2343
👤 ادمین ها: @merzat @mohsen_dalili @mohammadkhatibii زیر نظر دانشجویان دانشگاه صنعتی شریف
🔹 دوره نسبیت خاص (قسمت پنجم)🔹
🔻تبدیل کلاسیک، تبدیل نسبیتی🔻
🌸با ما همراه باشید.
---------------------------------
#فیزیک_و_زندگی
🆔 @phyteacher
🔹 دوره نسبیت خاص (قسمت سوم)🔹
🔻تبدیل کلاسیک، تبدیل نسبیتی🔻
🌸با ما همراه باشید.
---------------------------------
#فیزیک_و_زندگی
🆔 @phyteacher
🔹 دوره نسبیت خاص (قسمت اول)🔹
🔻تبدیل کلاسیک، تبدیل نسبیتی🔻
🌸با ما همراه باشید.
---------------------------------
#فیزیک_و_زندگی
🆔 @phyteacher
⭕️ نوبل فیزیک ۲۰۲۴⭕️
🔸 چندی قبل، با هم در مورد سامانه‌های کمک راننده هوشمند صحبت کردیم. سامانه‌های که می‌توانند در آینده‌ای نه چندان دور، کنترل اتومبیل‌ها را به طور کامل به دست بگیرند.
🔸 شیوه‌ی کار این سامانه‌ها، به استفاده از سنسورهای محیطی مانند دوربین، رادار و لیدار و بعد تحلیل داده‌های به دست آمده و تصمیم‌گیری، خلاصه می‌شود. آن‌ها از چند سنسور برای دریافت داده استفاده کرده و بعد با پردازش آن‌ها و همچنین تحلیل، به اطلاعات (information) می‌رسند. سپس اطلاعات را دسته‌بندی کرده و با استراتژی تعریفی، قیاس می‌کنند و در نهایت، نتیجه را به عنوان تصمیم غایی، به بخش مکانیکال، می‌فرستند.
🔸 باید در نظر داشت که هر کدام از سنسورهای دریافت اطلاعات، محدودیت‌های خاص خودشان را دارند.
🔹 به عنوان مثال؛ تصاویر به دست آمده‌ی دوربین، در شرایط آب و هوایی مختلف، کیفیت مختلفی هم دارد.
🔹 بنابراین از چند سنسور استفاده می‌شود تا نتیجه‌گیری، دقت بالاتری داشته باشد. اما این مخاطره همواره باقی می‌ماند! نتیجه‌ی درست، متکی بر داده‌ی کدام سنسور است؟ اینجاست که هوش مصنوعی و deep learning به کمک آمده و تلاش می‌کنند تا با الگوریتم خود، یک قیاس صحیح انجام دهند.
🔸 اما همچنان یک مشکل باقی می‌ماند. در ماشین‌ها، دریافت داده، تحلیل، تصمیم گیری و اجرا، باید به سرعت اتفاق بیفتد و مهلتی برای مکث نیست. به عبارتی، سامانه باید real time باشد. برای رفع این مشکل، باید شبکه‌های عصبی موجود را بهبود بخشید تا به نتیجه مطلوب برسیم.
✅
کمیته نوبل، جایزه‌ی نوبل فیزیک امسال را به جان اچ.هاپفیلد و جفری ای.هینتون به پاس اکتشافات بنیادی و ابداعاتی که یادگیری ماشینی با شبکه عصبی مصنوعی را ممکن ساخت، اهدا کرد.
⭕️فیزیک و تکنولوژی⭕️
🔹سیستم هوشمند خودرویی🔹
🔸سیستم‌های کمک راننده هوشمند،به طور کلی از یک مجموعه دوربین یا رادار و پردازشگر تشکیل شده‌اند. به این ترتیب که با برداشت تصویر از محیط یا ارسال امواج، به تحلیل اطلاعات به دست آمده می‌پردازند.
🔸 سیستم‌های نگهدارنده خط، خطوط جاده را تشخیص می‌دهد. به طور کلی، ما با یک هوش مصنوعی سر و کار داریم که بتواند مفاهیمی که بر سر راه او قرار میگیرند را تشخیص داده و بعد مورد قضاوت قرار دهد.
🔸 تشخیص خط ممتد، خط بریده بریده، عابر پیاده، اتومبیل جلو و عقب و علایم راهنمایی و رانندگی، از این دست تشخیص ها هستند. به عنوان مثال، دوربین نصب شده بر روی خودرو، تابلوی مقابل خود را می‌بیند. تشخیص می‌دهد که این تصویر، یک تابلو است. (در قیاس با هر شکل دایره‌ای، باید تابلو را بشناسد) سپس باید نوع تابلو را نیز تشخیص دهد. (تابلو را با مجموعه تابلوهای ذخیره شده در حافظه خود قیاس کند. مثلا تابلو محدودیت سرعت) و در آخر بسته به مرحله‌ای از هوشمندی که خودرو در آن قرار دارد، تلاش کند تا راننده را نسبت به هشدار آگاه نماید و یا هشدار را بر روی خودرو اعمال کند. (مثلا اگر سرعت بالاتر از تذکر تابلوی راهنمایی و رانندگی بود، به کاهش خودرو تا حد معین بپردازد.)
🔸 پس ما با دو چالش مهم سر و کار داریم؛ ۱- تشخیص موارد مورد نیاز در تصمیم‌گیری رانندگی با ضریب خطای کم. ۲- انجام آنی دستور (real time) بودن.
🔸 البته که در مورد پا فراتر گذاشتن از هشدار به اعمال هوشمند تصمیم کامپیوتر بر خودرو، هنوز هم ابهاماتی وجود دارد. از جمله موارد اخلاقی! زمانی که شرایط، ایجاب کند تا حتما تصادفی رخ دهد و در هر تصمیم، انسانی آسیب می‌بیند، تصمیم کامپیوتر چه خواهد بود؟ آیا همراستا با نظر صاحب خودرو خواهد بود؟ اما دو اشکال عمده مذکور، محدود کننده‌های رشد این صنعت به حساب می‌آیند.
🔸 برای کاهش خطاهای تشخیصی، معمولا در سیستم‌های کمک راننده، از دو سیستم به طور همزمان استفاده می‌شود. به عنوان مثال؛ هم سیستم رادار و هم سیستم دوربین. هر کدام از سیستم‌ها، خطاهای مخصوص خود را دارند.(البته که همپوشانی وسعت دید و تشخیص را هم باید در نظر گرفت) به عنوان مثال؛ دوربین، در آب و هوای متفاوت، عملکرد متغیری دارد و رادار نیز از دقت عمل پایینی برخوردار است. وجود این سامانه به طور همزمان بر روی خودرو، باعث می‌شود تا تصمیمات آن‌ها، همپوشانی داشته باشد.
🔸 جایی که هر دو موافق یا مخالف باشند، سیستم در مورد دستور صادره، شکی ندارد. اما جایی که تفاوت وجود داشته باشد، نیاز به یک داور و قاضی وجود دارد. این داور، باز هم باید یک الگوریتم هوش مصنوعی و یادگیری عمیق باشد. که بتواند دقت اندازه‌گیری تعریف شده در هر کدام را در مورد نوع شناخت پیش آمد، کنترل و نتیجه گیری کند.
🔹 ادامه دارد...
---------------------------------
#فیزیک_و_زندگی
🆔 @phyteacher
⭕️فیزیک و تکنولوژی⭕️
🔹سیستم هوشمند خودرویی🔹
🔸 تکنولوژی و صنعت، هرچند در بادی امر، باعث سهولت کارها شده‌اند، اما به مرور، خود نیز آسیب‌های فراوانی ایجاد کرده‌اند. به عنوان مثال؛ قبل از گسترش صنعت برق، مردم برای روشنایی و امور دیگر، متکی به سایر روش‌ها بودند. اما حالا و بعد از حضور همه جانبه‌ی این صنعت در زندگی مردم، عملا بدون برق نمی‌توان زندگی کرد. همین برق اما، به خودی خود، خطراتی دارد که پیش‌تر و قبل از گستردگی آن، وجود نداشت. نوسانات جریان برق، باعث از بین رفتن وسایل برقی می‌شود، اتصال‌های غیر استاندارد، سبب بروز آتش‌سوزی می‌گردد و کار با برق، خطر برق گرفتگی و حتی مرگ ایجاد می‌کند.
🔸 ما از برق استفاده می‌کنیم ، بهتر بگویم، با برق زندگی می‌کنیم و از مخاطرات آن نیز آگاهیم. اما برای اینکه این اتفاقات ناگوار در مورد برق، رخ ندهد، ما چه کار کنیم؟ آیا بهتر آن است که برق را تماماً از زندگی خود حذف کنیم؟ یا تلاش خود را به سمت و سویی ببریم که حاصل آن، کاهش خطرات ناشی از برق است؟ منطق سلیم می‌گوید برای خطرات غیر معمول یا با درصد قابل چشم‌پوشی، بهتر آن است که استفاده را اولویت قرار ندهیم و نه حذف را.
🔸 چنین روندی در مورد پیشرفت تکنولوژی، کاملا مرسوم است. از نمونه‌های این اتفاق، می‌توان به صنعت خودروسازی اشاره کرد. سالانه چند میلیون نفر به خاطر سوانح رانندگی، دچار جراحات شدید و یا مرگ می‌شوند. این سوانح آنقدر آمار بالایی دارند و دلخراش هستند که جامعه جهانی در مورد آن‌ها به فکر افتاده است. بی شک نمی‌توان وسایل نقلیه را از زندگی مردم حذف کرد. تکنولوژی، یک امر یکپارچه و به هم مرتبط است. گسترش تکنولوژی، سبب شده تا سرعت مراودات مردم نیز بالا برود. این سرعت، نیازمند تسری به تمامی ابعاد زندگی بشر است. حمل و نقل مدرن، خود از پایه‌های اصلی این سرعت به حساب می‌آید.
🔸پس یا باید این همه جان عزیزی که روزانه در اثر حوادث جاده‌ای از بین می‌روند را نادیده گرفت و در مورد تحمیل هزینه‌های روانی و اقتصادی این سوانح، حرفی نزد و یا تلاش کرد که به نوعی این اتفاقات را کاهش داد. ما با یک تکنولوژی مدرن سر و کار داریم پس برای راهکار نیز باید سراغ تکنولوژی برویم.
🔸 بخشی از حوادث رانندگی، به خاطر راننده و برخی دیگر به خاطر شرایط محیطی است. با این حال، با توجه به گزارش کارشناسان و تحلیل آمار تصادفات، چنین برداشت می‌شود که اگر راننده، استاندارد‌های رانندگی را رعایت کرده و از رانندگی در خطر اجتناب کند، آمار تلفات و حوادث، تا سطح بسیار زیادی کاهش می‌یابد.
🔸بنابراین تکنولوژی، باید کاری کند که دقت و تمرکز راننده، افزایش یابد.
⭕️درباره‌ی کروی بودن ⭕️
(قسمت چهارم)
🔸 هرکدام از ستارگانی که قبل از رمبش در داخل راه شیری تشکیل شدند، مدارهای بزرگ و افتانی را حفظ کردند. گاز باقی‌مانده که مانند دو آب نبات ژله‌ای که در هوا با هم برخورد کنند، به آسانی به خودش می‌چسبید، در صفحه‌ی وسط تثبیت شد و تمام نسل‌های بعدی ستارگان، از جمله خورشید از آن به وجود آمدند.
🔸 به خاطر این مسطح شدگی عمومی اشیای در حال چرخش است که قطر قطب به قطب کره زمین از قطر آن در استوا کوچکتر است. البته نه زیاد؛ سه دهم از یک درصد و به اندازه‌ی حدود ۴۲ کیلومتر. ولی زمین کوچک و عمدتا جامد است و سرعت چرخش آن هم چندان زیاد نیست. 🔻زمین در تمام شبانه روز، هرچیزی را که در ناحیه استوا است، با سرعت ۱۶۰۰ کیلومتر بر ساعت می‌چرخاند.🔻
🔸 سیاره‌ی گازی زحل را که با سرعت زیاد می‌چرخد در نظر بگیرید. مدت روز این سیاره فقط ده و نیم ساعت است و استوای آن با سرعت ۳۵۰۰۰ کیلومتر بر ساعت می‌چرخد و قطر قطب به قطب آن ده درصد در وسط کمتر است، تفاوتی که حتی با یک تلسکوپ آماتوری هم قابل مشاهده است.
🔸 کره‌های مسطح شده را عموما شبه کره‌های پخت و کره‌هایی را که در امتداد قطب به قطب طویل هستند، دوکی می‌نامند. در زندگی روزمره، همبرگر و هات داگ، نمونه‌های خوب و البته افراطی از این دو شکل هستند.
🔸ما از تأثیر نیروهای گریز از مرکز بر ماده برای فهمیدن سرعت چرخش اجرام دور کیهانی استفاده می‌کنیم.🔸 مثلا تو اختر ها را در نظر بگیرید. از آنجا که سرعت چرخش بعضی از آن‌ها، بیش از هزار دور بر ثانیه است، می‌دانیم که آن‌ها از مواد خانگی معمولی ساخته نشده‌اند. وگرنه از هم می‌پاشیدند.
⭕️درباره‌ی کروی بودن ⭕️
(قسمت دوم)
🔸 در مورد اجرام کیهانی بزرگ، انرژی و گرانش دست به دست هم می‌دهند و شیء را به کره تبدیل می‌کنند. گرانش، نیرویی است که موجب فروریختن ماده در تمام جهات می‌شود، ولی همیشه گرانش برنده نمی‌شود، پیوندهای شیمیایی اشیای جامد، نیرومند هستند.
🔸 کوه‌های هیمالیا به خاطر قابلیت ارتجاع صخره‌های پوسته‌ای از زمین بالا آمده‌اند. ولی قبل از آنکه درباره‌ی کوه‌های بلند زمین، هیجان زده شوید، باید بدانید که اختلاف ارتفاع از ژرف‌ترین نقطه‌ی دریاها تا بلندترین کوه‌ها، حدود ۱۹ کیلومتر است. درحالی که قطر زمین، تقریبا سیزده هزار کیلومتر است.
🔸 از این رو، بر خلاف آنچه برای انسان‌هایی که روی سطح زمین راه می‌روند، به نظر می‌رسد، به نظر می‌رسد زمین به عنوان یکی از اجرام کیهانی بسیار هموار است. اگر یک انگشت بزرگ غول آسا می‌داشتید و آن را روی سطح زمین (با وجود اقیانوس ها و همه چیز) می‌کشیدید، زمین را مانند یک توپ سفید بیلیارد، صاف احساس می‌کردید.
🔸 کوه‌های زمین در مقایسه با کوه‌های دیگر در منظومه شمسی نیز بسیار کوچکند. بزرگترین کوه مریخ، کوه المپوس، بیست کیلومتر ارتفاع دارد و عرض آن در قاعده کوه، ۴۸۰ کیلومتر است. در مقابل آن کوه مک کینلی آلاسکا، مانند تپه کوچکی به نظر می‌رسد.
🔸 روش کوه سازی در کیهان ساده است. هرچه گرانش در سطح یک جرم کیهانی ضعیف تر باشد، کوه‌های آن می‌توانند بلندتر شوند. کوه اورست تقریبا بلندترین ارتفاعی است که یک کوه می‌تواند به آن برسد، قبل از آنکه لایه‌های زیرین سنگ، زیر وزن کوه، تسلیم شکل پذیری خود شوند.
🔸 اگر در یک شیء جامد، گرانش سطحی به قدر کافی پایین باشد، پیوندهای شیمیایی در صخره‌های آن در مقابل نیروی وزن آن مقاومت خواهند کرد. وقتی که این اتفاق می‌افتد، تقریبا هر شکلی امکان پذیر است. دو جرم سماوی مشهور غیر کروی، فوبوس و دیموس، قمر های سیب زمینی شکل مریخ هستند. روی قمر بزرگتر، فوبوس، که ۲۱ کیلومتر طول دارد، یک فرد ۶۸ کیلوگرمی، فقط حدود ۱۱۰ گرم وزن دارد.
🔸 در فضا، کشش سطحی همواره سبب می‌شود که یک توده‌ی کوچک مایع به شکل کره دربیاید. هرگاه یک شیء جامد کوچک ببینید که به طور مشکوکی کروی است، می‌توانید فرض کنید که در حالت ذوب شده، ایجاد گردیده است. اگر این توده جرم خیلی بالایی داشته باشد، آنگاه تقریبا از هرچیزی هم تشکیل شده باشد، گرانش سبب می‌شود که به شکل کره در بیاید.
✅اما در مورد توده‌های گازی چه؟
🔹 ادامه دارد.
---------------------------------
#فیزیک_و_زندگی
🆔 @phyteacher
⭕️ حیات فرا زمینی ⭕️
(قسمت آخر)
🔸 شاید احتمال ظهور خلق الساعه‌ی حیات آنقدر کم است که زمین تنها سیاره‌ی کهکشان یا در عالم مشاهده است که این اتفاق در آن افتاده.
🔸 امکان دیگر این است که تشکیل سامانه‌های خود تکثیرکننده مثل سلول‌ها، احتمالی منطقی داشته اما اغلب این انواع حیات، تا حد هوشمندی تکامل نیافته‌اند.
🔸 ما عادت داریم فکر کنیم حیات هوشمند، نتیجه‌ی گریزناپذیر تکامل است. اگر نبود چه؟ اصل انسان نگر، ما را از این گونه استدلال‌ها بر حذر می‌دارد. محتمل‌تر این است که تکامل فرآیندی اتفاقی باشد که در آن، هوش صرفا یکی از بسیار نتایج ممکن است.
🔸 حتی مشخص نیست که هوش در درازمدت برای بقا ارزشی داشته باشد. باکتری ها و انواع دیگر موجودات تک یاخته، ممکن است در صورتی که ما تمامی انواع دیگر حیات روی کره زمین را از بین ببریم، دوام بیاورند.
🔸 شاید هوشمندی برای حیات زمینی، اتفاقی نامحتمل بوده چون در روال زمانی تکامل خیلی طول کشیده، دو و نیم میلیارد سال که از موجودات تک یاخته به موجودات چند یاخته‌ای برسیم؛ چیزی که شرط لازم هوش است.
🔸 این مدت، کسری چشمگیر از زمانی است که تا انفجار خورشید در اختیار داریم، پس این هم با فرض کن بودن احتمال تکامل هوشمندی همخوان است.
🔸 راه دیگری که ممکن است در آن حیات نتواند به مرحله‌ی هوشمندی برسد، تصادم یک شهاب‌سنگ یا ستاره‌ی دنباله‌دار با سیاره است. تخمین اینکه زمان‌بندی این تصادم‌ها چیست مشکل است ولی یک حدس معقول این است که به طور متوسط، هر بیست میلیون سال یکبار اتفاق می‌افتد.
🔸 اگر این عدد درست باشد یعنی حیات هوشمند فقط به این دلیل روی زمین تکامل یافته که خوشبختانه در شصت و شش میلیون سال اخیر تصادم بزرگی رخ نداده است. سیارات دیگر کهکشان‌ها که احتمال داشتن حیات را داشته‌اند، شاید مدت زمان بی تصادم کافی برای تکامل موجودات هوشمند را نیافته‌اند.
🔸 احتمال سوم این است که فرصت شکل‌گیری حیات و تکامل آن به موجودات هوشمند کم نیست، ولی مجموعه ناپایدار و حیات هوشمند باعث نابودی خودش می‌شود. این نتیجه بسیار بدبینانه است و امیدوارم حقیقت نداشته باشد.
✅ احتمال دیگر این است که؛
🔻آن بیرون، اشکال دیگر حیات هوشمند وجود دارد ولی به ما محل نگذاشته‌اند...🔻
⭕️ حیات فرا زمینی ⭕️
(قسمت نهم)
🔸 پس مقدار کلی اطلاعات ژن‌های ما احتمالا حدود یکصد میلیون بیت است. یک بیت اطلاعات یعنی جواب یک پرسش با پاسخ آری یا نه. در مقابل، یک کتاب جیبی می‌تواند دو میلیون بیت اطلاعات داشته باشد. پس یک فرد، معادل تقریبا پنجاه جلد کتاب هری پاتر است و یک کتابخانه‌ی ملی به درد بخور، حدود پنج میلیون کتاب دارد؛ یعنی ده تریلیون بیت. مقدار اطلاعاتی که با کتاب یا اینترنت منتقل می‌شود، حدود صدهزار برابر اطلاعات موجود در دی ان ای است.
🔸 از این مهمتر اطلاعات درون کتاب‌ها را می‌توان تغییر داد و بسیار سریعتر به روز کرد. چند میلیون سال طول کشید تا ما از انسان‌ریخت‌های بدوی تکامل بیابیم. در این مدت، اطلاعات مفید موجود در دی‌ان‌ای ما، شاید فقط در حد چند میلیون بیت عوض شده باشند، یعنی سرعت تکامل زیستی، در بشر، حدود یک بیت در سال است.
🔸 در مقابل، هر سال حدود پنجاه هزار جلد کتاب جدید به انگلیسی چاپ می‌شود که شامل چیزی در حد یکصد میلیارد بیت اطلاعات است. البته خیلی از این اطلاعات آشغال است و به کار هیچ نوعی از حیات نمی‌آید. اما با این حال، سرعتی که اطلاعات مفید می‌تواند اضافه شود اگر نه میلیارد ها که لااقل میلیون‌ها برابر روش زیستی و از طریق دی ان ای است.
🔸 این یعنی وارد مرحله‌ی جدیدی از تکامل شده‌ایم. در آغاز تکامل از طریق انتخاب طبیعی بود؛ دگردیسی‌های اتفاقی. این مرحله داروینی حدود سه و نیم میلیارد سال طول کشید و به ما رسید؛ موجوداتی که برای تبادل اطلاعات، زبان را ایجاد کردند. اما در حدود ده هزار سال گذشته، در حالتی بوده‌ایم که شاید بتوان آن را مرحله‌ی انتقال بیرونی نامید.
🔸 در این مرحله، مدارک درونی اطلاعات که نسل اندر نسل از طریق دی‌ان‌ای منتقل شده‌اند تا حدی تغییر کرده‌اند. اما مدارک بیرونی به شکل کتاب و دیگر اشکال ذخیره طولانی مدت، رشد عظیمی داشته است.
🔸 مدت زمان تکامل در دوره انتقال برونی، مدت زمان جمع‌آوری اطلاعات است. این قبلا صدها یا حتی هزاران سال بود. اما این مدت در حال حاضر به پنجاه سال یا کمتر کاهش یافته است. از سوی دیگر، مغزهایی که با آن‌ها این اطلاعات را پردازش می‌کنیم با زمان‌بندی داروینی تکامل یافته‌اند؛ صدها هزار سال. این دارد مشکل زا می‌شود.
🔸 در قرن هجدهم می‌گفتند مردی هست که تمامی کتاب‌هایی را که نوشته شده است خوانده، اما امروز اگر روزی یک کتاب بخوانید، ده ها هزار سال طول می‌کشد تا کتاب‌های یک کتابخانه‌ی ملی را بخوانید. در همان حال کلی کتاب دیگر هم منتشر شده است.
🔸 معنایش این است که هیچ فردی نمی‌تواند بر چیزی ورای گوشه‌ای خاص از دانش بشر اشراف یابد. افراد باید در حوزه‌های محدودتر و بازهم محدودتر متخصص شوند.🔹 ادامه دارد...
⭕️ حیات فرا زمینی ⭕️
(قسمت هفتم)
🔸 نمی‌دانیم مولکولهای دی‌ان‌ای، بار اول چگونه ظاهر شدند. احتمال ظهور مولکول دی‌ان‌ای، در پی نوسانات اتفاقی، بسیار کم است و به همین دلیل، برخی برآنند که حیات، از جایی دیگر به زمین آمده است.
🔻(مثلاً از مریخ و با سنگ‌هایی که وقتی سیارات ناپایدار بودند، از آن جدا شدند و اینکه بذرهای حیات، در کهکشان، شناور است. با این همه، بعید است دی‌ان‌ای بتواند مدتی طولانی در تشعشعات فضا، دوام بیاورد.)
🔸 اگر احتمال ظهور حیات روی سیاره‌ای خاص، بسیار نامحتمل باشد، می‌توان انتظار داشت که ظهور آن، مدتی بسیار طولانی طول بکشد. دقیقتر بگویم، می‌توان انتظار داشت که حیات در پیرترین زمان ممکنه اتفاق بیفتد که هنوز برای تکامل بعدی به موجودات هوشمندی مثل ما، قبل از انبساط خورشید و بلعیده شدن زمین، فرصت مانده باشد.
🔸 پنجره‌ی احتمال این اتفاق، برابر عمر خورشید است؛ حدود ده میلیارد سال. در این فرصت می‌توان تجسم کرد که حیات هوشمند می‌تواند بر سفر فضایی مسلط شود و به سوی ستاره‌ای دیگر بگریزد. اما اگر امکان فرار نباشد، حیات روی زمین، محکوم به فنا است.
🔸 سنگواره‌های یافت شده در شمال غربی استرالیا نشان می‌دهند که حدود سه و نیم میلیارد سال پیش شکلی از حیات بر روی زمین وجود داشته است.
🔻 این شاید فقط پانصد میلیون سال بعد از زمانی است که زمین آنقدر پایدار و خنک شد که بتواند پذیرای حیات باشد.🔻
🔸 اما تکامل حیات در عالم می‌توانست هفت میلیارد سال طول بکشد و هنوز فرصت کافی برای تبدیل شدن به موجوداتی مثل ما را داشته باشد؛ موجوداتی که بپرسند: «حیات از کجا آمده است؟» اگر احتمال ظهور حیات در سیاره‌ای فرضی اینقدر کم است، چرا در زمین در مدتی حدود یک چهاردهم فرصتی که داشت رخ داد؟
🔸 ظهور سریع حیات روی زمین نشان می‌دهد که احتمال ظهور خلق الساعه‌ی حیات در شرایط مناسب، بسیار زیاد است. شاید شکل سازمان‌دهی شده‌ی ساده‌تری وجود داشت که دی‌ان‌ای را ساخت. دی‌ان‌ای بعد از ظهور، چنان موفق می‌بود که جای تمامی اشکال پیشین را می‌گرفت.
⭕️ حیات فرا زمینی ⭕️
(قسمت پنجم)
🔸 چون ما طبعاً در یکی از این عالم‌ها زندگی می‌کنیم، نباید از دقیق بودن ثابت‌های فیزیکی تعجب کنیم. اگر دقیق نبودند، ما هم نبودیم. از این نظر، حالت تند اصل انسان‌نگر، چندان رضایت‌بخش نیست چون معلوم نیست به لحاظ عملی، وجود تعداد بسیار زیاد عالم‌های دیگر، چه معنایی دارد. اگر از عالم ما جدا هستند، اتفاقات آن‌ها چه تأثیری بر عالم ما می‌نهد؟
🔸 من به جای آن، از اصل انسان نگر نرم استفاده خواهم کرد. یعنی مقادیر ثابت‌ها را بدیهی خواهم دانست. اما ببینیم چه نتایجی را می‌توان از این نکته گرفت که حیات روی این سیاره و در این مرحله از تاریخ وجود دارد.
🔸 هنگام آغاز عالم در مهبانگ، حدود ۱۳/۸ میلیارد سال پیش، کربنی وجود نداشت. حرارت آنقدر زیاد بود که کل ماده به شکل پروتون و نوترون وجود داشت. در آغاز، تعداد پروتون و نوترون برابر بود اما با انبساط عالم، دمای آن کم شد. حدود یک دقیقه بعد از مهبانگ، دما حدود یک میلیارد درجه کاهش یافت؛ یعنی حدود یکصد برابر دمای خورشید. در این دما، نوترون‌ها دچار فروپاشی و به پروتون تبدیل می‌شوند.
🔸 اگر این، تنها اتفاق می‌بود، در نهایت کل ماده‌ی عالم به شکل ساده‌ترین عنصر، یعنی هیدروژن (یعنی اتمی که هسته‌ی آن یک اتم واحد است)، باقی می‌ماند. اما برخی از نوترون‌ها با پروتون‌ها تصادم کردند و به هم چسبیدند و ساده‌ترین عنصر بعدی یعنی هلیوم را ساختند که هسته‌ای متشکل از دو پروتون و دو نوترون دارد.
🔸 اما هیچ عنصر سنگین‌تری مثل کربن یا اکسیژن نمی‌توانست در عالم اولیه تشکیل شود. تجسم ساخت سیستم زنده از هیدروژن و هلیوم بسیار دشوار است و به هر حال، عالم اولیه هنوز آنقدر داغ بود که اتم‌ها نمی‌توانستند مولکول تشکیل دهند.
🔸 عالم به انبساط و به خنک شدن ادامه داد. اما چگالی برخی نواحی از چگالی برخی نواحی دیگر کمی بیشتر بود و کشش گرانشی ناشی از ماده‌ی اضافی در این نواحی، انبساط آن‌ها را کند کرد و به تدریج این انبساط متوقف شد. این نواحی فرو پاشیدند و کهکشان و ستاره تشکیل دادند. اتفاقی که حدود دو میلیارد سال بعد از مهبانگ آغاز شد.
🔸 برخی از ستارگان اولیه از خورشید ما پرجرم‌تر بودند. آن‌ها داغ‌تر از خورشید بودند و هیدروژن و هلیوم اولیه را سوزاندند و به عناصر سنگین‌تری مثل کربن و اکسیژن و آهن تبدیل کردند. این فقط چند میلیون سال طول کشید.🔸 بعد از آن، برخی از ستارگان به نواختر تبدیل شدند و با انفجار خود، عناصر سنگین را در فضا پخش کردند. این عناصر بعد‌ها مواد اولیه‌ی نسل بعدی ستارگان شدند.
⭕️ حیات فرا زمینی ⭕️
(قسمت سوم)
🔸در قسمت‌های قبلی، اطلاعات محدودی در مورد تعریف حیات به دست آوردیم. پیدا کردن حیات در سیاره‌ها و اجرام دیگر موجود در کیهان، احتمالا بعید نیست. این احتمال وجود دارد که سیاره‌ای دیگری نیز در کیهان، در منطقه‌ی حیات (life zone) قرار بگیرد و همین امر موجب تشکیل حیات بر روی آن شود. همچنین این احتمال وجود دارد که حتی شکل‌های اولیه حیات در بعضی سیارات به وجود آمده و سپس از بین رفته باشد. اگر نگاهی به تاریخچه‌ی زمین بیندازیم، در زمان‌های اولیه شکل‌گیری، هیچ گاه تشکیل حیات آن هم از نوع هوشمند بر روی آن، قابل تصور نبوده است.
🔸 اما صحبت ما فقط محدود به انواع شکل حیات یا شکل ابتدایی حیات نمی‌شود. چطور می‌توان در مورد حیات هوشمند در خارج از زمین، استدلال کرد؟
🔸 در همین راستا و بار دیگر، سری به نوشته‌های دانشمند فقید علم فیزیک، استیون هاوکینگ می‌زنیم. ایشان می‌گوید؛
🔹 تجربه‌ی روزمره نشان می‌دهد که اوضاع با گذشت زمان، نامنظم تر و آشفته‌تر می‌شود. این نکته، قانون خودش را هم دارد، قانون دوم ترمودینامیک. بنابراین قانون، مقدار کلی آنتروپی در عالم، در گذر زمان همیشه رو به افزایش است.
🔹 نظم یک جسم می‌تواند افزایش یابد ولی به این شرط که مقدار بی نظمی در محیط اطراف آن بیشتر افزایش یابد. این در موجودات زنده اتفاق می‌افتد. می‌توان حیات را سیستمی منظم تعریف کرد که با تمایل به بی نظمی، مقابله می‌کند و توان بازتولید خود را دارد. یعنی می‌تواند سیستم‌های مشابه و منظم ولی مستقل تولید کند.
🔹 به منظور این کارها، سیستم باید انرژی دارای شکل منظم، مثل غذا، نور خورشید یا نیروی الکتریکی را به انرژی دارای شکل نامنظم تبدیل کند. یعنی به حرارت. با این کار، سیستم، شرط افزایش مقدار کلی بی نظمی را نقض نمی‌کند و در عین حال نظم داخلی خود و زادگانش را افزایش می‌دهد. این شبیه والدینی است که در خانه‌ای زندگی می‌کنند که هربار که کودکی جدید به خانه اضافه می‌شود، خانه نامرتب تر می‌شود.
🔹 یک موجود زنده مشابه من و شما معمولا دو عنصر دارد؛ مجموعه‌ای از دستورات که به سیستم، نحوه‌ی تداوم و تولید مثل را نشان می‌دهد و سازوکاری که این دستورات را اجرا می‌کند. در زیست شناسی به این دو بخش، ژن و متابولیزم می‌گویند. اما باید تأکید کنیم که نیازی نیست حتماً بیولوژیک باشند.🔹 ادامه دارد...
⭕️ حیات فرا زمینی ⭕️
(قسمت اول)
🔸 در مطلب قبل، پرسیدیم که آیا به عقیده شما، حیات فرا زمینی وجود دارد یا خیر؟ زمانی که صحبت از حیات می‌شود، گاهی ذهن آدمی به سمت اکوسیستمی مشابه زمین می‌رود. حیوانات، موجودات زنده و حتی تک سلول‌هایی نظیر آنچه که بر روی زمین وجود دارد.
🔸 این در حالی است که بر روی خود زمین هم، بسته به شرایط اقلیمی متفاوت، حیات متنوعی شکل گرفته. به عنوان مثال؛ در بخش بیابانی، حیواناتی را می‌بینیم که نسبت به گرما و کم آبی، مقاوم‌ترند و از آن طرف در بخش قطبی، با حیواناتی مواجه می‌شویم که توانایی مقابله با سرما را دارند. در زمین، موجوداتی را می‌بینیم که زیست بوم آن‌ها داخل آب بوده و برعکس، موجوداتی را می‌شناسیم که داخل خشکی زندگی می‌کنند.
🔸 هرچند به خاطر شرایط زیستی غالب و حاکم بر زمین و اشتراکات این شرایط در سراسر کره خاکی، می‌توان شباهاتی بین موجودات پیدا کرد اما واقعیت آن است که این موجودات، آنقدر متفاوتند که اگر محیط بومی آن‌ها تغییر کند، دیگر قادر به ادامه حیات، نخواهند بود.
🔸 حتی این موجودات در ساختار بدنی نیز متفاوتند. مکانیزم تنفس در ماهی‌ها، با خزندگان خشکی و با کرم‌ها، متفاوت است. از طرفی، ما موجوداتی آغازین داریم که در ساختار خود، به کل با سایرین تفاوت دارند.
🔸 تکرار می‌کنیم که قابل انکار نیست که هنگام جزئی نگری و هنگام کوچک شماری همان سیستم‌های پیچیده و کلان، به سیستم‌های ساده و نخستین می‌رسیم.
🔸 جان کلام اینجاست که 🔻وقتی در مفهوم مشترک حیات بر روی زمین ، این حجم از تفاوت وجود دارد، پس کاملا قابل انتظار است که اگر از روی کره زمین پا فراتر بگذاریم، با حیاتی متفاوت از آنچه بر روی زمین دیده‌ایم، مواجه می‌شویم.🔻
🔸 بنابراین بگذارید در اولین قدم در پرونده حیات فرازمینی، مفهوم حیات را بررسی کنیم؛
🔸 از نظر علم زیست‌شناسی امروز اختلاف بین بلورها (که فاقد حیات محسوب می‌شوند) و مولکولهای زنده فقط در حفظ اشکالات و عیوب و انتقال آن به نسل بعدی است.
🔸 مولکول زنده (که رکن اساسی کل حیات، شناخته شده‌است) با گرفتن اتم‌ها یا مولکول‌هایی از محیط (مصرف و غذا) طرح خاصی را ایجاد می‌کند (تولید مثل) واگر به دلایل محیطی تغییری در طرح ایجاد گردد آن تغییر و نقص را در طرح‌های بعدی حفظ می‌کند ( انتقال تغییر) .
⭕️ هر روز، یک مفهوم فیزیکی ⭕️
🔸 ابر رسانایی، پدیده‌ای است که در دماهای بسیار پایین در برخی مواد رخ می‌دهد. در ابررسانایی، مقاومت الکتریکی ماده دقیقاً صفر می‌شود و یعنی میدان مغناطیسی را از درون خود طرد می‌کند.
🔸 طرد میدان مغناطیسی تنها تفاوت اصلی ابررسانا با رسانای کامل است، زیرا در رسانای کامل، انتظار می‌رود میدان مغناطیسی ثابت بماند، در حالی که در ابررسانا میدان مغناطیسی همواره صفر است.
🔸 ابررسانایی برای طیف وسیعی از مواد مانند قلع و آلومینیوم ممکن است. همچنین برخی آلیاژها و نیمه‌رساناها نیز ابررسانا می‌شوند، ولی فلزاتی مثل طلا و نقره چنین نیستند.
🔸 در ۱۹۸۶ ابررسانایی دمای بالا کشف شد. دمای بحرانی این ابررساناها بیش از ۹۰ درجه‌ی کلوین است. از نظر عملی ابررساناهای دمای بالا کاربردهای بیشتری دارند، زیرا در دماهایی ابررسانا می‌شوند که دست‌یافتنی‌تر هستند.
🔸 پژوهش برای یافتن نظریه‌ای برای ابررسانایی دمای بالا همچنان ادامه دارد.
🔹 در ویدیو بالا، توضیحاتی در مورد ابررسانایی داده می‌شود.
---------------------------------
#فیزیک_و_زندگی
🆔 @phyteacher
🔹 دوره نسبیت خاص (قسمت چهارم)🔹
🔻تبدیل کلاسیک، تبدیل نسبیتی🔻
🌸با ما همراه باشید.
---------------------------------
#فیزیک_و_زندگی
🆔 @phyteacher
🔹 دوره نسبیت خاص (قسمت دوم)🔹
🔻تبدیل کلاسیک، تبدیل نسبیتی🔻
🌸با ما همراه باشید.
---------------------------------
#فیزیک_و_زندگی
🆔 @phyteacher
🔹 فیزیک تئوری، چیزی را پیش‌بینی می‌کند که تجربه، آن را کشف خواهد کرد.
🔸 البته، همیشه این تئوری‌ها درست نیستند و گاهی نگاه مؤلف به موضوع، کامل و دقیق نیست.
🔹 برای تجربه درست و فهم عمیق، باید تئوری را به خوبی دانست.
🔻 از فردا، مفاهیم تئوری فیزیک، نظیر انقباض طول و اتساع زمان، تانسور و معادلات انیشتین را هر شب مرور می‌کنیم.
🌸 امید است تا با همراهی شما عزیزان، به یک یادگیری جمعی عمیق و مفید برسیم.
با ما همراه باشید.
---------------------------------
#فیزیک_و_زندگی
🆔 @phyteacher
🔻ویدیو بالا، تصویر تلسکوپ فضایی هابل از کهکشان آندرومدا است.
🔸 کهکشان آندرومدا (واقع در صورت فلکی آندرومدا)، با ۲.۵ میلیون سال نوری فاصله از کهکشان راه شیری، نزدیکترین کهکشان مارپیچی به ما، بزرگترین کهکشان از گروه کهکشان محلی و دورترین چیزی است که با چشم غیرمسلح می‌توان دید.
🔸 نخستین رصد ثبت شده از کهکشان آندرومدا در ابتدای قرن چهارم هجری توسط عبدالرحمن صوفی در کتاب صورالکواکب صورت گرفته که از آن به عنوان ابر کوچک، نام برده است.
🔹 در تصاویر بالا، بیش از صد میلیون ستاره را در این کهکشان می‌بینیم.
---------------------------------
#فیزیک_و_زندگی
🆔 @phyteacher
🔸 مهمترین عامل در کاهش تصادفات و کمک به راننده، تشخیص موانع است. یعنی باید مکانیزمی وجود داشته باشد که بتواند موانع را تشخیص داده و نسبت به آن‌ها هشدار دهد.
🔸 نهایت آمال و هدف گذاری ما می‌تواند این باشد که ؛
۱- خودرو بتواند خطوط کشیده شده بر روی خیابان تشخیص داده و خود را بین خطوط نگه دارد.
۲- در مواقع نزدیک شدن به خودروهای دیگر، هشدار داده و فاصله‌ی خود را با سایر خودروها حفظ کند.
۳- در مواقع بروز ناگهانی مانع مانند عابر پیاده و یا ماشین، ترمز کند.
۴- نقاط کور را تشخیص داده و بتواند به صورت خودکار، در صورت نیاز بین خطوط، لاین عوض کند.
و...
🔸 چنین خودرویی، هوشمند و خودران به حساب می‌آید.
🔸 هرچند که هم الان خودروهایی هستند که تجهیزات مربوط به هشدارهای رانندگی را دارند و حتی نمونه‌های آزمایشگاهی خودروهای خودران، در حال تحقیق و توسعه است، اما کماکان عموم خودروهای سواری و وسایل حمل و نقل عمومی در جهان، فاقد این نوع امکانات هستند.
🔸 به همین دلیل، فاصله‌ی بین خودروهای معمولی تا خودروی هوشمند به شش کلاس دسته‌بندی می‌شود.
🔹 ادامه دارد...
---------------------------------
#فیزیک_و_زندگی
🆔 @phyteacher
⭕️درباره‌ی کروی بودن ⭕️
(قسمت آخر)
🔸به طور خلاصه، جایی که گرانش بالا است، جاهای بلند تمایل به افتادن و پر کردن جاهای پست دارند. اگر برای درست کردن کره، نسخه‌ای وجود داشته باشد، این همان نسخه است. با تمام این دلایل، انتظار داریم که تپ اختر‌ها، کاملترین شکل‌های کروی در گیتی باشند.
🔸 در خوشه‌های کهکشانی غنی، شکل کلی می‌تواند اطلاعات عمیق اخترشناسی در اختیار ما قرار دهد. می‌دانیم که هیچ‌کدام از آن‌ها به یک شکل گرانشی پایدار (یعنی کروی) درنیامده‌اند.
🔸 برخی از آن‌ها به قدری گسترش یافته‌اند که عمر چهارده میلیارد ساله‌ی گیتی برای عبور یکی از کهکشان ها از یک سوی خوشه به سوی دیگر آن کافی نیست.
🔸 نتیجه می‌گیریم که خوشه‌ها بدان علت به آن شکل متولد شده‌اند که برخوردهای گرانشی متقابل بین کهکشان‌ها و در میان آن‌ها وقت کافی برای تأثیر گذاشتن بر شکل خوشه نداشته است.🔸 هرچند سامانه‌های دیگر مانند خوشه کهکشانی گیسو، بلافاصله به ما نشان می‌دهد که گرانش، خوشه را به شکل یک کره شکل داده است.
⭕️درباره‌ی کروی بودن ⭕️
(قسمت سوم)
🔸 توده های بزرگ و پر جرم گاز در کهکشان می‌توانند به هم بپیوندند و کره‌های گازی تقریبا کاملی تشکیل دهند که به آن‌ها ستاره می‌گوییم.
🔸 ولی اگر یک ستاره، بیش از حد در مدار به جرم دیگری که گرانش قابل توجهی دارد، نزدیک شود، شکل کروی آن ممکن است مختل شود. زیرا موادش از آن کشیده می‌شود. منظور از زیادی نزدیک، زیادی نزدیک شدن به لوب روش است که به نام ریاضی دان نیمه قرن نوزدهم، ادوارد روش، نامگذاری شده است.
🔸 لوب روش، یک پاکت دوگانه پیازی دمبل شکل نظری است که هر دو شیء را که در مدار متقابل باشند، احاطه می‌کند. مواد گازی یک شیء، اگر از پاکت خود خارج شود، به طرف شیء دوم سقوط خواهد کرد. این پدیده در ستاره های دوتایی شایع است. زمانی که یکی از آن‌ها متورم می‌شود تا تبدیل به یک غول سرخ شود و از لوب روش خود تجاوز می‌کند.
🔸 غول سرخ، به یک شکل مشخصاً غیر کروی در می‌آید که شبیه یک شکلات اشکی دراز است. به علاوه، گهگاه یکی از دو ستاره، یک سیاهچاله است که محل آن به خاطر تأثیرش بر همراه دوتایی اش قابل مشاهده می‌شود.
🔸 گاز مارپیچی، پس از آنکه از غول جدا شد و از لوب روش آن عبور کرد، تا دمای بسیار بالا گرم می‌شود و به درخشش در می آید و سپس به درون خود سیاهچاله نزول می‌کند و از نظر ناپدید می‌شود.🔸 ستارگان کهکشان راه شیری یک دایره بزرگ مسطح را ترسیم می‌کنند. کهکشان ما که نسبت قطر به ضخامت آن هزار به یک است، از صاف‌ترین کلوچه‌ای مکه تا کنون پخته شده، صاف‌تر است. در حقیقت، ابعاد آن بیشتر متناسب با یک کرپ یا نان لواش است.
⭕️درباره‌ی کروی بودن ⭕️
(قسمت اول)
🔸 غیر از بلورها و سنگ‌های شکسته، کمتر چیزی در کیهان، به طور طبیعی گوشه‌های تیز دارد. در حالی که خیلی از چیز‌ها، شکل‌های خاص دارند، ولی لیست اشیای گرد از حباب‌های ساده‌ی صابون گرفته تا کل جهان قابل مشاهده، عملاً بی پایان است.
🔸 قوانین ساده‌ی فیزیک، از میان تمام شکل‌ها، کره را بیشتر می‌پسندد. از این رو ما غالباً برای اینکه بینشی پایه درباره‌ی یک شیء به دست آوریم، در تجربه‌ی ذهنی خود فرض می‌کنیم که آن شیء کروی است، در حالی که با اطمینان می‌دانیم که غیر کروی است. در حالت کلی اگر حالت کروی را نفهمیم، نمی‌توانیم ادعا کنیم که فیزیک اساسی شیء را درک می‌کنیم.
🔸 کره‌ها در طبیعت بر اثر نیروهایی مانند کشش سطحی، که می‌خواهند اشیا را در تمام جهان کوچکتر کنند، ساخته می‌شوند.
⭕️ حیات فرا زمینی ⭕️
(قسمت دهم)
🔸 دیگر فرصت نداریم منتظر این باشیم که تکامل داروینی ما را باهوش‌تر و نیک‌سرشت‌تر بکند. اما داریم وارد مرحله‌ای می‌شویم که شاید بتوان تکامل خود طراحی شده نامید؛ یعنی که بتوانیم دی‌ان‌ای خود را تغییر دهیم و بهبود ببخشیم. در حال حاضر، نقشه‌ی دی‌ان‌ای را تهیه کرده‌ایم؛ یعنی کتاب حیات را خوانده‌ایم، پس می‌توانیم آن را تصحیح کنیم. در آغاز، این تصحیح‌ها مختص به ایرادهای ژنتیک خواهد بود؛ مثل فیبروز سیستیک و دیستروفی ماهیچه‌ای، مشکلاتی که با زنی واحد کنترل می‌شوند و به همین دلیل شناسایی و تصحیح آن‌ها نسبتا ساده است.
🔸 اگر نژاد بشر بتواند خود را بازطراحی کند و با این کار، خطر اینکه خودش را نابود کند، کاهش یابد یا از بین برود، احتمالا قلمرو خود را توسعه خواهد داد و برای سکونت به سیارات دیگر خواهد رفت. با این همه، سفر طولانی بین ستارگان برای حیات مبتنی بر اشکال شیمیایی بر پایه دی‌ان‌ای، مانند ما، مشکل خواهد بود. طول عمر طبیعی اینگونه موجودات در قیاس با زمان سفر کوتاه است.
🔸 طبق نظریه نسبیت، چیزی نمی‌تواند سریعتر از نور حرکت کند، پس سفر رفت و برگشت به نزدیکترین ستاره حدود هشت سال و به مرکز کهکشان حدود پنجاه هزار سال طول خواهد کشید.
🔸 شاید بتوان از مهندسی ژنتیک استفاده کرد تا حیات مبتنی بر دی‌ان‌ای را فناناپذیر یا حداقل دارای طول عمر صدهزار ساله کرد. اما راه ساده‌تر که هم اکنون هم تقریبا توانش را داریم، این است که ماشین بفرستیم.
🔸 می‌توان این‌ها را به شکلی طراحی کرد که در طول سفر بین ستارگان دوام بیاورند. وقتی به ستاره‌ی جدیدی برسند می‌توانند روی سیاره‌ای مناسب فرود آیند و مواد خام لازم برای تولید ماشین‌های جدید را استخراج کنند و شاید این‌ها را به اجرام دیگری بفرستند. این ماشین‌ها، گونه‌ای جدید از حیات خواهند بود که به جای مولکولهای بزرگ، بر اجزای مکانیکی و الکترونیکی مبتنی هستند.
🔸 شاید در نهایت جایگزین حیات مبتنی بر دی‌ان‌ای شوند، همانگونه که شاید دی‌ان‌ای جایگزین شکل قدیمی‌تری از حیات شده است.
⭕️ احتمال مواجه شدن با شکلی بیگانه از حیات در زمان کهکشان چقدر است؟ ⭕️
🔸 اگر بحث در مورد زمان‌بندی ظهور حیات روی زمین درست باشد، 🔻باید ستارگان بسیار زیادی وجود داشته باشند که سیاراتشان دارای حیات باشد.🔻 برخی از این منظومه‌های شمسی می‌توانسته‌اند پنج میلیارد سال قبل از زمین تشکیل شوند، پس چرا کهکشان پر از اشکال حیات خود طراح مکانیکی یا بیولوژیکی نیست؟ چرا تا به حال به زمین سر نزده‌اند و حتی آن را تسخیر نکرده‌اند؟ ضمنا بگویم که من (استیون هاوکینگ)، این حرف را که UFOها سرنشین‌های فرازمینی دارند، قبول ندارم، چون فکر می‌کنم که هرگونه آمدن بیگانگان به زمین آشکارتر و احتمالا بسیار ناخوشایند‌تر می‌بود.
✅پس چرا تا به حال نیامدند؟
🔹 ادامه دارد...
---------------------------------
#فیزیک_و_زندگی
🆔 @phyteacher
⭕️ حیات فرا زمینی ⭕️
(قسمت هشتم)
🔸 آر‌ان‌ای، شبیه دی‌ان‌ای ولی نسبتا ساده تر است و ساختار مارپیچ دوبل هم ندارد. قطعات کوتاه آر‌ان‌ای می‌توانند خود را بازتولید کنند، کاری که دی‌ان‌ای هم توانش را دارد. شاید در نهایت دی‌ان‌ای تولید کنند. ما توان ساخت آزمایشگاهی این اسیدهای نوکلئیک را از مواد فاقد حیات، نداریم. اما با فرصتی پانصد میلیون ساله و بودن اقیانوس‌هایی که بیشتر سطح زمین را می‌پوشاندند، احتمال تولید اتفاقی آر‌ان‌ای، نسبتاً معقول است.
🔸 هنگام بازتولید دی‌ان‌ای، خطاهایی رخ می‌داد. بسیاری از این‌ها مضر بودند و از میان می‌رفتند. برخی خنثی بودند و تأثیری بر عملکرد ژن نداشتند. برخی نیز برای تنازع بقا مفید بودند و این‌ها برگزیده‌ی انتخاب طبیعی داروینی می‌شدند.
🔸 فرآیند تکامل زیستی، در آغاز، بسیار کند بود. 🔻تکامل اولین سلول‌ها به ساختار‌های چند سلولی، حدود دو و نیم میلیارد سال طول کشید. 🔻اما کمتر از یک میلیارد سال بعد، برخی از این‌ها به ماهیان و برخی از ماهیان نیز به نوبه‌ی خود به پستانداران تکامل یافتند. بعدتر، تکامل بازهم ظاهراً سریعتر شد.
🔸 تکامل از پستانداران اولیه به ما، فقط حدود یکصد میلیون سال طول کشید. دلیل این امر این است که پستانداران اولیه حاوی نسخه‌هایی از ارگان‌های حیاتی ما بودند. تنها چیزی که برای تکامل از پستانداران اولیه به ما لازم بود، کمی تنظیمات دقیق بود.
🔸 اما با ظهور نژاد بشر، تکامل وارد مرحله‌ای کلیدی شد. چیزی که اهمیت آن مثل به وجود آمدن دی‌ان‌ای بود. این مرحله، به میان آمدن زبان بود، به خصوص زبان نوشتاری. یعنی می‌شد اطلاعات را از نسلی به نسل دیگر انتقال داد و برای این کار، روشی غیر از روش ژنتیکی و استفاده از دی‌ان‌ای وجود داشت.
🔸 در ده هزار سال تاریخ مکتوب بشریت، می‌توان تغییرات مشهودی در دی‌ان‌ای بشر و ناشی از تکامل زیستی دید، اما مقدار اطلاعاتی که از نسلی به نسل بعد منتقل می‌شود رشد بسیار زیادی کرده است. من (استیون هاوکینگ) در دوران طولانی حرفه‌ام به عنوان دانشمند، کتاب‌هایی نوشته‌ام تا شمه‌ای از آنچه را در مورد عالم آموخته‌ام به شما منتقل کنم. با اینکار، دارم دانش را از مغز خود به صفحه منتقل می‌کنم.
🔸 دی‌ان‌ای موجود در تخمک یا اسپرم آدم حدود سه میلیارد جفت اساسی از بازهای نیتروژنی دارد اما به نظر می‌رسد مقدار زیادی از اطلاعات این توالی، تکراری یا غیر فعال است.
⭕️ حیات فرا زمینی ⭕️
(قسمت ششم)
🔸 ستارگان دیگر آنقدر دورند که نمی‌توانیم مستقیماً وجود سیاره‌ای را در مدار آن‌ها تشخیص دهیم. اما دو روش به ما اجازه داده تا بتوانیم سیاره‌های ستارگان دیگر را تشخیص دهیم؛
🔹 اولین راه این است که به ستاره نگاه کنیم و ببینیم مقدار نوری که از آن می‌آید ثابت است یا نه؟ اگر سیاره‌ای از جلوی ستاره عبور کند، نور ستاره کمی کاهش می‌یابد. اگر این اتفاق به طور منظم رخ دهد، به این خاطر است که مدار سیاره‌ای، آن را به طور منظم بین ما و ستاره قرار می‌دهد.
🔹 روش دوم این است که موقعیت ستاره را به دقت اندازه گیری کنیم. اگر سیاره‌ای حول ستاره بچرخد، لرزشی بسیار جزئی در موقعیت ستاره وجود خواهد داشت. این لرزش را می‌توان مشاهده کرد و اگر منظم باشد می‌توان نتیجه گرفت ناشی از این است که سیاره‌ای حول آن می‌چرخد.
🔸 این روش‌ها اول بار حدود سی سال پیش استفاده شدند و تا کنون چند هزار سیاره در مدارهایی حول ستارگان دور دست کشف شده‌اند.
🔸 تخمین زده می‌شود که از هر پنج ستاره، یکی سیاره‌ای شبیه به زمین داشته باشد که فاصله‌ی مدار آن از ستاره چنان باشد که با حیات به شکلی که ما می‌شناسیم، سازگار باشد.
🔸 منظومه‌ی ما حدود چهار و نیم میلیارد سال پیش تشکیل شد. یعنی کمی بیش از نه میلیارد سال پس از مهبانگ. این منظومه از گازهای آلوده به باقیمانده‌ی ستارگان قدیمی‌تر ساخته شد. به نحوی برخی از این اتم‌ها به شکلی مرتب شدند که مولکول های دی ان ای را تشکیل بدهند.
🔸 دی ان ای شکل معروف مارپیچ دوبل را دارد که فرانسیس کریک و جیمز واتسون در دهه‌ی ۱۹۵۰ در کلبه‌ای در شعبه‌ی نیو میوزیوم کمبریج کشف کردند. دو زنجیره‌ی مارپیچ با جفت‌هایی از بازهای نیتروژنی به هم وصل می‌شوند.
🔸چهار نوع باز نیتروژنی داریم؛ آدنین، سیتوزین، گوانین و تیمین. آدنین یک زنجیره همیشه با تیمین زنجیره دیگر جفت می‌شود و گوانین با سیتوزین. بدین ترتیب، توالی بازهای نیتروژنی یک زنجیره، معرف توالی مکمل و یگانه‌ای در زنجیره‌ی دیگر است.
🔸 این دو زنجیره می‌توانند جدا شوند و هر کدام الگویی شوند برای تشکیل زنجیره‌های دیگر. با این کار، مولکولهای دی‌ان ای می‌توانند اطلاعات ژنتیکی را که در توالی بازهای نیتروژنی آن‌ها حک شده، تکثیر کنند.🔹 ادامه دارد...
⭕️ حیات فرا زمینی ⭕️
(قسمت چهارم)
🔸 مثلا یک ویروس کامپیوتری، برنامه‌ای است که نسخه‌هایی از خود را در حافظه کامپیوتر تولید می‌کند و می‌تواند خود را به کامپیوتر های دیگر منتقل کند. یعنی طبق تعریف پست قبل، سیستمی زنده است.
🔻مثل ویروس بیولوژیک، شکلی نسبتاً بدوی است چون فقط شامل دستورات یا ژن است و خودش متابولیزمی ندارد.🔻
🔸 به جای آن برنامه، متابولیزم کامپیوتر یا سلول میزبان را تغییر می‌دهد. بعضی افراد به زنده بودن ویروس شک داشته و آن را انگل می‌پندارند؛ یعنی چیزی که مستقل از میزبان وجود ندارد. اما از این نظر، بیشتر اشکال حیات از جمله خود ما انگل هستیم. چون برای بقا از اشکال دیگر حیات تغذیه می‌کنیم.
🔸 من (به نقل از استیون هاوکینگ)، فکر می‌کنم ویروس‌های کامپیوتری را باید نوعی از حیات دانست. شاید این نکته که تنها نوع حیاتی که ما خلق کرده‌ایم، موجودی صرفا مخرب است، نکات زیادی را در مورد طبیعت بشر تداعی کند.
🔸 چیزی که ما معمولا حیات می‌دانیم مبتنی بر زنجیره‌هایی از اتم های کربن به علاوه اتم‌های دیگری مثل نیتروژن و فسفر است. می‌توان حیات بر مبنای عنصر شیمیایی دیگری را (مثلا بر مبنای سیلیکون) تجسم کرد ولی ظاهراً کربن مناسب‌ترین مورد است.
🔸 کربن غنی‌ترین شیمی را دارد، اینکه اتم‌های کربن با خواص خود وجود دارند مستلزم تنظیم بسیار دقیق ثابت‌های فیزیکی است. ثابت‌هایی مانند QCD و بار الکتریکی و حتی بعد فضا-زمان.
(🔅 منظور این است که نسبت جرم پروتون به الکترون، از طریق این مقیاس محاسبه می‌شود.)
🔸 تغییر عمده در این ثابت‌ها باعث می‌شود یا هسته‌ی اتم کربن ناپایدار شود یا الکترون‌ها به هسته سقوط کنند. در نگاه اول به نظر می‌رسد که این دقت در عالم اعجاب آور است. شاید این سندی باشد دال بر اینکه عالم دقیقاً طراحی شده تا نژاد بشر را تولید کند. اما با توجه به اصل انسان نگر (▪️اینکه نظریات ما در عالم باید با وجود ما در عالم همخوان باشد▪️)، باید از اینگونه استدلال‌ها پرهیز کرد.
🔸 مبنای این حرف، این نکته‌ی بدیهی است که اگر عالم برای حیات مناسب نبود، ما هم نبودیم که در مورد چرایی دقت آن بپرسیم. می‌توان از اصل انسان نگر در یکی از دو حالت آن استفاده کرد.
🔹 در حالت تند اصل انسان نگر، فرض این است که عالم‌های متفاوت زیادی وجود دارند و در هر یک ارزش ثابت‌های فیزیکی متفاوت است.
⭕️ حیات فرا زمینی ⭕️
(قسمت دوم)
🔸یکی از معادلاتی که برای نشان دادن احتمال بالای حیات در سیارات دیگر استفاده می‌شود، معادله‌ی دریک است.
🔸 معادله دریک معادله‌ای است که از آن به منظور برآورد تعداد تمدن‌های فرازمینی قابل تشخیص در کهکشان راه شیری استفاده می‌شود. این معادله در اخترزیست‌شناسی برای جستجوی هوش فرازمینی مورد استفاده قرار میگیرد.
🔸 در این معادله، تعداد تمدن‌های فرازمینی که می‌توانیم با آن‌ها تماس برقرار کنیم را برابر با حاصلضرب نرخ متوسط تشکیل ستاره‌ها در کهکشان، نسبت ستاره‌هایی که دارای سیاره هستند، متوسط سیارات با احتمال تشکیل حیات و ... قرار می‌دهیم.
🔸 در ویدیو بالا، توضیحاتی را می‌بینیم که مربوط به دو سیاره کشف شده با ویژگی هایی شبیه به زمین هستند.
🔸 آیا این دو سیاره، می‌توانند میزبان حیات باشند.
🔹 ادامه دارد...
---------------------------------
#فیزیک_و_زندگی
🆔 @phyteacher
⭕️ حیات فرا زمینی ⭕️
🔸 یکی از مباحث چالش برانگیز در علم روز، بحث حیات فرا زمینی است.
🔸 این بحث، خود به زیر موضوعات متنوعی تقسیم می‌شود؛
🔹 آیا در جایی خارج از زمین، حیات پیچیده‌ای مانند موجودات بر روی زمین، وجود دارد؟
🔹 آیا در جایی خارج از زمین، حیات آغازین، مانند تک‌سلولی‌ها، شکل گرفته یا وجود دارد؟
🔹 آیا جایی خارج از زمین، شرایطی وجود دارد که در گذشته یا آینده، حیاتی بر آن شکل بگیرد؟
🔹 آیا شکل متنوع و انحصاری از حیات وجود دارد که مختص خارج از زمین بوده و بر روی زمین یافت نشود؟
🔸 این موضوعات و البته موضوعاتی فراتر از نمونه‌های ذکر شده، بحث داغ علم فیزیک و سایر گرایشات بین رشته‌ای مانند زیست شناسی، شیمی و بیوفیزیک است.
🔅 آنچه که بین دانشمندان، عنوان می‌شود این است که؛ 🔻گستردگی و بزرگی کیهان و در نتیجه کثرت سیارات و اجرام نجومی، حیات فرا زمینی را به یقین تأیید می‌کند اما نوع و نمونه آن، جای بحث فراوان دارد.🔻
🔹 حیات فرا زمینی، موضوع پرونده‌ی جدید ما خواهد بود. در ادامه، نظر شما مخاطبان گرامی را در این باره مطلع می‌شویم.
---------------------------------
#فیزیک_و_زندگی
🆔 @phyteacher
⭕️ هر روز، یک مفهوم فیزیکی ⭕️
🔸 گفته شد که در سلول‌های خورشیدی از نیم‌رسانا استفاده می‌شود.
🔸 نیم رسانا، عنصری است که رسانندگی الکتریکی آن کمتر از رسانا و بیشتر از عایق الکتریکی باشد. می‌دانیم که مقاومت الکتریکی رساناها، با افزایش دما، افزایش می‌یابد اما این در نیم‌رساناها، برعکس است.
🔸 معمولا مقاومت الکتریکی نیم رساناها با افزایش دما، کاهش می‌یابد بنابراین، رسانایی این مواد را می‌توان با افزایش دقیق و کنترل شده‌ی آلاینده‌ها، تغییر داد.
🔸 این عمل که به آن آلایش یا دوپینگ می‌گویند، در اصل واردکردن عمدی ناخالصی‌ها به یک نیم‌رسانای ذاتی به منظور تغییر در ویژگی‌های الکتریکی، نوری و ساختاری آن است.
🔸 ماده‌ی آلاییده، به عنوان یک نیم‌رسانای غیرذاتی در نظر گرفته می‌شود.
🔸 تعداد کمی از اتم های ناخالص، می‌توانند توانایی یک نیمه هادی برای هدایت الکتریسیته را تغییر دهند.
🔹 هنگامی که به ترتیب، یک اتم ناخالص به هر 100 میلیون اتم اضافه شود، آلایش(دوپینگ) کم یا سبک است.
🔹 هنگامی که تعداد زیادی اتم ناخالص اضافه می‌شود، به ترتیب یک در ده هزار اتم، آلایش(دوپینگ) به عنوان زیاد یا سنگین نامیده می شود.
🔸 همچنین به نیم رسانایی که تا حد بالایی دوپ شده باشد و یعنی بیشتر شبیه به هادی عمل کند تا نیم‌هادی، نیم رسانای منحط می‌گویند.
🔸همانطور که اشاره شد؛ رسانایی نیم‌رساناها در دمای اتاق، چیزی بین رسانایی فلزات و نارساناها است. مرز نارساناها و نیم‌رساناها، با پهنای کاف نواری تعیین می‌شود.
🔸 در فیزیک حالت جامد، کاف نواری یا نوار ممنوعه، به ناحیه‌ای از طیف انرژی در یک جامد گفته می‌شود که در آن ناحیه از طیف هیچ حالت الکترونیکی نمی‌تواند وجود داشته باشد.