود
سیاهچاله نامیده می شود
خورشیدی است که هیچ اندازه ای ندارد
ولی در مسیر خود به سمت سرنوشت های متفاوت شان
تمام ستاره ها اخطار مرگ را تجربه می کنند
قبل از آخرین فروپاشی گرانشی
ستاره شروع به لرزیدن می کند و به مدت کوتاهی
به تقلید مسخره ای از خود روی می آورد
در آخرین نفس نفس هایش تبدیل به یک غول قرمز می شود
حدود 5 میلیارد سال آینده
آخرین روز خوب بر روی زمین است
سپس خورشید به آرامی تغییر می کند
و زمین خواهد مرد
مقدار زیادی سوخت هیدروژن در خورشید وجود دارد
وقتی تمام آن تبدیل به هلیوم می شود
درون خورشید به فروپاشی اصلی خود ادامه می دهد
دمای بالای هسته اش باعث می شود بیرون خورشید منبسط شود
و زمین به آرامی گرم تر می شود
سرانجام حیات منقرض می شود
و اقیانوس ها بخار می شوند و می جوشند
و جو ما به فضا خواهد رفت
خورشید باد می شود و به یک ستاره ی غول قرمز تبدیل می شود
و آسمان را پر می کند
و سیاره های عطارد و زهره را خواهد بلعید
و احتمالا زمین را هم خواهد بلعید
منظومه ی خورشیدی درونی، درون خورشید جا خواهد شد
ولی احتمالا تا آن موقع نوادگان ما
به جای دیگری خواهند رفت
در آخرین جان کندن هایش، خورشید به آهستگی می تپد
تا آن موقع، هسته اش آنقدر داغ شده است
که به طور موقتی هلیوم را به کربن تبدیل می کند
خاکستر گداخت هسته ای امروز تبدیل به سوخت
خورشید در آخر زندگی او در مرحله ی غول قرمزش می شود
سپس خورشید پوسته ی بزرگ خود را از دست می دهد
و جو بیرونی خود را به فضا می فرستد
و منظومه ی خورشیدی را با گاز درخشنده ی عجیب خود پر می کند
شبح یک ستاره به بیرون روانه می شود
احتمالا در این راه نصف جرم خورشید از دست می رود
وقتی از بیرون نگاه کنید، منظومه ی خورشیدی ما شبیه
سحابی حلقه می شود
جو خورشید مثل حباب صابون منبسط می شود
و در مرکز آن به یک کوتوله ی سفید تبدیل خواهد شد
هسته ی داغ بیرون آمده ی خورشید
سوخت هسته ای خود را تمام کرده و به آهستگی سرد می شود
تا به یک ستاره ی مرده و سرد تبدیل شود
این زندگی یک ستاره ی معمولی است
که در یک ابر گازی متولد و به عنوان یک خورشید زرد بزرگ می شود
به عنوان یک غول قرمز راه زوال را پیش می گیرد
و به عنوان یک کوتوله ی سفید که در پوشش ابری خود قرار گرفته است می میرد
فرض می کنیم اگر ما در فضای بین ستاره ای حرکت کنیم
در فضاپیمای خیالی ما
می توانیم گاز سرد و رقیق بین ستاره ها را ببینیم
مقدار زیادتری هیدروژن پیدا می کنیم
عنصری به قدمت جهان
کربن، اکسیژن و سیلیکون پیدا می کنیم
فراوان ترین اتم ها در کیهان که از هیدروژن جدا شده اند
آنهایی هستند که به سادگی در ستاره ها درست می شوند
ولی همچنین ما مقدار کمی از عناصر نادر پیدا می کنیم
مثلا پرازئودیمیم یا طلا
آنها در غول های قرمز درست نمی شوند
همچین عناصری، در یکی از تماشایی ترین حالت های
یک ستاره ساخته می شود
ستاره ای که یک و نیم برابر از خورشید بزرگ تر است
نمی تواند تبدیل به یک کوتوله ی سفید شود
زندگی خود را به وسیله ی باد کردن خود
در یک انفجار غول آسای ستاره ای به نام ابرنواختر به پایان می رساند
از زمانی که تلسکوپ اختراع شده است هیچ انفجار ابرنواختری در منطقه ی
کهکشانی ما اتفاق نیافتاده است
و خورشید ما هم تبدیل به یک ابرنواختر نخواهد شد
ولی در تصورات ما
می توانیم آرزوی بسیاری از ستاره شناسان زمین گیر را برآورده کنیم
و بدون هیچ خطری از نزدیک شاهد یک انفجار ابرنواختری باشیم
بیشتر فرگشت ستاره ها میلیون ها یا میلیارد ها سال طول می کشد
ولی فروپاشی درونی ای که منجر به انفجار ابرنواختری می شود
تنها یک ثانیه طول می کشد
ستاره، درخشان تر از مجموع تمام ستاره های دیگر
در کهکشان می شود
اگر ستاره ای در نزدیکی، تبدیل به یک ابرنواختر شود
به اندازه ی کافی برای ساکنان این منظومه ی بیگانه مصیبت بار خواهد بود
ولی اگر خورشید آنها تبدیل به ابرنواختر شود
فاجعه ای بی مانند خواهد بود
جهان ها خواهند سوخت و تبخیر می شوند
حیات، حتی بر روی سیاره های بیرونی منقرض می شود
در فضاپیمای تخیلی ما، داریم از ستاره دور می شویم
ولی ذرات انفجار
تقریبا با سرعت نور حرکت می کنند و دارند به ما می رسند
هسته های اتمی مجزا، در انفجار سرعت بالایی می گیرند
و به پرتوهای کیهانی تبدیل می شوند
این روش دیگری است که ستاره ها اتم هایی که قبلا ترکیب کرده اند را
به فضا برمی گردانند
موج ضربه ای از گازهای در حال انبساط
داغ می شوند و گاز بین ستاره ای را فشرده می کنند
و منجر به درست شدن نسلی تازه از ستاره ها می شوند
ستاره ها در این نوع
سیمرغ هایی هستند که از خاکستر خود برمی خیزند
کیهان در اصل، کلا هیدروژن و هلیوم بوده است
عناصر سنگین تر در غول های قرمز و ابرنواخترها به وجود آمدند
و سپس به فضا پرتاب شدند
جایی که آنها برای نسل های بعدی ستاره ها و سیاره ها
در دسترس بودند
خورشید ما احتمالا یک ستاره ی نسل سوم است
به غیر از هیدروژن و هلیوم
تمام اتم های خورشید و زمین در ستاره های دیگر ترکیب شده است
سیلیکون در سنگ ها، اکسیژن در هوا، کربن در دی ان ای ما
طلای در بانک های ما، اورانیوم در زرادخانه های ما
همگی در هزاران سال نوری دورتر
و میلیاردها سال پیش درست شده اند
سیاره، جامعه و خود ما
از مواد ستاره ای درست شده است
ما در یک مجرای مواد مذاب هستیم
غاری که درون زمین توسط رودخانه ای
از سنگ مذاب کنده شده است
برای انجام یک مقدار آزمایش
با خود یک شمارشگر گایگر
و تکه ای از سنگ معدن اورانیوم آورده ایم
شمارشگر گایگر به ذرات باردار با انرژی بالا، پروتون ها
هسته ی هلیوم و پرتوهای گاما حساس است
اگر آن را به سنگ معدن اورانیوم نزدیک کنیم
درجه ی نمایشگر، تعداد کلیک ها بسیار زیاد می شود
همچنین اینجا یک قوطی اصلی داریم
و اگر سنگ اورانیوم را داخل قوطی بندازم
که باعث جذب تشعشعات می شود و آن را می پوشاند
سپس می بینم که درجه ی شمارشگر به طرز قابل توجهی کاهش پیدا می کند
ولی به صفر نمی رسد
منبع این مقدار باقی مانده چیست؟
بعضی از آنها از پرتوافشانی (رادیواکتیویته) دیوارهای غار می آید
ولی بیشتر از این مقدار است
بعضی از باقی مانده های به خاطر ذرات باردار با انرژی بالا هستند
که دارند به سقف غار نفوذ می کنند
داریم به پرتوهای کیهانی گوش می دهیم
در هر ثانیه آنها دارند به بدن من و شما
نفوذ می کنند
آنها صدمه ی چندانی نمی رسانند. پرتوهای کیهانی زمین را
به مدت کل تاریخ حیات بر روی سیاره ی ما بمباران کردند
ولی آنها باعث یک سری جهش می شوند
و بر حیات بر روی زمین تاثیر می گذارند
پرتوهای کیهانی، اکثرا پروتون ها
چندین متر در سنگ های بالای سر من نفوذ می کنند
برای این کار باید خیلی فعال باشند و در حقیقت
آنها تقریبا با سرعت نور حرکت می کنند
بهش فکر کنید
یک ستاره منفجر می شود
هزاران سال نوری در آسمان با ما فاصله دارد
و پرتوهای کیهانی ای تولید می کند که
که به دور کهکشان راه شیری برای
میلیون ها سال می چرخد تا اینکه کاملا اتفاقی
بعضی از آنها به زمین حمله می کنند
در این غار نفوذ می کنند و به این شمارشگر گایگر
و ما می رسند
فرگشت حیات بر روی زمین توسط جهش های
ایجاد شده به وسیله ی مرگ ستارگان دوردست کنترل می شود
ما در فازهای بسیار عمیقی
با کیهان گره خورده ایم
نیاکان ما این را به خوبی می دانستند
حرکت خورشید، ماه و ستاره ها
می توانست توسط کسانی که در همچین هنرهایی مهارت داشتند برای پیشگویی فصل ها استفاده شود
بنابراین ستاره شناسان باستانی سرتاسر جهان
آسمان شب را با دقت مطالعه می کردند
و موقعیت هر ستاره ی قابل مشاهده را ضبط و ثبت می کردند
برای آنها حضور هر ستاره ی جدیدی با اهمیت بود
آنها درباره ی ظهور یک ابرنواختر
که درخشان تر از هر ستاره ی دیگری در آسمان بود چه فکری می کردند؟
در چهارم ژوئیه در سال 1054
ستاره شناسان چینی چیزی را که یک ستاره ی مهمان می خواندند را
در صورت فلکی گاو ثبت کرده اند
ستاره ای که قبلا هیچ وقت دیده نشده است بدرخشد
به درخشندگی یک ماه کامل شده است
در آن سوی دنیا، اینجا در جنوب غربی آمریکا
آن زمان یک فرهنگ والا و غنی سنت ستاره شناسی وجود داشت
آنها هم باید این ستاره ی جدید شگفت انگیز را دیده باشند
از قدمت گذاری با کربن 14
در باقی مانده های ذغال آتش می دانیم که در این مکان مخصوص
آدم هایی وجود داشتند که در قرن 11 زندگی می کردند
مردم اینجا از قبیله ی آناسازی بودند، دودمان هوپی های امروزی
و به نظر می رسد یکی از آنها
بر روی این برآمدگی که از آب و هوا محافظت شده است
تصویری از یک ستاره ی جدید کشیده است
موقعیت آن در نزدیکی هلال ماه چیزی است که ما اینجا می بینیم
و جای دست، احتمالا
امضای هنرمند بوده است
این ستاره ی قابل توجه حالا سحابی خرچنگ نام دارد
نوا به زبان لاتینی به معنی جدید و خرچنگ به خاطر
چیزی است که یک ستاره شناس در چند قبل پیش
وقتی به این انفجار یا باقی مانده ی آن در تلسکوپ نگاه می کرده است به یادش افتاده است
خرچنگ ستاره ای است که خود را ترکانده است
انفجار به مدت سه ماه دیده میشد
به راحتی در طول روز دیده میشد
و می توانستید در شب هم آن را ببینید
شبی را تصور کنید که
انفجار ستاره ای غول آسا
برای اولین بار دیده شد
هزار سال پیش
مردم با تعجب به ستاره ی جدید خیره می شدند
و می خواستند بدانند که چه چیزی است
ما اولین نسلی هستیم که این امتیاز را داریم و جواب را می دانیم
از طریق تلسکوپ ما می دانیم که چه چیزی
در نقطه ای که ستاره شناسان قدیمی اشاره کرده اند وجود دارد
یک ابر درخشان بزرگ، باقی مانده ی یک ستاره
که با خشونت خود را به فضای بین ستاره ای نشان داده است
تنها غول های قرمز بزرگ به ابرنواختر تبدیل می شوند
ولی تمام ابرنواخترها زمانی یک غول قرمز بوده اند
در تاریخ کهکشان
صدها میلیون غول قرمز به ابرنواختر تبدیل شده اند
قسمت هایی از ستاره که منفجر نشده است تحت تاثیر جاذبه فرو می پاشد
و سریعتر می چرخد، مثل چرخ یک اسکیت بر روی یخ
که دستانش را جلو می آورد
ستاره به یک هسته ی بزرگ اتمی تبدیل می شود
یک ستاره ی نوترونی
ستاره ی نوترونی ای که در سحابی خرچنگ قرار دارد در هر ثانیه، 30 بار به دور خود می چرخد
از خود الگوهایی از نور ساتع می کند
و به نظر ما می رسد که انگار دارد با سرعت زیاد پلک می زند
همچین ستاره های نوترونی را تب اختر می نامند
مواد ستاره ی نوترونی
در هر قاشق چایخوری به اندازه ی یک کوه وزن دارد
آنقدر که اگر من یک تکه از آن را اینجا ول کنم
به سختی می توانم از سقوط خود جلوگیری کنم
به راحتی از زمین می گذرد
مثل یک چاقو که از کره ی گرم رد می کنیم
برای خود کاملا یک حفره از میان زمین درست می کند
و از سمت دیگر زمین، احتمالا در چین در می آید
مردم آنجا احتمالا دارند برای خودشان راه می روند که ناگهان
یک تکه ی کوچک از ستاره ی نوترونی از زمین در می آید
و سپس دوباره سقوط می کند
این رویداد، احتمالا
اتفاقی جالب در اتفاقات عادی یک روز درست می کند
مواد ستاره ی نوترونی توسط جاذبه ی زمین به عقب کشیده می شود
و دوباره به سمت زمین شیرجه خواهد رفت
و در نهایت قبل از اینکه اصطحکاک با قسمت درونی سیاره ی ما
این حرکت را متوقف کند صدها هزار حفره در دل زمین درست می کند
تا زمانی که در دل زمین آرام بگیرد
درون جهان ما مثل پنیر سوئیسی خواهد شد
مکان هایی در کهکشان وجود دارند که در آنها یک ستاره ی نوترونی و یک غول قرمز
در یک آغوش گرانشی متقابل قفل شده اند
پیچک های مواد ستاره ای غول قرمز
به دور یک صفحه از مواد یکپارچه می پیچد
که بر روی ستاره ی نوترونی داغ متمرکز شده است
تمامی ستاره ها در وضعیتی بحرانی قرار دارند
بین نیرویی که آنها را به سمت بیرون نگه می دارد
و جاذبه، نیرویی که آن را به سمت پایین می کشد
اگر جاذبه برنده شود، یک دیوانگی ستاره ای را به همراه خواهد داشت
عجیب تر از هر چیزی که در سرزمین عجایب اتفاق می افتد
آلیس و بقیه کم و بیش حس می کنند
در خانه تحت تاثیر کشش گرانشی زمین
به نام یک جی هستند. جی مخفف جاذبه است
چه اتفاقی می افتاد اگر ما جاذبه را کمتر یا بیشتر می کردیم؟
در جاذبه ی کمتر، اجسام سبک تر می شوند
در نزدیکی به صفر جی، کوچکترین حرکت دوست ما را
در هوا شناور می کند
حباب های کوچک چای مایع در همه جا وجود دارد
عجیبه
حالا اگر دوباره جاذبه را به یک جی برگردانیم
باران چای می بارد و دوستان ما به زمین سقوط می کنند
من خودم در همچین مهمانی هایی بودم
در جاذبه های بالاتر، مثلا دو یا سه جی، اجسام
واقعا سنگین می شوند
همه احساس سنگینی و کندی می کنند
به غیر از
گربه ی چشایر
به عنوان عملی خیرخواهانه، آنها را حذف می کنیم
در هزاران جی، درختان له می شوند
در صد هزار جی، سنگ ها توسط وزن خودشان له خواهند شد
در تمام این جاذبه ها، یک پرتوی نور بدون صدمه باقی خواهند ماند
و به راه خود در یک خط مستقیم ادامه می دهد
ولی در میلیاردها جی
یک پرتوی نور، جاذبه را احساس می کند و شروع به خم شدن بر روی خودش می کند
عجیب و عجیب تر
همچین مکانی که در آن جاذبه آنقدر قوی است که حتی نور هم نمی تواند از آن بیرون بیاید
سیاهچاله نام دارد
ستاره ای است که در آن نور هم زندانی شده است
سیاهچاله ها ساختارهایی نظریه ای بودند
که از حدود سال 1783 به آن فکر شده است
ولی در زمان ما، سیاهچاله ی نامرئی را تایید کردیم
این ستاره ی درخشان یک همراه بزرگ و دیده نشده دارد
رصدهای ماهواره ای نشان داده است که همراه باید یک منبع اشعه ی ایکس
به نام ماکیان ایکس یک داشته باشد
این اشعه های ایکس مثل ردپای
یک مرد نامرئی که در برف راه می رود است
تصور می شود اشعه های ایکس توسط اصطکاک
در صفحه ی یکپارچه که اطراف سیاهچاله را فرا گرفته بود تولید شود
ماده ی در این صفحه به آهستگی در سیاهچاله
ناپدید می شود
سیاهچاله های بزرگ که توسط فروپاشی های میلیاردها خورشید تولید می شوند
احتمالا در مرکز کهکشان های دیگر قرار دارد
و جریان های بزرگی از تشعشعات را تولید می کنند
و در فضا پخش می کنند
در چگالی به اندازه زیاد، ستاره خاموش می شود
و از جهان ما ناپدید می شود و فقط جاذبه ی خود را باقی می گذارد
درون یک شکاف خود ساخته در دستگاه چهاربعدی(سه بعد فضا و یک بعد مکان) می لغزد
سیاهچاله جایی است که یک ستاره قبلا بوده است
اینجا ما یک سطح دو بعدی تخت داریم
با خطوط شبکه ای، چیزی مثل یک کاغذ شطرنجی
فرض می کنیم ما یک جرم کوچک می گیریم
آن را بر روی سطح می اندازیم و می بینیم که سطح چطور شکلش عوض می شود
یا چروک هایی درون بعد سوم فیزیکی ایجاد می شود
جاذبه را می توان به عنوان یک خمیدگی فضایی درک کرد
اگر توپ متحرک ما به یک تغییر شکل ثابت دست پیدا کند
به دورش می چرخد، مثل یک سیاره که به دور خورشید می چرخد
در این تفسیر، به خاطر انیشتین، جاذبه تنها یک جمع شدگی
در تار و پود فضا است که اجسام متحرک به آن برخورد می کنند
فضا به وسیله ی جرم در یک بعد اضافی فیزیکی پیچیده می شود
هر چقدر جرم داخلی زیاد تر باشد، جاذبه ی داخلی هم بزرگ تر است
و تغییر شکل
یا جمع شدگی یا پیچش فضا شدید تر است
بنابراین به وسیله ی این مقایسه
سیاهچاله نوعی چاله ی بی انتها است
چه اتفاقی می افتد اگر شما در آن بیافتید؟
فرض می کنیم شما می توانستید از کشند های گرانشی
و از جریان های شدید تشعشعات جان سالم به در ببرید که احتمالش خیلی کم است
و با وارد شدن در یک سیاهچاله
احتمالا وارد قسمت دیگری از فضا و زمان می شوید
جای دیگری در فضا
زمان دیگری در زمان
در این منظره، فضا
با شبکه ای از کرمچاله ها پر شده است
چیزی مثل کرمچاله ها در یک سیب
البته تحت هیچ شرایطی این نقطه ثابت نشده است
و تنها یک پیشنهاد جالب است
اگر واقعیت داشته باشد
آنوقت شاید تونل های گرانشی وجود داشته باشد
یک نوع متروی بین ستاره ای یا بین کهکشانی
که به شما اجازه می دهد از
از اینجا به آنجا در کمتر از زمان معمول بروید
یک نوع سیستم حمل و نقل سریع السیر کیهانی
ما نمی توانیم سیاهچاله ها را تولید کنیم
تکنولوژی ما خیلی ضعیف است تا بتواند
همچین مواد زیادی را به اطراف حرکت بدهد
ولی شاید یک روز امکان پذیر باشد صدها یا
هزاران سال نوری را به سمت یک سیاهچاله مثل ماکیان ایکس یک سفر کنیم
ما به داخل آن خواهیم رفت تا
در مکان و زمانی بیگانه و غیر قابل تصور پدیدار شویم
تصور معمول ما از واقعیت شدیدا تغییر خواهد کرد
احتمالا کیهان پر از کرمچاله هایی است
که هر کدام از آنها یک تونل به جای دیگری است
شاید تمدن های دیگر با تکنولوژی های خیلی پیشرفته تر
امرزه در حال عبور از خطور سریع السیر جاذبه هستند
حتی احتمال دارد یک سیاهچاله، دروازه ای
به جهان دیگر و کاملا متفاوت باشد
زندگی و مرگ ستاره ها
به نظر خیلی دور از دسترس انسان ها می آید
و با اینحال هنوز ما در نزدیک ترین راه ها به چرخه ی حیات آنها وابسته ایم
مواد اصلی ای که ما را می سازند
خیلی وقت پیش و در دور دست ها در ستاره های غول های قرمز تولید شده است
یک پرکاه، همانطور که والت ویتمن گفته است
سفر کاری ستاره ها است
تشکیل منظومه ی خورشیدی
احتمال دارد توسط یک انفجار ابرنواختر در نزدیکی ما به وجود آمده باشد
بعد از اینکه خورشید روشن شد
نور فرابنفش آن به جو ما ریخت
گرمای آن صاعقه تولید کرد
و این منابع انرژی منشاء حیات را به وجود آوردند
گیاهان نور خورشید را برداشت می کنند
و نور خورشید را به انرژی های شیمیایی تبدیل می کنند
ما و دیگر حیوانات انگل گیاهان هستیم
بنابراین تمامی ماها، از نور خورشید انرژی می گیریم
فرگشت حیات توسط جهش ها کنترل می شود
قسمتی از آنها توسط پرتو افشانی طبیعی و پرتوهای کیهانی ایجاد می شود
ولی هر دو، در مرگ های تماشایی ستاره های بزرگ تولید می شوند
که هزاران سال نوری با ما فاصله دارند
فکر گرمای خورشید بر روی صورت شما که به سمت آسمان گرفته اید
ددر یک روز بدون ابر در تابستان
از فاصله ی 150 میلیون کیلومتری
نیرونی آن را تشخیص می دهیم
چه چیزی بر روی سطح جوشان و خود افروزش یا در
غوطه ور شدن در مرکز هسته ی آتشینش احساس خواهیم کرد؟
و با اینحال خورشید یک ستاره ی معمولی و حتی متوسط است
نیاکان ما خورشید را می پرستیدند و با احمق ها هم فاصله ی بسیاری داشتند
احترام گذاشتن به خورشید و ستاره ها با عقل جور در می آید
چون ما فرزندان آنها هستیم
ما شاهد چرخه ی حیات ستاره ها بوده ایم
آنها متولد می شوند، بزرگ می شوند و سپس می میرند
همچنانکه زمان پیش می رود، کوتوله های سفید بیشتر
ستاره های نوترونی بیشتر و سیاهچاله های بیشتری وجود خواهد داشت
باقی مانده های ستاره ها
همچنانکه قرن ها می گذرد، جمع می شوند
ولی فضای بین ستاره ای مملو از عناصر سنگین می شود
که از آنها، نسل جدید ستاره ها، سیاره ها
حیات و هوش به وجود می آید
اتفاقات یک ستاره می تواند بر روی جهانی در آن سوی کهکشان
و در میلیارد ها سال آینده تاثیر بگذارد
ابرهای وسیع بین ستاره ای گاز و گرد و غبار
پرورشگاه های ستاره ای هستند
اینجا در ابتدا فروپاشی گرانشی سنگدل شروع می شود
که بر زندگی ستاره ها حکمفرمایی می کند
خورشید های بزرگ شاید از طریق مرحله ی غول های قرمز چند میلیون سال رشد کنند
با جوانمرگ شدن، هیچ وقت ابری که در آن به دنیا آمده اند را ترک نخواهند کرد
بقیه ی ستاره ها بیشتر عمر می کنند و از پرورشگاه خارج می شوند
خورشید ما، ستاره ای است
مثل اکثر ستاره ها در آسمان
اکثر ستاره ها عضو منظومه های ستاره ای دوتایی یا چندتایی هستند
و در فرآیند سوخت هسته ای شان تا میلیاردها سال زندگی می کنند
کهکشان 10 میلیارد سال عمر دارد
آنقدر پیر هست تا بذر
تنها چند نسل از ستاره های معمولی را کاشته باشد
اجسامی که ما در طول سفرمان در کهکشان راه شیری با آنها برخورد می کنیم
مراحل چرخه ی حیات ستاره ها هستند
بعضی درخشنده و جدید هستند
و بعضی هم به اندازه ی خود کهکشان عمر دارند
در اطراف کهکشان راه شیری هاله ای از ماده قرار دارد
که حاوی خوشه های کروی است
که هر کدام شامل حداکثر یک میلیون ستاره ی مسن است
در مرکز خوشه های کروی و در مرکز کهکشان
احتمال دارد سیاهچاله های بزرگی وجود داشته باشند که ضربه می زنند و خرناس می کشند
موضوع اکتشافات آینده
ما بر روی زمین
در بازگشت روزانه خورشید تنهای مان را می بینیم
ولی از یک ستاره که به دور یک ستاره در یک خوشه ی کروی دوردست می گردد
یک طلوع مجلل تر در انتظار است
این طلوع خورشید نیست بلکه طلوع یک کهکشان است
صبحی که با 400 میلیارد ستاره پر شده است
طلوع کهکشان راه شیری
یک مارپیچ بسیار بزرگ با ابرهای گازی در حال فروپاشی شکل می گیرد
که منظومه های سیاره ای و ابرغول ها را متراکم می کند
ستاره های میان سال پایدار
غول های قرمز، کوتوله های سفید، سحابی های سیاره ای، ابرنواخترها
ستاره های نوترونی، تب اخترها، سیاهچاله ها و
هر نوع دلیلی وجود دارد تا به اجسام بیگانه ی دیگر
که هنوز کشف نکرده ایم فکر کنیم
از همچین جهان هایی، بالاتر از صفحه ی راه شیری
همانطور که در جهان ما معلوم است، روشن خواهد بود
که ما از اتم های ستاره ها درست شده ایم
که مواد ما و گونه ی ما
توسط کیهان که ما جزئی از آنیم تعیین می شود
من تنها یک دقیقه وقت دارم ولی می خواهم تصویری از شبان شانه
در صورت فلکی شکارچی را نشان بدهم
اولین تصویر از سطح یک ستاره ی دیگر
ولی هیجان انگیز ترین کشف ستاره ای اخیر
از یک ابرنواختر در نزدیکی ما در کنار
کهکشان راه شیری بوده است
اینجا داریم عناصر شیمیایی ای را در فرآیند ترکیب می بینیم
و اولین نگاه خود را به ابرنواختر از طریق یک حوزه ی
جدید انداختیم: ستاره شناسی نوترینویی
و ما الان داریم می بینیم که در اطراف ستاره های همسایه
صفحه هایی از گاز و گرد و غبار وجود دارد، درست مثل آنهایی که برای
توضیح منشاء سیاره ها در منظومه ی خورشیدی خودمان نیاز داشتیم
شاید جهان ها در اینجا در حال شکل گیری هستند
مثل یک عکس از گذشته ی منظومه ی خورشیدی خودمان است
و امروزه صفحه های این چنینی زیادی پیدا شده است
و شاید سیاره ها در میان ستاره های کهکشان راه شیری بسیار شایع باشند
زرفيلم مرجع دانلود رايگان فيلم و سريال با زيرنويس چسبيده .:: www.ZarFilm.CoM ::.