واحد مشترک کمکی پژوهش و مهندسی «هوش یار-تواندار»     (HT-CSURE)

واحد مشترک کمکی پژوهش و مهندسی «هوش یار-تواندار» (HT-CSURE)

Hooshyar-Tavandar Common Subsidiary Unit for Research & Engineering
واحد مشترک کمکی پژوهش و مهندسی «هوش یار-تواندار»     (HT-CSURE)

واحد مشترک کمکی پژوهش و مهندسی «هوش یار-تواندار» (HT-CSURE)

Hooshyar-Tavandar Common Subsidiary Unit for Research & Engineering

زندگینامه دکتر فیروز نادری؛ از مدیران ارشد ناسا

در سال ۲۰۰۴ میلادی نشریه ساینس دست به انتخاب ۱۰ رویداد تاثیرگذار علمی بشر زد و در راس آن فهرست، کاوش‌های روباتیک سیاره سرخ فام مریخ توسط دو کاوشگر روح (Spirit) و فرصت (opportunity) که نشانه‌هایی از وجود آب را کشف کرده بودند، قرار داشت. در پشت این ماموریت حضور مدیریت برجسته یک شخص نمایان بود و او کسی نبود جز دکتر فیروز نادری از سرشناس‌ترین ایرانی‌های حال حاضر دنیا.
سایت لاپلاس: آیا حیاتی در گذشته در مریخ وجود داشته یا این که در آینده بوجود خواهد آمد؟

دوم این که آیا اگر شرایط زندگی وجود داشته، آیا حیاتی هم بوجود آمده یا خیر؟

و سوال سوم این که آیا اگر حیاتی هم بوجود آمده است، در حال حاضر هم به شکلی خاص دیده می شود یا خیر؟

اینها سوالاتی است که دکتر فیروز نادری از مدیران ارشد ایرانی ناسا قرار است در این مطلب پاسخ دهد.

در سال ۲۰۰۴ میلادی نشریه ساینس دست به انتخاب ۱۰ رویداد تاثیرگذار علمی بشر زد و در راس آن فهرست، کاوش‌های روباتیک سیاره سرخ فام مریخ توسط دو کاوشگر روح (Spirit) و فرصت (opportunity)  که نشانه‌هایی از وجود آب را کشف کرده بودند، قرار داشت. در پشت این ماموریت حضور مدیریت برجسته یک شخص نمایان بود و او کسی نبود جز دکتر فیروز نادری از سرشناس‌ترین ایرانی‌های حال حاضر دنیا. او در 26 اسفند 1324 در شیراز به دنیا آمد، تحصیلات ابتدایی خود را در شیراز و دوره متوسطه را در دبیرستان اندیشه تهران به اتمام رساند.

زندگینامه دکتر فیروز نادری؛ از مدیران ارشد ناسا

سپس در سال 1964 به امریکا رفت و پس از تحصیلات کارشناسی و کارشناسی‌ارشد در رشته مهندسی برق، در سال 1976 تحصیلات دکترای خود را در رشته مهندسی الکترونیک در دانشگاه کالیفرنیای جنوبی به پایان رساند. پس از اتمام تحصیلات خود در سال 1976 به وطن بازگشت و فعالیت خود را در مرکز سنجش از دور ایران در تهران آغاز ‌کرد و پس از دو سه سال فعالیت، به دلیل نبود امکانات مورد نیاز برای بسط تحقیقات و پژوهش‌هایش کشور را به مقصد امریکا ترک کرد و در سال 1979، یعنی حدود 36 سال پیش فعالیت خود را در ناسا آغاز کرد.

او در این مدت مشاغل فنی و مدیریتی متعددی را در زمینه ماهواره‌های مخابراتی متحرک، رادارهای سنجش از دور اقیانوسی، رصدخانه‌های تحقیقاتی اختر فیزیک و اکتشاف مریخ و سایر اجرام منظومه شمسی بر عهده داشت. نادری از سال ۱۹۹۶ مدیر برنامه منشاء حیات ناسا بود. در سال 1979 به «آزمایشگاه پیشرانش جت» (JPL) پیوست و به عنوان مدیر آزمایشات پروازی علوم فضا و مدیر طرح تفرق‌سنج ناسا به کار پرداخت.

زندگینامه دکتر فیروز نادری؛ از مدیران ارشد ناسا

 او هم‌اکنون مدیریت‌ارشد برنامه‌ریزی استراتژیک JPL را برعهده دارد. وقتی این پست را پذیرفت، ناگهان ایمیل‌ها و پیام‌های بی‌شماری از سوی ایرانیان به سمت او سرازیر شد. خودش در این‌باره می‌گوید: «همان زمان بود که فهمیدم دنیا چقدر کوچک است. اما تا حدودی نگران شدم، چون می‌دیدم مسئولیتم به خاطر حساسیت‌های هموطنانم بیشتر شده است».


در سال 2000 میلادی دانشمندان بزرگ ناسا پس از دو بار ناکامی در هدایت و مدیریت پروژه اکتشافی مریخ تصمیم می‌گیرند که این پروژه ناموفق را متوقف کنند اما راه‌کارها و جدیت دکتر نادری باعث می‌شود که مدیریت این پروژه به او واگذار شود.

زندگینامه دکتر فیروز نادری؛ از مدیران ارشد ناسا

 در سال 2001 تیم تحت مدیریتش موفق شدند مدار گرد اودیسه را به مدار مریخ بفرستند و مریخ‌نورد «روح» و سپس «فرصت» در پنجم بهمن سال 2004 بر سطح مریخ فرود آمد. دکتر نادری در این‌باره می‌گوید: «روح» را به دریاچه‌ای فرستادیم که فکر می‌کردیم در آنجا بتواند شواهدی از وجود آب یا حیات قدیمی یافت کند. اما در این مورد تیر ما به خطا رفت! «فرصت» نیز به جایی که پیش‌بینی می‌شد حاوی مواد معدنی نظیر هماتیت باشد فرستاده شد که توانست با کشف هماتیت که نشان‌دهنده وجود آب در گذشته است، کمک بزرگی به ما بکند».


گفتنی است در سال 2009  مریخ‌نورد بسیار پیشرفته و بزرگی به نام MSL که از سوخت اتمی استفاده می‌کرد به همراه یک لابراتوار مجهز علمی به فضا پرتاب شد و در سال 2010 به سطح مریخ‌ رسید. آزمایشگاه سنگ و کانی به همراه 8 جز آزمایشگر دیگر آزمایشگاه این مریخ‌نورد را تشکیل می‌دهند. اگر این ماموریت با موفقیت همراه باشد قدم بعدی، جست‌وجوی مستقیم حیات در مریخ در سال‌های پس از آن و حوالی سال 2016 خواهد بود. این ماموریت، در پی پاسخ به سه سوال و هدف اصلی اجرایی گردیده است:

زندگینامه دکتر فیروز نادری؛ از مدیران ارشد ناسا

در نظر گرفتن شرایط مریخ در طول تاریخ. آیا حیاتی در گذشته در آن وجود داشته یا این که در آینده بوجود خواهد آمد؟

دوم این که آیا اگر شرایط زندگی وجود داشته، آیا حیاتی هم بوجود آمده یا خیر؟

و سوال سوم این که آیا اگر حیاتی هم بوجود آمده است در حال حاضر هم به شکلی خاص دیده می شود یا خیر؟

همه مریخ نوردهای آینده به قصد رسیدن به پاسخ این سوالات است که راهی مریخ می شوند.

زندگینامه دکتر فیروز نادری؛ از مدیران ارشد ناسا

دکتر نادری در مورد سفر انسان به مریخ می‌گوید: «فرستادن انسان به مریخ به قدری مشکل و پیچیده خواهد بود که ارسال MSL و موفقیتش نیز نمی‌تواند پیش نیاز آن باشد. سه مرحله برای سفر به مریخ متصور است: پرتاب از زمین، هدایت از زمین تا مریخ و  فرود در مریخ. بخش دوم این ماموریت آسان‌ترین قسمت آن خواهد بود و سختی آن فرود در مریخ و پرتاب از زمین است.

مشکل‌ترین فاز فرود در مریخ کند کردن سرعت فضاپیما است. در حال حاضر و در ماموریت‌های کنونی سپر حرارتی – چتر و موتورها می‌توانند سرعت را کاهش دهند. اما در زمانی که فضاپیمای حامل انسان بخواهد با 20 تا 25 برابر وزن و اندازه در سطح مریخ فرود آید کار کمی سخت‌تر خواهد شد. ما هنوز تکنولوژی مورد نیاز برای این کار را در اختیار نداریم.

زندگینامه دکتر فیروز نادری؛ از مدیران ارشد ناسا

هنگامی که از وی این سوال همیشگی پرسیده شد که سفر انسان به مریخ در چه تاریخی قابل تصور است؟ تخمین هایی که هم اکنون وجود دارد سال های بین 2015 و 2020 را زمان احتمالی سفر انسان به مریخ در نظر میگیرد. با توجه به مشکلاتی که متذکر شدید چه زمانی را می توانیم برای این سفر در نظربگیریم؟ گفت:

 با توجه به مشکلات تکنولوژیکی و مالی که بر سر این راه وجود دارد به نظر نمیرسد تا نیمه این قرن بتوانیم تمامی امکانات این سفر را فراهم کنیم و باید تا دهه های آینده صبر کنیم. برای پاسخ به این پرسش باید به مقدمات پرتاب و تکنولوژی هایی که فعلا در اختیار داریم توجه کنیم. در ابتدا روی شاتل ها صحبت می کنیم.

زندگینامه دکتر فیروز نادری؛ از مدیران ارشد ناسا

اما پروژه شاتل ها به دلیل قدیمی شدن فن آوری های ساخت و هزینه های سنگین و خطراتی که داشته اند در سال 2010 بازنشسته شدند!  اما  ناسا در حال تعیین جانشین هایی برای شاتل ها است این پرنده های جدید دیگر شبیه به شاتل ها نبوده و به پروگرس ها - فضا پیماهای روسی شباهت خواهند داشت که مکانیسمی شبیه به آنها دارند. در پروگرس ها مکان استقرار فضانوردان بالای موشک پرتاب کننده در نظر گرفته می شود که سیستم های جدید ناسا هم شبیه به آن خواهد بود. تاریخ شروع استفاده از این فضاپیماها سال 2014 در نظر گرفته شد.

این زمانی است که ناسا طبق زمانبندی های ماموریت های خود قصد دارد تا دوباره به ماه عزیمت کند ولی این بار دیگر شبیه به مسابقات فضایی دهه های اولیه عصر فضا که برای فتح ماه بین شوری و امریکا رقابت سختی بود جنگی بر سر فتح ماه نخواهیم داشت. تغیر پرتاب کننده ها و بالابر ها و همینطور سفر دوباره به ماه از مهمترین برنامه های ناسا طی دهه آینده خواهند بود. پس از این ما روی چگونگی سفر فضاپیماهای رفت و برگشت به مریخ و همینطور سفر انسان به سیاره سرخ برنامه ریزی می کنیم.

زندگینامه دکتر فیروز نادری؛ از مدیران ارشد ناسا

همانطور که قبلا متذکر شدم ما سه مشکل بزرگ برای رسیدن به مریخ خواهیم داشت که پرتاب به مریخ - هدایت تا مریخ و فرود روی مریخ هستند اما یک مشکل دیگر هم هست! و آن هزینه های سنگین این ماموریت  است که غیر قابل تصور خواهد بود. به طور مثال در زمان فرود اولین انسان به ماه با بودجه های کنونی نزدیک به 70 میلیارد دلار سرمایه گذاری دولت وقت ایالات متحده انجام شد تا امریکا برنده مسابقه فتح ماه با شوروی باشد مسابقه ای که سیاسی بود. این مبلغ هنگفت قسمت زیادی از هزینه های جاری دولت آن زمان را تشکیل میداد. ولی تخمین ما برای انجام سفر انسان به مریخ در حال حاضر رقمی بالغ بر 200 تا 400 میلیارد دلار است ! 


 مشکل سوم سلامت انسان در فضا و مریخ. سفر چند روزه به ماه و اقامت در آن از نظر فیزیولوژی بدن خطرات زیادی برای انسان نداشته و  به مشکلی از این نظر بر نخوردیم.برنامه ای که حداکثر طی چند روز رفت و برگشت فضانوردان به ماه  انجام میپذیرد. ولی سفر به مریخ کاملا متفاوت است. ما با تجهیزات کنونی حدود 7 ماه زمان لازم خواهیم داشت تا فاصله بین زمین تا مریخ را  طی کنیم 7 ماه سفر در زمانی است که مریخ نزدیکترین فاصله را به ما داشته باشد.

زندگینامه دکتر فیروز نادری؛ از مدیران ارشد ناسا

 در نظر بگیرید زمان برگشت هم باید در تاریخی باشد که دوباره مریخ نزدیکترین فاصله را به زمین داشته باشد تا همین 7 ماه زمان برای رسیدن به زمین را صرف شود. پس از رسیدن به مریخ 19 ماه طول خواهد کشید تا دوباره شرایط ایده عال برای بازگشت به زمین فراهم شود. یعنی فضانوردان زمانی در حدود 14 ماه را در راه رفت و برگشت از مریخ هستند و 19 ماه نیز باید در مریخ به سر برند. با این شرایط سخت میتوان در نظر گرفت که سفر انسان به مریخ نمی تواند طی یکی دو دهه آینده صورت گیرد.


دکتر نادری بارها مورد تقدیر قرار گرفته است که از آن‌ جمله می‌توان موارد زیر را نام برد: بالاترین نشان ناسا «مدال خدمات برجسته»، انتخاب به عنوان فرد موثر سال ایالات متحده، لیبرال پرایز 2004 که پیش از او به پاپ بندیکت شانزدهم اعطا شده بود و نشان افتخار الیس آیلند در سال 2005 که از برنده‌گان قبلی آن می‌توان به بیل کلینتون، هنری کیسینجر، باب هوپ، محمدعلی کلی و فرانک سیناترا اشاره کرد.

زندگینامه دکتر فیروز نادری؛ از مدیران ارشد ناسا

مقداری از آب موجود بر روی زمین پیش از تولد خورشید وجود داشته است


آب موجود بر روی زمین پیش از تولد خورشید وجود داشته است ! (از گجت نیوز)




Earth-water

 ۰۵ مهر ۹۳ ساعت ۲۱:۰۹

به گفته محققان، این دستاورد علمی همچنین دارای مضامینی برای احتمال کشف حیات در سیارات فراخورشیدی است که در آن سوی خورشید حول ستارگان می‌چرخند.

Earth-water-1

 «پروفسور تیم هاریز» از دانشگاه اکستر و یکی از حاضران در این پروژه، گفت: ما می‌دانیم که آب برای تکامل زندگی روی زمین حیاتی است اما ممکن است آب زمین از شرایط خاصی در منظومه شمسی آغازین نشات گرفته باشد و این که چنین شرایطی شاید در جاهای دیگر نیز وجود داشته باشد.

 وی ادامه داد: با شناسایی قدمت باستانی آب زمین، به این نتیجه می‌رسیم که چگونگی شکل‌گیری منظومه شمسی منحصربه‌فرد نیست و این که سیارات فراخورشیدی نیز در محیط‌هایی با آب فراوان شکل گرفته‌اند. بنابراین تعدادی از این سیارات می‌توانند میزبان شرایط مناسب و منابع آبی برای تکامل حیات باشند.

 محققان یخ‌های باستانی موجود در دنباله‌دارها و شهاب‌سنگ‌های متعلق به روزهای آغازین حیات منظومه شمسی را بررسی کردند و با استفاده از شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای نشان دادند آب موجود در اقیانوس‌ها، نمونه‌های شهاب‌سنگ و دنباله‌دارها دارای ویژگی‌های منحصربه‌فرد شیمیایی پیش از پدیدآمدن منظومه شمسی است.

 این آب حاوی سطوحی از دوتریوم است که این موضوع را فقط می‌توان با منشاهای میان‌ستاره‌ای توضیح داد. این بدین معناست که دست کم مقداری از آب موجود در منظومه شمسی و زمین پیش از تولد خورشید وجود داشته است. دوتریوم، نوعی هیدروژن سنگین است که در هسته‌اش حاوی نوترون‌های اضافی است

 «ایلسدور کلیوز»، رهبر ارشد این مطالعه از دانشگاه میشیگان، معتقد است چنانچه منظومه شمسی مشتی نمونه خروار باشد، آب می‌تواند عنصری شایع در طول شکل‌گیری تمامی سیستم‌های سیاره‌ای باشد.

 تاکنون کاوشگر کپلر حدود هزار سیاره فراخورشیدی تاییدشده را شناسایی کرده و دسترس‌پذیری آب در طول فرآیند شکل‌گیری سیاره‌ای دیدگاهی امیدوارکننده‌ای درباره شیوع حیات در سراسر کهکشان راه شیری ارائه می‌دهد.

منبع : CNET

۱۰ راز حل نشده‌ی بزرگ علم فیزیک

سال ۱۹۰۰ میلادی لُرد کلوین اعلام کرد که مورد جدیدی برای کشف شدن در فیزیک باقی نمانده و تنها اندازه‌گیری‌های بیشتر و دقیق‌تر است که باقی می‌ماند.
zoomit.ir: سال ۱۹۰۰ میلادی لُرد کلوین اعلام کرد که مورد جدیدی برای کشف شدن در فیزیک باقی نمانده و تنها اندازه‌گیری‌های بیشتر و دقیق‌تر است که باقی می‌ماند. در طول سه دهه پس از این نظریه عجیب، مکانیک کوانتوم و نظریه‌ی نسبیت انیشتین آنچه را که انسان تا آن زمان از فیزیک می‌شناخت، تغییر داد، همراه ماباشید.

۱۰ راز حل نشده‌ی بزرگ علم فیزیک
امروزه هیچ دانشمندی جرأت اعلام نظریه‌ای مانند لُرد کلوین را به خود نمی‌دهد، به نظر می‌رسد فیزیک جعبه‌ی پاندورای شگفت انگیزی است که با هر جواب سؤالات بیشتر و بزرگتری در آن مطرح می‌شود، سرشناس‌ترین دانشمندان دنیا سال‌هاست پیشرفته‌ترین تجهیزات علمی را با هزینه‌های سرسام‌آور در اختیار گرفته‌اند و عمر خود را صرف تحقیق روی عجایب جهان می‌کنند اما اگر واقع‌بین باشیم یافته‌های بیشمار هر روزه‌ی ما در برابر چیزی که نمی‌دانیم ناچیز به نظر می‌رسد. در ادامه با ۱۰ سوال از بزرگترین شگفتی‌های علم فیزیک آشنا خواهید شد.


۱ – ماهیت انرژی تاریک

تمامی محاسبات مقداری بسیار بیشتر از ماده‌ی قابل مشاهده در جهان را نشان می‌دهند. در حالی که نیروی جاذبه با کشیدن فضا-زمان به داخل سعی دارد از هم گسستگی و انبساط جهان جلوگیری کند اما کهکشان‌ها سریع و سریع‌تر از گذشته و با سرعتی بیشتر از سرعت نور از یکدیگر دور می‌شوند، به نظر می‌رسد نیرویی منفی مانند سپری نامرئی نیروی جاذبه را از فضا-زمان جدا می‌کند. 

۱۰ راز حل نشده‌ی بزرگ علم فیزیک

در مدل پذیرفته شده از جهان از این سپر با نام ثابت کیهانی یاد می‌شود، همان چیزی که به عنوان انرژی تاریک مشهور شده است. با گسترش جهان هر لحظه فضای بیشتری ایجاد می‌شود و به همان میزان، مقدار انرژی تاریک جهان نیز بیشتر می‌شود. بر اساس نرخ مشاهدات از گسترش فضا-زمان دانشمندان حدس می‌زنند در مجموع بیشتر از ۷۰ درصد از کل نیروهای موجود در جهان را این انرژی ناشناخته تشکیل می‌دهد؛ در حقیقت ما می‌دانیم که جهان مملو از این انرژی است اما نمی‌دانیم که چگونه باید به آن نگاه کنیم.


۲ – ماده‌ی تاریک چیست؟

می‌دانیم که حدود ۸۴ درصد از ماده در جهان نه نوری را جذب می‌‌کنند و نه نوری از خود منتشر می‌کنند، چیزی که به آن ماده‌ی تاریک گفته می‌شود. ماده‌ی تاریک حتی به صورت غیر مستقیم نیز قابل مشاهده نیست اما وجود آن از طریق تأثیر بر نیروی گرانشی ماده‌ی مرئی، اشعه و ساختار انبساطی جهان قابل اثبات است. 

۱۰ راز حل نشده‌ی بزرگ علم فیزیک
به نظر می‌رسد فضاهای بین کهکشانی مملو از این ماده‌ی عجیب باشند و ممکن است آن‌ها از ذرات بنیادی ناپایداری که بنا بر قوانین مکانیک کوانتوم دائماً در فضای بین کهکشانی به وجود می‌آیند و از بین می‌روند (WIMP) به وجود آمده باشند. تلسکوپ و آشکارسازهای زیادی در سراسر کره‌ی زمین و خارج از جو به بررسی WIMP ها اختصاص یافته‌اند اما هنوز هیچ‌کس نمی‌داند ماده‌ی تاریک از چه ساخته شده است.


۳- آیا جهان‌های موازی وجود دارند؟

۱۰ راز حل نشده‌ی بزرگ علم فیزیک

 ۴ – چرا ماده‌ی بیشتری در برابر ضد ماده به وجود آمده است؟

جواب به این سؤال چگونگی به وجود‌ آمدن جهان ما را توضیح می‌دهد. بر طبق قوانین فیزیک فرض بر این است که در لحظه‌ی مهبانگ باید مقدار برابری ماده و ضد ماده به وجود آمده باشد، اما اگر چنین بود جهان تاکنون باید از بین می‌رفت. الکترون‌ها در برخورد با پوزیترون، نورترون‌ها با ضد نوترون و به همین ترتیب بقیه‌ی ذرات در برخورد با ضد خود باید از بین می‌رفتند و در نهایت تنها چیزی که باقی می‌ماند دریایی از فوتون‌ها در جهانی بدون ماده است. 

۱۰ راز حل نشده‌ی بزرگ علم فیزیک

به دلایلی مقدار بیشتری از ماده نسبت به ضد ماده به وجود آمده است که در نتیجه باعث تشکیل جهان ما شده است، اما هنوز توضیح قابل قبولی برای این حقیقت وجود ندارد.


۵ – سرنوشت نهایی جهان چه خواهد بود؟

سرنوشت جهان شدیداً به عامل ناشناخته‌ی Ω وابسته است. Ω میزان چگالی ماده در برابر انرژی پراکنده شده در سراسر جهان را نشان می‌دهد و سه حالت می‌تواند داشته باشد، کمتر از یک، بیشتر از یک و برابر با یک.

۱۰ راز حل نشده‌ی بزرگ علم فیزیک
اگر Ω بزرگ‌تر از یک باشد یعنی فضا-زمان بسته است مانند سطح یک کره‌ی فوق‌العاده بزرگ که از هر طرف به جای اول می‌رسد. اگر جهان را بسته متصور شویم و انرژی تاریک را در نظر نگیریم سرنوشت جهان ما این‌گونه رقم خواهد خورد که انبساط جهان زمانی متوقف شده و سپس انقباض جهانی شروع خواهد شد و این انقباض سرانجام کل جهان را در نقطه‌ای جمع و فشرده خواهد کرد. این له شدگی بزرگ برخلاف انفجار بزرگی است که جهان از آن زاییده شده است. اما اگر همچنان جهان را بسته تصور کنیم و انرژی تاریک نیز وجود داشته باشد جهان کروی ما تا ابد گسترش خواهد یافت.

اما اگر Ω را کمتر از یک در نظر بگیریم پس فضا-زمان باز خواهد بود، سطح یک زین را تصور کنید! در این حالت سرنوشت نهایی جهان ابتدا انجماد بزرگ و سپس از هم گسستگی بزرگ خواهد بود. در این نظریه در زمانی سرعت انبساط جهان به حدی خواهد رسید که ستاره‌ها و کهکشان‌ها از هم گسسته شده و در فضای بین کهکشانی پخش خواهند شد، در نتیجه‌ی آن تمام ذرات هستی تنها و بسیار سرد رها خواهند شد. اما این پایان نهایی دنیا نیست، پس از این مرحله رشد بسیار قوی انبساط، جهان را به جایی خواهد رساند که حتی اثر نیروهای بین اتمی نیز خنثی شده و ذرات بنیادی از درون متلاشی خواهند شد و در فضای بیکران پراکنده می‌شوند.

حالت سوم این است که Ω برابر با یک باشد. در این حالت جهان ما بدون خمیدگی و صاف خواهد بود و در تمام جهات به صورت نامحدود گسترش خواهد یافت. اگر انرژی تاریک وجود نداشته باشد این جهان مسطح برای همیشه با یک نرخ شتاب منفی گسترش خواهد یافت تازمانی که این شتاب به صفر برسد و جهان در حالتی پایدار باقی بماند، اما اگر انرژی تاریک وجود داشته باشد سرنوشت نهایی جهان گسترش همیشگی و در نهایت انجماد بزرگ و سپس از هم گسستگی بزرگ خواهد بود.


۶ – چگونه اندازه‌گیری باعث فروپاشی تابع موج می‌شود؟

در قلمرو عجیب و غریب الکترون‌ها، فوتون‌ها و دیگر ذرات بنیادی؛ قوانین فیزیک کوانتوم رفتارها را مشخص می‌کنند. در این اندازه ذرات نه مانند توپ‌های کوچک بلکه مثل امواجی که در فضایی بزرگ رها شده باشند، رفتار می‌کنند. هر ذره با یک تابع موج یا توزیع احتمال توضیح داده می‌شود. این توزیع احتمال به ما می‌گوید که مکان، سرعت و دیگر خواص هر متغیر چه مقادیری می‌تواند داشته باشد، اما دقیقاً نمی‌توانیم مقدارها را از آن به دست بیاوریم. 

۱۰ راز حل نشده‌ی بزرگ علم فیزیک
تابع موج دامنه‌ای از احتمالات را به ما می‌دهد تا زمانی که بتوانیم با آزمایش و به صورت تجربی میزان و مکان دقیق هر ذره را به دست بیاوریم. اما برای به دست آوردن مقدار دقیق مانعی وجود دارد. هنگام اندازه‌گیری خواص ذرات تغییر کرده و نمی‌توانیم نتیجه‌ای را به دست بیاوریم. اما چگونه و چرا اندازه‌گیری یک ذره باعث فروپاشی تابع موج آن می‌شود؟ این مشکل که به نام خطای اندازه‌گیری شناخته می‌شود مانع بزرگی در برابر شناخت ما از جهان است. درک اینکه واقعیت چیست و آیا اصلاً واقعیتی وجود دارد همه در گرو جواب به این سؤال است.


۷ – آیا نظریه‌ی ریسمان صحیح است؟

زمانی فیزیک‌دانان تصمیم گرفتند تمام ذرات بنیادی را ریسمان‌های تک بعدی تصور کنند. ریسمان‌هایی که به دور خود پیچیده شده و تفاوت آن‌ها در فرکانس متفاوت ارتعاشات آن‌ها است. با به وجود آمدن این نظریه علم فیزیک بسیار ساده‌تر شد؛ با نظریه‌ی ریسمان فیزیک‌دانان توانستند قوانین فیزیک کوانتوم را با قوانین حاکم بر فضا-زمان یعنی نسبیت عام آشتی دهند و چهار نیروی طبیعت را در قالب یک چارچوب و نظریه‌ی واحد جای دهند. اما مشکل از آن جایی شروع می‌شود که نظریه‌ی ریسمان فقط در فضایی ۱۰ یا ۱۱ بعدی می‌تواند کار کند.

۱۰ راز حل نشده‌ی بزرگ علم فیزیک
 ۳ بعد فضای بزرگ که آن را می‌توانیم ببینیم به علاوه‌ی ۶ یا ۷ بعد فضای فشرده و بسیار ریز و بُعد زمان. اندازه‌ی فضاهای فشرده همانند خود این ریسمان‌های لرزنده چیزی حدود یک میلیاردم اندازه‌ی هسته‌ی اتم هستند. هیچ راه شناخته شده و یا حتی قابل تصوری برای بررسی اندازه‌ای به این کوچکی وجود ندارد و در نتیجه هیچ راهی نیز برای اثبات تجربی نظریه‌ی ریسمان وجود نخواهد داشت.


۸ – چرا پیکان زمان یک طرفه است؟

۱۰ راز حل نشده‌ی بزرگ علم فیزیک

۹ – آیا در بی‌نظمی، نظمی نهفته است؟

فیزیک‌دانان نمی‌توانند بعضی از رفتارهای سیالات، از مایعات مانند آب گرفته تا گازها و دیگر سیالات را پیش‌بینی کرده و به جواب‌های منطبق بر آزمایش‌های تجربی برسند. در حقیقت حتی مشخص نیست که آیا راه حلی کلی برای آنچه معادلات ناویر-استوکس نامیده می‌شود وجود دارد و اگر وجود دارد آیا می‌تواند رفتار مایعات را در همه‌جا به درستی تشریح کرده و نقاط ناشناخته‌ی تکینه را توضیح دهد. 

۱۰ راز حل نشده‌ی بزرگ علم فیزیک
به علت همین مشکلات به نظر می‌رسد ماهیت هرج و مرج هنوز به خوبی شناخته نشده است. فیزیک‌دانان و ریاضی‌دانان متعجب می‌شوند وقتی به درستی نمی‌توانند وضعیت آب و هوا را پیش‌بینی کنند. آیا این آشفتگی‌ها ذاتاً غیر قابل پیش‌بینی است؟ آیا توربولانس از معادلات ریاضی فراتر می‌رود؟ و یا سرانجام با معادله‌ی ریاضی صحیح به نتیجه‌ای کلی خواهیم رسید؟


۱۰ – گرانش چگونه کار می‌کند؟

۱۰ راز حل نشده‌ی بزرگ علم فیزیک

چند پیش‌بینی علمی برای سال 2015

اتفاقات جالبی در حوزه علم در سال 2014 رخ داد اما یکی از بهترین چیزها در مورد علم این است که هر سال انسان چیزهای بیشتر یاد گرفته و بیشتر پیشرفت می‌کند.
ایسنا: اتفاقات جالبی در حوزه علم در سال 2014 رخ داد اما یکی از بهترین چیزها در مورد علم این است که هر سال انسان چیزهای بیشتر یاد گرفته و بیشتر پیشرفت می‌کند.

کریس هادفیلد، فضانورد بازنشسته کانادایی می‌گوید: «طی 100 سال ما از فیلمبرداری از برادران رایت به قرار دادن دوربینی بر روی قمر تیتان در فاصله 1.2 میلیارد کیلومتر زمین رسیده‌ایم.» در این گزارش به چند تغییردهنده احتمالی جهان که ممکن است در سال 2015 ظهور کنند، اشاره شده است.

13 پیش‌بینی علمی سال 2015
1- موشک‌های قابل استفاده مجدد تحت آزمایش اسپیس‌ایکس می‌توانند آینده سفر فضایی را دگرگون کنند

اگر انسان بتواند مستعمره‌ای در مریخ بسازد، به موشک‌های فرودگری نیاز خواهد داشت که برای سفر بازگشت به زمین قابل استفاده مجدد باشند. همچنین چنین موشک‌هایی هزینه‌های سفرهای فضایی را بسیار کاهش خواهند داد.

درحالیکه موشک مرحله اول – انتها یا بزرگترین بخش موشک در پرتاب‌های خاص – هیچگاه برای استفاده مجدد بازیابی نشده بودند اما الون ماسک و شرکت اسپیس‌ایکس قصد دارند امسال این رویه را تغییر دهند.

این شرکت در روز 20 دی 93 با موفقیت توانست موشکی را مستقیما از ارتفاع حدود 80 کیلومتری بر روی یک کشتی در اقیانوس فرود آورد اما به دلیل برخورد سختی که با آن داشت، دیگر قابل استفاده نیست. اما سازندگان همچنان این تجربه را دارای پتانسیل خوب برای موفقیت‌های آینده می‌دانند و قصد دارند در طول سال جاری چندین پرتاب و فرود متعاقب را بر روی پلت‌فرمهای دریایی انجام دهند.

ماسک در اخبار دیگر اظهار کرده بود که شرکت اسپیس‌ایکس امیدوار است برنامه‌های سیستم انتقال مریخ را که کاملا متفاوت از سیستم‌های فالکون و دراگون است، معرفی کنند.

2- اولین نسخه از ربات C-3PO در فوریه به فروش می‌رسد

شرکت ژاپنی Softbank فروش ربات انسان‌نمای «فلفل» خود را که توسط شرکت فرانسوی Aldebaran Robotics ساخته شده، آغاز خواهد کرد. فلفل از موتور حسی برخوردار بوده که از هوش مصنوعی برای کمک به یادگیری احوالات انسان از طریق سرنخ‌های چهره و تجربیات قبلی استفاده می‌کند و همچنین به راحتی به زبان‌های ژاپنی، انگلیسی، اسپانیایی و فرانسوی را صحبت می‌کند.

اگرچه این ربات بیشتر به عنوان یک همراه تا یک یاور طراحی شده و برای مثال توانایی بهتری در خواندن دستورالعمل‌ها نسبت به استفاده از ابزار برای پخت غذا دارد، در طول زمان با افزوده شدن ابزارها و قابلیت‌های جدید از توانایی‌های بیشتری برخوردار خواهد شد.

3- اطلاعات بیشتری در مورد جهان نامرئی که آینه جهان ماست، بدست خواهیم آورد

برخورددهنده بزرگ هادرونی در ماه مارس پس از دو سال وقفه روشن خواهد شد و ذرات را با دو برابر قدرت بیشتر از قبل به هم خواهد کوبید. کسی نمی‌داند چه دانشی از این طریق بدست خواهد آمد اما یکی از احتمالات شامل کشف ذرات مرتبط با ماده تاریک است.

همچنین، وجود یا غیاب ذرات خاص می‌تواند نظریه ابرتقارن را ثبت یا رد کند که بر اساس آن یک جهان آینه جهان ما وجود دارد که از ذرات نامرئی دارای جرم ساخته شده و با آنچه قابل مشاهده بوده، مرتبط است.

4- بخش‌هایی از نظریه نسبت اینشتین بسته به کشف یا عدم کشف امواج گرانشی، اثبات یا رد خواهد شد

اگر فیزیک همانطور که اینشتین می‌گوید کار کند، باید امواج گرانشی در حال حرکت در فضا-زمان وجود داشته باشد. دو آزمایش در سال 2015 به ارائه بینش بهتر از این امواج خواهند پرداخت.

در ماه ژوئیه، فضاپیمای رهیاب لیسا برای آزمایش فناوری یک رصدخانه فضایی امواج گرانشی پرتاب خواهد شد.

بر روی زمین نیز حساس‌ترین آشکارسازهای موج گرانشی ساخته‌شده تاکنون موسوم به آشکارسازهای پیشرفته لیگو (LIGO) روشن خواهند شد.

5- نزدیکترین رصد از پلوتو و سرس انجام خواهد شد

ماموریت نیوهورایزنز (New Horizons) که در ژانویه 2006 و هشت ماه قبل از آنکه پلوتو سیاره نامیده شود، به فضا پرتاب شده بود، در ژوئیه پس از طی یک سفر پنج میلیارد کیلومتری به این سیاره کوتوله خواهد رسید.

این ماموریت به ثبت تصاویری از سطح و بزرگترین قمر آن، شارون، پرداخته و سپس برای کمربند کوییپر به مسیر خود ادامه خواهد داد.

در ماه آوریل نیز کاوشگر داون ناسا به سرس خواهد رسید که بزرگترین سیارک در کمربند بین مریخ و مشتری است و تصور می‌شود در زیر پوسته خود از یخ آب برخوردار است.

6- بدترین شیوع ابولا متوقف خواهد شد

شیوع ابولا در گینه، لیبریا و سیرا لونا کاملا تحت کنترل درآمده است. آزمایشات دارویی در حال انجام بوده و کارآزمایی‌های بالینی واکسن بزودی آغاز خواهند شد. امید است این اخبار در کنار اقدامات ارتقایافته بهداشت عمومی بتواند تفاوت بارزی را در جهت توقف بدترین شیوع ابولا که تاکنون دیده شده، ایجاد کند.

7- سازمان فدرال هوانوردی آمریکا قوانین حریم هوایی برای پهپادها وضع خواهد کرد

کنگره آمریکا سازمان فدرال هوانوردی این کشور را موظف کرده که تا ماه سپتامبر راهی را برای ادغام پهپادها به حریم هوایی آمریکا پیدا کرده تا نه تنها انتقال بسته‌های پستی با آن‌ها را به واقعیت تبدیل کنند، بلکه همچنین کاربردهای دیگری برای دانشمندان از جمله مشاهده حیات وحش، اولید نقشه و نظارت بر مناطق بیابانی داشته باشند. اگرچه نشانه‌هایی وجود دارد که سازمان هوانوردی با وجود مقررات قانونی، به ضرب‌الاجل تعیین شده نخواهد رسید.

8- جهان به توافق‌نامه جدیدی برای محدود کردن تاثیرات تغییر آب‌وهوایی خواهد رسید

زمینه برای یک توافق‌نامه بین‌المللی در نشست‌های سازمان ملل در پاریس که ماه دسامبر برگزار خواهند شد، به منظور تلاش و محدود کردن انتشارات گازهای گلخانه در آینده پی‌ریزی شده است که از سال 2020 لازم‌الاجرا خواهد شد.

دو منتشرکننده بزرگ دی‌اکسیدکربن جهان یعنی چین و آمریکا در حال حاضر قراردادی را امضا کرده‌اند که این توافق‌نامه را ساده‌تر خواهد کرد. سوال موجود این است که با افزایش یافتن دی‌اکسیدکربن جوی به بیش از 400 بخش در بیشتر بخش‌های نیمکره شمالی در اکثر اوقات سال، آیا هرگونه اقدامی می‌تواند کافی باشد؟

9- بررسی ژنوم کامل یک انسان 400 هزار ساله برای یادگیری بیشتر در مورد اصلاح نژاد گونه‌های انسانی

متخصصان ژنتیک انسان‌شناسی در تلاش برای تعیین توالی کل ژنوم بقایای یک انسان Sima de Los Huesos هستند که در غاری در شمال اسپانیا کشف شده است.

این کار بسیار مشکل بوده و هنوز مشخص نیست که آیا این کار امکان‌پذیر است یا خیر، اما این پروژه می‌تواند چیزهای بیشتری در مورد پیوند گونه‌های انسان باستانی و باقی ماندن نژاد کنونی انسان آموزش دهد.

10- درمان ایدز به واقعیت نزدیکتر خواهد شد

ایدز همچنان قاتل عفونی برجسته جهان محسوب می‌شود اما اقدامات مهمی که در زمینه تشخیص و درمان انجام شده به این معنی است که در نقطه عطفی در مبارزه علیه ویروس اچ‌آی‌وی قرار داریم.

13 پیش‌بینی علمی سال 2015
آزمایشگاههای تشخیصی به اندازه کوله‌پشتی قرار است وارد آفریقا شوند و داروهای جدید مانند Truvada می‌توانند از ابتلای افراد به ایدز در جایگاه اول جلوگیری کنند.

همچنین اگرچه سالها تلاش دانشمندان برای تولید واکسن هنوز به نتیجه نرسیده، اما به گفته محققان، بینش‌های جدید در مورد ساختار پروتئین‌های خاص اچ‌آی‌وی توانسته آن‌ها را بیش از گذشته در مسیر تولید یک واکسن واقعی قرار دهد.

11- واکسن تب دانگ در دسترس قرار خواهد گرفت

اگرچه تب دانگ همیشه مرگبار نیست، اما بیماری بسیار دردناکی است که نیمی از جمعیت جهان در خطر ابتلا به آن قرار دارند. همچنین این بیماری سالانه 20 هزار نفر را از بین برده و یکی از عوامل پیشتاز مرگ کودکان در کشورهای خاص به شمار می‌رود. اما واکسنی تولید شده که در برابر 60 درصد موارد عادی تب دانگ و 95.5 درصد گونه مرگبار و شدید این بیماری محافطت می‌کند.

این واکسن در نیمه دوم سال در دسترس قرار خواهد گرفت.

12- پروژه‌های پژوهشی بزرگ در زمینه هوش مصنوعی اولیم گامهای خود را برخواهند داشت.

با تولید هوش مصنوعی در سطوح انسانی، جهان دیگر مشابه قبل نخواهد بود و برخی دانشمندان بر این گمانند که زمان آن بزودی فرا خواهد رسید.

موسسه هوش مصنوعی آلن در سیاتل به برپایی یکی از سه برنامه آزمایشی هوش مصنوعی موسوم به پژوهشگر معنایی خواهد پرداخت که برای کمک به محققان در مواجهه با سیل تحقیقات جدیدی که به طور مداوم در جهان علمی منتشر می‌شوند، طراحی شده است.

علاوه بر آن، یک پژوهش جدید 100 ساله در مورد هوش مصنوعی به انتشار اولین گزارش خود در سال جاری خواهد پرداخت.

اواخر سال 2014، اریک هورویتز یک پژوهش 100 ساله را در دانشگاه استنفورد در مورد تاثیرات آینده هوش مصنوعی آغاز کرد. محققان اولین تحلیل خود در مورد حالت کنونی و آینده هوش مصنوعی را در اواخر سال 2015 منتشر خواهند کرد.

13- موسسات و پروژه‌های مرتبط با تحقیقات تغییردهنده جهان اولین گامهای خود را خواهند برداشت

در آمریکا، موسسه 100 میلیون دلاری علوم سلولی آلن برای نخستین بار به اجزای سازنده پایه حیات نگاه خواهد کرد.

در بریتانیا، موسسه ملی گرافن افتتاح خواهد شد و در آن به بررسی این ماده پرداخته خواهد شد که در نهایت می‌تواند همه چیز از فناوری سلول سوختی تا باتری و نیروی محاسباتی را دگرگون کند.

در فرانسه نیز تیم‌ها به مونتاژ اجزا برای ساخت پروژه انرژی همجوشی Iter خواهند پرداخت که بزرگترین راکتور گرماهسته‌ای ساخته شده تاکنون خواهد بود. 

پروژه ناسا برای ارسال زیردریایی به تیتان قمر زحل برای اکتشاف در اقیانوسهای متانی آن

ناسا به زحل زیردریایی می‌فرستد (از همشهری آنلاین)

دانش > فضا - همشهری آنلاین:
ناسا در راستای اجرای پروژه اکتشافی‌اش در یکی از مشهورترین قمرهای سیاره زحل، قصد دارد زیردریایی روباتیکی را روانه دریاچه‌های متانی و اتانی قمر تیتان سازد.

براساس گزارش دیسکاوری، قمر تیتان تنها قمر در سامانه خورشیدی است که از اتمسفر قابل توجهی برخوردار است، اتمسفری که از چرخه متانی مخصوص به خود برخوردار است، درست مانند چرخه آب در زمین. در این قمر متان به شکل مایع وجود دارد و باران‌های متانی روی مناظر طبیعی هیدروکربنی این قمر باریده و رودها و دره‌ها و دریاها را شکل می‌دهد.

تاکنون چندین دریای تیتان توسط فضاپیمای کاسینی ناسا مورد مطالعه قرار گرفته‌است. تعدادی از این دریاها تنها چند متر عمق دارند، درحالی‌که عمق تعدادی دیگر به 200 متر نیز می‌رسد. این بیشترین عمقی است که تجهیزات راداری کاسینی توانسته به آن نفوذ کند.

از این رو اگر دانشمندان بخواهند تیتان را به دقت مورد مطالعه قرار دهند، باید راهی برای ورود به اعماق دریاهای این قمر بیابند تا بتوانند اسرار نهفته در آنها را هویدا سازند.

تیم گلین کمپاس ناسا در سمپوزیوم طرح‌های پیشرفته نوآورانه، NIAC، طرح زیردریایی را به نمایش گذاشت که می‌تواند در ماموریت احتمالی به بزرگترین دریای این قمر، دریای کراکن، مورد استفاده قرار گیرد. این زیردریایی خودکار برای سفری 90 روزه تا عمق دو هزار کیلومتری این دریای وسیع و عمیق طراحی شده‌است.

از آنجایی که این زیردریایی باید مدت زمانی طولانی را در زیر متان مایع شناور باشد، باید از مولد‌های رادیوایزوتوپ برخوردار باشد، منبعی که حرارت ناشی از سوخت رادیواکتیو را به برق تبدیل می‌کند. تکنولوژی که در فضاپیماهایی مانند کاسینی و مریخ‌نورد کنجکاوی نیز وجود دارد.

زمانی که زیردریایی در اعماق دریا نفوذ می‌کند، توانایی خود را در برقراری تماس با زمین از دست خواهد‌داد، از این رو باید به اندازه‌ کافی انرژی داشته باشد تا به صورت منظم به سطح دریا بیاید. اما دریای کراکن دریای آرامی نیست که برای دریانوردی آرام مناسب باشد، این دریا از امواج خروشانی برخوردار است و نشانه‌هایی از جزر و مد نیز در آن دیده می‌شود که تمامی این ویژگی‌ها می‌توانند برای زیردریایی چالش‌برانگیز باشند. بسیاری از این چالش‌ها در حین طراحی زیردریایی‌های زمینی برطرف شده‌اند، اما از آنجایی که دریاهای تیتان بسیار سرد بوده و درجه حرارت آنها نزدیک به درجه انجماد متان است، زیردریایی به سیستم احتراقی پیستونی ویژه‌ای نیاز خواهد‌داشت.

یک دهه پس از آنکه کاوشگر هیوژن اروپا روی سطح تیتان فرود آمد و از اتمسفر غبارآلود و وهم‌انگیز آن عکسبرداری کرد، برنامه‌های اندکی برای بازگشت به این سرزمین وسوسه‌انگیز ارائه شد. از این رو درصورتی که پروژه‌ای اینچنینی در راستای بازگشت به تیتان و نمونه‌برداری از اعماق دریاهای آن محقق شود، شاید بتوان مدارک قابل قبولی از وجود مولکول‌های حیات در این قمر به دست آورد.