در اين بخش مي‌توانيد در مورد کليه مباحث مرتبط با علم و تكنولوژي به بحث بپردازيد
Old Moderator

Old Moderator



نماد کاربر
پست ها

1575

تشکر کرده: 0 مرتبه
تشکر شده: 12 مرتبه
تاريخ عضويت

شنبه 11 شهریور 1385 13:24

آرشيو سپاس: 252 مرتبه در 138 پست

پرسشي بدون پاسخ در اخترفيزيك و كيهان شناسي

توسط Sardar » شنبه 9 دی 1385 12:20

"بسم الله الرحمن الرحيم"



مسائل حل نشده در فيزيك و VMR-PCR





مسائل متعددي در فيزيك وجود دارد كه تا به حال تنها با مطرح كردن تئوريهاي جديد بر روي هم انباشته شده اند و جوابي نيافته اند.

از امروز قصد داريم يك به يك آنها را مطرح كرده و از ديدگاه تئوري VMR-PCR به آنها جواب بدهيم.

مورد اول را درباره ي پرسشي بي جواب در اخترفيزيك و كيهان شناسي بررسي مي كنيم.



1) چرا افشانه ي ديسك توام (Accretion disc jets) تنها در اطراف بعضي از اجرام سماوي مانند كهكشانهاي فعال ديده مي شوند و چرا از قطبين خود افشانه ي نسبيتي ساتع مي كنند؟



هنگاميكه يك ستاره در حال شكل گيري است از آنجا كه چگالي كمي در بخش تمركز خود دارد قدرت گرانش آن نيز نسبت به قدرت ميدان مغناطيسي اش ناچيز است. اما جرم آن در حال افزايش است.

از آنجاييكه كه در مقاله ي "نيروي خلا يا گرانش" اثبات كرديم كه نيروي دفع خلا متناسب با نيروي دفع ماده است و تفاوت بين آنها بسيار اندك است بنابراين اين نيروي برآيند بايد از   نيروي مغناطيس جرم كمتر باشد.                              

"ساختمان داخلي يك كهشكان فعال"


اين مسئله تنها به ستاره ها ي بسيار پير و يا بسيار جوان محدود است زيرا در ديگر اجرام آسماني دو شرطي كه در اين نوع از اجرام هست رعايت نشده:

الف) اينكه چگالي تمركز آنها كم باشد كه در نتيجه ي آن گرانش آنها از ميدان مغناطيسشان كم قدرت شود.

ب) اينكه در شرف تبديل شدن به يك سياه چاله باشند كه گرانش آنها نسبت به ميدان مغناطيسي آنها با سرعت بيشتري كاهش خواهد يافت و در نتيجه اينكه نيروي ميدان آنها بر نيروي دفع خلا غلبه كند.



حال چرا  اين نوع از افشانه ها تنها در قطبين جرم ديده مي شوند؟

مي دانيم كه اين مواد اكثرا پلاسما هستند كه پلاسماهاي آزاد در فضا نيز اغلب يونيزه هستند.

قدرت مغناطيس هم تنها در نقاط اوج خود (در قطبين) نيروي خلا را مي شكافد. پس يون هاي مثبت از طرف قطب شمالي و يون هاي منفي از طرف قطب جنوبي شروع به گسيل شدن مي كنند.  



سوال ديگري كه پيش مي آيد اين است كه اگر اين افشانه ها از يك جفت قطب ساتع مي شوند پس چرا فركانس هاي مختلفي دارند؟

دو حالت وجود دارد كه اين پديده را بتوان توجيه كرد:

الف) شدت قدرت قطبين بين دو جسم اندازه گيري شده يكسان نباشد.

ب) مقدار پلاسما در اطراف قطبين يكسان نباشد.



در حالت اول مقدار انرژي وارد شده به يون ها متفاوت خواهد بود كه در اين صورت مسلما فركانس گسيل آنها نيز يكسان نخواهد بود.

همچنين در حالت دوم اگر توده اي مواد بيشتر و بيشتر باشد انرژي كمتري به آنها وارد خواهد شد و مقداري انرژي را در برخورد با يكيدگير از دست مي دهند كه اين باعث كاهش فركانس آنها خواهد شد.



اين پديده در كهشكان هاي فعال بيش از سياه چاله ها رخ مي دهد و اين به دليل چگالي بالا هسته ي سياه چاله ها است كه نيروي گرانش آنها را مركزيت مي دهد و تقويت مي كند.



چرا افشانه هاي نسبيتي (Relativistic Jets) در كهكشان هاي فعال بيشتر ديده مي شوند؟

(اين دسته از افشانه ها قوي تر هستند). مي دانيم كه در مركز كهكشان هاي فعال بايد يك ستاره ي كاملا شكل گرفته وجود داشته باشد بنابراين پايان اين ستاره بايد يه يك سياه چاله ختم شود.

طبق قوانين فيزيك گرانش به تنهايي نمي تواند قانون نيروي نيوتن را در حركات مداري توجيه كند.

بدين منظور كه اگر جرمي در مدار مي چرخد چون سرعت آن ثابت است پس نيرويي نبايد به آن وارد شود.

اما اگر اثرت ميدان جرم مركزي را حذف كنيم مي بينيم كه جرم تمايل دارد به مسير مساقيم خود ادامه دهد تا اينكه در مدار بچرخد. از همين رو جرم مداري هميشه مايل به خروج است و گرانش حداكثر نيروي خود را براي حفظ آن مي كند.

اما ديده ايم كه اين پديده در حوزه ي عمل گرانش نيست زيرا با ضعيف شدن تدريجي قدرت ميدان مغناطيسي جرم مركزي اقمار نيز از آن فاصله مي گيرند. ازآنجاييكه اين نيروي ثانويه نمي تواند آنها را به مدارهاي هاي زيرين محدود كند.

بنابراين قدرت برآيند نيروهاي دافعه (گرانش) از قدرت ميدان مغناطيسي كمتر است. زيرا قدرت گرانش بر چرخش خروجي جرم غلبه نمي كند اما قدرت مغناطيس اين كار را انجام مي دهد.



نيروي دافعه ي خلا چگونه اجازه ي فرار افشانه ها را مي دهد؟



همانطور كه در مقاله ي "ذرات بنيادين خلا و ضدمواد" گفته ايم نيروي عكس العمل ضد مواد (خلا) تنها كمي بيشتر از دافعه ي ماده و همچنين متناسب با آن است.

به همين دليل مقدار برآيند اين نيروها (گرانش) در ستاره هاي در حال شكل گرفتن كمتر از سياه چاله ها است. بر همين مبنا مقدار افشانه ي خروجي در سياه چاله ها نيز كمتر از ستاره هاي در حال شكل گرفتن مي باشد كه البته اين موضوع به جرم آنها نيز بستگي دارد.

طبق رفتار اجرام در حركات مداري اثبات كرديم كه قدرت ميدان مغناطيسي از گرانش بايد كمتر باشد. بنابراين هر قطبي مي تواند يون هاي همنام خود را دفع كند.



سوال ديگر جامعه ي علمي در مورد افشانه ها اين است كه چرا آنها در نهايت به 99 درصد از سرعت نور مي رسند و چرا در بعضي موارد جرم زيادي (برابر با جرم مشتري) دارند؟


"كهكشان بيضي شكل M87 در حال گسيل يك افشانه ي نسبيتي"

ذات اين افشانه ها به نوعي از انرژي است بنابراين سرعت آنها بايد C باشد اما در بهترين شرايط سرعت آنها 99.99C خواهد بود زيرا مقداري از آن انرژي صرف غلبه بر دفع خلا مي شود.

اما پيش بيني مي كنيم جرم زياد آنها دليلي به جز اختلاف كم قدرت ميدان مغناطيسي و قدرت گرانش جرم گسيل كننده نداشته باشد كه در اين صورت نيز سرعت و فركانس آنها بايد كمتر از حالت هاي معمول باشد زيرا در اين حالت گرانش مي تواند يون ها را جذب كرده و مغناطيس نيز در نقطه ي اوج خود (قطبين) آنها را دفع كند.



امروزه دانشمندان گمان بر اين دارند كه با درك منبع اصلي اين افشانه ها بتوانند پايه و اساس پرتوهاي گاما با نيمه عمر بسيار كوتاه (Gamma rays burst) را پيدا كنند.



عقيده ي VMR-PCR در اين مورد به ذره ي فرضي ε (اپسيلون) مربوط مي شود.

بيان كرديم كه اين پرتوهاي كيهاني در واقع دنباله ي اين تاكيون  هستند كه قبل از آنها در ادامه ي اين تاكيون پرتوهاي چرنكوف وجود دارد.



طبق مدل "ريزش هاي هادرونيك" هنگاميكه پرتوهاي كيهاني به اتم هاي اتمسفري برخورد مي كنند خود به سه نوع مزون (مزون – پاد مزون و مزون صفر) تبديل مي شوند.

مزون هاي صفر به دليل داشتم نيمه عمر كوتاه خود به دو ريشه از پرتوهاي گاما تبديل مي شوند (ريزش EM). اگر اين پرتوهاي گاما تا سطح جرم پيش بروند به يك جفت الكترون – پوزيترون تبديل مي شوند (كاهش فركانس – نوعي انتقال به قرمز).

مي دانيم كه پرتوهاي گاما توسط ميادين مغناطيسي منحرف مي شوند. به همين دليل قطبين در ستاره ها و يا سياه چاله ها اين امواج را دفع كرده و فركانس آنها از طريق اين دفع (با افزايش سرعت) زياد مي شود و به همين دليل دوباره در راه برگشت به مزون ها تبديل خواهند شد.

ازآنجاييكه پرتوهاي گاما سرعت بالاي 99C را نمي پذيرند و تجزيه مي شوند حداكثر سرعت افشانه هاي ارسالي نيز همان 99C مي باشد.



دانشمندان اخيرا با استفاده از سرنخ هايي كه در دست دارند بيان نموده اند كه اين افشانه ها به نوعي بايد به يك جفت مربوط باشند كه خود اين جفت به احتمال زياد در مغناطيس سپهر (Magnetopause) اجرام گسيل كننده نهفته است.

همانطور كه مشاهده كرديد VMR-PCR اين جفت را همان قطبين اجرام در مركز مغناطيسي معرفي مي كند و در تمامي اين موارد پلاسماها ابتدا در كمربندهاي داخلي بر روي محور مغناطيس زمين جمع مي شوند.  كه در نهايت يا از دفع قطبين و يا با خروج از مدار (كاهش قدرت ميدان مغناطيسي) افشانه ها از ستاره ها و سياه چاله ها فرار مي كنند.



سرانجام گذشت زمان تمامي ابهامات را از بين مي برد.

(عكس از:www.roe.ac.uk)

"با تشكر"

عليرضا يعقوبي

29-12-2006
هیهات منا الذلة

 


  • موضوعات مشابه
    پاسخ ها
    بازديدها
    آخرين پست

چه کسي حاضر است ؟

کاربران حاضر در اين انجمن: بدون كاربران آنلاين و 2 مهمان