عضو شوید

عضویت سریع

به وبلاگ من خوش آمدید......با سپاس مدیریت وبلاگHamed20......

براي اطلاع از آپيدت شدن وبلاگ در خبرنامه وبلاگ عضو شويد تا جديدترين مطالب به ايميل شما ارسال شود

بانک مقالات علمیMyscience

نظرشماراجب به این سایت چیست؟


	آمار وب سایت:
	بازدید امروز : 20 بازدید دیروز : 0 بازدید هفته : 20 بازدید ماه : 22 بازدید کل : 28496 تعداد مطالب : 43 تعداد نظرات : 0 تعداد آنلاین : 1

آمار مطالب

:: کل مطالب : 43
:: کل نظرات : 0

آمار کاربران

:: افراد آنلاین : 1
:: تعداد اعضا : 0

کاربران آنلاین

آمار بازدید

:: بازدید امروز : 20
:: باردید دیروز : 0
:: بازدید هفته : 20
:: بازدید ماه : 22
:: بازدید سال : 207
:: بازدید کلی : 28496

لگاریتم و کاربردهای آن در زندگی((ریاضی))

نوشته شده توسط : حامد

لگاریتم و کاربردهای آن در زندگی

نظریه ها و قاعده های ریاضی، با کشف خود «هستی» پیدا می کنند، آن ها تنها وجود دارند و اغلب بدون کاربردند. دیر یا زود، و گاهی بعد از صدها و هزارها سال، این موجودات ریاضی به «صفت» تبدیل می شوند و کاربرد خود را در زندگی و عمل، در سایر دانش ها، در صنعت و هنر پیدا می کنند.«اویلرشاید ۳۸۰ سال پیش کسی فکر نمی کرد لگاریتمی که در رابطه با نیاز محاسبات عملی کشف شد در آینده کاربردهای وسیعی پیدا کند.
شاید هیچوقت کپلر فکر نمی کرد که جدول هایی را که برای ساده کردن محاسبات طولانی در تعیین مدار مریخ و یا کارهای اخترشناسی دیگرش تنظیم کرد، جرقه ای این چنین را در ریاضیات ایجاد کند.
یا شاید لاپلاسی که گفت: “لگاریتم طول زندگی اخترشناسان را چند برابر کرد” نمی دانست که نه تنها طول زندگی اخترشناسان بلکه دریانوردان، بازرگانان، موسیقیدانان، شیمیدانان، ریاضیدانان، زمین شناسان و حتی همه ی انسان های کره ی زمین را چند برابر کرد.
بدیهی است که تا نیاز به چیزی احساس نشود آن چیز کشف و اختراع نمی گردد، در واقع هرکدام از علومی که با آن روبه رو هستیم هریک به مقتضای نیازی و با توجه به هدف خاصی پیکر بندی شده اند.
لگاریتم نیز با توجه به محاسبه های طولانی و ملال آوری که دانشمندان سده های شانزدهم و هفدهم میلادی با آن سر و کار داشتند، بوجود آمد. این محاسبه ها وقت و نیروی زیادی را از دانشمندان تلف می کرد و همیشه دانشمندان در ذهن داشتند که چطور می شود بدون انجام چنین محاسبات پیچیده و دشواری و آن هم در کمترین زمان ممکن به جواب مطلوب دست یابند. گفته می شود که حتی در قرن هشتم هندی ها با محاسبات مربوط به لگاریتم آشنایی داشتند اما این کلمه و مفهوم مربوط می شود به قرن شانزدهم .جدول هایی نیز در این زمینه بوجود آمد و شاید همین تلاش ها و نیازها بود که سر انجام به کشف لگاریتم انجامید تا آن جا که دو دانشمند به طور همزمان و بدون اینکه از کار یکدیگر آگاه باشند موفق به کسب چنین افتخاری گشتند اولی جان نپر و دیگری بورگی.
اما اصطلاح لگاریتم نشات گرفته از فعالیت های نپر است که از واژه ی یونانی «لوگوس» به معنی نسبت و «ارتیوس» به معنی عدد گرفته شده است. او همچنین بجای لگاریتم از اصطلاح عدد ساختگی نیز استفاده می کرد. نپر چکیده ی کارهای خود را در کتابی با عنوان «شرح جدول های عجیب لگاریتمی» چاپ کرد و به دنیا نمایاند.

عدد e (مبنای لگاریتم طبیعی) نیز در چنین سال هایی چشم به جهان و جهانیان گشود. گفته می شود کاشف عددe آن گونه که برخی می پندارنداویلر نبوده است بلکه خود نپر بحث مربوط به لگاریتم طبیعی و عدد e را در یکی از نوشته هایش پیش کشیده است.
بعد از آشکار شدن لگاریتم به جهانیان ابزارهایی برای آسانتر کردن محاسبات لگاریتمی کشف شد که از آن جمله می توان به خط کش لگاریتمی ساخته ی گونتر انگلیسی اشاره نمود. امروزه نیز با استفاده از ماشین حساب و با فشردن یک کلید میتوان عمل لگاریتم گرفتن را به آسانی و سرعت انجام داد.
با ورود لگاریتم به دنیای ریاضیات و آشنا شدن مردم و دانشمندان با آن، این شاخه کاربردهای زیادی را در زندگی روزمره پیدا کرد. چنانکه امروزه لگاریتم در حسابداری و در تعیین بهره ی مرکب و نیز مسائل مالی کاربرد فراوانی یافته است. همان زمان که لگاریتم اختراع شده بود اویلر رابطه ی بین عدد e و بهره ی مرکب را دریافت و فهمید که حد بهره به سمت عددی متناسب (یا مساوی در شرایط خاص) ، که همان عدد e است میل می کند. همچنین از لگاریتم در مدلسازی و بازار یابی سهمی استفاده می شود. مدلسازی ایجاد الگو و تمثیلی برای تجسم واقعیت های خارجی است که در مسائل مربوط به ریاضیات و حسابداری کاربرد دارد.

درادامه ی مبحث کاربردهای لگاریتم شاید جالب باشد که بدانیم لگاریتم درهنرنیزکاربرد پیدا می کند. میدانیم درموسیقی برای بیان فشارصوت از دسیبل(Decibel ) استفاده می شود. اصطلاح دسیبل که در بسیاری از مباحث فیزیک موسیقی و نیز به هنگام استفاده از اعمال ضبط و افکت در استودیوهای موسیقی کاربرد دارد در واقع از یک محاسبه ی لگاریتمی فوق العاده آسان قابل محاسبه است.

اصطلاح دسیبل برای مقایسه ی نسبت بین دو مقدار در علوم فیزیک، الکترونیک و بسیاری از رشته های مهندسی استفاده می شود. گفتیم دسیبل در فیزیک صوت کاربرد زیادی دارد، یکی از دلایل استفاده از لگاریتم در این شاخه این است که از آن جایی که هر دو مقداری که قرار است با هم مقایسه شوند دارای ابعاد فیزیکی یا دیمانسیون(Dimention) یکسان هسنتد خارج قسمت آن ها عدد خالص و بدون واحد است، لذا می توان از خارج قسمت آن ها لگاریتم گرفت تا بتوان ساده تر مقادیر بسیار کوچک یا بسیار بزرگ را با هم مقایسه کرد، بدون این که از رقم ها و عددهای بزرگ و کوچک استفاده شود.

بعبارتی دیگر می توان گفت دسیبل واحدی است برای تغییر حجم صدا. البته قبلا برای این کار از واحد بل(مخترع تلفن) استفاده می شد.

کاربردهای لگاریتم در موسیقی در این جا پایان نمی یابد. مثلا لگاریتم در بیان سطح فشار صوت (Sound pressure level) کاربرد می یابد که در آن از معیاری به نام SPL یا سطح فشار صوت استفاده می شود.

همچنین، ساوار موسیقیدان و فیزیکدان فرانسوی که واحد سنجش فواصل موسیقی به نام اوست با استفاده از یکی از خاصیت های لگاریتم(لگاریتم حاصلضرب برابرست با حاصل جمع لگاریتم ها) توانست فواصل موسیقی را با هم جمع یا تفریق کند. بعدها برای اینکه جمع و تفریق آن ها از حالت اعشاری خارج شود واحد «سناوار» را مرسوم کردند.

از مهمترین کاربردهای لگاریتم میتوان به کاربرد آن در علم زلزله شناسی اشاره نمود. مشکلات زیادی در اندازه گیری بیشینه ی دامنه وجود داشت که به توصیه ی گوتنبرگ دانشمند برجسته ی زمین لرزه شناسی اندازه گیری آن بصورت لگاریتم اعشاری انجام شد، امروزه در رابطه ی مقیاس بندی ریشتر و محاسبه ی بزرگی زلزله به لگاریتم بر می خوریم. سال ها بعد چارلز ریشتر زلزله شناس آمریکایی یک مقیاس لگاریتمی را برای سنجش زلزله تعیین کرد که هنوز هم مورد استفاده است و به نام خودش(ریشتر) معروف است. زلزله شناسان نیز انرژی آزاد شده بوسیله ی زلزله، دامنه و فاصله ی زلزله (کانون زلزله) را با محاسبات لگاریتمی اندازه گیری می کنند. البته بزرگی زلزله یک درجه ی قرار داری است اما می توان از طریق آن و بطور نسبی زمین لرزه ها را با یکدیگر مقایسه نمود.

اما باید گفت پرکاربرد ترین علمی که از لگاریتم در آن استفاده می شود شیمی تجزیه است. در شیمی تجزیه بارها و بارها با لگاریتم و عمل لگاریتم گیری مواجه می شویم از آن جمله می توان به استفاده از لگاریتم در اندازه گیری PH ، توابعP ،معادله ی دبای-هوکل که با استفاده از آن می توان ضرایب فعالیت یون ها را از طریق بار و میانگین اندازه ی آن ها محاسبه کرد اشاره نمود.

کاربردهای لگاریتم تنها به موارد اشاره شده در این مقاله ختم نمی شود چنانچه لگاریتم در علوم زیستی، نجوم و در اخترشناسی جهت اندازه گیری فاصله بین ستارگان و سیاره ها، آمار، علوم کامپیوتر، زمین شناسی و… نیز کاربرد می یابد ، چه بسا کاربردهای دیگری را که در آینده از لگاریتم شاهد خواهیم بود.

:: بازدید از این مطلب : 139

امتیاز مطلب : 44

تعداد امتیازدهندگان : 13

مجموع امتیاز : 13

تاریخ انتشار : یک شنبه 15 اسفند 1389 | نظرات ()

نكات آمار و احتمال((ریاضی))

نوشته شده توسط : حامد

نكات آمار و احتمال

آمار رشته وسیعی از ریاضی است كه راههای جمع آوری، خلاصه سازی و نتیجه گیری از داده ها را مطالعه می كند. این علم برای طیف وسیعی از علوم دانشگاهی از فیزیك و علوم اجتماعی گرفته تا انسان شناسی و همچنین تجارت، حكومت داری و صنعت كاربرد دارد.
هنگامی كه داده ها جمع آوری شدند چه از طریق یك شیوه نمونه گیری خاص یا به وسیله ثبت پاسخ ها در قبال رفتارها در یك مجموعه آزمایشی ( طرح آزمایشcf ) یا به وسیله مشاهده مكرر یك فرایند در طی زمان ( سری های زمانی ) خلاصه های گرافیكی یا عددی را می توان با استفاده از آمار توصیفی به دست آورد.
الگوهای موجه در داده ها سازمان بندی می شوند تا استنباط در مورد جمعیت های بزرگتر به دست آید كه این كار با استفاده از آمار استنباطی صورت می گیرد و تصادفی بودن و عدم حتمیت در مشاهدات را شناسایی می كند. این استنباط ها ممكن است به شكل جوابهای بله یا خیر به سؤالات باشد ( آزمون فرض )، مشخصه های عددی را برآورد كند ( تخمین ) ، پیش گویی مشاهدات آتی باشد، توصیف پیوند ها باشد ( همبستگی ) ویا مدل سازی روابط باشد ( رگرسیون ).
شبكه توصیف شده در بالا گاهی اوقات به عنوان آمار كاربردی اطلاق می شود. در مقابل، آمار ریاضی ( یا ساده تر نظریه آماری ) زیر رشته ای از ریاضی كاربردی است كه از تحلیل و نظریه احتمال برای به كارگیری آمار برروی یك پایه نظری محكم استفاده می كند.

● احتمال
كلمه احتمال از كلمه لاتین probare ( به معنی اثبات یا آزمایش كردن ) منشأ می گیرد. در زبان محاوره، احتمال یكی از چندین لغتی است كه برای دانسته یا پیشامدهای غیر حتمی به كار میرود و كم و بیش با لغاتی مثل مشابه، با ریسك، خطرناك، نامطمئن، مشكوك و بسته به متن قابل معاوضه می باشد. شانس، بخت و شرط بندی از لغات دیگری هستند كه نشان دهنده برداشت های مشابهی هستند. همانگونه كه نظریه مكانیك تعاریف دقیقی از عبارات متداولی مثل كار و نیرو دارد، نظریه احتمال نیز تلاش دارد تا برداشت های احتمال را كمیت سازی كند.

● روش های آماری

۱) مطالعات تجربی و مشاهداتی
ـ هدف كلی برای یك پروژه تحقیقی آماری، بررسی حوادث اتفاقی بوده و به ویژه نتیجه گیری روی تأثیر تغییرات در مقادیر شاخص ها یا متغیر های مستقل روی یك پاسخ یا متغیر وابسته است. دو شیوه اصلی از مطالعات آماری تصادفی وجود دارد : مطالعات تجربی و مطالعات مشاهداتی . در هر دو نوع از این مطالعات، اثر تغییرات در یك یا چند متغیر مستقل روی رفتار متغیر های وابسته مشاهده می شود. اختلاف بین این دو شیوه درچگونگی مطالعه ای است كه عملاً هدایت می شود.
ـ یك مطالعه تجربی در بردارنده روش های اندازه گیری سیستم تحت مطالعه است كه سیستم را تغییر می دهد و سپس با استفاده از روش مشابه اندازه گیری های اضافی انجام می دهد تا مشخص سازد كه آیا تغییرات انجام شده، مقادیر شاخص ها را تغییر می دهد یا خیر. در مقابل یك مطالعه مشاهداتی، مداخلات تجربی را در بر نمی گیرد. در عوض داده ها جمع آوری می شوند و روابط بین پیش بینی ها و پاسخ بررسی می شوند.
ـ یك نمونه از مطالعه تجربی، مطالعات Hawthorne مشهور است كه تلاش كرد تا تغییرات در محیط كار را در كمپانی الكتریك غربی Howthorne بیازماید. محققان علاقه مند بودند كه آیا افزایش نور می تواند كارایی را در كارگران خط تولید افزایش دهد. محققان ابتدا كارایی را در كارخانه اندازه گیری كردند و سپس میزان نور را در یك قسمت از كارخانه تغییر دادند تا مشاهده كنند كه آیا تغییر در نور می تواند كارایی را تغییر دهد. به واسطه خطا در اقدامات تجربی، به ویژه فقدان یك گروه كنترل، محققان در حالی كه قادر نبودند آنچه را كه طراحی كرده بودند، انجام دهند توانستند كه محیط را با شیوه Hawthorne آماده سازند.
ـ یك نمونه از مطالعه مشاهداتی، مطالعه ایست كه رابطه بین سیگار كشیدن و سرطان ریه را بررسی می كند. این نوع از مطالعه به طور اختصاصی از یك آمار گیری ( پیمایش ) استفاده می كند تا مشاهدات مورد علاقه را جمع آوری كند و سپس تجزیه و تحلیل آماری انجام دهد. در این مورد، محققان مشاهدات افراد سیگاری و غیر سیگاری را جمع آوری می كنند و سپس به تعداد موارد سرطان ریه در هر دو گروه توجه می كنند.
مراحل پایه برای انجام یك تجربه عبارتند از :
ـ برنامه ریزی تحقیق شامل تعیین منابع اطلاعاتی، انتخاب موضوع تحقیق و ملاحظات اخلاقی برای تحقیق و روش پیشنهادی.
ـ طراحی آزمون شامل تمركز روی مدل سیستم و اثر متقابل متغیر های مستقل و وابسته.
ـ خلاصه سازی از مجموعه مشاهدات برای جامعیت بخشیدن به آنها با حذف جزئیات ( آمار توصیفی ).
ـ رسیدن به اجماع در مورد آنچه مشاهدات درباره دنیایی كه مشاهده می كنیم به ما می گویند ( استنباط آماری ).
ـ ثبت و ارائه نتایج مطالعه.

۲) سطوح اندازه گیری

چهار نوع یا مقیاس اندازه گیری در آمار استفاده می شود. چــهار نوع یا سطح اندازه گیری ( ترتیبی، اسمی، بازه ای و نسبی ) دارای درجات متفاوتی از سودمندی در تحقیقات آماری دارند. اندازه گیری نسبی در حالی كه هم یك مقدار صفر و فاصله بین اندازه های متفاوت تعریف می شود بیشترین انعطاف پذیری را در بین روش های آماری دارد كه می تواند برای تحلیل داده ها استفاده شود. مقیاس تناوبی با داشتن فواصل معنی دار بین اندازه ها اما بدون داشتن میزان صفر معنی دار ( مثل اندازه گیری IQ یا اندازه گیری درجه حرارت در مقیاس سلسیوس ) در تحقیقات آماری استفاده می شود.

۳) تكنیك های آماری
بعضی از آزمون ها و روش های آماری برای مشاهدات تحقیقی آماری شناخته شده عبارتند از :
▪ آزمون تی استیودنت
▪ آزمون توان دوم كای ( خی دو )
▪ آنالیز واریانس ( ANOVA)
▪ آزمون Mann-Whitney U
▪ تحلیل رگرسیون
▪ همبستگی
▪ آزمون كمترین تفاوت معنی دار ( LSD ) فیشر
▪ ضریب همبستگی حاصل ضرب گشتاوری پیرسون
▪ ضریب همبستگی رتبه ای اسپیرمن

نظریه عمومی احتمال به دو اصل وابسته تقسیم می شود :

▪ احتمال كتّره ای : كه نشان دهنده احتمال پیشامدهای آینده است كه به وسیله بعضی از پدیده های فیزیكی تصادفی هدایت می شود. این اصل را می توان به پدیده های فیزیكی كه با اطلاعات كافی اصولاً قابل پیش بینی اند و پدیده هایی كه اساساً قابل پیش بینی نیستند تقسیم بندی كرد. نمونه هایی از نوع اول شامل پرتاب تاس یا بازی رولت در قمار است و یك مثال از نوع دوم از بین رفتن ماده رادیو اكتیویته است.

▪ احتمال شناختیك : كه نشان دهنده عدم قاطعیت ما در مورد گزاره ای است وقتی كه فرد آگاهی كامل از شرایط اتفاقی ندارد. چنین گزاره هایی ممكن است در مورد پیشامدهای گذشته یا آینده باشد اما نیاز به آن نیست. بعضی مثال ها از احتمال شناختیك آنهایی هستند كه در آن ها یك احتمال به گزاره ای داده می شود كه در آن یك قانون پیشنهادی فیزیك به وقوع پیوسته است و تعیین اینكه چقدر احتمال است كه یك مظنون بر اساس شواهد موجود مرتكب جنایت شده باشد.
یك سؤال كلی وجود دارد كه آیا احتمال كتره ای به واسطه عدم توانایی ما در پیش بینی دقیق نیروهایی كه ممكن است وقوع مرگ را متأثر سازند به احتمال شناختیك تبدیل شود یا اینكه چنین عدم اطمینانی در ماهیت خود واقعیت وجود دارد به ویژه در پدیده های كوانتومی كه توسط اصل عدم حتمیت هایزنبرگ بیان شده است.هرچند قوانین ریاضی مشابهی صرفنظر از تفسیر انتخاب شده اعمال می شوند، گزینه انتخابی از نظر احتمال مورد استفاده دارای معانی مهمی است كه برای مدل سازی دنیای واقعی به كار می رود.

● فرموله سازی احتمال

مانند سایر نظریه ها، نظریه احتمال نمادی از اصول احتمال در عبارات رسمی - عباراتی كه جدا از معنیشان كاربرد داشته باشند – است. این عبارات رسمی به واسطه قوانین ریاضی و منطق متأثر می شوند و هر نتیجه ای از آن بر اساس دامنه مسئله تفسیر و برداشت می شود.
حداقل دو تلاش موفق برای فرموله كردن احتمال انجام شده است كه به نام فرمول بندی كلموگروف و كاكس نامیده می شوند. در فرمول بندی كلموگروف، مجموعه ها به صورت پیشامدها و احتمال خود به عنوان معیاری روی یك سری از مجموعه ها تفسیر می شود. در فرمول بندی كاكس، احتمال به عنوان یك مقدمه اولیه قلمداد می شود ( به این معنی كه بعداً آنالیز نمی شود ) و تأكید بر روی ساخت یك رابطه سازگار از مقادیر احتمال برای گزاره ها می باشد.
در هر دو مورد، قوانین احتمال مشابه هستند به جز در مورد جزئیات عملی :
▪ احتمال عددی بین 0 و 1 می باشد.
▪ مجموع احتمال یك پیشامد یا گزاره و مكمل آن برابر 1 است؛ و
▪ احتمال مشترك دو پیشامد یا گزاره برابر با حاصل ضرب احتمال یكی از آن ها و احتمال دومی است به شرطی كه اولی رخ دهد.

● نمایش و تفسیر مقادیر احتمال

      احتمال یك پیشامد عموماً به صورت یك عدد حقیقی بین 0 و 1 نمایش داده می شود. یك پیشامد غیر محتمل دارای یك احتمال دقیقاً 0 و یك پیشامد حتمی دارای یك احتمال 1 است، اما عكس آن همیشه صادق نیست؛ پیشامدهای با احتمال 0 همیشه غیر ممكن نیستند و همچنین پیشامدهای با احتمال 1 همیشه واقعیت نمی پذیرند.
      اغلب احتمالاتی كه عملاً رخ می دهند اعدادی بین 0 و 1 هستند كه نشان دهنده موقعیت پیشامد روی پیوستگی بین غیر ممكن و حتمیت است. هر چه احتمال پیشامد به 1 نزدیكتر باشد، احتمال وقوع آن بیشتر است.
     مثلاً اگر احتمال وقوع دو پیشامد متقابلاً ناسازگار یكسان تصور شود مثل رو یا پشت در پرتاب سكه، ما می توانیم احتمال هر پیشامد را به صورت 1 از 2 یا %50 یا ½ نمایش دهیم.
    احتمالات مشابهاً به صورت بخت ها هم نمایش داده می شوند كه نسبت احتمال یك پیشامد به احتمال سایر پیشامدهاست. بخت رو شدن در پرتاب سكه (1/2)/(1 - 1/2) است كه مساوی با 1/1 است كه به صورت بخت 1 به 1 نمایش داده می شود و اغلب به صورت 1:1 نوشته می شود.
     بخت های a:b برای یك پیشامد معادل با احتمال a/(a+b) است. مثلاً بخت 1:1 معادل با احتمال ½ است و نمایش 3:2 معادل با احتمال 3/5 است.
       این سؤال عملاً باقی می ماند كه از احتمال چه انتظاری می توان داشت و چگونه از اعداد و ارقام می توان استفاده كرد. این سؤال همان تفاسیر و برداشت های از احتمال است. افرادی هستند كه مدعیند احتمال را می توان بر هر نوع از گزاره های منطقی غیر حتمی به كار برد كه همان استنباط بیزی است. در مقابل، افرادی هستند كه با این ایده توافق دارند كه احتمال برای پیشامدهای تصادفی همانند برآمد بعضی آزمایش های تصادفی خاص كاربرد دارد؛ به عنوان مثال نمونه گیری از یك جمعیت كه این تفسیر فراوانی گراست. چندین تفسیر دیگر نیز وجود دارد كه فرم اصلاح شده ای از یكی از این دو تفسیر هستند و در حال حاضر از مقبولیت كمتری برخوردار هستند.

● توزیع ها

     توزیع احتمال، تابعی است كه احتمال را به پیشامدها یا گزاره ها تخصیص می دهد. برای هر مجموعه از پیشامدها یا گزاره ها راه های مختلفی برای تخصیص احتمالات وجود دارد به طوری كه شانس یك توزیع یا دیگری معادل با داشتن تصورات متفاوت درباره پیشامدها یا گزاره های مورد سؤال می باشد.
راه های گوناگون معادلی برای نمایش توزیع احتمال وجود دارد. شاید متداولترین آن ها تابع چگالی احتمال باشد؛ به این معنی كه احتمال پیشامد یا گزاره به وسیله انتگرال تابع چگالی به دست می آید. تابع توزیع را می توان همچنین مستقیماً نمایش داد. از یك بعد، تابع توزیع، تابع توزیع تجمعی نامیده می شود. توزیع های احتمال را می توان از طریق گشتاورها یا تابع مشخصه یا به روش های دیگر نیز نمایش داد.
      یك توزیع، توزیع گسسته نامیده می شود اگر آن روی یك مجموعه گسسته شمارش پذیر مثل زیر مجموعه ای از اعداد صحیح تعریف شود. یك توزیع، توزیع پیوسته نامیده می شود اگر دارای یك تابع توزیع پیوسته باشد مثل تابع چند جمله ای یا تابع نمایی. اغلب توزیع های با اهمیت كاربردی از نوع گسسته یا پیوسته هستند اما نمونه هایی از توزیع ها هستند كه شامل هیچكدام از اینها نمی شوند.
     توزیع های مهم گسسته شامل توزیع گسسته یكنواخت، توزیع پواسون،‍ توزیع دو جمله ای، توزیع دو جمله ای منفی و توزیع ماكسول-بولتزمن می باشند.
     توزیع های مهم پیوسته شامل توزیع نرمال، توزیع گاما، توزیع تی استیودنت و توزیع نمایی هستند.

▪ احتمال در ریاضیات
     اصول موضوع احتمال، اساس نظریه احتمال ریاضیات را تشكیل می دهند. محاسبه احتمالات را اغلب می توان با استفاده از تركیبات یا مستقیماً با كاربرد اصول موضوع تعیین كرد.كاربردهای احتمال حتی بیشتر از آمار است كه معمولاً بر روی ایده توزیع های احتمال و قضیه حد مركزی پایه ریزی شده است.
   برای به دست آوردن یك مفهوم ریاضی از احتمال، پرتاب یك سكه را در نظر بگیرید. بدیهی است كه احتمال آن كه در هر پرتاب سكه رو بیاید %50 است اما این وضعیت به تنهایی فاقد صلابت ریاضی است؛ به این معنی كه ما باید چنین انتظار داشته باشیم كه با پرتاب 10 بار سكه 5 رو و 5 پشت به دست آید اما هیچ تضمینی كه این رخ دهد وجود ندارد. برای مثال این احتمال است كه پشت سر هم 10 بار رو بیاید. پس مفهوم %50 در این متن چیست ؟
     یك راه، استفاده از قانون اعداد بزرگ است. در این مورد، ما تصور می كنیم كه می توانیم هر تعداد پرتاب سكه را انجام دهیم و هر پرتاب سكه مستقل است یعنی كه برآمد هر پرتاب سكه به وسیله پرتاب قبلی تحت تأثیر قرار ندارد. اما ما N مرتبه پرتاب سكه داشته باشیم و اگر Nн تعداد مرتبه هایی باشد كه رو بیاید پس ما می توانیم برای هر N نسبت Nн/N را در نظر بگیریم.
     هر قدر N بزرگ و بزرگ تر شود، ما انتظار داریم كه نسبت Nн/N به ½ نزدیك و نزدیك تر شود. این به ما اجازه می دهد كه احتمال Pr(H)

رو های سكه را به صورت حد ( ریاضی ) تعریف كنیم، هنگامی كه N به سمت بی نهایت میل میكند :
البته در كاربرد عملی، ما نمی توانیم یك سكه را به تعداد بی نهایت پرتاب كنیم بنابراین عملاً این فرمول باید در موقعیت هایی به كار گرفته شود كه در آن ها از قبل یك احتمال اولیه ای برای یك برآمد خاص تعیین كرده ایم ( در این مورد فرض ما این است كه سكه سالم است ). قانون اعداد بزرگ به ما می گوید كه Pr(H) داده شده و یا به ازای هر عدد كوچـك اختیاری є، عدد n ای وجود دارد كه برای تمام N > nداریم :

به عبارت دیگر، منظور ما از گفتن « احتمال رو ها ½ است » این است كه اگر ما سكه را به اندازه كافی پرتاب كنیم نهایتاً تعداد رو ها نسبت به تعداد كل پرتاب به ½ نزدیك می شود و سپس به هر اندازه كه تعداد بیشتری پرتاب انجام دهیم ما به ½ نزدیك تر می شویم.
توجه كنید كه یك تعریف كامل، مستلزم نظریه اندازه است كه قادر به حذف مواردی است كه مقادیر بالاتر از محدوده جواب درست نمی دهند یا حتی با نمایش مواردی كه دارای میزان صفر هستند نیز محدود نشده است.
جنبه اولیه این روش كاربرد احتمال، گاهی در هنگام مواجهه با موقعیت های دنیای واقعی با مشكل روبه رو می شود. برای مثال اگر شما یك سكه را پرتاب كنید و پشت سر هم رو بیاید برای صد مرتبه شما نمی توانید تصمیم بگیرید كه آیا این تنها یك پیشامد تصادفی محض است اگر چه ممكن است ( هرچند بعید ) كه یك سكه سالم این نتیجه را بدهد یا اینكه تصور شما این خواهد بود كه سكه سالم دچار اشكال می باشد.

▪ نكات قابل توجه در محاسبات احتمال
سختی محاسبات احتمال در تعیین تعداد پیشامدهای ممكن، شمارش رخدادهای هر پیشامد و شمارش تعداد كل پیشامدهای ممكن است. اشكال خاص در به دست آوردن نتایج معنی دار از احتمالات محاسبه شده است. یك معمای سرگرم كننده احتمال به نام مسئله Monty Hall به زیبایی چالش های موجود را نشان می دهد.
▪ كاربرد های نظریه احتمال در زندگی روزمره
یك تأثیر مهم نظریه احتمال در زندگی روزمره در ارزیابی ریسك پذیری و در تجارت در مورد خرید و فروش اجناس می باشد. حكومت ها به طور خاص روشهای احتمال را در تنظیم جوامع اعمال می كنند كه به عنوان « آنالیز خط مشی » نامیده می شود و غالباً سطح رفاه را با استفاده از متدهایی كه در طبیعت تصادفیند اندازه می گیرند و برنامه هایی را انتخاب می كنند تا اثر احتمال آن ها را روی جمعیت به صورت كلی از نظر آماری ارزیابی كنند. این گفته صحیح نیست كه آمار، خود در مدل سازی درگیر هست زیرا كه ارزیابی های میزان ریسك وابسته به زمان هستند و بنابراین مستلزم مـدل های احتمال قوی تر هستند؛ مثلاً « احتمال9/11 دیگری »؛ قانون اعداد كوچك در جنین مواردی اعمال می شود و برداشت اثر چنین انتخاب هایی است كه روش های آماری را به صورت یك موضوع سیاسی در می آورد.
یك مثال خوب اثر احتمال قلمداد شده از مجادلات خاورمیانه بر روی قیمت نفت است كه دارای اثرات متلاطمی از لحظ آماری روی اقتصاد كلی دارد. یك ارزیابی توسط یك واحد تجاری در مورد این كه احتمال وقوع یك جنگ زیاد است یا كم باعث نوسان قیمت ها می شود و سایر تجار را برای انجام كار مشابه تشویق می كند. مطابق با این اصل، احتمالات به طور مستقل ارزیابی نمی شوند و ضرورتاً به طور منطقی برخورد صورت نمی گیرد. نظریه اعتبارات رفتاری، به وجود آمده است تا اثر این تفكرات گروهی را روی قیمت ها، سیاست ها و روی صلح و مجادله توضیح دهد.
به طور استدلالی می توان گفت كه كشف روش های جدی برای ارزیابی و تركیب ارزیابی های احتمالی دارای اثر شدیدی روی جامعه مدرن داشته است. یك مثال خوب كاربرد نظریه بازی ها كه به طور بنیادین بر پایه احتمال ریخته شده است در مورد جنگ سرد و دكترین انهدام با اطمینان بخشی متقابل است. مشابهاً ممكن است برای اغلب شهروندان دارای اهمیت باشد كه بفهمند چگونه بخت ها و ارزیابی های احتمال صورت می گیرد و چگونه آن ها می توانند در تصمیم گیری ها به ویژه در زمینه دموكراسی دخالت كنند.
كاربرد مهم دیگر نظریه احتمال در زندگی روزمره، اعتبار است. اغلب تولیدات مصرفی مثل اتومبیل و وسایل الكترونیكی در طراحی آن ها از نظریه اعتبار استفاده می شود به نحوی كه احتمال نقص آن ها كاهش یابد. احتمال نقص با مدت ضمانت فرآورده معمولاً ارتباط نزدیك دارد.

● رشته های اختصاصی
بعضی علوم آن چنان به طور وسیع از آمار كاربردی استفاده می كنند كه برای خود دارای اصطلاحات خاص شده اند. این رشته ها عبارتند از :
▪ زیست آمار
▪ آمار بازرگانی
▪ داده كاوی ( كاربرد آمار و شناسایی الگوها برای كشف علم از داده ها )
▪ آمار اقتصادی ( اقتصاد سنجی )
▪ آمار مهندسی
▪ فیزیك آماری
▪ جمعیت شناسی
▪ آمار روان شناسی
▪ آمار اجتماعی ( برای تمام علوم اجتماعی )
▪ سواد آموزی آماری
▪ آنالیز فرایند و شیمی سنجی ( برای تحلیل داده ها از شیمی تحلیلی و مهندسی شیمی)
▪ مهندسی اعتبار
▪ آمار در ورزش های گوناگون به ویژه بیسبال و كریكت
آمار یك ابزار پایه ای كلیدی در تجارت و تولید است و برای درك تغییر پذیری سیستم های اندازه گیری، فرایند های كنترل ( مثلاً در كنترل آماری فرایند یا SPC )، برای خلاصه سازی داده ها و برای ساخت تصمیمات بر اساس داده ها مورد استفاده قرار می گیرد. در این نقش ها به آمار یك ابزار كلیدی و شاید تنها ابزار مورد اعتماد باشد.

● نرم افزار
▪ آمار مدرن برای انجام بعضی از محاسبات خیلی پیچیده و بزرگ به وسیله كامپیوترها استفاده می شود.
▪ تمامی شاخه های آمار با استفاده از محاسبات كامپیوتری انجام پذیر شده اند، به عنوان مثال شبكه های عصبی.
▪ انقلاب كامپیوتری با یك توجه نو به آمار « آزمایشی » و « تجربی » رویكردهایی برای آینده آمار داشته است .
شبیه سازی نسخه ای از بعضی وسایل واقعی یا موقعیت های كاری است. شبیه سازی تلاش دارد تا بعضی جنبه های رفتاری یك سیستم فیزیكی یا انتزاعی را به وسیله رفتار سیستم دیگری نمایش دهد.
شبیه سازی در بسیاری از متون شامل مدل سازی سیستم های طبیعی و سیستم های انسانی استفاده می شود. برای به دست آوردن بینش به كاركرد این سیستم ها و همچنین در تكنولوژی و مهندسی ایمنی كه هدف، آزمون بعضی سناریوهای عملی در دنیای واقعی است از شبیه سازی استفاده می شود. در شبیه سازی با استفاده از یك شبیه ساز یا وسیله دیگری در یك موقعیت ساختگی می توان اثرات واقعی بعضی شرایط احتمالی را بازسازی كرد.
▪ شبیه سازی فیزیكی و متقابل
ـ شبیه سازی فیزیكی ، به شبیه سازی اطلاق می شود كه در آن اشیای فیزیكی به جای شی حقیقی جایگزین می شوند و این اجسام فیزیكی اغلب به این خاطر استفاده می شوند كه كوچكتر یا ارزان تر از شی یا سیستم واقعی هستند.
ـ شبیه سازی متقابل كه شكل خاصی از شبیه سازی فیزیكی است و غالباً به انسان در شبیه سازی های حلقه ای اطلاق می شود یعنی شبیه سازی های فیزیكی كه شامل انسان می شوند مثل مدل استفاده شده در شبیه ساز پرواز.
▪ شبیه سازی در آموزش
شبیه سازی اغلب در آموزش پرسنل شهری و نظامی استفاده می شود و معمولاً هنگامی رخ می دهد كه استفاده از تجهیزات در دنیای واقعی از لحاظ هزینه كمرشكن یا بسیار خطرناك است تا بتوان به كارآموزان اجازه استفاده از آن ها را داد . در چنین موقعیت هایی كارآموزان وقت خود را با آموزش دروس ارزشمند در یك محیط مجازی « ایمن » می گذرانند. غالباً این اطمینان وجود دارد تا اجازه خطا را به كارآموزان در طی آموزش داد تا ارزیابی سیستم ایمنی– بحران صورت گیرد.
شبیه سازی های آموزشی به طور خاص در یكی از چهار گروه زیر قرار می گیرند :
ـ شبیه سازی زنده ( جایی كه افراد حقیقی از تجهیزات شبیه سازی شده ( یا آدمك ) در دنیای واقعی استفاده می كنند. )
ـ شبیه سازی مجازی ( جایی كه افراد حقیقی از تجهیزات شبیه سازی شده در دنیای شبیه سازی شده ( یا محیط مجازی ) استفاده می كنند. ) یا
ـ شبیه سازی ساختاری ( جایی كه افراد شبیه سازی شده از تجهیزات شبیه سازی شده در یك محیط شبیه سازی شده استفاده می كنند. ) شبیه سازی ساختاری اغلب به عنوان بازی جنگی نامیده می شود زیرا كه شباهتهایی با بازی های جنگی رومیزی دارد كه در آن ها بازیكنان، ارتش سربازان و تجهیزات را اطراف یك میز هدایت می كنند .
ـ شبیه سازی ایفای نقش ( جایی كه افراد حقیقی نقش یك شخصیت با كاری مجازی را بازی می كنند. )

▪ شبیه ساز های پزشكی
شبیه ساز های پزشكی به طور فزاینده ای در حال توسعه و كاربرد هستند تا روشهای درمانی و تشخیص و همچنین اصول پزشكی و تصمیم گیری به پرسنل بهداشتی آموزش داده شو د. طیف شبیه ساز ها برای آموزش روش ها از پایه مثل خونگیری تا جراحی لاپاراسكوپی و مراقبت از بیمار دچار ضربه، وسیع و گسترده است. بسیاری از شبیه ساز های پزشكی دارای یك كامپیوتر می باشند كه به یك ماكت پلاستیكی با آناتومی مشابه واقعی متصل است. در سایر آنها، ترسیم های كامپیوتری، تمام اجزای قابل رؤیت را به دست می دهد و با دستكاری در دستگاه می توان جنبه های شبیه سازی شده كار ر ا تولید كرد. بعضی از این دستگاه ها دارای شبیه سازهای گرافیكی كامپیوتری برای تصویر برداری هستند مثل اشعه ایكس یا سایر تصاویر پزشكی. بعضی از شبیه سازهای بیمار، دارای یك مانكن انسان نما هستند كه به داروهای تزریق شده واكنش می دهد و می توان آن را برای خلق صحنه های مشابه اورژانس های خطرناك برنامه ریزی كرد. بعضی از شبیه ساز های پزشكی از طریق شبكه اینترنت قابل گسترش می باشند و با استفاده از جستجوگرهای استاندارد شبكه به تغییرات جواب می دهند. در حال حاضر، شبیه سازی ها به موارد غربال گری پایه محدود شده اند به نحوی كه استفاده كنندگان از طریق وسایل امتیازدهی استاندارد با شبیه سازی در ارتباط هستند.

▪ شبیه ساز های پرواز

یك شبیه ساز پرواز برای آموزش خلبانان روی زمین مورد استفاده قرار می گیرد. در این شبیه سازی، به خلبان اجازه داده می شود تا به هواپیمای شبیه سازی شده اش آسیب برساند بدون آن كه خود دچار آسیب شود. شبیه سازهای پرواز اغلب برای آموزش خلبانان استفاه می شوند تا هواپیما را در موقعیت های بسیار خطرناك مثل زمین نشستن بدون داشتن موتور یا نقص كامل الكتریكی یا هیدرولیكی هدایت كنند. پیشرفته ترین شبیه سازها دارای سیستم بصری با كیفیت بالا و سیستم حركت هیدرولیك هستند. كار با شبیه ساز به طور معمول نسبت به هواپیمای واقعی ارزان تر است.

▪ شبیه سازی و بازی ها
بسیاری از بازی های ویدئویی نیز شبیه ساز هستند كه به طور ارزان تر آماده سازی شده اند. بعضی اوقات از این ها به عنوان بازیهای شبیه سازی ( sim ) نامبرده می شود. چنین بازیهایی جنبه های گوناگون واقعی را شبیه سازی می كنند از اقتصاد گرفته تا وسایل هوانوردی مثل شبیه سازهای پرواز.

▪ شبیه سازی مهندسی
شبیه سازی یك مشخصه مهم در سیستم های مهندسی است. به عنوان مثال در مهندسی برق، از خطوط تأخیری استفاده می شود تا تأخیر تشدید شده و شیفت فاز ناشی از خط انتقال واقعی را شبیه سازی كنند. مشابهاً، از بارهای ظاهری می توان برای شبیه سازی مقاومت بدون شبیه سازی تشدید استفاده كرد و از این حالت در مواقعی استفاده می شود كه تشدید ناخواسته باشد. یك شبیه ساز ممكن است تنها چند تا از توابع و عملكرد های واحد را شبیه سازی كند كه در مقابل با عملی است كه تقلید نامیده می شود.
اغلب شبیه سازی های مهندسی مستلزم مدل سازی ریاضی و بررسی های رایانه یار هستند. به هر حال موارد زیادی وجود دارد كه مدل سازی ریاضی قابل اعتماد نمی باشد. شبیه سازی مشكلات مكانیك سیالات اغلب مستلزم شبیه سازی های ریاضی و نیز فیزیكی است. در این موارد، مدل های فیزیكی نیاز به شبیه سازی دینامیك دارند.

▪ شبیه سازی كامپیوتری
شبیه سازی رایانه ای ، جزو مفیدی برای مدل سازی بسیاری از سیستم های طبیعی در فیزیك، شیمی و زیست شناسی و نیز برای سیستم های انسانی در اقتصاد و علوم اجتماعی ( جامعه شناسی محاسباتی ) و همچنین در مهندسی برای به دست آوردن بینش نسبت به عمل این سیستم ها شده است. یك نمونه خوب از سودمندی استفاده از رایانه ها در شبیه سازی را می توان در حیطه شبیه سازی ترافیك شبكه یافت. در چنین شبیه سازی هایی رفتار مدل هر شبیه سازی را مطابق با مجموعه پارامترهای اولیه منظور شده برای محیط تغییر خواهد داد. شبیه سازی های رایانه ای اغلب به این منظور به كار گرفته می شوند تا انسان از شبیه سازی های حلقه ای در امان باشد.
به طور سنتی، مدل برداری رسمی سیستم ها از طریق یك مدل ریاضی بوده است به نحوی كه تلاش در جهت یافتن راه حل تحلیلی برای مشكلات بوده است كه پیش بینی رفتار سیستم را با استفاده از یك سری پارامترها و شرایط اولیه ممكن ساخته است. شبیه سازی رایانه ای اغلب به عنوان یك ضمیمه یا جانشین برای سیستم های مدل سازی می باشد كه در آن ها راه حل های تحلیلی بسته ساده ممكن نمی باشد. انواع مختلفی از شبیه سازی رایانه ای وجود دارد كه وجه مشترك همه آن ها در این است كه تلاش می كند تا یك نمونه از سناریوهای نمایانگر برای یك مدل تولید كنند كه در آن امكان محاسبه كامل تمام حالات ممكن مدل كه مشكل یا غیر ممكن بوده وجود داشته باشد.
به طور رو به افزونی معمول شده است كه نام انواع مختلفی از شبیه سازی شنیده می شود كه به عنوان « محیط های صناعی » اطلاق می شوند. این عنوان اتخاذ شده است تا تعریف شبیه سازی عملاً به تمام دستاوردهای حاصل از كامپیوتر تعمیم داده شود

.
▪ شبیه سازی در علم كامپیوتر

در برنامه نویسی كامپیوتر، یك شبیه ساز اغلب برای اجرای برنامه ای مورد استفاده قرار می گیرد كه انجام آن برای كامپیوتر با مقداری دشواری همراه است. مثلاً، شبیه سازها معمولاً برای رفع عیب یك ریزبرنامه استفاده می شوند. از آن جایی كه كار كامپیوتر شبیه سازی شده است، تمام اطلاعات در مورد كار كامپیوتر مستقیماً در دسترس برنامه دهنده است و سرعت و اجرای شبیه سازی را می توان تغییر داد.
شبیه سازها همچنین برای تفسیر درخت های عیب یا تست كردن طراحی های منطقی VLSI قبل از ساخت مورد استفاده قرار می گیرند. در علم نظری كامپیوتر، عبارت شبیه سازی نشان دهنده یك رابطه بین سیستم های انتقال وضعیت است كه در مطالعه مفاهیم اجرایی سودمند می باشد.

▪ شبیه سازی در تعلیم و تربیت

شبیه سازی ها در تعلیم و تربیت گاهی مثل شبیه سازی های آموزشی هستند. آن ها روی وظایف خاص متمركز می شوند. در گذشته از ویدئو برای معلمین و دانش آموزان استفاده می شده تا مشاهده كنند، مسائل را حل كنند و نقش بازی كنند؛ هرچند یك استفاده جدید تر از شبیه سازی ها در تعلیم و تربیت شامل فیلم های انیمیشن است ( ANV ). ANV ها نوعی فیلم ویدئویی كارتون مانند با داستان های تخیلی یا واقعی هستند كه برای آموزش و یادگیری كلاس استفاده می شوند.ANV ها برای ارزیابی آگاهی، مهارت های حل مسئله و نظم بچه ها و معلمین قبل و حین اشتغال كارایی دارند.
شكل دیگری از شبیه سازی در سال های اخیر با اقبال در آموزش تجارت مواجه شده است. شبیه سازی های تجاری كه یك مدل پویا را به كار می برند، آزمون استراتژی های تجارت را در محیط فاقد خطر مهیا می سازند و محیط مساعدی برای بررسی موردی مباحث ارائه می دهند.

:: بازدید از این مطلب : 117

امتیاز مطلب : 37

تعداد امتیازدهندگان : 9

مجموع امتیاز : 9

تاریخ انتشار : یک شنبه 15 اسفند 1389 | نظرات ()

ماهواره ي مصنوعي چيست؟((نجوم))

نوشته شده توسط : حامد

ماهواره ي مصنوعي چيست ؟

ماهواره ي مصنوعي شي ايست كه توسط انسان ساخته شده و به طور مداوم در حال حركت در مداري حول زمين يا اجرام ديگري در فضا مي باشد. بيشتر ماهواره هاي ساخته شده تاكنون حول كره زمين در حركتند و در مواردي چون مطالعه كائنات، ايستگاه هاي هوا شناسي، انتقال تماس هاي تلفني از فراز اقيانوس ها، رديابي و تعيين مسير كشتي ها و هواپيماها و همينطور امور نظامي به كار مي روند.

ماهواره هايي نيز وجود دارند كه دور ماه، خورشيد، اجزام نزديك به زمين و سياراتي نظير زهره، مريخ و مشتري در حال گردش مي باشند. اين ماهواره ها اغلب اطلاعات مربوط به جرم آسماني كه حول آن در گردشند را جمع آوري مي كنند.

به جز ماهواره هاي مصنوعي مذكور اشياي در حال گردش ديگري نيز در فضا وجود دارند از جمله فضا پيما ها، كپسول هاي فضايي و ايستگاه هاي فضايي كه به آنها نيز ماهواره مي گوييم. البته اجرام ديگري نيز در فضا وجود دارند به نام زباله هاي فضايي شامل بالابرنده هاي مستهلك راكت ها، تانك هاي خالي سوخت و … كه به زمين سقوط نكرده اند و در فضا در حركتند. در اين مقاله به اين اجرام نمي پردازيم.

اتحاديه جماهير شوروي پرتاب كننده اولين ماهواره مصنوعي، اسپاتنيك 1، در سال 1957 بود. از آن زمان ايالات متحده و حدود 40 كشور ديگر سازنده و پرتاب كننده ماهواره به فضا بوده اند.

امروزه قريب به 3000 ماهواره فعال و 6000 زباله فضايي در حال گردش به دور زمينند.

انواع مدارها
مدارهاي ماهواره ها اشكال گوناگوني دارند. برخي دايره شكل و برخي به شكل بيضي مي باشند. مدارها از لحاظ ارتفاع (فاصله از جرمي كه ماهواره حول آن در گردش است) نيز با يكديگر تفاوت دارند. براي مثال بعضي از ماهواره در مداري دايره شكل حول زمين خارج از اتمسفر در ارتفاع 250 كيلومتر(155 مايل) در حركتند و برخي در مداري حركت مي كنند كه بيش از 32200 كيلومتر (20000 مايل) از زمين فاصله دارد. ارتفاع بيشتر مدار برابر است با دوره گردش ( مدت زمانيكه ماهواره يك دور كامل در مدار خود حركت مي كند) طولاني تر.
يك ماهواره زماني در مدار خود باقي مي ماند كه بين شتاب ماهواره ( سرعتي كه ماهواره مي تواند در طي يك مسير مستقيم داشته باشد ) و نيروي گرانش ناشي از جرم آسماني كه ماهواره تحت تاثير آن مي باشد و دور آن در گردش است تعادل وجود داشته باشد. چنانچه شتاب ماهواره اي بيشتر از گرانش زمين باشد ماهواره در يك مسير مستقيم از زمين دور مي شود و چنانچه اين شتاب كمتر باشد ماهواره به سمت زمين برخواهد گشت.
براي درك بهتر تعادل بين گرانش و شتاب، جسم كوچكي را در نظر بگيريد كه به انتهاي يك رشته طناب متصل و در حال چرخش است. اگر طناب پاره شود جسم متصل به آن در يك مسير صاف به زمين مي افتد. طناب در واقع كار گرانش را انجام مي دهد تا شي بتواند به چرخش خود ادامه دهد. ضمنا وزن شي و طناب ميتوانند نشانگر رابطه بين ارتفاع ماهواره و دوره گردش آن باشد. طناب بلند مانند ارتفاع بلند است. هر چه طناب بلندتر باشد زمان بيشتري نياز است تا شي متصل به آن يك دور كامل بچرخد. طناب كوتاه مانند ارتفاع كوتاه است و در زمان كمتري شي مذكور يك دور كامل در مدار خود گردش خواهد كرد.

انواع گوناگوني از مدارها وجود دارند اما اغلب ماهواره هايي كه حول زمين در گردشند در يكي از اين چهار گونه مدار حركت ميكنند. (1) ارتفاع بلند، ﮋئوسينكرنوس. (2) ارتفاع متوسط. (3) سان سينكرنوس، قطبي. (4) ارتفاع كوتاه . شكل اغلب اين گونه مدارها دايره ايست.
مدارهاي ارتفاع بلند، ﮋئوسينكرنوس بر فراز استوا و در ارتفاع 35900 كيلومتر(22300 مايل) قرار دارند. ماهواره هاي اينگونه مدارها حول محور عمودي زمين با سرعت و جهت برابر حركت زمين حركت مي كنند. بنابراين هنگام رصد آنها از روي زمين همواره در نقطه اي ثابت به نظر مي رسند. براي پرتاب و ارسال اين ماهواره ها انرﮋي بسيار فراواني لازم است.
ارتفاع يك مدار متوسط حدود 20000 كيلومتر (12400 مايل) و دوره گردش ماهواره هاي آن 12 ساعت است . مدار خارج از اتمسفر زمين و كاملا پايدار است. امواج راديويي كه از ماهواره هاي موجود در اين مدارها ارسال مي گردد در مناطق بسيارزيادي از زمين قابل دريافت است. پايداري و وسعت مناطق تحت پوشش اين گونه مدارها آنها را براي ماهواره هاي ردياب مناسب مي نمايد.
مدارهاي سان سينكرنوس، قطبي، ارتفاع نسبتا كوتاهي دارند. آنها تقريبا از فراز هر دو قطب زمين عبور مي كنند.مكان اين مدارها متناسب با حركت زمين به دور خورشيد در حركت است به گونه ايكه ماهواره ي اين مدار خمواره در يك ساعت محلي ثابت از استوا عبور مي كند. از آنجاييكه اين ماهواره ها از همه عرض هاي جغرافي زمين مي گذرند قادرند كه اطلاعات را از تمامي سطح زمين دريافت نمايند. در اينجا مي توان ماهواره TERRA را به عنوان مثال نام برد. وظيفه اين ماهواره مطالعه اثرات چرخه ها ي طبيعي و فعاليت هاي انسان بر روي آب و هواي كره زمين است. ارتفاع مدار اين ماهواره 705 كيلومتر (438 مايل) و دوره گردش آن 99 دقيقه است. زمانيكه اين ماهواره از استوا عبور مي كند ساعت محلي هميشه 10:30 صبح و يا 10:30 شب است.
يك مدار ارتفاع كوتاه درست بر فراز جو زمين قرار دارد جاييكه تقريبا هوايي براي ايجاد تماس و اصطكاك وجود ندارد. براي ارسال ماهواره به اين نوع مدارها انرﮋي كمتري نسبت به سه نوع مدار مذكور ديگر لازم است. ماهواره ها ي مطالعاتي كه مسئول دريافت اطلاعات از اعماق فضا مي باشند غالبا در اين مدارها در حركتند. براي مثال تلسكوپ هابل كه در ارتفاع 610 كيلومتر(380 مايل) با دوره گردش 97 دقيقه در حركت است.
انواع ماهواره ها

ماهواره هاي مصنوعي بر اساس ماموريت هايشان طبقه بندي مي شوند. شش نوع اصلي ماهواره وجود دارند. (1) تحقيقات علمي، (2) هواشناسي، (3) ارتباطي، (4) ردياب، (5) مشاهده زمين، (6) تاسيسات نظامي.
ماهواره هاي تحقيقات علمي اطلاعات را به منظور بررسي هاي كارشناسي جمع آوري مي كنند. اين ماهواره ها اغلب به منظور انجام يكي از سه ماموريت زير طراحي و ساخته مي شوند. (1) جمع آوري اطلاعات مربوط به ساختار، تركيب و تاثيرات فضاي اطراف كره زمين. (2) ثبت تغييرات در سطح و جو كره زمين. اين ماهواره ها اغلب در مدارهاي قطبي در حركتند. (3) مشاهده سيارات، ستاره ها و اجرام آسماني در فواصل بسيار دور. بيشتر اين ماهواره ها در ارتفاع كوتاه در حركتند. ماهواره هاي مخصوص تحقيقات علمي حول سيارات ديگر، ماه و خورشيد نيز حضور دارند.

ماهواره هاي هواشناسي به دانشمندان براي مطالعه بر روي نقشه هاي هواشناسي و پيش بيني وضعيت آب و هوا كمك مي كنند. اين ماهواره ها قادر به مشاهده وضعيت اتمسفر مناطق گسترده اي از زمين مي باشند.

بعضي از ماهواره هاي هواشناسي در مدارهاي سان سينكرنوس، قطبي، در حركتند كه توانايي مشاهده بسيار دقيق تغييرات در كل سطح كره زمين را دارند. آنها مي توانند مشخصات ابرها، دما، فشار هوا، بارندگي و تركيبات شيميايي اتمسفر را اندازه گيري نمايند. از آنجا كه اين ماهواره ها همواره هر نقطه از زمين را در يك ساعت مشخص محلي مشاهده مي كنند دانشمندان با اطلاعات به دست آمده قادر به مقايسه دقيق تر آب و هواي مناطق مختلفند. ضمنا شبكه جهاني ماهواره هاي هواشناسي كه در اين مدارها در حركتند مي توانند نقش يك سيستم جستجو و نجا ت را بر عهده گيرند. آنها تجهيزات مربوط به شناسايي سيگنال هاي اعلام خطر در همه هواپيما ها و كشتي هاي خصوصي و غير خصوصي را دارا هستند.
بقيه ماهواره هاي هواشناسي در ارتفاع هاي بلند تر در مدارهاي ژئوسينكرنوس قرار دارند. از اين مدارها، آنها مي توانند تقريبا نصف كره زمين و تغييرات آب و هوايي آن را در هر زمان مشاهده كنند. تصاوير اين ماهواره ها مسير حركت ابرها و تغييرات آنها را نشان مي دهد. آنها همينطور تصاوير مادون قرمز نيز تهيه مي كنند كه گرماي زمين و ابرها را نشان مي دهد.

ماهواره هاي ارتباطي در واقع ايستگاه هاي تقويت كننده سيگنال ها هستند، از نقطه اي امواج را دريافت و به نقطه اي ديگر ارسال مي كنند. يك ماهواره ارتباطي مي تواند در آن واحد هزاران تماس تلفني و جندين برنامه شبكه تلوزيوني را تحت پوشش قرار دهد. اين ماهواره ها اغلب در ارتفاع هاي بلند، مدار ﮋئوسينكرنوس و بر فراز يك ايستگاه در زمين قرار داده مي شوند.

يك ايستگاه در زمين مجهز به آنتني بسيار بزرگ براي دريافت و ارسال سيگنال ها مي باشد. گاهي چندين ماهواره كه دريك شبكه و درمدارهاي كوتاهترقرار گرفته اند، امواج را دريافت و با انتقال دادن سيگنال ها به يكديگر آنها را به كاربران روي زمين در اقصي نقاط آن مي رسانند. سازمانهاي تجاري مانند تلوزيون ها و شركت هاي مخابراتي در كشورهاي مختلف از كاربران دائمي اين نوع ماهواره ها هستند.

به كمك ماهواره هاي ردياب، كليه هواپيماها، كشتي ها و خودروها بر روي زمين قادربه مكان يابي با دقت بسيار زياد خواهند بود. علاوه بر خودروها و وسايل نقليه اشخاص عادي نيز ميتوانند از شبكه ماهواره هاي ردياب بهره مند شوند.در واقع سيگنال هاي اين شبكه ها در هر نقطه اي از زمين قابل دريافتند.

دستگاه هاي دريافت كننده، سيگنال ها را حداقل از سه ماهواره فرستنده دريافت و پس از محاسبه كليه سيگنال ها، مكان دقيق را نشان مي دهند.

ماهواره هاي مخصوص مشاهده زمين به منظور تهيه نقشه و بررسي كليه منابع سياره زمين و تغييرات ماهيتي چرخه هاي حياتي در آن، طراحي و ساخته مي شوند. آنها در مدارهاي سان سينكرنوس قطبي در حركتند. اين ماهواره ها دائما در شرايط تحت تابش نور خورشيد مشغول عكس برداري از زمين با نور مرئي و پرتوهاي نا مرئي هستند.

رايانه ها در زمين اطلاعات به دست آمده را بررسي و مطالعه مي كنند. دانشمندان به كمك اين ماهواره معادن و مراكز منابع در زمين را مكان يابي وظرفيت آنها را مشخص مي كنند.همينطور مي توانند به مطالعه بر روي منابع آبهاي آزاد و يا مراكز ايجاد آلودگي و تاثيرات آنها و يا آسيب هاي جنگل ها و مراتع بپردازند.
ماهواره هاي تاسيسات نظامي مشتمل از ماهواره هاي هواشناسي، ارتباطي، ردياب و مشاهده زمين مي باشند كه براي مقاصد نظامي به كار مي روند.برخي از اين ماهواره ها كه به ماهواره هاي جاسوسي نيز شهرت دارند قادر به تشخيص دقيق پرتاب موشكها، حركت كشتي ها در مسير هاي دريايي و جابجايي تجهيزات نظامي در روي زمين مي باشند.

زندگي و مرگ ماهواره ها
ساخت يك ماهواره
هر ماهواره حامل تجهيزاتيست كه براي انجام ماموريت خود به آن ها نياز دارد. براي مثال ماهواره اي كه مامور مطالعه كائنات است مجهز به تلسكوپ و ماهواره مامور پيش بيني وضع هوا مجهز به دوربين مخصوص براي ثبت حركات ابرها است.
علاوه بر تجهيزات تخصصي، همه ماهواره ها داراي سيستمهاي اصلي براي كنترل تجهيزات خود و عملكرد ماهواره مي باشند. از جمله سيستم تامين انرﮋي، مخازن، سيستم تقسيم برق و … . در هر يك از اين بخشها ممكن است از سلول هاي خورشيدي براي جذب انرﮋي مورد نياز استفاده شود. بخش داده ها و اطلاعات نيز مجهز به رايانه هايي به منظور جمع آوري و پردازش اطلاعات به دست آمده از طريق تجهيزات و اجراي فرامين ارسال شده از زمين مي باشد.
هريك از تجهيزات جانبي و بخشهاي اصلي يك ماهواره به طور جداگانه طراحي، ساخته و آزمايش مي شوند. متخصصان بخشهاي مختلف را كنارهم گذاشته و متصل مي كنند تا زمانيكه ماهواره كامل شود و سپس ماهواره در شرايطي نظير شرايطي كه هنگام ارسال از سطح زمين و هنگام استقرار در مدار خود خواهد داشت آزمايش مي شود. اگر ماهواره همه آزمايش ها را به خوبي گذراند آماده پرتاب مي شود.
پرتاب ماهواره
برخي ماهواره ها توسط شاتل ها در فضا حمل مي شوند ولي اغلب ماهواره ها توسط راكت هايي به فضا فرستاده مي شوند كه پس از اتمام سوختشان به درون اقيانوسها مي افنتد.بيشتر ماهواره ها در ابتدا با حداقل تنظيمات در مسير مدار خود قرار داده مي شوند. تنظيمات كامل را راكت هايي انجام مي دهند كه داخل ماهواره كار گذاشته مي شوند. زمانيكه ماهواره در يك مسير پايدار در مدار خودقرار گرفت مي تواند مدت هاي درازي در همان مدار بدون نياز به تنظيمات مجدد باقي بماند.
انجام ماموريت
كنترل بيشتر ماهواره ها در مركزي بر روي زمين است. رايانه ها و افراد متخصص در مركز كنترل وضعيت ماهواره را تحت نظر دارند. آنها دستورالعمل ها را به ماهواره ارسال مي كنند و اطلاعات جمع آوري شده توسط ماهواره را دريافت مي نمايند. مركز كنترل از طريق امواج راديويي با ماهواره در ارتباط است. ايستگاه ها يي بر روي زمين اين امواج را از ماهواره دريافت و يا به آن ارسال مي كنند.
ماهواره ها معمولا به طور دائم از مركز كنترل دستورالعمل دريافت نمي كنند. آنها در واقع مثل روباتهاي چرخان هستند.روباتي كه سلول هاي خورشيدي خود را براي دريافت انرﮋي كافي تنظيم و كنترل مي كند و آنتن هاي خود را براي دريافت دستورات خاص از زمين آماده نگه مي دارد. تجهيزات ماهواره به صورت مستقل و اتوماتيك وظايف خود را انجام مي دهند و اطلاعات را جمع آوري مي كنند.
ماهواره ها ي موجود در ارتفاع عاي بلند مدار ﮋئوسينكرنوس در ارتباط هميشگي و دائم با زمين مي باشند. ايستگاه ها ي زمين مي تواند دوازده بار در روز با ماهواره هاي موجود در ارتفاع كوتاه ارتباط برقرار نمايند. در طول هر تماس ماهواره اطلاعات خود را ارسال و دستورالعمل ها را زا ايستگاه دريافت مي كند. تبادل اطلاعات تا زمانيكه ماهواره از فراز ايستگاه عبور مي كند مي تواند ادامه داشته باشد كه معمولا زماني حدود 10 دقيقه است.
چنانچه قسمتي از ماهواره دچار نقص فني شود اما ماهواره قادر به ادامه ماموريت هاي خود باشد، معمولا همچنان به كار خود ادامه مي دهد. در چنين شرايطي مركز كنترل روي زمين بخش آسيب ديده را تعمير و يا مجددا برنامه نويسي مي كند. در موارد نادري نيزعمليات تعميرماهواره را شاتل ها در فضا انجام مي دهند. و اما چنانچه آسيب هاي وارد آمده به ماهواره به اندازه اي باشد كه ماهواره ديگر قادر به انجام ماموريت هاي خود نباشد مركز كنترل فرمان توقف ماهواره را صادر مي كند.
سقوط از مدار
يك ماهواره در مدار خود باقي مي ماند تا زمانيكه شتاب آن كم شود و در چنين حالتي نيروي گرانش ماهواره را به سمت پايين و به سمت اتمسفر مي كشاند. سرعت ماهواره هنگام برخورد با مولكول هاي خارجي ترين لايه اتمسفر كم مي شود. هنگامي كه نيروي گرانش ماهواره را به سمت لايه هاي داخلي اتمسفر مي كشاند هوايي كه در جلوي ماهواره قرار مي گيرد سريعا به قدري فشرده و داغ مي شود كه در اين هنگام بخشي و يا تمامي ماهواره مي سوزد.
تاريخچه
در سال 1955 شوروي تحقيقات خود را براي پرتاب ماهواره مصنوعي به فضا آغاز كرد. در تاريخ چهارم اكتبر 1957 اين اتحاديه ماهواره اسپاتنيك 1 را به عنوان اولين ماهواره مصنوعي به فضا ارسال نمود. اين ماهواره در هر 96 دقيقه يك دور كامل به دور زمين مي چرخيد و اطلاعات به دست آورده خود را به شكل سيگنال هاي راديويي قابل دريافت به زمين ارسال مي كرد. در تاريخ 3 نوامبر 1957 اتحاديه جماهير شوروي دومين ماهواره مصنوعي يعني اسپاتنيك 2 را به فضا فرستاد. اين ماهواره حامل اولين حيواني بود كه به فضا سفر كرد. سگي به نام لايكا. پس از آن ايالات متحده ماهواره كاوشگر1 را در تاريخ 31 ﮋانويه 1958 و ونگارد 1 را در تاريخ 17 مارس همان سال به فضا فرستاد.
نخستين ماهواره ارتباطي اكو1 در ماه اگست سال 1960 از ايالات متحده به فضا فرستاده شد. اين ماهواره امواج راديويي به زمين مي فرستاد. در آپريل 1960 نيز اولين ماهواره هواشناسي تيروس 1 كه تصاوير ابرها را به زمين ارسال مي كرد فرستاده شد.
نيروي دريايي آمريكا سازنده اولين ماهواره ردياب، ترانزيت 1ب درآپريل سال 1960 بود. به اين ترتيب تا سال 1965 در هر سال بيش از 100 ماهواره به مدارهايي در فضا فرستاده شدند.
از سال 1970 دانشمندان به كمك رايانه و نانو تكنولوﮋي موفق به اختراع سازه ها تجهيزات پيشرفته تري براي ماهواره شده اند. به علاوه كشور هاي ديگر همينطور سازمانهاي تجاري مبادرت به خريداري و ارسال ماهواره نموده اند. در سالهاي اخير بيشتر از 40 كشور ماهواره در اختيار دارند و نزديك به 3000 ماهواره در مدارها به انجام ماموريت هاي خود مي پردازند

:: بازدید از این مطلب : 148

امتیاز مطلب : 26

تعداد امتیازدهندگان : 7

مجموع امتیاز : 7

تاریخ انتشار : یک شنبه 15 اسفند 1389 | نظرات ()

بهترین عکسهای ناسا((نجوم))

نوشته شده توسط : حامد

تصاویر ناسا در 16 سال گذشته

اختر شناسان ده تصویر را بعنوان بهترین تصاویر گرفته شده توسط تلسکوپ فضایی هابل طی 16 سال گذشته انتخاب کردند. آنها اعتقاد دارند جهان ما نه تنها بسیار عمیق است، بلکه بطور شگفت انگیزی زیبا است.

تصاویر زیر به عنوان بهترین تصاویر گرفته شده توسط تلسکوپ هابل انتخاب شده است.

The Sombrero Galaxy - 28 million light years from Earth - was voted best picture taken

کهشان سامبررو - در فاصله 28 میلیون سال نوری از زمین

by the Hubble telescope. The dimensions of the galaxy, officially called M104, are as
spectacular as its appearance. It has 800 billion suns and is 50,000 light years across.

The Ant Nebula, a cloud of dust and gas whose technical name is Mz3, resembles

آنت نبولا - مخلوطی از غبار کیهانی و گاز

an ant when observed using ground-based telescopes. The nebula lies within our
galaxy between 3,000 and 6,000 light years from Earth.

In third place is Nebula NGC 2392, called Eskimo because it looks like a face

سومین بخش نبولا که اسکیمو نامیده می شود، زیرا شبیه صورت است.

surrounded by a furry hood. The hood is, in fact, a ring of comet-shaped objects
flying away from a dying star. Eskimo is 5,000 light years from Earth.

At four is the Cat's Eye Nebula

چشم گربه نبولا

The Hourglass Nebula, 8,000 light years away, has a pinched-in-the-middle

look because the winds that shape it are weaker at the centre.

In sixth place is the Cone Nebula. The part pictured here is 2.5 light years in
length (the equivalent of 23 million return trips to the Moon).

The Perfect Storm, a small region in the Swan Nebula, 5,500 light years away,

described as 'a bubbly ocean of hydrogen and small amounts of oxygen, sulphur
and other elements'.

Starry Night, so named because it reminded astronomers of the Van Gogh painting.
It is a halo of light around a star in the Milky Way.

The glowering eyes from 114 million light years away are the swirling cores of two
merging galaxies called NGC 2207 and IC 2163 in the distant Canis Major constellation.

The Trifid Nebula. A 'stellar nursery', 9,000 light years from here, it is where new stars are being born.

:: بازدید از این مطلب : 245

امتیاز مطلب : 22

تعداد امتیازدهندگان : 7

مجموع امتیاز : 7

تاریخ انتشار : یک شنبه 15 اسفند 1389 | نظرات ()

اجرام آسمانی ((نجوم))

نوشته شده توسط : حامد

مقدمه

فضا از کهکشانها ، منظومه‌ها ، ستارگان ، سیارات و بسیاری اجرام آسمانی دیگر انباشته شده است. عجایب و عظمت آنها به مراتب از تمامی دیگر پدیده‌های آفرینش بیشتر است. کهکشانها و ستارگان و بطور کلی پدیده‌های آسمانی انبوهی که عجیب و غریب می‌نماید وجود دارند، که پاره‌ای از آنها بوسیله دانشمندان شناسایی شده‌اند. مانند: کوتوله‌های سفید ، ستارگان نوترونی ، ستارگان هیپرونی ، کوازارها و دنباله دارها و سیاه چاله‌ها و ... .

در فضای قابل رویت برای ماده میلیاردها کهکشان جداگانه وجود دارد که بزرگترین آنها نظیر راه شیری و نزدیکترین کهکشان به نام اندرومیدا یا به قول عبدالرحمن صوفی امراة المسلسله که فاصله آن از ما تقریبا 1.5 میلیون سال نوری و قطر زاویه‌ای ان 3.5 درجه و قطر خطی‌اش در حدود 100 هزار سال نوری است و دارای تقریبا یکصد میلیارد ستاره است. هر کهکشان مجموعه‌ای از میلیاردها ستاره است که بعضی از آنها از خورشید بزرگتر و بعضی دیگر بطور قابل توجهی کوچکتر.

img/daneshnameh_up/7/77/Sahabisayarei.jpg

سحابی دمبلی
این تصویر کامپیوتری ، سحابی‌ای را به
شکل ساعت شنی نشان می‌دهد که از
گازهای دفع شده ستاره مرکزی ایجاد شده است.

سحابیها

در جهان علاوه بر ستاره‌ها مقادیر زیادی گرد و غبار و گاز وجود دارد که ما بین کهکشانها پراکنده گردیده است. یعنی چگالی گاز در فضای بین کهکشانها فقط برابر 20 اتم در هر اینچ مکعب است. سحابیها به علت نور ستارگان مجاور خود قابل رویت هستند. به کمک تلسکوپ به ساختمان و ویژگی آنها می‌توان پی برد. بعضی از سحابیها نیز تاریک بوده و مانع عبور نور ستارگانی که در پشت آنها قرار دارند می‌گردند.

سیارات

اجرام تقریبا کروی ، جامد و بزرگی هستند که به دور خورشید می‌گردند. بزرگترین آنها به نام مشتری است که جرمی معادل یک هزارم جرم خورشید را دارد. تا به حال سیستم سیاره‌ای نظیر آن چه به خورشید مربوط است، کشف نگردیده است. سیارات اجرام سماوی نسبتا سرد بوده و انعکاس نور خورشید باعث مرئی شدن آنها می‌گردد.

تشخیص سیارات از ستارگان در آسمان شب

سیارات با نور ناپایدار می‌درخشند، ولی نور ستارگان هم از لحاظ رنگ و هم از لحاظ روشنایی به سرعت تغییر می‌کند.
سیارات در آسمان حرکت کرده و محل آنها تغییر می‌کند، ولی ستارگان نسبت به هم دارا ی مکانهای تقریبا ثابتی هستند.
سیارات هنگام رصد با تلسکوپها بصورت قرص نورانی بزرگ دیده می‌شود، در صورتی که ستارگان بصورت نقاط روشن به نظر می‌رسند.
سیارات را می‌توان در نواحی باریکی از آسمان مشاهده کرد، ولی ستارگان را می‌توان در هر قسمتی از آسمان یافت.

سیارکها

سیاره‌های خرد ، اجرام جامد کوچکی هستند که به دور خورشید می‌چرخند و تفاوت آنها با سیارات در بزرگی آنها است. بزرگترین این سیارکهای خرد به نام سیرس می‌باشند، که قطرش برابر با 800 کیلومتر است. قطر اکثر آنها در حدود 3 کیلومتر می‌باشد. سیارکها نیز توسط انعکاس نور خورشید قابل رویت می‌باشند و آنها را بدون تلسکوپ نمی‌توان دید.

قمرها

قمرها اغلب از اجتماع و تمرکز دیسکهای غبار و گاز در پیرامون سیاره‌ها درست می‌شوند. شش سیاره از نه سیاره بزرگ هر کدام یک یا چند قمر دارند که به دور آنها می‌چرخند. تا به حال 45 قمر در منظومه شمسی کشف کردیده است.

ستارگان دنباله دار

ستارگان دنباله دار اجرام سماوی هستند که گه گاه ظاهر می‌شوند. هر ستاره دنباله دار از یک مسیر نورانی و دنباله طویلی تشکیل شده است. سر آن ممکن است به بزرگی خود خورشید و دم آن نیز در حدود چندین صد میلیون کیلومتر بوده باشد. هر ستاره دنباله دار با وجود اینکه صدها کیلومتر در ثانیه سرعت دارد برای یک چشم غیر مسطح همچون ما، بی حرکت به نظر می رسد. سرعت آنها را می‌توان از تغییر مکانش نسبت به ستارگان زمینه ثابت آسمان تعین کرد.

تا کنون نزدیک به هشتصد ستاره دنباله دار کشف و نامگذاری گردیده است. اکثر ستاره‌های دنباله دار از یک مدار بسته‌ای در حال حرکت هستند. چنین ستارگان دنباله دار اهمیت زیادی داشته و بعد از یک پریود به نزدیکی زمین آمده و مشاهده شده‌اند، که مشهورترین آنها ستاره دنباله‌دار هالی است. مدارهای ستارگان دنباله دار دیگر سهمی یا هذلولی است و به احتمال زیاد اینها فقط یک بار در مجاورت زمین ظاهر و رویت گردیده ، دور می‌زنند و سپس رفته و دیگر به نزدیکی زمین نمی‌گردند.

شهابوارها

اجسام جامد و ریز دیگری به اندازه ته سنجاق هستند، در فضا دیده می‌شوند. اکثرا گروهی از این شهابها به طرف زمین حرکت کرده و در جو آن به دام میدان مغناطیسی حاکم بر کره زمین می‌افتد. در اثر برخوردشان در فاصله 150 کیلومتری جو زمین و در اثر اصطکاک آن ، جسم سوخته و غبار آن به طرف زمین سقوط می‌کنند. نور حاصل شده از این برخورد را به نام شخانه می‌نامند. در واقع می‌شود اظهار کرد هر ساله چندین صد تن از غبار شخانه بر سطح زمین می‌نشینند. معمولا شهابها در فاصله 80 کیلومتری سطح زمین کاملا از بین می‌روند، ولی بعضی اوقات احتمال دارد که کاملا تحلیل نگردند و بصورت شهاب سنگ به سطح زمین برسند.

نامگذاری اجرام اعماق فضا

برخی اجرام غیر ستاره ای از جمله کهکشانها و سحابیها با عناوین رایجی نامیده می‌شوند، ولی برخی تنها با یک شماره مشخص می‌شوند. در سال 1774 شارل مسیه (1817 - 1730) فهرستی شامل 45 جرم آسمانی منتشر کرد و طی یک دهه بعد از آن به این تعداد افزود. نام هر یک از اجرام این فهرست متشکل از حرف ام (حرف اول مسیه) و یک عدد بدنبال این حرف است. نام بسیاری دیگر از اجرام آسمانی متشکل از ان. جی.سی و یک عدد است. این طرز نامگذاری در فهرستی که توسط ستاره شناس دانمارکی ، جان لودویک امیل دریر (1926 - 1852) ، منتشر شد، معرفی شده است. این فهرست ، فهرست عمومی نوین نامگذاری شده است

:: بازدید از این مطلب : 97

امتیاز مطلب : 24

تعداد امتیازدهندگان : 7

مجموع امتیاز : 7

تاریخ انتشار : یک شنبه 15 اسفند 1389 | نظرات ()

بلورها در قلب كهكشان((نجوم))

نوشته شده توسط : حامد

بلورها در قلب كهكشان

تلسكوپ فضايي اسپيتزر به تازگي در قلب دو كهكشان در حال تركيب ،بلورهايي شبيه به خرده شيشه يافته است.اين بلورها به اندازه دانه ي شن هستند و به احتمال زياد قبل و در حين انفجار ستارگان پرجرم در فضا رها شده اند.اين نوع بلور ها سابقا در كهكشان راه شيري مشاهده شده بودند ، با اين حال موارد تازه كشف شده ، اولين نمونه هاي موجود در خارج از كهكشان ما هستند.دانشمندان معتقدند كه اين بلور ها بر اثر چند انفجار ابر نواختري متوالي گرم شده و در نهايت ذوب مي شوند.

سهند پيرباديان

تلسكوپ فضايي اسپيتزر ناسا ،با بررسي چند كهكشان در حال تركيب ،پوششي از بلور هاي كوچك در اطراف مراكز به هم پيوند خورده ي اين كهكشان ها يافته است.اين ذرات شباهت زيادي به خرده شيشه دارند.اين بلور ها دانه هاي سيليكاتي هستند كه در كوره هاي ستاره اي به وجود آمده اند.دانه هاي تازه كشف شده اولين موارد بلور هاي سيليكاتي شناخته شده در خارج از كهكشان ما مي باشند

تصور يك تصويرگر از بلور هايي كه در اطراف مراكز كهكشان هاي در حال تركيب رها شده اند

دكتر "هنريك اسپون" از دانشگاه كورنل مي گويد:"ما از كشف اين بلور هاي ظريف و كوچك در مركز يكي از بي ثبات ترين مناطق عالم ،بسيار شگفت زده هستيم.اين بلور ها به راحتي از بين مي روند اما در اين مورد ،ظاهرا اين بلور ها توسط ستارگان پرجرم ،سريع تر از روند ناپديد شدن ،در حال توليد هستند."

اين كشف نهايتا در فهم روند تحول كهكشان ها و به خصوص كهكشان راه شيري كه در چندين ميليارد سال آينده با كهكشان آندرومدا تركيب خواهد شد ،كمك بزرگي خواهد كرد.

دكتر "لي آرموس" از مركز علمي اسپيتزر ناسا و موسسه فن آوري كاليفرنيا در پاسادنا مي گويد:"تصور ما بر اين است كه طوفاني از غبار در مركز كهكشان هاي در حال تركيب در حال شكل گيري است.اين بلور هاي سيليكاتي در اين طوفان قرار گرفته و در نهايت به صورت پوششي عظيم از غبار و شيشه در اطراف هسته هاي كهكشان ها قرار مي گيرند."

سيليكات ها ،مانند شيشه،براي تبديل شدن به بلور به گرما نياز دارند.اين ذرات جواهر مانند در كهكشان راه شيري ، در مقادير كم و در اطراف بعضي از ستاره ها مانند خورشيد يافت مي شوند.اين ذرات بر روي زمين ،بر روي سواحل شني برق مي زنند و در شب ،برخورد اين ذرات همراه با ذرات ديگر با جو را مي توان مشاهده كرد.اخيرا اين ذرات توسط تلسكوپ اسپيتزر درون دنباله دار TEMPEL۱ (كه سفينه ي DEEP IMPACT با آن برخورد كرده است) نيز ديده شده است.

كهكشان هايي كه اين بلور ها به وفور در آنها يافت مي شود تفاوت عمده اي با كهكشان ما دارند.در درون اين كهكشان ها كه "كهكشان هاي فوق نوراني فروسرخ" (ULTRALUMINOUS INFRARED GALAXIES) (ULIRGS) ناميده مي شوند ،مقادير بسيار عظيمي از اين بلور هاي سيليكاتي يافت مي شوند. با وجود آنكه تعدادي از اين نوع كهكشان ها به طور واضح رصد نشده اند ، بيشتر موارد كشف شده از دو كهكشان مارپيچي در حال تركيب تشكيل شده اند.هسته ي تركيبي اين نوع كهكشان ها مملو از ستارگان پرجرم ،پرنور و كم سن مي باشد.در مركز بعضي از آنها نيز سياهچاله هاي بسيار پرجرم وجود دارد.

اختر شناسان بر اين عقيده اند كه بلور هاي سيليكاتي در مركز اين نوع كهكشان ها (ULIRGS) ،توسط ستاره هاي پرجرم ايجاد مي شوند.بر اساس تحقيقات دكتر اسپون و تيم او، اين ستاره هاي پرجرم ،بلور ها را قبل و همچنين در هنگام وقوع انفجار هاي ابر نواختري در فضا پخش مي كنند.اما اين بلور هاي ظريف براي مدت طولاني دوام نمي آورند.ذرات پرتاب شده توسط انفجار هاي ابر نواختري به اين بلور ها برخورد كرده و آنها را بمباران مي كنند.نتيجه ي اين بمباران ،گرم شدن بلور ها و در نهايت ذوب شدن و تبديل آنها به موادي بدون شكل است.تمام اين اتفاقات در بازه ي زماني كوتاهي صورت مي گيرد.

دكتر اسپون اين پديده را به شكلي ساده بيان مي كند:"دو كاميون حامل آرد را در نظر بگيريد كه در يك خيابان و در جهت مخالف هم در حال حركتند.اگر اين دو كاميون با هم برخورد كنند ،براي مدتي كوتاه ابري سفيد بر روي خيابان تشكيل مي شود.با استفاده از تلسكوپ اسپيتزر ،ما برخورد و تركيب دو كهكشان و تشكيل ابري موقتي از بلور هاي سيليكاتي را مشاهده مي كنيم."

طيف سنج فرو سرخ تلسكوپ اسپيتزر ،اين بلور هاي سيليكاتي را در ۲۱ كهكشان از ۷۷ كهكشان بررسي شده (كه همه از نوع ULIRGS بوده اند) يافته است.اين ۲۱ كهكشان در محدوده ي ۲۴۰ ميليون تا ۹/۵ ميليارد سال نوري از ما قرار دارند و در تمام مناطق آسمان پخش شده اند.اين كهكشان ها در زمان مناسب رصد شده و در نتيجه بلور ها در آنها مشاهده شده اند.اما در ۵۶ كهكشان ديگر ،اين بلور ها در آينده ي نزديك ايجاد خواهند شد

تصويري از دو كهكشان در حال برخورد با يكديگر. در سمت چپ تصوير كهكشان NGC۲۲۰۷ و در سمت راست كهكشان IC۲۱۶۳ ديده مي شوند

:: بازدید از این مطلب : 170

امتیاز مطلب : 25

تعداد امتیازدهندگان : 7

مجموع امتیاز : 7

تاریخ انتشار : یک شنبه 15 اسفند 1389 | نظرات ()

درخشندگي سطحي((نجوم))

نوشته شده توسط : حامد

درخشندگي سطحي را مي توان ميزان درخشندگي جسم بر واحد مساحت آن تعريف كرد يا به عبارت ديگر آن را ميتوان قدر ستاره بر مجذور دقيقه يا ثانيه قوسي بيان كرد.بيشتر كهكشان هاي قابل رصد توسط آماتورها داراي درخشندگي سطحي اي در حدود 13.5 هستند كه به اين معناست كه هر دقيقه قوسي مربع از يك كهكشان به روشني يك ستاره قدر 13.5 است.براي درك بهتر ميزان نور آن بهتر است تلسكوپتان را به سوي يك ستاره قدر 13.5 نشانه رويد و سپس آن را طوري فوكوس كنيد كه به اندازه ي يك دقيقه قوس كشيده شود.براي پيدا كردن اجرام در چشمي تلسكوپ بايد به ياد داشته باشيد كه بيشتر اجرام قابل توجه اعماق آسمان داراي درخشندگي سطحي اي در حدود 12.5 اند.

مفهوم درخشندگي سطحي بسيار ساده است و مي توان آن را با اين مثال ساده به خوبي توضيح داد.فرض كنيد كه شما نور چراغ قوه را روي ديوار انداخته ايد،اين كار باعث ايجاد دايره اي از نور با اندازه و درخشندگي مشخصي خواهد شد.اكنون چند قدم از ديوار فاصله بگيريد،متوجه خواهيد شد كه چگونه دايره ي نور بزرگ تر مي شود در حالي كه درخشندگي آن به طور قابل توجه اي كاهش مي يابد.اين آزمايش ساده نشان مي دهد كه اگر چه مجموع نور خروجي از چراغ قوه ثابت باقي مانده است اما درخشندگي سطحي آن (دايره ي نور روي ديوار) به دليل ميزان نوري كه اكنون بر سطح بزرگتري پراكنده شده است كاهش يافته است.

تجربه ي عملي ديگري كه براي درك بهتر درخشندگي سطحي با كمك تلسكوپتان مي توانيد انجام دهيد اين است كه تلسكوپ را به سوي يك ستاره ي نسبتا پر نور نشانه رويد و سپس شروع به تغيير فوكوس تصوير كنيد، متوجه خواهيد شد كه هر چه ستاره بيشتر و بيشتر از فوكوس خارج مي شود بزرگ تر و كم نور تر مي شود ، در نهايت به اين نتيجه مي رسيد در حالي كه تصوير ستاره در ميدان ديد بسيار بزرگ است تقريبا غير قابل مشاهده است.البته قدر ستاره هيچ تغييري نكرده است بلكه فقط درخشندگي سطحي آن را با پراكنده كردن مجموع نور آن در يك ناحيه بزرگ تر كاهش داده ايم.

M57 و M31 از پشت چشمي تلسكوپ

فهرست مسيه چندين جرم مشكل به دليل درخشندگي سطحي كم آنها دارد كه رصدگران پس از گذراندن مدت زماني در پشت چشمي به مشكل بودن آنها معترف مي شوند.به طور مثال M74 كه توسط بسياري از رصد گران به عنوان مشكل ترين جرم مسيه نام برده مي شود،از قدر نسبتا درخشان 9.4 است اما به دليل اندازه 12*12 دقيقه قوسي آن ،درخشندگي سطحي آن حدود 14.2 است و اين به اين معني است كه هر دقيقه قوس مربع از مساحت آن به روشني يك ستاره قدر 14.2 است.براي مقايسه،NGC4431 كه يك كهكشان قدر 12.9 در صورت فلكي سنبله با اندازه ي كوچك 1.0*1.7 دقيقه قوس را در نظر بگيريد كه اندازه ي كوچك آن درخشندگي ظاهري آن را به 13.5 مي رساند كه پرنورتر از M74 است!

بنابراين بسياري از اجرام مسيه و فهرست NGC هستند كه داراي قدر كمي هستند اما به دليل اندازه كوچكشان داراي درخشندگي بالايي اند.مثالي ديگر در اين رابطه،سحابي حلقه،M57،در صورت فلكي شلياق است.اين سحابي سياره اي قدر 9 تنها 1.0*1.3 دقيقه قوس است و به خاطر مجموع نور خروجي كه در ناحيه كوچكي متمركز شده است از درون تلسكوپ به خوبي قابل مشاهده است.اكنون M57 را با سحابي هليكس NGC7293 در صورت فلكي دلو مقايسه كنيد.در ابتدا ممكن است اين طور به نظر آيد كه سحابي هليكس به خاطر قدر 6.3 اش نسبت به M57 آسانتر مشاهده خواهد شد اما بعد از چك كردن اندازه نسبتا وسيع آن كه 12*16 دقيقه قوس است در مي يابيم كه رصد آن بسيار مشكل است و نياز به آسماني بسيار تاريك خواهد بود.

آيا تمام مطالب بالا به اين معناست كه مي توان داده هاي قدر يك جرم را ناديده گرفت و تنها به درخشندگي سطحي آن متكي بود؟متاسفانه موضوع به اين سادگي نيست و احتمالات مختلفي در ميان است.يك كهكشان ممكن است بسيار وسيع باشد كه به اين معناست كه بايد در انتظار درخشندگي سطحي كمي باشيم اما كهكشان ممكن است داراي هسته اي بسيار پرنور باشد و اين نشان مي دهد كه اگر چه ما براي ديدن تمام كهكشان كار دشواري خواهيم داشت اما قادر به تشخيص آن به خاطر هسته ي درخشانش خواهيم بود.يك مثال جالب در اين مورد M31 كهكشان امراة المسلسله است كه داراي قدر 3.4 است اما درخشندگي سطحي آن به دليل اندازه 140*178 دقيقه قوسي آن تنها 13.5 است.

آنچه در اين مقاله آمده است تنها يك توضيح مختصر در باب درخشندگي سطحي است زيرا كه بحث در اين باره بسيار پيچيده است و حتي شامل واكنش هاي مختلف چشم انسان در برابر نور در طول موج ها و رنگ هاي متفاوت است.بنابراين اگر كسي از شما خواست كه UGC9749 كه يك كهكشان از قدر 10.9 در دب اصغر است را پيدا كنيد بدون اطلاع از درخشندگي سطحي آن حتي به فكر سوار كردن تلسكوپتان هم نيافتيد زيرا اين جرم به ظاهر ساده داراي درخشندگي سطحي 17.8 است

:: بازدید از این مطلب : 178

امتیاز مطلب : 16

تعداد امتیازدهندگان : 5

مجموع امتیاز : 5

تاریخ انتشار : یک شنبه 15 اسفند 1389 | نظرات ()

طفلك پلوتون((نجوم))

نوشته شده توسط : حامد

طفلك پلوتون

چه كسي توپي با قطر 2306 كيلومتر كه يك پنجم قطر زمين هم نمي‌شود و جرم فقط دو هزارم جرم زمين را يك سياره مي‌داند؟ پلوتون حتي از هفت ماه منظومه‌ي شمسي و بدتر از همه از ماه زمين هم ريز تر است. منظومه‌ي شمسي اين‌قدر گستاخانه با اعضاي ريزش برخورد نكرده‌است كه با پلوتون. مدار پلوتون با مدار همه‌ي سيارات فرق مي‌كند. اگر بتوانيم همه‌ي سياره‌ها را روي يك ميز مرتب بچينيم، پلوتون انگار به فنري وصل شده است كه باعث مي‌شود بالاتر يا پايين‌تر از سطح ميز جا بگيرد. مدار پلوتون در صفحه‌ي منظومه‌ي شمسي نيست. يوهان كپلر در قرن شانزدهم گفت كه مدار سيارات بيضي است، اما حقيقت اين است كه مدار هيچ سياره‌اي به اندازه‌ي پلوتون بيضي نيست. كپلر در خواب هم نمي‌ديد كه روزي سياره‌اي كشف شود كه مدارش به قدري بيضي باشد كه عنوان دورترين سياره‌ي منظومه‌ي شمسي را هر از چندگاهي با نپتون عوض كند. پلوتون وقتي به نزديك‌ترين فاصله اش از خورشيد مي‌رسد از سياره‌ي نپتون هم به خورشيد نزديك‌تر مي‌شود. بخشي از مدار پلوتون درون مدار نپتون است. مدار پلوتون بيشتر شبيه مدار دنباله‌دارهاست تا سياره‌ها. يعني از 18 بهمن 1357 (7 فوريه 1979) تا 22 بهمن 1377 (11 فوريه 1999) پلوتون درون مدار نپتون بود و نپتون دورترين سياره از خورشيد تلقي مي‌شد. عنواني كه به نظر مي‌رسد ديگر هرگز از دست ندهد.

سياره X

استان كشف پلوتون اسطوره‌ي اخترشناسي نوين است. وقتي يوهان گاله نپتون را در 1846 ديد مكانيك نيوتوني حاكم مطلق جهان بود. چه كسي مي‌توانست محاسبات فيزيكي كه محل نپتون را در آسمان پيش‌بيني كرده‌بودند انكار كند. داستان از اين قرار بود كه مدار اورانوس نامنظم بود و مطابق نظريه‌هاي فيزيكي رفتار نمي‌كرد. دو رياضي‌دان از روي داده‌هاي رصدي اورانوس حدس زدند كه سياره‌اي در وراي آن عامل اصلي اين اختلال‌هاست. آن‌دو به درستي محل سياره‌ي جديد را تخمين زدند و گاله فقط آن را ديد. اما به نظر مي‌رسيد مدار نپتون هم نامنظمي‌هايي دارد. اخترشناسان كه مزه‌ي كشف نپتون را چشيده بودند باز هم گمان بردند كه سياره‌اي آن‌سوي نپتون همه‌ي اين نامنظمي‌ها را پديد آورده است. ويليام پيكرينگ و پرسيوال لاول چندين محل را در آسمان تخمين زدند كه اگر سياره‌ي X در آن محل‌ها بود مي‌توانست چنين نامنظمي‌هايي در مدار نپتون پديد آورد. جستجو براي اين سياره از سال 1905 در رصدخانه‌ي لاول آغاز شد. كار جستجو حتي سال‌ها پس از مرگ لاول در 1916 نيز ادامه يافت.
كلايد تامباو (Clyde Tombaugh) منجم جواني بود كه تلسكوپي دست‌ساز ساخته بود. او طرح‌هايي را كه از پشت چشمي اين تلسكوپ از مشتري و زحل كشيده بود براي رصدخانه‌ي لاول فرستاد. اين باعث شد كه تامباو در 1929 در رصدخانه استخدام شود. در رصدخانه‌ي لاول از هر بخش آسمان به فواصل زماني معين (مثلا يك هفته) دوبار عكاسي مي‌شد. با مقايسه‌ي اين دو عكس اگر چيزي در زمينه‌ي ستاره‌هاي ثابت حركت مي‌كرد پيدا مي‌شد. براي مقايسه هر دو عكس را داخل دستگاهي به نام مقايسه گر چشمك‌زن (Blink Comparator) مي‌گذاشتند. تامباو شب‌ها را به عكاسي مي‌گذراند و روزها را به مقايسه‌ي عكس‌هاي تهيه شده. و سرانجام پس از 25 سال تلاش در رصدخانه‌ي لاول، تامباو جوان پلوتون را در 29 بهمن 1308 (18 فوريه‌ي 1930) در عكس‌هايي كه ماه پيش گرفته شده بود يافت.

سياره‌اي كه تامباو كشف كرده بود مدتي بي‌نام بود. نام پلوتون را دختري 11 ساله به نام ونتيا فير (Venetia Phair) كه آن زمان دانش‌آموز يك مدرسه‌ي ابتدايي در انگلستان بود پيشنهاد كرد. پلوتون (Pluto) خداي دنياي زيرين است. صبح يكي از روزهاي اواخر زمستان 1930 پدر ونتيا در صفحه‌ي 14 روزنامه‌ي Times خبر كشف سياره‌ي تازه را خواند و براي دخترش تعريف كرد كه هنوز نامي براي اين سياره انتخاب نشده است. ونتيا هم كه به اسطوره شناسي و نجوم علاقه‌مند بود نام پلوتون را پيشنهاد كرد. پلوتون به قدري نام موفقي بود كه همان سال شخصيت پلوتو (سگ معروف والت ديزنياز روي سياره جديد نام‌گذاري شد. .

عجيب نيست كه نشان پلوتون براي پاسداشت لاول تركيبي از حروف P و L است. اما…، اما اين پلوتون نمي‌توانست سياره‌ي X لاول باشد، با اين‌كه پلوتون تقريبا در يكي از محل‌هايي كشف شد كه لاول پيش‌بيني كرده بود. از همان ابتدا بعد از اين‌كه معلوم شد قرص پلوتون از پشت چشمي ديده نمي‌شود همه مي‌دانستند كه پلوتون كوچك‌تر و كم‌جرم‌تر از آن است كه چنين تغييراتي بر مدار نپتون وارد كند. تازه به نظر مي‌رسد اين نپتون است كه مدار پلوتون را بسيار آشفته كرده است، پلوتون هرگز نمي‌تواند تأثير چشمگيري بر نپتون بگذارد.

پس سياره‌ي X كجاست؟ پس از كشف پلوتون تامباو جستجويش را ادامه داد. او چندين سيارك، ستاره‌ي متغير و حتي يك دنباله‌دار يافت. اما خبري از سياره‌ي ديگري نشد. پايونير 10 و 11 و ويجرهاي 1 و 2 كه به ملاقات اورانوس و نپتون رفتند مشكل مدار آنها را براي هميشه حل كردند. وقتي فضاپيماها از كنار سياره‌ها مي‌گذشتند مقداري شتاب مي‌گرفتند. اين شتاب مستقيما به جرم سياره مربوط مي‌شود. با اندازه‌گيري اين شتاب دانشمندان دريافتند كه جرم اورانوس و نپتون را 1 درصد كمتر از جرم واقعي آنها محاسبه كرده بودند. با جايگذاري اعداد جديد مشكل نامنظمي‌هاي مدار هر دو سياره براي هميشه حل شد. پس هيچ سياره‌اي X اي وجود ندارد.

اجرام كوئي‌پر

با اين همه پلوتون بيش از هفتاد سال بدون مشكل بزرگي يك سياره بود. ولي همه چيز در پاييز 1380 (2002) تغيير كرد؛ زماني كه اخترشناسان كوآوار را يافتند. از 1992 كه اولين جرم در كمربند كوئي‌پر كشف شد تا كنون بيش از 800 جرم در اين ناحيه از منظومه‌ي شمسي شناخته شده است. كمربند كوئي‌پر منطقه‌اي است دورتر از مدار نپتون كه پيش‌بيني مي‌شود شامل هزاران جرم كوچكي باشد كه از ابتداي پيدايش منظومه‌ي شمسي به همراه خود سياره‌ي نپتون به آن محل رانده شده‌اند. هيچكدام از اين 800 جسم در حد و اندازه‌هاي پلوتون و حتي قمرش، كارن، نبودند. ولي كوآوار جسمي با قطر 1260 كيلومتر بود. بي‌شك كوآوار به گروهي از اجرام منظومه‌ي شمسي تعلق داشت كه پيش از اين نام‌گذاري شده بود: اجرام كمربند كويي‌پر (KBO). مشكل اين‌جا بود كه پلوتون هم مي‌بايست جزء اين گروه قرار مي‌گرفت. اگر تنها تفاوت پلوتون با ديگر اجرامي كويي‌پر اندازه‌اش بود، كوآوار فقط چند كيلومتر از پلوتون كوچك‌تر بود. سال پيش مسئله براي پلوتون وقتي حياتي‌تر شد كه جرم كوئي‌پر 2003 VB12 (معروف به سدنا، Sedna) پا به خانواده‌ي منظومه‌ي شمسي گذاشت. سدنا از پلوتون بزرگ‌تر بود. مدار سدنا بي‌اندازه كشيده‌تر از مدار پلوتون است طوري كه در نزديك‌ترين فاصله از خورشيد به 76 واحد نجومي (AU، هر واحد نجومي فاصله‌ي متوسط زمين از خورشيد و تقريبا معادل 150 ميليون كيلومتر است) و در دورترين نقطه‌ي مدارش به فاصله‌ي 526 واحد نجومي از خورشيد مي‌رسد. به هرحال همين كشف باعث شد تا اخترشناسان به فكر تعيين ماهيت يك سياره بيافتند.

ماهيت يك سياره

اين اولين باري نبود كه اخترشناسان به دنبال تعريفي براي يك سياره بودند. وقتي ويليام هرشل در 1781 به دنبال ستاره‌هاي دوتايي مي‌گشت جرمي را در صورت فلكي ثور ديد كه ابتدا تصور مي‌كرد يك دنباله‌دار است. اما مدار اين جرم تازه كشف شده بيشتر شبيه مدار سياره‌ها، دايره‌اي، بود. به زودي همه قبول كردند كه جرم تازه سياره‌ي هفتم منظومه‌ي شمسي است و نامش را اورانوس نهادند. اورانوس يك قانون كهنه را زنده كرد: قانون بده (Bode) كه اندازه و فاصله‌ي سيارات از خورشيد را بر حسب يك رابطه‌ي رياضي بيان مي‌كند. اخترشناسان تا پيش از كشف اورانوس قانون بده را بي‌معني مي‌پنداشتند(اين قانون امروزه ‌هم بي معني تلقي مي‌شود و صرفا از نظر تاريخي اهميت دارد) ولي اورانوس درست در محلي كشف شد كه قانون بده پيش‌بيني مي‌كرد سياره‌اي آنجا باشد. اما در قانون بده يك مشكل وجود داشت، اين قانون پيش‌بيني مي‌كرد كه مي‌بايست سياره‌اي بين مريخ و مشتري وجود داشته باشد، ولي تا آن زمان چنين جرمي كشف نشده بود. پس كاوش‌هاي بعدي براي كشف اين سياره ادامه يافت، تا اين‌كه در 1801 درست در همان فاصله‌ي بين مريخ و مشتري سرس (Ceres) كشف شد. بلافاصله اين جرم را يك سياره دانستند. اما يك سال بعد در همان منطقه پالاس كشف شد. چند سال بعد جونو پيدا شد كه مداري مشابه مدار دو جرم قبلي داشت. با ادامه‌ي اين كشف‌ها ويليام هرشل پيشنهاد كرد كه اين اجرام جديد در دسته‌اي جدا از سيارات طبقه بندي شوند. به هرحال حتي سال‌ها پس از مرگ هرشل اين طبقه بندي را همه قبول نداشتند. امروزه هزاران سيارك كشف شده است كه سرس از همه‌يشان بزرگ‌تر است. ديگر سيارك‌ها صخره‌هاي سرگرداني هستند كه بين مدار مريخ و مشتري دور خورشيد در گردشند.
بار بعد كه موضوع تعريف علمي سياره مطرح شد به طرح وجود كوتوله‌هاي قهوه‌اي باز مي‌گردد. كوتوله‌هاي قهوه‌اي ستاره‌هاي نارسي هستند كه نه آن‌قدر پرجرم‌اند كه يك ستاره باشند، نه آن‌قدر كم جرم كه يك سياره تلقي شوند. موضوع ديگر سيارات فراخورشيدي بودند. ده‌ها جرم سياره مانند كشف شده‌اند كه به دور ستاره‌هاي ديگر مي‌گردند. از نظر اتحاديه‌ي بين‌المللي نجوم يك سياره‌ي فراخورشيدي جسمي است كه:

اجرامي با جرمي كمتر از كمينه‌ي جرم لازم براي آغاز واكنش‌هاي گرما-هسته‌اي (13 برابر جرم مشتري براي جرمي با تركيب شيميايي مشابه) كه دور يك ستاره يا بازمانده‌ي يك ستاره مي‌گردد. اهميتي ندارد كه اين جرم چگونه شكل گرفته است. كمينه‌ي جرم يا اندازه‌ي لازم براي يك سياره‌ي فراخورشيدي تا يك سياره تلقي شود همان‌هايي است كه براي منظومه‌ي شمسي تعريف مي‌شود.

اين تعريف مشكلي از ما نمي‌كاهد، بايد كمينه‌ها را در منظومه‌ي شمسي خودمان تعريف كنيم. با كشف پلوتون، كوآوار، سدنا و ديگر اجرام كمربند كويي‌پر بار ديگر بحث تعريف ماهيت يك سياره به زبان‌ها افتاد.اتحاديه‌ي بين‌المللي نجوم مجبور بود كه پس از سال‌ها سكوت تعريف جامعي از يك سياره ارائه دهد. تا همين هفته‌ي پيش (اواخر مرداد 85) تعريف رسمي‌اي از يك سياره وجود نداشت.

پيش از اين مايك براون از MIT يك سياره را چنين تعريف كرده بود: «سياره به هر جسمي در منظومه‌ي شمسي مي‌گويند كه جرمش از مجموع جرم‌هاي ديگر اجرامي كه در مدار مشابه به مدار آن دور خورشيد مي‌گردند بيشتر است». طبق اين تعريف پلوتون سياره نبود. در پاييز 1385 گروه 19 نفره‌ي اتحاديه‌ي بين‌المللي نجوم (IAU) كه به مطالعه درباره‌ي تعريف يك سياره مي‌پرداخت سه گزينه مقابل خود داشت:
سياره هر جسمي است كه به دور خورشيد مي‌گردد و قطرش بيش از 2000 كيلومتر است
سياره هر جسمي است كه به دور خورشيد مي‌گردد و شكلش به دليل گرانشش ثابت است
سياره هر جسمي است كه به دور خورشيد مي‌گردد و جرم اصلي در منطقه‌اش محسوب مي‌شود.

سرانجام مسئله‌ي تعريف سياره به همايش تابستان 1385 (2006) IAU در پراگ جمهوري چك رسيد.

هر جسم گردي يك سياره نيست

پيش‌نويسي كه به جلسه‌ي IAU رسيد بيان مي‌كرد كه يك سياره جسمي است كه به دور خورشيد مي‌گردد و آن قدر جرم دارد كه بر اثر نيروي گرانش خودش شكلي كروي داشته باشد. بر اساس اين تعريف كميته‌ي تعيين ماهيت سيارات پيشنهاد كرده‌بود كه سرس، پلوتون و قمرش كارن و سدنا در فهرست سيارات منظومه‌ي شمسي قرار بگيرند. به اين ترتيب تعداد سيارات به 12 عدد مي‌رسيد. مشكل همين‌جا تمام مي‌شد اگر منظومه‌ي شمسي هيچ جسم ديگري نداشت. ولي پيش‌بيني مي‌شود كه بيش از 200 جرم در كمربند كويي‌پر وجود دارد كه همگي گرد اند. فكرش را بكنيد چه كسي مي‌توانست نام تمامي سيارات منظومه‌ي شمسي را از حفظ باشد.

در نهايت اين نظر مورد موافقت همه‌ي اعضا قرار نگرفت و در جلسه‌ي IAU 474 نفر از اخترشناسان درباره‌ي ماهيت يك سياره و آن‌چه كه يك سياره را از صخره يا اجرام ريز منظومه‌ي شمسي متمايز مي‌كند رأي دادند و تصميم گرفتند به جاي اين‌كه ده‌ها جرم ديگر را به فهرست سيارات منظومه‌ي شمسي وارد كنند، فقط پلوتون بيچاره را از مقامش عزل كنند. نتيجه‌ي رأي گيري اين شد كه تمام اجرام منظومه‌ي شمسي به سه دسته تقسيم شدند:
سيارات: يك سياره جسمي آسماني است كه 1. در مداري به دور خورشيد بگردد 2. به قدر كافي جرم داشته باشد تا به تعادل هيدرواستاتيكي برسد (يعني شكلي گرد داشته باشد) 3. منطقه‌ي اطراف مدارش را پاك كرده باشد.
سيارات كوتوله: يك سياره‌ي كوتوله جسمي آسماني است كه 1. در مداري به دور خورشيد بگردد 2. به قدر كافي جرم داشته باشد تا به تعادل هيدرواستاتيكي برسد (يعني شكلي گرد داشته باشد) 3. منطقه‌ي اطراف مدارش را پاك نكرده باشد 4. يك قمر نباشد.
اجرام كوچك منظومه‌ي شمسي: هر جسم ديگري كه در دسته‌بندي‌هاي گفته شده جاي نگيرد يك جرم كوچك منظومه‌ي شمسي محسوب مي‌گردد.

بنابراين هشت سياره‌ي منظومه‌ي شمسي: عطارد، زهره، زمين، مريخ، مشتري، زحل، اورانوس و نپتون هستند.
پلوتون يك سياره‌ي كوتوله است. و از اين پس به اجرام فرانپتوني (اجرامي كه در مدارهايي اطراف يا دورتر از نپتون به دور خورشيد مي‌گردند، چه سياره‌ي كوتوله باشند مثل سدنا يا چه جرم كوچك
منظومه‌ي شمسي) اجرامي پلوتوني گفته مي‌شود

ترديدها

اين تعريف جديد براي برخي اخترشناسان چندان خوش‌آيند نيست. مدير پروژه‌ي افق‌هاي نوي ناسا در ميان اين افراد است. آنها عقيده دارند كه معني «پاك كردن منطقه‌ي اطراف مدار» كه ويژگي سوم يك سياره است چندان واضح نيست. فرضيه‌ي شكل‌گيري سيارات بيان مي‌كند، نيروي گرانش يك سياره يا يك پيش‌سياره (سياره‌اي در حالت شكل‌گيري) با گذشت منطقه‌ي اطراف مدارش را جاروب مي‌كند. با صدها بار گردش سياره به دور ستاره‌ي اصلي سياره ديگر تمامي اجرام منطقه‌ي اطراف مدارش را يا جذب مي‌كند يا به آنها آن‌قدر شتاب مي‌دهد كه از آن ناحيه مي‌گريزند.

طبق تعريف سياره وقتي منطقه‌ي اطراف مدارش را جاروب كرده است كه هر جرم ديگري در آن منطقه يا قمر سياره باشد يا تحت كنترل نيروي گرانش آن سياره قرار داشته باشد. براي مثال سيارك‌هاي گروه تروجان همگي در مدار مشتري به گرد خورشيد مي‌گردند ولي همه‌ي آنها تحت كنترل جاذبه‌ي مشتري اند. اجرام پلوتوني (طبق تعريف جديد IAU همان اجرام فرانپتوني) تحت تأثير گرانش نپتون هستند، بنابراين نپتون يك سياره است و ماه زمين (كه هم گرد است و هم دور خورشيد مي‌گردد) قمر يك سياره ديگر (زمين) است، پس يك سياره نيست.

درباره‌ي گردي يك سياره هم ترديدهايي وجود دارد. تصميم‌گيري درباره‌ي اين‌كه چه اجسامي گرد اند يا چه اجسامي بر اثر نيروي گرانش خودشان شكل گرد پيدا كرده‌اند كار ساده‌اي نيست. به نظر نمي‌رسد ويژگي‌هاي فيزيكي ساده‌اي مثل جرم، اندازه يا چگالي كمكي به دسته‌بندي اجرام گرد بكنند. چون براي مثال سيارك پالاس با چگالي 2.9 گرم بر سانتيمتر مكعب شكلي نامنظم دارد ولي قمر انسلادوس با چگالي 1.61 گرم بر سانتيمتر مكعب نه تنها گرد است، بلكه كروي است.

با اين همه مصوبه‌هاي اتحاديه‌ي بين‌المللي نجوم منبع اصلي كتاب‌ها و مقالات علمي است. اگر احساس مي‌كنيد چيزي در دنيا تغيير كرده و سر جايش نيست، بله درست فكر مي‌كنيد. از دوم شهريور 1385 پلوتون پس از 76 سال ديگر عضو منظومه‌ي شمسي نيست. از اين پس منظومه‌ي شمسي هشت سياره دارد.

:: بازدید از این مطلب : 108

امتیاز مطلب : 23

تعداد امتیازدهندگان : 5

مجموع امتیاز : 5

تاریخ انتشار : یک شنبه 15 اسفند 1389 | نظرات ()

سیاهچاله چگونه ایجاد میگردد؟((نجوم))

نوشته شده توسط : حامد

مسئله قابل توجه فقط اين نيست كه جسمي در فضا وجوددارد بلكه اين جسم مشخص كننده هندسه فضاي اطرافش مي باشد. انيشتيندر اين مورد مي گويد: هميشه عقيدهبر اين بوده اگر تمامماده جهانمعلوم شود،زمانوفضا باقي مي مانند، در حالي كه نظريه نسبيت تاكيد مي كند كه زمان و فضا نيز همراه باماده نابود مي گردند. بنابراين ،جرمبا فضا ارتباط دارد. هر جسمي باعث ميشود كه فضاي اطرافش انحنا پيدا كند. ما به سختي متوجه چنين انحنايي در زندگي خود ميشويم، زيرا با جرم هاي نسبتا كوچكي سروكار داريم. ولي درميدانهاي گرانشي بسيار قوي ، مقدار انحنا ممكن است قابل توجه باشد.تعدادي از رويدادهايي كه اخيرا در فضا مشاهده شده اند،نشان مي دهند كه احتمال تمركز مقادير جرم در بخش هاي كوچكي از فضا وجود دارد. اگرماده اي با جرم معين به اندازه اي متراكم شود كه به حجم كوچكي تبديل گردد و آن حجمبراي چنين ماده‌اي بحراني باشد، ماده تحت تاثير گرانش خود شروع به انقباض مي نمايد. با انقباض بيشتر ماده ، فاجعه گرانشي گسترش مي‌يابد و آنچه كه فرو ريختن گرانشيناميده مي شود، آغاز مي گردد. تمركز ماده در اين فرآيند افزايش مي يابد و طبق نظريهنسبيت ،انحناي فضانيز به تدريج بيشتر مي گردد.

سرانجام لحظه اي فرا مي رسد كه هيچ پرتوئي ازنور ، ذره و نشانه فيزيكي ديگر نمي تواند از اين قسمت كه دچار فروريختن جرم شده ، خارجگردد. اين جسم به عنوانسياهچالهشناخته شده است. شعاع جسم در حال فرو ريختنكه به يك سياهچاله تبديل مي گردد،شعاع گرانشيناميده مي شود. اين شعاع برايجرم خورشيد سه كيلومتر و براي جرم زمين 9/0 سانتي متر است

اگر خورشيد در اثرانقباض به كره‌اي با شعاع سه كيلومتر تبديل شود، به صورت يك سياهچاله در مي آيد. گرانش در سطح جسمي كه شعاعش با شعاع گرانشي جرم آن برابر مي باشد، فوق‌العاده شديد است. براي غلبه بر نيرويگرانشي لازم استسرعت فرارافزايش يابد، كه مقدار آن بيشترازسرعتنور مي باشد. طبقنظريهخاص نسبيت كه اكنون قابل قبول است، در جهان هيچ چيز نمي تواند با سرعت بيشتر ازسرعت نور حركت كند. به همين دليل سياهچاله ها اجازه نمي دهند هر چيزي از آنها خارجگردد. از سوي ديگر ، سياهچاله مي تواند ماده را از فضاي اطراف به درون خود ببلعد وبزرگتر شود. براي توضيح تمام پديده هايي كه مربوط به سياهچاله مي شوند، فرضيه عامنسبيت لازم مي باشد. بر اساس اين نظريه ، گذشت زمان در ميدان گرانشي قوي آهسته ميباشد. براي ناظري كه در خارج سياهچالهقرار دارد، افتادن يك جسم به درون سياهچاله مدت طولاني متوقف مي گردد. در چنينحالتي ناظر فرضي در ارتبط باعمل انقباضواقعا تصوير كاملا متفاوتي رامشاهده خواهد نمود. ناظر در حالي كه در ظرف مدت محدودي به شعاع گرانشي مي رسد،سقوطش ادامه مي يابد، تا آنكه به مركز سياهچاله برسد. ماده در حال فروريختن ، پس ازگذشتن از شعاع گرانش به انقباض ادامه مي دهد. طبق اختر فيزيك نظري جديد ممكن استسياهچاله ها مرحله پايانيزندگيستارگان جسيم باشند. مادامي كه يك منبع انرژي در ناحيه مركزيستاره فعاليت مي نمايد، درجات حرارت بالا باعث انبساط گاز و جدا شدن لايه هاي بالائي آنمي شود. در عين حال ، نيروي گرانشي عظيم ستاره اين لايه ها را به سوي مركز ميكشاند. پس از آن كه سوخت تامين كنندهواكنش‌هاي هسته‌ايبه مصرف رسيد، درجه حرارتدر ناحيه مركزي ستاره به تدريج پايين مي آيد. در اين مرحلهتعادل ستارهبه هم مي خورد و ستاره تحتتاثيرنيرويگرانشي خود منقبض مي گردد. تكامل و تغيير بيشتر آن به جرمش بستگي دارد. طبقمحاسبات اگر جرم ستاره سه تا پنج برابر جرم خورشيد باشد، مرحله پاياني انقباض آنممكن است باعث فروريختن گرانشي و تشكيل سياهچاله گردد.

:: بازدید از این مطلب : 134

امتیاز مطلب : 16

تعداد امتیازدهندگان : 6

مجموع امتیاز : 6

تاریخ انتشار : شنبه 14 اسفند 1389 | نظرات ()

فرضیه‌هایی که پایان دنیا را رقم می‌زنند((نجوم))

نوشته شده توسط : حامد

مجله «گرین دیلی» در مقاله ای با ارائه گزینه هایی به بررسی ۵ فرضیه ای پرداخته است که هر یک از آنها می توانند علت پایان دنیا باشند.
● ماشینها و هوش مصنوعی
این مقاله با بررسی فرضیه ای آغاز می شود که براساس آن ماشینها و هوش مصنوعی که امروزه دانشمندان نوروساینس با علاقه آن را دنبال می کنند، بر انسان برتری جویند و انسان و دنیا را به نابودی بکشانند.
دماسنج «گرین دیلی» در مورد احتمال وقوع این رویداد درجه یک به ۱۰ را نشان می دهد. در حقیقت احتمال بسیار کمی برای غلبه روباتها بر انسان در اثر فعل و انفعال بیشتر میان انسان و ماشین وجود دارد.
● سقوط یک شهاب سنگ غول پیکر
دومین فرضیه نشان می دهد که زمین در اثر سقوط یک شهاب سنگ غول پیکر، دچار یک حادثه بزرگ می شود و به این ترتیب همانگونه که دایناسورها با برخورد شهاب سنگ به زمین منقرض شدند، انسان نیز نابود می شود و دنیا پایان می یابد. دماسنج "گرین دیلی"، احتمال وقوع این پدیده را ۴ به ۱۰ نشان می دهد.
● بیماری فراگیر
سومین فرضیه پیشنهادی این سایت، احتمال خطر همه گیری یک بیماری کشنده را مطرح می کند که می تواند آنفولانزای پرندگان و یا ویروس جدیدی باشد که ممکن است از فردا به سرعت گسترش یابد و میلیونها نفر را در کوتاهترین زمان نابود کند. دماسنج رقم وقوع این پدیده را ۵ به ۱۰ نشان می دهد.
● تقاضای فراتر از عرضه نفت
فرضیه چهارم پیشنهاد می کند که وجود انسان می تواند به سبب پدیده «قله نفت» (Peak Oil) نابود شود. براساس این فرضیه تقاضای نفت سوختی از عرضه آن فراتر می رود. احتمال وقوع این پدیده ۶ به ۱۰ است.
● تغییرات آب و هوا
پنجمین فرضیه که از بالاترین رقم احتمال وقوع برخوردار است، برپایه تغییرات آب و هوایی استوار شده است. به طوری که دماسنج گرین دیلی در این مورد رقم ۸ به ۱۰ را نشان می دهد. براساس این فرضیه، گرم شدن بیش از حد زمین در آینده ای نه چندان دور می تواند خطرات بسیار جدی را به وجود آورد و انسان و تمام جانداران زمین را به ورطه نابودی بکشاند.

:: بازدید از این مطلب : 191

امتیاز مطلب : 16

تعداد امتیازدهندگان : 5

مجموع امتیاز : 5

تاریخ انتشار : شنبه 14 اسفند 1389 | نظرات ()

صفحه قبل 1 2 3 4 5 صفحه بعد