.::..ΞΞΞفیزیک کوانتومΞΞΞ.::.™

مغناطیس و الكتریسیته تاریخی طولانی و درازی دارند. الكتریسیته و مغناطیس ابتدا در قرن هشتم قبل از میلاد مورد توجه یونانیان باستان قرار گرفتند. مهمترین عاملی كه موجب جذب و توجه مردم به الكتریسیته ومغناطیس شد، دو ماده طبیعی كهربا و كانی مگنتیت(سنگ مغناطیس) بود. كهربا، شیره برخی از درختانی است كه چوب نرمی دارند؛ هنگامی كه این شیره از درخت بیرون می آید، پس از مدتی سفت می شود. این جامد سفت كه رنگی بین قهوه ای و زرد دارد، كهرباست. و اگر كهربا را به پارچه ای بمالیم، باردار شده و می تواند تكه های برگ یا كاغذ را جذب كند.

سنگ مغناطیس، همان اكسید آهن است؛ كه براده های آهن را جذب می كند. سنگ های مغناطیسی می توانند یكدیگر را جذب كنند. و علت این نامگذاری آنست كه این سنگ در منطقه ای به نام “مگنزیا” یا “مغناطیس” برای نخستین بار كشف شد. كه به ماهیت این سنگ، مغناطیس گفته می شود. اگر یك تكه از این سنگ ها را بر روی آب شناور كنیم، جهت آن در راستای شمال-جنوب قرار می گیرد. همین خاصیت سنگ مغناطیسی سبب شد كه در قرون گذشته دریانوردان از آن بعنوان جهت یاب استفاده كنند.

دموكریتوس، كه یكی از فلاسفه بزرگ باستان و بنیانگذار تئوری اتمی است، معتقد است كه میان سنگ مغناطیسی جریانی از ذرات بسیار ریز به نام اتم وجود دارد. و در این جریان هنگامی كه اتم به آهن یا سنگ مغناطیسی دیگر برخورد می كند، در برگشت به سوی سنگ مناطیس، سبب می شود كه آهن را به دنبال خود بكشاند. ویلیام گیلبرت یكی از نخستین دانشمندانی است كه در زمینه مغناطیس دست به آزمایش ها و بررسی های اساسی كرد. او مشاهده كرد كه براده های آهن در اطراف سنگ مغناطیس در راستای منظمی قرار می گیرند. و همچنین سنگ مغناطیس در حالت آویزان یا حتی سوزن های آهنی در حالت شناور در راستای شمال-جنوب قرار می گیرند.

او چنین پنداشت كه علت این امر آنست كه زمین یك سنگ مغناطیس بسیار بزرگیست كه اینگونه عمل می كند. او برای اثبات نظریه خود، یك سنگ مغناطیس را به صورت یك كره بزرگ در آورد و سپس در اطراف و بر روی سطح این كره، سنگ های مغناطیسی كوچك و براده های آهنی قرار داد و مشاهده كرد كه این براده ها در راستای شمال-جنوب قرار می گیرند.

قبل از اینكه به بحث در مورد خطوط و میدان مغناطیسی آهنربا و زمین بپردازیم، لازم است كه به قطب های مغناطیسی و خاصیت آن اشاره ای كنیم.
در آهنربا یا همان سنگ مغناطیسی، دو ناحیه وجود دارد كه نسبت به سایر نقاط دیگر آهنربا، خاصیت جذب براده های آهن بیشتر و راستای این براده ها به سمت این نواحی است. كه به این دو ناحیه، قطب های مغناطیسی می گویند. اگر آهنربا را شناور قرار دهیم، قطبی كه به سمت شمال است را قطب شمال یا شمال یاب، و قطب مقابل آن را قطب جنوب یا جنوب یاب می گویند. پس هر ماده مغناطیسی از دو قطب شمال وجنوب تشكیل شده است. در مغناطیس مانند الكتریسیته، قطب های ناهمنام یكدیگر را جذب و قطب های همنام یكدیگر را دفع می كنند. پس در خاصیت مغناطیسی، نیروی دفع وجذب نیز وجود دارد.

آزمایش ها نشان می دهد كه اگر در اطراف یك آهنربا، قطب نما یا سنگ های مغناطیسی كوچك قرار دهیم، نیروی حاصله از مغناطیس بر قطب های آن ها اثر گذاشته، به طوری كه قطب شمال قطب نما به سمت قطب جنوب آهنربا و بلعكس قرار می گیرد. و این نشان می دهد، كه در نقاط اطراف آهنربا، نیرویی وجود دارد كه بر قطب های قطب نما وارد می شود و آن را در راستای مشخصی قرار می دهد. كه به مجموعه ای از این نیروها یا نقاط، میدان مغناطیسی می گویند. میدان مغناطیسی اطراف آهنربا را توسط خطوطی نشان می دهند كه این خطوط قطب جنوب(s) را به قطب شمال(n) وصل می كند. و جهت این خطوط از شمال(n) به جنوب(s) است. خطوط میدان مغناطیسی ویژگی هایی دارند كه عبارتند از:
۱) خطوط همانطور كه قبلا گفته شد راستاو جهتشان از شمال به جنوب است.
۲) خطوط یكدیگر را قطع نمی كنند.
۳) تراكم خطوط در نزدیكی قطب ها بیشتر از نواحی دیگر است و این نشان دهنده آن است كه نیروی مغناطیسی در این نواحی زیاد است.
۴) برآیند نیروهای مماس بر خطوط میدان در یك نقطه برابر با نیروی مغناطیسی در آن نقطه است.

اكنون به سراغ علت تاثیر نیروی مغناطیسی بر براده های آهن می رویم. می دانیم كه الكترون در ساختار تمام اجسام وجود دارد كه الكترون ها دارای دو قطب مغناطیسی می باشند. بنابراین می توان نتیجه گرفت كه تمام اجسام از ذراتی تشكیل شده اند كه دارای دو قطب مغناطیسی هستند كه به این ذرات، دو قطبی مغناطیسی می گویند و به موادی كه دارای دوقطبی مغناطیسی هستند، مواد مغناطیسی می گویند.

البته لزومی ندارد كه بگوییم این دوقطبی ها همان الكترون ها هستند بلكه این دوقطبی ها ذرات بنیادی مغناطیس هستند همانطور كه از الكترون بعنوان بار بنیادی در الكتریسیته یاد می كنیم. این دوقطبی های مغناطیسی مانند یك آهنربا عمل می كنند و در اطراف خود میدان مغناطیسی تولید می كنند.

آهن نیز دارای این دوقطبی های مغناطیسی است اما در آهن دو قطبی های مغناطیسی به گونه ای رفتار می كنند، كه خاصیت مغناطیسی یكدیگر را خنثی می كنند. و هنگامی كه در یك میدان مغناطیسی قرار می گیرند، بر این دوقطبی ها نیروی مغناطیسی وارد می شود، به طوری كه قطب شمال تمام این دوقطبی ها در جهت خطوط میدان قرار می گیرند. و آهن ساختار ساختمانی منظمی پیدا می كند و به یك آهنربا تبدیل می شود. كه از آن می توان بعنوان یك قطب نما استفاده كرد. اگر این آهنربا را به دوقسمت تقسیم كنیم، این آهنربا باز هم خاصیت مغناطیسی خود را حفظ می كند، زیرا دوقطبی های مغناطیسی در یك جهت قرار دارند و این دو قطبی ها عامل ایجاد خاصیت مغناطیسی در آهنربا هستند.
سوالی كه پیش می آید این است كه آیا فقط آهن تحت تاثیر میدان مغناطیسی قرار می گیرد؟ برای پاسخ به این سوال برمی گردیم به مواد مغناطیسی كه از دو قطبی های مغناطیسی تشكیل شده اند در مواد مغناطیسی، حركت و رفتار دوقطبی ها به گونه ای است كه اثر میدان مغناطیسی یكدیگر را خنثی می كنند. مواد مغناطیسی از نظر رفتار دوقطبی های مغناطیسی به سه دسته تقسیم می كنند:

الف) مواد پارامغناطیس:
موادی هستند كه حركت و جنبش دوقطبی هایشان راحت و آسان تر است. هنگامی كه این مواد را در میدان مغناطیسی قرار دهیم، بر دوقطبی های آن نیرو وارد شده و تعداد زیادی از آن ها در خطوط میدان به طوری كه قطب های شمال در جهت خطوط قرار می گیرند. و این امر سبب می شود كه این مواد به یك آهنربای قوی تبدیل شود. اما چون حركت وجنبش این دو قطبی ها سریع است، با برداشتن این مواد از میدان مغناطیسی، این دوقطبی ها به سرعت از مسیر خطوط خارج و به حالت كاتوره ای قبلی برمی گردند و این مواد در خارج از خطوط میدان به سرعت خاصیت مغناطیسی خود را از دست می دهند. مانند آلومینیوم.

ب) مواد دیامغناطیس :
مواد دیامغناطیس موادی هستند كه اگر در میدان مغناطیسی قرار بگیرند از آهنربا دفع می شوند. در این مواد برآیند گشتاور دو قطبی مغناطیسی صفر است و در واقع فاقد دوقطبی ذاتی هستند و هنگامی كه در میدان مغناطیسی قرار می گیرند، گشتاور دو قطبی در آن ها القا می شود اما جهت این دوقطبی های القا شده بر خلاف جهت میدان مغناطیسی خارجی می باشد و این امر باعث می شود كه ماده دیامغناطیس از میدان مغناطیسی دفع شود.

البته این خاصیت در تمام مواد وجود دارد، و هنگامی این خاصیت در مواد ظاهر می شود كه خاصیت پارامغناطیسی آن ها ضعیف باشد.مانند: بیسموت.

پ) مواد فرومغناطیس :
این مواد مانند مواد پارامغناطیس است اما با این تفاوت كه در این مواد مجموعه ای از دوقطبی های مغناطیسی در یك جهت و راستا قرار دارند كه این مجموعه ها در راستا و جهت های متفاوتی قرار دارند به طوری كه اثر میدان یكدیگر را خنثی می كنند. كه به این مجموعه از دوقطبی های مغناطیسی كه در یك استا قرار دارند، حوزه مغناطیسی می گویند. هنگامی كه این مواد در میدان مغناطیسی قرار می گیرند، بر حوزه های مغناطیسی نیرو وارد می شود و آن ها را در جهت میدان قرار می دهند. خاصیت مغناطیسی این مواد به سرعت تغییر مسیر این حوزه ها و قرار گرفتن در جهت میدان بستگی دارد. كه از این لحاظ مواد فرومغناطیس را به دو دسته تقسیم می كنند:

۱) مواد فرومغناطیس نرم:
در این مواد سرعت تغییر حوزه ها بسیار آسان و سریع است و به همین خاطر در میدان مغناطیسی این حوزه ها به سرعت در جهت خطوط میدان قرار می گیرند و خاصیت مغناطیسی بسیار قوی بدست می آورند. اما همینكه این مواد را از میدان دور كنیم، جهت این حوزه ها به سرعت تغییر و به حالت كاتوره ای قبلی بر می گردند. مانند آهن

۲) مواد فرومغناطیسی سخت:
در این مواد سرعت تغییر حوزه ها بسیار سخت و كُند است و همین كه در میدان قرار می گیرند، این حوزه ها به كندی در جهت خطوط قرار می گیرند و خاصیت مغناطیسی آن ها نسبت به مواد فرومغناطیس نرم ضعیفتر است؛ اما همین كه از میدان دور می شوند بر خلاف مواد فرومغناطیس نرم خاصیت مغناطیسی خود را حفظ می كنند.مانند آلیاژ های نیكل.

پس مواد پارامغناطیس و فرومغناطیس تحت تاثیر میدان مغناطیسی قرار می گیرند و به یك آهنربا تبدیل می شوند.
در قرن هیجدهم هانس اورستد نشان داد كه در اطراف سیم حامل جریان میدان مغناطیسی ایجاد می شود و بعد ها آمپر و مایكل فارادی در این زمینه دست به فعالیت های گسترده ای زدند. آن ها نشان دادند كه در اطراف یك سیم حامل جریان، میدان مغناطیسی تولید می شود و حتی موفق شدند كه روابط كمی آن را محاسبه كنند. بنابراین منبع تولید میدان مغناطیسی عبارتند از:سنگ مغناطیس یا همان آهنربای طبیعی و جریان الكتریكی. البته بعدها ماكسول نتیجه گرفت كه بر اثر تغییر جریان الكتریكی، میدان مغناطیسی در فضا منتشر می شود و همچنین براثر تغییر میدان مغناطیسی، جریان الكتریكی در فضا تولید می شود كه نتیجه این، امواج الكترومغناطیسی است.
و از طرفی تغییر میزان عبور میدان مغناطیسی از یك رسانا، باعث تولید جریان الكتریكی در همان رسانا می شود. پس منبع تولید میدان الكتریكی عبارتند از: اختلاف پتانسیل بین دو سر رسانا و تغییر شار(میزان عبور میدان) مغناطیسی است.
پس می توان اینگونه نتیجه گرفت كه الكتریسیته و مغناطیس باهم در ارتباطند و به جر‌‌أت می توان گفت كه یكی بدون دیگری معنی ندارد. چون وجود یكی باعث پیدایش دیگری می شود.
می دانیم كه ذرات باردار تحت تاثیر میدان الكتریكی یا نیروی كولنی قرار می گیرند. اگر این ذرات وارد میدان مغناطیسی شوند تحت تاثیر نیروی دیگری كه همان نیروی مغناطیسی است می شوند.
آزمایش ها نشان می دهند كه میزان انحراف ذره باردار به بزرگی میدان، اندازه بار، سرعت و زاویه حركت ذره بستگی دارد. اگر این ذره در راستای خطوط میدان حركت كند، هیچ نیرویی مغناطیسی بر آن وارد نمی شود. نیروی مغناطیسی بر راستای حركت ذره عمود است و بر سرعت آن تاثیری نمی گذارد و فقط جهت بردار حركت آن را تغییر می دهد. به همین دلیل اگر ذره باردار وارد میدان مغناطیسی شود حركت مارپیچی یا دایره ای خواهد داشت. اگر ذره به طور عمود بر راستای خطوط وارد میدان شود، چون اندازه سرعتش ثابت و نیروی وارده بر آن عمود بر جهت حركت است، شتاب مركز گرا خواهد گرفت و این امر موجب می شود كه ذره در میدان یك مسیر دایره ای داشته باشد.
البته ذره باردار بر اثر حركتش مقداری از انرژی خود را به صورت امواج الكترومغناطیسی گسیل می كند و انرژی آن كاهش و سرعتش كم می شود و به همین خاطر شعاع حركت دایره ای آن در طی مدت زمانی، كوچك و كوچكتر می شود. و اگر به صورت غیر عمود بر خطوط میدان وارد شود، حركت مارپیچی خواهد داشت.
همین خاصیت ذرات باردار در میدان مغناطیسی سبب می شود كه ما را از آسیب های ذرات باردار و پرانرژی كیهانی كه به زمین برخورد می كنند، مصون نگاه دارد.
در اطراف كره زمین میدان مغناطیسی وجود دارد و طبق نظریه ای كه گیلبرت پیشنهاد كرد، زمین یك آهنربای بزرگی است كه قطب شمالش در قطب جنوب جغرافیایی و قطب جنوب مغناطیسی در قطب شمال جغرافیایی قرار دارد كه میدان مغناطیسی در این دو قطب نسبت به سایر نواحی دیگر كره زمین قوی تر می باشند.
ذرات باردار و پر انرژی كیهانی كه به سوی زمین می آیند گرفتار میدان مغناطیسی زمین شده و حركت مارپیچی به خود می گیرند كه به این منطقه، كمربند “وان آلن” می گویند.این ذرات با حركت مارپیچی خود به سمت دو قطب حركت می كنند. این ذرات با نزدیك شدن به دو قطب بر اثر برخورد به لایه های بالایی جو قطب شمال و جنوب، مقدار زیادی از انرژی خود را ازدست می دهند كه به صورت تابش آزاد و روشنایی را در دو قطب ایجاد می كنند كه به این روشنایی، شفق های قطبی می گویند.
علت ایجاد میدان مغناطیسی در اطراف زمین و یا آهنربا بودن زمین، سوالی است كه ذهن دانشمندان را در طی چند ده مشغول كرده بود. نظریه ای كه توانست در توضیح علت میدان مغناطیسی موفق ظاهر شود، را بیان می كنیم:
در درون زمین فلزاتی نظیر آهن و نیكل به صورت مذاب و گداخته وجود دارند كه در حال حركت و جنبش هستند. حركت این مواد از هسته شروع شده و به نزدیكی سطح زمین نزدیك شده و دوباره به هسته و مركز زمین بر می گردند. این مواد مذاب با حركت رفت وبرگشتی كه دارند باعث پیدایش جریان الكتریكی در درون زمین می شوند.
از همین خاصیت الكتریكی مواد مذاب درون زمین، برای پیش بینی وقوع فوران آتشفشان یا زلزله استفاده می كنند. جریان الكتریكی كه این مواد مذاب ایجاد می كنند، باعث پیداش میدان مغناطیسی در اطراف زمین می شود. خطوط میدان مغناطیسی به اینگونه هستند كه از هسته به قطب جنوب جغرافیایی وصل و سپس از قطب جنوب به قطب شمال و از آنجا دوباره به هسته وصل می شوند. و به این گونه این خطوط در اطراف زمین رسم می شوند.
قطب های مغناطیسی زمین بر روی قطب های جغرافیایی آن منطبق نیستند و امروزه حدود ۱۱ درجه اختلاف دارند.
بررسی ها و مطالعه آثار نشان می دهند كه میدان مغنطیسی زمین ثابت نیست و تغییر می كند. آثاری كه از روی سنگ های زمین بدست آمده حاكی از آنست كه میدان مغناطیسی زمین به مدت حدود ۸۰۰۰۰۰ سال وارونه بوده و حدود ۱۰۰۰۰۰ سال دچار افت شدیدی می شود. علت این امر آنست كه مواد مذاب و گداخته حركت رفت و برگشتی كاتوره ای دارند كه سرعتشان حدود ۵ سانتی متر در روز است.
و جابجایی این مواد باعث تغییر جریان الكتریكی و درنتیجه میدان مغناطیسی زمین می شود. البته دانشمندان در تلاش هستند تا بتوانند به ساختار كاتوره ای تغییر میدان مغناطیسی در آینده دست یابند.

مغناطیس گرانشی

فضاپیمای Gravity Probe B or GPB بیستم آوریل ۲۰۰۴ زمین را برای جستجوی نیرویی از طبیعت که در وجودش تردید است، ترک کرده است. این نیرو که هیچ وقت ثابت نشده مغناطیس گرانشی (Gravitomagnetism) نامیده می‌شود. نام دیگری نیز که برای این پدیده به‌کار می‌رود کشش چارچوب (Frame dragging) است.
مغناطیس گرانشی بوسیله ستاره‌ها یا سیاره‌هائی که به دور خود می‌چرخند تولید می‌شود. کلیر فرد ویل از دانشگاه واشنگتن می‌گوید "از نظر شکل شبیه یک میدان مغناطیسی است که توسط یک کره (توپ) باردار در حال چرخش تولید می‌شود" بار را با جرم جایگزین کنید می‌شود مغناطیس گرانشی ما در حالی که زندگی می‌کنیم، مغناطیس گرانشی را احساس نمی‌کنیم. اما برطبق نظریه عام اینشتین این حقیقت دارد وقتی که یک ستاره یا سیاهچاله یا هر چیزی که جرم زیادی دارد به دور خود می‌پیچد فضا و زمان اطراف را به دور خود می‌کش

ایزاک نیوتن نظریه جاذبه را در سال 1689 نوشت، و معادلات او تا همین امروز برای پرتاب کاوشگرها به کرانه های دوردست منظومه شمسی به کار گرفته می شود.
پس درک ما از جاذبه ممکن است دچار چه اشکالی باشد؟

نظریه نیوتن اشکالاتی دارد. این نظریه مدار تیر، نزدیک ترین سیاره به خورشید، را درست توضیح نمی دهد و همانطور که نیوتن به خوبی می دانست این نظریه چیزی درباره اینکه نیروی جاذبه چه هست به ما نمی گوید.

200 سال طول کشید تا نابغه دیگری به نام آلبرت اینشتین با نظریه ای عمیق تر ظاهر شود.

نظریه نسبیت عام اینشتین نیروهایی که ما به صورت قوه جاذبه می بینیم را ناشی از انحنای فضا و زمان (یا دقیقتر بگوییم "فضا-زمان") در اثر اجرام سنگین مانند زمین و خورشید می داند.

نظریه پیشرفته تر

این مفهومی عجیب است، اما بسیاری از ما هر روز وقتی در اتومبیل می نشینیم و سیستم موقعیت یاب ماهواره ای را روشن می کنیم درحال استفاده از نظریه اینشتین هستیم.

حیرت انگیز است که باید این واقعیت که زمین زمان را خم می کند در محاسبات وارد شود، وگرنه ماهواره های موقعیت یاب هر روز 11 کیلومتر از سر جای خود سر خواهند خورد.

نظریه اینشتین به زیبایی مدار تیر و پدیده های خیلی پیچیده تر در کیهان را پیش بینی می کند.

شاید سخت ترین آزمون برای نظریه اینشتین در قالب تپ اخترهای (پالسار) دوقلو ظاهر شود: دو ستاره با جرمی معادل خورشید اما فشرده شده در ابعاد یک شهر که هر ثانیه هزاران بار دور یکدیگر می گردند.

نظریه نسبیت پیش بینی می کند که این ستاره های عجیب همزمان با آزاد کردن انرژی به شکل امواج گرانشی، باید در حرکتی مارپیچی به سوی یکدیگر بچرخند.

تغییرات مشاهده شده در رقص شدید تپ اخترهای دوقلو دقیقا همانقدر است که اینشتین با نظریه اش پیش بینی می کند، اما امواج گرانشی هنوز دیده نشده است.

یافتن امواج گرانشی وظیفه ای است که به رصدخانه های "لیگو" (Ligo) در نزدیکی شهرهای سیاتل و نیواورلئان سپرده شده است.

امواج گرانشی چنانچه توسط اینشتین پیش بینی شده یکی از عجیب ترین پدیده های طبیعت است.

این هم جواب نخواهد داد

امواج جاذبه اگر وجود داشته باشند همین حالا که دارید این گزارش را می خوانید درحال حرکت از میان بدن شما هستند، ساعتتان را سریع و کند می کنند، سرتان را کش می دهند یا فشرده می کنند، اما خوشبختانه به میزانی کمتر از یک ذره تشکیل دهنده اتم.

به همین دلیل احساسشان نمی کنید اما خارق العاده اینکه لیگو ممکن است تاثیر آنها را مشاهده کند. رصد امواج گرانشی موفقیت چشمگیر دیگری برای اینشتین خواهد بود اما حتی این نیز فیزیکدان هایی مثل من را راضی نمی کند.

به خاطر اینکه ما می دانیم مکان هایی در جهان هست که حتی نظریه اینشتین در آنها جواب نخواهد داد. در قلب سیاهچاله ها، یعنی خورشیدهای عظیمی که فروپاشیده اند و به نقطه ای با چگالی بی نهایت بدل شده اند، اینشتین ناکام خواهد ماند.

و حتی حیاتی تر اینکه، در آغاز زمان یعنی هنگام انفجار بزرگ (Big Bang) تصویر اینشتین از فضا و زمان دیگر کفایت نمی کند. بنابراین ما فیزیکدان ها با یک مشکل عمیق روبرو هستیم.

اگر واقعا بخواهیم درک کنیم که جهان چگونه و حتی چرا شروع شد، آنوقت باید بدانیم که فضا و زمان در آن لحظه آغازین چگونه بود.

چنین نظریه ای اگر وجود داشته باشد آنچیزی خواهد بود که به نظریه کوانتوم جاذبه معروف است. نظریه ای که از اینشتین پیشی می گیرد و نه تنها در عالم سیارات، ستاره ها و کهکشان ها جواب می دهد، بلکه همچنین در جهان اتمی سیاهچاله ها و در لحظه آغاز جهان نیز کار می کند.

و این هدف نهایی علم فیزیک در قرن 21 خواهد بود.

دکتر برایان کاکس - بي بي سي

یکی از فیزیکدانان اداره بین المللی اوزان و مقادیر (International Bureau of Weights and Measures) اظهار کرده است که واحد معیار کیلوگرم که یک استوانه ۱۱۸ ساله است به میزان ۵۰ میکرو گرم کاهش وزن داشته است.

البته معلوم نیست که آیا مدل اولیه سبک تر بوده است یا آنچه که اکنون در دسترس میباشد. اما با اینحال، بک کیلو گرم بر حسب همان مدل اولیه تعریف شده است.

۵۰ میکروگرم در حدود وزن یک اثر انگشت است و تقریبا هیچ حساب میشود. پس یک کیلو گرم همان یک کیلوگرم باقی خواهد ماند.

لینک مطلب :: منبع

د kamyararyanaمی نویسد فرض کنید سوار بر فضا پیمای خود به طرف سیاهچاله ای که میلیون برابر خورشید جرم دارد و در مرکز کهکشان ما قرار دارد ،حرکت می کنید .(واقعا جای بحث دارد که آیا در مرکز کهکشان ما سیاهچاله وجود داشته باشد،فرض کنید چنین چیزی باشد.) در فاصله بسیار دوری از سیاهچاله موشک خود را خاموش کنید.چه اتفاقی می افتد؟ اوایل شما هیچ نیروی گرانشی احساس نمی کنید،ز یرا در حال سقوط آزاد هستید.همه اعضای بدن شما و فضا پیما به طور یکسانی کشیده می شوند. به خاطر همین احساس بی وزنی می کنید. فرض کنید سوار بر فضا پیمای خود به طرف سیاهچاله ای که میلیون برابر خورشید جرم دارد و در مرکز کهکشان ما قرار دارد ،حرکت می کنید .(واقعا جای بحث دارد که آیا در مرکز کهکشان ما سیاهچاله وجود داشته باشد،فرض کنید چنین چیزی باشد.) در فاصله بسیار دوری از سیاهچاله موشک خود را خاموش کنید.چه اتفاقی می افتد؟ اوایل شما هیچ نیروی گرانشی احساس نمی کنید،ز یرا در حال سقوط آزاد هستید.همه اعضای بدن شما و فضا پیما به طور یکسانی کشیده می شوند. به خاطر همین احساس بی وزنی می کنید. (این واقعا همان چیزی است که برای فضا نوردان در مدار زمین اتفاق می افتد.حتی اگر نیروی گرانش فضا نورد را به طرف زمین بکشد،هیچ نیروی گرانشی احساس نمی کند.زیرا همه چیز به طور یکسانی کشیده می شود).همچنان که به مرکز سیاهچاله نزدیک می شوید احساس نیروی گرانش کشندی می کنید.فرض کنید که پا های شما نسبت به سرتان به مرکز سیاهچاله نزدیکتر باشند.با نزدیک شدن شما به مرکز سیاهچاله نیروی گرانش بیشتر وبیشتر می شود ،بنا براین پاهایتان نسبت به سرتان تحت تا ثیر نیروی گرانش بیشتری قرار می گیرند،بنابراین احساس کشیدگی می کنید.(این همان نیروی کشندی است و شبیه همان نیرویی است که باعث جزر و مد روی کره زمین می شود).همچنان که به مرکز نزدیک و نزدیکتر می شوید این نیرو قوی و قوی تر می شود،و سر انجام باعث پاره شدن بدن شما می شود.برای سیاهچاله های بزرگی مانند این سیاهچاله ای که در آن افتاده اید ،نیروی کشندی تا حدود ششصد هزار کیلومتر (km600000)دورتر از مرکز آن قابل توجه نیست. اگر در سیاهچاله کوچکتری می افتادید ،مثلا سیاهچاله ای که جرم آن در حدود جرم خورشید است ،در شش هزارکیلومتری(km6000) مرکز سیاهچاله ،نیروی جزر ومدی شما را تحت تاثیر قرار می دهد،وخیلی قبل از آنکه از افق سیاهچاله عبور کنید،بدن شما را پاره می کند.(به خاطر همین سیاهچاله بزرگی را فرض کردیم ،چون می خواستیم حد اقل تا زمانی که به داخل سیاهچاله وارد شوید زنده بمانید). شما در زمان سقوط چه چیزی را مشاهده می کنید؟با کمال تعجب چیز خاصی نمی بینید.تصویر اشیای دور ممکن است به دلایل ناشناسی کج شوند،چون گرانش سیاهچاله نور را به طرف خود می کشد؛ این درون سیاهچاله اتفاق می افتد.هنگامی که شما از پیرامون سیاهچاله عبور می کنید تصویر اشیاء خارجی را می بینید،زیرا نور اشیاءخارجی هنوز به شما می رسد.هیچ کس از بیرون نمی تواند شما را ببیند،زیرا نور پراکنده از شما نمی تواند از گرانش سیاهچاله بگریزد. این سفر شما چقدر طول می کشد؟ بستگی دارد که از کجا (چقدر دورتر)شروع کرده باشید. فرض کنید در حال سکون از جایی شروع کنید که ده برابر شعاع سیاهچاله باشد.پس برای سیاهچاله ای که میلیون برابر خورشید جرم دارد ،حدود هشت دقیقه طول می کشد تا به آنجا برسید.بعد از آنکه این فاصله را پیمودید،فقط هفت ثانیه طول می کشد که شما با نقطه تکین برخورد کنید.این زمان بستگی به اندازه سیاهچاله دارد .بنا بر این اگر در سیاهچاله کوچکتری بیفتید زمان مرگ شما زود تر فرا می رسد.بعد از آنکه از افق سیاهچاله عبور کردید در هفت ثانیه باقیمانده ممکن است وحشت کنیدو نا امیدانه تمام تلاش خود را بکنید و موشک خود را روشن کنید تا از این نقطه تکین دور شوید.متا سفانه،بی فایده است چون نقطه تکین جلوی شما قرار دارد و هیچ راهی برای دور شدن از آن وجود ندارد.در حقیقت به سختی می توانید موشکتان را روشن کنید و به زودی با نقطه تکین برخورد می کنید.تجربه خوبی است به شرطی که برگردید و از ادامه مسافرت لذت ببرید.

کهکشانها ، ستارگان ، سیارات و فضاپیماها در سرتاسر عالم می‌تازند و به سبب تغییر موقعیت اشیاء ، گذشت زمان احساس می‌شود. کهکشانها ، ستارگان ، سیارات و فضاپیماها در سرتاسر عالم می‌تازند و به سبب تغییر موقعیت اشیاء ، گذشت زمان احساس می‌شود. به عنوان مثال مشاهده حرکت روزانه خورشید در آسمان مبین چرخش زمین است. در اثر تغییر مناظر دور و نزدیک است که عقاید انسان از فضا - زمان و حرکت مفهوم می‌یابد. آلبرت اینشتین دیدگاه انسان را نسبت به فضا - زمان و حرکت دگرگون ساخت و در انجام این عمل بسیاری از معماهای کیهانی را حل نموده و نظریه گرانش را باز آفرینی کرد.
 ● پیش بینی معادلات انیشتین معادلات انیشتین عصر ما را که عصر اتمی ، سفر به فضا ، رادار ، لیزر و ساعتهای اتمی است، پیش‌بینی کرده بود. وی به امکاناتی (امکان وجود زمان برتر) اشاره نمود که تا آن زمان مطرح نشده بود و بالاخره قوانینی بر جای گذاشت که بر تاریخ و سرنوشت تمامی عالم حاکم است. ژنتیکدان معروف جی.بی.اس هالدین او را بزرگترین یهودی ، بعد از مسیح نامیده است.
● ظهور سیاهچاله‌ در سال ۱۹۱۵ هنگامی که ، انیشتین نظریه گرانش خویش را بیان کرد، از نظر معادلاتی احتمال ظهور سیاهچاله‌ها ، تله‌های تاریک فضایی روشن بود. در آوریل ۱۹۷۸ گروه کیت پیک آمریکایی دلایلی اقامه نمود که وجود سیاهچاله عظیمی را در مرکز کهکشان M۸۷ تأیید می‌نمود. جسمی تکان دهنده که بیلیونها بار از خورشید بزرگتر بوده و قادر است ستارگان کامل یا خوشه‌های ستاره‌ای را به راحتی ببلعد. به عنوان مثال کهکشان M۸۷ ، تجمع گسترده‌ای از ستارگانی شبیه ستارگان راه شیری ، که خود کهکشانی دیسک مانند و متشکل از بیلیونها ستاره است که خورشید از ستارگان معمولی آن است، می‌باشد. اما M۸۷ حتی بزرگتر از راه شیری و بیشتر توپ مانند بوده و عضو برجسته مجموعه‌ای کهکشانی است که به نام سنبله (ویرگو) شهرت دارد و در منطقه پهناوری از آسمان و نسبتا نزدیک به ما ، جولان می‌دهد.
 ● احتمال وجود اختر خوار عقیده بر این بود که یک اخترخوار عظیم در مرکز کهکشان قرار دارد و هنگامی که ستارگان یا گازها به آن نزدیک می‌شوند، به داخل کشیده شده و بر سرعت آنها همچون آبی که در جهت گرداب حرکت می‌کند، افزوده می‌شود و جسم در حال سقوط تا لحظه نابودی کامل بطور فزاینده‌ای انرژی متراکم تشعشعی گسیل می‌دارد. در اثر این فرآیند ، بخشهایی از ماده همچون فواره از سیاهچاله بیرون می‌جهد.
● طیف ستارگان در کهکشان M۸۷ ستاره شناسان در جستجوی بسامدهای مزاحم یا ناهماهنگ از نوع انوار ویژه‌ای بودند. با مطالعه طیف نور ستاره که در آن همچون رنگین کمان ، رنگ قرمز در یک طرف و رنگ آبی در طرف دیگر آن است، مشاهده می‌شود که خطوط تیره و روشن در مکانهای مخصوصی در طول طیف قرار دارند. آنها شبیه دستگاههایی هستند که بر صفحه انتخاب ایستگاه رادیو دیده می‌شوند و این خطوط مربوط به نورهایی با فرکانس مشخص است که بوسیله اتمهای خاصی در ستارگان جذب یا دفع می‌شوند. اما در ستارگانی که دارای حرکت سریع هستند، فرکانس نور تغییر می‌کند. پیتر یونک ، در انستیتوی تکنولوژی کالیفرنیا با استفاده از نتایج بدست آمده توسط گروه کیت پیک در صدد ایجاد نقشه‌ای از کهکشان M۸۷ برآمد. بر طبق نقشه یونک ستارگان نزدیک به هسته مرکزی کهکشان با سرعت ۲۵۰ مایل در ثانیه برگرد هسته می‌چرخند. برای توجیه این سرعت توده‌ای از ماده که بیش از ۵ بیلیون برابر سنگینتر از خورشید باشد، لازم است.
● احتمال وجود سیاهچاله در M۸۷ اگر بر اساس این مقدار ماده چنین تعداد شگفت آوری از ستارگان در مرکز کهکشان وجود داشته باشد، در واقع باید مرکز کهکشان بسیار نورانی باشد. اگر فرض کنیم غبار مانع از مشاهده این نور زیاد است، بنابراین باید مرکز کهکشان قرمز باشد، درست شبیه خورشید در هنگام غروب. اما ستاره شناسان در هسته M۸۷ نه توده‌ای خیره کننده از ستارگان و نه غبار قرمز درخشنده‌ای ، بلکه تلألو کم سویی از آبی کم رنگ مشاهده نمودند. بطور خلاصه شکل ظاهری هسته M۸۷ با مقدار ماده محاسبه شده برای آن متناقض است، مگر اینکه در مرکز آن یک سیاهچاله وجود داشته باشد.
 ● قانون برابری ماده و انرژی در سیاهچاله با استفاده از مشاهدات گروه کیت پیک از M۸۷ معلوم شد که قطر توده مرکزی آن باید در حدود ۷۰۰ سال نوری باشد، در حالیکه با وجود بیلیونها ستاره که در آن قرار دارد بسیار فشرده می‌باشد. اما اگر نظریه سیاهچاله درست باشد، تمامی توده ماده هسته مرکزی M۸۷ باید دارای قطری برابر یک روز نجومی باشد. اگر منشأ انرژی در M۸۷ یا هر جسم قاهر دیگری در جهان ، باعث حیرت می‌گردد، باید در نظر داشت که برای آن یک قاعده سرانگشتی وجود دارد و آن قانون برابری ماده و انرژی است یعنی حداکثر انرژی قابل استحصال از هر ماده متراکم.

 

 سیاهچاله طبق نظریه ، نسبیت عام ، گرانش انحنا دهنده فضا زمان است. فضای حول ستاره به نحو بارزی خم می ... حفره سیاه حفره سیاه حفره‌های سیاه جذابترین و اسرار آمیزترین اشیاء آسمانی هستند. مهمترین یافته‌های اختر ... سیاه چاله های ساده سیاه چاله های ساده ندكی پس از نظریه نسبیت عام،كارل شوار تسشیلد ،اختر شناس آلمانی،با بر رسی معادلات این نظریه ... حفره سیاه (سیاهچاله) چیست؟ حفره سیاه (سیاهچاله) چیست؟ یكی از شگفتی های فضا وجود حفره های سیاه در آن است. مكان هایی كه در اثر جاذبه بی نهایت حتی نور ... آیا ممكن است كل جهان، یك سیاهچاله پنج بعدی باشد؟ احتمالاً می دانید چنانچه در یك سیاهچاله سقوط كنید چه بلایی سرتان خواهد آمد. چنین سقوطی ... سیاهچاله چیست؟

. اختر فیزیکدان های دانشگاه پن استیت تصور می کنند که اثر خمش نور در حوزه گرانشی سیاهچاله ها ممکن است مانع مطالعه لحظات آغاز عالم شود . سیاهچاله ها همه اجسام اطرافشان را به درون خود می کشند . علاوه بر این ،این چاههای گرانشی قوی بر روی امواج الکترومغناطیس نیز اثر می گذارند . امواج الکترومغناطیس در مسیر حرکت شان تحت تأثیر ماده محیط قرار می گیرند . مواد با ضریب شکست منفی اثری کاملا متفاوت با مواد با ضریب شکست مثبت دارند . ماده معمولی دارای ضریب شکست مثبت است . این نوع مواد( مثل آب ، شیشه و ... ) پرتو را در همان راستای حرکتش جابجا می کند . اما مواد با ضریب شکست منفی پرتو را در خلاف جهت حرکتش جابجا می کند . قبلا لاختاکیا و مکی از دانشگاه ادینبروگ با استفاده از نسبیت خاص اینشتین شکست امواج الکترومغناطیس داخل مواد را مطالعه کردند . آنها دریافتند که شکست منفی می تواند برای یک ناظر در حال حرکت با سرعت بسیار بالا رخ دهد . بعدها نشان داده شد که در فضای خارج نیازی به وجود شکست منفی نیست . در عوض وقتی پرتو از داخل میدان گرانشی یک جسم بسیار پر جرم ، مانند سیاهچاله چرخان ، عبور کند ، وجود شکست منفی ممکن می شود . اما سندی ستیاوان از دانشگاه ادینبروگ نشان داد که در حوزه نسبیت عام یک ناظر در اطراف یک سیاهچاله چرخان ناحیه به نام ارگوسفیر( نیروکره) وجود دارد که در آن امواج الکترومغناطیس بدلیل شکست منفی خمیده می شوند . این یافته جدید در 7 مارس در مجله فیزیک لتر A به چاپ رسید . ما با عدسی های گرانشی آشنا هستیم . حال مشکل اینجاست که تعدد سیاهچاله ها و اجسام پر جرم در اطراف ما ممکن است باعث شود که نورهای ارسالی از لحظه های آغازین عالم دستخوش چنین شکست هایی قرار گیرد و در نتیجه ما نتوانیم به مطالعه آنها بپردازیم .

ستاره های بزرگ می توانند درنزدیكی سیاهچاله ها بوجود آیند
تصور می رود یك صفحه گاز كه ستارهای بزرگ درون آن شكل گرفته اند سیاهچاله بسیار بزرگ اس جی آر (Sgr A) را احاطه كرده باشد.تصور می رود یك صفحه گاز كه ستارهای بزرگ درون آن شكل گرفته اند سیاهچاله بسیار بزرگ اس جی آر (Sgr A) را احاطه كرده باشد. نتایج بدست آمده از رصدخانه چاندرا نشان می دهند كه ستارها در این ناحیه بوجود آمده اند نه اینكه در این محل تجمع كرده اند. اختر شناسان بر این باورند كه سیاهچاله بسیار بزرگ اس جی آر توسط یك صفحه گاز كه ستارهای بزرگ درون آن شكل گرفته اند احاطه شده است.برای اولین بار ، اختر شناسان مشخص كرده اند كه ستاره های بزرگ می توانند در نزدیكی سیاهچالهای بسیار بزرگ ،نظیر آنچه كه در مركز كهكشان راه شیری قرار دارد ، بوجود آیند.عقیده بر این است ستاره های بزرگ كه ۵۰ برابر حجیم تر از خورشید می باشند در اطراف سیاهچاله كهكشان راه شیری وجود داشته باشند اما دلیل اینكه چگونه این ستاره به این ناحیه راه یافته اند نامعلوم بود.تاد لاور (Tod Lauer) منجم رصدخانه اپتیكی ملی واقع در آریزونا كه قبلا در مورد ستاره های آبی اطراف یك سیاهچاله در كهكشان آندرومدا مطالعه می كرد می گوید " اینكه چگونه یك سیاهچاله با كهكشان گرداگرد آن در ارتباط است و با آن واكنش نشان می دهد یك سؤال واقعا مهم می باشد". این اختر شناس به مجله نیو ساینتیست گفت "اولین حدس این بوده كه ستارها نمی توانند در اطراف سیاهچاله شكل بگیرند – گاز به اطراف راه می باید ولی یا بلعیده می شود و یا به دور پرتاب می گردد". در واقع اگر ستاره ها (آنگونه كه نتایج جدید نشان می دهند) بتوانند در مجاورت آن شكل بگیرند ، اختر شناسان می باید فیزیك فعالیت و واكنش در هسته های تمامی كهكشانها را مورد بررسی مجدد قرار دهند". محیط مادر و شكل دهنده یك روش برای توضیح وجود ستاره ها حالتی است كه طی آن ستاره ها در فاصله ای نسبتا دور از سیاهچاله (حداقل ۳۲ سال نوری دورتر) یعنی ناحیه ای كه گرانش سیاهچاله ضعیف تر می باشد شكل می گیرند و سپس تا فاصله حدود ۰،۳ سال نوری به داخل كشیده می شوند. در حالتی دیگر نیروی جاذبه بسیار بالای سیاهچاله كه به سادگی یك ستاره جوان را تكه تكه می كند با گرانش صفحه غلیظ گازی اطراف سیاهچاله برابر می شود. هر گونه " تكه" در این گاز با متلاشی شدن تبدیل به یك ستاره می شود. برای اینكه این حجم گازی موجود در دیسك بتواند در مقابل جاذبه ساهچاله مقاومت كند ، جرم آن می باید برابر با حداقل ۱۰۰۰۰ اجرام خورشیدی باشد. دو اختر شناس كه از رصدخانه اشعه ایكس چاندرا برای رصد سیاهچاله بسیار بزرگ موجود در مركز كهكشان راه شیری موسوم به اس جی آر آ استفاده كردند اكنون نشان داده اند كه حالت دوم واقعی تر بنظر می رسد. شاهدی بر عدم وجود اگر مدل حركت رو به درون درست باشد ، چاندرا باید بتواند شواهد اشعه ایكس برای حدود یك میلیون ستاره جوان هم اندازه خورشید نزدیك به سیاهچاله و تعداد بسیار كمتری از ستاره های بزرگتر را ردیابی كند. ولی موضوع فقط این نیست. سرگی نی یاكشین (Sergi Nayakshin) از دانشگاه لی سستر (Leicester) انگلستان كه این تحقیق را بهمراه راشید سونی یاو (Rashid Sunyaev) در مركز فیزیك ماكس پلانك در آلمان انجام می داد اظهار می دارد كه "عدم وجود چیزی كه انتظار آن می رود به مهمی وجود چیزی است كه انتظار آن نمی رود". به جای ستاره های كم جرم رصد خانه های فرا قرمز پیشین حدود ۱۰۰ ستاره جوان و بسیار بزرگ نزدیك به سیاه چاله را نشان می داند.دلیل اینكه چرا بنظر می رسد ستاره های كوچكتر در فاصله ای نسبتا دور از سیاهچاله تشكیل می شوند اما فقط ستاره های بزرگتر در فاصله نزدیك به آن شكل می گیرند روشن نمی باشد. نیاكشین حدس می زند كه تششع و بادهای قوی ستاره های بسیار بزرگ باعث ایجاد محیطی می شود كه مانع رشد ستاره های كوچك می گردد. ستاره های بزرگ دوره زندگی بسیار طولانی ندارند (برای مدت طولانی دوام نمی آورند) بلكه به سرعت به سوی مرگ خود در انفجارهای ابر نواختری حركت می كنند. این امر باعث فورانهای نسبتا سنگین عناصری از قبیل اكسیژن می گردد كه ممكن است دلیل وجود عناصر سنگین تر رصد شده قبلی در اطراف صفحات اطراف سیاهچاله باشد.

تصویری تماشایی از کهکشانی مارپیچی

 تلسکوپ سوبارو موفق شد تصویری تماشایی از کهکشان مارپیچی NGC ۲۴۰۳ تهیه کند. این کهکشان که در فاصله ۱۰ میلیون سال نوری از ما قرار دارد از نوع Sc می باشد که دارای بازوهای باز و یک هسته کوچک است . جرم این کهکشان تقریبا یک دوم راه شیری است که مقدار فراوانی از آن را گاز هیدروژن خنثی تشکیل داده است. در بازو های مارپیچ این کهکشان ستاره های جوان در حال شکل گیری می باشند این مناطق در تصویر به صورت مناطق قرمز رنگی قابل تشخیص می باشد. در این تصویر خوشه های ستاره ای و همچنین سحابی های تاریک به سادگی قابل تفکیک هستند.NGC ۲۴۰۳ برای اولین بار نیست که مورد مطالعه قرار می گیرد بلکه ادوین هابل نیز برای آنکه نشان دهد کهکشان های دورتر ، سریعتر از ما دور می شوند از این کهکشان به عنوان دلیل خود استفاده کرد . این کهکشان همچنین گزینه ی خوبی برای نشان دادن وابستگی سرعت گردش کهکشان ها و نورانیت آنهاست . از این کهکشان همواره به عنوان موردی کاملا استاندارد برای مطالعات اختر فیزیکی استفاده شده است.دانشمندان عقیده دارند کهکشان های بزرگتر حاصل ادغام چندین کهکشان کوچک در گذشته هستند ، این ادغام می تواند نشانه ای عمیق بر هاله ی کهکشان گذاشته باشد.بنا به مدارک پیشین دانشمندان حدس می زنند ستاره های جوانی در هاله NGC ۲۴۰۳ وجود داشته باشند ، ستاره شناسان قصد دارند با بررسی رنگ و نورانیت این ستاره ها از تصویر فوق به این سوال پاسخ دهند که آیا قطعا در گذشته چنین ادغامی برای NGC ۲۴۰۳ روی داده است یا نه .

مرکز زمین سریع تر از پوسته ی آن می چرخد

دانشمندان به تازگی به بحثی که حدود نه سال فکر آنان را به خود مشغول داشته است مبنی بر اینکه مرکز زمین حدود ۰.۳ تا۰.۵ درجه در سال سریع تر از پوسته ی آن می چرخد، پایان داده اند. به گفته یXiaodong Song، نویسنده ی مقاله ای با این موضوع در مجله ی Science و پروفسور زمین شناسی:" ادعا های نا متعارف اثبات های نا متعارفی نیز احتیاج دارند، ما بر این باوریم که به این اثبات رسیده ایم."مرکز آهنی زمین شامل هسته ای جامد با قطری حدود ۲۴۰۰ کیلومتر و لایه ی سیال بیرونی تری با قطر ۷۰۰۰ کیلومتر است. هسته ی درونی نقش مهمی در ژئودینامیکی که میدان مغناطیسی زمین را خلق می کند، ایفا می کند. تصور می شود یک گشتاور الکترومغناطیسی از دینام زمینی هسته ی درونی را به چرخش نسبت به پوسته و جبه وا می دارد. اولین مدرک رصدی برای چرخش متفاوت در سال۱۹۹۶ توسط سانگ و پول ریچارد در رصد خانه ی زمینی لامونت- دوهرتی دانشگاه کلمبیا به دست آمد.در نه سال گذشته ، برخی لرزه شناسان گمان می کردند که نقص ها یا برخی داده های غیر واقعی باعث چنین ادعایی شده اند.با مقایسه ی امواج لرزه ای که از ماده ی سیال زمین و هسته های جامد آن می گذرند ، سانگ و همکارانش مدرکی قانع کننده برای چرخش متفاوت هسته ی جامد درونی پیدا کرده اند. از آن جمله محققان بررسی ۱۷ گروه از امواج لرزه ای مشابه (که به نام doubletشناخته می شوند) در زمین لرزه های اتفاق افتاده در جزیره های جنوبی ساندویچ را گزارش داده اند.امواج doublet، که در بیش از ۵۸ مرکز لرزه نگاری در نزدیکی آلاسکا وبا فواصل زمانی ۳۵ ساله ثبت شده اند، به محققان اجازه دادند تغییرات گذرای پدید آمده در طول مسیر های نمونه را بررسی کنند.به گفته ی سانگ:" امواج لرزه ای مشابهی که از میان هسته ی داخلی عبور کرده اند تغییراتی سیستماتیک در زمانهای عبور و شکل امواج از خود نشان می دهند . تنها توضیح موجه برای چنین تفاوت هایی حرکت هسته ی داخلی است. طبق نظر سانگ، قابل پذیرش ترین توضیح برای سرعت متفاوت چرخش هسته ی داخلی، پیوند(کوپل) الکترومغناطیس است. میدان مغناطیسی تولید شده در هسته ی خارجی درون هسته ی داخلی پراکنده می شود، جایی که باعث تولید یک جریان الکتریکی می شود. تاثیر متقابل این جریان الکتریکی با میدان مغناطیسی باعث چرخش هسته ی داخلی می شود، مانند آرماتور در یک موتور الکتریکی.هسته ی خارجی سیال، حرکت هسته ی درونی جامد را از جبه جدا می کند.چون هسته ی خارجی سیال زیاد چسبنده نیست، نیروی مقاومت اصطکاکی کوچک است.سانگ می گوید:" چرخش متفاوت یک فرایند دینامیکی اساسی است که به قلب پیدایش سیاره ی ما و چگونگی تکامل آن باز می گردد. هنوز هم مطالب بسیار زیادی برای یادگیری درباره ی ساختمان درونی زمین باقی مانده است."

 جزئیات بی نظیر چرخش سهمگین ماده به سمت پائین مری یك سیاه چاله غول آسا توسط تلسكوپ VLT رصد شده است. نور درخشان واقع در مركز توسط یك سیاهچاله غول آسا كه مشغول بلعیدن محیط اطراف خود می باشد ایجاد می شود. NASA كهكشان (NGC ۱۰۹۷) در حدود ۴۵ میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد كه در مركز با نور نسبتا درخشانی نورافشانی می كند. گمان می رود كه این نور سیاهچاله ای است كه گاز و ستاره های مجاور را می بلعد. اما تابش خیره كننده این نور باعث شده كه جزئیات این فعل و انفعالات در تصاویر دیده نشوند.اخترشناسان اكنون یكی از چهار تلسكوپ ۸ متری VLT را مورد استفاده قرار داده اند تا از مواد در حال چرخش به سوی مركز این كهكشان به روش نزدیك به فرو قرمز (near-infrared) تصویر برداری كنند.آنها با پوشاندن نور درخشان اطراف سیاهچاله با استفاده از روش تنظیم اپتیكی(adaptive optics) و سپس تصویر برداری از بازوهای دوار موفق به رصد این پدیده شده اند. روش تنظیم اپتیكی برای برطرف كردن تاثیر مات كننده اتمسفر زمین در تصاویر بكار می رود.آلمودنا پریتو (Almudena Prieto) از موسسه ماكس پلانك فیزیك هسته ای هایدلبرگ آلمان كه مسئول این تحقیق می باشد می گوید" احتمالا این اولین باری است كه تصویر كاملی از پروسه انتقال ماده از بخش اصلی كهكشان به سمت انتهای هسته گرفته شده است". بازوهای دوار ستاره ها و گاز به صورت خطهای تاریك در این تصویر فروسرخ از مركز كهكشان NGC ۱۰۹۷ دیده می شوند.بیش از ۳۰۰ منطقه كه در آنها ستاره ها شكل می گیرند در سرتاسر حلقه گاز و غباری كه در این تصویر از مزكر كهكشان NGC دیده می شود پراكنده می باشند. نور درخشان واقع در مركز توسط یك سیاهچاله غول آسا كه مشغول بلعیدن محیط اطراف خود می باشد ایجاد می شود. اختر شناسان از بازوهای حلزونی شكل كم نوری از ماده (به رنگ قرمز) در مركز كهكشان NGC ۱۰۹۷تصویربرداری كرده اند.

سید محمود حسابی دانشمند و از جمله نخستین فیزیک پیشگان ایرانی دوران معاصر است. در کابینه محمد مصدق، وزیر فرهنگ بود.

سید محمود حسابی در سال ۱۲۸۱ (ه.ش), از پدر و مادری تفرشی (سید عباس(معزالسلطنه) و گوهرشاد حسابی) در تهران متولد و پس از سپری نمودن چهار سال از دوران کودکی در تهران, به همراه خانواده (پدر, مادر, برادر) عازم شامات شد. در هفت سالگی تحصیلات ابتدایی خود را در بیروت, با تنگدستی و مرارتهای دور از وطن در مدرسه کشیشهای فرانسوی آغاز کرد و هم‌زمان, توسط مادرش (گوهرشاد حسابی) , تحت آموزش تعلیمات مذهبی و ادبیات فارسی قرار گرفت. قرآن کریم را حفظ و به آن اعتقادی ژرف داشت. دیوان حافظ را نیز از برداشته و به بوستان و گلستان سعدی, شاهنامه فردوسی, مثنوی مولوی, منشات قائم مقام اشراف کامل داشت.

 تحصیلات

شروع تحصیلات متوسطه‌ او مصادف با آغاز جنگ جهانی اول, و تعطیلی مدارس فرانسوی زبان بیروت بود. از این رو, پس از دو سال تحصیل در منزل برای ادامه به کالج آمریکایی بیروت رفت و در سن هفده سالگی لیسانس ادبیات, در سن نوزده سالگی, لیسانس بیولوژی و پس از آن مدرک مهندسی راه و ساختمان را اخذ نمود. در آن زمان با نقشه کشی و راهسازی, به امرار معاش خانواده کمک می‌کرد. همچنین در رشته‌های پزشکی, ریاضیات و ستاره شناسی به تحصیلات آکادمیک پرداخت.

شرکت راهسازی فرانسوی که او در آن مشغول به کار بود, به پاس قدردانی از زحماتش, وی را برای ادامه تحصیل به فرانسه اعزام کرد و بدین ترتیب در سال۱۹۲۴ (م) به مدرسه عالی برق پاریس وارد و در سال ۱۹۲۵ (م) فارغ التحصیل شد.

هم‌زمان با تحصیل در رشته معدن, در راه آهن برقی فرانسه مشغول به کار گردید و پس از پایان تحصیل در این رشته کار خود را در معادن آهن شمال فرانسه و معادن زغال سنگ ایالت «سار» آغاز کرد.

به دلیل وجود روحیه علمی, به تحصیل و تحقیق, در دانشگاه سوربن, در رشته فیزیک پرداخت و در سال ۱۹۲۷ (م) در سن بیست و پنج سالگی دانشنامه دکترای فیزیک خود را , با ارائه رساله‌ای تحت عنوان «حساسیت سلولهای فتوالکتریک», با درجه عالی دریافت نمود.

حسابی با شعر و موسیقی سنتی ایران و موسیقی کلاسیک غرب به خوبی آشنا بود و در چند رشته ورزشی موفقیتهایی کسب کرد که از جمله می‌توان به دیپلم نجات غریق در رشته شنا اشاره نمود. ضمنا با کمک تنی چند از دانشجویان خود در دانشسرای عالی توانست تغییراتی در کاسه سه تار (سازی ایرانی) ایجاد نماید.

دکتر حسابی در دانشگاه پرینستون آمریکا تحت نظر پروفسور انیشتین فرضیاتی درباره «بی نهایت بودن ذرات» و «عبور نور از مجاورت ماده» ارایه نمود. سپس در دانشگاه شیکاگو برای اثبات فرضیه‌هایش آزمایشاتی انجام داد.

این دانشمند فرزانه علاوه برفارسی ، بر چهار زبان زنده دنیا یعنی عربی، فرانسوی، انگلیسی و آلمانی تسلط داشت و همچنین در تحقیقات علمی خود از زبانهای سانسکریت، لاتین، یونانی، پهلوی (زبان ایرانیان باستان)، اوستایی، ترکی، ایتالیایی و روسی استفاده می‌نمود.

پروفسور حسابی به دلیل عشق به میهن و با وجود امکان ادامه تحقیقات در خارج از کشور به ایران بازگشت و با ایمان و تعهد, به خدمتی خستگی ناپذیر پرداخت تا جوانان ایرانی را با علوم نوین آشنا سازد. پایه گذاری علوم نوین و تأسیس دارالمعلمین و دانشسرای عالی, دانشکده‌های فنی و علوم دانشگاه تهران, نگارش ده‌ها کتاب و جزوه و راه اندازی و پایه گذاری فیزیک و مهندسی نوین, وی را به عناوین شایسته پدر علم فیزیک و مهندسی نوین ایران در کشور معروف نمود . ایشان همچنین به دریافت بالاترین نشان علمی فرانسه مفتخر گردید. حدود هفتاد سال خدمت علمی او در گسترش علوم روز و واژه گزینی علمی در برابر هجوم لغات خارجی و نیز پایه گذاری مراکز آموزشی, پژوهشی, تخصصی, علمی و ..., از جمله اقداماتی ارزشمند به شمار می‌رود که در ذیل به مواردی اشاره شده‌است:

• اولین نقشه برداری فنی و تخصصی کشور (راه بندرلنگه به بوشهر)
• اولین راهسازی مدرن و علمی ایران (راه تهران به شمشک)
• اولین مدیر عامل شرکت ملی نفت ایران
• پایه گذاری اولین مدارس عشایری کشور
• پایه گذاری دارالمعلمین عالی
• پایه گذاری دانشسرای عالی
• ساخت اولین رادیو در کشور
• راه اندازی اولین آنتن فرستنده در کشور
• راه اندازی اولین مرکز زلزله شناسی کشور
• راه اندازی اولین رآکتور اتمی سازمان انرژی اتمی کشور
• راه اندازی اولین دستگاه رادیولوژی در ایران
• محاسبه و تعیین ساعت ایران
• پایه گذاری اولین بیمارستان خصوصی در ایران, به نام بیمارستان «گوهرشاد»
• شرکت در پایه گذاری فرهنگستان ایران و ایجاد انجمن زبان فارسی
• تدوین اساسنامه طرح تأسیس دانشگاه تهران
• پایه گذاری دانشکده فنی دانشگاه تهران
• پایه گذاری دانشکده علوم دانشگاه تهران
• پایه گذاری شورای عالی معارف
• پایه گذاری مرکز عدسی سازی اپتیک کاربردی در دانشکده علوم دانشگاه تهران
• پایه گذاری بخش آکوستیک در دانشگاه و اندازه گیری فواصل گامهای موسیقی ایرانی به روش علمی
• پایه گذاری و برنامه ریزی آموزش نوین ابتدایی و دبیرستانی
• پایه گذاری موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران
• پایه گذاری مرکز تحقیقات اتمی دانشگاه تهران
• پایه گذاری سازمان انرژی اتمی ایران
• پایه گذاری اولین رصدخانه نوین در ایران
• پایه گذاری مرکز مدرن تعقیب ماهواره‌ها در شیراز
• پایه گذاری مرکز مخابرات اسدآباد همدان
• پایه گذاری انجمن موسیقی ایران و مرکز پژوهشهای موسیقی
• پایه گذاری کمیته پژوهشی فضای ایران
• ایجاد اولین ایستگاه هواشناسی کشور (در ساختمان دانشسرای عالی در نگارستان دانشگاه تهران)
• تدوین اساسنامه و تأسیس موسسه ملی استاندارد
• تدوین آیین نامه کارخانجات نساجی کشور و رساله چگونگی حمایت دولت در رشد این صنعت
• پایه گذاری واحد تحقیقاتی صنعتی سغدایی (پژوهش و صنعت در الکترونیک, فیزیک, فیزیک اپتیک, هوش مصنوعی)
• راه اندازی اولین آسیاب آبی تولید برق (ژنراتور) در کشور
• ایجاد اولین کارگاههای تجربی در علوم کاربردی در ایران
• ایجاد اولین آزمایشگاه علوم پایه در کشور

_

 مرگ

محمود حسابی در ۱۲ شهریور سال ۱۳۷۱ هجری شمسی در بیمارستان دانشگاه ژنو به هنگام معالجه قلبی، مرد. مقبره وی در شهر تفرش قرار دارد. به دلایلی که معلوم نیست، مرگ وی تا مدتی در ایران اعلام نشد.