دانلودکده برفی

به گزارش بیگ بنگ به نقل از ایسنا، در سال ۲۰۱۹ پژوهشگران سراسر جهان فعالیت‌ها و کارهای مهمی انجام دادند. نشریه نیچر” ۱۰ نفر را که از آنها به عنوان تاثیرگذارترین افراد علمی در سال ۲۰۱۹ نام برده، معرفی کرده‌ است.

ریکاردو گالوائو

ریکاردو مگنوس اوسوریو گالوائو”(Ricardo Magnus Osório Galvo) فیزیکدان و مهندس نامی برزیلی است. وی مدتی مدیرکل موسسه ملی تحقیقات فضایی بزریل بود. او استاد تمام موسسه فیزیک دانشگاه سائو پائولو بود و سمت‌های دیگری از جمله عضو آکادمی علوم برزیل، عضو پژوهشکده فیزیک و مشاور شورای انجمن فیزیکی اروپا را نیز داراست. چندی پیش ریکاردو گالوائو”به همراه چند پژوهشگر مؤسسه ملی تحقیقات فضایی گزارشی درباره جنگل زدایی منتشر کردند و طی آن اظهار کرده بودند که عملیات جنگل‌زدایی از زمان حضور ژائیر بولسونارو”(Jair Bolsonaro)، رئیس جمهور بزریل افزایش چشمگیری یافته است.

در ۱۹ ژوئیه سال جاری بولسونارو با خواندن این گزارش بسیار خشمگین شد و گزارش گالوائو و تیمش را مورد انتقاد شدید قرار داد و آنها را به اظهارات دروغین متهم کرد. پس از آنکه گالوائو واکنش شدید رئیس جمهور را نسبت به گزارش دید در نامه‌ای از دانشمندان مؤسسه ملی تحقیقات فضایی و صحت داده‌های آنها دفاع کرد و رئیس جمهور برزیل را بزدل” خواند و خواستار جلسه رو در رو شد. وی این کارها را با شجاعت انجام داد و می‌دانست که این اقدامات وی ممکن است منجر به از دست دادن شغلش شود.

آنچه که او نمی‌دانست این بود که او با انجام این کار می‌تواند قهرمان مردم شود چرا که او پس از انجام این کارها با تحسین خیل عظیمی از مردم مواجه شد و افراد بسیاری از اقدامات وی حمایت کردند، گرچه در پی این اقدامات او شغل خود را از دست داد زیرا موضع بسیار واضح و محکمی در دفاع از علم و در برابر اقتدارگرایی گرفت.

ویکتوریا کسپی

ویکتوریا مایکل ویکی کسپی”(Victoria Michelle Vicky” Kaspi) اخترفیزیکدان آمریکایی- کانادایی و استاد دانشگاه مک‌گیل کانادا است. او مطالعات بسیاری درباره ستاره‌های نوترونی و تپ اخترها انجام داده است. طی ۲۵ سال گذشته کسپی با استفاده از برترین تلسکوپ‌های جهان موفق به کشف اسرار بزرگ نجومی شد.

در سال ۲۰۱۷ او به همراه چند پژوهشگر ساخت تلسکوپ رادیویی تداخل‌سنجی CHIME را آغاز کردند و تمام تلاش خود را کردند تا این تلسکوپ بتواند برترین تلسکوپ برای شناسایی انفجارهای رادیویی سریع”(FRB) شود. امسال مزد تلاش‌های کاسپی و دیگر همکارانش پرداخت شد چرا که تلسکوپ CHIME به بهترین شکارچی انفجارهای رادیویی سریع در جهان تبدیل شد. انفجار رادیویی سریع یکی از پیچیده‌ترین اسرار کهکشانی امروز است.

زمان عبور این سیگنال‌های رایویی قوی، تنها چند میلی ثانیه است و همین ویژگی، ردیابی منبع و جایگاه کنونی آنها را دشوار می‌سازد اما توسط این تلسکوپ دیگر این امر دشوار نخواهد بود. چایم”(CHIME) که در  بخش جنوب بریتیش کلمبیا قرار دارد و تاکنون موفق به رصد صدها انفجار(بیش از هر تلسکوپ دیگر) شده است.

نناد سستان

نناد سستان”(Nenad Sestan) استاد علوم اعصاب، پزشک، ژنتیک‌دان و روانپزشک دانشکده پزشکی دانشگاه ییل” است. نناد سستان به همان چند محقق از سال ۲۰۱۶ در حال کار بر روی فعالیت الکتریکی مغز بودند. آنها طی این سال‌ها آزمایشات بسیاری انجام دادند و سرانجام در سال ۲۰۱۹ موفق به احیای مغز خوک‌ها پس از مرگ و اندازه‌گیری فعالیت الکتریکی مغز آنها شدند. پژوهشگران موفق به احیای مغز خوک‌ها تنها ۴ ساعت پس از مرگ آن‌ها شدند.

دانشمندان با استفاده از یک سیستم موسوم به BrainEx” موفق به احیای مغز خوک‌ها پس از مرگ شدند. این سیستم با استفاده از سیستم‌هایی که مواد شیمیایی را از طریق سیستم گردش خون مغز نگه می‌دارند، نه تنها از مرگ سلول جلوگیری می‌کند، بلکه برخی از عملکردها مانند فعالیت سیناپسی را نیز بازسازی می‌کند. قانون کلی این است که وقتی مغز از اکسیژن محروم شود، نورون‌ها در عرض چند دقیقه می‌میرند. اما محققان طی این مطالعه سرنوشت دیگری را برای خوک‌ها رقم زدند و توانستند مغز خوک‌ها را تنها ۴ ساعت پس از مرگ احیا کنند.

فناوری پشت این تجربه باور نکردنی سیستم BrainEx است که یک مایع مخصوص طراحی شده را با ضرباهنگ مشخصی در اطراف مغز پمپ کرد. پژوهشگران این آزمایش را بر روی مغز ۳۲ خوک آزمایش کردند. طی این آزمایشات مغزها از جمجمه‌ها خارج می‌شوند و چهار ساعت پس از مرگ به سیستم BrainEx متصل می‌شوند. آنها موفق به نگه داشتن سیستم در حال اجرا برای ۶ ساعت پس از مرگ خوک‌ها بودند. تمرکز آنها در این مطالعه، کمک به مغز پس از آسیب‌های ناشی از ضربه، مانند سکته مغزی بود. دانشمندان گفتند پس از انجام این مطالعه دریافتیم که مرگ سلول‌های مغزی را می‌توان متوقف کرد.

ساندرا دیاز

ساندرا میرنا دیاز(Sandra Myrna Díaz) دانشمند آرژانتینی و استاد محیط زیست دانشگاه ملی کوردوبا است. او صفات عملکردی گیاهان را مورد مطالعه قرار می‌دهد و بررسی می‌کند که گیاهان چگونه بر ایستم تأثیر می‌گذارند. دیاز عضو ارشد شورای ملی تحقیقات علمی و فنی و آکادمی ملی علوم آرژانتین است.

در تاریخ ۴ ماه مه سال جاری میلادی ساندرا دیاز به همراه ۱۴۴ پژوهشگر دیگر با انتشار یک گزارش پیام بزرگی را به جهانیان مخابره کردند. آنها مطالعه‌ای درباره تنوع زیستی گیاهان در جهان انجام داده بودند اما در گزارش‌شان پیام خوبی برای جهانیان نداشتند چرا که طی آن اظهار کرده بودند یک میلیون گونه گیاه به دلیل فعالیت‌های انسانی در حال انقراض هستند و برای متوقف کردن آن می‌بایست اقدامات جدی انجام شود. دیاز طی این مطالعه گفت: سرعت انقراض گونه‌ها حداقل ده‌ها تا صدها برابر سریع‌تر از حد متوسط در طی ۱۰ میلیون سال گذشته بوده است.

جین ژاک مویمب تامفوم

” جین ژاک مویمب تامفوم”(Jean-Jacques Muyembe-Tamfum) میولوژیست اهل کنگو است. وی مدیرکل موسسه INRB” جمهوری دموکراتیک کنگو است. در سال ۱۹۷۶، جین ژاک مویمب تامفوم در اعماق جنگل‌های گرمسیری تحقیق کرد تا شیوع بیماری ناشناس را که به سرعت جان مردم را می‌گرفت، بررسی کند. این محقق جوان فهمید که وقتی نمونه خون از بیماران می‌گرفتند یک اتفاق عجیب رخ می‌داد. پرستارهایی که او در کنار آنها کار می‌کرد در حال مرگ بودند و مویمب نگرانی شد. او در این باره گفت: من هر روز صبح و هر شب دمای بدن خود را اندازه گیری می‌کردم و به طور معجزه‌آسایی از دست این بیماری که بعدها ابولا” نام گرفت جان سالم به در بردم.

اکنون ۴۳ سال پس از کشف این بیماری مویمب آزمایشاتی به منظور پیشگیری مجدد از این بیماری انجام داد. از اوت سال ۲۰۱۸ ، این بیماری همه گیر موجب کشته شدن بیش از ۲۲۰۰ نفر در شمال شرقی کشور کنگو شده است. ماه گذشته ، یک کارآزمایی بالینی کنترل شده با ۶۸۰ فرد به رهبری وی انجام شد و درمانی توسعه دادند که توسط آن میزان بقای افراد از این بیمای به ۹۰ درصد رسید.

آنها داروهایی با نام‌های REGN-EB۳ و mAb۱۱۴ از طریق آنتی‌بادی ویروس ابولا را مورد هدف قرار داده که تاثیر آن را بر سلول‌های بدن انسان خنثی می‌کند. گفته شده این دو نوع دارو از جمله اولین داروهایی هستند که در کاهش چشمگیر مرگ و میر مبتلایان به ابولا تاثیر داشته‌اند.

یوهانس هیل سلاسی

یوهانس هیل سلاسی امبای” (Yohannes Haile-Selassie Ambaye) یک دیرینه‌شناس اهل اتیوپی است. بیشتر تحقیقات وی درباره نخستیان هومو ساپینس(انسان خردمند) است. وی امسال به همراه دیگر پژوهشگران بر اساس جمجمه کامل ۳.۸ میلیون ساله‌ای که در کشور اتیوپی کشف کردند، چهره قدیمی‌ترین انسان‌های اولیه را بازسازی کردند.

این فسیل کشف شده که یافته‌های جدیدی را در مورد دوره‌های بسیار مهم فرگشت انسان فاش می‌کند، متعلق به گونه‌ای از انسان‌های اولیه به نام جنوبی‌کپی انامی”(Australopithecus anamensis) است که اولین بار ۴.۲ میلیون سال پیش، می‌زیسته است.

جمجمه تقریبا سالم کشف شده را از اجداد مستقیم جنوبی‌کپی عفاری”(Australopithecus afarensis) می‌دانند، گونه اسکلت معروف کشف شده در سال ۱۹۷۴ به نام لوسی” شناخته می‌شد. این جمجعه ۳.۸ میلیون ساله که (MRD) نام دارد در سال ۲۰۱۶ و در فاصله ۳۵ مایلی از منطقه‌ای کشف شده که پیش از آن اسکلت لوسی پیدا شده بود. سن این جمجمه نشان می‌دهد که گونه آن حدود ۱۰۰ هزار سال با گونه لوسی زندگی کرده و این فرضیه پیشین را نفی کرد که یک گونه بدون هیچ همپوشانی زمانی به گونه‌ای دیگر فرگشت یافته است.

یوهانس هیل سلاسی دیرینه‌شناس در موزه تاریخ طبیعی کلیولند آمریکا و رئیس این تیم تحقیقاتی عنوان کرد که این اولیه نمونه‌ای است که یافته‌ها و اطلاعاتی دربارۀ چهره گونه انسان‌های اولیه موسوم به جنوبی‌کپی انامی” در اختیار ما قرار می‌دهد که ۳.۸ میلیون سال پیش زندگی می‌کردند. پیش از این هیچ ایده‌ای در این باره نداشتیم چون تنها درباره دندان‌ها و بخش‌هایی از فک اطلاعاتی داشتیم و شانس بازسازی کامل صورت انسان‌های اولیه ممکن نبود. از این فسیل می‌توان برای کسب اطلاعاتی پیرامون رژیم غذایی، اندازه مغز و ویژگی‌های چهره نیز استفاده کرد.

وندی راجرز

به مدت دو دهه موضوعی ذهن افراد سراسر جهان را به خود مشغول کرد و آن این بود که اعضای بدن مورد استفاده برای پیوندهای عضو در چین از کجا می‌آیند؟ که این موضوع بحث اخلاق در پزشکی را زیر سوال برد. برخی ادعا کرده بودند که اعضای بدن برای پیوند از اعضای بدن زندانیان گرفته شده است. دولت چین در ابتدا منکر این موضوع شد که اعضای مورد نیاز برای پیوند از زندانیان گرفته شده است اما بعدها این موضوع را پذیرفت. اکنون گفته می‌شود که این عمل از سال ۲۰۱۵ ممنوع شده است و اعضای بدن برای پیوند، همه از داوطلبان و افرادی که مایل هستند، گرفته می‌شوند. اما محققان این مسئله را نیز زیر سوال برده‌اند.

پس از آن گروهی بین‌المللی به نام پایان سواستفاده از پیوند در چین”(End Transplant Abuse in China) یا (ETAC) برای رسیدگی به این مسائل شکل گرفت. یکی از اعضای مهم و نامی این گروه وندی راجرز”(Wendy Rogers) استاد اخلاق زیست شناسی دانشگاه مک‌کواری استرالیا بود. وی پرونده‌های بسیاری فاش کرد که طی آن گروهی از پزشکان چینی(بیش از ۴۰۰ فرد) را که منکر این موضوع شده بودند، به انجام عمل پیوند اعضا بدون اجازه از افراد زندانی متهم کرد. بنابر گزارش راجرز و تیمش چینی‌ها بیش از ۸۵ هزار عمل پیوند اعضای غیرقانونی انجام داده بودند. آنها پس از رونمایی از این مدارک توانستند کاری کنند که دولت چین این موضوع را بپذیرد. پس از آن این گروه از جفری نیس وکیل باتجربه در زمینه پیگیری قانونی جنایات جنگی در لاهه، هلند خواستند تا گزارش کاملی درباره این اتفاقات بنویسد.

نیس نیز درخواست آنها را پذیرفت و از آنها خواست تا تمام شواهد و مدارک را به وی ارائه دهد. پس از آن تیم راجرز مقاله‌ای منتشر کردند و طی آن داده‌های برنامه اهداء عضو چین را زیر سؤال بردند. در ماه ژوئن، این هیئت نتیجه گرفت که افرادی که به دلیل دیدگاه‌های مذهبی یا ی زندانی شده بودند و کشته می‌شدند، دولت چین از اعضای بدنشان استفاده می‌کرده است. دولت چین پس از انتشار این گزارش هیچ واکنشی نشان نداد و تنها سکوت کرد. راجرز بر این باور دارد که دولت چین هیچ گاه در این باره شفاف سازی نخواهد کرد اما امیدوار است این پیگیری‌ها سبب توقف انجام این عملیات شود.

دنگ هونگکو

دنگ هونگکو”(Deng Hongkui) ایمن شناس و محقق سلول‌های بنیادی چینی است. وی مدیر موسسه تحقیقات سلول‌های بنیادی دانشگاه پکن است. وی به دلیل تحقیقات خود در مورد واکسن‌های HIV و هپاتیت C در بنیاد بیل و ملیندا گیتس ۱.۹ میلیون دلار جایزه دریافت کرد. دنگ هونگکو اخیرا با انجام مطالعه‌ای نشان داد که چگونه ویرایش ژن کریسپر می‌تواند یک منبع بالقوه نامحدود از سلول‌های ایمنی بدن ایجاد کند که در برابر عفونت توسط HIV غیرقابل نفوذ هستند.

این دانشمند چینی مدعی شد که ویرایش ژن کریسپر می‌تواند با خیال راحت در بزرگسالان مبتلا به HIV انجام شود. آنها سلول‌های بنیادی را ویرایش کردند و آن را به بدن فرد مبتلا به ایدز وارد کردند و مشاهده کردند سلول‌های بنیادی در برابر این ویروس ایمن شده‌اند.

جان مارتینیز

جان مارتینیز فیزیکدانی بود که به شرکت گوگل کمک کرد تا گوگل اولین رایانه کوانتومی جهان را بسازد. گوگل به تازگی ادعا کرد که به برتری کوانتومی” دست یافته است و این در حالی است که محاسبات کوانتومی دنیا را تغییر خواهند داد. محاسبات کوانتومی می‌تواند پیامدهای بسیار شگرفی در هر چیز دنیای دیجیتال امروز از هوش مصنوعی گرفته تا توسعه داروها داشته باشد. با این حال به نظر می‌رسد این رقابت برای دستیابی به برتری کوانتومی، یک رهبر پیدا کرده است.

به طور خلاصه، محاسبات کوانتومی از پدیده گیج کننده مکانیک کوانتومی برای تأمین نیروی محاسباتی فوق‌العاده خود بهره می‌برد. یک رایانه کوانتومی می‌تواند به راحتی از برخی از ابررایانه‌های برتر جهان پیشی بگیرد و این قدرت پردازش را مدیون کیوبیت‌های عجیب و غریب است.

رایانه‌های کنونی از بیت‌ها استفاده می‌کنند که جریانی از پالس‌های الکتریکی یا نوری نمایانگر ۱ یا ۰ هستند. در پردازش کوانتومی یک کیوبیت یا بیت کوانتومی واحد پایه‌ای پردازش کوانتومی و رمزنگاری کوانتومی بوده و مشابه بیت در رایانه‌های کلاسیک می‌باشند که کوچکترین واحد ذخیره اطلاعات و معیاری از مقدار اطلاعات کوانتومی است.

ظاهراً رایانه کوانتومی گوگل قدرتمندتر از ابررایانه‌های برتر جهان است و عملکرد آن به تازگی این را اثبات کرده است. بعنوان مثال رایانه کوانتومی گوگل یک محاسبه را که ابررایانه شرکت IBM موسوم به سامیت”(Summit) که قدرتمندترین رایانه تجاری جهان است طی ۱۰ هزار سال انجام می‌دهد، در ۳ دقیقه انجام داد.

همانطور که توسط دانشمندان گوگل بیان شده است، گوگل موفق به انجام آزمایش اولین محاسباتی شده است که فقط می‌تواند بر روی یک پردازنده کوانتومی انجام شود. محاسبات کوانتومی می‌تواند در نحوه برخورد ما با موضوعات و معضلات جهانی و پروژه‌های تحقیقاتی مورد استفاده قرار گیرد و رویکرد ما را به کلی تغییر دهد.

گرتا تونبرگ

گرِیتا تین‌تین النُرا ارنمان تونبَری نوجوان ۱۶ ساله فعال محیط زیست سوئدی است که به خاطر فعالیت برای آگاه‌سازی جهانی در مورد خطرات ناشی از تغییرات اقلیمی و با سؤال از تمداران برای پاسخگویی به عدم اقدام خود در مورد بحران آب و هوا، مشهور است.

در اوت ۲۰۱۸، هنگامی که تونبری ۱۵ ساله بود اعتصاب و مدرسه را ترک کرد و در خارج از پارلمان سوئد، تابلویی را در دست گرفت که خواستار اقدام شدیدتر در زمینه اقلیم شد. دانش آموزان مناطق مختلف نیز دست به اعتراضات مشابه زدند. این اعتراضات که از ۱۵ مارس سال جاری آغاز شده است به ابتکار گرتا تونبرگ فعال ۱۶ ساله سوئدی پایه‌گذاری شده است.

او پیش از این گفته بود ما به خیابان می‌آییم تا بزرگترها از خواب بیدار شوند. پس از سخنرانی تونبری در کنفرانس تغییرات اقلیمی سازمان ملل ۲۰۱۸ اعتصابات دانش آموزی به شکل هفتگی در مناطقی از دنیا صورت گرفت. در ماه مه سال ۲۰۱۹، مجله تایم روی جلد خود او را به عنوان رهبر نسل بعدی” معرفی کرد.

به گزارش بیگ بنگ، این افراد به واقعیتی که در بالا اشاره شد، نگاه تردیدآمیزی دارند. زمین-تخت‌گرایان تلاش‌های بسیار چشمگیری برای ارائه توضیحات آلترناتیو در خصوص رفتار زمین در صورت گِرد بودن انجام دادند. اما مشاهدات ما انسان‌ها دربارۀ این سیاره در طول چند هزار سال گذشته به خوبی نشان از گِرد بودن زمین دارد. با این حال، اگر زمین واقعا تخت بود، رفتارش دچار تغییر می‌شد؛ برخلاف سیاره‌ای که در حال حاضر در آن ست داریم. در حقیقت، بشر و هیچ چیز دیگری وجود نمیداشت.

دیوید استیونسون» سیاره‌شناس در کلتِک، پاسادنای کالیفرنیا گفت: برای اینکه یک جرم کیهانی به شکل یک دیسک در آید و نَه یک گوی، باید آن را با سرعت بسیار زیادی بچرخانید. متاسفانه، این امر سیاره را نابود کرده و آن را به ذرات ریزی تقسیم می‌کند.» در دهه ۱۸۵۰ میلادی، اخترشناس کلرک ماکسول» با زبان ریاضی نشان داد که شکلِ دیسک مانندِ سخت و جامد را نمی‌توان پیکربندیِ پایداری در کیهان به شمار آورد. او حلقه‌های زحل را در کارش بررسی کرده بود. تحقیقات ماکسول این پیش‌بینی را انجام داد که حلقه‌های زحل از تعداد فراوانی از ذرات کوچک و از هم جدا ساخته شده‌اند؛ و البته حق با او بود. محاسبات ریاضی او توضیح می‌دهد که چرا هیچ دیسکی به اندازۀ یک سیاره وجود ندارد که در اطراف کهکشان شناور باشد.

برای اینکه زمین بدون چرخشِ خیلی سریع تخت باشد، به جادو و یا شاید فشار کهکشانی عظیمی نیاز است. در هر حالت، زمینِ تخت نخواهد توانست برای مدتی طولانی دوام بیاورد. در عرض چند ساعت، نیروی جاذبه با اِعمال فشاری بی‌سابقه آن را به یک گوی تبدیل می‌سازد. جاذبه به طور یکسان از همه جهات فشار وارد می‌کند؛ لذا توضیحی است برای این مطلب که چرا سیاره‌ها گوی مانند هستند (بسته به سرعت چرخش سیاره، آن نیروها شاید علیه جاذبه کار کنند تا مقداری برآمدگی در استوا ایجاد شود). ماکسول در محاسبات ِ ریاضی خود نشان داد که زمینِ دیسک مانندِ سخت و پایدار تحت شرایط حقیقی جاذبه غیرممکن است.

به محض اینکه از شر جاذبه خلاص شوید، دیگر هیچ چیزی در زمین تابعِ اصول منطقی نخواهد بود. اتمسفر؟ نابود می‌شود، زیرا با جاذبه است که به زمین چسبیده است. جزر و مد؟ از بین می‌رود. کِشش گرانشی ماه است که جزر و مد را پدید می‌آورد؛ بر اقیانوس‌ها تاثیر می‌گذارد و باعث می‌شود برآمدگی داشته باشند و متورم شوند. خود ماه؟ این هم از بین می‌رود، زیرا جاذبه در همه توضیحات مربوط به وجود ماه دخیل است. در مقبول‌ترین سناریو، ماه زمانی ایجاد شد که جرمی به اندازه سیاره به زمینِ اولیه برخورد کرد؛ آثار مخروبه حاصل از این برخورد به واسطه جاذبه زمین گیر افتاد. یکی دیگر از سناریوها اعلام میدارد که ماه و زمین در زمان یکسانی به وجود آمدند (بار دیگر، به پاس جاذبه).

محاسبات ساده

جاذبه در ساختارِ لایه لایه‌ی زمین هم نقش دارد؛ بطوریکه چگال‌ترین مواد به هسته سقوط می‌کنند و مواد سبک‌تر گوشته را تشکیل می‌دهند. در حالیکه، سبک‌ترین مواد در ایجاد پوسته ایفای نقش می‌کنند. بدون این ساختار لایه لایه، سیاره ما رفتار بسیار متفاوتی از خود نشان میدهد. برای مثال، هسته بیرونی و مایع مثل یک آهنربای دینامیکی غول‌پیکر عمل می‌کند. ماحصل این کار، ایجاد میدان مغناطیسی سیاره است. میدان مغناطیسی در محافظت از اتمسفرِ سیاره در برابر اثرات ویرانگر بادهای خورشیدی نقش کمکی چشمگیری دارد. پس از اینکه میدان مغناطیسی سیارۀ مریخ در چهار میلیارد سال پیش دچار تزل شد، بادهای خورشیدی، اتمسفر این سیاره را نابود کردند.

جیمز دیویس» ژئوفیزیکدان در رصدخانه لامونت-دوفرتی دانشگاه کلمبیا در شهر نیویورک گفت: اگر زمین تخت بود، صفحات تکتونیکی هم  کارایی خود را از دست می‌دادند. وقتی محاسبات را انجام میدهید– مثلا اگر این صفحه اینقدر حرکت می‌کند و آن صفحه فلان قدر، باید آن را روی یک گوی انجام بدهید. اگر فرض کنید یک صفحه است، به جواب درست نخواهید رسید؛ یعنی جوابی که با مشاهدات ِ جهان واقعی همخوانی داشته باشد.

زمین-تخت‌گرایان توضیحات مختلفی برای مقدور بودن این مشاهدات در سیاره تخت ارائه می‌کنند. دِیویس در ادامه اظهار داشت: مشکل اینجاست که این توضیحات هیچ پایه و اساسی در واقعیت فیزیکی یا ریاضی ندارند. وقتی ماکسول در دهه ۱۸۵۰ پیش‌بینی کرد که حلقه‌های زحل از ذرات کوچکِ فراوانی ساخته شده است، از این دانش عمومی استفاده کرد که جاذبه و نیروهای چرخشی چگونه کار می‌کنند. در واقع، مقاله‌‌ وی عمدتا از معادلات ریاضی تشکیل شده بود. اما فرضیات زمین-تخت‌گرایان اینطور عمل نمی‌کند.»

دیویس اینطور ادامه داد: در جهان‌بینیِ زمینِ تخت، توضیحات مختلفی برای پدیده‌های مختلف بصورت گلچین انتخاب می‌شود. در زندگی واقعی، زمین و ماه هر دو بنابه دلیل یکسان گِرد هستند: جاذبه. زمین-تخت‌گرایان باید توضیحات مستقلی برای هر دو ابداع کنند و این توضیحات مستقل غالبا یکدیگر را نقض می‌کنند. نظریه علمی اینطور کار نمی‌کند. اگر بتوانیم هزار مشاهده را با یک نظریه توضیح بدهیم، یک نظریه ساده، این بهتر از توضیحِ هزار مشاهده با هزار نظریه است.

به گزارش بیگ بنگ، زمین قطری تقریبا معادل با ۱۳۰۰۰ کیلومتر دارد و گِرد است زیرا جاذبه ماده را به درون گوی هدایت می‌کند. اما کاملا گِرد نیست. زمین مثل گوی پهن شده در قطبین» است زیرا چرخش‌های آن باعث کوبیدگی آن در قطبین و متورم شدنش در استوا می‌شود.

آب تقریبا ۷۱ درصد از سطح سیاره را پوشانده و قسمت عمدۀ آن در اقیانوس‌هاست. ۳۰ درصدِ باقیمانده، پوسته سختی است که در بالای سطح دریا قرار دارد و پوسته قاره‌ای نام دارد. حدودا یک پنجم اتمسفر زمین از اکسیژن تشکیل یافته است که گیاهان در تولید آن نقش دارند. اگرچه دانشمندان برای قرن‌هاست که مشغول مطالعه سیاره ما هستند، اما قسمت زیادی از اطلاعات مربوط به این سیاره در دهه‌های گذشته با مطالعه عکس‌های زمین از فضا بدست آمده است.

مدار زمین

وقتی زمین به دور خورشید میچرخد، همزمان در خطی فرضی به نام محور» نیز به چرخش می‌پردازد که از قطب شمال تا قطب جنوب کشیده شده است. زمین به ۲۳.۹۳۴ ساعت زمان نیاز دارد تا یک چرخش کامل در محورش انجام بدهد و به ۳۶۵.۲۶ روز برای چرخش کامل به دور خورشید. محور چرخش زمین نسبت به صفحه بیضوی (سطح فرضی در مدار زمین به دور خورشید)، کج است. این بدان معناست که نیمکره‌های شمالی و جنوبی زمانی به سمت خورشید نشانه رفته یا از آن دور خواهند شد که به زمان سال بستگی دارد و مقدار نورِ دریافتیِ نیمکره‌ها را تغییر می‌دهد. ماحصل آن، پیدایش فصول است.

مدار زمین، دایره کامل نیست، بلکه بیضی شکل می‌باشد؛ شبیه به مدارهای همه سیاره‌های دیگر. سیاره ما در اوایل ژانویه قدری به خورشید نزدیکتر و در جولای قدری دورتر از آن است، اگرچه این تغییر اثر بسیار کوچکتری از گرمایش و سرمایشی دارد که در اثر کجیِ محور زمین ایجاد می‌شود. زمین در ناحیه‌ای به نام ناحیه گولدیلاکس(قابل ست) در پیرامون خورشید واقع شده است؛ یعنی جایی که دما مناسب است و می‌تواند از وجود آب در سطح سیاره ما پشتیبانی کند.

آماری دربارۀ مدار زمین بر اساس اعلام سازمان ناسا:

متوسط فاصله از خورشید: ۱۴۹,۹۵۶,۰۵۰ کیلومتر

نزدیکترین فاصله به خورشید: ۱۴۷,۰۹۸,۲۹۱ کیلومتر

دورترین فاصله از خورشید: ۱۵۲,۰۹۸,۲۳۳ کیلومتر

طول روز خورشیدی: ۲۳.۹۳۴ ساعت

طول سال: ۳۶۵.۲۶ روز

تمایل استوایی به مدار: ۲۳.۴۳۹۳ درجه

ایجاد و تکامل زمین

به اعتقاد دانشمندان، زمین، خورشید و دیگر سیاره‌ها تقریبا در زمانی یکسان در ۴.۶ میلیارد سال پیش به وجود آمدند؛ یعنی زمانیکه منظومه شمسی از یک ابر غول‌پیکر و در حال چرخش از جنس گاز و گرد و غبار (که سحابی خورشیدی نام دارد) شکل گرفت. به محض اینکه این سحابی به دلیل جاذبه‌اش دچار فروپاشی شد، سریع تر چرخش یافته و بصورت یک دیسک مسطح در آمد. قسمت اعظم مواد به سمت مرکز هدایت شد تا خورشید در آنجا به وجود بیاید. سایر ذراتِ درون دیسک با یکدیگر برخورد کرده و به هم چسبیدند تا اجرام بزرگتری را پدید آورند که از جمله آنها می‌توان به زمین اشاره کرد. دانشمندان فکر می‌کنند زمین در ابتدا یک جرم سنگیِ بدون آب بود.

سیمونه مارکی» سیاره‌شناس در موسسه تحقیقات جنوب غربی در بولدر کلرادو اظهار داشت: تصور بر این بود که به دلیل حرکت سیارک‌ها و دنباله‌دارهایی که با زمین برخورد می‌کنند، شرایط در زمینِ تازه به وجود آمده مثل جهنم بوده است.» اما در سال‌های اخیر، تجزیه و تحلیل جدید موادِ به دام افتاده درون بلورهای میکروسکوپی باستانی نشان می‌دهد که در طول ۵۰۰ میلیون سال اول آب مایع در زمین وجود داشته است.

مواد رادیواکتیو در سنگ‌ها و فشار فزاینده درون زمین باعث تولید مقدار کافی گرما شد تا ساختار درونی زمین را ذوب نماید؛ در طی این فرایند، برخی مواد شیمیایی به قسمت سطح راه یافته و آب را به وجود آوردند، اما برخی دیگر هم به گازهای اتمسفر تبدیل شدند. شواهد اخیر گویای آن است که اقیانوس ها و پوسته زمین شاید در حدود ۲۰۰ میلیون سال پس از شکل‌گیری کامل سیاره به وجود آمد.

ساختار درونی

هسته زمین عرضی معادل تقریبا ۷۱۰۰ کیلومتر دارد که قدری بزرگتر از نصف قطر زمین و تقریبا هم اندازه با قطر مریخ است. بیرونی‌ترین بخش هسته که ۲۲۵۰ کیلومتر را در برمی‌گیرد، مایع است و هستۀ درونی جامد است. لازم بذکر است که هسته درونی تقریبا چهار تا پنج برابر بزرگتر از ماه است و قطر آن به ۲۶۰۰ کیلومتر می‌رسد. هسته در بروز میدان مغناطیسی سیاره نقش دارد. میدان مغناطیسی ذرات باردار مضری را که از خورشید نشات می‌گیرند، به مسیر دیگری هدایت می‌کند. در بالای هسته، گوشته وجود دارد که ضخامتی در حدود ۲۹۰۰ کیلومتر دارد. گوشته کاملا سِفت و سخت نیست و میتواند به کُندی جریان یابد. پوسته زمین روی گوشته، مثل تکه چوبی روی آب شناور است. حرکت آهسته سنگ در گوشه باعث جابجایی قاره‌ها و ایجاد زله، آتشفشان و رشته کوه‌ها می‌شود.

زمین در بالای گوشته، دو نوع پوسته دارد. زمینِ خشک قاره‌ها عمدتا از گرانیت و سایر مواد سیلیکاتی سبک تشکیل یافته است، در حالیکه کف اقیانوس‌ها عمدتا از سنگ آتشفشانیِ چگال و تیره‌ای به نام بازالت تشکیل یافته است. پوسته قاره‌ای ضخامتی برابر با ۴۰ کیلومتر بطور میانگین دارد، اگرچه میتواند در بعضی از نواحی ضخیم‌تر یا نازک‌تر باشد. پوسته اقیانوسی معمولا فقط ۸ کیلومتر ضخامت دارد. آب در نواحی پایین پوسته بازالت پُر می‌شود تا اقیانوس‌های سیاره را به وجود بیاورد.

زمین در سمت هسته‌هایش گرمتر می‌شود. در پایین پوستۀ قاره‌ای، دما تقریبا به ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد می‌رسد و در زیر پوسته به ۱ درجه در هر کیلومتر می‌رسد. به باور زمین‌شناسان، دمای هستۀ بیرونی زمین تقریبا ۳۷۰۰ تا ۴۳۰۰ درجه سانتی‌گراد است و هستۀ درونی شاید به دمای ۷۰۰۰ درجه سانتی‌گراد هم برسد؛ یعنی گرمتر از سطح خورشید.

صفحات تکتونیکی زمین

زمین تنها سیاره در منظومه‌شمسی است که صفحات تکتونیکی دارد. اساسا، پوسته بیرونی به مناطقی تحت عنوان صفحات تکتونیکی تقسیم شده است. این صفحات در بالای بخش درونی زمین بصورت شناور قرار دارند و میتوانند در خلاف جهت هم حرکت کنند. وقتی دو صفحه به هم برخورد می‌کنند، یکی از صفحات دچار فرورفت شده (زیر دیگری می‌رود)؛ جایی که امکان تشکیل پوسته تازه وجود دارد. این فرایند بنا به چند دلیل حائز اهمیت است. زیرا نه تنها منجر به سطح‌بندی دوباره و فعالیت زمین‌شناسی می‌شود (برای مثال، زله، فوران‌های آتشفشانی، کوه‌زایی و شکل‌گیری گودال‌های اقیانوسی)، بلکه امری ذاتی برای چرخه کربنی می‌باشد.

وقتی گیاهان میکروسکوپی در اقیانوس از بین می‌روند، به قعر اقیانوس سقوط می‌کنند. در طول بازه‌های زمانی طولانی، بقایای این حیاتِ غنی از کربن به بخش درونی زمین ارسال شده و بازیافت می‌شود. این فرایند باعث کشیده شدن کربن از اتمسفر می‌گردد. لذا با این فرایند اطمینان حاصل می‌شود که ما از اثر گلخانه‌ای گریزان رنج نبریم؛ اتفاقی که در سیاره ناهید رخ داد. بدون عملکرد صفحات تکتونیکی، هیچ راه دیگری برای بازیافت این کربن وجود ندارد و زمین به یک مکان ِ جهنمی با دمای خیلی بالا تبدیل می‌شود.

میدان مغناطیسی

میدان مغناطیسی زمین بر اثر جریان هایی در هسته بیرونی زمین ایجاد می‌شود. قطب‌های مغناطیسی همواره در حال حرکت هستند؛ از زمانی که کار ردیابی در دهه ۱۸۳۰ آغاز شد، قطب شمال مغناطیسی با افزایش حرکت شمالی ۴۰ کیلومتری در سال روبرو می‌شود. به احتمال زیاد آمریکای شمالی را ترک کرده و در چند دهه بعد به سیبری خواهد رسید. میدان مغناطیسی زمین به شیوه‌های دیگری هم در حال تغییر می‌باشد. بطور کلی، میدان مغناطیسی از قرن نوزدهم تا حالا به میزان ۱۰ درصد تضعیف شده است (بر اساس اعلام ناسا). چند میلیون سال بعد یا بیشتر، این میدان بطور کامل از مسیرش خارج می‌شود و قطب‌های شمال و جنوب جایشان را با همدیگر عوض می‌کنند.

اندرو رابرتس» استاد دانشگاه ملی استرالیا گفت: وقتی وارونگی میدان مغناطیسی در گذشته‌ای دور اتفاق افتاد، قدرت میدان مغناطیسی زمین تا ۹۰ درصد تقلیل پیدا کرد. این کاهش قدرت باعث می‌شود سیارۀ ما در برابر تابش و طوفان‌های خورشیدی آسیب‌پذیرتر باشد؛ می‌تواند آسیب قابل توجهی به زیرساخت‌های برقی، مخابرات و ماهواره‌ها وارد نماید. خوشبختانه، چنین رویدادی در آینده خیلی دور می‌تواند به وقوع بپیوندد و ما می‌توانیم در آینده فناوری‌هایی را برای اجتناب از چنین آسیب‌های بزرگی توسعه بدهیم.»

وقتی ذرات باردار ناشی از خورشید در میدان مغناطیسی زمین به دام می افتند، به مولکول‌های هوایِ بالای قطب‌های مغناطیسی برخورد می‌کنند و این امر باعث درخشش آنها می‌شود. این پدیده با عنوان شفق قطبی» شناخته می‌شود: نورهای شمالی و جنوبی.

اتمسفر زمین

اتمسفر زمین در ۵۰ کیلومتری نخست از سطح، دارای بیشترین ضخامت است، اما تا ۱۰۰۰۰ کیلومتر به فضا گسترده شده است. اتمسفر زمین متشکل از پنج لایه اصلی است (تروپوسفر، استراتوسفر، مزوسفر، ترموسفر و اگزوسفر).بیرونی‌ترین لایه (اگزوسفر) بزرگترین لایه است و از اگزوباز تا تقریبا ۱۰۰۰۰۰ کیلومتر امتداد یافته است. اگزوباز (Exobase) در بالای ترموسفر و در ارتفاع تقریبا ۷۰۰ کیلومتریِ بالای سطح دریا قرار گرفته است. اگزوسفر با خلاء فضای بیرونی در هم آمیخته می‌شود؛ در جایی که اتمسفر وجود ندارد.

اتمسفر زمین تقریبا ۷۸ درصد نیتروژن و ۲۱ درصد اکسیژن است و مقادیری آب، آرگون، کربن دی‌اکسید و سایر گازها در آن دیده شده است. در هیچ جای دیگری از منظومه شمسی چنین اتمسفری سراغ نداریم که مملو از اکسیژن آزاد باشد؛ این عنصر می‌تواند زمینه را برای پشتیبانی از حیات فراهم بیاورد. هوا زمین را احاطه کرده و در دورتر از سطح، نازک‌تر می‌شود. تقریبا در ۱۶۰ کیلومتریِ بالای زمین، هوا به قدری نازک است که ماهواره‌ها میتوانند با مقاومت ناچیز به درون اتمسفر راه پیدا کنند. همچنان آثار اتمسفر در ارتفاع ۶۰۰ کیلومتری بالای سطح سیاره قابل مشاهده است.

پایین‌ترین لایه اتمسفر، تروپوسفر نام دارد که بطور دائم در حال حرکت است و به دلیل این لایه است که هوا داریم. نور خورشید دمای سطح سیاره را افزایش می‌دهد و باعث می‌شود هوای گرم به درون تروپوسفر راه پیدا کند. با کاهش فشار هوا، هوا انبساط یافته و سرد می‌شود و چون هوای سرد چگال‌تر از محیط پیرامونش است، غرق شده و دوباره زمین آن را گرم می‌کند. در بالای تروپوسفر، یعنی در ۴۸ کیلومتریِ بالای سطح زمین، استراتوسفر قرار دارد. هوای آرام استراتوسفر حاوی لایه ازون است که وقتی نور فرابنفش باعث شد اتم‌های هیدروژن به یکدیگر پیوسته و درون مولکول‌های اوزون جای بگیرند، به وجود آمد. ازون نمی‌گذارد قسمت عمده‌ای از تابش فرابنفش مضر خورشید به سطح زمین برسد. این تابش میتواند حیات را از بین ببرد و موجب جهش در جانداران شود.

بخار آب، کربن دی‌اکسید و سایر گازها در اتمسفر می‌توانند گرمای حاصل از خورشید را به دام انداخته و گرما را برای زمین فراهم نمایند. بدون اثر گلخانه‌ای، زمین آنقدر سرد می‌شود که احتمالا شرایط حیات از بین می‌رود، اگرچه اثر گلخانه‌ای گریزان در سیاره ناهید یک شرایط جهنمی به وجود آورده است. ماهواره‌هایی که به دور زمین می‌چرخند نشان می‌دهند که اتمسفر بالایی زمین در طول روز انبساط یافته و در طول شب منقبض می‌شود که دلیل آن گرمایش و سرمایش است.

ترکیب شیمیایی زمین

اکسیژن فراوان‌ترین عنصر در سنگ‌های پوسته زمین است که تقریبا ۴۷ درصد وزن همه سنگ‌ها را به خود اختصاص می‌دهد. دومین عناصر فراوان، سیلیکات نام دارد با ۲۷ درصد. در رده‌های بعدی این عناصر جای دارند: آلومینیوم (۸ درصد)، آهن (۵ درصد)، کلسیم (۴ درصد)، سدیم، پتاسیم و منیزیم (هر کدام تقریبا ۲ درصد). هستۀ زمین عمدتا از آهن و نیکل تشکیل یافته و مقادیر ناچیزی عناصر سبک‌تر مثل سولفور و اکسیژن هم در آن وجود دارد. گوشته از آهن و سنگ‌های سیلیکاته غنی از منیزیم ساخته شده است. ترکیب سیلیکات و اکسیژن با عنوان سیلیس شناخته می‌شود و مواد معدنیِ حاوی سیلیس را مواد سیلیکاته می‌نامند.

قمرِ زمین

قمر زمین عرضی معادل ۳۴۷۴ کیلومتر و قطری در حدود یک چهارم قطر زمین دارد. سیارۀ ما یک قمر شناخته شده دارد، اما عطارد و ناهید هیچ قمری ندارند و همه سیاره‌های منظومه شمسی ما دارای دو یا چند قمر می‌باشند. توضیح رایج برای چگونگی شکل‌گیری ماه این است که برخورد یه سیاره بزرگ به زمین باعث شد مواد خامش باعث متولد شدن ماه شوند.

دانشمندان اعلام کردند جرمی که به زمین برخورد کرد، تقریبا ۱۰ درصد جرم زمین را داشت؛ یعنی تقریبا به اندازه مریخ بود. اما آیا میدانستید که دو سیارک اضافی وجود دارد که به در مداری یکسان با زمین قفل شده است؟ اینها ۳۷۵۳ Cruithne» و ۲۰۰۲ AA29» نام دارند که بخشی از جمعیت بزرگی از سیارک‌ها به نام اجرام نزدیک به زمین(NEO) هستند.

حیات در زمین

زمین تنها سیاره‌ای است که تاکنون می دانیم در آن حیات وجود دارد. این سیاره از چندین میلیون گونه جانوری میزبانی می‌کند که در زیستگاه‌های مختلفی زندگی می‌کنند؛ از اعماق اقیانوس‌ها گرفته تا چند کیلومتریِ بالای اتمسفر. و به باور دانشمندان، هنوز گونه‌های بسیاری کشف نشده است. محققان این گمانه‌زنی را مطرح می‌سازند که نامزدهای دیگر برای میزبانی از حیات در منظومه‌ شمسی ما (مثل تیتان قمر زحل، یا اروپا قمر مشتری) می‌توانند موجودات زنده اولیه را در خود جای داده باشند. بر طبق یکی از راه‌حل‌های پیشنهادی، حیات ابتدا در سیاره مجاور ما یعنی مریخ شکل گرفت که زمانی سیاره قابل ستی بود؛ سپس حیات توسط ِ شهاب سنگ‌ها از سیاره سرخ به زمین آمد و در سیارۀ ما پراکنده شد.

استیون بنر» بیوشیمیدان از موسسه علم و فناوری وست هایمر در فلوریدا در پایان بیان کرد: ما خیلی خوش‌ شانس هستیم که در چنین سیاره‌ای حضور داریم، چرا که زمین در مقایسه با مریخ جای بسیار بهتری برای زندگی است. اگر اجداد مریخی فرضیِ ما در مریخ می‌ماندند، شاید داستانی برای روایت وجود نمیداشت.»

به گزارش بیگ بنگ، دکتر ان ون تیلبرگ» باستان شناس در موسسه‌باستان شناسی کاتسن در دانشگاه کالیفرنیا(لس آنجلس) و مدیر پروژۀ مجسمه‌های جزیره ایستر بیان کرد: تجزیه و تحلیل‌های ما نشان داد که رانو راراکو علاوه بر اینکه مکانی برای حکاکی سنگ‌ها بود، محلی هم برای انجام کارهای کشاورزی پربازده به شمار می‌رفت. حفاری‌های باستان‌شناسی دیدگاه ما را از مجسمه‌های موآی ارتقاء بخشیده و این نکته را یادآوری می‌کند که هیچ چیزی دقیقا آن چیزی نیست که به نظر می‌رسد؛ فرقی هم نمی‌کند چقدر واضح و آشکار باشد.»

دکتر سارا شروود» باستان شناس و متخصص خاک در دانشگاه سوانزی و یکی از اعضای پروژۀ مجسمه‌های جزیرۀ ایستر گفت: اینطور به نظر می‌رسد که عمل حفاری و معدن‌کاری باعث افزایش حاصلخیزی خاک منطقه شده و تولید مواد غذایی را در اطراف این منطقه افزایش داده است. خاک‌های این منطقه غنی از رس هستند که در اثر هوازدگی سنگ بستر محلی ایجاد شده است. همچنین شواهد و قرائن نشان می‌دهد افراد بومی راپانوی دربارۀ اینکه چه محصولاتی کشت کنند، با دقت ِ خاصی اقدام می‌کردند؛ آنها با کشت محصولات متنوع در یک منطقه یکسان می‌توانستند حاصخیز بودنِ خاک را حفظ نمایند.»

محققان اظهار داشتند: مجسمه‌های غول‌پیکری به نام موآی ۱۵۶ و ۱۵۷ دو نمونه از معدود مجسمه‌های موآی هستند که با سنگ نبشته‌های مختلف آراسته شده‌اند. این مجسمه‌ها وقتی کشف شدند، در حالت قائم بودند؛ یکی روی ستون و دیگری در حفره عمیقی قرار داشت. این نشان می‌دهد که این مجسمه‌ها به عمد در این دو جا گذاشته شده‌اند.»

این نمودار تاریخچۀ حفاری مجسمه موآی ۱۵۶، معدن رانو راراکو و راپانوی را نشان می‌دهد. خط قرمز نشان دهندۀ سطح برآوردی است در زمانیکه سنگ نبشته‌ها در پشت مجسمه طراحی شدند. این خط همچنین نقطه‌ای را نشان میدهد که در آن کار پردازش بر روی سنگ احتمالا به پایان رسید. خط سبز سطح زمینی را در زمان آغاز حفاری نشان می‌دهد.

دکتر ون تیلبرگ در پایان بیان کرد: مطالعۀ ما بر این ایده خط بطلان می‌کِشد که همه مجسمه‌های سرِپا در رانو راراکو قرار بود از آن منطقه جابجا شده و به جای دیگری منتقل شوند. ما دریافتیم که این مجسمه‌های سرپا به این منظور در منطقه مورد نظرشان نگه داشته شدند تا ماهیت مقدسِ خود ِ معدن حفظ شود. موآی از نظر مردم محلی نقش بسیار بالایی در افزایش حاصلخیزیِ خاک داشت و موجب افزایش تولیدات کشاورزی می‌شده است.» جزئیات بیشتر این پژوهش در Journal of Archeological Science منتشر شده است.

به گزارش بیگ بنگ، برای حل مسأله چگونگی اطلاع از اتفاقات تصور شده، محققان دانشگاه هاروارد و موسسه ماکس پلانک در علوم شناختی مغز انسان، آزمایشی را برای اولین‌بار در ایالات متحده انجام داده و سپس آن را در آلمان تکرار کردند. از شرکت‌کنندگان خواسته شد لیستی از افرادی که واقعا دوستشان داشتند، افرادی که آنها را دوست نداشتند و لیستی از مکان‌هایی که احساسات بی‌طرفی نسبت به آنها داشتند، ارائه دهند. سپس، در حالی که به یک اسکنر fMRI متصل بودند، از آنها خواسته شد تصور کنند که یکی از افراد مورد علاقه خود را در یکی از آن مکان‌های دلخواه ملاقات می کنند.

در نهایت ۶۰ نفر برای انجام آزمایش با MRI انتخاب شدند که البته داده‌های ۱۲ نفر از آنها پس از آنکه دو نفر از داوطلبان به طرز خنده‌داری در روند خواب قرار گرفتند، حذف شد و تعداد افراد باقیمانده نیز برای یک نتیجه‌گیری دقیق کافی نبودند. اسکن مغزی MRI نشان داد که تصورات ما در قسمت قشر پیشانی ونترومدیال(vmPFC) مغز تشکیل یک شبکه می دهند ( منطقه‌ای که با ریسک پردازش، ترس، تصمیم‌گیری و ارزیابی اخلاقی مرتبط است.)

رولاند بنویت، دانشمند عصب شناختی می گوید: ما گمان می کنیم که این منطقه اطلاعات دریافتی ما از محیط اطرافمان را از سرتاسر مغز به هم پیوند داده و یک تصویر کلی را تشکیل می دهد.» محققان توضیح می دهند با اینکه vmPFC برای اطلاعات مستقل فردی مانند اشخاص دقیقا کد گذاری نمی کند، اما از الگوهایی از ویژگی‌های فرد کد شده برای شناسایی افراد یا مکانها استفاده می کند.» محققان مشاهده کردند نگرش شرکت‌کنندگان نسبت به مکان‌های معمولی از طریق تغییرات سطح فعالیت در این الگوهای عصبی تغییر می یابد.

بنویت افزود: وقتی دخترم را در آسانسور تصور می کنم، الگوهایی از او و از آسانسور در قشر پیشانی ونترومدیال فعال می شوند. این به نوبه خود می تواند این بازنمودها را به هم متصل کند – بنابراین حس مثبت از شخص تصور شده می تواند به مکان مرتبط با او تعمیم یابد.»

این موضوع که نگرشها می توانند منتقل شوند، نشان می دهد که قسمت‌های مختلف مغز نه تنها تخیل مکان را در ذهن ما حفظ می کنند، بلکه یک ارزیابی دقیق نیز از این مکان در واقعیت می کند. یعنی تصوراتی که بسیار به واقعیت شبیه هستند، می توانند نگرش ما نسبت به دنیای واقعی را تحت تاثیر قرار دهند.

به این ترتیب شواهدی وجود دارد که ما می توانیم نگرش‌مان نسبت به یک مکان را فقط با یک تصور تغییر دهیم و این ایده را تقویت می کند که تغییر الگوهای تفکر ما می تواند به طور معناداری واکنش‌های ما نسبت به جهان را تغییر دهد که یک مفهوم مهم برای سلامت روان است.

البته، قدرت تغییر از طریق تخیل فقط به ادراکات ما و تأثیرات آن بر روان‌شناسی و فیزیولوژی بستگی دارد. این نکته حائز اهمیت است که برخلاف ادعاهای کتاب‌های مختلف یا سخنان تمداران و افراد مشهور، این تفکرات هیچ تاثیری بر تغییر واقعیت‌های فیزیکی ما ندارد. اما با در نظر گرفتن اینکه چگونه تصورات مخرب می تواند اثر منفی در زندگی ما داشته باشد، درک بیشتر در مورد این پدیده می تواند بسیار مفید باشد.

بنویت” اینطور ادامه داد: با این مطالعات نشان دادیم که چگونه تخیلات مثبت می توانند منجر به ارزیابی مثبت‌تر از محیط اطرافمان شود. من کنجکاو هستم که بدانم چگونه این مکانیزم بر افرادی که تمایل به افکار منفی در مورد آینده خود دارند، مانند افرادی که از افسردگی رنج می برند، تاثیر می گذارد. آیا تکرار این تصورات منفی می تواند باعث تأثیرات منفی بر زندگی معمولی یا حتی شاد آنها شود؟» این یک سوال جالب است و یکی از آن مواردی است که بسیاری از ما که با افکار منفی مبارزه می کنند، مشتاق به درک بهتر آن هستند.

بعلم یعنی آزمایش و خطا و شواهد. ممکن است سال‌ها طول بکشد اما هریک از پنج ایدۀ زیر زمانی احمقانه تصور می‌شدند که اکنون پذیرفته شده‌اند.

رانش قاره‌ای

در ۶ ژانویه سال ۱۹۱۲، آلفرد وگنر» ژئوفیزیکدان و هواشناس آلمانی ۳۲ ساله، یک ایدۀ خارق‌العاده را مطرح کرد. براساس مشاهدات او، قاره‌‌های زمین زمانی یک تک خشکی بودند و با گذشت زمان از هم جدا شدند. او متوجه شد که قاره‌ها کم و بیش با هم انطباق دارند، همانند تکه‌های یک پازل و فسیل‌های گیاهان و حیواناتی وجود دارد که در قاره‌های مختلف پراکنده شده‌اند. علاوه بر آن، ویژگی‌های ژئولوژیکی وجود دارد که با کنار هم قرار دادن قاره‌ها با هم انطباق برقرار می‌کنند، مثل رشته کوه‌ها در آمریکا و اسکاتلند و لایه‌های سنگی در جنوب آفریقا و برزیل.

او بعدها متهم به گفتن دروغ‌های گمراه‌کننده شد. این ایده به شدت مورد تمسخر زمین‌شناسان قرار گرفت که قاره‌ها توسط پل‌های خشکی و کوه‌های ساخته شده در اثر مچاله شدن زمین به هم متصل شده‌اند. در دههۀ ۶۰ نسل جدیدی از دانشمندان شواهدی از گستردگی بستر دریا و حرکت صفحات تکتونیکی کشف کردند. وگنر به اندازه‌ای زنده نماند که شاهد این کشف باشد و به طرز غم‌انگیزی در سال ۱۹۳۰ درگذشت – اما اکنون ایدۀ اصلی او یک علمِ پذیرفته شده است و آن را قاره پانگه‌آ نامیدیم.

فرگشت

وقتی زیست‌شناس چار داروین» کتابش تحت عنوان منشأ گونه‌ها» را در سال ۱۸۵۶ منتشر کرد در جهان غلغله بر پا شد. پیشنهاد داروین مبنی بر اینکه حیات اجداد مشترکی دارد و فرگشت(تکامل) فرآیندی از یک تغییر آهسته بوده و صفاتِ ارثی باعث بقای گونه‌ها شده است، مضحک به نظر می‌رسید.

داروین کارش را انجام داده بود – چندین دهه مشاهده‌ و تحقیق جدید – و علم او انسجام یافته بود. او در یک جامعه‌ی مذهبی با بیشترین مقاومت‌ها مواجه شد و این جامعه به سختی پذیرفت که انسان‌ها یک منشأ فرگشتی داشته‌اند. بنابراین قبل از پذیرش این مسائل، یک دوره نظریه او را مورد انتقاد و تمسخر قرار دادند. در دهه‌ی ۱۸۷۰، فرگشت به عنوان جریان اصلی محافل علمی پذیرفته شد. انتخاب طبیعی کمی بیشتر طول کشید اما اکنون می‌توانیم آن را در عمل ببینیم.

نظریه خورشید مرکزی

اگرچه نظریه‌ خورشید مرکزی(زمین به دور خورشید گردش می‌کند، به جای اینکه خورشید به دور زمین گردش کند یا زمین مرکزی) در تاریخ باستان به طرق گوناگونی پیشنهاد شده، بیشتر اطلاعات مربوط به قرون وسطی از بین رفته است. این مفهوم زمانی مجددأ ظهور پیدا کرد که اخترشناس دوران رنسانس نیکلاس کوپرنیک» در نیمه‌ی اول قرن شانزدهم آن را مطرح کرد. این ایده مورد توجه محققان قرار گرفت اما خیلی زود رهبران مذهبی مثل مارتین لوتر و جماعت کاتولیک مقدس شروع به انتقاد از او کردند.

بنابراین، بیشتر دنیای آکادمیک همچنان زمین مرکزی را باور داشتند تا زمانیکه اخترشناس ایتالیایی گالیلئو گالیله» در قرن هفتم پا به میان گذاشت. او با استفاده از شواهد مشاهداتی کوپرنیکیسم»(نظریه مرکزیت کوپرنیک) را مطرح کرد که باعث شد به دلیل دیدگاه‌های تفتیش عقایدی که داشت مورد بازجویی قرار گیرد – بر اساس کتاب مقدس، جهان قادر به حرکت نیست.

در فوریه سال ۱۶۱۶، کوپرنیکیسم ممنوع شد و گالیله کاملأ از تدریس یا دفاع از دکترین و عقایدش یا صحبت در مورد آن منع شد تا این ایده که خورشید در مرکز قرار دارد و زمین به دور آن می‌چرخد را کاملأ ممنوع کنند و در نتیجه هیچ آموزش یا دفاعی برای آن صورت نگیرد، حتی به طور کلامی یا نوشتاری.»

این ایده به یک حرف چرند تبدیل شد، به ویژه وقتی سهوأ به پاپ توهین کرد. او کتابی را در سال ۱۶۳۲ نوشت که به دلیل صحه گذاشتن بر خورشید مرکزی” مورد انتقاد قرار گرفت و به محاکمه کشیده شد. در سال ۱۶۳۳، گالیله متهم به ارتداد شد و مابقی عمرش را در بازداشت خانگی به سر برد. در سال ۱۶۹۷ بود که آیزاک نیوتن با کتاب اصول ریاضی فلسفه‌ طبیعت» این مسئله را حل کرد. البته، اکنون می‌دانیم که تمام این محققان باستان و همچنین کوپرنیک و گالیله درست می‌گفتند. هرچند، واتیکان تا سال ۱۹۹۲ از گالیله عذرخواهی نکرد.

داروی ضدعفونی

امروزه، یک جراح بدون اطمینان از استریل و بدون میکروب بودنِ بدن بیمار آن را باز نمی‌کند. اما همیشه اینگونه نبوده است؛ در واقع، جراحی خیلی خطرناک‌تر بود چون خطر مرگ در اثر عفونت وجود داشت. این ایده که جهان مملو از ارگانیسم‌های کوچکی است که قادر به مشاهدۀ آنها نیستیم برای سال‌ها مطرح شده بود، اما تلاش‌ برای اتصال آن به مداخلات سلامت چندان موفقیت‌آمیز نبود.

جراح جوزف لیستر سال‌های زیادی را صرف اعمالِ کارهای لویی پاستور در بیمارستان کرد تا یک داروی ضدعفونی برای کاهش مرگ و میر پس از جراحی تولید کند. ایده‌های او محکوم شدند و مجله پزشکی معتبر لنست» حتی هشدارهایی را علیه شیوه‌های لیستر منتشر کرد. پس از اینکه او با سخت‌کوشی توانست ثابت کند که تکنیک ضدعفونی عملی است و آن را به نسل بعدی دانش‌آموزانی که نسبت به ایده‌های قدیمی تعصب نداشتند آموزش داد.

رسیدن به ستاره‌ها

اگر به اکتشاف فضایی علاقه دارید، حتمأ اسم گودارد را شنیده‌اید. این اسم در نام آزمایشگاه تحقیقات مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا و موسسه گودارد مطالعات فضایی دیده می‌شود. رابرت اچ گودارد که نام او برای این موسسات انتخاب شده امروزه بعنوان یک انقلابی که مسابقۀ فضایی را آغاز کرده مورد ستایش قرار می‌گیرد. اما او در آن دوران به شدت مورد تمسخر قرار گرفت. چرا؟ بخاطر اینکه تصور می‌کرد می‌تواند یک موشک را به فضا بفرستد. در سال ۱۹۲۰، مجله نیویورک تایمز از او شدیدأ انتقاد کرد.

این مجله نوشت: پروفسور گودارد با سمتی که در کالج کلارک و موسسه اسمیتسونیان دارد رابطۀ بین عمل و عکس‌العمل را نمی‌داند و اینکه به چیزی بهتر از یک خلأ برای عکس‌العمل نسبت به آن نیاز داریم – این امر پوچ است. البته فقط به نظر می‌رسد او حتی فاقد اطلاعاتی است که به طور روزانه در دبیرستان تدریس می‌شود.»

گودارد مصمم بود. گرچه شکستی را پس از شکست دیگر تجربه می‌کرد، اما ادامه داد و در ۱۶ مارس سال ۱۹۲۶ به اولین پرواز موفقیت‌آمیز با یک موشک با سوخت مایع دست پیدا کرد. این پرواز تاریخی به ارتفاع ۱۲٫۵ متر رسید و فقط ۲ ثانیه طول کشید – اما ثابت کرد که این کار عملی است.

در ۱۷ جولای سال ۱۹۶۹، سه روز قبل از اولین سفر انسان به ماه – نیویورک تایمز سردبیرش را اخراج کرد. او زمانی به یک گزارشگر پاسخ داد: هر چشم‌اندازی یک جوک است تا زمانیکه اولین فرد آن را انجام دهد؛ وقتی چنین چیزی مشخص شد، به امری عادی تبدیل می‌شود.»

این قوم طراحان و معماران بسیار خبره‌ای بودند که سازه‌های بسیار بزرگی ساختند. از جمله این سازه‌ها میتوان به ستگاه‌های سلطنتی، رصدخانه‌های کهکشانی، اهرام، خیابان‌های عریض و مجاری مخازن آب اشاره کرد. آنها ابداعات خاص خود را هم داشتند مثل مخازن عظیم زیرزمینی که محل‌ بسیار مناسبی برای ذخیره‌سازی آب در طول دوره‌های خشکسالی به شمار می رفت. فرهنگ و تمدن مایا با سازه‌های عظیم و با‌شکوهی چون معابد، اهرام و شهرهای گوناگون شناخته می‌شود. طراحی‌های شهری این تمدن با تقسیم‌بندی فضای میان بناها و گذرگاه‌ها، متمایز می‌شدند. میادین عمومی و فضاهای داخلی مجزایی نیز در این طراحی‌ها دیده می‌شوند.

به مرور زمان، شهرها ظاهری قلعه ‌مانند و تدافعی پیدا کردند. متناسب با محل قرارگیری منابع طبیعی، شهرها از طریق اضافه کردن گذرگاه‌ها و ارتباط برقرار کردن میان میادین و بناها، گسترش می‌ یافتند. امروزه نیز، بازماندگان قوم مایا، از شیوه ‌های سنتی کشاورزی استفاده می‌کنند و جایگاه خود را بعنوان یک پل ارتباطی با میراث تمدن مایا، پیدا کرده‌اند.  این قوم به پیشرفته بودن و زندگی در یک نظام ی و اجتماعی پیچیده، شهرت دارند.

بسیاری از آثار به ‌جا‌مانده از تمدن مایایی، این حقیقت را آشکار می‌کند که این تمدن در رشته‌ها و زمینه‌های گوناگون، نسبت به سایرین برتری داشته‌اند و دنیای جدید هنوز هم در حال کشف نشانه‌هایی از دستاورد‌ها و پیشرفت‌های آنها است. امروزه، نوادگان این قوم در حدود ۵۰ درصد جمعیت گواتمالا را تشکیل می ‌دهند. فرهنگ آنها هنوز هم، رو‌ به ‌جلو و بسیار پر‌ رونق است. ن و کودکانی که در لباس‌های سنتی قوم  مایا، در گوشه و کنار این کشور دیده می ‌شوند، نشانه‌هایی از عظمت و غنای این فرهنگ اصیل دارند. در این مقاله برآنیم تا به ۱۰ نمونه از دستاوردهای بزرگ قوم مایا در حوزه‌های مختلف از قبیل علوم فضایی، ریاضی، طراحی، ساختمان و ترکیب بپردازیم.

۱۰- اخترشناسی

قوم مایا حقایق خوبی از اجرام سماوی بدست آوردند و اطلاعات کیهانی را با توجه به خورشید، ماه، زحل و ستارگان ثبت کردند. علی‌رغم اینکه یک سال فقط ۳۶۵ روز بود، اما آنها میدانستند که سال قدری طولانی‌تر از ۳۶۵ روز است. مایایی‌ها طول دقیق سال را ۳۶۵٫۲۴۲۰ روز محاسبه کردند. این میزان حتی دقیق‌تر از تخمین ۳۶۵٫۲۴۲۵ است که بعنوان بخشی از کتاب ثبت رخداد جورجیایی‌ها استفاده می شد. قوم مایا در علوم اخترشناسی و نجوم بی نظیر بود. آنها اعتقاد داشتند که ستاره‌ها، ماه و خورشید خدایانی هستند که در آسمان حرکت می کنند. آنها به خوبی به رویدادهای اخترشناسی همانند برابری شب و روز (اعتدال)، خسوف و کسوف واقف بودند و آنها را در تقویم‌های خود ثبت کرده‌اند.

آنها به خوبی می دانستند چگونه از ریاضیات برای ثبت و محاسبه حرکات و تغییرات اجرام سماوی بهره‌ بگیرند. این قوم از اخترشناسی برای تنظیم تقویم و هماهنگی مراسم مذهبی طالع‌بینی، پیشگویی و ثبت دوره سلطنت استفاده می‌ کردند. اخترشناسان مایایی دریافتند که ۸۱ ماه (قمری) ۲۳۹۲ روز به طول می انجامد. لذا طول هر ماه معادل ۲۹٫۵۳۰۸ روز می شود، یعنی به طرز شگفت‌انگیزی نردیک به مقدار تخمینی امروزی: ۲۹٫۵۳۰۵۹ روز. آنها چرخه ۵۸۴ روزه زحل را با تفاوت اندکِ تنها ۲ ساعت مورد اندازه‌گیری قرار دادند. آنها همچنین به بررسی مواردی در سیاره‌های دیگر از قبیل مشتری، مریخ و عطارد پرداختند. این قوم در یادگیری مسائل اخترشناسی دقت زیادی به خرج دادند.

۹-زمین بازی

مایایی‌ها اهمیت زیادی به بازی‌های محلی خود میدادند. به همین منظور، زمین‌های بازی بزرگی در هر شهر احداث کرده بودند، مثل ورزشگاه‌هایی که امروزه می بینیم. قوم مایا سرگرمی را در یکی از برنامه‌های اصلی خود قرار داده بودند. معمولا زمین‌های بازی در کنار مکان‌های آیینی احداث می شدند تا به خدایان نیز ادای احترام بشود. این زمین‌ها دارای مناطق بازی وسیعی بودند.

مایایی‌ها به انجام یک بازی نه چندان خوشایند به نام پوک اِ توک» معروف بودند. بر اساس این بازی، فرد می‌بایست مراقب یک توپ کِش‌سان و بزرگ در کنار حلقه می شد و از کمر، شانه‌ها و دست‌ها برای انجام این کار استفاده می کرد. مرسوم بود که برندگان بازی، اموال و دارایی‌های گروه بازنده را تصاحب می کردند.

۸- نوشیدنی‌های شکلاتی

قوم مایا نوشیدنی‌های شکلاتی را از دانه‌های کاکائوی خرد شده تهیه می کردند. پیش‌بینی‌ها حاکی از آن است که مایایی‌هایی که برای نخستین‌بار کشف کردند دانه‌های کاکائو چقدر لذیذ هستند، آن را با چیزهای دیگری هم ترکیب کردند. آنها از فلفل و ذرت برای تهیه یک نوشیدنی شکلاتی آتشین و تند نیز استفاده می کردند. شکر در میان‌ها رواج نداشت. شکلات از زمان مایایی‌ها تا همین امروز در میان فرهنگ غرب به شدت محبوب بوده است.

۷- داروهای توهم‌زا

مایایی‌ها با غرور بالایی فرهنگ‌ و آداب و رسوم‌شان را برگزار می کردند. هر یک از مناسبت‌ها باشکوه هر چه تمام برگزار می شد و افراد خاصی را آموزش می دادند تا در مقابل خدایان و عمومِ مردم به اجرای کارهای هنری و رقص بپردازند. شَمَن‌ها که به گروهی از مایایی‌ها گفته می شود، از موادی برای تحریک افراد در مراسم‌ها و آداب‌شان استفاده می کردند. هدف از این کار، کمک به برقراری ارتباط با دنیای معنوی بود. این مواد بدن را به گونه‌ای تحت تاثیر قرار می دادند که درد احساس نمی شد و گویی انرژی زیادی در بدن افراد پدید می آمد. لذا چند نمونه از این مواد از همان ایام به عنوان مُسکن درد مورد استفاده قرار می گرفته است.

۶-قانون و دستور

در امپراتوری مایایی‌ها، قوانین در همۀ ایالت‌ها به طور یکسان به اجرا در می آمد. قوانین بطور یکسان برای همه اجرا می شد و افراد خاص و اشراف‌زاده از این قوانین مستثنی نبودند. اگر فردی قوانین را زیر پا می گذاشت، یکی از مسئولان قضایی مسئولیت رسیدگی به این مورد را بر عهده می گرفت. اگر فرد بعنوان مقصر اعلام می شد، نصیحت‌هایی به وی ابلاغ می شد؛ اما در صورتی که مقرر میشد فردی چیزی از مردم یده است، مجازات سفت و سختی در نظر گرفته می شد. به دلیل سفت و سخت بودن قوانین، نرخ جنایات و قتل خیلی نادر بود. اگر فردی به اتهام قتل دستگیر می شد، وی را با مجازات اعدام بدرقه کرده یا سرنوشت بدی را برایش رقم می زدند.

۵- ریاضی

قوم مایا دارای یک چارچوب عددی بسیار کارآمدی بودند که با آن میتوانستند اعداد بزرگی را نوشته و بخوانند. این چارچوب فقط سه تصویر داشت: صفر (پوسته‌ای شکل)، یک (ماهی) و پنج (میله). آنها از این سه تصویر برای خواندن اعداد از صفر تا ۱۹ استفاده می کردند و اعداد بالاتر از ۱۹ با رویکرد دیگری خوانده می شد. بنابراین، آنها این چارچوب را بعدها گسترش داده و برای خواندن اعداد بزرگتری استفاده کردند تا زمینه را برای انجام براوردهای دقیق ریاضی که در قسمت‌های فوق هم به آنها اشاره شد، فراهم نمایند.

۴- هنر

اگرچه شاید نتوان هنر مایایی را بعنوان یک نوآوری کامل در نظر گرفت، اما یکی از دلنشین‌ترین کارهای آنها در سرتاسر جهان شناخته می شود. آنها بعدها توانستند آثار هنری مدرن و زیبایی را خلق کنند. آنان در ساخت آثار هنری دستی با استفاده از چوب، سنگ و سایر مواد خبره بودند. دیوارنوشته‌های رنگی خوبی هم از آنها بر جای مانده است. برش چوب نیز در میان مایایی‌ها رواج داشته است. مجسمه‌های سنگی از قبیل کوپان و گوئا با جزئیات بسیار ریز و دقیقی ساخته شده‌اند. نواحی شهری پلینک و یاچیلین به پاس آجرکاری‌های ضربی بالای در و پنجره شهرت فراوانی پیدا کرده بودند.

۳-تقویم مایایی

تقویم جالب مایایی به چارچوب استفاده شده توسط جوامع مِزوآمریکایی شباهت دارد. با این وجود، این مایایی‌ها بودند که جدول زمانی را به مدرن‌ترین حالت در آوردند. تقویم مایایی‌ها از ۳ چارچوب متمایز برای تعیین تاریخ بهره میبرد: Tzolkin» یعنی جدول زمانی الهی، Haab» یعنی تقویم رایج و Long Count» یعنی شمارش دراز مدت. طبق افسانه‌های مایا ما در جهان چهارم یا جهان آفرینش» که در افسانه ‌ها از آن صحبت شده زندگی می ‌کنیم.

در تقویم  long count  آخرین خلق یا آفرینش در ۱۲٫۱۹٫۱۹٫۱۷٫۱۹ به پایان می ‌رسد. که این سلسله مراتب دوباره در ۲۰ دسامبر ۲۰۱۲ اتفاق می‌افتد. طبق این گفته مایایی‌ها الان زمان جشن بزرگ به خاطر رسیدن به انتهای چرخه آفرینش فرا رسیده است. این سخن به معنی رسیدن به پایان جهان نیست بلکه منظور از این جمله شروع یک عصر جدید است. مگر ۳۱ دسامبر هر سال پایان جهان محسوب می‌شود؟ خیر- ما در این روز وارد سال جدیدی می‌ شویم. این مساله شبیه دوره‌های جدید تمدن مایایی است.

۲- سیستم نوشتار مایایی

در میان آمریکایی‌های باستانی، مایایی‌ها بودند که پیشرفته‌ترین نوع نوشتار را ابداع کردند. آنها از گلیف‌ها یا نگاره‌های حکاکی شده بر روی سنگ‌ها یا فات برای توصیف یا نشان دادن کلمات، آواها یا هجاها استفاده کرده و در این راستا از نمادها یا تصاویر نیز کمک می گرفتند. تاریخ گویای آن است که مایایی‌ها تقریبا از ۷۰۰ نگاره مختلف استفاده کردند و ۸۰% از زبان‌شان امروزه نیز در کمال تعجب به خوبی فهمیده می شود.

مایایی‌ها به خوبی از تاریخ و دستاوردهایشان آگاه بودند. آنها در خصوص این دستاوردهایشان مطالبی را روی ستون‌ها، دیوارها و سنگ‌های بزرگ می نوشتند. آنها تقریبا دربارۀ همه چیز کتاب‌هایی را هم به رشته تحریر در آوردند؛ مثل خدایان، زندگی روزمره، رهبران جدید و غیره.

۱- لاستیک

دانشمندان دریافتند که مایایی‌ها از شیوه ساخت چیزهای ارتجاعی و کِشسان اطلاع داشتند. از ساخته‌های ارتجاعی آنها که به صورت متداول مورد استفاده قرار می گرفت، توپ بود.

مایایی‌ها علاقمندی زیادی هم به کارهای کشاورزی از خود ابراز داشتند؛ مثل زمین‌های کشاورزی برجسته، کشت متمرکز، ایجاد جنگلستان‌های مملو از درخت و زمین‌های شخم زده شده ولی نکاشته. کالاهای اساسی مایایی‌ها عبارت بودند از ذرت، سیب زمینی، کدو و لوبیا.

جهان ما اساسأ ناهموار است. همانند یک بوم نقاشی سفید، واقعیت دارای یک بافت است که فقط می‌توانیم آن را کشف کنیم. توضیحی که برای غیاب محض ماده و تابش داریم فقط یک میدان ِ احتمالی نامحدود است که ذرات از آن ظهور پیدا می‌کنند.

در واقع، یک میدان برای هر ذرۀ ابتدایی وجود دارد که منتظر انرژی کافی برای تعریف ویژگی‌های کلیدی وجود آن است. این ذرات همگی محدود به یک قانون عجیب هستند – وقتی بعضی از احتمالات افزایش می‌یابند، بقیه‌ی احتمالات کاهش پیدا می‌کنند. برای مثال، یک ذره می‌تواند در یک موقعیت دقیق باشد، اما ممکن است یک تکانۀ مبهم داشته باشد یا بالعکس.

این اصل عدم‌قطعیت فقط برای ذرات اعمال نمی‌شود بلکه برای خود ِ میدان خلأ نیز به کار می‌رود. همانطور که بوم ِ نقاشی یک نقاش هموار به نظر می‌رسد، در مدت ِ یک دورۀ زمانی طولانی، مقدار انرژی در یک فضای خالی تا صفر کاهش می‌یابد. اما همانطور که تمرکزمان را بیشتر کنیم، نگرانی کمتری نسبت به مقدار انرژی که یافت می‌کنیم پیدا می‌کنیم که طیفی از احتمالات به وجود می‌آید.

ما معمولأ این بافت را تصادفی در نظر می‌گیریم. اما همبستگی‌هایی وجود دارد که یک یا دو چیز دربارۀ ماهیت این ناهمواری به ما می‌گویند. فیزیکدان لیانا-کریستینا بنیچلموس از موسسه الکترونیک کوانتومی در زوریخ گفت: نوسانات خلأ در میدان الکترومغناطیسی پیامدهای واضحی دارند و مسئول انتشار آنی نور توسط ِ اتم‌ها هستند.»

برای اندازه‌گیری بیشتر چیزها، باید یک نقطۀ آغازین ایجاد کنید. متأسفانه برای چیزی که در پایین‌ترین حالت انرژی‌اش قرار دارد، این کار شبیه اندازه‌گیری نیروی مشتِ یک دست غیرمتحرک است. بنیا-چلموس گفت: ردیاب‌های سنتی نور مثل فوتودیودها بر اساس این اصل ساخته شده‌اند که ذرات نور – و در نتیجه انرژی – توسط ردیاب جذب می‌شوند. هر چند، از خلأ که پایین‌ترین حالت انرژی یک سیستم فیزیکی را نشان می‌دهد، نمی‌توان انرژی بیشتری استخراج کرد.»

پس محققان بجای اندازه‌گیری انتقال انرژی از یک میدان خالی، یک روش ِ جدید برای بررسی اثر تغییرات ظریف احتمال در پلاریزاسیون فوتون‌ها ابداع کردند. این تیم با مقایسۀ دو پالس لیزر با طول یک تریلیونم ثانیه که از طریق یک کریستال فوق سرد در زمان‌ و مکان‌ متفاوتی ارسال شده بود، توانستند بررسی کنند که فضای خالی بین اتم‌های کریستال چگونه بر نور تأثیر می گذارد.

فیزیکدان ژرومی فیست گفت: هنوز سیگنال ِ اندازه‌گیری شده مطلقأ کوچک است و واقعأ باید قابلیت‌های آزمایشیِ اندازه‌گیری میدان‌های بسیار کوچک را مخلوط کنیم.» اگر بگوییم کوچک، در واقع اندازۀ آن را دست کم گرفته‌ایم. از آنجاییکه حرکت کوانتوم خیلی کوچک بود، به یک تریلیون مشاهده برای هر مقایسه نیاز داشتیم تا مطمئن شویم که اندازه‌گیری‌ها درست بوده‌اند. نتایج بسیار کوچک بودند و در نتیجه اندازه‌گیری‌ها طیف نهایی یک میدان الکترومغناطیسی را در حالت پایه‌اش تعیین کردند. درک فضای خالی (خلأ) به یک مسئله‌ی بزرگ در فیزیک کوانتومی محسوب می شود.

اخیرأ، یک تیم دیگر از فیزیکدانان سعی کردند محدودیت‌هایی را برای نویز یک خلأ در دمای اتاق تعیین کنند تا کاربردپذیری ردیاب موج گرانشی LIGO را بهبود ببخشند. ذرات واقعی – ارواح کوچک ذرات احتمالی که به ندرت بصورت ِ عدم‌قطعیت در یک میدان وجود دارند – کلید درک تبخیر آهستۀ یک سیاهچاله هستند، این رویداد به مرور ِ زمان توسط فرایندی بنام تابش هاوکینگ” رخ می دهد. در آینده، به ترفندهای بیشتری نیاز داریم تا تار و پود ِ نقش جهان را بهتر درک نماییم. این تحقیق در مجله‌ Nature منتشر شده است.

  احتمالا صورت مهمترین بخش فیزیکی انسان‌ها بشمار می رود. اگرچه صورت انسان همراه با سن تغییر پیدا می کند، اما دانشمندان دریافتند که رژیم غذایی و ساختار اجتماعی نیز نقش حیاتی در فرگشت(تکامل) آن دارند. پژوهش جدید محققان ِ دانشگاه ایالتی آریزونا نشان می دهد که صورت به مثابه آینه‌ای به گذشته است. صورت بازتاب دهنده تغییراتی است که با گذشت زمان اتفاق افتاده‌اند؛ طوری که اطلاعات زیادی هم دربارۀ منحصربفردترین ویژگی‌ها در اختیارمان می گذارد، مثل شناخت همدیگر.

ویلیام کیمبل» محقق، نویسنده مقاله، مدیر موسسه منشاء انسان و استاد تاریخ طبیعی و محیط زیست در دانشکده فرگشت انسان و تغییرات اجتماعی در ویرجینیا خاطرنشان کرد: ما محصول گذشته‌مان هستیم. ما با تجزیه و تحلیل فرایندهایی که در فرگشت انسان تاثیر داشته‌اند، این فرصت را بدست آوردیم تا آناتومی انسان را با دقت و البته با شگفتی بیشتر بررسی کنیم. همچنین توانستیم این سوال را از خودمان بپرسیم که بخش‌های مختلف چه نقشی در تاریخ انسان داشته‌اند که سرانجام به انسان‌های امروزی ختم شده است.»

رشد ساختاری در طول زمان

در حدود ۴٫۵ میلیون سال پیش، اجداد انسان روی پای خود ایستاده و توانستند با قامت راست حرکت نمایند. پس از این اتفاق، ساختار اسکلتی این موجود دوپا به خوبی شکل گرفت. دست و پاهای درازتر در انسان‌ها توسعه پیدا کرد و آنها توانستند در شیوۀ حرکت‌شان به تعادل لازم دست پیدا کنند. ساختار استخوان‌های صورت هم دستخوش تغییرات قابل توجهی قرار گرفتند. در حقیقت، دانشمندان بر این باورند که جمجمه و دندان‌ها منبع خوبی برای بررسی تاریخ و توصیف فرگشت گونه انسان هستند. از جمله عوامل مهمی که در تغییر جمجه نقش داشته‌اند میتوان به مغز ِ در حال رشد و تنظیم تنفس و نیازهای انرژی اشاره کرد. کلیدی‌ترین عوامل در تغییرات جمجمه به آن دسته از تغییراتی اطلاق می شود که در فک، دندان‌ها و صورت اِعمال شد؛ همزمان که افراد خودشان را با تغییر در رژیم غذایی و رفتارهای غذا خوردن وِفق می دادند.

رژیم غذایی یکی از عوامل حیاتی به شمار می آید

رژیم غذایی نقش بی‌بدیلی در توضیح تغییراتی دارد که در ویژگی‌های صورت انسان روی داد. در روزهای نخست، اجداد ما عادت به خوردن غداهای گیاهی سخت داشتند؛ طوری که نیاز به ماهیچه‌های فک و بزرگ و دندان‌های محکم برای خرد کردن غذا داشتند. افزون بر این، در آن زمان، صورت‌ها پهن‌تر و عمیق‌تر بودند. محیط با گذشت زمان تغییر یافت. شرایط خشک و کم درخت، گونه‌های انسان اولیه را مجبور ساخت تا غذا را خرد کرده و گوشت را هم ببُرد. با این کار، فشار بزرگی از روی دندان‌ها و فک برداشته شد. بدین ترتیب، صورت ظریف‌تر شد.

ساختار اجتماعی و تغییرات عاطفی

فارغ از رژیم غذایی و سبک زندگی، تیم تحقیق به این نتیجه رسید که چیزهای غیرفیزیکی هم در تغییرات صورت نقش داشته‌اند. صورت در تعامل‌های اجتماعی، احساسات و برقراری ارتباط مهم ترین نقش را دارد. وقتی اجداد ما با گذشت زمان با چالش‌های بیشتری مواجه شدند، توانستند حالت‌های چهره مختلفی را نیز یاد بگیرند. لذا ارتباطات غیرکلامی در میان انسان‌ها تقویت شد. با گذشت زمان، انسان‌ها به موجودات اجتماعی‌تری تبدیل شدند که قدرت همکاری بیشتری با یکدیگر داشتند. میزان خشونت نیز در انسان‌ها کاهش یافت. جزئیات بیشتر این پژوهش در مجله Nature Ecology and Evolution منتشر شده است.

مصریان باستان از مذهبی ترین مردم روی زمین بودند. آنها از بسیاری از چیزها می ترسیدند و اعتقادی قوی به علوم ماوراء الطبیعه داشتند. از همین اعتقاد قوی، خدایان مصر باستان متولد شدند.

مصریان باستان معتقد بودند که اگر خدایی محلی و خاص هر مکان وجود داشته باشد پس در نتیجه به احتمال زیاد بیش از یک خدا برای عالم وجود دارد. در حالی که بیشتر خدایان مصر باستان محلی بودند، بعضی از آنها مانند رع (RA)، اوزیریس (Osiris) و توث (Thoth) به مرحله پرستش قومی رسیدند.

دین در مصر باستان خیلی با دین های امروزی متفاوت نبوده است چرا که هر دو بر انجام کارهای خوب و به دست آوردن جایی در زندگی پس از مرگ متمرکز شده اند.

با این که دین مصریان باستان، پیچیده و گسترده به نظر می رسد ولی نسبتاً انعطاف پذیر بوده و بر اساس اعتقاد به شخص یعنی فرعون تحول پیدا کرده بود. خدایان مصری اغلب هم صفات انسانی و هم روح گرایانه داشتند که همین آن ها را جالب و قابل توجه می سازد.

در اینجا 25 واقعیت خواندنی درباره خدایان مصر باستان و سیستم مذهبی مصری ها بیان می شود که احتمالاً تاکنون آنها را نشنیده اید.

⇐ 25- در دوران پیش از آغاز سیستم دودمانی در مصر، مذهب بیشتر روح گرایانه (جان گرایانه یا آنیمیسم) بود. روح گرایی به معنی قایل بودن به وجود روح در جانوران، گیاهان، اشیا و پدیده های طبیعی است.

⇐ 24- بسیاری از خدایان معروف مصری، به دوران روح گرایی نسبت داده می شوند. آنوبیس، خدای مرگ و تشییع جنازه را در نظر بگیرید. این خدا با سر شغال نمایش داده می شده چراکه در نواحی بیابانی ای که مصریان درگذشتگان شان را در آنها دفن می کردند اغلب جانوران نیز دیده می شدند.

⇐ 23- مصریان باستان، خدای گِیتور (Gator) یا کروکودیل داشتند. (این خدا از نظر تکنیکی سر کروکودیل رود نیل را داشته است.) این خدا سوبک (sobek) نام داشته و یکی از قدرتمندترین و قدیمی ترین خدایان محسوب می شده است. سوبک به عنوان حافظ راه آب ها، مانند بیشتر کروکودیل ها از خوردن ماهی، لذت می برده است. برای نشان دادن اهمیت این خدا، در بسیاری از معابد مصر باستان، کروکودیل های زنده درون حوضچه هایی نگهداری می شدند.

⇐ 22- با این که مصریان باستان بیش از 2000 خدا داشتند، بیشتر آنها تنها شهرتی محلی در بخش های کوچکی از امپراطوری مصر را داشتند.

⇐ 21- همان طور که امروزه فرقه های مختلف مسیحیت داریم (کاتولیک، متودیسم، ارتودکس شرقی و غیره)، مصریان باستان هم دارای چندین مکتب فکری مذهبی بودند که هر کدام ادعای برتری نسبت به بقیه را داشتند.

⇐ 20- داستان رع» خدای خورشید یکی از جالب ترین داستان ها درباره خدایان مصر باستان است. گفته شده هر شب، این خدا به وسیله الهه آسمان، نات (nut) خورده می شود و سپیده دم روز بعد دوباره متولد می شود.

⇐ 19- عبادت خدایان مصر که یکی از با دوام ترین مذاهب جهان به شمار می رود بیش از 3000 سال طول کشید. مذهب بودایی حدود 2500 سال، مسیحیت 2000 سال، اسلام 1400 سال و فرقه مذهبی مورمن 200 سال عمر کرده اند.

⇐ - هرگاه فرعون جدیدی به قدرت می رسید، اغلب خدای محلی و از مکتب فکری وی، به عنوان خدای ملی اصلی ترویج می شد. به عنوان مثال در سال های پادشاهی میانی (2000 تا 1700 قبل از میلاد) وقتی قدرت به فرعون تیبس (Thebes) رسید، آمون (amun) پس از آمیخته شدن با رع، خدای ملی آمون- رع شد.

⇐ 17- مصریان از باورهای روح گرایی (آنیمیسم) فراتر رفتند. آنها ویژگی های جانوران را در خدایان می گنجاندند که این کار کاربرد مهمی برایشان داشته. این کاربرد نمایش حالت ذهنی و فکری خدا بوده است. اگر خدایی خشمگین می شد، سر آن به صورت شیر ترسناکی نمایش داده می شد. به جایش اگر این خدا آرام و ملایم بود، ممکن بود که از سر گربه استفاده شود.

⇐ 16- خدایان اغلب با بدن انسان و سر حیوان ترسیم می شدند. تصاویر بدن یک حیوان و سر انسان، اغلب به نمایندگی از پادشاهان نمایش داده می شدند.

⇐ 15- خدایان مصر اغلب چنین دیده می شدند که نماد مرموز آنخ» (Ankh) را نگه داشته اند. آنخ که یک صلیب با دسته بود نماد زندگی جاوید بود. این صلیب به شکل کلید، کلید حیات شناخته می شد و بقا و ابدیت قوانین خدایان را تقویت می کرد.

⇐ 14- در بسیاری از نقاشی های باستانی، تشخیص زن یا مرد بودن خدا کار دشواری به نظر می رسد، ولی ترفندی هم برای تشخیص آنها وجود دارد و آن این که خدایان مرد، دارای پوست قهوه ای مایل به قرمز تیره اند در حالی که خدایان زن دارای پوست زرد اند که دلالت بر سبک زندگی آنها دارد.

⇐ 13- خدای بِس» (Bes)، یکی از پرمشغله ترین خدایان مصر باستان بوده است چراکه به عنوان خدای کودکان و مادران، خانوارها، کابوس ها و حتی نیش عقرب، عمل می کند.

⇐ 12- مصر باستان، در بیشتر زمان موجودیت خود کشوری مشرک (چند خدایی) بوده است، فقط در دوره کوتاهی در طول دودمان هجدهم، به دستور فرعون آخناتن پرستش  یک خدا، اجباری گردید. این تک خدایی، بر محور تفکرات آتن یونان (Aten) بود. در آن زمان قرص خورشید به Ra نسبت داده شد.

⇐ 11- غیر از خدایان، شیطان ها هم نقشی قوی در نظام باورهای مصر باستان ایفا می کردند. با آن که شیاطین قدرتمندتر از انسان ها بودند، در مقایسه با خدایان قدرت کمتری داشتند ولی به طور معمول فناناپذیر بودند و در یک لحظه می توانستند در چند مکان باشند.

⇐ 10- یکی از معروف ترین نمادهای مصر باستان، سوسک سرگین غلتان (scarab beetle) بوده که نماینده رستاخیر و حفاظت بوده است. مردم محلی اغلب طلسم آن را برای ایمنی به خود می آویختند. این طلسم به خِپری (Khepri) خدای تولد مجدد نیز اشاره دارد.

⇐ 9- یونانیان باستان، خدایان همتای زیادی با مصریان باستان داشتند. زمانی که اسکندر مقدونی از این منطقه عبور می کرد، برای م با آمون (Amun) غیب گو توقف کرد. آمون خدایی بود که یونانیان احساس می کردند زئوس را نشان می دهد. اسکندر، به قدری در مصر باستان شهرت داشت که غیبگویی به نام سیوا اسس (Siwa Oasis)، وی را پسر آمون نامید.

⇐ 8- ازدواج های بی تناسبی هم بین خدایان در آسمان ها صورت می گرفته: شو (Shu) (به معنای مرکز) که خدای هوای خشک و نور خورشید بوده، با تِفنات (tefnut) خدای رطوبت که باران را کنترل می کرد، ازدواج کرد.

⇐ 7- فرعون، واسطه بین خدایان و مصریان باستان بوده. نقش وی آن بود که به دقت و با حفظ رابطه خوب با خدایان این تعادل ظریف را حفظ کند. مردم محلی بر این باور بودند که یک فرعون بعد از مرگش به خدا تبدیل خواهد شد به شرط این که وزن قلبش، سبک تر از یک پر باشد.

⇐ 6- الهه باستت (bastet)، بدن یک زن و سر یک گربه را داشت. پیروان مکتب باستت به قدری به گربه ها احترام می گذاشتند که گربه های خانواده را پس از مرگ مومیایی می کردند. باستان شناسان در کنار پرستشگاه اصلی این الهه در شهر باباستیس (Bubastis) گورستانی از تعداد زیادی گربه مومیایی شده نیز پیدا کردند.

⇐ 5- زندگی مذهبی در مصر باستان تا حد زیادی بر مبنای نخبه گرایی بود. فقط ون، کاهن ها، فرعون و برخی از اعضای خانواده اش مجاز بودند وارد معابد شوند. مصریان عادی بایستی در کنار دروازه معبد، متوقف می شدند.

⇐ 4- خدای گِب  (geb) با وجود اهمیت زیاد، هیچ گاه صاحب مکتبی مانند مکاتب دیگر مثل اریسیس و امون نشد. درباره خدای گب به عنوان خدای زمین این باور وجود داشت که خنده اش باعث ایجاد زمین لرزه می شود.

⇐ 3- مصریان باستان، تندیس های بی شماری از خدایان شان بر پا کرده بودند، آنها را با سدر معطر شستشو می دادند و قبل از پوشاندن مجسمه با لباس و جواهرات و تزئین کردن شان آن را روغن مالی می کردند.

⇐ 2- یکی از منفورترین خدایان مصر باستان، ست (Set) نام داشته که خدای بی نظمی، اغتشاش و جنگ بوده است. وی بدن انسان و سر حیوان داشته که مصرشناسان، قادر نیستند این حیوان را شناسایی کنند. ست به خاطر قتل برادرش اسیریس (Osiris) و نشستن بر تخت سلطنت وی به شدت منفور بوده است.

⇐ 1- یکی از متمایزترین علایم مصریان باستان، چشم هورس (eye of horus) بوده که اغلب به عنوان طلسم محفاظتی استفاده می شده است.

دقیقا چه اتفاقاتی در فضا بر بدن انسان می افتد و چه خطراتی وجود دارد؟ آیا این خطرات با شش ماه در ایستگاه فضایی یا سه سال در یک عملیات مریخ یکسان‌اند؟ خیر. عملیات مریخ خطرات متعددی به همراه دارد که ناسا درباره آنها به تحقیق می پردازد. این خطرات با توجه به استرس و اضطرابی که بر فضانورد اِعمال می کنند، در پنج دسته می تواند طبقه‌بندی شود: میدان‌های جاذبه، انزوا/حبس شدگی، محیط‌های بسته و نامساعد، تابش فضایی و فاصله از زمین.

اسکات کِلی» اولین فرد آمریکایی بود که تقریبا یک سال در ایستگاه فضایی بین‌المللی حضور داشت؛ یعنی دو برابر بیشتر از مدت زمان معمولی. علم فرایند زمان بری به حساب می آید و محققان با اشتیاق فراوانی در حال تجزیه و تحلیل نتایج عملیات هستند تا ببینند بدن پس از گذراندن یک سال در فضا چقدر دستخوش تغییر قرار می گیرد. داده‌های اسکات به محققان کمک خواهد کرد تا مشخص کنند آیا راه حل‌هایی که طراحی می کرده‌اند می تواند برای سفرهای طولانی و مشقت بار مناسب باشد یا خیر.

اخطار: آنچه قرار است در مقاله حاضر بخوانید می تواند ترسناک باشد. اما خبر خوب این است که ناسا از مدت‌ها پیش با بهره‌گیری از چند دانشمند برجسته خود در تلاش بوده تا این قبیل مسائل را حل کند. اگر این مسائل به خوبی حل شوند، انسان می تواند گام های بعدی خود را محکم تر به مقصد مریخ بردارد و از آمادگی کافی برخوردار باشد.

۱-میدان‌های جاذبه

سه نوع میدان جاذبه وجود دارد که انسان در عملیات مریخ با آنها مواجه می شود. در سفر شش ماهه میان سیاره‌ای، بی وزنی را احساس خواهید کرد. در سطح مریخ، تقریبا با یک سوم گرانش (جاذبه) زمین به کار و زندگی خواهید پرداخت؛ زمان برگشت به سیاره خودمان، باید مجددا خود را با گرانش حاکم بر زمین وفق دهید. رفتن از یک میدان جاذبه به میدان جاذبه دیگر، چالش برانگیزتر از آن چیزی است که به نظر می رسد؛ چرا که بر هماهنگی سر – چشم و دست – چشم، تعادل، حرکت و … تاثیر گذاشته و احتمالا ناخوشی حرکتی را برایتان به ارمغان می آورد.

اگر قرار باشد فضاپیمایی را در مریخ فرود بیاورید، شرایط خطرناکی در انتظارتان خواهد بود. ناسا به این نتیجه رسیده که بدون تاثیر جاذبه بر بدن، باید منتظر از دست رفتن مواد معدنی استخوان‌هایتان باشید و چگالی آن هر ماه بیش از یک درصد کاهش پیدا کند. از منظر قیاسی، میزان ِ از دست رفتن استخوان‌ها برای مردان و ن مسن در زمین به ترتیب ۱ تا ۱٫۵ درصد بطور سالانه می باشد. حتی پس از بازگشت به زمین، احتمال دارد آسیب به استخوان‌ها با روش توانبخشی و احیا هم تصحیح نشود؛ پس شاید در مراحل بعدی زندگیتان با شکستگی‌های استخوانی مواجه شوید.

اگر ورزش در برنامه‌تان جایی ندارد و تغذیه مناسبی هم ندارید، قدرت عضلانی و مقاومت خود را از دست داده و مشکلات قلبی – عروقی را تجربه خواهید کرد، زیرا شناور ماندن در فضا به هیچ تلاشی نیاز ندارد. مایعات بدنتان به سمت بالا و به سرتان تغییر حرکت خواهد داد؛ این کار می تواند بر چشمانتان فشار آورده و باعث بروز مشکلات بینایی شود. احتمال ابتلا به سنگ کلیه به دلیل کاهش آب بدن و افزایش ترشح کلسیم از استخوان‌هایتان هم وجود دارد. داروها در فضا به شیوۀ متفاوتی در بدنتان عمل کرده و واکنش نشان می دهند. تغذیه و مصرف غذای کافی در فضا اهمیت دوچندان پیدا می کند؛ در غیر این صورت، باید در انتظار آسیب به سلامتی‌تان باشید زیرا مواد غذایی برای کارکرد تمامی سلول‌ها و دستگاه‌های بدنتان ضروری هستند.

کلید حل مسئله: با تجزیه و تحلیل چگونگی تغییر بدنتان در حالت بی‌وزنی و سپس بازگشت به جاذبه زمین، میتوانید در مقابل این قبیل از تغییرات که به واسطه عملیات مریخ بروز پیدا می کنند، از خودتان محافظت کنید. آزمایش وظایف کارکردی می تواند در شناسایی و تقلیل اثرات فضا بر تعادل و عملکرد انسان موثر واقع شود. آزمایش ِ مهارت‌های حرکتی مناسب برای شناسایی تغییرات مرتبط با توانایی انسان در برهمکنش با وسایل رایانه‌ای انجام می شود. توزیع مایعات در بدن با دقت مورد بازبینی قرار می گیرد تا زمینه برای ارزیابی هرگونه ارتباط با قدرت بینایی انسان مهیا گردد. با بکارگیری سونوگرافی مهره‌های کمر هم میتوان درد کمر را بازبینی کرد.

یک سری خودارزیابی تناسب دوره‌ای برای فضانوردان طراحی شده که به محققان کمک می کند تا درک بهتری نسبت به تقلیل یا تضعیف عملکرد قلبی – عروقی بدست آورند. برخی داروها از قبیل پتاسیم سیترات شاید به شما کمک کند تا بر تغییرات فیزیولوژیکی بدنتان فائق آیید؛ تغییراتی که می توانند احتمال ابتلا به سنگ کلیه را افزایش بدهند. داروهای بایفسفانات تاثیر خوبی در پیشگیری از آسیب‌های استخوانی از خود نشان داده‌اند.

ناسا نیز روش کارآمدی را برای جمع‌آوری و اندازه‌گیری میزان ِ تولید ادرار در فضا طراحی نموده که اهمیت بالایی برای تحقیقات انسانی دارد، زیرا اطلاعات بسیار مهم و کلیدی را درباره سلامت فضانوردان بدست می دهد. تغذیه مناسبی برایتان در نظر گرفته خواهد شد؛ مثل مکمل‌های ویتامین D چرا که نمی توانید به راحتی در زیر خورشید پیاده‌روی کنید. نکته آخر اینکه، ورزش خوب و منظم می تواند سلامت قلب تان را تضمین کند، استخوان‌ها و عضلات‌تان را قوی نگه دارد، ذهن‌تان را هوشیار نگه دارد و نگرش مثبت‌تان را ضمانت کند. افزون بر این، ورزش می تواند در تعادل و هماهنگی‌تان نقش موثری داشته باشد.

۲-انزوا / حبس شدگی

ناسا به این نتیجه رسیده که مسائل رفتاری در میان گروه‌هایی از افراد که برای مدت زمانی طولانی در فضای محدودی مجبور به زندگی شده‌اند، به صورت اجتناب‌ناپذیر پدید می آیند؛ و اصلا مهم نیست این افراد چقدر خوب آموزش دیده باشند. خدمه سفر به مقصد ایستگاه فضایی با وسواس بالایی انتخاب شده و مورد آموزش قرار می گیرند؛ از این افراد پشتیبانی به عمل می آید تا برای ۶ ماه به شکل موثری به همکاری با یکدیگر بپردازند.

خدمه عملیات مریخ با دوره‌های آمادگی بیشتری عازم مقصدشان می شوند زیرا بیشتر از هر انسانی در گذشته سفر خواهند کرد و بالطبع به میزان زیادی از زمین دور خواهند شد. از جمله مشکلاتی که انتظار می رود در طول این سفر با آنها روبرو شوید عبارتند از کاهش حوصله و خلقیات، مشکلات شناختی، روحیه یا تعامل‌های میان فردی. همچنین احتمال دارد دچار اختلال خواب شوید زیرا ریتم شبانه روزی‌تان می تواند به دلیل ۳۸ دقیقه اضافی به ازای هر روز در مریخ، یا محیط پر سر و صدا و یا استرس ناشی از حبس شدگی و انزاوای طولانی به هم بریزد.

افسردگی هم دور از انتظار نیست. با توجه به اینکه شما برنامه‌های جابجایی و حجم‌های کاری بالایی را تجربه خواهید کرد، خستگی به امری اجتناب‌ناپذیر برایتان تبدیل خواهد شد. البته روزمرگی و یکنواختی هم می تواند باعث بی‌حوصلگی‌تان شود. سوء تفاهمات و عدم برقراری ارتباط مناسب با اعضای تیم شاید بر عملکرد و موفقیت کلی تیم تاثیر بگذارد. کمبود غذای تازه و تنوع پایین غذاها شاید به اختلال‌های فیزیولوژیکی و شناختی دامن بزند.

همچنین، خودمختاری بسیار بالایی به دلیل تاخیر زیاد در برقراری ارتباط در فواصل طولانی نسبت به زمین مورد نیاز خواهد بود. البته صرف‌نظر از اینکه عملیات چقدر به طول می انجامد، احتمال می رود انگیزه و روحیه‌تان تا میزان یک سوم کاهش پیدا کند. هر چقدر میزان حبس شدگی و انزوایتان در فضا بیشتر باشد، احتمال اینکه دچار اختلال‌های رفتاری یا شناختی بشوید، افزایش پیدا می کند.

کلید حل مسئله: ناسا برای چند سال است که افراد محبوس در محیط‌های خاص را مورد مطالعه قرار می دهد. به همین منظور، روش‌ها و فناوری‌هایی برای مواجهه با مشکلات احتمالی طراحی کرده است. آنها از وسیله‌های هوشمندی مثل عمل نگار» استفاده می کنند که این اجازه را به شما می دهد تا با ضبط میزان حرکت و میزان نور در محیط اطرافتان به ارزیابی و بهبود خواب و هوشیاری‌تان بپردازید.

فناوری دیود منتشر کننده نور(LED) بزودی در ایستگاه فضایی مورد استفاده قرار خواهد گرفت. این فناوری به متعادل‌سازی و همترازی ریتم شبانه روزی‌تان کمک خواهد کرد و در نهایت نقش مهمی هم در بهبود وضعیت خواب، هوشیاری و عملکردتان ایفا خواهد نمود. می توانید با خودآزمایی ۵ دقیقه‌ای، نسبت به ارزیابی تاثیر خستگی بر عملکردتان نیز اقدام کنید. مجلات مکان امنی در اختیارتان قرار میدهند تا دل مشغولی‌های خود را برای مدتی هم که شده کنار بگذارید. تمامی روش‌ها و فناوری‌هایی که محققان ناسا در حال طراحی و استفاده از آنها هستند، به ما کمک خواهد کرد تا خود را به شکل بهتری برای عملیات های کاوش دور و طولانی آماده کنیم.

۳-محیط‌های نامساعد و بسته

بر اساس نتایج بدست آمده توسط سازمان فضایی ناسا، ایستم درون فضاپیما نقش بسیار مهمی در زندگی روزمره فضانوردان ایفا می کند. میکروب‌ها می توانند خصوصیات را در فضا تغییر بدهند؛ همچنین، ریز موجودات زنده‌ای که بطور طبیعی در بدنتان زندگی می کنند، در مکان‌های بسته‌ای مثل ایستگاه فضایی به راحتی از یک فرد به فرد دیگر انتقال می یابند. سطح هورمون استرس‌تان بالا رفته و دستگاه ایمنی تان با تغییراتی مواجه می شود.

پس احتمال دچار شدن به آلرژی یا سایر ناخوشی‌ها و بیماری‌ها رو به افزایش می گذارد. هر اینچ از محیطی که باید برای مدت طولانی در آن زندگی کرده و فعالیت کنید، باید مورد بررسی دقیق قرار بگیرد. همانطور که دوست ندارید خانه محل زندگیتان زیاد گرم یا زیاد سرد، شلوغ، پر سر و صدا یا کم نور باشد، یقینا دوست ندارید در ایستگاه فضایی هم با چنین محیطی کنار آیید.

کلید حل مسئله: ناسا از فناوری‌های خود برای بررسی کیفیت هوای ایستگاه فضایی استفاده می کند تا از مناسب بودن اتمسفر و عدم آلوده شدن آن با گازهایی نظیر فرمالدهید، آمونیاک و کربن مونوکسید اطمینان حاصب نماید. نمونه خون و ادرارتان نیز مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد تا این ضمانت داده شود که استرس پروازهای فضایی منجر به پیدایش بیماری‌های عفونی از قبیل ویروس اپشتین – بار نشده باشد. خطر پیدایش میکروب‌هایی که می توانند به بروز بیماری در شما و سایر خدمه فضاپیما دامن بزنند، با بهره‌گیری از روش‌های مولکولی پیشرفته مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت.

بخش‌های مختلف بدنتان و ایستگاه فضایی هم برای تحلیل جمعیت‌های میِ ساکن محیط زیر نظر قرار می گیرند. روش‌های بازبینی موثر هم به منظور شناسایی تغییرات دستگاه ایمنی بدن‌تان به کار برده می شود. نمونه‌های خون، بزاق و ادرارتان هم تحلیل می گردد.  محیط کاری‌تان به دقت برنامه‌ریزی شده و مورد ارزیابی قرار می گیرد تا از راحتی و بازده بالا اطمینان حاصل گردد. به پاس سیستم روشنایی جدید LED، روشنایی هم مشابه با آن چیزی خواهد بود که بطور طبیعی در زمین تجربه می کنید.

۴- تابش فضایی

خطرناک‌ترین جنبه سفر به مریخ، تابش فضایی است. در ایستگاه فضایی، فضانوردان ده برابر بیشتر در معرض تابش قرار می گیرند. میدان مغناطیسی زمین و اتمسفر از ما در مقابل تابش‌های کیهانی شدید محافظت می کنند، اما بدون آن میدان، به میزان بیشتری در معرض این تابش‌های مضر قرار می گیرید. در بالای سپر محافظ زمین، قرارگیری در معرض تابش احتمال ابتلا به سرطان را افزایش می دهد. تابش می تواند به دستگاه عصبی مرکزی‌تان صدمه وارد کند؛ اثرات حادی بر جای گذاشته و تبعاتی را در مراحل بعدی زندگی به همراه داشته باشد. این صدمات می تواند در قالب تغییر کارکرد شناختی، کاهش عملکرد حرکتی و تغییرات رفتاری خود را نمایان سازد.

همچنین، تابش فضایی می تواند باعث ناخوشی تابش هم بشود که به تهوع، استفراغ و خستگی منجر می گردد. پس احتمال ابتلا به بیماری‌های بافتی تحلیلی از قبیل بیماری‌های قلبی – عروقی و آب مروارید هم افزایش پیدا می کند. غذایی که می خورید و دارویی که مصرف می کنید باید کاملا مطمئن و مناسب باشد و ارزش غذایی و دارویی‌شان حذف شده باشد؛ حتی زمانی که در معرض حجم بالایی از تابش فضایی قرار گرفته باشید. وسیله نقلیه‌ای که عازم مریخ می شود و زیستگاهی که در مریخ قرار دارد، به سپر محافظتی قابل توجهی نیاز خواهد  داشت؛ البته این سپر نمی تواند در مقابل برخی از انواع تابش‌های فضایی مفید واقع شود و کارایی‌اش را از دست می دهد.

کلید حل مسئله: تابش فضایی در میدان مغناطیسی محافظتی زمین قرار دارد؛ پس اگرچه فضانوردان در معرض ۱۰ برابر تابش بیشتر در مقایسه با زمین قرار می گیرند، اما همچنان بسیار کمتر از تابشی است که آنها در عملیات مریخ با آن مواجه می شوند. راهکارهای حفاظتی، نظارتی و عملیاتی می توانند خطرات تابش را به میزان قابل قبولی کنترل کنند تا امنیت شما تضمین گردد. برای اینکه مشخص شود در بالای مدار زمین چه اتفاقی می افتد، ناسا از مراکز تحقیقاتی زمینی استفاده کرده تا تاثیر تابش را بر سیستم‌های زیستی را مطالعه نماید. محققان ناسا در حال توسعه روش‌های منحصربفردی برای نظارت و اندازه‌گیری تاثیر تابش بر فضانوردان هستند. در نهایت، روش‌هایی هم برای محافظت از فضانوردان در سفرشان به مقصد مریخ طراحی خواهد شد.

۵- فاصله از زمین

برنامه‌ریزی و خوداکتفایی از جمله موارد کلیدی هستند. مریخ چقدر با ما فاصله دارد؟ بطور میانگین معادل ۲۲۵ میلیون کیلومتر. در حالیکه فاصله زمین با ماه فقط ۳۸۴۴۰۰ کیلومتر است. با توجه به تاخیر در برقراری ارتباط (تا ۲۰ دقیقه) در مریخ و همچنین احتمال از کار افتادگی تجهیزات، باید بتوانید عملیات را خودتان به پایان برسانید. اگر قرار باشد بدون دسترسی به فروشگاه مواد غذایی یا داروخانه عازم سفری سه ساله شوید، چه نوع غذاها و داروهایی را با خود بر می دارید؟ امیدواریم به درستی برنامه‌ریزی کرده باشید.

کلید حل مسئله: ناسا در حال استفاده از ایستگاه فضایی است تا ببیند چه نوع رویدادهای پزشکی در فضا بیش از شش ماه اتفاق می افتد و چه نوع مهارت‌ها، راهکارها، تجهیزات و داروهایی مورد نیاز است؛ بدین ترتیب، شما به خوبی خواهید فهمید که چه چیزهایی را با خود به مریخ ببرید. حتی اگر پزشک نباشید، شما و خدمه فضاپیما می توانید اسکن سونوگرافی روی خودتان انجام بدهید. در این راستا، آمورش‌هایی که در زمین دریافت کرده‌اید، به کمک‌تان خواهد آمد. ناسا همچنین در حال مطالعه سیستم‌های نگهداری، بسته‌بندی، فراوری و فرمولاسیون مواد غذایی است تا از پایدار ماندن مواد غذایی در شرایط فضایی اطمینان حاصل کند.

ناسا اقدامات خوبی در خصوص کلیه این خطرات انجام می دهد و تلاش می کند تا اثرات منفی بر بدن انسان را به حداقل برساند. نتایج عملیات یکساله بینش دانشمندان ناسا را در رابطه با عملیات طولانی‌تر افزایش خواهد داد. وقتی انسانها را به مریخ می فرستیم، باید این نکته را تضمین کنیم که تمامی موارد ناشناخته را از قبل بررسی کرده‌ایم و فضانوردان از امنیت بسیار بالایی در فضا برخوردار خواهند بود.

بحث را از فهمیدن یک جمله ساده و مستقل شروع کنیم؛ اینکه چه زمان می توانیم بگوییم جمله ای (گزاره ای) را فهمیده ایم. گزاره ها، چه آن هایی که در ریاضیات، منطق، فلسفه و به کلی در علوم انتزاعی به کار می روند؛ و چه آن هایی که در زمینه علوم تجربی بکار می روند، اطلاعاتی را به ما می دهند. ممکن است این اطلاعات در جمله بندی سنگین و پوشیده از آرایه های ادبی باشد، یا کاملا صریح باشد. هر چه به سمت ادبیات می رویم، این جملات با آرایه های ادبی همراه می شوند و فهمیدن آن ها ممکن است مشکل تر شود.

ما در ذهن خود از هر واژه ای یک تصویری داریم. واژه ی درخت را در نظر بگیرید؛ احتمالا به محض خواندن این واژه یک تنه ی چوبی و چندین شاخه ی پوشیده از برگ های سبز در نظرتان مجسم شده است. حتی ممکن است یک جنگلی با تعداد زیادی درخت» در ذهنتان شکل گرفته شده باشد. خاستگاه این تصاویرِ پیوند خورده با واژگان به کودکیمان و زمانیکه زبان را یاد می گرفتیم باز می گردد. حال هنگامیکه گزاره ای را می شنوید یا می خوانید، ذهنتان کلمات این گزاره را به تصاویر مربوطه پیوند می دهد و یک تصویر کلی از گزاره در ذهنتان شکل می گیرد. هنگامیکه می شنوید خرس های قطبی در فصل زمستان به خواب طولانی زمستانی می روند.»، احتمالا هم اکنون تصویر یک خرس قطبی در سرزمین های یخ زده و برفی قطبی که در خواب عمیقی فرو رفته است در ذهنتان است. گاهی ممکن است برخی واژگان نه همزمان با یادگیری زبان، بلکه از طریق تجربه در ذهنتان تصویر سازی شده باشد، مانند واژه موجودات فضایی» که ابدا آن را هیچ جا مشاهده نکرده اید! تصویری که از این موجود در ذهن دارید – که غالبا موجودی سبز رنگ و احتمالا با شاخک است – احتمالا از طریق فیلم، کتاب و مجلات علمی تخیلی به ذهنتان منتقل شده است.

بدین ترتیب ذهن ما می تواند با تصویر سازی یک جمله، معنای آن را هضم کند و آن را بفهمد. دقت کنید که منظور ما از تصویر» در بحث بالا، عام و کلی است. در همه جا ممکن است تفکر صرف به کمک تنها تصاویر»، امکان پذیر نباشد. در برخی شاخه های فلسفی باید در قالب کلمات تفکر کنیم؛ در برخی شاخه های ریاضیات، مانند نظریه اعداد، تنها می توانیم در کالبد اعداد فکر کنیم. فهم قضایای ذهنی و گزاره های ریاضیاتی با فهمیدن معنای تک تک اجزای آن گزاره و مربوط ساختن این اجزا به هم است. اجزای گزاره های ریاضیاتی نیز می توانند جزو تعریف ها باشند، می توانند جزو اصول بدیهی باشند و یا حتی از دیگر قضایا استخراج شده باشند. حتی در فیزیک نظری، برای مثال ابعاد بالا تر از ۳ بعد فضایی را نمی توان به کمک تصاویر درک کرد (چرا که اصلا تصویری از ابعاد بالاتر از ۳ بعد فضایی در اندوخته ذهنیمان نداریم). اتفاقا روشی را که در بحث بعدی ارائه خواهیم داد، می توان برای فکر کردن به ابعاد بالاتر و فهمیدن ویژگی های آنها به کار رود.

فهمیدن به کمک استعاره های ذهنی

می گویند نیوتن غولی بوده است! یقینا می دانید منظور از این جمله چیست. نیوتون جثه ای عظیم و دستانی به بزرگی بیل نداشت، پاهایی غیر عادی و بلند هم نداشت. پس چرا می گوییم نیوتن غولی بوده است؟ اینجاست که مفهوم استعاره» وارد می شود. نیوتن غولی بوده است؛ اما غول در اینجا نه به معنای لغوی اش، بلکه به معنای شخصیت بزرگ و تاثیر گذاری در فیزیک است. غول استعاره» از متفکر بزرگی است. غالبا به این دلیل به زبان استعاره ها متوسل می شویم که تصویر ذهنیمان را بهتر در ذهن مخاطب بازسازی کنیم. همینطور می دانید که استعاره ها در ادبیات هم کاربرد وسیع دارند و زیبایی و تاثیر گذاری کلام را بیشتر می کنند. دریافت معنای پس استعاره ها گاهی می تواند دشوار باشد و به تجربه و تفکر نیازمند باشد.

نکته جالب این است که استعاره ها تنها به کلمات محدود نمی شوند: ما حتی در تصویر سازی های ذهنیمان نیز به آنها نیازمندیم؛ خصوصا زمانیکه سر و کار ما با اندیشه های انتزاعی باشد. نظریه نسبیت عام اینشتین را که همگی در مورد آن شنیده ایم در نظر بگیرید. بنای این نظریه بر این مفهوم استوار است که نیروی گرانش را خمیدگی که در فضا زمان ایجاد می شود در نظر گیریم. در می یابیم که این نظریه بر اساس استعاره ای از دنیای طبیعی خودمان بنا شده است. در این نظریه، فضا- زمان را به صورت لاستیکی کشسان تصویر می کنیم. لاستیک، خاصیت کشسانی و خمش، همگی از تجربه های روزمره گرفته شده اند. البته نباید فراموش شود که هدف ما از استعاره ها، فهمیدن بهتر یک مطلب است و استعاره ها باید چیزی آشنا تر و ملموس تر برای ما باشند تا فرصت درک بهتر و شفاف تر یک موضوع را داشته باشیم.

با استفاده از استعاره، حتی می توانیم به ابعاد بالاتر هم بیندیشیم. اگر پیگیر نظریه ریسمان ها هستید، احتمالا از بحث جنجالی ابعاد بالا تر از ۴ بعد (سه بعد فضایی و یک بعد زمانی) برای فضا زمان آشنایید. مثلا در نسخه های اولیه نظریه ریسمان ها، فضا زمان ۲۶ بعدی بود و یا در نظریه ابر ریسمان ها فضا زمان ۱۰ بعدی است. جالب اینجاست که هیچ یک از فیزیکدان ها نمی توانند حتی ۴ بعد فضایی را درک کنند و تنها با زبان ریاضی می توانند با این ابعاد ارتباط ذهنی برقرار کنند. اما ما اگر بخواهیم شناخت کلی از ویژگی های» ابعاد بالاتر داشته باشیم می توانیم به زبان استعاره ها متوسل شویم. ما تا سه بعد فضایی را می توانیم درک کنیم؛ با اینکه یک بعد و دو بعد را نمی توانیم دقیقا ببینیم، اما می توانیم بگوییم که فضای یک بعدی و دو بعدی هم برای ما قابل درک است. اگر ما جهانی دو بعدی مانند صفحه ی کاغذ در ذهنمان بسازیم، با موجوداتی دو بعدی که روی آن زندگی می کنند، می توانیم ویژگی های این جهان دو بعدی و ارتباط آن را با جهان سه بعدی خودمان کشف کنیم. در واقع ما ناظری هستیم که از بعدی فراتر از درک این موجودات دو بعدی به آن ها نگاه می کنیم. می توانیم فرض کنیم که این ویژگی هایی که کشف کرده ایم قابل تعمیم به جهان سه بعدی خودمان است. می توانیم بدین طریق ارتباط جهان سه بعدی خودمان را با بعد چهارم بفهمیم. ما با استعاره ای از ابعاد قابل درک، توانستیم ویژگی های ابعاد غیر قابل درک را بفهمیم.

تا کنون با دو روش کلی که ذهن ما ناخود آگاه از آن ها برای فهمیدن استفاده می کند، آشنا شدیم. اکنون می خواهیم به سوالی که در اول متن عنوان شد بازگردیم: فهمیدن به چه معناست؟ به نظر یونانیان باستان، فهمیدن چیزی نیست جز تحویل کثرت ها به وحدت. فهمیدن آن است که ارتباط بین تعداد زیادی از مفاهیم را (کثرت) دریابیم و همگی آن ها را به یک ریشه ی مشترک (وحدت) برسانیم. یا به عبارتی، فهمیدن احساس شباهت بین داده های پیچیده ی زیادی و یک الگوی آشنا تر است. نیوتن تمامی حرکت ها را تنها با سه قانون (معروف به قوانین حرکت نیوتن) خلاصه کرد؛ ماکسول تمامی نظریه الکترومغناطیس را بر تعدادی مفاهیم و چهار فرمول که ارتباط بین این مفاهیم را بیان می کند، استوار ساخت؛ و یا آلبرت اینشتین با ارائه یک فرمول منسجم، معروف به معادله میدان گرانشی، کل عالم را توصیف کرد؛ از بیگ بنگ گرفته تا سیاهچاله ها! در تمامی این نظریه ها یک الگو داریم و تمامی مفاهیم را بر گرد این الگو متحد می سازیم. ما چیزی را می فهمیم و ذهنمان را از قفس خارج می کنیم؛ ذهن می تواند به پرواز آید و موضوعی را از زوایای گوناگون بررسی کند. فهمیدن همین است: متحد شدن تمامی مفاهیم و معلومات در یک نقطه، و تسلط ذهنی ما بر آن نقطه.

فیزیکدان معروف قرن بیستم، ورنر هایزنبرگ، زمانی که دانشجو بود و نظریه نسبیت را مطالعه کرده بود، گفت و گویی پیرامون فهمیدن نظریه نسبیت در فیزیک با دوستش، ولفانگ پائولی داشت. او کل این گفت و گو را در کتاب جزء و کل آورده است که بخشی از آن را در زیر مشاهده می کنید:

فکر می کنم یک روز عصر در مهمان خانه ای در گرانیاو، ولفانگ از من پرسید: آیا نظریه نسبیت اینشتین را که زومرفلد این همه درباره اش تاکیید دارد فهمیده ای؟ در جواب فقط گفتم که درست نمی دانم معنی فهمیدن» در فیزیک چیست. چارچوب ریاضی نظریه نسبیت برای من اشکالی بوجود نمی آورد. اما این اصلا بدان معنی نیست که فهمیده ام چرا زمان برای ناظر متحرک و ساکن متفاوت است. مساله اصلا برای من روشن نیست و بنظرم می رسد که بکلی غیر قابل درک» است. ولفانگ به این حرف من اعتراض کرد و گفت: ولی وقتی که چارچوب ریاضی آن را درک کنی یقینا می توانی پیشگویی کنی که ناظر ساکن و ناظر متحرک باید چه مشاهده کنند و اندازه بگیرند، و در این صورت می توانیم بپذیریم که آزمایش واقعی هم این پیشگویی را تایید کند. دیگر چه می خواهی؟

گفتم: اشکال من همین است که نمی دانم دیگر چه چیزی باید بخواهم. حس می کنم که منطق چارچوب ریاضی جدید به نوعی مرا گول می زند. شاید بشود گفت که این نظریه را با مغزم دریافته ام ولی هنوز دلم آن را نپذیرفته است. فکر می کنم که برای فهمیدن زمان» حتما لازم نیست که فیزیک خوانده باشم. بالاخره هر فکر و عملی مستم تصور خام یا عامیانه ای از زمان است. شاید بتوانم این طور بگویم: فکر ما به این واقعیت بستگی دارد که این مفهوم زمان کارگشاست، و می توانیم با آن کار کنیم. ولی اگر قرار باشد مفهوم خاصی که از زمان داریم تغییر کند، دیگر نمی توانیم بگوییم که زبان و فکر ما ابزار مفیدی باقی خواهد ماند. منظورم از گفتن این حرف آن نیست که به کانت رو کنیم. زمان و فضا در نظر کانت صور پیشینی شهودند. به گفته دیگر برای کانت و فیزیکدان های پیش از او، زمان و فضا اموری مطلق بوده اند. من فقط می خواهم بر این واقعیت تاکید کنم که زبان و فکر ما، هر جا که بخواهیم این گونه مفاهیم بنیادی را تغییر دهیم، مبهم می شوند و ابهام فهم درست را مشکل می کند…» کتاب جزء و کل، نوشته ی ورنر هایزنبرگ، فصل سوم

هایزنبرگ به موضوع جالبی اشاره کرده است. نظریه نسبیت نظریه عجیبی است و حتی در آن زمان عجیب تر از اکنون بوده و فهم ایده های آن دشوار تر. این نظریه درک ما از طبیعت را دگرگون ساخت و نشان داد طبیعت آن طور که شهودا انتظار می رود رفتار نمی کند. به عبارتی نظریه نسبیت چیزی فراتر از تجربه های روزمره ما بود. زمانی که با سرعت های نه چندان بزرگ سر و کار داریم، قوانین نیوتن را بکار می بریم، قوانین نظریه نسبیت نیز در این سرعت ها تقریبا با معادله های نیوتن معادل است. حال زمانی که به سرعت نور نزدیک می شویم – که هیچ یک از ما تاکنون با این سرعت های بزرگ سر و کار نداشته ایم و این سرعت ها به کلی فراتر از امور روزمره ما بوده است – دیگر قوانین نیوتن در هم می شکند. اینجاست که پدیده ای مانند اتساع زمان مطرح می شود و شگفتی ما از نظریه نسبیت در این نقطه است.

و بنظرم می رسد که بکلی غیر قابل درک» است.»… به شخصه نمی توانم با هایزنبرگ موافق باشم. فهمیدن تا حد زیادی به عادت فکری ما نیز بستگی داریم. اگر ما عادت کنیم جهان را از دید نظریه نسبیت ببینیم، دلیلی ندارد که همچنان احساس ناخوشایند و ناآشنایی نسبت به این نظریه داشته باشیم. به نظر می رسد در هر نقطه از تاریخ که تحولی علمی شکل گرفته است این مساله وجود داشته است و این موضوع تنها به نظریه نسبیت یا کوانتوم در قرن بیستم محدود نمی شود. خودتان را جای فردی که در چند صد سال پیش، زمانیکه اولین بار ایده ی گرد بودن زمین مطرح می شده است بگذارید. هیچکس گرد بودن زمین را عینا ندیده است، حتی اگر به قله بلند ترین کوه هم بروید، این موضوع چندان برایتان قابل تشخصی نخواهد بود. ایده گرد بودن زمین برای شما در آن زمان به شدت انتزاعی به نظر می رسد. با این وجود آیا این مساله به کلی غیر قابل درک است؟ امروزه هم اکثر مردم گرد بودن زمین را عینا ندیده اند، اما آنقدر این موضوع در فیلم های سینمایی، تصاویر و … نشان داده شده است که مردم مشکلی با این ایده ندارند و در واقع اگر از آنها بخواهید که تصور کنند زمین صاف است صدایشان در می آید! این مثال ها در تاریخ علم بسیار اند.

به گزارش بیگ بنگ، گروه جانوران اکسترموفیل (Extremophile) به جانورانی اطلاق می شود که می توانند در شرایط بسیار سخت محیطی همچون گرما و سرمای شدید، محیط های بسیار اسیدی و یا قلیایی، محیط های تحت فشار زیاد، خشک، تابش رادیواکتیو و مکان های بایر، زنده بمانند و شرایطی را تحمل کنند که شانس ما برای بقا در آنها، کمتر از شانس روشن ماندن یک کبریت روشن در طوفان است.

دانشمندان می گویند که اکسترموفیل ها نه تنها کارهایی استثنایی انجام می دهند، بلکه با باز کردن ذهن ما درباره این که حیات چیست و در چه محیط هایی می تواند دوام بیاورد، دید ما را در مورد پتانسیل بقا بر روی دیگر سیارات گسترده می کند. اکستروموفیل ها می توانند در رفع نگرانی های زمینی تر به ما کمک کنند، از وابستگی دارویی گرفته تا تولید انرژی، اما بخش اعظم این کار تنها به خاطر علاقه ما به فهمیدن چیزی انجام می‎شود که بر روی سیاره زمین وجود دارد و ما در مورد آن چیزی نمی دانیم … و خب، مقدار زیادی از چنین چیزهایی وجود دارند». در ادامه با ۵ مورد از جالب‌ترین اکسترموفیل‌های زمین و جان سخت ترین موجودات زنده آشنا می شوید.

تاردیگرید(Tardigrade)

جانور کندرو یا تنبل که تاردیگرید نیز خوانده میشود ، یکی از عجیب ترین موجودات روی زمین است. این موجود عجیب می تواند در محیط‌های خشن فیزیکی یا شیمیایی – که عموماً حیات در آنها ناممکن است – زندگی کند. طول بزرگترین تاردیگرید از ۱.۵ میلی متر بیشتر نمیشود و خیلی از آنها روزهای خود را صرف خوردن جلبک ها و باکتری ها و شنا کردن در قطرات آب خزه گلسنگ ها میکنند و به همین دلیل بدن بسیاری از آنها شفاف است. آنها می‌توانند در دمای ۲۷۳- و ۱۵۱ سانتیگراد زنده می ماند و می تواند تا سالها بدون غذا و آب به زندگی ادامه دهد. این جانوران همچنین می‌توانند در برابر فشاری بیش از فشار عمیق ترین اقیانوس‌ها تاب بیاورند یا در محیط خلا بیرون از جو زمین زنده بمانند.

میگوی شورابی(Brine Shrimp)

انسان‌هایی را که می‌توانند تا حد ترکیدن ذرت بوداده، چیپس و اسنک‌های نمکی بخورند، به راحتی می‌توان از این هالوفیل (مخلوقی که در محیط‌های بسیار نمکی زنده می‌ماند) تشخیص داد. میگوی شورابی دریاچه گریت‌سالت، هالوفیلی است که محل ستش در جاهای پر نمک همانند دریاچه نمکی گریت سالت یوتاستکه در بخش‌هایی ۱۰ برابر ر از آب اقیانوس‌ است. میگوهای شورابی جزو جان سخت‌ترین‌های موجوداتی هستند که در محیط‌های شورابی دوام می آورند.

کرم یخی متان(Methane Ice Worm)

شاید ظاهر آنها شبیه به موجودات فضایی باشد، اما موجوداتی که در عکس بالا می‏ بینید، کرم های یخی متان هستند که در سال ۱۹۹۷ در همین کره زمین کشف شده و در بستر خلیج مکزیک زندگی می‌کند. این کرم‌های اکسترموفیل صاف صورتی رنگ و با طول بدن حداکثر ۵ سانتی‌متر، در نقب‌هایی بر روی تپه‌های متانی یافت شده‌اند، و احتمالا بر روی باکتری‌هایی که بر روی متان رشد می‌کنند، زندگی می‌کنند. آنها بر روی جلبک زندگی می‌کنند و شبیه به کرم‌های خاکی هستند اما اتفاقاتی که در بدن آنها می‌افتد (شامل تولید مثل، متابولیسم و رشد) همگی در دمای انجماد که در حدود ۳۲ درجه فارنهایت یا صفر درجه سانتیگراد است، اتفاق می‌افتد.

میکروب گلوله آتش مهاجم (Pyrococcus Furiosus)

در برخی از تصاویر پیروکو فیروسوس شبیه یک طرح اولیه از نقاشی یک ماهی طلایی خیالی است، و در بقیه تصاویر شبیه کلوچه ای شکلاتی که مدتی طولانی در یک بشقاب مانده است. در دنیای واقعی این موجود بی هوازی کوچک سخت جان که نامش به معنی گلوله آتش مهاجم هست, آب در حال جوشیدن را که دمایش ۱۰۰ درجه سانتی گراد است، ترجیح می دهد و این توانایی، آن را به یک موجود فوق العاده مقاوم در برابر گرما تبدیل می کند.

میکروب لازاروس مقاوم در برابر اشعه (Lazarus Microbe)

این باکتری نزدیک به ۵۰ سال پیش در یک قوطی گوشت که با وجود استرلیزه شدن توسط تابش اشعه فاسد شده بود», کشف شد. میکروب لازاروس (نامی که این باکتری به آن مشهور است)، در رکوردهای جهانی گینس، عنوان مقاوم ترین شکل حیات در برابر تابش اشعه را به خود اختصاص داده است. این میکروب ۳۰۰۰ برابر بیشتر از ما می تواند در برابر اشعه دوام بیاورد. آن هم در حالی که تنها یک ارگانیسم تک سلولی است. همین امر باعث علاقه شدید دانشمندان به این میکروب شده است: کشف اینکه چگونه میکروب ها در برابر تابش مقاومت می کنند ممکن است منجر به راه حلی شود تا افراد را از قرار گرفتن در معرض انواع تابش از پرتودرمانی گرفته تا تخریب اشعه آفتاب، حفظ کند.

سیارک‌ (asteroid)

سیارک‌ها بخشی از اجرام کوچک نامنظم در منظومه شمسی هستند که به دور خورشید می‌گردند. میلیون‌ها سیارک در منظومه شمسی وجود دارند؛ بسیاری از سیارک‌ها در فاصله میان مدار مریخ و مدار مشتری قرار دارند و یک کمربند سیارکی ایجاد کرده‌اند. در حال حاضر کلمه سیارک» به طور خاص به همین اجرام متشکل از سنگ و ف و یخ در بخش درونی منظومه شمسی در فاصله مریخ و مشتری اطلاق می‌شود. احتمالاً در مدار بین این دو سیاره، سیارهٔ دیگری نیز وجود داشته است که به علت جاذبهٔ شدید مشتری متلاشی شده است و سیارک‌ها را پدید آورده است.

ریزسیاره (minor planet)

ریز سیاره جرمی فضایی است که در یک مدار مستقیم به دور خورشید می‌گردد، اما نه یک سیاره بزرگ است و نه یک دنباله‌دار (comet)، و به این ترتیب این اصطلاح سیاره‌های کوتوله» (dwarf planets) را هم در برمی‌گیرد. اتحادیه بین المللی ستاره‌شناسی در یک گروه بندی خاص ریزسیاره‌ها و دنباله‌دارها را به دو گروه سیاره‌‌ کوتوله» و اجرام کوچک منظومه شمسی» تقسیم کرد.

سیاره کوتوله (dwarf planet)

بر اساس تعریف اتحادیه بین المللی ستاره‌شناسی سیاره کوتوله جرمی فضایی است که به دور خورشید می‌گردد و جرم آن قدر هست که بتواند در نتیجه جاذبه‌اش شکل کرویش را حفظ کند و دارای تعادل هیدروستاتیک باشد، و قمر یک سیاره دیگر هم نیست. این اتحادیه پنج سیاره کوتوله را به رسمیت می‌شناسد‌: سرس، پلوتو، هومه‌آ، ماکی ماکی و اریس. این پنج سیاره به جز سرس، که در کمربند سیارکی میان مریخ و مشتری قرار دارد، در ماورای مدار نپتون در بخش بیرونی منظومه شمسی قرار دارند.

برخی از ستاره‌شناسان با قرار دادن پلوتو در رده سیاره‌های کوتوله مخالفند و همچنان آن یک سیاره معمول می‌دانند. پلوتو تا آگوست ۲۰۰۶ نهمین سیاره سامانه خورشیدی بود، اما اکنون بنا بر تعریف نوین اتحادیه بین‌المللی اخترشناسی یک سیاره کوتوله و همچنین به عنوان نمونهٔ نخست از رده جدید اجرام فرانپتونی به شمار می‌رود.

به گزارش بیگ بنگ، ماه امروزی فاقد میدان مغناطیسی جهانی می باشد. با این وجود، سنگ های جمع آوری شده از ماه توسط فضانوردان در طی عملیات آپولو گویای آن است که ماه میلیاردها سال پیش دارای یک میدان مغناطیسی بوده است. اما دانشمندان از این مسئله اطمینان ندارند که آیا ماه به مانند کره زمین توانست میدان مغناطیسی به وجود آورد یا خیر و آیا میدان مغناطیسی حاکم در ماه توسط نیروهای خارجی شکل گرفته است یا خیر. برای مثال، اثرات کیهانی بر ماه می توانست پلاسمای ابرداغ را برانگیزد و به شکل گیری میدان های مغناطیسی قوی کمک کند. این توضیحی برای سنگ های مغناطیسی کشف شده توسط فضانوردان می باشد.

با این حال در سالیان اخیر، نسل جدیدی از روشهای علمی و شبیه سازی های کامپیوتری با استدلال های محکم نشان داده‌اند که ماه از یک هسته مغناطیسی مشابه زمین برخوردار بوده است. میدان های مغناطیسی از طریق جریان های الکتریکی ایجاد می شوند. بنجامین وایز دانشمند سیاره شناسی در دانشگاه ام آی تی خاطر نشان کرد: به اعتقاد ما، سیاره ها با حرکت سیالات رساناگر الکتریکی درون آنها شرایط را برای ایجاد میدان های مغناطیسی مهُیّا می سازند.» ف روان موجود در هسته زمین، قلب سیاره را به یک دینام تبدیل می کند و این دینام، میدان مغناطیسی زمین را پدید می آورد. اگر ماه دینامی داشت که یک میدان مغناطیسی ایجاد می کرد، در این صورت سرنخ های کلیدی درباره ساختار درونی پنهان آن بدست می آوردیم.

وایز افزود: سوالی که بیش از چهار دهه و حتی قبل از عملیات آپولو پیرامون علوم مرتبط با ماه مطرح شده این است که ماه تا چه اندازه پیکره ای ازلی و ذوب نشده میباشد، درست مثل بسیاری از سیارک های دیگر. چرا که تفاوت آن با پیکره های تکامل یافته ی ذوب شده که دارای ساختار های چند لایه اند، مشهود است. ماه واسطه ای میان یک سیاره و جرم کوچکی مانند یک سیارک به حساب می آید. پس اگر به این نتیجه برسیم که ماه در گذاشته دینامی داشت، میتوان ادعا کرد که ماه از جمله اجرام تکامل یافته ای بود که مانند زمین به لایه های مختلفی تقسیم شد. بدین ترتیب، سرنخ هایی هم درباره منشأ ماه حاصل می آید. بر اساس برخی مدلها، ماه در ابتدا سرد و سخت بود. اما برخی دیگر می گویند که ماه در طی اثر بزرگی به وجود آمده و البته بسیار داغ هم بوده است.»

اسکن های اخیر از سنگ های مغناطیسی ماه که هیچ نشانی از اثرات کیهانی در آنها مشاهده نمی شود، اکنون شواهدی نشان می دهند که ماه در ۴٫۲۵ میلیارد سال پیش تا ۳٫۵۶ میلیارد سال پیش دارای میدان مغناطیسی بود، یعنی حداقل یک میلیارد سال بعد از شکل گیری ماه. وایز همچنین بیان کرد: میدان مغناطیسی زمین هم اکنون ۵۰ میکرو تسلا قدرت دارد. احتمالا ماه در ابتدا میدان مغناطیسی قوی تری داشته است که بیش از ۷۰ میکرو تسلا تخمین زده می شود.» هنوز از این موضوع اطمینان حاصل نشده است که چه عاملی نیروی این میدان مغناطیسی شدید را تأمین می کرد.

بر طبق گفته‌های وایز، با در نظر گرفتن این که ماه هسته بسیار کوچکی دارد، درکش سخت و دشوار است که چگونه میدان مغناطیسی ماه می توانست این قدر قوی باشد. هسته ماه احتمالا یک پنجم تا یک هفتم شعاع آن باشد، در حالیکه هسته زمین شاید نصف شعاع آن سیاره باشد. این بدان معناست که سطح ماه فاصله بسیار زیادی با هسته اش دارد. از آنجا که قدرت میدان های مغناطیسی در اثر فاصله به سرعت کاهش می یابد، درک این مسئله که چگونه می شود ماه چنین میدان مغناطیسی پر قدرتی داشته باشد، قدری سخت است.

تمامی دینام های شناخته شده سیارات در اثر پدیده ای به نام همرفتی تامین انرژی می شوند. با توجه به اندازه ماه که در حدود یک چهارم قطر زمین برآورد می شود، ماه باید نسبتا سریع سرد شده باشد. پس دینام ماه که تنها به وسیله جریان همرفتی تامین انرژی می شود باید چند صد میلیون به پایداری اش ادامه دهد. مدل های جدید نشان می دهند که احتمالا بخش داخلی ماه کمتر از آنچه که تصور میشد دارای خاصیت گرانروی بوده و ماده رادیو اکتیو درون ماه آن را گرم نگه داشته است. این عوامل زمینه را برای پایداری دینام همرفتی ماه تا ۳٫۵ میلیارد سال پیش هموار کرده اند.

در طول تاریخ، ماه بیشتر به عنوان راز برای بشر بوده که البته در پاره ای از زمان، باعث برانگیختن ترس و شگفتی شده است. ماه تا به امروز منبع راز و افسانه می باشد. امروزه اطلاعات زیادی در خصوص ماهواره طبیعی مورد علاقه مان(ماه) بدست آورده ایم. ساز و کارهای دیگری هم هستند که به اعتقاد دانشمندان نقش مهمی در تامین نیروی لازم برای کارکرد دینام ماه داشته اند. وایز می گوید: شما میتوانید به این حقیقت تکیه کنید که چرخش ماه با گذشت زمان ارتعاش بیشتری می یابد که به آن انحراف مسیر یا تغییر محور می گویند. در گذشته که ماه به زمین نزدیک بود، طبیعتاً شدت ارتعاش هم زیاد بود. این فرآیند میتواند بازده عملکردی دینام را با افزایش روبرو سازد. امروزه این دو ساز و کار در هیچ اجرام سیاره ای مشاهده نمی شوند، اما می توانند راه های جدید ایجاد میدان های مغناطیسی را به ما عرضه کنند.»

ساز و کار دیگر می تواند به عنوان منبع انرژی اصلی برای دینام زمین تلقّی گردد که بلور سازی هسته زمین نام دارد و باعث می شود عناصر سبکی نظیر سولفور از پایین به بالا کشیده شوند. این پروسه به احتمال زیاد نقش قابل توجهی در پایدار سازی دینام ماه ایفا می کرده است. نکته عجیب اینجاست که میدان مغناطیسی ماه بعد از ۳٫۵ میلیارد سال پیش بطور کامل از بین نرفت، بلکه پا برجا ماند اگرچه ۱۰ برابر ضعیف تر شد. وایز در ادامه گفت: احتمال میرود ساز و کار های دینامی متعددی وجود داشته اند که در زمان های مختلف در ماه عمل می کرده اند. ساز و کاری در دوره های نخست ماه وجود داشت، زمانیکه میدان مغناطیسی به شدت قوی بود. سازوکار دیگری هم با زوال ساز و کار اول تا چند سال ایفای نقش کرد.»

برخی مدل ها نشان می دهند که دینام( ژنراتور) ماه می توانست بصورت خود به خود از حالت قوی به ضعیف گذار کند. نکات مبهم و ناشناخته بسیاری درباره میدان مغناطیسی ماه وجود دارد. ویس بر این باور است که هنوز زمان از کار افتادن دینام ماه در هاله ای از ابهام قرار دارد. شواهدی در دست هست مبنی بر اینکه دینام حداقل تا ۳٫۳ میلیارد سال پیش کار می کرده است و شاید هم تا ۱٫۳ میلیارد سال پیش. وایز و همکارش سونیا تیکو آخرین یافته ها را در نشریه Science به چاپ رساندند.

به گزارش بیگ بنگ، چه چیزی یک معادله را زیبا می کند؟ در اینجا باید از یک سری حقایق تجربی چشم‌پوشی کرد: اینکه معادله کارساز واقع می شود یا خیر، می تواند داده‌های آزمایشی را پیش‌بینی کند یا خیر. این مسائل اهمیت ندارند. در اینجا، مسائل شخصی و ذهنی نمایان می شوند. برای این امر باید سه معیار را در نظر گرفت: زیبایی شناختی، سادگی و معناداری. جنبه زیبایی شناختی به این مسئله می پردازد که وقتی معادله‌ای نوشته می شود، زیبا به نظر برسد. سادگی به نبود ساختارهای پیچیده در معادله گفته می شود. معناداری ِ معادله تا حدودی به جنبۀ تاریخی آن مربوط می شود؛ اینکه چه چیزی را حل می کند و در پیشرفت‌های علمی آینده به چه چیزی ختم می شود. در زیر به ۱۰ معادله برتر از دیدگاه سَم بریند»  فیزیکدان نظری ِ دانشگاه منچستر، توجه کنید (ترتیب خاصی برای معادلات در نظر گرفته نشده است.)

پل دیراک: یک قانون فیزیکی باید از زیباییِ ریاضیاتی برخوردار باشد.»

۱-معادله جرم- انرژی اینشتین

این معادله یکی از پیامدهای نظریه نسبیت خاص اینشتین و مشهورترین معادله در فیزیک است. این معادله بیان می کند که جرم(m) و انرژی(E) با هم برابر و هم ارز هستند. ارتباط آنها بسیار ساده است و فقط جرم قدری دستکاری می شود. این معادله در ابتدا نشان داد که حتی جرم ِ در حال حرکت دارای انرژی ذاتی است.

همچنین این معادله در فیزیک ذرات و هسته‌ای نیز کاربرد دارد. بزرگترین تاثیر و شاید اتفاقی که بر ثبات آن افزود، توسعه و استفاده از بمب‌های اتمی در پایان جنگ جهانی دوم بود. این بمب‌ها بطرز وحشتناکی، استخراج مقدار عظیم انرژی از مقدار ناچیزی جرم را به نمایش گذاشتند.

۲-قانون دوم نیوتن

این معادله یکی از قدیمی‌ترین معادلات فیزیک است که در سال ۱۶۸۷ توسط آیزاک نیوتن نوشته شد و سنگ ِ بنای ریاضیات کلاسیک به شمار می رود. با این معادله، امکانِ محاسبه حرکتِ اجسامی که در معرض نیرو قرار می گیرند، فراهم می شود. نیرو(F) مساوی است با جرم(m)، شتاب جرم(a). لذا برای آن بُرداری ترسیم می شود که از بزرگی و جهت برخوردار است.

قانون دوم نیوتن اولین معادله‌ای است که دانش‌آموزان فیزیک در مدرسه با آن آشنا شده و یاد می گیرند، چرا که به دانش ریاضی پایه نیاز دارد. این معادله در طیف ِ بزرگی از مسائل به کار گرفته می شود؛ از حرکت ِ اتومبیل‌ها گرفته تا گردش سیاره‌ها به دور خورشید. نظریه مکانیک کوانتومی در اوایل دهه ۱۹۰۰ میلادی بر این معادله سایه افکند و قدری آن را به چالش کشید.

۳-معادله شرودینگر

از زمانی که نیوتن اساس ِ ریاضیات کلاسیک را ارائه داد، مکانیک کوانتومی بزرگترین دستاورد در فیزیک به شمار می رود. معادله شرودینگر که اروین شرودینگر در سال ۱۹۲۶ آن را نوشت، یک معادله کوانتومی برای قانون دوم نیوتن به شمار می رود. در این معادله، دو مفهوم اصلی مکانیک کوانتومی جلوه‌گر هستند: تابع موج(ψ) و عواملی که به منظور استخراج اطلاعات در تابع موج عمل می کنند. عاملِ استفاده شده در اینجا، هامیلتونین(H) است که انرژی را استخراج می کند.

دو نسخه برای این معادله وجود دارد؛ بسته به اینکه آیا تابع موج به لحاظ زمان و مکان، متغیر است یا فقط در بُعد مکان عمل می کند. اگرچه مکانیک کوانتومی یک موضوع پیچیده است، اما این معادلات به قدری ارزشمند هستند که حتی بدون دانش هم میتوان بر آنها ارج نهاد.

۴-قوانین ماکسول

قوانین ماکسول، مجموعه‌ای از چهار معادله هستند که به منظور ارائه توضیحی واحد برای الکتریسیته و مغناطیس، در کنار هم قرار گرفته‌اند. فیزیکدان ِ اسکاتلندی جیمز کلرک ماکسول» در سال ۱۸۶۲ این قوانین را اعلام کرد. البته از آن زمان به بعد، قوانینش دستخوش تغییراتی شده و به صورت بهتری بیان شده‌ است. معادله اول به جریان میدان الکتریکی(E) به چگالی بار مربوط می شود.(ρ) قانون دوم بیان می کند که میدان‌های مغناطیسی(B)، تک قطبی ندارند. در حالیکه میدان‌های الکتریکی می توانند منبعی از بار منفی یا مثبت داشته باشند؛ مثل الکترون. میدان‌های مغناطیسی همواره قطب شمال و قطب جنوب دارند و هیچ منبع شاخصی وجود ندارد. دو معادله آخر نشان می دهند که میدان مغناطیسیِ در حال تغییر، یک میدان الکتریکی به وجود می آورد و بالعکس.

ماکسول این معادلات را در قالب معادلات موج برای میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی ترکیب کرد؛ وی به این نتیجه رسید که نور، یک موج الکترومغناطیسی است. این نتیجه‌گیری می تواند الهام‌بخش نظریه نسبیت خاص اینشتین هم باشد که می گوید سرعت نور ثابت است. صرف‌نظر از این واقعیت که این معادلات باعث درک الکتریسیته شد، پیامدشان هم به قدر کافی قابل توجه و بزرگ بوده است. چرا که پایه‌های انقلاب دیجیتال و کامپیوتری که امروزه برای انجام خیلی کارها از آن استفاده می کنید، بر این معادلات استوار است.

۵-قانون دوم ترمودینامیک

بر اساس این قانون، بی‌نظمی (آنتروپی-s) جهان ِ ما همواره در حال افزایش است. بی‌نظمی را میتوان بعنوان معیاری از اختلال تعریف کرد. قانون دوم ترمودینامیک بر افزایش بی‌نظمیِ جهان تاکید دارد. یکی از دیدگاه‌های فرعی این قانون بیان می کند که گرما فقط از اجسام ِ گرم به اجسام ِ سرد جریان یافته و منتقل می شود. این قانون کاربردهای عملی در طول انقلاب صنعتی داشته و در طراحی موتورهای بخار و گرما مورد استفاده قرار گرفته است.

این قانون پیامدهای عمیقی هم برای جهان ما دارد. با این قانون می توان برای پیکان ِ زمان تعریفی ارائه نمود. کلیپی را تصور کنید که در آن لیوانی به زمین انداخته شده و میشِکند. حالت اولیه، یک لیوان است و حالت نهایی، مجموعه‌ای از تکه‌های نامنظم و در هم ریخته است. نظریه بیگ بنگ را هم میتوان با این قانون توجیه کرد؛ هر چقدر در زمان به گذشته برمیگردید، جهان گرمتر می شود و البته منظم‌تر.

۶-معادله موج

معادله موج، یک معادله مَرتبه دوم است که انتشار امواج را توصیف می کند. این معادله، تغییر انتشار موج در زمان را به تغییر انتشار در مکان ارتباط داده و ضریبی از سرعت موج(v) میباشد. در مقایسه با معادلات دیگر، چندان شگفت‌انگیز نیست، اما به نوبه خود دارای اهمیت بوده و در مواردی نظیر امواج صوتی، امواج در سیالات، مکانیک کوانتوم و نسبیت عام؛ به کار رفته است.

با کشف معادله شرودینگر، این معادله عملا به معادله اصلی و پایه ای مکانیک کوانتومی تبدیل شد و مشابه همان نقشی را که معادله قانون دوم نیوتن بعنوان معادله پایه ای در مکانیک کلاسیک ایفا می کند در مکانیک کوانتومی بر عهده گرفت. بنابراین می توان گفت که با کشف معادله شرودینگر، مکانیک کوانتومی ساختار ریاضی نهایی خود را در قالب مکانیک موجی پیدا کرد و فرمول بندی آن تا حد زیادی کامل شد. کشف این معادله بسیار مهم، جایزه نوبل سال ۱۹۳۳ فیزیک را برای شرودینگر به ارمغان آورد. معادله شرودینگر دیدگاه فیزیکدان ها نسبت به اتم را نیز متحول کرد و مدل اتمی بسیار کامل تری را نسبت به مدل اتمی بوهر ارائه داد؛ مدلی بنام مدل اوربیتالی که امروزه نیز همچنان صادق است.

۷-معادلات میدان اینشتین

معادلات میدان اینشتین برای اولین‌بار در سال ۱۹۱۵ در نظریه نسبیت عام برای تشریح مبانی اساسی برهمکنش‌های گرانشی ارائه شد. بر این اساس، عامل جذب اجسام سبک‌تر توسط اجرام سنگین، انحنایی است که توسط این اجرام در فضا – زمان اطرافشان به وجود می آید. این نظریه دیدگاه ِ ما دربارۀ جهان را  تغییر داد و از آن زمان به بعد با آزمایشات زیادی مورد تایید قرار گرفت. برای مثال، خمش نور در اطراف ستاره‌ها یا سیاره‌ها با این معادلات قابل توجیه است.

این فرمول در واقع ۱۰ معادلۀ دیفرانسیل جزئی را در بردارد و از نماد تانسور استفاده می کند (هر چیزی که شاخص داشته باشد یک تانسور است). سمت چپ معادله شامل تانسور اینشتین(G) است که اطلاعاتی در مورد منحنی فضا-زمان ارائه می دهد و به تانسور تنش-انرژی(T) مربوط می شود؛ این تانسور حاوی اطلاعاتی در مورد توزیع انرژی در جهان، در سمت راست معادله می باشد. عبارت ثابت کیهان‌شناسی(Λ) در معادله درج می شود و به انبساط جهان مربوط می شود، گرچه دانشمندان مطمئن نیستند که چه چیزی این انبساط را ایجاد کرده است. این نظریه درک ما از جهان را کاملأ تغییر داده و تاکنون به طور تجربی تأیید شده است. یک مثال زیبا از آن خمیدگی نور در اطراف ِ ستارگان است.

۸-اصل عدم قطعیت هایزنبرگ

اصل عدم قطعیت که در سال ۱۹۲۷ توسط ورنر هایزنبرگ معرفی شد، محدودیتی بر مکانیک کوانتومی اِعمال می کند. این اصل بیان می کند که هر چقدر درباره مومنتوم (تکانه-P) یک ذره اطمینان داشته باشید، همانقدر دربارۀ موقعیت(x) ذره بی‌خبر خواهید بود؛ این دو هرگز نمی توانند به طور دقیق شناخته شوند. یکی از سوء تفاهم‌های رایج این است که این تاثیر ناشی از مشکل در اندازه‌گیری میباشد. اما این مورد درست نیست. همچنین در سمت راست این فرمول، ثابت پلانک(h) قرار دارد که برابر با مقدار ناچیزی است.

پیش از هر چیز، اصل عدم قطعیت نشان می دهد که رفتار گذشته یک ذره بنیادی تا زمانی که اندازه‌گیری روی آن صورت نگرفته مشخص نمی شود. طبق نظر هایزنبرگ مسیر، تنها زمانی که ما آن را مورد مشاهده قرار می دهیم، به وجود می آید.» ما تا زمانی که موقعیت چیزی را اندازه نگیریم نمی توانیم بفهمیم کجاست. همچنین او اذعان داشت که مسیر آینده یک ذره هم نمی تواند قایل پیش بینی باشد. به خاطر این عدم قطعیت‌های بزرگ و سرعت، در نتیجه آینده هم غیرقابل پیش‌بینی است.

۹-کوانتش تابش

این قانون برای اولین‌بار توسط ماکس پلانک برای حل مسئله تابش جسم سیاه ارائه شد و به نظریه کوانتوم ختم گردید. این قانون اعلام می دارد که انرژی الکترومغناطیسی فقط تا مقدار ِ معینی می تواند جذب یا منتشر شود. حالا یافته‌ها نشان می دهد که دلیل آن، تابش الکترومغناطیسی است، نَه موج پیوسته. بلکه فوتون‌های زیادی در این امر نقش دارند و انرژی فوتون(E) متناسب با فرکانس(f) است.

در آن زمان، این کار فقط یک ترفند ریاضی به حساب می آمد که پلانک از آن برای حل این مسئله بغرنج استفاده کرد. اما اینشتین این مفهوم را به فوتون‌ها نسبت داد و از این معادله امروزه بعنوان تولد نظریه کوانتوم یاد می شود.

۱۰-آنتروپی بولتزمن

این معادله کلیدی در مکانیک آماری توسط لودویگ بولتزمن معرفی شد. که آنتروپی (بی‌نظمی) حالت ماکرو(S) را به تعداد حالت‌های میکرو(W) نسبت می دهد. حالت میکرو(microstate) با تصریح ویژگی‌های هر ذره، سیستم را توصیف می کند. لذا حالاتی نظیر مومنتوم(تکانه) ذره و موقعیت ذره در اینجا اهمیت پیدا می کنند.

حالت ماکرو به ویژگی‌های جمعی گروهی از ذرات اشاره می کند، مثل دما، حجم و فشار. نکته کلیدی این است که حالت میکروی متعددی می توانند با آن حالت ماکرو تناسب داشته باشند. پس بی نظمی با آرایش ذرات در درون سیستم (سامانه) ارتباط دارد. این معادله می تواند برای به دست آوردن معادلات ترمودینامیکی نظیر قوانین گاز ایده آل” مورد استفاده قرار گیرد.

جایزه: نمودارهای فاینمن

نمودارهای فاینمن نمایش تصویری بسیار ساده‌ای از فعل و انفعال ذرات هستند. آنها تصویر زیبایی از فیزیک ذره‌ای را ارائه می دهند، اما آنها را دست کم نگیرید. فیزیکدانان نظری از این نموارها به عنوان ابزار کلیدی در محاسبات پیچیده استفاده می کنند. قواعدی برای رسم یک نمودار فاینمن وجود دارد. یک نمونۀ ویژه که می توان به آن اشاره کرد این است که هر ذره‌ای که به سمت عقب در زمان (یعنی به گذشته) حرکت می کند، یک پادذره است (متناظر با ذرۀ استاندارد اما مخالف با بار الکتریکی خودش).

فاینمن جایزۀ نوبل را بخاطر کار روی الکترودینامیک کوانتومی کسب کرد و فعالیت‌های علمی زیادی انجام داد، اما شاید معروف‌ترین میراث او نمودارهایش باشد که هر دانشجوی فیزیکی نحوۀ رسم و مطالعۀ آنها را یاد می گیرد. فاینمن حتی این نمودارها را بر روی ماشینش نیز رسم کشیده بود.

آیا انسان در نوک قله ی تکامل موجودات زنده قرار دارد؟
آیا انسان می تواند یا می توانست کامل تر از اینگونه که هست باشد؟
آیا بهترین آناتومی و فیزیولوژی بدنی مختص انسان است؟

شاید پرسش های مشابه در ذهن شما به وجود آمده باشد و یا پرسش های بسیار زیادی در مورد اینکه عضوی در بدن اگر نبود چه پیش می آمد. یا فایده ی آن برای انسان چیست؟
برای پاسخ به این پرسش ها در ابتدا باید به سه پرسش اساسی پاسخ گفت. آیا عضوی در بدن هست که برای انسان بلااستفاده باشد؟ و پرسش دوم اینکه آیا تمامی اعضای بدن بدون نقص کار می کنند؟ و آیا بدن انسان می توانست بهتر از این باشد؟
در بدن انسان دستگاه ها و اعضای زیادی فعالیت میکنند که هدف مجموعه ی آنها حفظ بقا و زاد و ولد میباشد. بیایید ریزبینانه تر به قضیه بنگریم…آیا تا به حال شده که در هنگام بلع لقمه ی غذا یا آب دچار خفگی شوید؟ علت آن در ساختار گلوی شماست ! مراکز بلع در دو طرف ساقه مغز قرار دارند و با تشکیلات مشبک در ارتباطند. دو ناحیه مذکور دارای ارتباطات بسیار گسترده ای هستند و همین امر باعث می شود هر یک از آنها بتوانند به تنهایی هماهنگی لازم طی مرحله حلقی و مروی را بوجود آورند. از ۱۲ جفت اعصاب مغزی ۴جفت آنها یعنی زوجهای ۵،۷،۹ و۱۰ تامین کننده حس عمومی و اطلاعات مربوط به مزه ،حرارت و قوام ماده غذایی می باشند. و پنج زوج اعصاب ۵،۷،۹،۱۰و۱۲ مسئول انجام مراحل دهانی و حلقی بلع می باشند.

در هنگام بلع زبان به طرف بالا حرکت کرده و ماده غذایی را به طرف گلو هدایت می کند. در گلو دریچه ای به نام اپیگلوت یا دریچه ی نای از ورود ماده غذایی به درون نای جلوگیری می کند. جنس این دریچه از بافت غضروفی انعطاف پذیر و پوشیده شده با غشای لعاب مانند است که به ورودی حنجره متصل است. و اما حادثه ی ناخوشایند خفگی زمانی رخ میدهد که در هنگام بلع به هر دلیلی ( تنفس ، حرف زدن و …) اپی گلوت راه نای را نبندد و قسمتی یا تمام ماده ی غذایی وارد نای شود… خفگی در هنگام بلع بسیار شایع بوده و حتی می تواند منجر به مرگ شود !
به نظر شما اگر راه تنفسی و گوارشی از هم مجزا بود به همین سادگی بقای فرد تهدید می شد؟
در اینجا به بررسی ۲۰ قسمت بدون استفاده در بدن انسان می پردازیم :

۱) ارگان ومرونازال VOMERONASAL ORGAN: یا ارگان جاکوبسون که حفره ای است در پل های بینی دو سمت با گیرنده های شیمیایی که در انسان عملکردی ندارند. در جانوران پست تر وظیفه درک ماده شیمیایی فرومون رو بر عهده دارند. (فرومون در جانوران پست تر برای جلب و جذب جنس مخالف کاربرد داشته است)

۲)عضلات خارجی گوش: ۳ عضله هستند که در بخش خارجی گوش واقع شده اند و در سایر حیوانات نظیر خرگوشها و سگها، وظیفه حرکت مستقلانه گوش از سر را بر عهده دارند. اما انسانها هنوز دارای آن هستند و توسط این عضلات است که بعضی از افراد می‌توانند گوششان را تکان دهند.

۳) دندان عقل: در انسانهای اولیه که مقادیر زیادی از گیاهان رو جهت به دست آوردن انرژی مصرف می‌کردند داشتن یک جفت اضافه دندان آسیا در هر فک مفید به نظر می‌رسید اما در انسانهای امروزی که انواعی از غذاها را مصرف می‌کند، زیاد ضروری به نظر نمی‌آید

۴) دنده گردنی: حدود یک درصد از مردم یک جفت دنده اضافی در بالای دندهای خود (در بخش گردن) دارند که به نظر می‌رسد باقی‌مانده از اجداد خزنده ما باشد. این دنده می‌تواند در این افراد مشکلات عروقی یا عصبی ایجاد کند.

۵) پلک سوم: در اکثر پرندگان و داران یک لایه محافظ به عنوان پلک سوم بر روی چشمشان وجود دارد که وظیفه حفاظت از چشم و خروج شن ریزه و گرد و غبار را از چشم بر عهده دارد. باقی مانده این پلک در انسان به صورت یک چین نازک در گوشه داخلی چشم وجود دارد.

۶) تکمه یا نقطه داروین: اگر لبه خارجی لاله گوش خود رو لمس کنید به یک برجستگی بر‌می‌خورید که به نام دکمه داروین مشهور است. در حیواناتی نظیر خرگوش این تکمه در انتهای گوشها قرار دارد و وظیفه فو صداهای دور را روی گوش بر عهده دارد.

۷) عضله زیر ترقوه: عضله کوچکی که در زیر شانه قرار دارد و از دنده اول به ترقوه کشیده شده است و در صورتی برای انسان مفید بود که هنوز بر روی ۴ پا راه می‌رفت. البته بعضی از مردم این عضله را ندارند و بعضی نیز یک جفت از آن را دارند.

۸) عضله پالماریس (خیاطه): عضله بلند و نازکی که از زانو به کمر کشیده شده و ۸۹ درصد مردم دارای این عضله هستند. این عضله در جانوران پست تر در آویزان شدن و بالا رفتن از درخت بسیار مهم است. جراحان معمولا این عضله رو در جراحی های ترمیمی عضلات برداشته و از آن استفاده می‌کنند.
۹) نوک پستا‌ن در مردان: مجاری شیری قبل از اینکه هورمون جنسی مردانه (تستوسترون) در جنین باعث ایجاد صفات مربوط به جنس مذکر بشود به وجود می‌آیند. مردان دارای بافت پستا‌نی هستند اما عملا استفاده‌ای از آنها نمی‌کنند.

۱۰) عضلات صاف کننده مو: در بسیاری از جانوران این عضلات که در قاعده موهای بدن واقع شده اند وظیفه سیخ کردن موهای جانور را در هنگام بروز خطر دارند تا جانور بتواند از آن به عنوان ترساندن مهاجم استفاده کند.این عضلات در پرندگان موجب با اصطلاح پف کردن پرهای پرنده و در نتیجه گرم نگه داشتن دمای بدن می شود.

۱۱) زائده آپاندیس: یک لوله عضلانی باریک در روده بزرگ که در به نظر می‌رسد باقی مانده بخش از روده جانوران باشد که وظیفه هضم سلو غذا (گیاهان) را بر عهده داشته باشد. اما در انسان بیشتر حاوی گلبول های سفید و غدد لنفاوی است. و مشکلات عفونی عدیده ای را به وجود می آورد.

۱۲)موهای بدن: ابروها در جلوگیری از ورود عرق به چشم ها و موها در آقایان در انتخاب جنس‌ی نقش دارند. اما به نظر می‌رسد اکثر موها در بدن نقش موثری را ایفا نمی‌کنند

۱۳) دنده سیزدهم: در شامپانزه ها و گوریل ها ۱۳ جفت دنده وجود دارد در حالی که در انسانها ۱۲ جفت. اما ۸ درصد از مردم دارای جفت دنده سیزدهم هستند که به نظر نمی‌رسد عملکردی را در آنها ایفا کند

۱۴) عضله کف پایی: به نظر می‌رسد در جانوران پست تر وظیفه چنگ شدن و قلاب شدن پاها به شاخه ها را بر عهده داشته است . اما در انسان به نظر می‌رسد فقط کمی کف پا را به پایین خم می‌کند. در ۹ درصد مردم این عضله وجود ندارد

۱۵) رحم مردانه: باقی مانده از ارگان تناسلی نه که از غده پروستات مرد آویزان است

۱۶) انگشت پنجم پا: در پریماتها و داران پست تر انگشتان پا وظیفه چنگ زدن و آویزان شدن از شاخه ها را بر عهده داشته اند اما انسانها احتیاج به انگشتان بزرگ پا دارند تا بتواندد با آنها ایستاده راه رفته و تعادل خود را حفظ کنند. لذا به نظر می‌رسد انگشت پنجم یا کوچکترین انگشت پا نقش اصلی در این مورد ایفا نکند.

۱۷) وازدفران (لوله منی) ن: ارگان تکامل نیافته مردانه که انتهای در کنار تخمدانها قرار دارد. فاقد عملکرد است

۱۸) عضله هرمی (پیرامیدال) : حدود ۲۰ درصد افراد این عضله مثلثی، کوچک و شبیه کیسه را که در استخوان شرمگاهی (پوبیس) است ندارند. به نظر می‌رسد این عضله باقی مانده‌ای از کیسه در جانوران کیسه دار باشد.

۱۹) استخوان دنبالچه (کوکسیس): مجموعه چند مهره به هم جوش خورده کوچک که درا نتهای ستون مهره ها واقع شده و در داران دیگر وظیفه حفظ تعادل و ارتباط را بر عهده دارد. اما در انسان نقشی را بر عهده ندارد.

۲۰) سینوسهای اطراف بینی: به نظر می‌رسد در انسانها نخستین این سینوسها سرشار از مخاط بویایی بوده تا به این ترتیب حس بویایی آنها را تقویت کرده و آنها را از خطرات حفظ کند. اما نقش انها در انسان امروزی به شکل دهی به صورت، گرم کردن هوای ورودی به ریه ها و سبکتر شدن سر کمک می‌کند. التهاب این سینوسها باعث سینوزیت می‌شود.

لحظاتی پیش از برخورد کوه یخ با تایتانیک – اثر سیمون فیشر

در تاریخ ۱۰ آوریل سال ۱۹۱۲، کشتی تایتانیک از ساوث همپتون انگلستان راهی نخستین سفر خود شد، این کشتی مسافربری پس از سوار کردن مسافران در شربورگ فرانسه و کویینزتاون (اکنون Cobh) ایرلند، راهی غرب شد تا با پیمودن سراسر اقیانوس اطلس به نیویورک برود؛ ولی هرگز به مقصد نرسید. در ساعت ۱۱:۴۰ شب ۱۴ آوریل، تایتانیک با یک کوه یخ برخورد کرد و تا ساعت ۲:۲۰ بامداد ۱۵ آوریل، این کشتی غول پیکر به ژرفای امواج اقیانوس فرو رفته بود. گرچه ۷۰۰ مسافر به کمک قایق های نجات زنده ماندند ولی نزدیک به ۱۵۰۰ مسافر و خدمه ی کشتی در آب های یخ زده جان خود را از دست دادند. سال ۲۰۱۲ یادآور یکصدمین سال غرق شدن تایتانیک بود، ولی به جز آن، یادآور بیشینه ی کم شناخته شده ی حضیض ماه در ۴ ژانویه ی ۱۹۱۲ نیز بود، در این مقاله ما به بررسی این موضوع می پردازیم که آیا این دو رویداد می توانسته اند به واسطه‌ی اثر ماه بر جزر و مد اقیانوس با هم ربطی داشته باشند.

شبی بدون مهتاب

دیوید رابینکم و دیوید رولندز در صفحه ی ۷۹ اسکای اند تلسکوپ اکتبر ۱۹۹۳ درباره ی ارتباطی میان ماه و غرق شدن کشتی تایتانیک نوشتند: دیده بان های کشتی به روال عادی همیشه، در آن شب هم به دنبال شکست امواج که پیرامون بخش ِ بیرون از آبِ یک کوه یخ دیده می شود می گشتند؛ موج های سفید به آسان تر دیده شدن کوه یخ کمک می کردند. ولی در آن شب عملا هیچ موج مرده ای یا بادی نبود؛ اگر کوه یخی در آن اطراف بود، تک موج های کوچکی می بایست به وجود می آورد. ولی ماه در آسمان نبود. اگر موج کف داری آن جا بود، یا حتی خود کوه یخ … چه بسا مهتاب دیدنش را ساده تر می کرد.» هنگامی که افسر دوم، چار اچ لایتولر در برابر بازجوهای بریتانیا گواهی می داد، از او خواسته شد شرایط آن شب را بیان کند. وی پاسخ داد: نخست این که، ماه در آسمان نبود.»

لارنس بیزلی، یکی از مسافران، پس از ناپدید شدن تایتانیک از درون قایق نجات به پیرامون نگاه کرد و متوجه چیزی دیگر درباره ی آسمان شد. وی در ۱۹۱۲ در کتابش نابودی اس اس تایتانیک” نوشت: نخست این که وضعیت آب و هوا باورنکردنی بود. آن شب یکی از زیباترین شب هایی بود که تاکنون دیده ام: حتی یک تکه ابر هم در آسمان نبود که از درخشش زیبای ستارگان بکاهد، ستارگانی که آنچنان در کنار هم فشرده شده بودند که در برخی از جاها، نقاط درخشانی که بر پهنه ی آسمان تاریک دیده می شد از خود آسمان پس زمینه بیشتر بود… اگر ستاره ای پایین می آمد و به لبه ی آب هم می رسید چیزی از تابناکیش کم نمی‌شد.»

و سرانجام، اندکی پیش از سر زدن آفتاب پانزدهم آوریل، بیزلی با دیدن یک کشتی مسافربری که در حال نزدیک شدن بود دریافت که گروه نجات سر رسیده. آسمان مشرق روشن شده بود و قایق نجاتی که وی در آن بود به سوی کشتی کارپتیا می رفت: و سپس انگار که همه چیز برای خوشبختی ما رو به تکمیل بود، سپیده دم آمد. نخست سوسویی آرام و زیبا در دوردست خاور، و پس از آن یک درخشش طلایی ملایم که به آرامی از پس خط آسمان بر می خاست… و در پی آن ستارگان به آرامی مردند — تنها یکی نجات یافت که درست بالای افق و تا زمانی دراز پس از بقیه بر جا ماند؛ و نزدیک آن، هلالی رو به شمال که نوک پایینیش درست چسبیده به افق بود؛ باریک ترین و کم نورترین ماه.» این آخرین ستاره” ی به جا مانده در واقع چنانچه رابینسون و رولندز نوشته اند، سیاره ی ناهید بود.

حضیض ماه در ۱۹۱۲

اگر ماه در آن شب سرنوشت ساز در آسمان بود، دیده بان های تایتانیک احتمالن می بایست کوه یخ را به موقع می دیدند و از برخورد جلوگیری می شد. ولی غیاب ماه در شب غرق شدن، بخش محض داستان است. در بهار ۱۹۱۲ شمار کوه یخ هایی که به مسیر کشتیرانی شمال اقیانوس اطلس رسیدند به گونه ای غیرعادی زیاد بود؛ که دلیلش چه بسا همزمانی و تلاقی نادر رویدادهای نجومیی بود که دامنه ی کشند (جزر و مد) اقیانوس را غیرعادی ساخته بودند. آیا این کشندها نقشی در آوردن کوه یخ بر سر راه تایتانیک داشتند؟

این ترکیب نادر کیهانی (ابَرماه) نخست باعث همگرایی یک رویداد مه کشند” (spring tide) و یک رویداد کشند حضیضی”(perigean) شد. مه کشند یا کشند فنری هم در زمان ماه نو و هم در زمان ماه کامل (یکم و پانزدهم ماه) روی می دهد. در آن هنگام، خورشید، زمین و ماه در یک خط قرار گرفته و اثر خالص نیروهای کشندی خورشید و ماه بیشتر می شود. کشندهای حضیضی زمانی رخ می دهند که ماه در مدار بیرون از مرکزش به گرد زمین، در نزدیک ترین نقطه به زمین قرار می گیرد (حضیض مداری)، بنابراین نیروی کشندزای ماه بیشینه است. اگر حضیض ماه در زمان ماه کامل یا ماه نو رخ بدهد، مه کشند حضیضی” با دامنه ای به طور غیرعادی بلند رخ خواهد داد. مه کشندهای حضیضی منحصرن نادر نیستند. هر گاه یک حضیض با ماه نو همزمان شود، ۶ و ۶ ماه قمری پس از آن هم دوباره حضیض ماه نزدیک به ماه کامل رخ خواهد داد، و پس از یک بازه ی زمانی مشابه، دوباره حضیض نزدیک ماه نو می افتد، و همینطور ادامه می یابد.
ولی موقعیتی از این هم کمیاب تر هست که زمانی پیش می آید که مه کشند حضیضی همزمان با حضیض خود زمین (اوایل زمستان) رخ دهد، هنگامی که زمین در مدارش به گرد خورشید، در نزدیک ترین نقطه به خورشید قرار می گیرد. در این هنگام هم نیروهای کشندزای خورشید بیشینه اند. در اوایل ۱۹۱۲ چنین همزمانی نجومی رخ داد:

۳ ژانویه ی ۱۹۱۲، ۱۰h ۴۴m UT، زمین در حضیض
۴ ژانویه ی ۱۹۱۲، ۱۳h ۲۹m UT، ماه کامل
۴ ژانویه ی ۱۹۱۲، ۱۳h ۳۵m UT، ماه در حضیض

همگرایی کشندی– همزمانی سه پدیده ی نجومی در ۴ ژانویه ی ۱۹۱۲ به افزایش توان نیروهای کشندزا روی اقیانوس های زمین انجامید. ماه نسبت به خورشید در نقطه ی مقابل زمین قرار داشت و یک قرص کامل ماه پدید آورد (باعث مه کشند شد). ماه در نزدیک ترین نقطه ی مدارش نسبت به زمین بود (حضیض)، که به افزایش کشش گرانشی آن روی زمین می انجامد. و زمین به نزدیک ترین نقطه ی مدار سالانه اش به گرد خورشید (حضیض) نزدیک می شد که آن هم باعث افزایش نیروی گرانش خورشید می شد. افزایش نیروهای کشندی در ۴ ژانویه ی ۱۹۱۲، به همراه نزدیکی حضیض ماه در ۶ دسامبر ۱۹۱۱، و ۲ فوریه ی ۱۹۱۲، می تواند باعث بازشناور شدن کوه یخی شده باشد که سرانجام سر از جنوب و مسیر تایتانیک در آورد.

زمان محاسبه شده ی ماه کامل و حضیض ماه در ژانویه ی ۱۹۱۲ تنها شش دقیقه با هم اختلاف دارند. این زمان بندی برای روی یک خط قرار گرفتن خورشید-زمین-ماه، همراه با تاثیر نیرومند خورشید، حضیض فوق العاده نزدیکی برای ماه به وجود آورد: فاصله ی ۳۶۵۳۷۵ کیلومتر یا ۲۲۱۴۴۱ مایل از زمین در ۴ ژانویه ی ۱۹۱۲. فاصله ی معمول ماه در حضیض هایش حدود ۳۶۳۰۰۰ کیلومتر است. در آن تاریخ، کل نیروهای کشندزای ترکیبی از نیروهای ماه و خورشید، ۷۴% نیرومندتر از نیروی کشندزای ماه در فاصله ی میانگینش از زمین بود.

تا جایی که می دانیم، فرگوس جی وود، یک کارشناس جزر و مد در سازمان ملی اقیانوس (بعدها NOAA)، نخستین نویسنده ای بود که با اشاره به نزدیک ترین حضیض ماه میان سال های ۱۶۰۰ تا ۱۹۹۹، توجه ها را به این تاریخ جلب کرد (نقش راهبردی مه کشندهای حضیضی، ۱۹۷۸، صفحه ی ۲۱۹). به طور مستقل، راجر سینوت هم ستاره شناس بلژیکی، ژان میوز را از این رویداد نادر آگاه کرد، و پس از آن هم میوز محاسبات را اصلاح کرد و در کتاب سال ۲۰۰۲ خود – More Mathematical Astronomy Morsels (ویلمن- بل)، دامنه ی سال ها را گسترش داد. برای یافتن حضیضی نزدیک تر از حضیض سال ۱۹۱۲ یا باید به سال ۷۹۶ میلادی برگردیم (۳۵۶۳۶۶ کیلومتر) یا باید به آینده و سال ۲۲۵۷ برویم (۳۵۶۳۷۱ کیلومتر). بنابراین بیشینه ی حضیضی که در ۴ ژانویه ی ۱۹۱۲ روی داد، به عنوان بیشترین حد نزدیکی ماه به مرکز زمین در یک بازه ی زمانی بیش از ۱۴۰۰ سال شناخته می شود.

افزایش یخزایی؟

یخچال های طبیعی غرب گرینلند منبع اکثریت نزدیک به اتفاق کوه های یخی هستند که توسط جریان های اقیانوس وارد خطوط کشتیرانی شمال اقیانوس اطلس می شوند. وقتی یخ های یخچالی به ساحل گرینلند می رسند، بخش انتهایی یخچال ها می شکند (فرآیندی که به نام یخزایی شناخته می شود) و تکه های آن به صورت کوه های یخ در آب شناور می شوند. فعال ترین نقطه ی یخزایی، به ویژه نیمه ی شمالی خط ساحلی می باشد که از یخچال همبولت در حوضه ی کِین تا یخچال جاکوبزهاون در خلیج ادامه دارد.

یخزایی– این نمای هوایی کوه های یخ را نشان می دهد که از شکسته شدن یخچال جاکوبزهاون در خاور خلیج ، در ساحل باختری گرینلند پدید آمده اند. یخچال های ساحل باختری گرینلند منبع تقریبن همه ی کوه های یخی هستند که توسط جریان های اقیانوسی وارد مسیر کشتیرانی اطلس شمالی می شوند، و یخچال جاکوبزهاون به ویژه یکی از یخچال های پرکار آنست.

نیویورک تایمز برای یافتن توضیحی درباره ی فراوانی غیرعادی کوه یخ هایی که در بهار ۱۹۱۲ به مسیرهای کشتیرانی رسیدند، با دانشمندان دفتر هیدروگرافی (آبنگاری) آمریکا مصاحبه کرده و آن را طی مقاله ای در شماره ی ۵ می ۱۹۱۲ منتشر نمود. به استدلال این کارشناسان، شرایط آب و هوای قطبی در سال پیش از آن نقشی مهم [در این زمینه] داشتند: در پیدایش حجم فوق العاده زیادی یخ شناور از یخچال‌های غرب گرینلند … یخ هایی که اکنون در اقیانوس اطلس شمالی دیده می شود بسیار فراوانند زیرا مناطق قطبی در طی سال گذشته تابستانی به طور غیرعادی گرم، و در پی آن هم زمستانی به گونه ای غیرعادی ملایم داشتند … این تابستان گرم باعث بیشتر آب شدن یخچال ها شد، که احتمالن به جابجایی سریع تر آن ها، و شکل گیری شمار بیشتری کوه یخ، همراه با آزادسازی کوه های فشرده و انبوه و میدان های یخی که چه بسا فصل های بیشماری آنجا مانده بودند انجامید و پیایند آن هم این بود که رانش یخ ها به سوی جنوب بیش از سال های معمولی انجام گرفت.»

فرگوس وود ظاهرن نخستین نویسنده ای بود که نقش احتمالی بیشینه ی حضیض ماه در ژانویه ی ۱۹۱۲ را در پیدایش کوه یخ تایتانیک بیان کرد. وی در نشریه ی پژوهش های ساحلی ۱۹۹۵ استدلال کرد که افزایش دامنه ی جزر و مد باعث شد زبانه های یخی که از یخچال یاکوبزهاون تا درون آبدره امتداد داشت انعطاف پذیر شده و به بالا و پایین جابجا شود. به گفته ی وود: در طول پدیده ی مه کشند، شمار یخزایی ها هم به گونه ی چشمگیری بیشتر می شود.» و به ویژه بر جزر و مدهای اقیانوسی تاکید کرد که در اثر رویدادهای دقیق ستاره شناختی در ۴ ژانویه ی ۱۹۱۲… و تمرکز بسیار زیاد نیروهای گرانشیِ افزایش یافته ی آن ها” به وجود آمده بودند. وی نتیجه گرفت که تاریخ احتمالی یخزایی کوه یخ تایتانیک [و ورودش به آب های آزاد] حدود ۴ ژانویه ی ۱۹۱۲ بود.”

ولی خود وود یک نقص را در این اندیشه تشخیص داد — یک کوه یخ که در اوایل ژانویه نزدیک خلیج پدید آمده می بایست سریع تر از معمول حرکت کند تا بتواند در ۱۴ آوریل وارد مسیر کشتیرانی شده و سر راه تایتانیک قرار گیرد. وی دریافت که کوه های یخ می‌توانند در اثر عواملی بیشمار خرد شوند، تاخیر داشته باشند، تغییر مسیر بدهند، و حتی جایی گیر بیفتند یا به گل بنشینند» و همه ی این ها می توانند زمان سفر آن ها را افزایش دهند. او ناچار شد فرض کند که کوه های یخ پدید آمده در گرینلند در ژانویه ی ۱۹۱۲ راه خود را با سرعت و بدون وقفه به سوی مقصدهای پایانی خود” پی گرفته بودند و به ویژه کوه یخ تایتانیک یکی از سریع ترین موارد جابجایی ممکن” را انجام داده بوده.

نسخه ی ۱۹۳۸ راهنمای کاربردی ناوبری آمریکا -Bowditch- برای زمان مورد نیاز یک قاعده ی کلی ارایه داد: اگر کوه های یخ به محض شکل گیری (یخزایی) وارد آب شده و به سوی جنوب شناور شده باشند و هیچ مانعی هم پیش رویشان نداشتند، سفرشان به طول ۱۲۰۰ تا ۱۵۰۰ مایل [دریایی] می بایست ۴ تا ۵ ماه به طول می انجامید…» فاصله ی خلیج تا محل برخورد تایتانیک کمتر از ۱۶۴۰ مایل دریایی بود و بدین ترتیب یک کوه یخ معمولی که بدون تاخیر و یکراست به سوی جنوب حرکت کرده باشد برای رسیدن به آن محل نیاز به ۵ ماه زمان داشت.»

برای پذیرفتن نظریه ی وود مبنی بر حرکت سریع کوه یخ رو به جنوب پس از یخزایی یک مشکل دیگر هم وجود دارد. جریان غالب غرب گرینلند معمولن یخ های شناور را از چندین ماه قبل از آن که یخ ها سفرشان را رو به جنوب آغاز کنند آن ها را به شمال می برد و سپس در خلاف جهت عقربه های ساعت دور خلیج بافین می چرخاند. چنانچه در راهنمای Bowditch سال ۱۹۶۲ ذکر شده: پرکارترین منبع شخ های شناور ساحل غربی گرینلند است… جریان های غرب گرینلند یخ ها را به شمال و سپس به غرب می برند تا زمانی که با جریان رو به جنوب لابرادور برخورد کنند. کوه یخ های غرب گرینلند معمولن نخستین زمستان خود را در خلیج بافین می گذرانند. در طی تابستان بعدی توسط جریان لابرادور به سوی جنوب رانده می شوند. در بسیاری موارد، زمستان دوم آن ها در تنگه ی دیویس سپری می شود.»

سفر کوه یخ

اگر کوه یخ تایتانیک در ۱۹۱۰ یا ۱۹۱۱ از یخچال مادرش در گرینلند به دنیا آمده بوده، پس شاید چنین به نظر برسد که جزر و مدهای اقیانوسی در ژانویه ی ۱۹۱۲ ارتباطی با غرق شدن تایتانیک نداشتند. ولی ما می توانیم در نظریه ی وود یک اصلاح انجام دهیم — سناریویی که در آن حضیض بیشینه ی ماه در ۴ ژانویه ی ۱۹۱۲ همچنان نقشی مهم در تاریخچه ی کوه یخ تایتانیک بازی کند، حتی می توان گفت این کوه یخ اصلن از همان آغاز از گرینلند جدا نشده بوده.

خط سیر برخورد– این نقشه مسیر شناخته شده ی تایتانیک و یک مسیر احتمالی برای کوه یخ را نشان میدهد. ما هرگز مسیر واقعی آن کوه یخ را نخواهیم دانست، ولی آنچه امروز از مسیرها و الگوهای رانش یخ های شناور می دانیم این سناریوی بسیار پذیرفتنی را پدید می آورد. اگر اثرات کشند افزوده ی چند ماه پیش از ماجرا نبود، شاید کوه یخ در ساحل لابرادور یا نیوفوندلند به گل می نشست و برای همیشه آنجا می ماند تا سرانجام آب شود.

کوه های یخ همچنان که در راستای سواحل لابرادور و نیوفوندلند رو به جنوب حرکت می کنند، می توانند به سوی آب های کم عمق رانده شده و به گل بنشینند. واژه نامه ی خدمات آبنگاری کانادا دو واژه برای توصیف یخ های ایستا تعریف کرده: grounded ice” یخ شناوریست که موقتن در یک آب کم ژرفا به گل نشسته، در حالی که stranded ice” یخیست که پس از شناور شدن، در اثر جریان آب به عقب برگشته و در ساحل ماندگار می شود. برخی از کوه های یخ به گل نشسته سر جایشان می مانند و بدون دورتر رفتن از بین می‌روند، ولی مواردی دیگر هست که دوباره شناور می‎شوند و حرکتشان به سوی جنوب را پی می گیرند. به گفته ی راهنمای Bowditch در سال ۱۹۳۸ ، کوه های یخ به همین شیوه ی ایستادن و رفتن در مسیر جریان لابرادور پیش رفته و سفر خود به سوی جنوب را آغاز می کنند”: بسیاری از آن ها در حوضه ی قطبی به گل می نشینند و همان جا فرو می پاشند؛ بقیه به سواحل لابرادور می رسند و از این سر تا سر دیگرش به طور پیوسته به گل می نشینند و دوباره راه می افتند… با این همه درنگ و تاخیر و این همه بی نظمی و سرگردانی در سفر یخ های شناور، بسیاری از یخ هایی که در هر فصل دیده می شود [در واقع] ممکن است چندین فصل پیش از آن پدید آمده باشند.»

دقیقن همین شیوه ی جابجایی در کتاب سال ۱۹۸۳ ی ریچارد براون به نام سفر کوه یخ” توصیف شده؛ کتابی که نگاهی یگانه و منحصر به فرد به فاجعه ی تایتانیک دارد: از چشم خود کوه یخ. گرچه این یک کتاب داستان تخیلیست ولی به گمان خود نویسنده، می تواند از نظر علمی پذیرفتنی باشد. در کتاب براون، یخزایی کوه یخ تایتانیک در سال ۱۹۱۰ در یخچال جاکوبزهاون انجام گرفته، به سوی خلیج حرکت کرده، و سپس با جریان غرب گرینلند، رو به شمال و تا ساحل رفته. کوه یخ براون زمستان ۱۹۱۱ -۱۹۱۰ را در انتهای شمالی خلیج بافین گذرانده، و در تابستان دوباره به سوی غرب شناور شده و حرکتش به سوی جنوب را در اوت ۱۹۱۱ آغاز نموده است. این کوه یخ چندین بار به گل می نشیند و دوباره شناور می شود تا در ۱۴ آوریل ۱۹۱۲ به مسیر تایتانیک می رسد.

بی گمان ما هرگز منشا و مسیر واقعی کوه یخ تایتانیک را نخواهیم دانست، ولی روایت براون با کوه یخی که بارها به گل می‌نشیند و دوباره به راه می افتد، سناریویی پذیرفتنی است. جریان های کشندی شاید به فرسایش پایه ی کوه های یخی که به گل نشسته اند کمک کند، و بالا آمدن زیاد آب طی مه کشندهای حضیضی هم می تواند در شناور شدن دوباره ی این کوه های یخ و حتی یخ های بازگشته به ساحل” نقش داشته باشد، به ویژه آن هایی که به هنگام بالا آمدن معمولی آب به ساحل برگشته بوده اند.

در ۶ دسامبر ۱۹۱۱، یک ماه کامل ۲۲ ساعت پیش از رسیدن ماه به حضیض روی داد. در ۴ ژانویه ی ۱۹۱۲، ماه کامل و حضیض ماه تنها ۶ دقیقه با هم فاصله داشتند. در ۲ فوریه ی ۱۹۱۲، ماه کامل ۲۲ ساعت پس از حضیض ماه روی داد. ما به عنوان یک اصلاحیه در نظریه ی آغازین وود در پیوند دادن ستاره شناسی و تایتانیک، چنین مطرح می کنیم که مه کشند حضیضی در هر یک از این سه ماه — به ویژه زمان نزدیک به حضیض بیشینه ی ماه که در ۴ ژانویه رخ داد – می توانستند به بازشناور شدن کوه های یخ کمک کنند.

کوه یخ تایتانیک شاید زمان زیادی را در میان یخ های به گل نشسته یا بازگشته به ساحل نزدیک تنگه ی هادسون یا در راستای سواحل لابرادور و نیوفوندلند سپری کرده بوده. این جاها آنقدر جنوبی هستند که یخ های بازشناور شده ای که راهشان را دوباره به سوی جنوب پی گرفته اند، تا نیمه های آوریل زمان کافی برای رسیدن به مسیرهای کشتیرانی داشته باشند، زمانی که دیده بان کشتی، فردریک فلیت به آسمان پرستاره نگریست و این واژگان را گفت: کوه یخ، راست به طرف ما می آید»

با این حال سفر در زمان رویای دیرینۀ بشر بوده و هست و همین طور رویای دانشمندان بزرگی همچون آلبرت اینشتین. با همه اینها باید دید در آینده چه اتفاقی خواهد افتاد. در سال ۱۹۰۳ برادران رایت موفق به ساخت و آزمایش اولین هواپیمای تاریخ شدند و توانستند به یکی از بزرگترین اختراع تاریخ دست پیدا کنند، با این حال در سال‌های قبل از آن هیچکس باور نمی کرد که روزی انسان بتواند از طریق این وسیله مسافت‌های طولانی را در کمترین زمان طی کند. مسئله سفر در زمان در حال حاظر دقیقا مشابه این مثال است، چه بسا اختراعاتی که باعث تغییری چشمگیر در تکنولوژی شده‌اند که سال‌های قبل از اختراع آن وقتی حرف از وجود همچین چیزی می شد خیلی‌ها به وجود آمدنش را انکار می کردند و ساخته شدن آنها را غیرممکن می دانستند.

گردشی در زمان

زمان در فیزیک در واقع بُعدی است که تمامی اتفاقات در آن از گذشته، حال و آینده رخ می دهد. همۀ ما در حال پیش‌روی در زمان با سرعت ثابتی هستیم، یعنی ۶۰ ثانیه در هر دقیقه. اما آیا روزی انسان می تواند به طور عادی در زمان سفر کند؟ یا می تواند گذشته یا آینده را با چشمان خود ببینید؟ در حال حاظر از نظر دانشمندان سفر در زمان ممکن است و آنها معتقد هستند که سفر در زمان روزی به واقعیت بدل می شود.

در ادامه این مقاله به بررسی امکان‌پذیری سفر در زمان و بررسی نظریه دانشمندان مطرح در این زمینه خواهیم پرداخت. شاید امکان سفر به آینده وجود داشه باشد. در سال ۱۹۰۵ آلبرت اینشتین در نظریه نسبیت خاص خود که دیدگاهی جدید برای در نظر گرفتن حرکت اجسامی که دارای سرعتی نزدیک به سرعت نور دارند را ارائه نمود. پیش‌بینی اصلی نظریه نسبیت خاص پدیده‌ای به نام اتساع زمان بود. مفهوم این پدیده یعنی گذشت یک ساعت در حال حرکت آهسته‌تر از گذشت یک ساعت در حال س می باشد.

در سرعتی نزدیک به سرعت نور زمان عملا متوقف می شود. یعنی اگر فضانوردی در یک فضاپیمایی که توانایی نزدیک شدن به سرعت نور را دارد، باشد. اگر حتی از نظر کره زمین این فضانورد یک سال در فضا باشد در ساعت او تنها یک ثانیه سپری شده. حال اگر اول از نظر ساعت خود یک سال با سرعتی نزدیک به سرعت نور باشد زمانی که به زمین برسد او بعد از گذشت بیش از ۳۱ میلیون سال به زمین برمیگردد. اتساع زمان نه تنها یک نظریه نیست بلکه تمامی شواهد و آزمایش‌های مختلف اندازه‌گیری شده و یک پدیده واقعی است.

در واقع از نظر علمی همه چیز ممکن است و بحث فقط بر سر توانستن است و وجود تکنولوژی ِ آن. مشکل تنها فقط این است که در حال حاظر هیچکس به طور قطعی و کامل نمی داند که چگونه می توان در زمان سفر کرد. سفر به گذشته نیز سخت‌تر از سفر به آینده است با اینکه دانشمندان تئوری‌هایی در این زمینه داده‌اند، اما این طرح‌ها هم غیر قابل اجرا بودند.

نسبیت عام و سفر در زمان

بسیاری از این طرح‌ها حول نظریه نسبیت عام اینشتین که در سال ۱۹۱۵ منتشر شد، می چرخد. بر خلاف نظریه نسبیت خاص که فضا-زمان را (صاف و بدون انحنا) توصیف می کرد و نیروی گرانش را در نظر نمی گرفت، نظریه نسبیت عام نیروی گرانش را در نظریه می گیرد و در نتیجه در نظریه نسبیت عام، فضا و زمان دارای انحنا و خمیدگی تصور می شوند. مهمترین قسمت نظریه نسبیت عام اینشتین مجموعه‌ای از معادلات هستند که میزان انحنای فضا-زمان را به مقدار ماده درون آنها ارتباط می دهند. تنها یک سال پس از انتشار نظریه نسبیت عام اینشتین یک دانشمند اتریشی به نام لودویگ فلام یک راه حل ریاضی برای معادلاتی که پدیده‌ای به نام کرم‌چاله را توصیف می نمودند، ارائه داد.

کرم‌چاله یک تونل در درون کیهان است که مناطقی در فضا را که فاصله زیادی از یکدیگر دارند، به هم متصل می کند. اصطلاح(کرم چاله) تا سال‌ها بعد که یک فیزیکدان آمریکایی به نام جان ویلر این پدیده را به سوراخی که یک کرم درون سیب ایجاد می کند تشبیه نمود، عملا استفاده نمی شد. دو نقطه در روی سطح یک سیب کرم خورده در نظر بگیرید.

که در مقابل یکدیگر قرار داشته باشند. اگر بخواهیم با گذشتن از حفره‌ای که کرم درون سیب ایجاد کرده است از نقطه اول به نقطه مقابلش حرکت کنیم، مسافت کمتری طی خواهد شد تا این که بخواهیم همین مسافت را از روی سطح سیب طی کنیم. این مسئله که از کرم‌چاله‌ها می توان برای سفر در زمان استفاده کرد تا مدت‌ها بعد مورد توجه قرار نگرفته بود، تا اینکه در سال ۱۹۸۶ گروهی از محققان به سرپرستی یک فیزیکدان امریکایی به نام پروفسور کیپ تورن محاسبه نمودند، که چگونه میتوان از ایدۀ قدیمی اتساع زمان اینشتین استفاده کرد تا بتوان یک کرم‌چاله را علاوه بر اینکه یک تونل مکانی است به یک تونل زمانی تبدیل کرد.

اصل ایدۀ تورن این بود که یک دهانه کرم‌چاله بر روی زمین و دهانه دیگر آن در یک فضاپیما قرار داشته باشد و این فضاپیما با سرعتی نزدیک به سرعت نور به مدت یک سال حرکت کند. فضاپیما که یک دهانه کرم‌چاله بر روی آن قرار دارد درست همانند فضانوردی که در پاراگراف‌های قبل ذکر شد به ۳۱ میلیون سال بعد سفر خواهد کرد، اما خود دهانه کرم‌چاله به دلیل اتساع زمان فقط یک سال را سپری خواهد کرد. و از همه مهمتر دهانه دیگر کرم‌چاله دیگر بر روی زمین قرار دارد نیز فقط یک ساعت را سپری می کند. اما نکته مهم اینجاست هر کسی که در ۳۱ میلیون سال بعد وجود داشته باشد اگر وارد دهانه این کرم‌چاله بر روی فضاپیما شود و پس از آنکه در این فضاپیما به مدت یک سال با سرعت نور حرکت کند به ۳۱ میلیون سال قبل سفر خواهد کرد.

سفر در زمان از طریق کرم‌چاله بر روی کاغذ بسیار عالی به نظر می رسد. اما مشکل زمانی شروع می شود که شما بخواهید جزییات مهندسی مورد نیاز را برای تبدیل این تئوری به واقعیت طراحی کنید. معادلات نسبیت عام اینشتین نوع ماده مورد نیاز برای ایجاد و باز نگه داشتن یک کرم‌چاله را که اندازه‌ای بزرگ باشد که یک فرد بتواند به سختی از درون آن بگذرد مشخص می کند. این نوع ماده باید در کنار فضاپیما قرار گیرد در همین حال اینشتین متوجه شد که این ماده در واقع بسیار عجیب و غریب است همین طور او متوجه شد این ماده باید فشار و جرم منفی داشته باشد و به قدری عجیب است که حتی فیزیکدانان هم آن را ماده شگفت‌انگیز می نامند.

جستجوی یک ماده عجیب

دانشمندان تاکنون توانسته‌اند مقادیر بسیار کمی ماده شگفت‌انگیز را به صورت آزمایشگاهی بسازند اما محاسبات نشان داده است که مقدار ماده شگفت‌انگیز مورد نیاز برای ساخت یک ماشین وارپ واقعی برابر یک سوم جرم خورشید می باشد. بنابراین با وجود اینکه دانشمندان ممکن است روزی بتوانند وسایل نقلیه خاصی طراحی کنند که سریع‌تر از سرعت نور حرکت کند اما به نظر می رسد که این وسایل نقلیه نیز همانند موشک‌های فضایی امروزی به مقدار بسیار زیادی سوخت نیاز خواهند داشت که همین عامل باعث عدم موفقتیت آنها خواهد شد و تحقق رسیدن به همچین موشکی را غیرممکن ساخت.

به طور مثال اگر سعی کنید یک بادکنک را با فشار پر کنید بادکنک عملا خالی خواهد شد انرژی حاصل از این فشار منفی نوعی گرانش منفی می باشد. (دافعه) ایجاد خواهد و این دافعه همان چیزی است که یک کرم‌چاله را باز نگه می دارد. ماده شگفت انگیز مانند موادی که شما در روزمره در اطراف خود می بینید نیست و در مقادیر زیاد وجود ندارد. اما مقادیر ناچیزی از این نوع ماده در طی وقوع پدیده‌ای به نام کاسیمیر مشاهده شده است. این پدیده باعث می شود دو صفحه فی موازی واقع در خلا که تنها چند نانومتر با هم فاصله دارند احساس کنند که یک نیرو سبب می شود آنها از یک دیگر دور شوند. این نیرو به خاطر فشار منفی حاصل از ماده شگفت انگیزی که بین این دو تا صفحه به وجود آمده به وجود می آید.

اثر کاسیمیر بدین دلیل اتفاق می افتد که فضای خالی کیهان(خلا) واقعاً خالی نیست. فضای خالی کیهان در اصل مملو از ذرات اصطلاحا مجازی می باشد. ذرات مجازی ذراتی زیر اتمی هستند که در زمانی بسیار کوتاه طبق اصل عدم قطعیت نظریه کوانتوم به وجود می آیند. و از بین می روند. جنبه دیگر نظریه کوانتوم که اصطلاحا مجازی می باشد ذرات مجازی ذرات زیر اتمی هستند که در زمانی بسیار کوتاه طبق اصل عدم قطعیت نظریه کوانتوم به وجود می آیند و از بین می روند. جنبه دیگر نظریه کوانتوم که اصطلاحا دوگانگی موج-ذره نامیده می شود، می گوید که این ذرات زیر اتمی را می توان مانند یک سری موج نیز در نظر گرفت. این امواج در بین این دو صفحه فی تقریبا مثل امواج حاصل از سیم‌های مرتعش یک گیتار می باشند (امواجی که از ارتعاش یک سیم گیتار به وجود می آیند به گونه‌ای هستند که حاصل تقسیم طول سیم گیتار بر نصف طول موج آنها همیشه یک عدد طبیعی می شود).

این قضیه بدین معناست که در پدیده اثر کاسیمیر در بین دو صفحه فی تنها امواجی می توانند وجود داشته باشند که فاصله بین دو صفحه فی تقسیم بر نصف طول موج آنها یک عدد طبیعی شود. البته در اطراف این صفحه های فی هر نوع موجی می تواند وجود داشته باشد این قضیه به این معناست که تعداد ذرات در بین دو صفحه فی کمتر از تعداد ذراتی است که در اطراف این صفحات فی وجود دارد. به عبارت دیگر فشار بین صفحات فی کمتر از فشار اطراف این صفحات می باشد. اگر فضای اطراف این صفحات فی خلا باشد (که دارای فشار صفر است) فشار بین این صفحات باید منفی باشد.

اثر کاسیمیر به خاطر پاسداشت دانشمند هلندی هندریک کاسیمیر که برای اولین بار وقوع این پدیده را در سال ۱۹۴۸ توسط فیزیکدانی به نام استیو لاموراکس در نیومکزیکو به صورت تجربی به اثبات رسید. مقدار ماده شگفت‌انگیزی که در طی پدیده اثر کاسیمیر تولید می شود. بسیار بسیار کم است (تقریبا یک میلیارد میلیارد میلیاردم گرم) برای باز نگه داشتن کرم چاله ای به اندازه یک انسان تقریبا به اندازه جرم سیاره مشتری ماده شگفت‌انگیز نیاز داریم. وقتی فاصله بین دو صفحه فی بسیار ناچیز باشد تعداد امواجی که می توانند بین این دو صفحه قرار گیرد کمتر از تعداد امواجی خواهد شد که می توانند در اطراف این صفحات قرار گیرند و این مسئله باعث ایجاد یک فشار منفی در بین این صفحات می شود، به این پدیده اثر کاسیمیر می گویند.

مشکل دیگری که در استفاده از کرم‌چاله‌ها برای سفر در زمان وجود دارد این است که بازگشت به زمانی قبل از زمان به وجود آمدن این ماشین زمان غیرممکن می باشد. این مسئله بدین معناست که اگر فرض کنیم فضاپیمای شما که یک کرم‌چاله در درون خود دارد امروز با سرعتی نزدیک به سرعت نور زمین را ترک کرده باشد شما هرگز نمیتوانید از آن استفاده کنید تا حتی به بعد از ظهر دیروز برگردید.

چند پارادوکس در خصوص سفر در زمان

علاوه بر مشکلات فنی ساخت یک ماشین زمان برخی از فیزیکدانان و منطقدانان ایرادهایی به مسئله امکان سفر به گذشته وارد کردند، که این ایرادها مبتنی بر پارادوکس‌ها علت و معلولی است که مسئله سفر به گذشته ممکن است ایجاد نماید. به عنوان مثال یکی از پارادوکس‌ها (پارادوکس پدربزرگ) می باشد. این پارادوکس می گوید فرض کنید شما بتوانید به گذشته دور سفر کنید و در آن جا پدربزرگ فعلی خود را قبل از این که بزرگ تان آشنا شود بکشید، این به این معنی است که شما نمی‌توانید وجود داشته باشید، در حالی که شما متولد شده‌اید و به گذشته رفته‌اید و پدربزرگ خود را کشته‌اید!

یکی دیگر از پارادوکس‌های سفر به گذشته (پارادوکس نهار رایگان) می باشد. این پارادوکس چنین می گوید که اگر یک فرد سخاوتمند از هر هفت رمان هری پاتر نسخه‌هایی تهیه کند و به گذشته سفر کند و آنها را به جی کی رولینگ (نویسنده رمان‌های هری پاتر) جوان گدای گرسنه هدیه دهد او فورا آنها را تکثیر خواهد نمود و خواهد فروخت و دیگر هرگز یک گدای گرسنه نخواهد ماند که به خاطر گرسنگی جرقه داستان‌های هری پاتر به ذهنش برسد!

به نظر می رسد پارادوکس‌های سفر در زمان باعث می شود که نتوان به گذشته سفر کرد. با این حال دانشمندان متوجه شده‌اند راهی وجود دارد که با استفاده از آن می توان به گذشته سفر کرد بدون اینکه در نظام علت و معلولی اشکالی ایجاد شود. این راه استفاده از تفسیر جهان‌های چندگانه فیزیک کوانتوم می باشد. اگر بخواهیم خیلی خلاصه صحبت کنیم تفسیر جهان‌های چندگانه بیان می دارد که کیهان ما تنها یکی از کیهان‌های متعدد یک ساختار بزرگ است که جهان چندگانه نامیده می شود. جهان ما در هر لحظه با احتمال وقوع اتفاقات متعددی مواجه است که اگر یکی از آن اتفاقات روی دهد اتفاقات دیگر عملا رخ نداده‌اند. طبق تفسیر جهان‌های متعدد هر یک از این احتمالات یک جهان جدید ایجاد می کند که در هر کدام از این جهان‌ها یکی از آن اتفاقات واقعاً اتفاق می افتد.

اگر شما تفسیر جهان‌های متعدد را قبول داشته باشید پارادوکس‌های سفر به گذشته خود به خود از بین خواهد رفت. این مسئله به این دلیل می باشد که طبق تفسیر شما با سفر به گذشته به جهانی غیر از جهانی که در آن به دنیا آمدید و در آن بزرگ شدید منتقل می شوید. اگر شما در آن جهان پدربزرگتان را به قتل برسانید هیچ تاثیری بر اتفاقات جهانی که در آن پدربزرگتان دارای فرزدانی است، نخواهد داشت. این امر در مورد سفر به گذشته و هدیه دادن کتاب هری پاتر نیز صدق می کند. ایدۀ دیگری وجود دارد و به نام خودسازگاری معروف است. می گوید که اگر کسی به گذشته سفر کند همیشه حداقل یک توالی از رویدادهای مختلف وجود خواهد داشت که اگر این فرد آن را انجام دهد هیچ پارادوکسی پیش نخواهد آمد.

به دنبال مسافران زمان

با این وجود برخی از فیزیکدانان قاطعانه مخالف ایدۀ امکان ِ سفر در زمان هستند. یکی از شناخته شده‌ترین افراد در این دسته از دانشمندان فیزیکدان و ریاضیدان بریتانیایی استیون هاوکینگ” می باشد. او مفهوم سفر به گذشته را چنان غیرمنطقی می داند که طرحی به نام حدس (حدس حفاظت از تاریخ) ارائه کرده است. این طرح چنین بیان می کند که باید مکانیزمی وجود داشته باشد که ماشین زمان را نابود کند و یا فرد یا چیزی را که تلاش می کند از ماشین زمان استفاده کند و بدین ترتیب سفر در زمان غیرممکن شود، هاوکینگ نتوانست از طریق قوانین ثابت شده فیزیک چنین مکانیزمی را پیدا کند. هرچند ممکن است ذرات مجازی پدیده اثر کاسیمیر به هنگام چرخش چندین باره در یک ماشین زمان تبدیل به یک انرژی بسیار مخرب شوند که ماشین زمان یا مسافر زمان را نابود کند.

اگر حق با هاوکینگ باشد آنگاه سفر در زمان در جهان ما غیرممکن خواهد بود اما اگر او اشتباه کرده باشد (همانند بعضی از ادعاهای پیشینش) ما باید تنها منتظر بمانیم که فناوری به علم برسد (یعنی این که وسیله ای اختراع شود که با استفاده از آن بتوان امکان سفر در زمان را به مرحله ی اجرا در آورد). البته این اولین مسئله‌ای نیست که در آن علم جلوتر از فناوری قرار دارد. پانصد سال پیش لئوناردو داوینچی طرحی برای تولید یک هواپیمای بدون موتور (گلایدر) تهیه نمود. آن هواپیمای بدون موتور هرگز ساخته نشد. اما دانشمندان با بازسازی این طرح فهمیده‌اند که اگر داوینچی در آن زمان مواد و فنون پیشرفتۀ تولیدی را که امروزه در اختیار مهندسان حمل و نقل هوایی می باشد در اختیار داشت، قطعا می توانست این وسیله را تولید کند و به پرواز در آورد. سفر در زمان نیز ممکن است یکی از همان مواردی که از لحاظ تئوری درست است اما در زمانی اشتباه (زمانی که امکان اجرایی شدن آن وجود ندارد) مطرح شده است.

ایده حل پارادوکس‌های زمان

خودسازگاری نیز ایده‌ای برای حل کردن پارادوکس‌های سفر در زمان می باشد. این ایده با استفاده از توپ‌های بیلیارد توضیح داده شده است. پارادوکسی که ممکن است پیش اید این است که ممکن است توپ بیلیارد به خودش در زمان گذشته طوری برخورد کند تا مانع رسیدن آن به ورودی ماشین زمان در گذشته شود. اما خودسازگاری چنین می گوید که شما به هر شکلی که به توپ بیلیارد ضربه بزنید همیشه مسیری وجود خواهد داشت که توپ بیلیارد به گونه‌ای به خودش در زمان گذشته ضربه‌ای وارد کند که به نحوی وارد ماشین زمان شود که پس از پدیدار شدن در زمان حال بتواند این ضربه ناگهانی را به وجود آورد و در نتیجه پارادوکس ذکر شده رفع می شود.

با دانستن این موضوعات اگر به کسی بگویید که خورشید در پنج میلیارد سال دیگر از بین خواهد رفت (مراحل تبدیل شدن خورشید به غول سرخ). او حتما در جواب این حرف شما خواهد گفت که تا آن زمان هیچده نیست. اما چنین تفکری از نظر علمی به هیچ وجه درست نیست در حال حاظر با پیشرفت روز به روز و هر لحظه علم و تکنولوژی به انسان این امکان را می دهد که علاوه بر سفر در زمان، طول عمری بیشتر نیز داشته باشد.

بر اساس دستاوردهای جدید دانشمندان تا چند سال آینده شاهد پیشرفت چشم‌گیری در علم پزشکی خواهیم بود تا جایی که قادر است کاری کند تا عمر انسان بسیار طولانی‌تر شود. همانطور دستگاهی مانند آنچه در فیلم میان ستاره‌ای دیدید در طی سال‌های آینده ساخته خواهد شد، که قادر است شما را در خواب تا هرچند سال که شما بخواهید زنده نگه دارد و وقتی از خواب بیدار شدید به طور مثال ۲۰ سال گذشته، اما از سن شما تنها چند روز و یا هفته سپری شده است.

تلاش دانشمندان این است که تکنولوژی اینگونه پیشرفت کند، همانطور به لطف دانشمندانی نظیر آلبرت اینشتین و … در برداشتن این گام بزرگ بسیار کمک کرده‌اند. شاید هم اکنون که اینها را می خوانید باور نکنید و شاید برایتان سخت باشد، اما در صورت باور نکردن این موضوع نیز سخت در اشتباه هستید. اگر شما در ده سال گذشته برای کسی از تلفن‌های هوشمند حال حاظر که وجود دارند صحبت می کردید کمی برایش سخت بود که باور کند در ده سال آینده چنین تلفن‌های هوشمندی پا به عرصه بگذارد، اما اکنون ما به تکنولوژی تشخیص چهره در تلفن‌های هوشمند کنونی از همین حالا مشخص است که تکنولوژی در ده سال آینده تا چه اندازه قابل پیشرفت است.

اما شاید مسافرانی در آینده در میان ما وجود داشته باشند و یا در سال های گذشته وجود دارند و یا این که شاید ما در آینده به این تکنولوژی دست پیدا کرده‌ایم و اکنون در حال زندگی و یا سپری کردن روزهای خود در زمان گذشته هستیم. با این حال هنوز هم هیچکس نمی داند در آینده چه پیش خواهد آمد، همینطور در مسئله سفر در زمان نیز هنوز دانشمندان در تلاش هستند تا راهی برای عملی کردن آن پیدا کنند. اما باید دید در سال‌های آینده به چه اندازه به عملی کردن آن نزدیک خواهیم شد.

در مطالعۀ جدید مشخص شد که گویا یکی از جنبه‌های خودآگاهی ریشه در ارتباطات پیچیده در میان نواحی مختلف مغز دارد.

به گزارش بیگ بنگ، صرف‌نظر از قرن‌ها فلسفه بافی در خصوص عوامل دخیل در یک ذهنِ آگاه، دانشمندان علوم اعصاب حالا میخواهند با تحقیقات خود پرده از این راز بردارند. تحقیق حاضر قصد دارد تا آن دسته از نشانه‌های عصبی را شناسایی کند که از وجود خودآگاهی حکایت دارند. برای مثال، این فرصت میتواند برای جامعه پزشکی فراهم آید تا بیماران هشیار و بیهوشی را که از آسیب‌های مغزی رنج می برند، تفکیک کنند؛ به ویژه در مواردی که افراد توانایی برقراری ارتباط را ندارند.

۱۵۰ نفر در این مطالعه شرکت کردند و تحت عکسبرداری MRI» هم قرار گرفتند. برخی از شرکت کنندگان دچار بیماری بودند، در حالیکه برخی دیگر در شرایط سلامت کامل قرار داشتند. محققان چهار الگوی فعالیت عصبی خاص شناسایی کردند که می تواند جایگاه یک فرد در طیف را از هشیار به بیهوش تغییر بدهد. در پیچیده‌ترین الگو، ارتباط دینامیک میان ۴۲ ناحیه مغزی مختلف شناسایی گردید. این الگوی فعال از هماهنگی در سرتاسر مغز عمدتا در افراد سالم، بیدار و هشیار دیده شد. در انتهای دیگر طیف، ساده‌ترین الگو قرار داشت که پیوستگی‌های نزدیک در مغز را نشان می داد. این الگو غالبا در بیماران کاملا نباتی دیده شد.

نکته جالب این است که بر اساس این مطالعه، تعداد زیادی از بیماران الگوهای عصبی متغیری داشتند؛ یعنی این الگوها برایشان در نوسان قرار داشت. برای مثال، برخی از بیماران در حالات نباتی فعالیت‌های عصبی پیچیده‌تری داشتند، اما این فعالیت‌ها کوتاه و مختصر بود. پس میتوان چنین استنباط کرد که بعضی از بیماران نباتی و فاقد هشیاری (خودآگاهی) شاید وارد حالت‌های کوتاهی از خودآگاهی بشوند. پس از اینکه از افراد خواسته شد تا عکس یا فعالیتی را در ذهن‌شان تصور کنند، این الگوی خودآگاهی فعال در بیماران نباتی فعال گردید. همزمان که آرامبخش به افراد تزریق شده بود، مورد اسکن هم قرار گرفتند. در حالت کاملا آرام و تسکین یافته، الگوهای عصبی پیچیده ناپدید شدند. در این شرایط، هر دور افراد سالم و نباتی کمترین الگوی عصبی فعال را تجربه کردند.

داوینیا اسپیو فرناندز» محقق و یکی از نویسنده‌های این مقاله اینطور می گوید: این الگوی پیچیده زمانی ناپدید شد که افراد تحت هوشبری عمیقی قرار داشتند؛ پس این نکته تایید می شود که روش‌های ما به سطح خودآگاهی بیماران حساس بوده است، نه آسیب مغزی یا واکنش‌پذیری خارجی آنها.» یکی از پیامدهای اصلی تحقیق حاضر این است که به میتوان این نوید را به پزشکان و خانواده‌ها داد تا در آینده راه بهتری برای درک اینکه آیا فرد کاملا بیهوش هنوز هم توانایی تفکر آگاهانه را دارد یا خیر. یکی دیگر از جنبه‌های نویدبخش تحقیق آن است که خودآگاهی/هشیاری می تواند به واسطه برخی روش‌ها دستخوش تغییر قرار بگیرد. فرناندز افزود: شاید در آینده راه‌هایی برای تعدیل خارجی این نشانه‌های خودآگاهی و احیای میزانی از خودآگاهی/هشیاری در بیماران بدست بیاید.» جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Science Advances منتشر شده است.

به گزارش بیگ بنگ، یک الگوریتم هوش مصنوعی در این سیستم نقش کلیدی ایفا می کند. با این الگوریتم، آنچه فرد می شنود با الگوی فعالیت الکتریکی مطابقت پیدا می کند و سپس آنها به کمک الگوریتم به گفتاری تبدیل می شوند که واقعا برای شنونده قابل درک و منطقی به نظر می رسد. ما از تحقیقات قبلی می دانیم که وقتی حرف می زنیم، الگوهای متمایزی در شبکه‌های عصبی مغز شکل می گیرند. در این مورد، سیستم به رمزگشایی واکنش‌های مغز می پردازد، نه اینکه افکار حقیقی را به گفتار تبدیل کند. اما این قابلیت را هم دارد، فقط به پیشرفت بیشتری در این زمینه نیاز است.

نیما مسگرانی»، نویسنده و محقق از دانشگاه کلمبیا در نیویورک بیان کرد: صدایمان به ما کمک می کند تا با دوستان، خانواده و دنیای پیرامون خود پیوند برقرار کنیم. به همین خاطر است که از دست دادن قدرت تولید صدا به دلیل آسیب یا بیماری، خیلی دردناک و مخرب است. ما با انجام مطالعات جدید، به راهکار بالقوه‌ای برای احیای آن قدرت دست یافته‌ایم. ما نشان دادیم که با فناوری مناسب، افکار این افراد میتواند رمزگشایی شده و توسط هر شنونده‌ای فهمیده شود.»

الگوریتمِ مورد استفاده vocoder» نام دارد؛ یعنی همان نوع الگوریتمی که میتواند گفتار را پس از دیدنِ آموزش‌هایی دربارۀ حرف زدن انسان تولید کند. وقتی پاسخی از سیری» یا اَلِکسا» می شنوید، باید بدانید که در آن لحظه از الگوریتم vocoder» استفاده می شود. به عبارت دیگر، آمازون یا اپل نیازی ندارند تا تمامی کلمات را در دستگاه‌های خود برنامه‌نویسی کنند؛ آنها از این الگوریتم برای تولید صدای واقع‌گرایانه استفاده می کنند. در اینجا، الگوریتم vocoder» نه با گفتار انسان، بلکه با فعالیت عصبی در بخش کورتکس شنیداری مغز آموزش دیده است.

این فعالیت در بیمارانی که جراحی مغزی در آنها انجام می شود و در عین حال جملاتی با صدای بلند برایشان پخش می شود، اندازه‌گیری می شود. با این بانک داده‌ای، همزمان که بیماران به اعداد ۰ تا ۹ با صدای بلند گوش می دادند، سیگنال‌های مغز ثبت شده و این الگوریتم به کار برده می شود. سپس، با انجام تجزیه و تحلیل‌های جامع هوش مصنوعی، بررسی‌های دقیق‌تری صورت می گیرد. سیگنال‌های ثبت شده مطابقت خوبی با صداهای شنیده شده داشتند. این روش بسیار قدرتمندتر و موثرتر از روش‌های قبلی بود. در روش‌های قبلی از مدل‌های کامپیوتری ساده‌تر استفاده می شد.

مِسگرانی در ادامه افزود: ما دریافتیم که افراد می توانند تقریبا در ۷۵ درصد از مواقع صداها را درک کرده و تکرار کنند؛ یعنی خیلی بهتر و بیشتر از دفعات قبلی. این نتیجه برای ما کاملا دور از انتظار بود. این برنامۀ حساس و شبکه‌های عصبی قوی، صداهایی را که بیماران به آنها گوش داده بودند را با دقتی شگفت‌انگیز، ارائه کردند. » هنوز کارهای زیادی برای انجام دادن وجود دارد، اما این دستاورد میتواند پتانسیل‌های فراوانی را به ارمغان بیاورد. بار دیگر باید به این نکته تاکید کرد که سیستم افکار ذهنی را به گفتار تبدیل نمی کند، اما شاید روزی بتواند از پسِ انجام این کار هم بر بیاید. این همان چالشی است که محققان می خواهند در آینده بر آن فائق آیند. شاید روزی فرا برسد که با صدور یک فرمان ذهنی، چراغ‌های گوشی هوشمند خود را روشن کنید.

البته بدیهی است که این کار به زمان بیشتری نیاز دارد و باید در آینده چنین اتفاقی می افتد یا خیر. در آینده‌ای نه چندان دور، شاید برخی بیماران بتوانند افکار خود را با سیستم فوق‌الذکر به گفتار تبدیل کرده و قسمت عمده‌ای از نیازهای خود را برطرف نمایند. این دستاورد می تواند تحولی عظیم و قابل توجه باشد. برای کسی که قدرت تکلم و صدایش را از دست داده است، باورِ چنین دستاوردی فراتر از ذهن است. آنان می توانند در این صورت بار دیگر با دنیای پیرامون خود ارتباط مستمر برقرار کنند. جزئیات بیشتر این مقاله پژوهشی در Scientific Reports منتشر شده است.

به گزارش بیگ بنگ، تیمی از دانشمندان توانستند نمونه‌های خون فردی را که به بیماری کووید-۱۹ مبتلا شده بود، آزمایش کنند. بر اساس اعلام نویسندگان این مقاله، این اولین‌باری است که کارشناسان توانستند واکنش کلی سیستم ایمنی بدن در مقابل این ویروس جدید را شناسایی کنند.

کاترین کدزیرسکا» از موسسه عفونت و ایمنی پیتر دوهرتی در دانشگاه ملبورن استرالیا گفت: ما شاهد یک واکنش ایمنی قوی بودیم که مقدم بر احیای بالینی بود. ما این واکنش ایمنی را ثبت کردیم، ولی بیمار کماکان در سلامت کامل به سر نمی‌بُرد. تنها سه روز بعد، بیمار به بهبودی کامل دست یافت.»

محققان یک مسابقه با زمان به راه انداخته‌اند تا واکسنِ ویروس جدید کرونا را بسازند. بر اساس اعلام سازمان جهانی بهداشت، تا روز سه‌شنبه ۲۷ اسفند، بیش از ۱۸۰ هزار نفر مبتلا به بیماری کووید-۱۹ وجود داشته و بیش از ۷۰۰۰ نفر از در اثر این بیماری جان باخته‌اند. خانم کدزیرسکا اظهار داشت که تحقیقاتِ وی گام بسیار مهمی برای درک چگونگی بهبود از بیماری کووید-۱۹ می‌باشد. او این چنین ادامه داد: ما به نتایج ِ قابل اطمینانی در آن دسته از بیمارانی داریم که علائم خفیفی از این بیماری در بدن‌شان وجود دارد. حال می‌توان این پرسش را مطرح کرد: چه تفاوتی میان آن دسته از افراد که علائم خفیف دارند و آن دسته از افراد که در شرایط حادی به سر می‌برند، وجود دارد؟»

کدزیرسکا خاطرنشان کرد: یافته‌های ما دو نقش کاربردی دارد. اول اینکه، این امکان را به ویروس‌شناسان خواهد داد تا واکسن تولید کنند زیرا هدف از واکسیناسیون این است که واکنش طبیعی سیستم ایمنی بدن در مقابل ویروس‌ها تکرار گردد. محققان چهار جمعیت سلولی ایمنی در نمونه خون بیماران کووید-۱۹ کشف کردند. بیماران در حال ِ طی دوره نقاهت بودند و سرانجام به بهبودی کامل رسیدند. مواردی که موفق به یافتن آنها شدیم، شباهت بسیار زیادی به موارد یافت شده در بیماران مبتلا به آنفلوانزا است. اگرچه آنفلوانزا سالانه صدها هزار نفر را در جهان از پا در می‌آورد، اما واکسن قوی و موثری برای آن وجود دارد.»

نشانگرهای ایمنی

نقش کاربردی دوم، نظارت است. این مشاهدات می‌تواند به کادر ِ درمانی و مسئولان سلامت کمک کند تا دربارۀ شیوع بیماری در سال‌های آینده، را به شکل بهتری پیش‌بینی نمایند که چه کسانی به بیشترین میزان در معرض ابتلا به بیماری هستند. این نشانگرهای سیستم ایمنی به لحاظ نظری می‌تواند با دقت بسیار بالایی پیش‌بینی کند که چه بیمارانی به احتمال زیاد دارای علائم متوسط‌ هستند و چه کسانی در معرض مرگ قرار دارند.

اکثر مرگ‌ومیرِ ناشی از بیماری کووید-۱۹ مربوط به بیمارانی می‌شود که سالخورده هستند یا سابقه بیماری دارند؛ مثل بیماری‌های قلبی و دیابت. از طرف دیگر، علائم این بیماری در کودکان به ندرت و یا اصلاً مشاهده نمی‌شود. کدزیرسکا اعلام کرد که دلیل ابتلای بسیار ناچیز کودکان به کووید-۱۹ مسئله‌ای است که نیاز به انجام تحقیقات بیشتر دربارۀ آن احساس می‌شود. با کهولت سِن، عملکرد دستگاه ایمنی بدن انسان تضعیف شده و به کُندی عمل می‌کند.

شارون لوئین» مدیر موسسه دوهرتی و یکی از کارشناسان برجسته در خصوص بیماری‌های عفونی اذعان داشت که نتایج تحقیقات، خیلی امیدبخش است. او گفت: نتایج نشان می‌دهد که دستگاه ایمنی بدن واکنش بسیار خوب و قدرتمندی در مقابل ویروس نشان می‌دهد و با کاهش علائم بیماری ارتباط دارد. خوشبختانه، می‌توان انتظار داشت که در آینده‌ای نزدیک خبرهای خوبی در خصوص مقابله با ویروس کرونا جدید منتشر شود.» جزئیات بیشتر این پژوهش در نسریۀ  Nature Medicine منتشر شده است.

به گزارش بیگ بنگ، نئاندرتال‌ها” شکارچیان قوی‌هیکلی بودند که خود را با مناطق سرد اروپا وفق دادند؛ اما خویشاوند آنها انسان‌تبار دنیسووا در آسیا ست داشت، در حالیکه گونه ابتدایی‌تر انسان راست قامت” در اندونزی و انسان رودزیایی” در آفریقای مرکزی ساکن شدند. گونه‌های کوتاه قد با مغزی کوچک هم در کنار آنها به بقای خود ادامه دادند که از جمله آنها می‌توان به گونه‌های زیر اشاره کرد: انسان نالدی” در آفریقای جنوبی، انسان لوزونی” در فیلیپین، انسان فلورسی در اندونزی و انسان‌های غار رد دیر” در چین.

همۀ گونه‌هایی که در بالا به آنها اشاره شد، در ۱۰۰۰۰ سال گذشته از بین رفتند. ناپدید شدن این گونه‌ها به رویداد انقراض وسیع شباهت دارد. اما هیچ رویداد فاجعه‌آمیز زیست محیطی (برخورد سیارک، فوران آتشفشان، تغییر آب و هوا) به چشم نمی‌خورد که در این انقراض نقش داشته باشد.

در عوض، زمانبندی انقراض‌ها نشان می‌دهد که گسترش یک گونۀ جدید در آن رویداد تاثیر داشته است؛ گونه‌ای که ۲۶۰۰۰۰ تا ۳۵۰۰۰۰ سال قبل، در آفریقای جنوبی فرگشت یافت و انسان خردمند» نام داشت. گسترش انسان‌های امروزی در بیرون از آفریقا منجر به انقراض وسیع ششم شده است؛ رویدادی به درازیِ بیشتر از ۴۰۰۰۰ سال که از ناپدید شدن داران عصر یخی تا نابودی جنگل‌های بارانی به دست تمدن امروزی امتداد یافته است. اما آیا گونه‌های انسانی دیگر، اولین خسارت‌ها را تجربه کردند؟

ما گونۀ خطرناکی هستیم. ما با شکارِ ماموت‌های پشمالو و مرغابی‌های بی‌پرواز، موجب انقراض آنها شدیم. ما دشت‌ها و جنگل‌ها را برای اهداف ِ کشاورزی از بین بردیم؛ با این کار، نیمی از مساحت خشکی زمین دچار تغییر و اصلاح اساسی شد. ما آب و هوای سیاره را هم تغییر دادیم. اما ما خطرناک‌ترین موجودات برای سایر جمعیت‌های انسانی هم هستیم، زیرا بر سرِ منابع و اراضی با یکدیگر رقابت می‌کنیم. تاریخ نمونه‌های متعددی از افرادی را در دل خود جای داده که به جنگ افروزی، خانمان سوزی و نابودی سایر گروه‌ها بر سر قلمرو پرداخته‌اند؛ از نابودی روم گرفته تا تسخیر غرب توسط آمریکا و استعمار استرالیا به دست انگلیس.

در زمان‌های نه چندان دور، شاهد نسل‌کشی و پاکسازی نژادی در بوسنی، رواندا، عراق، دارفور و میانمار نیز بوده‌ایم. مثل زبان یا استفاده از ابزار، ظرفیت و تمایل برای دخالت در نسل‌کشی، بخشی ذاتی از سرشت انسان به حساب می‌آید. دلایل کمتری برای پشتیبانی از این ادعا وجود دارد که انسان‌های خردمند اولیه از خشونت و تحمل کمتری برخوردار بودند. نمی‌توان مدعی شد که آنها تمایل اندکی برای تصاحب ِ سرزمین‌های دیگر داشتند.

افراد خوشبین، انسان‌های اولیه (شکارچی – جمع‌کننده) را انسان‌های وحشی، اما صلح‌جویی تعریف کرده و اینطور استدلال کرده‌اند که فرهنگِ ما (نَه سرشت و طبیعت‌مان) خشونت را ایجاد می‌کند. اما مطالعات میدانی، روایت‌های تاریخی و تحقیقات باستان‌شناسی همگی نشان می‌دهد که جنگ در فرهنگ انسان‌های اولیه شدید و مرگبار بوده است. آنها بطور موثر از تسلیحات جنگی مثل تبر، نیزه، کمان و چماق استفاده می‌کردند و از تاکتیک‌های جنگی به بهترین شیوه بهره می‌بردند؛ مثل هجوم و محاصره و ایجاد تله برای دشمن.

در این جوامع، خشونت دلیل ِ اصلی مرگ در میان مردان بوده است. همچنین، تعداد کشته‌ها و زخمی‌ها بیشتر از جنگ جهانی اول و دوم بوده است. استخوان‌های قدیمی و آثار هنری گویای آن است که این خشونت ریشه باستانی دارد. اسکلت مرد کِنِویکی” که متعلق به ۹۰۰۰ سال قبل در آمریکای شمالی است، آثاری از نیزه را در بدنش دارد. منطقۀ ناتاروک ۱۰۰۰۰ ساله در کنیا، کشتار وحشیانه دستکم ۲۷ مرد، زن و کودک را نشان می‌دهد. بعید است سایر گونه‌های انسانی از خشونت کمتری برخوردار بوده باشند. وجودِ خشونت همکاری‌محور در شامپانزه‌های مذکر نشان می‌دهد که جنگ” جزئی از فرگشت انسان‌ها می‌باشد.

اسکلت نئاندرتال‌ها نشان دهندۀ الگوهایی از ضربات سازگار با جنگ می‌باشد. اما اسلحه‌های پیچیده باعث شد انسان‌های خردمند، مزیت نظامی بزرگی بدست بیاورند. تسلیحات انسان‌های خرمند اولیه احتمالا شامل نیزه، وسیله‌های پرتاب نیزه و چماق بود. فرهنگ و ابزارهای پیچیده هم احتمالا به انسان‌ها کمک کرد تا بطور موثر از طیف وسیعی از حیوانات و گیاهان بهره‌برداری نماید؛ غذای قبایل بزرگ تامین شود و یک مزیت راهبردی به لحاظ تعداد مبارزان داشته باشند.

سلاح نهایی

اما حکاکی‌ها و نقاشی‌های غار و ابزارهای موسیقی نشان دهندۀ یک چیز خطرناک‌تر هستند؛ یعنی ظرفیت بالا و پیچیده برای برقراری ارتباط و تفکر انتزاعی. تواناییِ همکاری، برنامه‌ریزی، راهبردسازی، دستکاری و فریب از جمله سلاح‌های نهایی ما بودند. ناقص بودنِ آثار و شواهد فسیلی شرایط را برای آزمایش این ایده‌ها دشوار می‌سازد. اما در اروپا، تنها مکان با شواهد باستان‌شناسیِ نسبتا کامل، فسیل‌ها نشان می‌دهد که در طول چند هزار سال پیدایش ما، نئاندرتال‌ها از بین رفتند.

آثاری از دی‌ان‌ای نئاندرتال‌ها در برخی انسان‌های اوراسیایی ثابت می‌کند که ما پس از انقراض‌شان جای آنها را نگرفتیم. ما با آنها ملاقات کرده و با آنها جفتگیری کردیم. در جاهای دیگر، دی‌ان‌ای از برخوردهای دیگری با انسان‌های باستانی خبر می‌دهد. گروه‌های استرالیایی، پلی نزیایی” و آسیای شرقی” شاید دی‌ان‌ای خود را از گونه انسانی دنیسووا گرفته باشند. اما چرا اجداد ما خویشاوندان خود را از بین بردند و زمینه‌ساز انقراض وسیع شدند؟

جواب این سوال در رشد ِ جمعیت نهفته است. انسان‌ها به مانند همۀ گونه‌ها بصورت تصاعدی تولید مثل می‌کنند. از بدو پیدایش انسان در طول تاریخ، جمعیت انسان هر ۲۵ سال شاهد افزایش ۲ برابری بوده است. به محض اینکه انسان‌ها به صورت دسته‌جمعی شکار را شروع کردند، هیچ شکارچی دیگری در مقابل انسان قد عَلم نکرد. انسان‌ها به مرور جمعیت‌های خود را گسترش دادند تا از منابع موجود بهره‌برداری کنند. رشد بیشتر جمعیت، کمبود غذا در اثر خشکسالی، زمستان‌های سخت و بهره‌برداری بیش از حد از منابع باعث می‌شود، قبایل بطور ناگزیر بر سر غذا و سرزمین به مبارزه با یکدیگر بپردازند. جنگ هم در رشد جمعیت تاثیر داشته است.

انقراض نئاندرتال‌ها” دستکم هزار سال به طول انجامید که قطعا زمان کوتاهی نیست. تا حدودی به این دلیل که انسان‌های خردمند اولیه” فاقد مزیت و توانایی کافی برای شکست تمدن‌ها بودند؛ افراد زیاد که زندگیشان بر پایه کشاورزی استوار بود، بیماری‌های واگیرداری مثل آنفلوانزا، آبله و سرخک هم جان رقبای آنها را می‌گرفت.

انسان امروزه، به آسمان و ستارگان نگاه می‌کند و این سوال را می‌پرسد که آیا ما در جهان تنهاییم؟ در فیلم‌ها و کتاب‌های علمی – تخیلی، این صحنه بارها به تصویر کشیده شده که شاید روزی با گونه‌های باهوش دیگری مثل خودمان روبرو شویم. خیلی غم‌انگیز است که در گذشته چنین تجربه‌ای را داشته‌ایم، ولی اکنون آثاری از آن گونه‌ها باقی نمانده است!

به گزارش بیگ بنگ، جان روآن” نویسندۀ ارشد مطالعه از دانشگاه ماساچوست آمهرست گفت: مطالعۀ ما نشان می‌دهد که تنوع زیستی داران در مناطق گرمسیری و نیمه گرمسیری هنوز تحت تأثیر رویدادهای انسانی و تغییرات آب و هوایی باستانی قرار دارد. در برخی موارد، دریافتیم که آب و هوای باستانی یا رویدادهای انسانی در توضیح الگوهای کنونیِ تنوع زیستی مهمتر از آب و هوا و رویدادهای انسانی امروزی بودند.»

نویسندگان بیش از پنج سال داده‌های مربوط به رژیم‌های غذایی، اندازه‌های بدن و تنوع گونه‌ها را در ۵۱۵ جامعه‌ی داران – هریک با چندین گونه – در مناطق گرمسیری و نیمه گرمسیری آمریکا، آفریقا و آسیا جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل کردند. تحلیل‌های آماری جداگانه‌ای برای هر جامعه انجام شد تا مشخص شود که رویدادهای باستانی و رویدادهای اخیر – آب و هوایی و انسانی – چگونه رژیم‌های غذایی، اندازه‌های بدن و تنوع گونه‌ها را توضیح می‌دهند.

لیدیا بیودروت” از دانشگاه رایس یکی از نویسندگان مطالعه، گفت که با توجه به سئوالات روزافزون دربارۀ تأثیر تغییرات آب و هواییِ انسانی و اثرات انسانی دیگر بر تنوع زیستی این قرن که بوم‌شناسان با آنها مواجه می‌شوند، یافته‌های این مطالعه اهمیت خاصی دارند.

وی گفت: اگر آب و هوای فعلی برای گونه‌ها مهمترین مسئله باشد، آنگاه با تغییر آب و هوا، انتظار داریم گونه‌ها به دنبال بهترین آب و هوا بگردند. این مطالعه نشان می‌دهد که همه چیز پیچیده‌تر است و در زمان پیش‌بینی درباره‌ی تأثیرگذاریِ تغییرات آب و هوایی بر توزیع گونه‌ها باید اقداماتی را اتخاذ کنیم».

بیودروت بعنوان یک بوم‌شناس گفت وقتی می‌بینیم آب و هوای تاریخی بهتر از آب و هوای فعلی می‌تواند جوامع امروزی را توضیح دهد، حیرت می‌کنیم. او گفت: من بعنوان یک انسان‌شناس معمولأ بر زمان کنونی تأکید دارم، اما این مطالعه اهمیت تحقیق بین‌رشته‌ای برای پیشرفت علم را ثابت می‌کند. وقتی بوم‌شناسان، دیرین‌بوم‌شناسان و انسان‌شناسان با یکدیگر همکاری کنند، می‌توانیم سئوالات پیچیده‌تر و جالب‌تری مطرح و امتحان کنیم که یافته‌های جدید حیرت‌آوری را تولید می‌کنند».

همچنین این مطالعه دریافت که تاثیرات انسان باستان” هنوز در الگوهای تنوع زیستی داران منعکس می‌شوند. برای مثال، بیشتر داران درشت اندام در آمریکای جنوبی با ظهور اولیه‌ی انسان‌ها در این قاره حدود ۱۲۰۰۰ سال پیش منقرض شدند. وی افزود: وقتی به دنبال توضیح جوامع کنونی در نئوتروپیک می‌گردید، این اثرات انسانی تاریخی درواقع پیش‌بینی کننده‌های بهتری نسبت به آب و هوای فعلی یا گذشته هستند.»

بیودروت گفت: دلیل اینکه این همه سال به دنبال تکمیل این مطالعه بودم گردآوری یک پایگاه داده بود تا ما می‌توانستیم مقایسه‌هایی را در جوامع داران در سراسر دنیا انجام دهیم. بیشتر جوامعِ پروفایل‌بندی شده در پارک‌های ملی هستند، یعنی مکان‌هایی که طرفداران حفاظت از محیط زیست در آنجا کار می‌کنند».

بیودروت گفت: علت اینکه بنیاد علوم ملی(NSF) بودجۀ ما را تأمین می‌کند این است که به چنین پایگاه داده‌ای نیاز دارد. این تلاش بزرگی بود و در آینده می‌توان کارهای بیشتری در این زمینه انجام داد. به ویژه، جوامع داران که امروزه بیشتر از همه تحت تأثیر تغییرات آب و هوایی قرار دارند در نزدیکی قطب زندگی می‌کنند. در مناطق گرمسیری و نیمه گرمسیری شروع به کار کردیم زیرا بیشترین پارک‌های ملی در آنجا یافت می‌شوند اما می‌خواهیم جوامع بیشتری را به آن اضافه کنیم».

به گفته‌ی او، این داده‌ها می‌تواند ایدۀ واضح‌تری درباره‌ اتفاقی که در گذشته رخ داده و نحوۀ تأثیرگذاری آن بر زمان حال به دانشمندان ارائه دهد، اما تصویر واضحی دربارۀ آینده نمی‌دهد. بیودروت گفت: پیش‌بینی نحوۀ واکنش گونه‌ها به تغییرات آب و هوایی بسیار دشوار است. از قبل این را می‌دانستیم و این تحقیق نشان می‌دهد که حتی شاید پیچیده‌تر از آن چیزی که تصور می‌کردیم باشد.» جزئیات بیشتر این پژوهش در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم آمریکا منتشر شده است.

به گزارش بیگ بنگ، دکتر کریم زغلول” متخصص علوم اعصاب در موسسه ملی اختلالات عصبی و سکته و همچنین نویسنده اصلی مقاله‌ گفت: حافظه نقشی حیاتی در زندگی ما ایفا می‌کند. اینطور به نظر می‌رسد که مغزمان خاطرات را در قالب الگوهای پرتابی عصبی ذخیره می‌کند که امکان بازپخش مجدد آنها برای چندین‌بار وجود دارد. بنده و همکارانم جریان‌های الکتریکی بیماران مبتلا به صرع را که در مقابل دارو مقاومت می‌کنند، ضبط کرده‌ایم. این بیماران به طور موقت با الکترودهایی که با جراحی در بدن‌شان تعبیه شده بود، زندگی می‌کردند. هدف از این کار و تعبیه الکترودها، نظارت بر فعالیت مغزی افراد و اُمید به شناساییِ منبع حملات و بیماری این افراد بود. همچنین این فرصت در اختیار ما قرار می‌گیرد تا فعالیت عصبی را مورد مطالعه قرار دهیم. ما در مطالعه حاضر به بررسی فعالیتی پرداختیم که برای ذخیرۀ خاطرات تجارب گذشته استفاده می‌شود. دانشمندان این تجارب را خاطرات اپیزودیک نامگذاری کرده‌اند.»

در سال ۱۹۵۷، دانشمندان با بررسی یک بیمار مبتلا به صرع، دستاوردهای مهمی در حوزۀ تحقیقات حافظه کسب نمودند. این بیمار نمی‌توانست پس از اینکه بخشی از مغزش بطور موفقیت‌آمیز برای توقف حملات مغزی حذف شده بود، تجارب جدید را به خاطر بسپارد. از آن زمان به بعد، تحقیقات بر این نکته تاکید داشته که خاطرات اپیزودیک در قالب فعالیت‌های عصبی ذخیره شده یا رمزگذاری می‌شوند.

مغز ما وقتی با یک بوی آشنا یا آهنگ دل‌نشین روبرو می‌شود، آن خاطرات را تکرار می‌کند. اما چگونگی کارکرد این فعالیت در هاله‌ای از ابهام بود. مطالعه بر روی موش‌ها در طول دو دهه اخیر نشان داده که مغز می‌تواند خاطرات را در توالی‌های فرایند عصبی منحصربفردی ذخیره نماید. الکس پی. واز» دانشجوی مقطع دکتری در دانشگاه دوک دورهام در کارولینای شمالی و همچنین سرپرست مقاله، تصمیم به آزمایش این ایده در انسان‌ها گرفت.

آقای واز که در زمینه رمزگشایی از سیگنال‌های الکتریکیِ تولید شده توسط بدن و مهندسی زیست‌شناسی تخصص دارد، بیان کرد: تصورمان بر این بود که اگر داده‌های جمع‌آوری شده از بیماران را با دقت مورد بررسی قرار دهیم، شاید بتوانیم پیوندی میان حافظه و الگوهای عملکردی سلول‌های عصبی در انسان‌ها پیدا کنیم؛ یعنی شبیه به آنچه در موش‌ها دیده شده بود. ما برای انجام این کار، الگوهای عملکرد سلول‌های عصبیِ واقع در لُب گیجگاهی را تجزیه و تحلیل کردیم. وقتی بیماران روبروی نمایشگر تلویزیونی قرار گرفتند و از آنها خواسته شد تا جفت واژه‌هایی مثل کیک و روباه را یاد بگیرند، جریان‌های مغزی آنان ثبت گردید. ما دریافتیم که الگوهای عملکردیِ منحصربفرد سلول‌های عصبی با یادگیریِ هر الگوی واژگانی جدید، ارتباط دارند. سپس وقتی یکی از واژه‌ها مثل کیک به آنها نشان داده شد، الگوی عملکردی مشابهی در چند میلی‌ثانیه بعد از اینکه بیمار به درستی واژه دیگر یعنی روباه را به خاطر آورد، تکرار گشت.»

دکتر کریم زغلول” اظهار داشت: این نتایج نشان می‌دهد که مغز ما می‌تواند از توالی‌های متمایز فعالیت‌ سلول‌های عصبی استفاده کند تا خاطرات را ذخیره کرده و آنها را وقتی یک تجربه گذشته را بخاطر می‌آوریم، بازپخش نماید. نتایج ما نشان دهندۀ این ایده است که خاطرات دربردارنده بازپخش هماهنگ‌شدۀ الگوهای سلول‌های عصبی” است که در سرتاسر مغز وجود دارد. مطالعۀ چگونگی ایجاد خاطرات و یادآوری مجدد آنها نه تنها به ما کمک می‌کند تا خودمان را بهتر درک کنیم، بلکه درک عمیق‌تری هم از جریان‌های عصبی در اختلالات حافظه کسب کنیم.» جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ معتبر Science منتشر شده است. مطالعه حاضر بخشی از پروژه مرکز بالینی NIH برای آن دسته از بیماران مبتلا به صرع بود. بیماری این افراد با دارو قابل کنترل نیست.

به گزارش بیگ بنگ، اکنون دانشمندان در تلاش‌ هستند تا ادغامی را بررسی کنند که زمینه‌های پیدایش منظومه شمسی ما را فراهم نموده است. این کار با بررسی عناصرِ تولید شده توسط موادِ اصلیِ در حال تجزیه انجام می‌شود. لذا دانشمندان با توجه به تحقیق حاضر بر این باورند که ادغام مذکور ۱۰۰ میلیون سال قبل از پیدایش منظومه شمسی و در فاصله ۱۰۰۰ سال نوری از آن به وقوع پیوسته است.

شابوکس مارکا» دانشمند و فیزیکدان در دانشگاه کلمبیا در مصاحبه با وبسایت Space.com» بیان کرد: خیلی نزدیک بود. اگر به آسمان بنگرید و ادغام ستاره‌های نوترونی را در فاصله ۱۰۰۰ سال نوری با زمین ببینید، کل آسمان شب می‌درخشد.» مارکا و همکارش امره بارتوش» اخترفیزیکدان در دانشگاه فلوریدا از شهاب‌سنگ‌های بر جای مانده از پیدایش منظومه شمسی برای ردیابی این برخورد عظیم استفاده کردند. آنها ایزوتوپ‌های موجود در این سنگ‌ها را مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند.

محققان در ابتدا کمّیت ایزوتوپ‌های رادیواکتیو در منظومه شمسیِ جوان را محاسبه کردند؛ سپس اندازه‌گیری‌های خود را با مقدار ایزوتوپ‌های تولید شده در اثر ادغام ستاره‌های نوترونی را مقایسه کردند.

ادغام ستاره‌های نوترونی ما

عناصر سنگینِ جهان از قبیل طلا، پلاتین و پلوتونیوم زمانی به وجود می‌آیند که نوترون‌ها اتم‌های موجود را بمباران کنند. در طی چنین برخوردهایی، یک ستاره خنثی می‌تواند الکترون‌هایی با بار منفی منتشر سازد؛ که تبدیل به پروتونی به بار مثبت شده و هویت اتم را تغییر می‌دهد. این فرایند که با عنوانِ دریافت سریع نوترونی» شناخته می‌شود، تنها در طی قدرتمندترین انفجارها به وقوع می‌پیوندد؛ انفجارهایی مثل ابرنواخترها و ادغام ستاره‌های نوترونی.

اما دانشمندان بر سرِ این موضوع همچنان به بحث می‌پردازند که کدام یک از این انفجارهای قدرتمند باعث شده طیف وسیعی از عناصر سنگین در جهان به وجود بیایند. در همین راستا، مارکا و بارتوش به شهاب‌سنگ‌های باستانی روی آورده‌اند تا این مسئله را درک نمایند که چه نوع رویدادهایی باعث شد بذرِ منظومه شمسی جوان در کیهان پاشیده شود. درون سنگ‌هایِ به جای مانده از منظومه شمسیِ جوانِ ما، موادی را می‌توان یافت که حاصل یک انفجار عظیم هستند. اگرچه این عناصر اولیه رادیواکتیو بوده و سریعاً تجزیه شده‌اند، اما نشانه‌هایی از خودشان در گذشته بر جای گذاشته‌اند.

همچنان‌که رصدخانه موج گرانشی با تداخل‌سنج لیزری موسوم به لایگو(LIGO) در تلاش است تا ادغام بالقوه ستاره‌های نوترونی را شناسایی کند، دانشمندان هم از مشاهدات این رصدخانه استفاده می‌کنند تا مهم‌ترین عواملِ دخیل در موادِ ایجاد شده در نزدیکیِ رویداد ادغام را مورد شناسایی قرار بدهند. در مطالعات گذشته این برآورد مطرح شد که ابرنواخترها هر ۵۰ سال یک بار در کهکشان راه شیری به وقوع می‌پیوندند. مشاهدات جدید رصدخانه لایگو نشان می‌دهد که ادغام ستاره‌های نوترونی به ندرت اتفاق می‌افتد؛ مثلاً تقریباً هر صدهزار سال یک بار. میزانِ عناصر سنگینِ موجود در منظومه شمسی نشان داد که این عناصر از یک ادغام ستاره نوترونی در نزدیکی منظومه شمسی نشات می‌گیرند.

با توجه به این یافته، مارکا افزود: هر ایزوتوپ مثل ساعت‌نگهداری است که در زمان انفجار شروع می‌شود. ما با مطالعه میزان هر ایزوتوپ باقی مانده از زمانی که مواد دریافت شد، قدمت برخورد را تعیین کردیم؛ برخوردی که منظومه شمسی را تحت تاثیر خودش قرار داد. فقط یک نقطه در زمان وجود دارد که همه این رویدادها با یکدیگر همخوانی دارند. این دوران به حدود ۱۰۰ میلیون سال پیش از شکل‌گیریِ منظومه شمسی باز می‌گردد. البته این زمان مثل چشم به هم زدنی در مقیاس کیهانی به حساب می‌آید. ما محاسبه کردیم که ستاره‌ها در چه فاصله‌ای نسبت به ما با یکدیگر برخورد کردند و به ۱۰۰۰ سال نوری رسیدیم.»

محققان کماکان نمی‌دانند که این عناصر سنگین در چه جهتی وارد منطقه شدند که بعدها به منظومه شمسیِ ما تبدیل گشت؛ این اکتشاف از دید نظری این امکان را به دانشمندان می‌دهد تا بقایایِ برخورد را ردیابی نمایند. مشکل اینجاست که خورشید از زمانی که ۴.۶ میلیارد سال پیش پدید آمد، آرام سر جای خود ننشسته است. بلکه، به دور کهکشان راه شیری نیز می‌چرخد. خورشید در طی مسیرش، ستاره‌هایی را بر جای گذاشته که در خوشه یکسانی باعث به وجود آمدن ستاره‌هایی شد. جستجوی اخترشناسان برای شکار این ستاره‌ها بی‌نتیجه باقی مانده است. مارکا ابراز امیدواری کرد که محققان یک روز موفق به یافتن این ستاره‌های خویشاوند و بقایای ادغام ستاره‌های نوترونی خواهند شد؛ بقایایی که سرانجام به شکل‌گیریِ منظومه شمسی ختم شده است. بر اساس گفته مارکا، این رویداد که بتازگی کشف شده، در نزدیکی محل ست ما به وقوع پیوسته است.

به گزارش بیگ بنگ، در طی دهه گذشته، تیم کارو” از دانشکده علوم زیست‌شناسی دانشگاه بریستول نظریه‌های جالبی مانند استفاده از این خطوط راه راه برای پنهان ماندن از دست شکارچیان، استفاده از آنها بعنوان نوعی مکانیسم خنک کننده از طریق ِ شکل‌گیری جریان‌های همرفتی و نقش این نوارها در تعاملات اجتماعی، را مورد بررسی قرار دادند و همۀ این فرضیه‌ها رد شدند.

اینکه این خطوط راه راه باعث سردرگمی شکارچیان می‌شود نیز یک توضیح متداول است، اما هیچگونه دادۀ علمی در این رابطه وجود ندارد. در عوض، شواهد نشان می‌دهد که مگس‌های انگلی با مشاهدۀ الگوی راه راه گورخرها دچار سردرگمی می‌شوند.

در یک مقاله جدید، دانشمندان بریستول با بررسی دقیق مکانیسم این خطوط، فرضیه منحصربفردی را ارائه نمودند. پیش از این، محققان نشان دادند كه مگس‌های جنگلی خون‌آشام به گورخرها هم همانند اسب‌ها هجوم می‌آورند، اما پس از نزدیك شدن به آنها موفق نمی‌شوند روی بدنشان بنشینند و یا سرعت‌شان کاهش می‌یابد.

در اصل، خطوط راه راه بدن گورخر، مگس‌ها را گیج کرده و آنها را مجبور می‌کند تا از روی پوست بلند شده یا مجددا در هوا به پرواز در آیند. این محققان در مطالعه جدیدشان مکانیسم بالقوه‌ای را که سبب ایجاد چنین پدیده‌ای می‌شود توضیح داده و آن را اثر روزنه» نامیدند.

دکتر مارتین هاو”، نویسنده اصلی این مطالعه، از دانشکده علوم زیست شناسی بریستول، گفت: اثر روزنه یک توهم نوری مشهور است که از لحاظ دید انسانی، بعنوان اثر barber-pole نیز شناخته می‌شود. این اثر در واقع مثل خطوط متحرکی است که در آن به نظر می‌رسد مارپیچی از خطوط بر روی میله عمودی، به هنگام چرخش ِ میله، به سمت بالا حرکت می‌کند. بنابراین جهت حرکت واقعی مشخص نیست؛ لذا به نظر می‌رسد که ستون به سمت بالا حرکت می‌کند نه اینکه به دور محور خود می‌چرخد.

وی گفت: ما تصمیم گرفتیم ببینیم که آیا این توهم در چشم مگس‌ها نیز اتفاق می‌افتد یا خیر، زیرا وقتی آنها به سمت ِ گورخرها حرکت می‌کنند غالبا بر زمین می‌افتند. وقتی که مگس‌ها به سطحی نزدیک می‌شوند، سرعت خود را با توجه به سرعت گسترش سطح در برابر بیناییشان تنظیم می‌کنند و این امر امکان فرود آهسته و کنترل شده را برایشان فراهم می‌کند.

اما خطوط راه راه می‌تواند ” شار نوری را از طریق دیافراگم مختل کنند و سبب گردند که مگس تصور کند که سطح فرود بسیار دورتر از آنچه در واقعیت می‌باشد است. بنابراین، مگس‌ها قادر به فرود نخواهند بود یا بر زمین می‌افتند. علیرغم جذابیت این موضوع برای اکولوژیست‌های بینایی‌سنجی، این تحقیق نشان داد که اثر روزنه” مکانیسم نهفته در پشت علت گیجی مگس‌ها نیست چراکه دانشمندان فرود مگس بر روی گورخرها را در مقابل الگوی شطرنجی بررسی نمودند.

از آنجا که الگوی شطرنجی دارای ورودی بصری عاری از اثر دیافراگم بودند، انتظار می‌رفت مگس‌ها بدون مشکل روی آنها فرود بیایند. با این وجود، مگس‌ها با این الگوی شطرنجی نیز مشکل داشتند و نمی‌توانستند به راحتی بر روی آن بنشینند. بنابراین، خطوط گورخرها مشخصه منحصر به فرد آنها برای دورکردن مگس‌ها نیست، بلکه الگوهای دیگر نیز می‌توانند مؤثر باشند.

پروفسور کارو”، نویسنده ارشد این مقاله در پایان گفت:نه تنها این مطالعات هیجان‌انگیز ما را به درک درستی از منحصربفردترین و فوتوژنیک‌ترین گونه‌های زمین نزدیک نمود، بلکه به کشاورزانی که در تلاش هستند تا خسارات ناشی از ات را به حداقل برسانند و حتی به شرکت‌های پوشاک نیز کمک خواهد کرد.» بنابراین شاید راه راه گورخرها که نوعی استتار برای این جانور می‌باشد در واقع بعنوان واکنشی به مگس‌هاس مزاحم تکامل یافته باشد که از خون آنها تغذیه می‌کنند. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Proceedings of the Royal Society B منتشر شده است.

به گزارش بیگ بنگ، طبق اعلان کمیته داوران، نیمی از جایزه نوبل فیزیک به پنروز تعلق می‌گیرد زیرا این دانشمند نشان داد که نظریه نسبیت عام منجر به تشکیل سیاهچاله‌ها می‌شود.” پنروز کشف کرده که تشکیل یک سیاهچاله، پیش‌بینی دقیق از نظریه عمومی نسبیت است. نیم دیگر این جایزه نیز به گنزل و گز برای کشف حاکم بودن یک جسم نامریٔی و فوق‌العاده سنگین بر مدار ستارگان واقع در کهکشان” تعلق گرفت.
‌
این دو دانشمند کشف کردند که یک شی نامریٔی و به شدت سنگین بر مدار ستاره‌ها در مرکز کهکشان ما حکمرانی می‌کند. در حال حاضر یک سیاهچاله کلان جرم تنها تعریف موجود برای این شی است. سیاه‌چاله کلان جرم بزرگترین نوع سیاه‌چاله در کهکشان‌هاست که گمان می‌رود در مرکز تقریباً همه کهکشان‌ها از جمله کهکشان راه شیری(کمان ای* با جرم چهار میلیون جرم خورشیدی) نیز یافت شود. این سیاه‌چاله‌ها پر جرم‌ترین نوع سیاه‌چاله‌ها هستند و گرانش بسیار زیادی دارند که در جهان بی‌نظیر است.

آندریا گز چهارمین زنی است که از زمان اهدای نوبل فیزیک از سال ۱۹۰۱ تا به امروز برنده این جایزه معتبر علمی می‌شود. تقسیم جایزه نوبل میان چند دانشمند که در زمینه‌های مرتبط فعالیت دارند، امری باسابقه به شمار می‌رود. جایزه نقدی نوبل فیزیک امسال حدود یک میلیون و صد هزار دلار است. سال گذشته نیز نوبل فیزیک به طور مشترک به یک دانشمند کانادایی و دو دانشمند سویٔیسی برای کشف نخستین سیاره فراخورشیدی اهدا شد.